DE102010021525A1

DE102010021525A1 - Synchronization component e.g. synchronizer, for gear box of motor car, has friction body comprising carrier tape that is connected with contacting area of component by welding, where carrier tape bears carbonaceous friction lining

Info

Publication number: DE102010021525A1
Application number: DE201010021525
Authority: DE
Inventors: Christian Rasch
Original assignee: PGM FUESSEN GmbH
Current assignee: PMG Fuessen GmbH
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2011-12-01

Abstract

The component has a friction body comprising a carrier tape that is connected with a contacting area of the component by capacitor discharge welding. The carrier tape bears a carbonaceous friction lining. Thickness of the friction lining is in a range of 0.35 mm to 0.95 mm. Thickness of the carrier tape is in a range of 0.20 mm to 0.40 mm. The friction lining is applied on a surface area of a heat-activatable adhesive film and a double sided adhesive film as a fixing film. The friction lining is made of carbon fiber-amplified carbon and/or carbon fiber-amplified plastic. An independent claim is also included for a method for manufacturing a synchronization component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 7.The invention relates to a component having the features of the preamble of claim 1 and a method for its production with the features of the preamble of claim 7.

Ein gattungsgemäßes Bauteil sowie ein gattungsgemäßes Herstellungsverfahren sind aus DE 10 2008 005 835 A1 bekannt. Dort ist das Bauteil ein Synchronring für Fahrzeuggetriebe, der aus einem Grundkörper mit einer radial nach außen weisenden Zahnreihe und einem Reibkörper gebildet ist. Der Reibkörper weist ein metallisches Trägerband und einen daran fixierten Reibbelag auf. Der Reibbelag wird auf das Trägerband aufgesintert. Bei der Herstellung des Synchronringes wird der Reibkörper, das heißt dessen besintertes Trägerband auf eine Kontaktfläche des Grundkörpers über ein Klebemittel aufgeklebt.A generic component and a generic manufacturing process are made DE 10 2008 005 835 A1 known. There, the component is a synchronizer ring for vehicle transmission, which is formed from a base body with a radially outwardly facing row of teeth and a friction body. The friction body has a metallic carrier tape and a friction lining fixed thereto. The friction lining is sintered onto the carrier tape. In the production of the synchronizer ring, the friction body, that is to say its sintered carrier tape, is adhesively bonded to a contact surface of the base body via an adhesive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reibfunktion eines gattungsgemäßen Bauteiles mit geringem Aufwand bereitzustellen.The invention has for its object to provide the friction function of a generic component with little effort.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination der unabhängigen Ansprüche 1 und 7 gelöst.This object is achieved by the feature combination of independent claims 1 and 7.

Erfindungsgemäß ist auf das Trägerband ein kohlenstoffhaltiger Reibbelag aufgebracht. Hierdurch wird ein verfahrenstechnisch verhältnismäßig aufwändiges Herstellen eines Reibbelages als Streusinter-Reibschicht (Aufbringen eines exakt dosierten Sinterpulvers auf das Trägerband, mehrstufiges Sintern des belegten Trägerbandes, Pressen, Verdichten, Drucksintern etc.) vermieden. Stattdessen wird ein kohlenstoffhaltiger bzw. karbonhaltiger Reibbelag auf geeignete Weise (z. B. mittels Kleben) auf das Trägerband aufgebracht. Somit lassen sich im Vergleich zu einem Reibkörper mit einem Streusinter-Reibbelag mehrere Verfahrensschritte bei dem Herstellen des Reibkörpers einsparen.According to the invention, a carbon-containing friction lining is applied to the carrier tape. As a result, a procedurally relatively complicated manufacture of a friction lining as a litter sintered friction layer (application of a precisely metered sintering powder to the carrier belt, multi-stage sintering of the occupied carrier belt, pressing, compression, pressure sintering, etc.) is avoided. Instead, a carbon-containing or carbon-containing friction lining is applied to the carrier tape in a suitable manner (eg by gluing). Thus, in comparison to a friction body with a grit sintered friction lining, several process steps can be saved in the production of the friction body.

Der den kohlenstoffhaltigen (auch als karbonhaltig bezeichnet) Reibbelag aufweisende Reibkörper wird mittels des Trägerbandes mit der Kontaktfläche des Bauteiles verbunden. Diese Verbindung erfolgt mittels Schweißen. Somit wird zur Fixierung des Reibkörpers bzw. Reibbelages an dem Bauteil auf eine kostengünstige, bewährte und im Betriebseinsatz des Bauteiles zuverlässige Verbindungstechnik zurückgegriffen. Dies unterstützt eine langlebige Verbindung zwischen dem Bauteil und dem Reibkörper selbst bei gewissen Verschmutzungen der Kontaktfläche während des Fertigungsprozesses. Prozesstechnisch aufwändige Verbindungstechniken wie etwa ein direktes Aufkleben eines kohlefaserhaltigen oder karbonhaltigen Reibbelages auf eine Oberfläche des Bauteiles (z. B. DE 103 34 895 B3 , EP 1 503 099 B1 , EP 2 045 483 A1 ) können hierdurch kostensparend ersetzt werden. Insbesondere muss beim Schweißen keine spezielle Vorrichtung für den komplexen Klebevorgang bereitgestellt werden, bei dem technische Parameter wie Klebedruck und Klebetemperatur für ein gutes Klebeergebnis besonders genau eingehalten werden müssen. Auch ein separater Verfahrensschritt zur Reinigung der Kontaktfläche von Schmutzpartikeln ist vor Beginn des Schweißens im Gegensatz zur notwendigen Reinigung bei Anwendung eines Klebeverfahrens überflüssig.The carbon-containing (also referred to as carbonaceous) friction lining having friction body is connected by means of the carrier tape with the contact surface of the component. This connection is made by welding. Thus, for fixing the friction body or friction lining on the component to a cost-effective, proven and reliable in the operational use of the component connection technology is used. This supports a long-lasting connection between the component and the friction body even with certain contamination of the contact surface during the manufacturing process. Process-technically complex joining techniques, such as, for example, directly adhering a carbon-fiber-containing or carbon-containing friction lining to a surface of the component (eg. DE 103 34 895 B3 . EP 1 503 099 B1 . EP 2 045 483 A1 ) can be replaced thereby cost-saving. In particular, when welding no special device for the complex bonding process must be provided, in which technical parameters such as adhesive pressure and adhesive temperature for a good gluing result must be kept particularly accurate. A separate process step for cleaning the contact surface of dirt particles is unnecessary before the start of welding, in contrast to the necessary cleaning when using a gluing process.

Die Dicke des Reibbelages des hergestellten Bauteiles beträgt vorzugsweise 0,25 mm bis 1,15 mm. Unterhalb einer Dicke von 0,25 mm ist die erforderliche Reibfunktion nicht gewährleistet. Oberhalb einer Dicke von 1,15 mm ist der Reibbelag zu kostenaufwändig und steht den Anforderungen an ein leichtes, kompaktes Bauteil entgegen. Besonders bevorzugt hat sich eine Dicke von 0,35 mm bis 0,95 mm als vorteilhafter Kompromiss zwischen technischen und wirtschaftlichen Anforderungen herausgestellt.The thickness of the friction lining of the manufactured component is preferably 0.25 mm to 1.15 mm. Below a thickness of 0.25 mm, the required friction function is not guaranteed. Above a thickness of 1.15 mm, the friction lining is too costly and meets the requirements of a lightweight, compact component. Particularly preferably, a thickness of 0.35 mm to 0.95 mm has proven to be an advantageous compromise between technical and economic requirements.

Vorzugsweise enthält der Reibbelag einen kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoff (CFC) und/oder einen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK). Die Faserverstärkung bewirkt eine erhöhte Zugfestigkeit und eine gute Verschleißfestigkeit des Reibbelages. Je nach technischem Anwendungsfall des gewünschten Reibschlusses zwischen dem Bauteil und einem korrespondierenden Funktionsteil wird eine unterschiedliche Web- und Faserstruktur ausgewählt. Der Auswahlbereich der Faserstruktur beträgt insbesondere 1 K (fein) bis 12 K (grob). Das CFK-Material wird je nach technischem Anwendungsfall vorzugsweise über einen unterschiedlich hohen Duromer-Anteil (z. B. Epoxidharz, Polyesterharz, Harz) variiert. Insbesondere variiert der Harz-Anteil von 30 Vol.-% bis 60 Vol.-%.Preferably, the friction lining contains a carbon fiber reinforced carbon (CFC) and / or a carbon fiber reinforced plastic (CFRP). The fiber reinforcement causes increased tensile strength and good wear resistance of the friction lining. Depending on the technical application of the desired frictional engagement between the component and a corresponding functional part, a different weave and fiber structure is selected. The selection range of the fiber structure is in particular 1 K (fine) to 12 K (coarse). Depending on the technical application, the CFRP material is preferably varied over a different durometer proportion (eg epoxy resin, polyester resin, resin). In particular, the resin content varies from 30% by volume to 60% by volume.

Der CFC-haltige Reibbelag wird vorzugsweise einseitig geschliffen bzw. aufgeraut. Die aufgeraute Oberfläche stellt eine große Kontaktfläche zur Verfügung, wodurch diese Oberfläche eine besonders wirksame Haftung bzw. Fixierung (z. B. Kleben) des Reibbelages während der Herstellung des Reibkörpers ermöglicht. Beispielsweise wird diese Oberfläche unmittelbar auf eine Oberfläche des Trägerbandes oder zunächst an einer noch zu beschreibenden Fixierfolie fixiert.The CFC-containing friction lining is preferably ground or roughened on one side. The roughened surface provides a large contact surface, whereby this surface enables a particularly effective adhesion or fixing (eg gluing) of the friction lining during the production of the friction body. For example, this surface is fixed directly on a surface of the carrier tape or first on a fixing film to be described.

Das Trägerband des Reibkörpers weist vorzugsweise ein metallisches Blech auf. Insbesondere besteht das Trägerband aus einem metallischen Blech. Das metallische Blech ist bevorzugt als kostengünstiges Stahlblech ausgebildet, z. B. allgemeiner Baustahl, Einsatzstahl oder Automatenstahl.The carrier tape of the friction body preferably has a metallic sheet. In particular, the carrier tape consists of a metallic sheet. The metallic sheet is preferably formed as a cost-effective steel sheet, for. As general structural steel, case steel or free cutting steel.

Die Dicke des Trägerbandes beträgt vorzugsweise 0,1 mm bis 1,0 mm, besonders bevorzugt 0,20 mm bis 0,40 mm. Unterhalb einer Dicke von 0,1 mm könnte das Trägerband durch den Schweißvorgang beschädigt werden. Oberhalb einer Dicke von 1,0 mm ist eine Anpassung, insbesondere Umformung (z. B Stanzen, Biegen) des im Ausgangszustand ebenen Trägerbandes an die Oberflächengeometrie des Bauteiles technisch aufwändig und unwirtschaftlich. Außerdem stehen derartige Dicken wiederum den Anforderungen an ein leichtes und kompaktes Bauteil entgegen.The thickness of the carrier tape is preferably 0.1 mm to 1.0 mm, particularly preferably 0.20 mm to 0.40 mm. Below a thickness of 0, 1 mm, the carrier tape could be damaged by the welding process. Above a thickness of 1.0 mm, an adaptation, in particular deformation (for example stamping, bending) of the flat carrier tape in the initial state to the surface geometry of the component is technically complicated and uneconomical. In addition, such thicknesses again meet the requirements for a lightweight and compact component.

Das Bauteil mit der Reibfunktion ist bevorzugt im Automobilbau einsetzbar. Hierbei ist das Bauteil insbesondere als Synchronisierbauteil für Getriebe von Kraftfahrzeugen ausgebildet. Beispielsweise ist das Bauteil als Synchronring oder als ein Gangrad-Gegenkonus hergestellt.The component with the friction function is preferably used in the automotive industry. Here, the component is designed in particular as Synchronisierbauteil for transmission of motor vehicles. For example, the component is produced as a synchronizer ring or as a transition wheel counter cone.

Vorzugsweise wird der Reibbelag auf eine Oberfläche einer Fixierfolie aufgebracht. Die Fixierfolie kann als eine Art Vorfixierung für den Reibbelag wirken, wodurch dieser während der Herstellung des Bauteiles fertigungstechnisch einfach handhabbar ist.Preferably, the friction lining is applied to a surface of a fixing film. The fixing film can act as a kind of prefixing for the friction lining, whereby this manufacturing technology is easy to handle during the manufacture of the component.

Die Fixierfolie ist insbesondere als eine hitzeaktivierbare Klebefolie ausgebildet. Somit kann eine stabile Vorfixierung erzielt werden, indem die Klebefolie und der Reibbelag prozesstechnisch einfach bei einer Aktivierungstemperatur aneinander gepresst und miteinander verklebt werden. Dies kann z. B. mittels einer Walzenanordnung geschehen, wobei der Reibbelag und die Fixierfolie bei eingestellter Aktivierungstemperatur nach Art einer Laminierung durch die Walzenanordnung hindurch transportiert werden.The fixing film is designed in particular as a heat-activatable adhesive film. Thus, a stable prefixing can be achieved by the adhesive film and the friction lining process technology simply pressed together at an activation temperature and glued together. This can be z. Example by means of a roller arrangement, wherein the friction lining and the fixing foil are transported at a set activation temperature in the manner of a lamination through the roller assembly therethrough.

Vorzugsweise ist die Fixierfolie als doppelseitige Klebefolie ausgebildet, was den Montageprozess zur Fixierung des Reibbelages an dem Trägerband weiter vereinfacht. Die dem Reibbelag abgewandte Oberfläche der Fixierfolie kann dann einfach auf das Trägerband geklebt werden. Eine abschließende und mechanisch stabile Befestigung des Reibbelages an dem Trägerband erfolgt vorzugsweise, indem die Fixierfolie und das Trägerband mittels Heißkleben miteinander verbunden werden. Hierbei sind z. B. Temperaturen von 180°C bis 230°C geeignet.Preferably, the fixing film is formed as a double-sided adhesive film, which further simplifies the assembly process for fixing the friction lining to the carrier tape. The surface facing away from the friction lining of the fixing can then be easily glued to the carrier tape. A final and mechanically stable attachment of the friction lining to the carrier tape is preferably carried out by the fixing film and the carrier tape are joined together by means of heat bonding. Here are z. B. temperatures of 180 ° C to 230 ° C suitable.

Die Fixierfolie weist vorzugsweise eine Dicke von 10 μm bis 200 μm, insbesondere von 30 μm bis 60 μm, auf. Oberhalb einer Dicke von 200 μm ist eventuell zuviel Material der Fixierfolie vorhanden, welches beim Herstellen des Bauteiles stören könnte (z. B. zuviel Klebemasse im Falle einer Klebefolie als Fixierfolie). Unterhalb einer Dicke von 10 μm ist eine ausreichende Vorfixierung des Reibbelages an der Fixierfolie und eine einfache Handhabung der Fixierfolie nicht gewährleistet.The fixing film preferably has a thickness of 10 .mu.m to 200 .mu.m, in particular from 30 .mu.m to 60 .mu.m. Above a thickness of 200 μm, there may be too much material of the fixing film which could interfere with the manufacture of the component (eg too much adhesive in the case of an adhesive film as a fixing film). Below a thickness of 10 .mu.m, a sufficient pre-fixing of the friction lining to the fixing film and easy handling of the fixing film is not guaranteed.

Vorzugsweise ist die Fixierfolie elektrisch leitfähig, wodurch der elektrische Widerstand beim Schweißvorgang reduziert wird. Dies unterstützt ein prozesssicheres Schweißen mit einem guten technischen Wirkungsgrad.Preferably, the fixing film is electrically conductive, whereby the electrical resistance is reduced during the welding process. This supports process-reliable welding with good technical efficiency.

Für die vorgenannten Prozessschritte geeignete und kostengünstig verfügbare Klebefolien sind vorzugsweise auf Basis von Nitrilkautschuk und Phenolharz ausgebildet. Die Klebeoberfläche(n) sind für eine einfache Handhabung der Klebefolie vorzugsweise jeweils mit einem Abdeckstreifen (z. B. Papier) abgedeckt, der während der Fertigung des Reibkörpers bzw. des Bauteiles entfernt werden kann. Die Klebefolie ist vorzugsweise bei Raumtemperatur nicht klebend und lässt sich somit gut bearbeiten (z. B. schneiden, stanzen). Geeignete Aktivierungstemperaturen, bei der die Klebefolie für die gewünschte Vorfixierung klebrig wird, liegen vorzugsweise bei 90°C bis 110°C. Derartige Aktivierungstemperaturen unterstützen eine prozesstechnisch einfache Vorfixierung des Reibbelages.For the aforementioned process steps suitable and inexpensive available adhesive films are preferably formed on the basis of nitrile rubber and phenolic resin. The adhesive surface (s) are preferably each covered with a cover strip (eg paper) for easy handling of the adhesive film, which can be removed during the production of the friction body or of the component. The adhesive film is preferably non-sticky at room temperature and thus can be well processed (eg, cut, punch). Suitable activation temperatures at which the adhesive film becomes tacky for the desired prefixing are preferably from 90 ° C to 110 ° C. Such activation temperatures support a process-technically simple prefixing of the friction lining.

Vorteilhaft werden in das Trägerband von der Belagseite her einzelne Vertiefungen (Noppen) eingeprägt, wodurch die Noppen vor dem Verschweißen des Trägerbandes mit dem Bauteil als Stoßflächen auf die Kontaktfläche des Bauteiles aufgepresst werden können. Die Verschweißung lässt sich hierdurch auf die Flächenbereiche der Noppen beschränken. Der Reibbelag in den übrigen Flächenbereichen des Trägerbandes bleibt vom Schweißvorgang unbeeinträchtigt. Für eine möglichst gleichmäßige Reibwirkung des Reibbelages pro Flächeneinheit sind die Noppen insbesondere gleichmäßig über die Fläche des Trägerbandes verteilt. Mittels der Noppen kann das Trägerband bzw. der Reibkörper ausreichend verschweißt werden, ohne dass es zu einer technisch wesentlichen Beeinträchtigung des Reibbelages kommt.Individual recesses (knobs) are advantageously embossed in the carrier tape from the lining side, whereby the knobs can be pressed against the contact surface of the component before the welding of the carrier tape with the component as abutting surfaces. The welding can be limited thereby to the surface areas of the knobs. The friction lining in the other areas of the carrier tape remains unaffected by the welding process. For a friction effect as uniform as possible of the friction lining per unit area, the nubs are distributed in particular uniformly over the surface of the carrier tape. By means of the knobs, the carrier tape or the friction body can be sufficiently welded, without causing a technically significant impairment of the friction lining.

Vorzugsweise ist der Reibbelag bereits vor dem Einprägen der Noppen auf eine Oberfläche des Trägerbandes aufgebracht, so dass die Fixierung des Reibbelages an der strukturierten Oberfläche des Trägerbandes nicht beeinträchtigt wird.Preferably, the friction lining is already applied to a surface of the carrier tape prior to the embossing of the studs, so that the fixation of the friction lining on the structured surface of the carrier tape is not impaired.

Das mit dem Reibbelag belegte Trägerband wird – insbesondere nach Einprägen der Noppen – erforderlichenfalls an die Kontur/Geometrie der korrespondierenden Kontaktfläche des Bauteiles angepasst. Die Anpassung erfolgt durch geeignetes Umformen, z. B. Biegen, Stanzen. Das gegebenenfalls angepasste Trägerband wird auf die korrespondierende Kontaktfläche des Bauteiles aufgebracht (z. B. auf die innere Mantelfläche eines pulvermetallurgisch hergestellten Synchronringes) und mit der Kontaktfläche verschweißt.If necessary, the carrier strip occupied by the friction lining is adapted to the contour / geometry of the corresponding contact surface of the component, in particular after embossing of the dimples. The adjustment is made by suitable forming, z. B. bending, punching. The optionally adapted carrier tape is applied to the corresponding contact surface of the component (for example on the inner circumferential surface of a synchronizer ring produced by powder metallurgy) and welded to the contact surface.

Das Verschweißen erfolgt vorzugsweise in Form eines Kondensator-Entladungsschweißens. Geeignete technische Parametereinstellungen für einen derartigen Schweißvorgang sind DE 196 06 731 A1 entnehmbar. The welding is preferably carried out in the form of a capacitor discharge welding. Suitable technical parameter settings for such a welding process are DE 196 06 731 A1 removable.

Nach dem Schweißvorgang wird das Bauteil vorzugsweise noch auf das gewünschte Sollmaß kalibriert. Die Kalibrierung betrifft z. B. den Innendurchmesser und/oder Außendurchmesser eines Synchronringes, um eine definierte axiale Eintauchtiefe zwischen einem konischen Synchronring (Innenkonus oder Außenkonus) und einem korrespondierenden Gegenkonus zu erreichen. Zur Kalibrierung wird insbesondere die Noppenhöhe reduziert und/oder die Dicke des Reibbelages reduziert.After the welding process, the component is preferably calibrated to the desired nominal size. The calibration concerns z. B. the inner diameter and / or outer diameter of a synchronizer ring to achieve a defined axial insertion depth between a conical synchronizer ring (inner cone or outer cone) and a corresponding counter-cone. For calibration, in particular the dimple height is reduced and / or the thickness of the friction lining is reduced.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Bei dem Beispiel wurde ein mit dem Reibbelag belegtes Trägerband auf die Kontaktfläche des Innenkonus eines pulvermetallurgisch hergestellten Synchronringes, dessen äußerer Ringdurchmesser 96 mm und dessen innerer Ringdurchmesser 80 mm aufwies.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment. In the example, a coated with the friction lining carrier tape on the contact surface of the inner cone of a powder metallurgically produced synchronizer ring whose outer ring diameter 96 mm and the inner ring diameter had 80 mm.

Der am Bauteil zu montierende Reibkörper enthielt als wesentliche Bestandteile ein Trägerband, eine Fixierfolie und einen kohlenstoffhaltigen Reibbelag. Das Trägerband bestand aus einem duktilen, biegsamen Stahlblech (Baustahl St3 – K40). Die Dicke des Trägerbandes betrug 0,20 mm. Der kohlenstoffhaltige Reibbelag bestand im wesentlichen aus kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff (CFC). Die Dicke des Reibbelages betrug im Ausgangszustand 0,50 mm. Als Fixierfolie wurde eine hitzeaktivierbare, doppelseitige Klebefolie auf Basis von Nitrilkautschuk und Phenolharz verwendet, die bei Raumtemperatur nichtklebend ist und deshalb einfach an den gewünschten Flächenquerschnitt des Reibbelages und der Kontaktfläche des Bauteiles anpassbar ist (z. B. mittels Schneiden, Stanzen etc.). Die verwendete Fixierfolie war ca. 60 μm dick. Sie wird bei einer Aktivierungstemperatur zwischen ca. 90°C und 110°C klebrig, so dass der Reibbelag bei Einstellen der Aktivierungstemperatur an einer Oberfläche der Fixierfolie vorfixierbar ist. Diese Vorfixierung erfolgte, indem der Reibbelag und die Fixierfolie nach Art einer Laminierung zwischen einer Walzenanordnung bei einer Aktivierungstemperatur hindurchtransportiert wurden. Die mit dem Reibbelag belegte Fixierfolie wurde mittels Heißkleben auf eine Oberfläche des Trägerbandes aufgebracht. Die Temperatur während des Heißklebens betrug ca. 210°C bis 220°C. Nach dem Heißkleben wurden von der Seite des Reibbelages her punktförmige und gleichmäßig verteilte Vertiefungen (Noppen) in das Trägerband mittels einer Presse eingeprägt. Die Noppen sind derart verteilt und ausgestaltet, dass die übrigen Bereiche des Trägerbandes beim Aufbringen auf das Bauteil und beim Verschweißen keinen Kontakt mit der Kontaktfläche des Bauteiles erhalten. Details hierzu sind z. B. in DE 196 06 731 A1 beschrieben. Nach dem Biegen und Aufbringen des Trägerbandes auf die als Kontaktfläche wirkende innere Mantelfläche bzw. den Innenkonus des Synchronringes wurde das Trägerband auf die Kontaktfläche des Bauteiles mittels eines Druckstempels aufgepresst. Dabei wurden die Noppen teilweise verformt bzw. abgeflacht. Anschießend erfolgte ein Kondensator-Entladungsschweißen, bei dem alle Noppen gleichzeitig durch zwei Stromimpulse im Abstand von 0,5 Sekunden beaufschlagt wurden, wodurch die Noppen mit dem Bauteil im Bereich seiner Kontaktfläche verschweißt wurden. Die Vorteile zweier hintereinander erfolgender Stromimpulse sind ebenfalls in DE 196 06 731 A1 beschrieben. Die pro Schweißimpuls eingebrachte Energie pro Noppe betrug 0,04 kJ. Die Schweißzeit betrug pro Impuls 15 ms, der Schweißstrom erreichte einen Spitzenwert von etwa 60000 Ampere bzw. etwa 500 Ampere pro Noppe.The friction body to be mounted on the component contained as essential components a carrier tape, a fixing film and a carbon-containing friction lining. The carrier tape consisted of a ductile, flexible steel sheet (mild steel St3 - K40). The thickness of the carrier tape was 0.20 mm. The carbonaceous friction lining consisted essentially of carbon fiber reinforced carbon (CFC). The thickness of the friction lining was 0.50 mm in the initial state. The fixing film used was a heat-activatable, double-sided adhesive film based on nitrile rubber and phenolic resin, which is non-adhesive at room temperature and therefore easily adaptable to the desired surface cross section of the friction lining and the contact surface of the component (eg by means of cutting, punching, etc.). The fixing film used was about 60 microns thick. It becomes tacky at an activation temperature between about 90 ° C. and 110 ° C., so that the friction lining can be pre-fixed to a surface of the fixing film when the activation temperature is set. This prefixing was carried out by transporting the friction lining and the fixing film in the manner of a lamination between a roller arrangement at an activation temperature. The fixing film coated with the friction lining was applied by means of heat bonding to a surface of the carrier tape. The temperature during the hot gluing was about 210 ° C to 220 ° C. After the heat-bonding point-shaped and uniformly distributed depressions (nubs) were impressed from the side of the friction lining in the carrier tape by means of a press. The knobs are distributed and configured so that the remaining areas of the carrier tape when applied to the component and during welding do not get in contact with the contact surface of the component. Details are z. In DE 196 06 731 A1 described. After bending and applying the carrier tape to the inner surface of the synchronizer ring, which acts as a contact surface, the carrier tape was pressed onto the contact surface of the component by means of a pressure ram. The nubs were partially deformed or flattened. Anschießend was a capacitor discharge welding, in which all knobs were acted upon simultaneously by two current pulses at intervals of 0.5 seconds, whereby the knobs were welded to the component in the region of its contact surface. The advantages of two successive current pulses are also in DE 196 06 731 A1 described. The energy per nodule per impulse was 0.04 kJ. The welding time was 15 ms per pulse, the welding current reached a peak value of about 60,000 amperes or about 500 amperes per dot.

Der nach diesem Verfahren hergestellte Synchronring wurde einem mechanischen Festigkeitstest unterzogen. Dazu wurde das Trägerband über seitlich an der Schmalseite angreifende Scherkräfte auf seine Abrissfestigkeit vom Bauteil hin überprüft. Selbst bei einer angewandten Scherkraft von 0,2 kN/Noppe konnte das Trägerband nicht von der Kontaktfläche des Bauteils abgerissen werden. Darüber hinaus wurde versucht, mittels eines meißelartigen Werkzeugs das Trägerband von der Kontaktfläche abzuklopfen. Das Werkzeug wurde zwischen dem Trägerband und der Kontaktfläche des Bauteils zwischen zwei Noppen angesetzt und mit einer Kraft beaufschlagt. Ein Ablösen bzw. Abreißen des Trägerbandes von der Kontaktfläche des Bauteils konnte auch mit besonders großen Kräften nicht erreicht werden. Vielmehr wurde lediglich eine Verformung des Trägerbandes zwischen den Noppen erreicht.The synchronizer ring produced by this method was subjected to a mechanical strength test. For this purpose, the carrier tape was checked on the side of the narrow side acting shear forces on its resistance to breakage from the component out. Even with an applied shear force of 0.2 kN / nip the carrier tape could not be torn off the contact surface of the component. In addition, an attempt was made to tap off the carrier tape from the contact surface by means of a chisel-like tool. The tool was placed between the carrier tape and the contact surface of the component between two knobs and applied with a force. A detachment or tearing of the carrier tape from the contact surface of the component could not be achieved even with particularly large forces. Rather, only a deformation of the carrier tape between the knobs has been achieved.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008005835 A1 [0002]
DE 10334895 B3 [0006]
EP 1503099 B1 [0006]
EP 2045483 A1 [0006]
DE 19606731 A1 [0022, 0025, 0025]

Claims

Component having a friction body, which has a carrier tape and a friction lining applied to the carrier tape, wherein the carrier tape is connected to a contact surface of the component, characterized in that the carrier tape carries a carbon-containing friction lining and is connected by welding to the contact surface of the component.

Component according to claim 1, characterized in that the thickness of the friction lining 0.25 mm to 1.15 mm, preferably 0.35 mm to 0.95 mm.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the friction lining contains carbon fiber reinforced carbon (CFC) and / or carbon fiber reinforced plastic (CFRP).

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier tape has a metal sheet, in particular a steel sheet.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the thickness of the carrier tape is 0.1 mm to 1.0 mm, preferably 0.20 mm to 0.40 mm.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a Synchronisierbauteil for transmission of motor vehicles.

A method for producing a component having a friction body, which has a carrier tape and a friction lining applied to the carrier tape, wherein the carrier tape is connected to a contact surface of the component, characterized in that the carrier tape is coated with a carbon-containing friction lining and with the contact surface of the component is welded.

A method according to claim 7, characterized in that the friction lining is applied to a surface of a fixing film.

A method according to claim 8, characterized in that the friction lining is applied to a surface of a heat-activated adhesive film as a fixing film.

A method according to claim 8 or 9, characterized in that the friction lining is applied to a surface of a double-sided adhesive film as a fixing film.

Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that the fixing film is applied to a surface of the carrier tape.

A method according to claim 11, characterized in that the fixing film is applied by means of heat bonding on the carrier tape.

Method according to one of claims 7 to 12, characterized in that in the occupied with the friction lining carrier tape knobs are imprinted.

Method according to one of claims 7 to 13, characterized in that the carrier tape and the contact surface of the component are welded by means of capacitor discharge welding.