CN1202227A - 制造摩擦衬片的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造摩擦衬片的方法,在一混合反应器(1)内把摩擦复合材料制成粒状材料。在压模(3)内用最多120秒的时间把这种粒状材料与衬片载体一起模压成摩擦衬片;模压好的摩擦衬片在脱离压模(3)之后,在无须夹持的情况下直接放在一直通炉(5)内硬化一段预定的时间。摩擦衬片放在一连续输送机(4)上在压模(3)与直通炉(5)之间传送。

Description

制造摩擦衬片的方法
本发明涉及制造摩擦衬片的方法，例如载重汽车用的盘式制动器衬片、小客车和载重汽车用的鼓式制动器衬片、离合器盘的摩擦衬片、工业用摩擦衬片、火车用摩擦衬片等。
在已有的这种产品的一种制造方法中，摩擦衬片是在将摩擦复合材料混合料搅拌之后，经过诸个独立的、伴有预先规定的在放置时间内中断的单个加工步骤而制成的。摩擦复合材料混合料由原材料经过一个或数个阶段混合完成。摩擦复合材料混合料在压模中或经过其它适当的工艺获得预先设计的形状。模压的摩擦衬片放在硬化炉内充分硬化。通过磨削、打钻等工艺对摩擦衬片进行最后加工。还有可能利用热量对已经制成的摩擦衬片的表面进行后处理。然后，可在经过这样后处理的基础上进行涂漆、质量检验、包装等。
已有的制作方法，由于各个工艺步骤的次序在时间上相互分隔，摩擦衬片的生产周期较长。因为需要热处理工艺，特别是在各个单一的工艺步骤后，要再冷却到室温，因此造成了高能源消耗。此外，摩擦衬片的传送也需要相当可观的能量消耗。
本发明的目的是，提供一种制造摩擦衬片的方法，采用流水线连续作业，无须中断材料流程，因此明显缩短了通常的生产周期。
本发明的上述目的是通过摩擦衬片的一种制造方法而达到的，采用这种方法，在一混合反应器内把摩擦复合材料制成粒状材料，在压模内用最多120秒的时间把这种粒状材料与衬片载体模压成摩擦衬片，模压好的摩擦衬片在脱离压模之后，在无须夹持的情况下直接放在一直通炉内硬化预定的时间，在压模与直通炉之间，摩擦衬片是由一连续输送机传送的。根据本发明，利用已知的和特别设计的装置和设备创制了一连续生产线，通过该生产线大大缩短了通常的摩擦衬片的生产周期。
此外，由于在制作过程中为摩擦衬片设定了在精确限定的时限内精确规定的工艺参数，因此加工公差的带宽变得相当窄。在摩擦衬片的制作上，与传统的基于现有技术水准的已知方法相比，原则区别在于，本发明把摩擦衬片的制造预定在一个自始至终可调的和受控的流水作业过程中。通过调整每一个工艺步骤，例如对混合、配料、模压等工艺步骤中预定的过程参数，就能在严格限定公差范围内设计出可以得到并具有预定质量的加工产品。由于采用封闭式的和连续的工艺控制，可以保证制成的摩擦衬片有较高的质量和均匀性。与传统的制造摩擦衬片的方法相反，不可能仅在进行耗费颇大的检验之后查出摩擦衬片有不符合规定质量的情况。
在向混合反应器内投放摩擦复合材料时，在采用本发明的工艺方法的情况下，是否将摩擦复合材料作为制作好的预制品投入到混合反应器中，或是否使用初级品或甚至是原材料，都是无关紧要的。通过使用溶剂、液体树脂或其它粘接剂，或通过在温度影响下熔化摩擦复合材料的组成成分，可以制成粒状材料。只有在制造摩擦衬片的下一步工艺中使用粒状材料，才能根据本发明实施后续的工艺步骤。在对粒状材料的特性作准确的检测的基础上(对这种材料可以较简单进行检测)，才能为后续的工艺步骤选定控制值，以调整在后续的工艺步骤中可以调整的过程参数。在检测粒状材料的质量特性时，重要的是例如粒状材料的颗粒和晶粒特性，此外，这些特性在一定的带宽范围内是可调的。在得出这些数值的基础上，可以选定粒状材料在压模内成型以及模压成型的摩擦衬片在直通炉内硬化处理的时间、温度和压力。
在使用本发明的制造摩擦衬片的方法的情况下，其优越性在于最广泛地减少和优化能源的利用。各个工艺步骤的顺序能做到使在工艺步骤进行过程中产生的温差尽可能小，因此加热或冷却加工过程中的摩擦衬片所需要的能量也尽可能少。另外，与传统的制造摩擦衬片的方法相反，由于不必加热夹具或炉撑架，这样也会带来可观的能源节省。与已知的制造摩擦衬片的方法相比较，用本发明的方法制造一片摩擦衬片的时间，大约可以缩短一个小时。
由于诸工艺参数能适应于按本发明的摩擦衬片制造方法，故能使待制造的或已制成的摩擦衬片在其性能和质量方面最大程度变化的要求。例如，摩擦复合材料或粒状材料的配方完全可以用简单的方式进行修改，其优越性在于可以采用模块式的配方，其中第一组分是橡胶成分，第二组分是纤维成分，第三组分是影响摩擦系数的材料。摩擦复合材料混合料可由各种组分的不同百分比组成。通过稍许改动其组分，就能使制作的摩擦衬片适应变化了的要求。这种情况下，可以放弃对第一、第二或第三部分的组分的改动。
利用相对来说比较少的技术-设计费用，可以使现有用来制造摩擦衬片的加工设备适应本发明的方法。
在将特别适于用来制造盘式制动器衬片的本发明方法的一种方式中，粒状材料连同基材(Tragermasse)和衬片载体(Belagtrager)被放在压模中模压，被模压成型的摩擦衬片然后在直通炉内进行大约35分钟的硬化处理，并在直通炉的下游，再放到前后连续排列的焦烧-模压站内在预定的压力和温度条件下经受一指定的时间周期的处理，其间，在直通炉与焦烧-模压站之间，摩擦衬片是放在一连续输送机上传送的。在考虑模压成型的摩擦衬片的既定质量和性能的前提下，可以改变流行于焦烧-模压站内的压力和温度条件。
根据需要，粒状材料(必要时加上基材)，都可以在压模内自动配料，衬片载体同样也自动输送到压模。
作为另一种方案，也可以把由粒状材料(必要时加上基材)制成的预压件和衬片载体输送到压模。
当模压好的摩擦衬片基本上以它离开压模时的温度被输送到直通炉内的时，节省的能源也是相当可观的。
经硬化处理的摩擦衬片最好能在直通炉的下游，在一定情况下也可在焦烧-模压站的上游，按厚度量规进行磨削。然后，在根据需要而设的焦烧-模压站的下游，可用简单的方式在摩擦衬片上磨出槽口和/或斜槽。
此外，在本发明方法的另一有利的实施方式中，摩擦衬片放在根据需要而设的焦烧-模压站的下游进行涂漆。为了涂漆，衬片载体的表面要进行喷砂，以此对衬片载体表面进行清洁和预处理；然后适当地把摩擦衬片置于预定的温度下，再在其表面上涂一层清漆；接下来是烘干或硬化漆层，然后使摩擦衬片冷却。
本发明用来制造摩擦衬片的设备包括：一个混合反应器，可在其中将摩擦复合材料制成粒状材料；一个带压模的模压机，把粒状材料放在压模内，每只压模用一个衬片载体，最多在120秒钟内可把粒状材料模压成摩擦衬片；一个直通炉，在压模内模压成型的摩擦衬片可放在炉内，无须夹持，可在给定的时间间隔中硬化；以及一连续输送机，布置在模压机与直通炉之间。用本发明的这套制造摩擦衬片设备，可以实现结合本发明的方法所述的优越性和效果。
本发明的这套设备可特别适合优先用于制造盘式制动器衬片，只要这套设备的设计能做到：每个压模各带一个衬片载体，粒状材料连同基材一起可在其压模内进行模压；预先给定的约35分钟的时间间隔是可调节的；在直通炉的下游设焦烧-模压站(Scorch-Preβstation)，焦烧-模压站前后依次排列，在直通炉内硬化的摩擦衬片可在焦烧-模压站内被置于给定的压力、温度条件下经受一给定时间周期的处理；在直通炉与焦烧-模压站之间设一连续输送机。
一个斜置圆盘真空混合器证明是混合反应器的一种特别有利的形式。
模压机最好能设计成圆台式压力机，其模压时间可定在120秒以内。在制造小客车用的盘式制动器衬片时，圆台式压力机的工作周期可定为例如7.5秒。然后可配合预先规定的模压时间得出使用圆台式压力机的情况下所需压模的数量。
最好在直通炉的下游，也可以在焦烧-模压站的上游设一磨削设备，直通炉用以把在直通炉内硬化的摩擦衬片磨削到其最后的厚度。
诸焦烧-模压站前后排成一列。诸摩擦衬片依次穿过每一个焦烧-模压站，根据具体的质量和性能要求，在规定的压力和温度条件下经受一预定时间周期的处理。
也可以在焦烧-模压站的下游另设一个磨削设备，用以在摩擦衬片上磨出槽口和/或斜槽。
根据本发明整套设备的延续部分，是在焦烧-模压站的下游布置一涂漆设备，用以给摩擦衬片涂一层清漆。根据需要，可在该设备之前插进一喷砂设备和一冷却段，分别用来清理和预处理衬片载体的表面和把摩擦衬片冷却到可预先设定的涂漆温度；在该设备之后插进一烘干炉和一冷却模件，分别用来给衬片表面涂漆、硬化或烘干和冷却摩擦衬片。
有利的是，为确保制造摩擦衬片的方法的连续性，在各个加工站和设备之间分别设以连续输送机，用这些输送机保持连续的摩擦衬片生产流水线。这样就避免了各个加工站与设备之间的运输不连续，这种不连续运输会伴随一些附加的工作。
下面，结合一实施例根据附图对本发明作较详细的说明，附图从原理上表明了本发明方法的过程和本发明一用于制造摩擦衬片的设备。
首先在一个斜置圆盘真空混合器1内把摩擦复合材料制成粒状材料，该粒状材料是由组分可以调整的橡胶成分、组分可调整的纤维成分和组分可调整的影响摩擦值的材料制成的。这样制成的粒状材料是无尘的可松散的。
利用适当的装料设备，其中可包括设在被设计成旋转台式压力机2的模压机上的料仓，粒状材料自动在该旋转台式压力机2的压模3内配料。摩擦衬片所需要的基材也有同样的情况。衬片载体也是自动送到压模3的。
在压模3内的模压时间为最多120秒，根据基材和摩擦材料如何结合而定。旋转台式压力机2的工作周期为例如7.5秒，压模的数量由可预先设定的模压时间决定。
模压成型的摩擦衬片从压模3出来后，落到第一连续输送机4上，该输送机把它输送到直通炉5的入口，然后，模压成型的摩擦衬片基本上带着它离开压模3时的温度进入该炉。在该直通炉5内，模压成型的摩擦衬片停留大约35分钟，然后，模压成型的摩擦衬片自由地和无须夹持地通过该直通炉5。
在直通炉5的出口处设置了第二连续输送机6，它把在直通炉5内硬化的摩擦衬片移送到一个磨削设备7上，在此处用适当的磨削工具将摩擦衬片磨削到其最后的厚度。
采用本发明的设备或采用本发明的制造摩擦衬片的方法可用于制造鼓式制动器衬片，磨削设备7装有适当的磨削工具和一个钻孔装置，可利用它们对鼓式制动器片进行最后加工。
在磨削工序之后，被如此加工过的摩擦衬片被送至第三连续输送机8。该输送机然后把摩擦衬片移送到一列前后排列的焦烧-模压站9。摩擦衬片依次穿过前后排列的焦烧-模压站9，并根据具体的质量和制动特性在规定的压力和温度条件下经受一预定时间周期的处理。
第四连续输送机10接收来自流水线行走方向的最后一个焦烧-模压站的摩擦衬片，并把经相应地处理过的摩擦衬片移送给下一个磨削设备11，摩擦衬片在该磨削设备上磨出要求的槽口和/或斜槽。
第五连续输送机12接收来自磨削设备11的经过磨削的摩擦衬片，并把它移送到布置在一涂漆设备16的上游的喷砂装置13。摩擦衬片在涂漆设备16中被涂上一层漆。为此把喷砂装置13安插在涂漆设备16之前，以便清除可能有的模压和磨削毛刺，并对摩擦衬片的表面进行清理，为涂漆预作准备。
在喷砂装置13后面是一冷却段15，在该冷却段中，放在第六连续输送机14上的经过相应地预处理的摩擦衬片被冷却到正确的涂漆温度。
其后是真正的涂漆设备16，在其中把清漆涂到衬片载体的表面上。
摩擦衬片借助第七连续输送机17从涂漆设备16进入烘干炉18，摩擦衬片上的清漆在该炉中被硬化，或更准确地说，被烘干。
跟在烘干炉18之后的是一冷却模件19，摩擦衬片在其中被冷却，以供下一步的操作。
有利的是设置一磨尘收集器20，该收集器内，磨尘可完全被收集起来并进行处理而供再循环用。这样，即使在原始设备质量(Erstausrustungsqualitat)情况下，也可能对一部分材料进行再循环。

Claims (21)

1.一种制造摩擦衬片的方法，其中，在一混合反应器(1)内把摩擦复合材料制成粒状材料。在压模(3)内用最多120秒的时间把这种粒状材料与衬片载体一起模压成摩擦衬片；模压好的摩擦衬片在脱离压模(3)之后，在无须夹持的情况下直接放在一直通炉(5)内硬化预定的时间段，摩擦衬片放在一连续输送机(4)上在压模(3)与直通炉(5)之间传送。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，粒状材料连同基材和/或衬片载体一起放在压模(3)内模压，模压成型的摩擦衬片放在直通炉(5)内硬化约35分钟，然后，在直通炉(5)的下游，放在前后连续排列的诸焦烧-模压站(9)内在规定的压力和温度条件下经受一预定时间周期的处理，其间，摩擦衬片放在一连续输送机(6、8)上在直通炉(5)与焦烧-模压站(9)之间传送。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，作为摩擦复合材料是由橡胶、纤维和影响摩擦系数的材料按可变的比例提供的。
4.根据权利要求1至3中的任一项的方法，其特征在于，粒状材料(必要时加上基材)，是自动在压模(3)内配料的，衬片载体也是自动输送到压模(3)的。
5.根据权利要求1至3中的任一项的方法，其特征在于，由粒状材料(必要时加上基材)制成的预压件和衬片载体被输送到压模(3)。
6.根据权利要求1至5中的任一项的方法，其特征在于，模压成型的摩擦衬片基本上带着它离开压模(3)时的温度被输送到直通炉(5)内。
7.根据权利要求1至6中的任一项的方法，其特征在于，经硬化处理的摩擦衬片在直通炉(5)的下游，也可在焦烧-模压站(9)的上游，将它们磨削到其最后厚度。
8.根据权利要求2至7中的任一项的方法，其特征在于，也可以在焦烧-模压站(9)的下游，在摩擦衬片上磨出槽口和/或斜槽。
9.根据权利要求2至8中的任一项的方法，其特征在于，在焦烧-模压站(9)的下游给摩擦衬片涂一层清漆。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于，为了涂漆，对衬片载体的表面进行喷砂，并把摩擦衬片置于预定的温度下，在其表面上涂一层清漆，再把漆层烘干或硬化，然后使摩擦衬片冷却。
11.一种用来制造摩擦衬片的设备，包括：一个混合反应器(1)，在其中将摩擦复合材料制成粒状材料；一个带压模(3)的模压机(2)，压模内放粒状材料，每只压模配一个衬片载体，在最多120秒钟内可把粒状材料模压成摩擦衬片；一个直通炉(5)，在压模(3)内模压成型的摩擦衬片放在该炉内，无须夹持地在给定的时间段内硬化；以及一连续输送机(4)，设置在模压机(4)与直通炉(5)之间。
12.根据权利要求11的设备，其特征在于，每个压模(3)各带一个衬片载体，粒状材料连同基材一起在其压模内进行模压；预先给定的约35分钟的时间间隔是可调节的；在直通炉(5)的下游设焦烧-模压站(9)，焦烧-模压站前后依次排列，在直通炉内(5)硬化的摩擦衬片在焦烧-模压站内被置于给定的压力、温度条件下可经受一给定时间周期的处理；在直通炉(5)与焦烧-模压站(9)之间布置一连续输送机(6、8)。
13.根据权利要求11或12的设备，其特征在于，混合反应器被设计成斜置圆盘真空混合器(1)。
14.根据权利要求11至13中之任一项的设备，其特征在于，模压机被设计成可旋转的台式压力机(2)。
15.根据权利要求11至14中之任一项的设备，其特征在于，在直通炉(5)的下游，以及也可以在焦烧-模压站(7)的上游，布置一磨削设备(7)，用以把在直通炉(5)内硬化的摩擦衬片磨削到其最后的厚度。
16.根据权利要求11至15中之任一项的设备，其特征在于，在焦烧-模压站(9)的下游设一个磨削设备(11)，用以在摩擦衬片上磨出槽口和/或斜槽。
17.根据权利要求12至16中之任一项的设备，其特征在于，在焦烧-模压站(9)的下游布置一涂漆设备(16)，用以给摩擦衬片涂一层清漆。
18.根据权利要求17的设备，其特征在于，在涂漆设备(16)的上游设一喷砂设备(13)和一冷却段(15)，可分别用以清理、预处理衬片载体的表面和把摩擦衬片冷却到可预先设定的涂漆温度；并在该涂漆设备(16)的下游设一炉(18)和一冷却模件(19)，可分别用硬化或烘干涂在衬片表面的漆层和冷却摩擦衬片。
19.根据权利要求15至18中之任一项的设备，其特征在于，磨削设备(7)借助连续输送机(6、8)与直通炉(5)和焦烧-模压站(9)联结起来。
20.根据权利要求16至19中之任一项的设备，其特征在于，磨削设备(11)借助连续输送机(10)与焦烧-模压站(9)联结起来。
21.根据权利要求17至20中之任一项的设备，其特征在于，涂漆设备(16)借助连续输送机(10、12、14)与焦烧-模压站(9)或在必要时与磨削设备(11)联结起来。
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