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Patent Searching and Data


Title:
SYNCHRONIZING RING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/112120
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a synchronizing ring, wherein a friction surface of a substrate made of metal in the form of a synchronizing ring is coated with a carbon coating. In order to reduce the effort of production, particularly in short runs, the invention proposes that the substrate is made of a copper-zinc alloy.

Inventors:
GAAG NORBERT (DE)
GEISE JUERGEN (DE)
GEBHARD FRIEDRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/001370
Publication Date:
October 07, 2010
Filing Date:
March 05, 2010
Export Citation:
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Assignee:
DIEHL METALL STIFTUNG & CO KG (DE)
GAAG NORBERT (DE)
GEISE JUERGEN (DE)
GEBHARD FRIEDRICH (DE)
International Classes:
C22C9/01; F16D23/02
Domestic Patent References:
WO2007012386A12007-02-01
Foreign References:
EP0786299A11997-07-30
JP2001355029A2001-12-25
JPH08209267A1996-08-13
DE3735783C11989-06-15
Attorney, Agent or Firm:
Diehl Patentabteilung (DE)
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Claims:
PATENTANSPRUCHE

1 Synchronring, bei dem eine Reibfläche eines aus Metall in Form des Synchronring hergestellten Substrats mit einer Karbonschicht beschichtet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Substrat aus einer Kupfer-Zink-Legierung hergestellt ist

2 Synchronring nach Anspruch 1 , wobei die Kupfer-Zink-Legierung im Wesentlichen aus dem ß-Mischkπstall gebildet ist

3 Synchronring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ß- Mischkπstall durch einen Zusatz von AI und/oder Mn stabilisiert ist

4 Synchronring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kupfer-

Zink-Legierung die folgenden Bestandteile enthalt

60 bis 70% Cu,

4 bis 6% AI, 3 bis 5% Mn,

< 0,3% Fe,

< 0,1 % Si,

< 0,1 % Pb,

< 0,2% Ni, < 0,3% Sn,

Rest Zn sowie unvermeidbare Verunreinigungen

5 Synchronring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gehalt an Cu 63 bis 68% ist, bevorzugt ist der Gehalt an Cu 64 bis 66%

6. Synchronring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gehalt an AI 4,5 bis 5,5% ist, bevorzugt ist der Gehalt an AI 4,7 bis 5,2%.

7. Synchronring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gehalt an Mn 3,5 bis 4,5% ist, bevorzugt ist der Gehalt an Mn 3,6 bis 4,0%.

8. Synchronring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rest an Zn 24 bis 26% ist.

9. Verwendung einer Kupfer-Zink-Legierung zur Herstellung eines mit einer

Karbonschicht beschichteten Synchronrings.

10. Verwendung nach Anspruch 9, wobei Kupfer-Zink- Legierung im Wesentlichen aus dem ß-Mischkristall gebildet ist.

11. Verwendung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der ß-Mischkristall durch den Zusatz von AI und/oder Mn stabilisiert ist.

12. Verwendung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , wobei die Kupfer-Zink- Legierung die folgenden Bestandteile enthält:

60 bis 70% Cu, 4 bis 6% AI, 3 bis 5% Mn, < 0,3% Fe,

< 0,1% Si,

< 0,1% Pb,

< 0,2% Ni,

< 0,3% Sn, Rest Zn sowie unvermeidbare Verunreinigungen.

13. Verwendung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Gehalt an Cu 63 bis 68% ist, bevorzugt ist der Gehalt an Cu 64 bis 66%.

14. Verwendung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der Gehalt an AI 4,5 bis

5,5% ist, bevorzugt ist der Gehalt an AI 4,7 bis 5,2%.

15. Verwendung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der Gehalt an Mn 3,5 bis 4,5% ist, bevorzugt ist der Gehalt an Mn 3,6 bis 4,0%.

16. Verwendung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei der Rest an Zn 24 bis

26% ist.

Description:
Synchronring

Die Erfindung betrifft einen Synchronring nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1

Nach dem Stand der Technik sind aus Stahl hergestellte Synchronringe allgemein bekannt, bei denen eine Reibfläche mit einer Karbonschicht beschichtet ist Solche Synchronringe zeichnen sich durch eine besonders hohe Harte aus Zur deren Herstellung mittels Kaltumformung sind allerdings relativ teure Werkzeuge erforderlich Aus Stahl hergestellte Synchronringe können erst ab relativ hohen Stuckzahlen rentabel hergestellt werden

Aus der DE 37 35 783 C1 ist ein aus einer Kupfer-Zink-Legierung hergestellter Synchronring bekannt Die bekannte Kupfer-Zink-Legierung ist relativ teuer

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen Es soll insbesondere ein auch in Kleinserien kostengünstig herstellbarer Synchronring angegeben werden, welcher den Anforderungen heutiger Getriebe genügt

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelost Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhangigen Ansprüche

Nach Maßgabe der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Substrat aus einer Kupfer- Zink-Legierung hergestellt ist - Das vorgeschlagene Substrat lasst sich kostengünstig auch in Kleinserien zu Synchronringen mittels Warmumformung verarbeiten Die dafür erforderlichen Werkzeuge sind im Vergleich zu den zur Kaltumformung von Stahlsubstraten erforderlichen Werkzeugen wesentlich preisgünstiger Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass sich auch das vorgeschlagene Substrat mit einer Karbonschicht versehen lasst Ein aus dem erfindungsgemaß vorgeschlagenen Substrat hergestellter Synchronring, bei dem eine Reibfläche mit einer Karbonschicht versehen ist, erfüllt die Anforderungen, insbesondere die Reib- und Verschleißwerte sowie die Sperrzahnharten, heutiger Getriebe

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kupfer-Zink-Legierung im Wesentlichen aus dem ß-Mischknstall gebildet Der ß-Mischkπstall ist vorzugsweise zu mehr als 95%, besonders bevorzugt zu mehr als 99%, in der Kupfer-Zink-Legierung enthalten Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den ß-Mischkπstall durch einen Zusatz von AI oder Mn zu stabilisieren Der Zusatz von AI bewirkt eine Verbesserung der Vickers-Harte HV des Substrats Durch einen Zusatz von Mn kann eine Stabilisierung des ß-Mιschkrιstalls erreicht werden Infolgedessen kann auch ohne eine Gluhung des Substrats eine hervorragende Vickers-Harte HV von mehr als 200 erreicht werden Ein Zusatz von Mn ist nicht unbedingt oder nur in geringen Mengen erforderlich

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthalt die Kupfer-Zink-Legierung die folgenden Bestandteile

60 bis 70% Cu, 4 bis 6% AI, 3 bis 5% Mn,

< 0,3% Fe,

< 0, 1% Si, < 0,1% Pb,

< 0,2% Ni,

< 0,3% Sn,

Rest Zn sowie unvermeidbare Verunreinigungen

Die vorgeschlagene Legierung ist preisgünstig und lasst sich ohne großen Aufwand umformen

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, dass der Gehalt an Kupfer 63 bis 68%, bevorzugt 64 bis 66% ist Der Gehalt an Mn betragt vorteilhafterweise 3,5 bis 4,5%, bevorzugt 3,6 bis 4,0%, da hierdurch der ß-Mιschkrιstall stabilisiert wird Besonders zweckmäßig hat sich ein Gehalt an Aluminium von 4,5 bis 5,5% erwiesen, bevorzugt von 4,7 bis 5,2%, durch den die Härte der Legierung im Zielkorridor einstellbar ist. Der Rest an Zn beträgt vorteilhafterweise 24 bis 26%.

Nach weiterer Maßgabe der Erfindung wird die Verwendung einer Kupfer-Zink-Legierung zur Herstellung eines mit einer Karbonschicht beschichteten Synchronrings vorgeschlagen. Dabei ist die Karbonschicht insbesondere auf einer Reibfläche des Synchronrings vorgesehen. Wegen der vorteilhaften Ausgestaltung der Verwendung wird auf die vorangegangenen Ausgestaltungsmerkmale zum Synchronring verwiesen. Die dort beschriebenen Ausgestaltungsmerkmaie können auch Ausgestaltungsmerkmale der Verwendung bilden.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter "%" Gewichts-% verstanden.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Die folgende Tabelle 1 gibt Soll- und Ist-Zusammensetzungen unterschiedlicher Versuchslegierungen wieder.

Φ CO Die folgende Tabelle 2 gibt die Härtewerte der Versuchslegierungen (= Leg.) gemäß Tabelle 1 im geglühten und im ungeglühten Zustand sowie eine Gefügebeschreibung der Versuchslegierungen wieder.

Tabelle 2

Wie aus der Tabelle 2 ersichtlich ist, zeichnen sich insbesondere die Versuchslegierung Nr. 2460 und 2462 durch eine besonders hohe Vickers-Härte HV10 von mehr als 200 im ungeglühten Zustand aus. Die Versuchslegierung Nr. 2460 zeichnet sich ferner dadurch aus, dass sie aus relativ wenigen Bestandteilen besteht. Die Materialkosten betragen ca. 80% der Kosten von Legierung 2462.