Bremsbelag und Verfahren zu dessen Herstellung. Die Erfindung betrifft einen Bremsbelag, der aus unverwebten, durch ein vulkanisiertes Bindemittel untereinander zusammengehalte nen Fasern besteht und in Form von Platten oder Streifen hergestellt werden kann.
Erfin dungsgemäss ist der Bremsbelag mit im wesentlichen gleichmässig verteilten Ein- drückungen versehen, die sich von mindestens einer seiner beiden Reibungsflächen aus in (las Material des Belages hineinerstrecken, zum Zwecke, die Biegsmakeit des Belages zu erhöhen und die während des praktischen Ge brauches des Belages entstehenden Dämpfe oder Gase durch diese Eindrückungen aus dem Innern des Belages abziehen zu lassen, #o dass sogenannte Blasenbildungen in letzte rem unter allen Umständen ausgeschlossen sind.
Die Erfindung betrifft weiter ein Ver fahren zur Herstellung des oben genannten Bremsbelages, unter Verwendung einer pla stischen Masse, die neben Faserstoffen ein zu vulkanisierendes Bindemittel untl wenigstens für einen Teil des letzteren ein leicht flüch tiges Lösungsmittel enthält.
Dieses Verfah ren kennzeichnet sich dadurch, dass in einen aus solcher Masse geformten Rohbelag im wesentlichen gleichmässig verteilte, von min destens einer der beiden Reiboberflächen des Rohbelages aus sich erstreckende Ein- drückungen eingearbeitet werden, der Roh belag dann bei einer Temperatur, die nied riger liegt als diejenige die zum Vulkanisie ren des Bindemittels nötig ist, getrocknet wird, um das Lösungsmittel zu verdampfen und es aus den Oberflächen des Belages, so wie durch die eingearbeiteten Eindrückungen aus dem Innern des Rohbelages entweichen zu lassen,
und dass endlich der Rohbelag unter Offenlassung der Eindrückungen vulkani-_ siert wird.
Die beiliegende Zeichnung stellt ein Aus führungsbeispiel des Bremsbelages gemäss der Erfindung dar und deutet rein sehema- tisch auch einige Stufen des zur Herstellung des Bremsbelages vorzugsweise verwendeten Verfahrens an.
Fig. 1 zeigt,: wie in der ersten Stufe des Herstellungsverfahrens die plastische Masse zu einem breitstreifigen Rohbelag verarbeitet wird: Fig. 2 und 3 zeigen von oben und von der Seite gesehen, wie der Rohbelag auf einer Seite eingekerbt wird; Fig. 4 zeigt, ähnlich wie Fig. 3, wie der Rohbelag auf der andern Seite eingekerbt wird; Fig. 5 zeigt wie in der letzten Stufe des Verfahrens der eingekerbte Belag unter Druck und Wärme behandelt wird; Fig. ,6 zeigt ein Bruchstück des fertigen Bremsbelages von oben gesehen;
Fig. 7 ist .ein Längsschnitt nach Linie 7-7 der Fig. 6, und Fig. 8 ein Schnitt ähnlich dem der Fig. 7, jedoch in grösserem Massstabe, um die Anord nung der Fasern im Bremsbelag deutlicher zu zeigen.
Zur Herstellung des Bremsbelages wird zunächst eine plastische Masse vorbereitet und gemischt. Die Masse besteht aus einer Menge zerrissenen Fasergutes, beispielsweise Asbest, aus einem Bindemittel, welches zum Erhärten einer Wärmebehandlung unterwor fen werden muss, und aus einer Flüssigkeit, die ein leicht verdampfendes Lösungsmittel für wenigstens einen Teil des Bindemittels enthält. Gewöhnlich und vorzugsweise be steht das Bindemittel wenigstens zum Teil aus unvulkanisiertem Gummi, jedoch könn ten auch andere Bindemittel verwendet wer den.
Die erste Mischung enthält auch ein Quantum Schwefel und andere ähnliche Substanzen, soweit es für die schnelle Vul- kanisation des Gummis für notwendig oder zweckentsprechend befunden wird. Der Cha rakter des erwähnten Lösungsmittels hängt von dem verwendeten Bindemittel ab. Sofern jedoch das Bindemittel wenigstens zum Teil aus Gummi besteht, enthält die Lösungs- flüssigkeit zweckmässig Gasolin oder Naphtha.
Das flüssige Bindemittel wird in einer Menge verarbeitet, die genügt, um eine Masse zu erhalten, die nach Beendigung der Misch operation noch weich ist und sich leicht be arbeiten lässt. Nachdem die plastische Masse vorgerichtet und gemischt worden ist, wird sie zunächst zu einem streifenförmigen Roh belag verarbeitet. Zu diesem Zwecke wird die Masse auf eine mit Walzen versehene Ma schine der in Fig. 1 schematisch angedeuteten Art übertragen. Zur Maschine gehören zwei drehbare, vorzugsweise verschieden grosse Walzen 1, 2, die so miteinander verbunden sind, dass sie sich mit gleichen Umfangsge schwindigkeiten drehen müssen. Eine der Walzen, vorzugsweise die kleinere Walze 1, ist gegenüber der andern Walze radial ver stellbar angeordnet.
Die erste Einstellung ge schieht so, dass beide Walzen einander ganz nahe sind. Nun wird bei A ein gewisses Quan tum des plastischen Gemenges zwischen die Rollen gebracht. Ein Teil der Masse wird auf der in zweckentsprechender Weise be heizten grösseren Walze 2 haften bleiben. Auf diese Weise wird aus der betreffenden Masse auf der Walze 2 eine sehr dünne Schicht ge wonnen. Die verstellbare Walze 1 wird dann ganz allmählich zurückgenommen, um von der Masse A nach und nach weitere Schich ten auf die Walze 2 aufzutragen, bis ein streifenförmiger Rohbelag 13 von der ge wünschten Dicke erzeugt ist.
Indem der Roh belag B allmählich und vorzugsweise lang sam erzeugt wird, werden die einzelnen Schichten aus der Masse A in solch einer Weise gebildet, dass die Fasern des Fasergutes in .der Hauptsache in die Umfangsrichtung der Rolle 2 und in zueinander parallele Ebe nen zu liegen kommen. Bemerkt sei, dass die Herstellung des Rohbelages ss, soweit sie bis jetzt beschrieben wurde, einem dem Fach mann wohl bekannten Verfahren entspricht. Der Einfachheit halber mag dieses Verfahren als "Aufbau-Verfahren" bezeichnet werden.
Während der Rohbelag B so wie beschrie ben aufgebaut wird, ist dafür zu sorgen, dass das Material eine Temperatur behält, die noch unterhalb jener Temperatur liegt, welche man für die endgültige Wärmebehandlung des Bindemittels benötigt. Die Herstellung des Rohbelages wird zeitlich und in bezug auf Verdampfung der Lösungsflüssigkeit sehr sorgfältir überwacht. Es ist notwendig, den Rohbelag genügend langsam entstehen zu lassen, um dem grössten Teil der Flüssigkeit in all den einzelnen, nacheinander aufge brachten Schichten genügend Gelegenheit zur Verdampfung zu geben, noch bevor die nächstfolgende Schicht aufgebracht wird.
Ein übermässiges Quantum Flüssigkeit im Rohbelag hätte zur Folge, dass bei der spä teren Wärmebehandlung desselben die Flüs sigkeit verdampfen und dadurch Blasen ent stehen lassen würde, die das Fertigprodukt vollkommen wertlos machen.
Obwohl es sich, wie aus dem Gesagten her vorgeht, als notwendig erweist, den grössten Teil der Lösungsflüssigkeit schon bei der Herstellung des Rohbelages B verdampfen zu lassen, so ist es anderseits aber auch not wendig, eine vollständige Verdampfung der Flüssigkeit zu verhüten, denn es ist sehr wesentlich, dass das Bindemittel in jeder Schicht genügend plastisch bleibt, um sich mit dem Bindemittel der unmittelbar darüber gebrachten Schicht sofort zu binden. Wenn die Arbeit so langsam verrichtet würde, dass jede Schicht vollkommen austrocknet, noch bevor die nächste Schicht aufgebracht wird, so versteht man, dass man einen lediglich aus dünnen, von einander lösbaren Einzelschich ten bestehenden Rohbelag erhalten würde.
Ein solcher Rohbelag würde dem beabsichtig ten Zwecke nicht, genügen.
Nachdem der Rohbelag auf der Wälz maschine so wie beschrieben hergestellt wor den ist, wird er von der Walze 2 abgenommen und zum Trocknen bereit gehalten. Bei der Trocknung wird die restliche Lösungsflüssig keit dann vollständig beseitigt. Der Rohbelac kann alsdann in Streifen von einer den ge wünschten Bremsbelägen entsprechenden Breite zerschnitten werden. Die Streifen wer den vorzugsweise so geschnitten, dass die Fasern des Fasergutes in die Längsrichtung der Streifen zu liegen kommen. Soweit es das Zerschneiden in Streifen betrifft, kann die Arbeitsfolge auch anders eingerichtet wer den.
So wäre es zum Beispiel möglich, das Zerschneiden nach der Fertigstellung des Roh belages auf der Walzmaschine oder später vorzunehmen, nachdem die eine oder die an dere der noch übrigen im folgenden des näheren beschriebenen Behandlungsstufen durchgeführt ist.
Um die Trocknung zu erleichtern und weitere Vorteile, auf die des näheren erst weiter unten eingegangen wird, zu erzielen, werden im Rohbelag zum mindesten auf einer Seite desselben und in grösserer Anzahl verhältnismässig kleine Luftlöcher geformt bezw. Eindrückungen oder Einkerbungen dicht beieinander und im allgemeinen in gleichmässiger Verteilung eingearbeitet, und zwar nachdem der Rohbelag auf der Walz- maschine fertiggestellt worden ist, und bevor er der Trocknung unterworfen wird.
In gewissen Fällen wird es vorgezogen, die Einkerbungen auf beiden Seiten des Be lages vorzusehen. In der vorliegenden Dar stellung sind die Einkerbungen im Quer schnitt quadratisch. An diese besondere Quer- schnittsform ist man jedoch nicht gebunden.
Fig. 2 und 3 veranschaulichen, wie dpr Rohbelag mit Eindrückungen versehen wird. Es soll angenommen werden, dass der verhält nismässig breite Rohbelag B in Streifen C zerschnitten worden ist. Fig. 2 und 3 veranschaulichen also, wie einer dieser Strei fen durch die Walzen 3 und 4 geschickt wird. Die Walze 3 ist eine Gegenwalze mit glattem Umfang, während die Walze 4 mit vielen kleinen eng zusammengerückten, im wesentlichen gleichmässig verteilten Dornen besetzt ist. Die Aufgabe der Dorne 5 ist, auf der einen Seite des Streifens C entsprechende Eindrückungen oder Luftlöcher D herzu stellen.
Die Grösse des Abstandes der einzel nen, einander benachbarten Eindrückungen oder Luftlöcher kann ganz verschieden ge halten werden. Vorgezogen wird es, dieselben mit Bezug aufeinander, wie dargestellt ist, in einem Abstande ungefähr gleich der Stärke des Belages anzuordnen. Wenn auch von die ser Teilung ganz erheblich abgewichen wer den kann, darf dieselbe jedoch keineswegs so gross sein, dass auf dem Bremsbelag breite glatte Flächen verbleiben. In der Zeichnung sind die Dorne 5 normal zu der Umfangs fläche der Walze 4 in Reihen auf letzterer angeordnet.
Diese Anordnung liefert Ein drückungen oder Luftlöcher D, die auf dem Streifen C ebenfalls in Reihen quer und längs gruppiert sind. Diese besondere An ordnung der Dorne bezw. der Luftlöcher ist besonders zweckmässig, jedoch ist man nicht speziell auf diese Anordnung angewiesen. Nachdem die Eindrückungen oder Luftlöcher im Streifen C geformt worden sind (Fig. 2 und ä), wird der Streifen einer Trocknung unterworfen. Die Trocknung geschieht vor teilhaft in einem Vakuum, um die Lösungs flüssigkeit vollständig zur Verdampfung zu bringen.
Der Streifen wird aber dabei auf einer Temperatur unterhalb der für die eigentliche Wärmebehandlung des Bindemit tels erforderlichen Temperatur gehalten. Die Dämpfe in den den Oberflächen des Belags streifens C unmittelbar benachbarten Teilen treten an den betreffenden Oberflächen aus, während die Dämpfe im Innern des Streifens das eine oder das andere der vielen vorhan denen Luftlöcher D erreichen und durch diese entweichen.
Nach Beendigung der beschrie benen Trocknung wird der Streifen vorteil haft auf der entgegengesetzten Seite eben falls mit Eindrückungen versehen, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, und dann einer aber maligen Trocknung unterworfenen, die in einer der soeben beschriebenen Trocknung ähnlichen Weise durchgeführt wird.
Gegebenenfalls kann von der -ersten Trocknung abgesehen, die Platte gleich auf beiden Seiten mit Eindrückungen versehen und darnach in einem einzigen Arbeitsgange getrocknet werden. Dieses Vorgehen gestattet wohl an Zeitaufwand zu sparen; es ist jedoch insofern nicht so befriedigend wie das erst beschriebene, da die Luftlöcher auf der einen Seite des Streifens von der Gegenwalze bei der Bearbeitung der andern Streifenseite zum Teil wieder zurückgedrückt werden.
Entsprechend der im wirklichen Gebrauch zu erwartenden Wärmeentwicklung muss die endgültige Wärmebehandlung der Harze und die endgültige Vulkanisation des Gummis durchgeführt werden. In Anbetracht der Tatsache, dass die Eindrückungen oder Lift löcher eine vollkommene Trocknung ermög licht haben, ist eine Tendenz, bei eintretender Erhitzung innere Lufteinschlüsse oder Bla sen zu bilden, nicht vorhanden.
Selbst wenn der Streifen unvollkommen getrocknet wor den ist, würden die eng nebeneinander sitzen den Eindrückungen verhindern, dass sich in grösserem Ausmasse innere Lufteinschlüsse oder Blasen bilden. Dämpfe, die möglicher weise derartige Lufteinschlüsse oder Blasen bilden könnten, werden durch das nächstge legene Luftloch entweichen, ohne ernstlichen Schaden anzurichten.
Nach der Trocknung wird der Rohbelag einer geregelten Wärmebehandlung (Vuika- nisation) vorzugsweise im Verein mit einem zweckentsprechenden Druck unterworfen. Wenn zur Vulkanisation sowohl mit Wärme, als auch mit Druck gearbeitet werden soll, wird der Streifen, nachdem er mit Ein drückungen versehen und getrocknet worden ist, in eine Form gelegt und die Form q.ls dann in eine zweckentsprechende Presse ge bracht, bis auf die richtige Temperatur er hitzt und gleichzeitig unter Druck gesetzt.
Fig. 5 zeigt den in die Form gelegten Strei fen C von einem Ende desselben aus gesehen; er wird zwischen den zwei Formteilen 6 und 7 gehalten, die ihrerseits mit Hilfe einer Presse, deren Grundplatte und Stempel bei 8 und 9 schematisch angedeutet sind, in der gezeichneten Stellung gehalten werden. Die endgültige Wärme- und Druckbehaudluug soll nicht nur die erforderliche Wärmebe handlung der Harze und die Vulkanisation des Gummis bewirken, sondern auch dazu dienen, die durch das Schneiden und Bear beiten des Belagsteifens C etwas rauh gewor- denen Kanten und die etwas uneben gewor denen Oberflächen desselben zu glätten.
Das beschriebene Verfahren ermöglicht, eine Faserstoffplatte herzustellen, die sich zur Verwendung als Bremsbelag ganz beson ders eignet. Wenn die Platte so wie beschrie ben, langsam aufgebaut wird, werden die Fasern des Fasergutes grösstenteils parallel zueinander und parallel zu den Oberflächen der Platte gerichtet. Auf Grund sachgemässer Überwachung und zeitlicher Regelung der Plattenherstellung wird das Bindemittel durchwegs einen so gut wie homogenen Cha rakter erhalten und der Belag im Innern von Stellen verminderter Festigkeit frei bleiben. Derartige Stellen würden sich ergeben, wenn man eine Lage oder Schicht vor Aufbringung der nächsten Lage oder Schicht trocken oder doch nahezu trocken werden liesse.
Auf Grund dieses homogenen Charakters des Bindemit tels ist eine Tendenz zur Spaltung in einzelne Lagen oder Schichten nicht vorhanden. Jeder Bemühung, eine solche Spaltung herbeizufüh ren, wird durch die strenge Homogenität des Bindemittels gehörig widerstanden.
Hinzu kommt, dass auf Grund der sorgfältigen Trocknung, die der Belag vor der endgültigen Wärmebehandlung des Bindemittels (Vulka- nisation) erfährt, es keine innern Luftein- schliisse oder Blasen auf der Oberfläche mehr gibt, nämlich Lufteinschlüsse oder Blasen, wie sie bei der endgültigen Wärmebehand lung (Vulkanisation) durch Verdampfung von in der Platte in übermässiger Menge zu rückgebliebener Lösungsflüssigkeit entstehen könnten. Derartige Lufteinschlüsse oder Bla sen würden den Belag in sehr starkem Masse schwächen und, wenn in zu grosser Zahl vor handen, vollkommen wertlos machen.
Die Eindrückungen oder Luftlöcher im Belag sind nicht nur nützlich, um, wie schon beschrieben, eine vollständige Trocknung des Materials zu ermöglichen, sondern auch zur Schaffung weiterer wichtiger Vorteile. Man versteht, da.ss die Eindrückungen gewisser massen Atmungslöcher darstellen, durch die im praktischen Gebrauch bei Überhitzung des Bremsbelages etwa noch entstehende Dämpfe oder Gase . entweichen können. Die Ein- drückungen erweisen sich als besonders vor teilhaft, wenn die Bremse angezogen wird, nachdem der Belag übermässig feucht ge worden ist.
Wenn zwischen Bremsbelag und Bremstrommel ein Feuehtigkeitsschleier liegt, wird derselbe gleich einem Schmiermittel wirken und eine effektive Bremsung nur er zielen lassen, wenn er zwischen Bremsbelag und Trommel ausgequetscht wird. Bei einem Bremsbelag der beschriebenen Art wird die den erwähnten Schleier bildende Feuchtigkeit bei Ausübung eines Druckes in die Ein- drückungen hineingequetscht. Es ist also nicht mehr notwendig, die Feuchtigkeit quer zum Belag bis an die äussersten Ränder des selben zu quetschen.
Die Eindrückungen haben noch einen wei teren Vorteil insofern, als sie den Belag flexibler als sonst gestalten. Entsprechend der Bogenform der Bremstrommel lässt sich der Belag leicht krümmen. Die Eindrückun- gen"erleichtern die notwendige Dehnung des Bremsbelages auf der einen Seite und ebenso die notwendige Zusammendrückung auf der entgegengesetzten Seite.
Es ist schon zum Ausdruck gebracht worden, dass bei einem Bremsbelag der be schriebenen Art die Fasern des Fasergutes grösstenteils zueinander und zu den Ober flächen des Bremsbelages parallel gerichtet sind. Dieser, wenn man so sagen soll, primäre Verlauf der Fasern ist vorhanden, nachdem die Rohplatte als solche hergestellt ist; er wird jedoch durch die beschriebenen Einker bungen oder Eindrückungen etwas geändert. Die in das Material eindringenden Dorne 5 greifen die unter ihnen befindlichen Fasern an und bewirken eine Verlagerung derselben, das heisst die im Bereich der entstehenden Ein drückungen gelegenen Fasern werden ge zwungen, sich aus ihrer Längsrichtung her aus in eine Lage mehr oder weniger quer zur Platte zu begeben.
Zu beachten ist, dass zur Zeit der Vornahme der Eindrückungen das Bindemittel einer Vulkanisation noch nicht unterworfen ist und sich deshalb ganz von selbst der neuen Lage der die Esndrückungen umgebenden Fasern anpasst. Die zu den Ober flächen der Platte parallel laufenden Haupt anteile der Fasern haben für den Widerstand gegen Spaltung des Belages offenbar wenig bezw. gar keinen Wert. Abgesehen von den Fasern an den Eindrückungen muss man sich in dieser Beziehung ganz auf das homogene Bindemittel verlassen.
An den Eindrückun- gen jedoch erstrecken sich die Fasern mehr oder weniger quer, das heisst un ter ziemlich grossen Winkeln zu den be treffenden Oberflächen, so dass auf diese Weise in den verschiedensten Ebenen inner halb der ganzen Dicke der Platte für eine Verriegelung mit dem Bindemittel und mit andern Fasern gesorgt ist. Diese winklig ge# richteten Fasern unterstützen somit das Bindemittel sehr wesentlich im Widerstand gegen eine Spaltung des Belages in einzelne Schichten. Aus Fig. -8 ist diese Anordnung der Fasern deutlich ersichtlich.
Abgesehen von den zahlreichen, bereits erwähnten Vorteilen des beschriebenen Bremsbelages sei noch darauf hingewiesen, dass durch die verhältnismässig kleinen Ein drückungen in demselben weder die Zug festigkeit desselben noch die Grösse seiner Reibungsflächen eine wesentliche Minderung erfahren.
Brake lining and process for its manufacture. The invention relates to a brake lining which consists of non-woven fibers held together by a vulcanized binder and which can be produced in the form of plates or strips.
In accordance with the invention, the brake lining is provided with substantially evenly distributed indentations which extend from at least one of its two friction surfaces into (the material of the lining, for the purpose of increasing the flexibility of the lining and during the practical use of the lining to allow vapors or gases to be drawn off from the interior of the covering through these impressions, #o that so-called blistering in the last rem is excluded under all circumstances.
The invention further relates to a process for the production of the above-mentioned brake lining, using a plastic mass which, in addition to fibrous materials, contains a binder to be vulcanized at least for part of the latter, a slightly volatile solvent.
This method is characterized in that indentations extending from at least one of the two friction surfaces of the raw covering are worked into a raw covering formed from such a mass, the raw covering then being at a temperature which is lower than that which is necessary to vulcanize the binding agent, is dried in order to evaporate the solvent and to allow it to escape from the surfaces of the covering, as well as from the inside of the raw covering through the incorporated indentations,
and that finally the raw surface is vulcanized leaving the indentations open.
The accompanying drawing represents an exemplary embodiment of the brake lining according to the invention and purely schematically also indicates some stages of the method preferably used to manufacture the brake lining.
1 shows: how in the first stage of the production process the plastic compound is processed into a broad-striped raw covering: FIGS. 2 and 3 show, viewed from above and from the side, how the raw covering is notched on one side; FIG. 4 shows, similar to FIG. 3, how the raw covering is notched on the other side; Fig. 5 shows how in the last stage of the process the notched pavement is treated under pressure and heat; 6 shows a fragment of the finished brake lining seen from above;
7 is a longitudinal section along line 7-7 of FIG. 6, and FIG. 8 is a section similar to that of FIG. 7, but on a larger scale in order to more clearly show the arrangement of the fibers in the brake lining.
To produce the brake lining, a plastic compound is first prepared and mixed. The mass consists of a quantity of torn fiber material, for example asbestos, a binder, which must be subjected to a heat treatment to harden, and a liquid that contains a readily evaporating solvent for at least part of the binder. Usually, and preferably, the binder is at least partially made of unvulcanized rubber, but other binders could also be used.
The first mixture also contains a quantity of sulfur and other similar substances, insofar as it is found necessary or appropriate for the rapid vulcanization of the rubber. The character of the mentioned solvent depends on the binder used. If, however, the binder consists at least partly of rubber, the liquid solvent appropriately contains gasoline or naphtha.
The liquid binder is processed in an amount that is sufficient to obtain a mass that is still soft after the mixing operation is complete and can be easily processed. After the plastic mass has been prepared and mixed, it is first processed into a strip-shaped raw covering. For this purpose, the mass is transferred to a machine provided with rollers Ma of the type indicated schematically in FIG. The machine includes two rotatable rollers 1, 2, preferably of different sizes, which are connected to one another in such a way that they have to rotate at the same speeds. One of the rollers, preferably the smaller roller 1, is arranged to be radially adjustable relative to the other roller.
The first setting is done so that both rollers are very close to each other. Now at A a certain amount of the plastic mixture is brought between the roles. Part of the mass will stick to the appropriately heated larger roller 2. In this way, a very thin layer is obtained from the mass in question on the roller 2. The adjustable roller 1 is then gradually withdrawn in order to gradually apply more layers of the mass A to the roller 2 until a strip-shaped raw covering 13 of the desired thickness is generated.
As the raw covering B is produced gradually and preferably slowly, the individual layers are formed from the mass A in such a way that the fibers of the fiber material lie mainly in the circumferential direction of the roll 2 and in mutually parallel planes come. It should be noted that the production of the raw covering ss, as far as it has been described so far, corresponds to a method well known to the person skilled in the art. For the sake of simplicity, this process may be referred to as the "build-up process".
While the raw covering B is being built up as described, it must be ensured that the material maintains a temperature that is still below the temperature required for the final heat treatment of the binder. The production of the raw covering is monitored very carefully in terms of time and with regard to evaporation of the solution liquid. It is necessary to allow the raw covering to develop slowly enough to give most of the liquid in all of the individual, successively applied layers sufficient opportunity to evaporate before the next layer is applied.
An excessive amount of liquid in the raw surface would mean that the liquid would evaporate during the subsequent heat treatment of the same, causing bubbles to form, which would render the finished product completely worthless.
Although it turns out to be necessary, as has been said, to let the major part of the solution liquid evaporate during the production of the rough covering B, on the other hand it is also necessary to prevent complete evaporation of the liquid because it It is very important that the binding agent in each layer remains sufficiently plastic to immediately bond with the binding agent of the layer immediately above it. If the work were done so slowly that each layer dries out completely before the next layer is applied, then you understand that you would get a raw surface consisting of only thin, detachable individual layers.
Such a rough covering would not be sufficient for the intended purpose.
After the raw covering on the rolling machine is made as described, it is removed from the roller 2 and kept ready to dry. The remaining solution liquid is then completely eliminated during the drying process. The raw lining can then be cut into strips of a width corresponding to the desired brake linings. The strips are preferably cut so that the fibers of the fiber material come to lie in the longitudinal direction of the strips. As far as the cutting into strips is concerned, the work sequence can also be set up differently.
For example, it would be possible to cut after the completion of the raw covering on the rolling machine or later, after one or the other of the other treatment steps described in more detail below has been carried out.
In order to facilitate drying and to achieve further advantages, which will be discussed in more detail below, relatively small air holes are formed in the raw covering at least on one side and in a larger number of relatively small air holes. Indentations or notches close together and generally evenly distributed, namely after the raw surface has been finished on the rolling machine and before it is subjected to drying.
In certain cases it is preferred to provide the notches on both sides of the lining. In the present Dar position, the notches in the cross-section are square. However, you are not bound to this particular cross-sectional shape.
FIGS. 2 and 3 illustrate how the rough covering is provided with indentations. It should be assumed that the relatively wide raw surface B has been cut into strips C. Fig. 2 and 3 thus illustrate how one of these Strei fen through the rollers 3 and 4 is sent. The roller 3 is a counter-roller with a smooth circumference, while the roller 4 is filled with many small, closely spaced, essentially evenly distributed thorns. The task of the mandrels 5 is to provide corresponding indentations or air holes D herzu on one side of the strip C.
The size of the distance between the individual indentations or air holes adjacent to one another can be kept very differently. It is preferred to arrange them with respect to one another, as shown, at a distance approximately equal to the thickness of the covering. Even if this division can deviate considerably from this, it must not be so large that wide smooth surfaces remain on the brake lining. In the drawing, the mandrels 5 are normal to the circumferential surface of the roller 4 arranged in rows on the latter.
This arrangement provides a depressions or air holes D, which are also grouped in rows across and lengthways on the strip C. This particular arrangement of the thorns BEZW. the air holes is particularly useful, but you do not have to specifically rely on this arrangement. After the indentations or air holes have been formed in strip C (Figures 2 and a), the strip is subjected to drying. The drying is done before geous in a vacuum to bring the solution liquid to completely evaporate.
However, the strip is kept at a temperature below the temperature required for the actual heat treatment of the binding agent. The vapors in the parts immediately adjacent to the surfaces of the covering strip C emerge on the surfaces in question, while the vapors inside the strip reach one or the other of the many existing air holes D and escape through them.
After completion of the described enclosed drying, the strip is advantageous on the opposite side just if provided with impressions, as can be seen from Fig. 4, and then subjected to a single drying, which is carried out in a manner similar to the drying just described.
If necessary, apart from the first drying, the plate can be provided with indentations on both sides and then dried in a single operation. This procedure probably allows time to be saved; however, it is not as satisfactory as the one just described, since the air holes on one side of the strip are partially pushed back again by the counter roller when the other side of the strip is processed.
The final heat treatment of the resins and the final vulcanization of the rubber must be carried out in accordance with the heat development to be expected in actual use. In view of the fact that the indentations or lift holes allow complete drying, there is no tendency to form internal air inclusions or bubbles when heating occurs.
Even if the strip was imperfectly dried, the close proximity of the impressions would prevent the formation of internal air pockets or bubbles to a large extent. Vapors that could possibly form such air pockets or bubbles will escape through the nearest air hole without causing serious damage.
After drying, the raw covering is subjected to a controlled heat treatment (vuicanization), preferably in combination with an appropriate pressure. If both heat and pressure are to be used for vulcanization, the strip, after it has been impressed and dried, is placed in a mold and the mold q.ls is then placed in an appropriate press, except for the right temperature is heated and pressurized at the same time.
Fig. 5 shows the strip C placed in the mold as seen from one end thereof; it is held between the two mold parts 6 and 7, which in turn are held in the position shown with the aid of a press, the base plate and punch of which are indicated schematically at 8 and 9. The final heat and pressure treatment should not only bring about the necessary heat treatment of the resins and the vulcanization of the rubber, but also serve to remove the edges that have become somewhat rough as a result of the cutting and processing of the lining strip C and the somewhat uneven surfaces to smooth the same.
The method described makes it possible to produce a fibrous plate that is particularly suitable for use as a brake lining. When the plate is slowly built up as described, the fibers of the fiber material are for the most part directed parallel to one another and parallel to the surfaces of the plate. Due to the proper monitoring and timing of the panel production, the binding agent will consistently have an almost homogeneous character and the inside of the covering will remain free of areas of reduced strength. Such spots would arise if one layer or layer were allowed to dry or at least almost dry before the next layer or layer was applied.
Due to this homogeneous character of the binder, there is no tendency to split into individual plies or layers. Any effort to bring about such a split is duly resisted by the strict homogeneity of the binder.
In addition, due to the careful drying that the covering undergoes before the final heat treatment of the binding agent (vulcanization), there are no more internal air inclusions or bubbles on the surface, namely air inclusions or bubbles like those in the final Heat treatment (vulcanization) could result from the evaporation of excessive amounts of liquid remaining in the plate. Such air pockets or bubbles would weaken the covering to a very great extent and, if too large in number, render it completely worthless.
The indentations or air holes in the pavement are not only useful, as already described, to allow the material to dry completely, but also to create other important advantages. One understands that the indentations represent to a certain extent breathing holes through which, in practical use, vapors or gases may still be produced when the brake lining overheats. can escape. The indentations are particularly beneficial when the brake is applied after the pad has become excessively damp.
If there is a smoke veil between the brake lining and the brake drum, it will act like a lubricant and only allow effective braking if it is squeezed between the brake lining and the drum. In the case of a brake lining of the type described, the moisture which forms the mentioned veil is squeezed into the indentations when pressure is exerted. So it is no longer necessary to squeeze the moisture across the covering to the outermost edges of the same.
The indentations have another advantage in that they make the covering more flexible than usual. The lining can be bent slightly in accordance with the arched shape of the brake drum. The "indentations" facilitate the necessary stretching of the brake lining on one side and also the necessary compression on the opposite side.
It has already been stated that in a brake lining of the type described, the fibers of the fiber material are for the most part directed parallel to one another and to the upper surfaces of the brake lining. This, if one should say so, primary course of the fibers is present after the raw panel has been manufactured as such; However, it is changed somewhat by the indentations or indentations described. The penetrating into the material spikes 5 attack the fibers located below them and cause a displacement of the same, that is, the fibers located in the area of the resulting A pressures are ge forced to move from their longitudinal direction into a position more or less across the plate to go.
It should be noted that at the time the impressions are made, the binder is not yet subjected to vulcanization and therefore adapts itself to the new position of the fibers surrounding the impressions. The main parts of the fibers running parallel to the upper surfaces of the plate apparently have little BEZW for the resistance to splitting of the covering. no value at all. Apart from the fibers on the indentations, one has to rely entirely on the homogeneous binder in this regard.
At the indentations, however, the fibers extend more or less transversely, that is, at fairly large angles to the surfaces concerned, so that in this way in the most varied of planes within the entire thickness of the plate for locking with the binding agent and taken care of with other fibers. These angled fibers thus support the binder very significantly in the resistance to splitting of the covering into individual layers. This arrangement of the fibers can be clearly seen from FIG.
Apart from the numerous, already mentioned advantages of the brake lining described, it should be pointed out that, due to the relatively small impressions in the same, neither the tensile strength of the same nor the size of its friction surfaces experience a significant reduction.