用于确定同步环与摩擦衬片之间粘结剂连接部强度的方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定在同步环与摩擦衬片之间由第一粘结剂制成的第一粘结剂连接部的强度和/或与同步环粘接的摩擦衬片的强度的方法。
背景技术
根据现有技术普遍已知的是，同步环被安装在机动车的传动机构中。在此也使用同步环，该同步环与摩擦衬片粘接。为了保证质量，需要测试同步环与摩擦衬片之间的粘结剂连接部的强度。为此目的，根据现有技术借助刀具尝试使摩擦衬片在周向上与同步环脱开。如果摩擦衬片的超过预先给定的值的区段可以借助刀具脱开，则粘结剂连接部的强度被认为是不足的。对摩擦衬片与同步环之间的强度的目前的测试取决于测试人员的手工技能、尤其是取决于实施脱开试验的速度、刀具的锋利程度等。利用目前的方法不能精确地并且可重复地测试同步环与摩擦衬片之间的粘结剂连接部的强度。
发明内容
本发明的任务是，消除根据现有技术的缺点。尤其是应当说明一种可重复的并且可简单实施的用于确定在同步环与摩擦衬片之间的粘结剂连接部的强度和/或与同步环粘接的摩擦衬片的强度的方法。
所述任务通过权利要求1的特征来解决。适宜的设计方案由从属权利要求的特征得出。
按照本发明提出一种用于确定在同步环与摩擦衬片之间由第一粘结剂制成的第一粘结剂连接部的强度和/或与同步环粘接的摩擦衬片的强度的方法，其具有以下步骤：
提供拉/压测试机，该拉/压测试机具有用于保持待测试的同步环的保持装置和安装在拉/压测试机的可运动的横杆上的连接体，该连接体具有与摩擦衬片的自由的面相对应地构造的配合面；
将第二粘结剂施加到所述面和/或配合面上并且在预先给定的条件下在连接体与摩擦衬片之间制造第二粘结剂连接部，从而在连接体与同步环之间形成连接；
使横杆相对于保持装置运动，从而将增大的力施加到所述连接上；以及
测量在连接体与同步环之间的连接断裂时的力。
按照本发明的方法能够实现可重复地并且简单地测试同步环与摩擦衬片之间的第一粘结剂连接部的强度和/或与同步环粘接的摩擦衬片的强度。该方法可以至少部分自动地实施。由所提出的方法提供的测试结果尤其是不取决于手工技能或其它难以检测的参数。
在本发明的意义中，术语“拉/压测试机”理解为所谓的通用测试机，利用该通用测试机可以实施拉和/或压试验、尤其是用于测试材料的强度。
在本发明的意义上，“摩擦衬片”可以是复合材料，该复合材料例如包括碳非织造织物(Carbonvlies)、碳织物、纸或者类似物。摩擦衬片可以尤其是碳摩擦衬片。
“连接体与同步环之间的连接”理解为包括第一粘结剂连接部、与其连接的摩擦衬片以及第二粘结剂连接部的布置结构，该布置结构将摩擦衬片与配合面连接。关于粘结剂的强度，区分粘结剂的描述粘结剂和与粘结剂粘结的材料之间的界面连接强度的附着力和描述粘结剂的内部强度的内聚力。因此，根据本发明的方法，当所述力大于下列参数中的一个参数时，该“连接”可能断裂：
——第一粘结剂/同步环的附着力
——第一粘结剂的内聚力
——第一粘结剂/摩擦衬片的附着力
——摩擦衬片的内部强度
——摩擦衬片/第二粘结剂的附着力
——第二粘结剂的内聚力
——第二粘结剂/连接体的附着力
除了按照本发明所测得的在连接断裂时的力之外，还可以通过补充的视觉测试来确定连接断裂的原因。尤其是可以确定，其中一个粘结剂连接部还是摩擦衬片是该连接中最弱的元件。按照本发明的方法也可以有利地被用于确定摩擦衬片的强度。在这种情况下，使用如下粘结剂作为第一粘结剂和第二粘结剂，该粘结剂在试验条件下适宜地具有比摩擦衬片高的强度。
为了测试第一粘结剂连接部的强度，适宜地选择如下第二粘结剂连接部，该第二粘结剂连接部在测试条件下具有比第一粘结剂连接部高的强度。
有利地使用双组分粘结剂、优选环氧树脂作为第一粘结剂和/或第二粘结剂。双组分粘结剂根据现有技术是普遍已知的。双组分粘结剂尤其是在周围环境条件下(20℃至30℃，大气压)具有出色的强度。尤其是已经表明，在优选由金属制成的连接体与摩擦衬片之间的由双组分粘结剂制成的第二粘结剂连接部具有比通常用于粘接摩擦衬片的第一粘结剂连接部高的强度。因此，能够借助连接体在破坏第一粘结剂连接部的情况下将摩擦衬片与同步环脱开。由为此所需的力可以得到关于第一粘结剂连接部的强度的结论。这样做出的结论是可重复的。
根据另一有利的设计方案，制造第二粘结剂连接部，其方式为：以预先给定的力将连接体压靠到摩擦衬片上。此外，第二粘结剂连接部可以被退火以硬化。在退火时，温度例如可以在40℃至80℃的范围内。此外，可以有利地预先给定第二粘结剂连接部的硬化时间。为了该方法的可重复性，适宜的是精确地限定用于制造第二粘结剂连接部的条件。
根据另一有利的设计方案，为了测量所述力，将该力记录在路径上。在此，所述路径有利地在轴向方向上在保持装置与连接体之间借助合适的路径测量装置来测量。
为了进一步改善该方法的可重复性，适宜的是，使横杆以恒定的速度
根据另一设计方案，包括同步环、摩擦衬片和用于施加增加的力的连接体的布置结构经受周围环境条件或经受不同于周围环境条件的运行条件。“运行条件”理解为例如尤其是在运行时在传动机构内部存在的条件。例如，所述布置结构可能在油浴中经受增加的力。油浴的温度可以在-40℃至120℃的范围内。此外，可能的是，该布置结构在炉或冷却装置中经受增加的力。在此，该布置结构可以经受在-40℃至150℃范围内的温度。
利用所提出的方法，可以测量在第一粘结剂连接部或第二粘结剂连接部断裂时的力。为了测试第一粘结剂连接部的强度，适宜地使用如下第二粘结剂来制造第二粘结剂连接部，所述第二粘结剂的强度在相应的测试条件下比第一粘结剂的强度高。
替代地，利用按照本发明的方法也可以测量在摩擦衬片自身断裂时的力。为此目的，使用如下的粘结剂来制造第一粘结剂连接部和第二粘结剂连接部，所述粘结剂的强度在试验条件下适宜地高于摩擦衬片的强度。
此外，本发明还提出一种用于实施上述方法的设备，该设备包括：拉/压测试机，该拉/压测试机具有用于保持同步环的保持或支承装置和安装在该拉/压测试机的可运动的横杆上的连接体，该连接体具有与摩擦衬片的自由的面相对应地构造的配合面；用于将第二粘结剂施加到所述面和/或所述配合面上的施加机构，使得第二粘结剂在预先给定的条件下在连接体与摩擦衬片之间制造第二粘结剂连接部从而在连接体与同步环之间形成连接；用于使所述横杆相对于所述保持或支承装置运动的运动机构，从而能将增大的力施加到所述连接上；以及测量装置，所述测量装置测量在连接体与同步环之间的所述连接断裂时的力。
上述方法的特征和优点可以适用于该设备，并且反之亦然。
附图说明
下面借助附图详细阐述本发明的一种实施例。其中：
图1示出第一试验装置的横截面视图，
图2示意性地示出图1中的摩擦衬片的连接的放大的部分剖面视图，
图3a至3c示意性地示出该方法的主要步骤，以及
图4示出第二试验装置的横截面视图。
具体实施方式
在图1中用附图标记1表示容纳座，为了实施第一方法变型方案(拉伸试验)，该容纳座被固定在(这里未示出的)通用测试机或拉/压测试机的下部固定的横杆上。用附图标记2表示夹紧装置，该夹紧装置例如借助螺钉3与支承件1连接。待测试的同步环4保持在夹紧装置2中。
用附图标记5表示销，该销为了实施第一方法变型方案被固定在(这里未示出的)拉/压测试机的运动的横杆上。销5在其朝向支承件1的端部上具有外螺纹，连接体6被旋拧到该外螺纹上。
在图2中详细示出连接体6与同步环4之间的连接。附图标记7表示摩擦衬片，该摩擦衬片借助第一粘结剂连接部K1粘到同步环4的圆锥形的第一内周面8上。连接体6具有与摩擦衬片7的圆锥形的第二内周面9对应的外周面10或配合面，该外周面或配合面借助第二粘结剂连接部K2与摩擦衬片7粘接。因此，所述连接包括由第一粘结剂连接部K1构成的布置结构，该布置结构在同步环4的第一内周面8与摩擦衬片7之间构成。此外，所述布置结构包括摩擦衬片7，该摩擦衬片在其第二内周面9上通过第二粘结剂连接部K2与连接体6的配合面10连接。
为了实施第一方法变型方案，可运动的横杆以及因此销5连同连接体6一起以恒定的速度(例如1mm/分钟)沿远离容纳座1的方向运动。因此，力、尤其是轴向力FZ作用到摩擦衬片7与同步环4之间的第一粘结剂连接部K1上。轴向力FZ反作用于由支承件1和固定在其上的夹紧装置2引起的压紧力FNi。在超过由第一粘结剂连接部K1提供的内聚力或附着力时，摩擦衬片7与同步环4断裂。测量在此出现的最大轴向力FZ。该轴向力形成用于第一粘结剂连接部K1的强度的度量。
图3再次示出第一方法变型方案的主要步骤。在第一步骤中，将双组分粘结剂施加到连接体6的配合面10和/或摩擦衬片7的第二内周面9上(图3a)。然后，以预先给定的力FD将连接体6压靠到同步环4上，使得在第二内周面9与配合面10之间制造第二粘结剂连接部K2。为了使第二粘结剂连接部K2硬化，该第二粘结剂连接部能够在预先给定的温度下退火预先给定的时间。例如，第二粘结剂连接部K2可以在40℃到70℃的温度下退火2小时到8小时的持续时间。随后，可以在40℃至80℃的温度范围内以2小时至8小时的持续时间进一步退火(参见图3b)。
在另一个方法步骤中，将这样预备的样品夹紧到图1所示的装置中。连接体6以恒定的速度在轴向方向上运动远离固定在夹紧装置2中的同步环4。在此，轴向力FZ升高，直至摩擦衬片7在第一粘结剂连接部K1破坏的情况下与同步环4脱开(图3c)。测量在此出现的最大轴向力FZ，例如其方式为：将力以传统方式记录在路径上。
图4示出用于实施第二方法变型方案、即压力试验的第二试验装置。在第二试验装置中，在支承件1上装配有支承装置11，同步环4支承在该支承装置上。类似于在图2中示出的那样，连接体6经由第二粘结剂连接部K2与摩擦衬片7连接并且摩擦衬片7经由第一粘结剂连接部K1与同步环4连接(在此未示出)。
第二方法变型方案与第一方法变型方案基本上区别在于，压力作为轴向力FZ被施加到连接体6上。在此，销5或连接体6以恒定的速度相对于支承件1运动。但也可以以恒定的力率加载同步环4与连接体6之间的连接。
在实施按照本发明的方法时也可能的是，代替第一粘结剂连接部K1，第二粘结剂连接部K2或摩擦衬片7本身断裂。在这种情况下，所测得的最大轴向力FZ表明第二粘结剂连接部K2或摩擦衬片7的强度。可以视觉上测试在给定的试验条件下所述连接内最弱的元件。
所提出的方法能够以简单且成本有利的方式实现例如可重复地确定摩擦衬片7与同步环4之间的第一粘结剂连接部K1的强度。其能够简单且快速地实施。它以出色的方式适合于使确定粘结剂连接部的强度标准化。
下面的表格示例性地示出利用按照本发明的方法确定的第一粘结剂连接部K1的强度的结果。在此，第一粘结剂连接部K1分别利用相同的粘结剂来制造。研究了对制造第一粘结剂连接部K1的极端的、有针对性地产生的干扰影响。所达到的强度值关于在没有干扰影响的情况下的强度得出相对强度。
所述干扰影响1至5例如可以是生产相关的运行材料、尤其是油、液体或灰尘的污染。
连接体6能够在实施所述方法之后以合适的方式被再处理并且再次使用。为此，配合面10例如能够借助喷砂清理摩擦衬片7和/或第一粘结剂连接部K1的剩余物。
附图标记列表
1 支承件
2 夹紧装置
3 螺钉
4 同步环
5 销
6 连接体
7 摩擦衬片
8 第一内周面
9 第二内周面
10配合面
11支承装置
FD压力
FNi压紧力
FZ轴向力
K1第一粘结剂连接部
K2第二粘结剂连接部
