DE10043527C2 - Verfahren zum Herstellen eines Brems- oder Kupplungsbelags - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Brems- oder Kupplungsbelags.

Brems- und Kupplungsbeläge müssen mit vorgegebener, gleichmäßiger Dicke produziert werden, um bereits beim Erst­ einsatz ohne Anlaufschwierigkeiten die gewünschte Reiblei­ stung zu erbringen. Hierzu ist es in der Regel erforderlich, der Wärmebehandlung einen Schleifvorgang nachzuschalten. Je mehr Material abgeschliffen werden muß, desto langwieriger und kostenintensiver ist der Schleifvorgang, ganz abgesehen davon, daß die Umwelt belastet wird und daß der Schleifstaub einen Materialverlust darstellt. Man ist daher bestrebt, be­ reits durch das Verpressen eine möglichst gleichmäßige Be­ lagdicke zu erzeugen.

Die bisher besten Ergebnisse bei gravimetrischer Dosie­ rung werden dadurch erzielt, daß die Reibmasse von Hand gleichmäßig über das Formennest verteilt wird. Für eine Mas­ senfertigung, wie sie für die Herstellung von Brems- und Kupplungsbelägen erforderlich ist, eignet sich dieses Vorge­ hen selbstverständlich nicht. Man ist daher dazu übergegan­ gen, das direkte Eindosieren dadurch zu ersetzen, daß man die abgewogene Masse erst möglich gleichmäßig in einem Do­ sierbehälter verteilt, der dann auf das Formennest aufge­ setzt wird. Er wird daraufhin mittels eines Schiebers geöff­ net und übergibt die Reibmasse in das Formennest. Dabei kann es zu einer Verschmutzung der Presse kommen, ganz abgesehen davon, daß bei großflächigen Belägen wegen mangelhafter Mas­ severteilung immer noch Dickenunterschiede von einer zur an­ deren Seite in der Größenordnung von 0,4 bis 1,0 mm in Kauf genommen werden müssen, und zwar bedingt durch das in der Presse unvermeidbare Spiel zwischen Pressenstempel und Ma­ trize. Hinzu kommt, daß das Verpressen von ungleichmäßig über das Formennest verteilter Reifenmasse zu Dichteunter­ schieden, also zu Inhomogenitäten im Reibbelag führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gleichmä­ ßigkeit des Brems- oder Kupplungsbelags zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Es wurde gefunden, daß mit diesem einfachen und ohne weiteres automatisierbaren Verfahren homogene Reibbeläge mit Dickenunterschieden von links nach rechts von maximal 0,2 mm erzielbar sind, und zwar selbst bei großflächigen Brems- und Kupplungsbelägen. Nach dem gravimetrischen Eindosieren wird die Reibmasse homogen über der Fläche des Formennestes ver­ teilt, und zwar auch bei zentraler Eindosierung, die natur­ gemäß einen Schüttkegel oder eine ungleichmäßige Verteilung zu einer Seite hin erzeugt.

Aus der JP 060 33 960 A ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Reibmasse in das Formennest, dessen Boden die Trä­ gerplatte bildet, eingefüllt, in Vibration versetzt und der Trägerplatte verpreßt wird. Zwar wird bei diesem Verfahren ebenfalls mit Vibrationen gearbeitet, letztere werden jedoch erzeugt durch Druckschwingungen im Hydrauliksystem der Presse, die den Preßstempel in vertikaler Richtung mit einer Amplitude von 0,3 mm oder wenigerschwingen lassen. Die Reib­ masse wird also durch die Vibrationen in die Form "hineinge­ stampft". Unterschiede in der Dicke und Homogenität des Reibbelags sind unvermeidbar. Eine vor dem Verpressen erfol­ gende Glättung und Homogenisierung durch horizontale Vibra­ tion wird nicht angesprochen.

Aus der JP 600 04 536 A ist ein Verfahren bekannt, das ebenfalls mit Vibration arbeitet, jedoch dient diese aus­ schließlich zur Erwärmung der Reibmasse. Der Vibrator vi­ briert im Ultraschallbereich.

Erfindungsgemäß hingegen wird die Reibmasse durch die Vibration sozusagen fluidisiert und verteilt sich augen­ blicklich gleichmäßig über der Fläche des Formennestes. Es wurde gefunden, daß erfindungsgemäß die bisher für optimal gehaltenen Ergebnisse der manuellen Verteilung der Reibmasse noch verbessert werden können.

In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorge­ schlagen, daß vor dem Einbringen der Reibmasse in das For­ mennest oder im Anschluß an die Vibration der Reibmasse und vor dem Verpressen mit der Trägerplatte eine Trägermasse in das Formennest eingebracht und in Vibration versetzt wird. Die Reihenfolge, in der die Massen in das Formennest einge­ bracht werden, hängt vom aktuellen Herstellungsvorgang ab. Bildet die Trägerplatte den Boden des Formennestes, so wird man erst die Trägermasse und dann die Reibmasse einbringen. Die Presse arbeitet dann von oben nach unten. Wird hingegen die Trägerplatte nach dem Einbringen und Vibrieren der Mas­ sen auf das Formennest aufgelegt, so kehren sich die Vorgän­ ge um. Die Vibration wird in jedem Falle von oben her er­ zeugt. Die Trägermasse dient dazu, eine Underlayer zu bil­ den, wie sie als Haftvermittler zwischen der Reibmasse und der Trägerplatte häufig wünschenswert oder gar erforderlich ist. Bei dieser Vorgehensweise kommen die Vorteile der Er­ findung besonders deutlich zum Ausdruck. Weder beim Eindo­ sieren der Reibmasse noch beim Eindosieren der Trägermasse muß mit besonderer Sorgfalt vorgegangen werden. Dennoch ent­ steht ein homogener Reibbelag von gleichmäßiger Dicke. Vor allen Dingen wird außerdem dafür gesorgt, daß die eine Masse auf eine sorgfältig vorbereitete Fläche der anderen Masse aufgebracht werden kann. Dies ist deshalb von Bedeutung, weil die Trägermasse beim Verschleißmaß (2,0-2,5 mm) des Brems- oder Kupplungsbelags einen vorgegebenen prozentualen Anteil der Reibfläche nicht überschreiten darf. Ist der Übergang zwischen Reibmasse und Trägermasse sehr uneben, wird der maximal zulässige Anteil der Trägermasse an der Reibfläche schnell erreicht, während an anderen Stellen des Belags noch vergleichsweise tiefe Bereiche an Reibmasse zur Verfügung stehen.

Einwirkungsdauer, Frequenz und Amplitude der Vibration werden so aufeinander abgestimmt, daß einerseits die ge­ wünschte Exaktheit in kurzer Zeit erzielt wird und daß es andererseits nicht zu einer Entmischung der Reibmasse kommt. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, daß die Vibrati­ onsdauer 0,5 bis 60 s, vorzugsweise zirka 2 s, beträgt.

Zur Erzeugung der Vibration wird vorzugsweise ein Stem­ pel mit der Reibmasse bzw. der Trägermasse in Berührung ge­ bracht und zu horizontalen Schwingungen angeregt. Vertikale Schwingungen sind gleichermaßen möglich, jedoch besteht da­ bei eher die Gefahr einer Entmischung der Reib- bzw. Träger­ masse. Zur Unterstützung der Ausgleichswirkung des Stempels kann dieser einen gewissen Druck auf die Reib- bzw. Träger­ masse ausüben. Hierzu ist es vorteilhaft, den Stempel mit einer Kraft von 0,01 bis 100 N/cm², vorzugsweise von 0,1 bis 2 N/cm² auf die Reib- bzw. Trägermasse aufzudrücken.

Ferner wird vorgeschlagen, als Stempel einen Verdränger­ körper zu verwenden, dessen Kontur an die gewünschte Massen­ verteilung angepaßt ist. Der Verdrängerkörper kann also zu­ sätzlich zu seiner Funktion als Schwingungsgeber noch eine gewisse Formung der zu verteilenden Masse bewirken. Diesen Effekt wird man sich insbesondere bei der Gestaltung der Zwischenfläche zwischen der Reibmasse und der Trägermasse zunutze machen. Häufig ist es erwünscht, diese Zwischenflä­ che wannenförmig auszubilden, wobei die Trägermasse am Rand die Reibmasse übergreift. Andere Formgebungen sind selbst­ verständlich ebenfalls möglich.

Fig. 1 zeigt in Vertikalschnitten eine Mehrzahl unter­ schiedlich konturierter Verdrängerkörper. Der Grundriß der Verdrängerkörper entspricht der Form des jeweiligen Brems- oder Kupplungsbelags, und zwar in enger Anpassung an die Form des zugehörigen Formennestes.

Einwirkungsdauer, Frequenz und Amplitude der Vibration können in gewissem Maße an die Formgebung des Verdrängerkör­ pers angepaßt sein. So hat es sich beispielsweise als vor­ teilhaft erwiesen, den Verdrängerkörper rechts unten in Fig. 1 mit einer Kraft von 1,25 N/cm² gegen die Masse anzu­ drücken. Bei dem - von oben gezählt - dritten Verdrängungs­ körper links in Fig. 1, der mit Stiften besetzt ist, genügt bereits eine Kraft von 0,1 N/cm².

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen eines Brems- oder Kupplungs­ belags, wobei
Reibmasse in ein Formennest eingebracht wird, welches eine Trägerplatte enthält oder mit der Trägerplatte abdeck­ bar ist,
die Reibmasse ggf. vor dem Abdecken des Formennests mit einer Frequenz von 2000 bis 50000 1/min, vorzugsweise 30000 bis 40000 1/min in horizontale Vibration versetzt wird,
die Reibmasse ggf. nach dem Abdecken des Formennests mit der Trägerplatte verpreßt wird und
die Trägerplatte samt Reibmasse einer Wärmebehandlung unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einbringen der Reibmasse in das Formennest oder im Anschluß an die Vibration der Reibmasse und vor dem Verpressen mit der Trägerplatte eine Trägermasse in das Formennest eingebracht und in Vibration versetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vibrationsdauer 0,5 bis 60 s, vorzugsweise 2 s beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Vibration ein Stempel mit der Reibmasse bzw. der Trägermasse in Berührung gebracht und zu Schwingungen angeregt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel mit einer Kraft von 0,01 bis 100 N/cm², vorzugsweise von 0,1 bis 2 N/cm² auf die Reib- bzw. Trägermasse aufgedrückt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Stempel ein Verdrängerkörper verwen­ det wird, dessen Kontur an die gewünschte Massenverteilung angepaßt ist.