專利名稱：用以制造變速器同步裝置的構(gòu)件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述的用以制造變速器同步裝置的構(gòu)件的方法，以及一種變速器同步裝置的構(gòu)件。
背景技術(shù)：
這樣的方法由DE 35 19 811 C2已知。其中，由金屬板材沖壓而成的圓形坯料先后接連經(jīng)受了大量的冷成型步驟。為了制造一種預(yù)先確定的、只在結(jié)構(gòu)件的部分節(jié)段上延伸的輪廓(如齒部)還經(jīng)常需要多個(gè)先后接連的冷成型分步。在此，首先進(jìn)行輪廓結(jié)構(gòu)的預(yù)制，并且在最后的冷成型分步中，最終制成輪廓結(jié)構(gòu)。對(duì)于每一冷成型分步，提供復(fù)雜而昂貴的成型工具(模具)是必需的。在輪廓結(jié)構(gòu)有變化時(shí)，也得改變相應(yīng)的成型工具?？傮w來(lái)說(shuō)，這個(gè)已知的方法是繁復(fù)和昂貴的。已知方法的另外一個(gè)缺點(diǎn)是，由此制成的例如同步環(huán)事后在其功能區(qū)域內(nèi)，例如在諸如齒部、定位凸塊(Indexnocken)、定心凸塊或傳動(dòng)突起這些輪廓結(jié)構(gòu)處還必須要進(jìn)行硬化處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，消除現(xiàn)有技術(shù)中的那些缺點(diǎn)。特別是，應(yīng)該提供一種盡可能簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的方法，用以制造變速器同步裝置的構(gòu)件，尤其是制造同步環(huán)。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種能夠盡可能經(jīng)濟(jì)和簡(jiǎn)單地制成的變速器同步裝置構(gòu)件，特別是同步環(huán)。上述目的通過(guò)權(quán)利要求1和12的特征得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的適宜的設(shè)計(jì)方案可由權(quán)利要求2至10以及13的特征得出。按照本發(fā)明，在用以制造變速器同步裝置的構(gòu)件、特別是同步環(huán)的方法中，規(guī)定 成型步驟中至少一個(gè)是熱成型步驟，在該熱成型步驟中，將圓形坯料局部加熱到高于600°C 的溫度并且隨后在局部被加熱的成型段內(nèi)進(jìn)行成型加工。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，根據(jù)本發(fā)明，用以制造期望的輪廓結(jié)構(gòu)的多個(gè)冷成型分步相應(yīng)地被唯一一個(gè)熱成型步驟所代替。為了實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的熱成型步驟，圓形坯料只是分段地，亦即在要變形加工的成型段的區(qū)域內(nèi)，被加熱到高于600°C的溫度，優(yōu)選加熱到650°C至850°C范圍內(nèi)的溫度，并且緊接著在這個(gè)被加熱的成型段內(nèi)進(jìn)行成型加工。在此，可以將已成型的節(jié)段以預(yù)先給定的冷卻速度冷卻，并且由此調(diào)整到一種特定的內(nèi)部組織。按照一種有利的設(shè)計(jì)方案，借助沖壓來(lái)制成圓形坯料。在本發(fā)明的意義下，所說(shuō) “圓形坯料”的概念應(yīng)作一般性廣義理解。對(duì)此通常是涉及具有基本為圓形的外部輪廓的金屬板材。在本發(fā)明的意義下，圓形坯料也可以特別指環(huán)狀的主體。所推薦的借助沖壓制造圓形坯料的方法是特別經(jīng)濟(jì)的。當(dāng)然，所述圓形坯料也可以通過(guò)其它常見方法來(lái)制造，例如鋸、水射流切割或激光切割。適宜的是，成型步驟中至少一個(gè)是冷成型步驟，優(yōu)選深沖。這種冷成型步驟，正如其依現(xiàn)有技術(shù)已知的那樣，若它可以在唯一一個(gè)步驟中實(shí)施，則特別予以保留。例如，可以在一冷成型步驟中賦予圓形坯料一種錐形的形狀。有利的是，圓形坯料由鋼制造，優(yōu)選由鋼合金制造。若應(yīng)將一結(jié)構(gòu)件變形成型，但是不硬化，則諸如HC260LA這樣的微合金鋼和諸如DC04這樣的低合金鋼或非合金鋼被證明是特別合適的。若應(yīng)將一結(jié)構(gòu)件至少在部分區(qū)域內(nèi)硬化，則標(biāo)準(zhǔn)調(diào)質(zhì)鋼被證明是特別合適的，如其例如在EN 10132中定義的那樣。諸如C45這樣的鋼也是適合的。諸如22MnB5或 80CrV2這樣的鋼合金也證明是適宜的。按照一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案，在熱成型步驟期間，圓形坯料在成型段內(nèi)被變形，并且緊接著至少部分被硬化。為了這個(gè)目的，成型段被加熱到奧氏體化溫度以上的溫度。奧氏體化溫度與鋼或者鋼合金相關(guān)。該該溫度通常在850°C至1000°C的范圍內(nèi)。在成型之后對(duì)被加熱到奧氏體化溫度以上的溫度的成型段進(jìn)行淬火而使其發(fā)生硬化。優(yōu)選通過(guò)用散熱裝置、例如適配于成型段形狀的金屬模來(lái)至少部分接觸成型段(接觸硬化)而實(shí)現(xiàn)淬火。通過(guò)采用所建議的方法步驟，可以有利地實(shí)現(xiàn)對(duì)所選成型段區(qū)域的硬化。按照一個(gè)特別有利的設(shè)計(jì)方案，在熱成型步驟期間，圓形坯料在成型段中不僅被變形，而且還被加壓淬火。為了這個(gè)目的，成型段被加熱到奧氏體化溫度以上的溫度。奧氏體化溫度與鋼或者鋼合金相關(guān)。該溫度通常在850°C至1000°C的范圍內(nèi)。在成型過(guò)程中同時(shí)對(duì)被加熱到奧氏體化溫度以上的溫度的成型段進(jìn)行淬火而使其發(fā)生硬化。通過(guò)采用所建議的方法步驟，可以取消按照現(xiàn)有技術(shù)的緊接在成形之后的硬化處理工藝。按照根據(jù)本發(fā)明所建議的方法，成形和硬化可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明所建議的方法是特別高效的。按照另外一個(gè)適宜的設(shè)計(jì)方案，借助于激光或感應(yīng)來(lái)實(shí)施對(duì)圓形坯料的局部加熱。用上述方法能夠?qū)崿F(xiàn)將高熱能特別快速地傳遞到圓形坯料的要成型的節(jié)段上。圓形坯料的成型段通常小于其體積的50%，優(yōu)選小于其體積的30%，特別是小于其體積的20%。 也就是說(shuō)，在根據(jù)本發(fā)明所建議的對(duì)成型段的局部加熱中，只是將該成型段加熱到所給定的溫度。圓形坯料的其余節(jié)段則不被加熱至此溫度。按照另外一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案，將用于局部加熱所需要的熱能以少于3秒的時(shí)間、優(yōu)選少于1秒的時(shí)間供給成型段。這樣可以將熱量輸入保持限制于預(yù)先給定的成型段。 此外，所建議的較短的熱量輸入時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)特別快速的方法處理過(guò)程。特別是對(duì)于批量生產(chǎn)的情況，以下方式被證明是特別適宜的，即，采用一種受冷卻的成型工具(模具)來(lái)進(jìn)行淬火。通過(guò)與成型工具的接觸，成型段被成型為所期望的輪廓結(jié)構(gòu)，在此同時(shí)被淬火，并且因此而得以硬化。在此，成型的板材通常被淬硬到0. 5至2mm 的深度。利用根據(jù)本發(fā)明的方法，還特別能夠?qū)崿F(xiàn)在熱成型步驟之后對(duì)圓形坯料進(jìn)行沖壓。當(dāng)通過(guò)熱成型步驟使該圓形坯料的成型區(qū)域受到了硬化時(shí)，這也是適合的。在此情況下，后續(xù)的沖壓步驟宜限于圓形坯料的先前未受到硬化的那個(gè)區(qū)域。按照另外一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案，所述熱成型步驟在成型和/或沖壓步驟的一種循環(huán)式順序中作為一循環(huán)過(guò)程被實(shí)施。也就是說(shuō)，可以在一種用于批量生產(chǎn)同步裝置構(gòu)件的循環(huán)式作業(yè)線中執(zhí)行熱成型步驟。按照本發(fā)明的另一方面，變速器同步裝置的構(gòu)件、特別是同步環(huán)具有至少一個(gè)經(jīng)過(guò)加壓淬火的成型段。在此，被加壓淬火的成型段可具有以下結(jié)構(gòu)齒部、定位凸塊、定心凸塊、傳動(dòng)突起、傳動(dòng)凸塊、連接條。
在本發(fā)明的意義下，所說(shuō)“同步裝置”指的是這樣一種裝置，它將軸與要接合的傳動(dòng)輪之間的轉(zhuǎn)速差適配平衡。除了至少一個(gè)同步環(huán)，所述同步裝置還可包括其它構(gòu)件，例如滑動(dòng)套筒、套筒托架以及傳動(dòng)輪(Gangrad)或空套輪(Losrad)。例如可參閱由DE 10 2005 035 941 B3所公開的同步裝置。這個(gè)文獻(xiàn)中實(shí)施例的公開內(nèi)容被收納結(jié)合于本文。


在后面特別借助于唯一的附圖來(lái)詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施例。該唯一的附圖示出了(未進(jìn)一步示出的)同步裝置的同步組件的透視圖。該同步組件包括一外環(huán)1、一中間環(huán)2和一內(nèi)環(huán)3。
具體實(shí)施例方式所述外環(huán)在其外周分段地設(shè)置有齒部或者說(shuō)鎖齒4。用附圖標(biāo)記5表示定心凸塊， 用附圖標(biāo)記6表示帶有定位凸塊側(cè)面6a的定位凸塊，所述定位凸塊是加設(shè)在齒部4的節(jié)段之間。從內(nèi)周延伸出帶有傳動(dòng)突起側(cè)面7a的傳動(dòng)突起7。外環(huán)1的內(nèi)側(cè)圓周面構(gòu)成了第一摩擦面8。中間環(huán)2在其內(nèi)周具有第二摩擦面9，并且在其外周具有第三摩擦面10。在軸向方向上延伸的、帶有傳動(dòng)凸塊側(cè)面Ila的傳動(dòng)凸塊用附圖標(biāo)記11表示。內(nèi)環(huán)3在其內(nèi)周具有第四摩擦面12，并且在其外周具有第五摩擦面13。朝外環(huán)1 的方向軸向延伸的連接凸塊用附圖標(biāo)記14表示。外環(huán)的制造為了制造所述外環(huán)1，首先從適當(dāng)?shù)睦玟撈贩NC45或80CrV2的薄鋼板中沖壓出一環(huán)狀構(gòu)造的圓形坯料。緊接著在一傳統(tǒng)的深沖步驟中賦予圓形坯料一種錐形的幾何結(jié)構(gòu)。此后進(jìn)行熱成型步驟和校準(zhǔn)步驟，其中，首先將制成的錐形節(jié)段分段地加熱到奧氏體化溫度以上的溫度，然后用受冷卻的沖壓工具校準(zhǔn)和加壓淬火。隨后在又一步驟中，齒部4借助于沖壓被預(yù)制。預(yù)制的齒部被局部加熱到奧氏體化溫度以上的溫度，并且然后在第一個(gè)熱成型步驟中，用受冷卻的沖壓工具將它成型加工到其預(yù)先給定的輪廓結(jié)構(gòu)。在此同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)齒部4的加壓淬火。此后在其他熱成型步驟中實(shí)現(xiàn)了對(duì)定位凸塊5以及定心凸塊6的成型加工。在此， 相應(yīng)的成型區(qū)域也被局部加熱到奧氏體化溫度以上的溫度，并且接著用受冷卻的沖壓工具將它成型加工到其預(yù)先給定的輪廓結(jié)構(gòu)，并且在此同時(shí)進(jìn)行加壓淬火。在下一個(gè)沖壓步驟中，預(yù)制傳動(dòng)突起7。接著在又一熱成型步驟中，傳動(dòng)突起7被局部加熱到奧氏體化溫度以上的溫度，并且用受冷卻的沖壓工具成型加工到其預(yù)先給定的輪廓結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)突起在此同時(shí)被加壓淬火。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，不是每一熱成型步驟都必須伴隨著加壓淬火。例如以下方式也是可能的在低于奧氏體化溫度的溫度中實(shí)施一個(gè)或多個(gè)熱成型步驟。如果需要熱成型加工的成型區(qū)域應(yīng)該實(shí)現(xiàn)硬化，并且用成型工具加壓淬火不足以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，則可以附加地在又一次加熱到奧氏體化溫度以上的溫度之后，實(shí)施例如側(cè)向的接觸擠壓。這特別是在制造定位凸塊側(cè)面加、傳動(dòng)凸塊側(cè)面8a以及連接條側(cè)面1 和傳動(dòng)突起側(cè)面3a時(shí)是適宜的。
中間環(huán)2以及內(nèi)環(huán)3可用類似的方式加以制造。在此，仍是首先沖壓出一環(huán)狀圓形坯料。緊接著通過(guò)深沖賦予該圓形坯料一種錐形的形狀。又在一熱成型和校準(zhǔn)步驟中實(shí)現(xiàn)對(duì)錐體的校準(zhǔn)。在此可以精確調(diào)準(zhǔn)錐體幾何結(jié)構(gòu)。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)特別是對(duì)摩擦面的加壓淬火。緊接著進(jìn)行傳動(dòng)凸塊11或者連接凸塊14的制造。同樣如定心凸塊5和定位凸塊 6那樣，它們可以首先借助于沖壓來(lái)預(yù)制，并且緊接著在唯一一個(gè)熱成型步驟中成型加工為其最終輪廓結(jié)構(gòu)，此時(shí)均可進(jìn)行加壓淬火。必要時(shí)，傳動(dòng)凸塊側(cè)面Ila以及連接條側(cè)面1 可通過(guò)側(cè)向的接觸擠壓來(lái)硬化。通過(guò)本發(fā)明所建議的方法，顯著簡(jiǎn)化了特別是同步環(huán)的制造過(guò)程，并且更為經(jīng)濟(jì)。 此外，還可將傳統(tǒng)的冷成型步驟與熱成型步驟組合起來(lái)。熱成型步驟能夠?qū)崿F(xiàn)較高的變形程度?？赡軐?shí)現(xiàn)的是，以唯一一個(gè)熱成型步驟代替用于制得相同變形程度所需要的多個(gè)冷成型分步。同時(shí)，用熱成型步驟還能實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)功能面的加壓淬火。總體上，由此實(shí)現(xiàn)了加工步驟數(shù)量的明顯減少。可以取消費(fèi)用很高的后續(xù)硬化處理工藝。附圖標(biāo)記1夕卜環(huán)2中間環(huán)3 內(nèi)環(huán)4 齒部5定位凸塊6定心凸塊6a定心凸塊側(cè)面7傳動(dòng)突起7a傳動(dòng)突起側(cè)面8第一摩擦面9第二摩擦面10第三摩擦面11傳動(dòng)凸塊Ila傳動(dòng)凸塊側(cè)面12第四摩擦面13第五摩擦面14連接條14a連接條側(cè)面
權(quán)利要求
1.用以制造變速器同步裝置的構(gòu)件的方法，特別是制造同步環(huán)(1、2、3)的方法，其中， 將由金屬制成的圓形坯料在多個(gè)成型步驟中加以成型，其特征在于，所述成型步驟中至少一個(gè)是熱成型步驟，在該熱成型步驟中，將所述圓形坯料局部加熱到高于600°C的溫度并且隨后在局部被加熱的成型段內(nèi)進(jìn)行成型加工。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述圓形坯料借助于沖壓制造而成。
3.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述成型步驟中至少一個(gè)是冷成型步驟，優(yōu)選是深沖。
4.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述圓形坯料由鋼制成，優(yōu)選由鋼合金制成。
5.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述成型段被加熱到奧氏體化溫度以上的溫度，優(yōu)選被加熱到從850°C至1000°C的溫度。
6.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述成型段至少被部分淬火， 并且因此而得以硬化，優(yōu)選通過(guò)接觸硬化。
7.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述成型段在成型過(guò)程中被淬火，并且因此而得以硬化。
8.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于激光或感應(yīng)來(lái)實(shí)施對(duì)所述圓形坯料的局部加熱。
9.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，用于局部加熱所需要的熱能以小于3秒的時(shí)間、優(yōu)選以小于1秒的時(shí)間供給所述成型段。
10.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為進(jìn)行淬火而采用一種受冷卻的成型工具。
11.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述熱成型步驟在成型和/ 或沖壓步驟的一種循環(huán)式順序中作為一循環(huán)過(guò)程被實(shí)施。
12.變速器同步裝置的構(gòu)件，特別是同步環(huán)(1、2、3)，其特征在于，該構(gòu)件具有至少一個(gè)被加壓淬火的成型段。
13.按照權(quán)利要求12所述的構(gòu)件，其特征在于，所述被加壓淬火的成型段具有以下結(jié)構(gòu)齒部⑷、定位凸塊(5)、定心凸塊(6)、傳動(dòng)突起(7)、傳動(dòng)凸塊(11)、連接條(14)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用以制造變速器同步裝置的構(gòu)件的方法，特別是制造同步環(huán)(1，2，3)的方法，其中，將由金屬制成的圓形坯料在多個(gè)成型步驟中加以成型。為了簡(jiǎn)化制造過(guò)程，本發(fā)明建議所述成型步驟中至少一個(gè)是熱成型步驟，在該熱成型步驟中，將所述圓形坯料局部加熱到高于600℃的溫度并且隨后在局部被加熱的成型段內(nèi)進(jìn)行成型加工。
文檔編號(hào)B21D53/16GK102438768SQ201080018423
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者M·德恩赫菲爾, M·霍爾德里德, M·默克萊因 申請(qǐng)人:迪爾金屬合作兩合公司