DE10103795A1 - Verfahren zum Beschichten von Teilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Metallteile insbesondere in Kraftfahrzeugen, die in Reibeingriff mit anderen Bauteilen stehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Metallteil insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer Anlagefläche für zumindest ein weiteres Bauteil, wobei die beiden Teile miteinander in Anlage- beziehungsweise Reibkontakt stehen.

Derartige Anwendungen treten in Kraftfahrzeugen gehäuft an Stellen auf, bei denen zwei Teile aneinandergefügt sind, die infolge gewünschter oder unerwünschter Relativbewegung gegeneinander reiben beziehungsweise scheuern. Um der Korrosion entgegenzuwirken werden diese Teile eingeölt. Die Handhabung der so gegen Korrosion geschützten Teile ist in einer modernen Fertigungspraxis unerwünscht, da die Teile rutschig sind und überschüssiges Öl zu Verschmutzungen von Montagepersonal und weiteren Teilen im Fahrzeug führt. Lackierte Teile sind im allgemeinen nicht genügend abriebfest oder bei entsprechender Lackqualität zu teuer. Insbesondere ist dieser Rostschutz bei Metallteilen völlig ungeeignet, die einen gezielten Reibwert höher als der von geölten Anlageflächen aufweisen sollen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Metallteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzuschlagen, das einen hohen Reibwert bei guter Korrosionsbeständigkeit aufweist, kostengünstig herzustellen und abriebfest ist. Die Aufgabe wird durch ein Metallteil insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer Anlagefläche für zumindest ein weiteres Bauteil gelöst, wobei die beiden Teile miteinander in Anlage- beziehungsweise Reibkontakt stehen und zumin­ dest die Anlagefläche mit einer Beschichtung bestehend aus einer ersten Schicht zumindest aus Phosphat und einer zweiten Schicht zumindest aus Silikat versehen ist. Ein derartig nach dem erfinderischen Gedanken beschichtetes Metallteil weist nicht nur eine deutlich erhöhte Korrosionsbeständigkeit gegen­ über eingeölten, lackierten oder zinkphosphatierten Metallteilen auf sondern hat den entscheidenden Vorteil, dass die Beschichtung auch mechanisch stärker belastbar, das abriebfest ist. Weiterhin können diese Bauteile trocken gelagert und verarbeitet werden, so dass eine Verschmutzung beim Kontakt mit diesen vermieden werden kann. Die gute Abriebfestigkeit eröffnet eine Verwendung in Einsatzbereichen, in denen trotz hoher mechanischer Belastung ein ausreichen­ den Korrosionsschutz gefordert ist, beispielsweise in allen Anwendungsberei­ chen, in denen ein Metallteil eine Anlagefläche für ein weiteres Bauteil bildet, beispielsweise Karosseriebestandteile oder Teile des Innenaufbaus von Kraft­ fahrzeugen wie Sitze insbesondere Sitzlehnenschwingen, bei denen zwei Me­ tallteile nach dem erfinderischen Gedanken oder Kunststoffteile auf den erfin­ dungsgemäßen Metallteilen aufeinander reiben können insbesondere bei Bewe­ gungen des Fahrzeugs, Fahrzeugvibrationen oder Fahrwerksunruhen infolge unebener Fahrbahnen.

Vorteilhaft kann auch die Verwendung erfindungsgemäßer Bauteile im Bereich des Fahrwerks oder insbesondere des Antriebsstrangs sein, wobei im Antriebs­ strang besonders vorteilhaft Bauteile mit der Beschichtung versehen werden können, bei denen eine Reibung beabsichtigt ist und ein entsprechender Rei­ bungskoeffizient erwünscht ist. Dies können - in nicht erschöpfender Weise Aufzählung - Bauteile beispielsweise von Reibungskupplungen, Reibeinrichtun­ gen oder sich relativ gegeneinander verdrehenden Dichteinrichtungen von Tor­ sionsschwingungsdämpfern wie Kupplungsscheiben oder geteilten Schwungrä­ dern sein, wie sie beispielsweise in den folgenden Schriften näher erläutert sind:
DE-OS 100 12 499, DE-OS 100 02 261, DE-OS 100 02 259, DE-OS 199 59 962, DE-OS 199 54 676, DE OS 199 50 081, DE-OS 199 20 397, DE-OS 198 34 961.

Dabei kann der Reibkoeffizient am Reibkontakt der Anlagefläche mit dem weite­ ren Bauteil, das ebenfalls aus Metall und nach dem erfinderischen Verfahren beschichtet oder ein Kunststoffteil sein kann, je nach Oberflächenrauhigkeit der Beschichtung eingestellt werden. Untersuchungen haben gezeigt, dass selbst bei Reibkoeffizienten im Bereich von 0,5 bis 0,9 eine genügend hohe Abriebfe­ stigkeit vergleichen mit einer gewöhnlichen Zinkphosphatschicht resultiert, was sich entsprechend in einer hohen Langzeitstabilität bezüglich des Reibkoeffizi­ enten und der Korrosionsbeständigkeit des Metallteils auswirken kann. Beson­ ders vorteilhaft ist die Einstellung der Beschichtung auf die Reibkoeffizienten zwischen 0,7 und 0,9.

Die Herstellung von Beschichtungen auf Metallteilen nach dem erfinderischen Gedanken wird nachfolgend anhand von vorteilhaften Beschichtungsverfahren beschrieben. Dabei weist ein vorteilhaftes Verfahren zumindest folgende Schritte auf:

• - Reinigen der Oberfläche der zu beschichtenden Teile,
• - Aufbringen einer ersten Schicht, zumindest bestehend aus einem Phosphat,
• - Aufbringen einer zweiten Schicht, zumindest bestehend aus einem Silikat.

Das Reinigen der Oberflächen der zu beschichtenden Teile kann physikalisch, beispielsweise mittels Sandstrahlen, Ultraschall, Plasmabehandlung und/oder chemisch, beispielsweise mit Wasser unterschiedlicher pH-Werte und/oder mittels Lösemittel auf wässeriger Basis wie Detergenzien erfolgen.

Die Beschichtung der gereinigten Oberfläche erfolgt vorteilhafterweise mittels einer ersten, im wesentlichen aus Metallphosphat gebildeten Schicht durch Eintauchen der gereinigten Teile in Phosphorsäure oder in ein Beschichtungsfluid, beispielsweise in eine Lösung eines Metallphosphats, beispielsweise Zink-, Mangan- oder Aluminiumphosphat. Es versteht sich, dass in diesem - für sich bekannten - Beschichtungsverfahren auch Beschichtungslösungen mit beigefügten, an sich bekannten Hilfsstoffen zur Erzielung einer besseren Beschichtung verwendet werden können. Weiterhin kann die Verwendung weiterer Schwermetall- oder Übergangsmetallphosphate von Vorteil sein. Es versteht sich, daß in weiteren vorteilhaften Verfahrensgestaltungen auch Mischungen dieser Phosphate eingesetzt werden können. Dabei kann es erfindungsgemäß vorteilhaft sein, auch unreine, aus anderen Produktionsprozessen anfallende Phosphate, beispielsweise aus Hochofenprozessen einzusetzen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Schichtdicke der Phosphatschicht je nach Einsatzbedingung als Dünnschichten auszulegen, die eine mittlere Schichtdicke zwischen 3 µm und 25 µm und vorzugsweise zwischen 5 µm und 15 µm aufweisen. Die Einstellung der Schichtdicke kann über die Dauer der Exposition der Teile in der Beschichtungslösung oder im Beschichtungsfluid, die eingestellte Temperatur und/oder die Konzentration des Beschichtungsmittels eingestellt werden. Dabei werden die zu beschichtenden Teile in einem Beschichtungsbehältnis, beispielsweise einem stehenden Beschichtungsgefäß wie Wanne oder einer sich bewegenden, beispielsweise sich drehenden Trommel beschichtet, wobei die Teile in dem Beschichtungsbehältnis lose oder fixiert untergebracht sein können.

Die Verwendung von Chrom und dessen sechswertigen Verbindungen entfällt in diesem Bearbeitungsschritt, wobei zur Erzielung spezieller Beschichtungen und bei Beachtung der gesundheitlichen Vorschriften und in Erwägung der Vorteile gegenüber dem erhöhten technischen Aufwand auch vorteilhaft sein kann zumindest geringe Anteile dieser Beschichtungsmittel einzusetzen. Desweiteren braucht eine Präsenz von Chromspuren in der Phosphatschicht nicht ausgeschlossen zu werden.

Die erste Schicht kann vor dem Beschichten mit der zweiten Schicht getrocknet werden, beispielsweise mit Warmluft oder Wärmezufuhr. Hierzu kann es vorteilhaft sein, die Teile aus dem Beschichtungsgefäß herauszunehmen, um sie beispielsweise separat zu trocknen und/oder zu schleudern, oder die Beschichtungslösung abzulassen.

Die zweite Schicht wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren auf die erste Schicht aufgebracht und kann vorteilhafterweise dünner sein. Die zweite Schicht besteht aus einem Silikat, wobei sich gezeigt hat, dass Alkalisilikate, beispielsweise Natrium-, Kaliumsilikat oder ein Gemisch dieser Verbindungen, besonders vorteilhaft sein können. Die zweite Schicht kann durch Eintauchen der phosphatbeschichteten Teile in ein Beschichtungsbehältnis, das Beschichtungsfluid enthält, erzielt werden, wobei wie bei der Herstellung der ersten Beschichtung stehende oder sich drehende Beschichtungsbehältnisse verwendet werden können. Ebenfalls ist das Aufbringen der zweiten Schicht durch Sprühen oder Streichen möglich.

Besonders vorteilhaft kann eine nass-in-nass-Beschichtung sein, bei der eine Beschichtung zur Herstellung der zweiten Schicht auf die nasse Oberfläche der ersten Schicht erfolgt. Hierbei kann die erste Schicht vom Spülfluid oder von der Beschichtungslösung benetzt sein. Das Spülfluid kann hierzu bereits Netzmittel, beispielsweise Detergenzien enthalten, die die Oberflächenspannung des Beschichtungsfluids herabsetzen und eine homogenere Beschichtung ermöglichen können. Auch kann es von Vorteil sein, dieselben Beschichtungsbehältnisse wie bei der ersten Beschichtung zu wählen, wobei die Beschichtungsfluide gewechselt werden und die zu beschichteten Teile und/oder die Behältnisse zwischen den beiden Beschichtungsschritten gespült, getrocknet, geschleudert und/oder getempert werden können. Als Spüllösung beziehungsweise Spülfluid können beispielsweise schwache Laugen, Wasser oder Detergenzien in wässeriger Phase dienen. Zur Erzielung spezieller Reinigungseffekte von Behältnissen und/oder zu beschichtenden Teilen, beispielsweise kombiniert mit einer Trocknung, können auch hydrophile Lösungsmittel wie beispielsweise Alkohol verwendet werden.

Als Beschichtungsfluid können Natrium- und/oder Kaliumsilikate in ihren verschiedenen, von den Lösebedingungen abhängigen Polymerstufen, beispielsweise Mono-, Di-, Trisilikate bis hin zu Polysilikaten, enthalten. Besonders vorteilhaft hat sich hierbei die Verwendung von Wasserglas erwiesen. Um vorteilhafte Konzentrationen der Alkalisilikate herzustellen, kann käuflich erhältliches Wasserglas verdünnt werden. Ein Gewichtsanteil von 3 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 10 bis 20 Gewichtsprozent Alkalisilikat erbringt für eine wirksame Beschichtung als anorganische Versiegelung die besten Werte. Die Schichtdicke der Silikatversiegelung ist gegenüber der Phosphatschichtdicke kleiner und trägt nur in unmaßgeblichen Maße auf. Die Schichtdicke der Silikatschicht kann in Abhängigkeit von der Silikatkonzentration, Beimengungen im Beschichtungsfluid und/oder über einen sich anschließenden Schleudervorgang, vorteilhafterweise mit variabler Schleuderdrehzahl und/oder -dauer, beeinflusst und eingestellt werden.

Der Beschichtungsvorgang kann bei Raumtemperatur oder erhöhten Temperaturen erfolgen. Es hat sich bei der Wahl einer erhöhten Temperatur ein Temperaturbereich von 50 bis 70°C als vorteilhaft erwiesen. Soll das Verfahren unter besonders ökonomischen Bedingungen betrieben werden, kann die Beschichtung bei Raumtemperatur oder bei kühleren Bedingungen, beispielsweise bis zu 5°C, entsprechend erfolgen, wobei eine Verdünnung der Silikatkonzentration im unteren Bereich der angegebenen Gewichtsverhältnisse, eine Zugabe von Stoffen zur Verminderung der Viskosität und/oder eine Absenkung des pH-Wertes vorteilhaft sein kann.

Es hat sich gezeigt, daß ein nachfolgender Trocknungsvorgang der zweiten Schicht vorteilhaft auf die Qualität der Silikatversiegelung auswirken kann, während ein Spülvorgang beispielsweise aus Qualitäts- und/oder Kostengründen entfallen kann. Weiterhin kann das Verfahren einen Temperschritt zur Behandlung der Teile enthalten, wodurch die Teile, der Belag und/oder Wasser enthaltendes Silikat entsprechend der angelegten Temperatur getrocknet beziehungsweise die Silikate der Schicht unter Wasserabspaltung chemisch, beispielsweise zu nieder kondensierten Polysilikatanionen, verändert werden. Hierzu kann ein Temperaturbereich über 250°C, vorzugsweise 80-150°C, eingestellt werden.

Die Beschichtung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren stellt sich als gräuliche, glatte und homogene Schicht dar. Beobachtungen zufolge bildet die Silikatversiegelung eine innige Haftung mit dem Phosphat, wobei das Beschichtungsfluid in Poren der Phosphatbeschichtung eindringt beziehungsweise diese verschließt. Daraus können verglichen mit der unbehandelten Phosphatschicht veränderte Oberflächen mit einem höheren Reibwert, die mechanisch homogener und abriebfester sind, resultieren. Die Schichtdicke der Versiegelung ist gegenüber der Phosphatschicht vorteilhafterweise klein. Typischerweise kann die Schichtdicke der Silikatschicht kleiner 5 µm, vorzugsweise kleiner 2 µm sein.

In weiteren Verfahren nach dem erfinderischen Gedanken können Beschichtungsfluide für die zweite Schicht mit einer geänderten Rezeptur eingesetzt werden, die beispielsweise durch Zugabe eines Farbpigments wie beispielsweise Eisenoxid-, Zinn-, Aluminiumpigmente und dergleichen eine Farbgebung - beispielsweise grau oder schwarz -, durch Zugabe eines abrasive oder Schmiereigenschaften aufweisenden Stoffes, beispielsweise Glas-, Keramik- und/oder Hartmetallpulver, Graphit, PTFE, MoS₂ und dergleichen sowie Kombinationen dieser einen erhöhten Reibwert, durch Bindemittel eine erhöhte Haftung und/oder durch Zugabe von korrossionsmindernden beziehungsweise die Korrosion unterdrückenden Stoffen eine höhere Stabilität gegenüber Korrosion bewirken können. So hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dem Beschichtungsfluid Reduktionsmittel wie beispielsweise unedle Metalle wie Zink, Aluminium sowie veredelnde Stoffe wie Zinn und dergleichen beizumischen, wodurch beispielsweise die Standzeiten in Salzsprühtests um ein mehrfaches gegenüber den unveränderten Silikatschichten erhöht werden, obwohl diese bereits bedeutend höhere Standzeiten gegenüber reinen Phosphatschichten nach dem Stand der Technik aufweisen. Eine besonders vorteilhafte Rezeptur enthält neben den beschriebenen Silikatmengen als Reduktionsmittel Zink in Gewichtsanteilen von 2 bis 20%, vorzugsweise 3 bis 10% und in besonders vorteilhaften Ausführungen 5% Zink. Weiterhin können der Rezeptur Netzmittel, beispielsweise Tenside und/oder Detergenzien, die zu einer besseren Benetzung der zu beschichtenden Oberfläche beitragen und damit eine homogenere Abscheidung der Beschichtung bewirken, beigefügt werden, wobei in häufigen Fällen durch diese Netzmittel die Oberflächenspannung des Wasser beziehungsweise des Beschichtungsfluids herabgesetzt wird. Es versteht sich, dass diese vorteilhaften Beigaben auch auf die Rezeptur des ersten Beschichtungsfluids angewendet werden können.

Die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vergleichbar mit einer galvanischen Verzinkung. So zeigen beispielsweise Beschichtungen ohne Zugabe eines korrosionsmindernden Stoffes zur zweiten Schicht mit einer Gesamtschichtdicke von 5 µm-15 µm in Salzsprühtests eine Korrosionsbeständigkeit, die vergleichbar mit einer galvanisch aufgetragenen Zinkschicht von 12 µm ist. Gleiche Gesamtschichtdicken unter Zugabe von ca. 5% Zink zur zweiten Schicht erhöhen die Korrosionsbeständigkeit entsprechend einer galvanisch aufgebrachten Zinkschicht von 25 µm. Hinzugefügt sei, dass die Beschichtung nach dem beschriebenen Verfahren über das gesamte Teil unabhängig von seiner Raumgestalt gleichmäßig ist, während das galvanisch beschichtete Teil im Bereich des "Schattens" des beim Galvanisieren angelegten elektrischen Feldes ungleichmäßig, das heißt, dünner beschichtet ist und daher an diesen Stellen früher korrodiert.

Weitere Vorteile des Verfahrens sind die hohen Standzeiten der Beschichtungsfluide, beispielsweise in Form von Tauchbädern. Durch die einfache Rezeptur ist eine einfache Handhabung des Verfahrens möglich. So kann beispielsweise eine gute Überwachung und eine regelmäßige Analyse der Beschichtungsfluide erreicht werden, wodurch eine gute Reproduzierbarkeit der Beschichtungsfluide sowie der Teilbeschichtungen gewährleistet ist. Insbesondere ist durch die Schichtdicke und die Art der Beschichtung, insbesondere der zweiten Schicht ein Zusetzen von Gewindegängen oder feinen Oberflächenstrukturen - auch an der Innenfläche von gewölbten oder nahezu geschlossenen Teilen - ausgeschlossen oder zumindest stark eingeschränkt. Desweiteren kleben die beschichteten Teile praktisch nicht zusammen.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung ist ein an sich an das Verfahren anschließender Lackierschritt, der sich auch über eine zeitliche Distanz von mehreren Stunden bis zu mehreren Monaten oder Jahren anschließen kann. Dabei kann eine Lackschicht auf die zweite Beschichtung unter Verwendung eines Lacks auf wässeriger Basis oder auf Basis eines organischen Lösemittels mittels Spritz-, Tauch-, Streich- oder Walzverfahren oder mittels anderer Auftragverfahren wie mittels elektrostatischer Lackierverfahren auf Basis eines Pulverlacks aufgebracht werden.

Mit dem erfinderischen Verfahren können Teile insbesondere Metallteile hergestellt werden, die mit ihren speziellen Eigenschaften von großem Vorteil für verschiedene Anwendungen sein können. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichtete Teüe weisen keine wesentliche Erhöhung der Schichtdicke gegenüber üblichen Beschichtungsverfahren wie Phosphatierverfahren, Verzinkung und dergleichen, aber eine erhebliche Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit gegenüber einer herkömmlichen Phosphatierung auf. Weiterhin ist die Temperaturbeständigkeit derartig hergestellter Teile gegenüber der herkömmlichen Phosphatierung und gegenüber organischen Versiegelungen höher. Die Lackierbarkeit der Teile sowie die Abriebfestigkeit der Beschichtung ist durch deren hohe Oberflächengüte sehr vorteilhaft. Weiterhin können andere Überzüge wie organische Versiegelungen oder Beschichtungen mit Kunststoff sehr gut angebracht werden.

Die einzige Figur zeigt zur Verdeutlichung der möglichen Einsatzgebiete von Bauteilen nach dem erfinderischen Gedanken ein Ausführungsbeispiel eines geteilten Schwungrads 201 mit einer selbstnachstellenden Kupplung 209 im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs im Teilschnitt. Das geteilte Schwungrad ist dabei aus einem primären Schwungmassenteil als primärem Schwungscheibenteil 202 und einem sekundären Schwungmassenteil als Schwungscheibenteil 203 gebildet.

Das Schwungscheibenteil 202 ist mittels der angedeuteten Schrauben 205 an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Antriebsstrangs aufgenommen. Auf einem axialen Vorsprung 206 des Lagerflansches 204 ist mittels eines Wälzla­ gers 207 das sekundäre Schwungscheibenteil 203 relativ verdrehbar gelagert. Das sekundäre Schwungscheibenteil 203 trägt radial außen eine an sich be­ kannte Kupplung 209 mit einer Druckplatte 210 und einer von einer Tellerfeder 212 beaufschlagten Anpreßplatte 211, die mittels nicht dargestellter Blattfedern an dem Kupplungsgehäuse 213 befestigt ist, wobei sich die Tellerfeder 212 ebenfalls an dem Gehäuse 213 abstützt. Der am sekundären Schwungschei­ benteil 202 anliegende Kraftfluß wird mittels einer Kupplungsscheibe 214 mit Reibbelägen 215, die axial zwischen der Anpreßplatte 210 und der Druckplatte 211 verspannt ist, an eine nicht gezeigte Abtriebswelle weitergeleitet.

Das primäre Schwungscheibenteil 202 ist topfförmig ausgestaltet und ist mittels einer Schweißnaht 216 mit einem Ringscheibenteil 217 verbunden, wodurch radial innen offene Kammern 218 gebildet werden, die in Umfangsrichtung der Länge der Energiespeicher 219 angepaßt sind, die vorzugsweise aus bogenför­ migen Federn, die sich nahezu halbkreisförmig über den Umfang erstrecken, gebildet sind, wodurch in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Kammern 218 mit nahezu halbkreisförmiger Ausdehnung gebildet werden. Zur primärseiti­ gen Beaufschlagung der Energiespeicher 219 sind in dem Schwungscheibenteil 202 sowie im Ringscheibenteil 217 Einformungen 220, 221 vorgesehen, wobei bei der Verwendung von zwei Bogenfedern 219 zwei im Winkelabstand von ca. 180° angeordnete Einformungen 220, 221 jeweils an einer Seite eine Bogenfe­ der 219 beaufschlagen. Die Kammer 218 ist zumindest teilweise mit einem Schmiermittel 222, das bezüglich seiner Viskosität so angepaßt ist, daß bei maximaler Betriebstemperatur keine Verflüssigung eintritt, befüllt. Zwischen der Kammerinnenwand und dem Außenumfang der Energiespeicher 219 ist eine Verschleißschutzschale 223 angeordnet.

Die Kammer 218, die von dem primären Schwungscheibenteil 202 und dem Flanschteil 217 gebildet ist, nimmt zusätzlich zu den Energiespeichern 219 radial innerhalb weitere, verglichen mit den Energiespeichern 219 kurze und mit hoher Steifigkeit ausgestattete Energiespeicher 219a auf, wobei das Ausgangsteil 224 der Energiespeicher 219 das Eingangsteil der Energiespeicher 219a bildet und das Ausgangsteil der Dämpfungseinrichtung mit den Energiespeichern 219a aus zwei Scheibenteilen 224a, 224b gebildet ist und das flanschförmige Eingangsteil 224 zur Beaufschlagung der Energiespeicher 219a axial zwischen den beiden Flanschteilen 224a, 224b angeordnet ist und Ausnehmungen 224c zur Aufnah­ me der Kraftspeicher 219a aufweist. Die beiden Ausgangsteile 224a, 224b sind mit der sekundären Schwungscheibe 203 unter Zwischenlegung des Luftableit­ blechs 225 mittels der Nieten 254 verbunden, wobei das Luftleitblech 225 wie­ derum die radial voll nach innen verlängerte Wandung 217 der Kammer 218 axial umgreift und radial nach außen fortgebildet ist. Am Innenumfang wird das Luftleitblech 225 axial in Richtung primäres Schwungmassenteil 202 angeformt, um einen sich zwischen den beiden Flanschteilen 224a, 224b und einem flanschförmigen Bestandteil 204a der Reibungseinrichtung 230 gegen den Luft­ strom, der aus den Öffnungen 226 nach radial außen geführt ist, zu schützen, wobei die Öffnungen 226 auch als Montagedurchgriffe zur Befestigung der Schrauben 205 dienen.

Die sekundärseitige Beaufschlagung der Energiespeicher 219 erfolgt über das ringscheibenförmige, axial zwischen dem primären Schwungscheibenteil 202 und der Kammerwand 217 radial in die Kammer 218 hineinreichende Flanschteil 224 und zur sekundärseitigen Beaufschlagung der Energiespeicher 219 an sei­ nem Außenumfang radial ausgerichtete Ausleger 224d aufweist.

Die bei einer Relativverdrehung der beiden Scheibenteile 202, 203 wirksame Reibungseinrichtung 230 besteht aus einer Reibscheibe 231, die an ihrem Au­ ßenumfang mit einem Außenprofil versehen ist, das in das Scheibenteil 203 oder - wie hier gezeigt - in die Nieten 254 eingreift, so dass bei einer Relativverdre­ hung zwischen den Scheibenteilen 202, 203 gegen die Wirkung des axial wirk­ samen Energiespeichers 233 in Reibeingriff steht, wobei dieser sich an dem Scheibenteil 202 abstützt und die Gegenreibscheibe 231a axial beaufschlagt.

Die Kupplung 209 ist als selbsteinstellende bzw. selbstjustierende Kupplung ausgestaltet und weist eine Kupplungsscheibe 214 auf, die eine zusätzliche Torsionsschwingungsdämpfungseinrichtung 214a aufweist, die radial verlagerbar ist, um gegebenenfalls einen radialen Achsversatz beziehungsweise Winkelver­ satz auszugleichen. In dem Eingangsteil der Dämpfungseinrichtung 214a, das mittels den Belagfedersegmenten 267 mit den Reibbelägen 215 verbunden ist und aus den zwei flanschförmigen Scheibenteilen 266, 270, die mittels - nicht gezeigter - Abstandsbolzen miteinander verbunden und axial dazwischen das Ausgangsteil 271 aufnehmen, sind verschleißmindernde Beaufschlagungsein­ richtungen 268, 269 für die Energiespeicher 272 vorgesehen, die in entspre­ chende fensterförmige Ausnehmungen der Scheibenteile 266, 270 eingehängt sind. Auch ausgangsseitig sind im Ausgangsteil 271, das drehfest mit der Nabe 262 und damit mittels einer Innenverzahnung 264 drehfest mit einer nicht ge­ zeigten Abtriebswelle verbunden ist, fensterförmige Öffnungen zur Aufnahme von entsprechenden Beaufschlagungseinrichtungen der Energiespeicher 272 vorgesehen.

Die Funktion der selbstnachstellenden Kupplung 209 ist durch eine Nachstellein­ richtung 249 gewährleistet, die aus einem sich an dem Gehäuse 213 abstützen­ den Rampenring 250 und einer Sensorfeder 251, die die Betätigungskraft der der Kupplung 209 aufnimmt, gebildet ist. Dabei stützt sich die Sensorfeder 251 an der Anpressplatte 211 und an der Tellerfeder 212 ab. Durch den Verschleiß der Reibbeläge 215 ändern sich die Hebelverhältnisse an der Tellerfeder 212 und an der Sensorfeder 251 durch die axial sich von der Kupplung 209 entfer­ nenden Tellerfederzungen 212a, die den Ansatz für die - nicht dargestellte - Ausrückvorrichtung bilden. Durch den erhöhten Kraftaufwand zum Betätigen der Kupplung 209 wird die Sensorfeder 251 axial in Richtung Anpressplatte 211 verlagert, wodurch sich ein Spalt zwischen der Kontaktfläche des Rampenrings 250 und der Tellerfeder 212 bildet. Dadurch wird der reibschlüssige Kontakt zwischen diesen Teilen 250, 212 aufgehoben und der Rampenring 250, der entgegen der Wirkung der Energiespeicher wie Schraubenfedern 252 in Um­ fangsrichtung gegen das Gehäuse 213 verspannt ist, kann sich in Umfangsrich­ tung entlang von über den Umfang verteilten Rampen 253 zwischen dem Ge­ häuse und dem Rampenring 250 axial soweit verlagern, bis dieser wieder zur Anlage an die Tellerfeder 212 kommt und damit der Verschleiß der Reibbeläge 215 ausgeglichen ist.

Eine Verwendung von beschichteten Bauteilen nach dem erfinderischen Gedan­ ken ist - wie in diesem Ausführungsbeispiel erläutert wird - an mehreren Stellen vorteilhaft, beispielsweise an Metallteilen mit einem Kontakt zu einem weiteren Bauteil mit relativen Verdrehbarkeit zu diesem. So kann beispielsweise die Ge­ genreibscheibe 231a beschichtet sein, um mit der Reibscheibe 231 einen defi­ nierten und langzeitstabilen Reibkontakt auszubilden, das heißt die Beschich­ tung mit ihrem spezifisch einstellbaren Reibwert kann allgemein Teil einer Rei­ beinrichtung sein. Weiterhin kann die Beschichtung als rostbeständiger Reib­ kontakt vorgesehen sein in Federelementen, beispielsweise in Teller- oder Membranfedern zur Beabstandung zweier Bauteile, beispielsweise als axial wirksamer Energiespeicher 255 zur Beabstandung der beiden Schwungmas­ senteile. Auch der Verschleißschutz 223 kann zumindest an seiner Reibfläche zu den Energiespeichern 219 hin beschichtet sein. Die Beschichtung der Kontakt­ flächen 256 zu Energiespeichern von Dämpfungseinrichtungen kann ebenfalls vorteilhaft sein. Besonders vorteilhaft kann die Beschichtung von Bauteilen der selbstnachstellenden Kupplung 209 sein, beispielsweise die abriebfeste Be­ schichtung des Rampenrings 250, um Rostansätze an der Kontaktfläche zur Tellerfeder 212 zu vermeiden und damit über die Lebensdauer der Kupplung ein sicheres Nachstellen zu gewährleisten. In gleicher Weise gilt dies für die Kon­ taktflächen der Rampen 253. Es versteht sich dass eine abriebfeste Beschich­ tung für ähnliche Anwendungsfälle ebenfalls vorteilhaft sein kann und die darge­ stellten Ausführungsvorschläge nicht erschöpfend zu verstehen sind. Außerdem hat sich gezeigt, dass sich auch weitere, nicht in Reibkontakt stehende Teile gut und dauerhaft gegen Korrosion schützen lassen, so dass wahlweise eine Kom­ plett- oder Teilbeschichtung von Teilen, insbesondere von Teilen, die in mecha­ nischen Reibkontakt zu einem weiteren Teil stehen, vorteilhaft sein kann.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Aus­ bildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des je­ weiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rück­ bezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfin­ dungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf (das) die Ausführungsbeispiel(e) der Beschrei­ bung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abände­ rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Be­ schreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrens­ schritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (42)

1. Metallteil insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer Anlagefläche für zu­ mindest ein weiteres Bauteil, wobei die beiden Teile miteinander in Anlage­ beziehungsweise Reibkontakt stehen, dadurch gekennzeichnet, dass zumin­ dest die Anlagefläche mit einer Beschichtung bestehend aus einer ersten Schicht zumindest aus Phosphat und einer zweiten Schicht zumindest aus Silikat versehen ist.

2. Metallteil insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein an dem Reibkontakt eingestellter Reibkoeffizient zwischen 0,5 und 0,9, vor­ zugsweise zwischen 0,7 und 0,8 ist.

3. Metallteil insbesondere nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Metallteil in einer Reibungskupplung verwendet wird.

4. Metallteil insbesondere nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallteil in einem geteilten Schwungrad verwen­ det wird.

5. Metallteil insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Metallteil eine zu einer weiteren Reibfläche korrespondie­ rendes Teil einer Reibeinrichtung eines Torsionsschwingungsdämpfers ist.

6. Verfahren zum Beschichten der Oberfläche von Metallteilen insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 5 mit folgenden Verfahrensschritten:

• - Reinigen der Oberfläche,
• - Aufbringen einer ersten Schicht, zumindest bestehend aus einem Phosphat,
• - Aufbringen einer zweiten Schicht, zumindest bestehend aus einem Silikat.

7. Verfahren insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht zumindest aus einem Metallphosphat besteht.

8. Verfahren insbesondere nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die erste Schicht zumindest aus Zinkphosphat besteht.

9. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die erste Schicht zumindest aus einer Mischung zumin­ dest zweier Metallphosphaten besteht.

10. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die erste Schicht eine mittlere Schichtdicke von 3 µm bis 25 µm, vorzugsweise 5 µm bis 15 µm, aufweist.

11. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die erste Schicht im wesentlichen frei von Chrom und dessen Verbindungen ist.

12. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die erste Schicht in einem stehenden oder bewegten mit einem ersten Beschichtungsfluid befüllten ersten Beschichtungsbehältnis er­ zeugt wird.

13. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die zweite Schicht zumindest ein Alkalisilikat enthält.

14. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die zweite Schicht zumindest Bestandteile von Natrium- und/oder Kaliumsilikat enthält.

15. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die zweite Schicht in einem zweiten stehenden oder be­ wegten, mit einem zweiten Beschichtungsfluid befüllten zweiten Beschich­ tungsbehältnis erzeugt wird.

16. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Erzeugung der zweiten Schicht auf der ersten Schicht durch Eintauchen der Teile in das zweite Beschichtungsfluid erfolgt.

17. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, dass erstes und zweites Beschichtungsbehältnis identisch sind.

18. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die zweite Schicht auf die erste Schicht im nassen Zu­ stand der ersten Schicht aufgebracht wird.

19. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, dass zwischen einer Erzeugung der ersten Schicht und einer Erzeugung der zweiten Schicht zumindest ein Spülvorgang des Beschich­ tungsbehältnisses und/oder des zu beschichtenden Teiles unter Verwendung eines Spülfluids durchgeführt wird.

20. Verfahren insbesondere nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülfluid Wasser, eine alkalische wässerige Lösung, ein organisches Lö­ sungsmittel oder eine Kombination dieser ist.

21. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 19 bis 20, dadurch ge­ kennzeichnet, dass dem Spülfluid Detergenzien und/oder Waschmittel zuge­ setzt werden.

22. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch ge­ kennzeichnet, dass während des zumindest einen Spülvorgangs die zu be­ schichtenden Teile im Beschichtungsbehältnis verbleiben.

23. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das zweite Beschichtungsfluid eine Lösung von Alkalisili­ katen ist.

24. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 23, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das zweite Beschichtungsfluid Wasserglas ist.

25. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 24, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das zweite Beschichtungsfluid zwischen 3 und 50 Ge­ wichtsprozent, vorzugsweise zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent Alkalisili­ kate enthält.

26. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 25, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das zweite Beschichtungsfluid Zusätze von korrosions­ mindernden Stoffen aufweist.

27. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 26, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das zweite Beschichtungsfluid Zusätze von Reduktions­ mitteln aufweist.

28. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 27, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das zweite Beschichtungsfluid Zusätze von Zink, Alumi­ nium und/oder Zinn aufweist.

29. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 28, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das zweite Beschichtungsfluid zwischen 2 und 20, vor­ zugsweise zwischen 3 und 10 Gewichtsprozent Zink aufweist.

30. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 29, dadurch ge­ kennzeichnet, dass dem zweiten Beschichtungsfluid Farbpigmente beigefügt werden.

31. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 30, dadurch ge­ kennzeichnet, dass dem zweiten Beschichtungsfluid Bindemittel beigefügt werden.

32. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 31, dadurch ge­ kennzeichnet, dass dem zweiten Beschichtungsfluid Netzmittel beigefügt werden.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 32, daß dem zweiten Be­ schichtungsfluid Reibwertverbesserer beigefügt werden.

34. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die zweite Schicht eine Dünnschicht ist.

35. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Schichtdicke der zweiten Schicht kleiner 5 µm, vor­ zugsweise kleiner 2 µm ist.

36. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Beschichtung der zweiten Schicht bei Umgebung­ stemperatur erfolgt.

37. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Beschichtung bei erhöhten Temperaturen bis zu 70°C, vorzugsweise bis zu 50°C erfolgt.

38. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch ge­ kennzeichnet, dass zumindest eine Schicht nach deren Herstellung getrock­ net wird.

39. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die zweite Schicht getempert wird.

40. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch ge­ kennzeichnet, dass auf die zweite Schicht eine Lackschicht aufgebracht wird.

41. Verfahren insbesondere nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht auf wässeriger oder organischer Basis aufgebracht wird.

42. Erfindung mit einem in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmal.