DE102008020972A1

DE102008020972A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Maßgenauigkeiten von Trommelbremsbelägen

Info

Publication number: DE102008020972A1
Application number: DE200810020972
Authority: DE
Inventors: Edwin Bauer; Nico Siedenberg
Original assignee: Bremskerl Reibbelagwerke Emmerling GmbH and Co KG
Current assignee: Bremskerl Reibbelagwerke Emmerling GmbH and Co KG
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2009-10-29
Also published as: EP2112458B1; CN101566454B; EP2112458A2; CN101566454A; EP2112458A3

Abstract

Eine Vorrichtung zum Prüfen der Maßgenauigkeiten von Trommelbremsbelägen in Bezug auf die vorgegebenen Dickenmaße und Referenzwerte für die Innen- und Außenradien und der lagegenauen Anordnung des Bohrbildes im Belag ist gekennzeichnet durch a) eine Stützeinrichtung (3; 3) zum Abstützen eines Trommelbremsbelages (B); b) eine Einrichtung (4; 4.1; 5.1) zum Positionieren des Bremsbelages (B) entsprechend der Anordnung des Bohrbildes des Bremsbelages; c) mehrere Messuhren zur Messung des Abstandes vorgegebener Messpunkte am Bremsbelag relativ zu Bezugsmesspunkten an der Prüfvorrichtung; d) eine Einrichtung zur Verifizierung der ordnungsgemäßen Anordnung des Bohrbildes im Anschluss an die Messung gemäß Merkmal (Figur 1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung von Trommelbremsbelägen in Bezug auf die vorgegebenen Dickenmaße und Referenzwerte für Innen- und Außenradien und die lagegenauen Anordnungen des Bohrbildes im Belag.
Im allgemeinen werden die Merkmale und insbesondere die Maßgenauigkeiten von Nutzfahrzeug-Trommelbremsbelägen mit Hilfe von Schablonen und/oder Messschiebern überprüft. Eine Dickenmessung an den vorgegebenen Messstellen jeweils in einem festgelegten Abstand vom rechten und linken Bogenende erfolgt in der Regel mit einem Messschieber.
Die Prüfung des Außen- und Innenradius geschieht unter Anwendung des sogenannten Lichtspaltverfahrens unter zur Hilfenahme einer Schablone. Beim Lichtspaltverfahren wird zur Prüfung der Form eine Lehre mit der negativen Sollform an das Werkstück gehalten und beide werden gegen eine Lichtquelle betrachtet. Das Werkstück wird für gut befunden, wenn kein Spalt zwischen Lehre und Werkstück existiert, durch den Licht dringt. Wenn das Werkstück nicht der gewünschten Sollform entspricht, ist an den Auflagestellen zu erkennen, wo noch Material entfernt werden muss. Dieses „Lichtspaltverfahrens” ist einerseits aufwendig, und insbesondere dann nicht sehr aussagekräftig, wenn an sich Abweichungen zwischen der Lehre und dem Werkstück innerhalb bestimmter festgelegter Toleranzen tolerierbar sind. Bei Anwendung des Lichtspaltverfahrens ist auch keine quantifizierbare Aussage über die Radien und die Maßgenauigkeit möglich. Dabei kann lediglich eine Aussage „in Ordnung” oder „nicht in Ordnung” getroffen werden.
Das Bohrbild bei Trommelbremsbelägen wird üblicherweise durch Abstecken der Bremsbelag-Nietbohrungen auf einem Muster-Bremsbelag oder einer Musterschale überprüft. Dabei kann lediglich das Bohrbild der Nietbohrungen selbst, nicht jedoch die Lage des Bohrbildes bezogen auf die Mittelachse des Innenradius kontrolliert werden. Bei Bremsbelägen, bei denen die Mittelachsen von Innen- und Außendurchmesser nicht zusammenfallen (sogenanntes Dickenverhältnis), und damit die Dicke des Bremsbelages sich von dem einen Bogenende zu dem anderen Bogenende ändert, ist mit Hilfe der derzeitigen Messmethoden eine ordnungsgemäße Prüfung nicht möglich. Da für die Radien keine Messwerte geliefert werden, kann auch keine Beurteilung der Mittellinien bzw. deren Lage zueinander vorgenommen werden. Daher ist auch keine Überprüfung des sogenannten Dickenverhältnisses möglich. Eine statistische Aussage für den Fertigungsprozess bzw. die systematische Kontrolle während der Produktion ist damit ebenfalls nahezu unmöglich. Auch eine Kontrolle der Parallelität von Außenradiusmittellinie zur Mittellinie des Innenradius ist mit den derzeit zur Verfügung stehenden Mitteln nicht oder nur mit außerordentlich hohem Aufwand möglich.
Dickenmessergebnisse werden einzeln erfasst und sind daher nur schwierig den jeweiligen Messpunkten zugeordnet. Aufgrund der Lage der Messpunkte kann außerdem nicht sichergestellt werden, dass der Randabstand korrekt eingehalten ist, so dass eventuell falsche Maße dokumentiert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um möglichst gleichzeitig eine Vielzahl funktions- und montagerelevanter Merkmale des Trommelbremsbelags zu prüfen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben:
1 zeigt in schematisierter isometrischer Darstellung die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung vor dem Auflegen eines Bremsbelages;
2 zeigt die Vorrichtung mit aufgelegtem Bremsbelag;
3 ist eine zeichnerische Darstellung zum Begriff ”Dickenverhältnis”
Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung enthält ein auf dem Boden abstellbares Gestell (2), zwei Säulen (10) und eine an Säulen (10) befestigte Montageplatte (1). An dieser Montageplatte (1) sind zwei horizontal in gleicher Höhe und parallel zueinander liegende Stützträger (3) mit bogenförmig gestalteter Oberseite, vorzugsweise Stützzylinder gleichen Durchmessers, befestigt. Der Abstand zwischen den Stützzylindern (3) ist so gewählt, dass der aufzulegende Bremsbelag (B) genau linienförmig im Bereich von Messstellen für die Dickenmessungen auf den Stützzylindern aufliegt. Die vorderen Enden der Stützzylinder (3) sind durch einen Riegel (4) verbunden, in dem zwei Bohrbuchsen (4.1) befestigt sind. Die Winkellage und der Abstand der Bohrbuchsen (4.1) zueinander sowie zu den Stützzylindern (3) sind so gewählt, dass die Mittellinien der äußeren Nietbohrungen (B' und B'') eines auf die Stützzylinder (3) aufgelegten Trommelbremsbelages (B) mit den Mittelachsen der Bohrbuchsen (4.1) übereinstimmen.
Ein gemäß 2 auf die Stützzylinder (3) sowie den Riegel (4) aufgelegter Bremsbelag (B) kann durch Einstecken eines Absteckstiftes (5.1) durch die Nietbohrung (B') und die darunter befindlichen Bohrbuchse (4.1) in seiner Lage auf der Vorrichtung positioniert und fixiert werden. Der Durchmesser des Absteckstiftes (5.1) ist mit geringem Passungsspiel an die Durchmesser der Nietbohrung (B') und der Bohrbuchse (4.1) angepasst, derart, dass der Absteckstift mit geringer Handkraft eingesteckt werden kann.
Für die Ermittlung der relevanten Bremsbelagmaße sind vorzugsweise acht Messuhren (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) vorgesehen, die an vier Halter (3) jeweils paarweise oberhalb und unterhalb der Stützzylinder (6) gelagert sind. Die Messuhren sollten vorzugsweise einen Tasthub von mindestens 50 mm aufweisen, wobei eine Anhebung der Tastspitzen der Messuhren durch Vakuum vorteilhaft ist, um eine gleichmäßige und gleichzeitige Anhebung der Tastspitzen der Messuhren zu ermöglichen, die in Tastrichtung, d. h. in Richtung einer aufgelegten Bremsplatte (B), vorzugsweise federbelastet sind.
Oberhalb jedes Stützzylinders (3) sind jeweils Messuhren (7.1 bzw. 7.2) so hintereinander positioniert, dass ihre Messachsen senkrecht zur Stützzylinderachse und senkrecht zur Tangente der Auflagelinie eines Bremsbelags auf den Stützzylindern (3) stehen. Die Messausstattung wird vervollständigt durch zwei unterhalb und mittig zwischen den Stützzylindern angeordnete Messuhren (7.3) sowie zwei oberhalb und mittig zwischen den Stützzylindern (3) angeordnete Messuhren (7.4).
Zur Kalibrierung der mittleren Messuhren (7.3 und 7.4) dient weiterhin eine auf die Stützzylinder (3) auflegbare Kalibrierplatte (8), deren Ober- und Unterseiten planparallel zueinander liegen. Die Prüfung bzw. Messung einschließlich der Vorbereitung der Prüfung erfolgt in folgender Weise:
I. Vorbereitung

– die Messuhrtastspitzen werden mittels Vakuum nach oben bewegt:
– die Kalibrierplatte (8) wird auf die Stützzylinder (3) aufgelegt;
– die Tastspitzen der Messuhren werden gegen die Kalibrierplatte (8) bzw. in radialer Richtung gegen die Stützzylinder (3) zur Anlage gebracht;
– die Messuhren werden auf Null gestellt;
– die Tastspitzen werden unter Vakuumeinfluss von der Kalibrierplatte bzw. den Stützzylindern weg bewegt;
– die Vorrichtung ist betriebsbereit;

II. Prüfvorgang
Der zu prüfende Bremsbelag (B) wird so auf die Stützzylinder (3) aufgelegt, dass die vordere linke Nietbohrung (B') achsgleich über der in 1 dargestellten linken Bohrbuchse (4.1) liegt. Durch Einstecken des linken Absteckstiftes (5.1) wird der Bremsbelag auf der Vorrichtung positioniert. Danach werden alle Messuhrtastspitzen gegen den Bremsbelag (A) zur Anlage gebracht. Die angezeigten Werte müssen innerhalb vorgegebener Toleranzen liegen, um den Bremsbelag zu akzeptieren. Dabei zeigen die oberen äußeren Messuhren (7.1 bzw. 7.2) die Dicke des Bremsbelags an den jeweiligen Messstellen an; die mittig zwischen den Stützzylindern (3) liegenden Messuhren (7.3 bzw. 7.4) zeigen die Bogenhöhe des Innenradius (unten) und die Bogenhöhe des Außenradius (oben) an. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die angezeigten bzw. gemessenen Werte nicht den Maßen der Fertigungszeichnung entsprechen, so dass die Toleranzbereiche für die einzelnen Messuhrreihen mathematisch oder zeichnerisch ermittelt und festgelegt werden. Wenn alle Anzeigewerte innerhalb der Toleranzen liegen, ist die Geometrie des Belags sowohl funktions- als auch montagegerecht gefertigt.
Zur Prüfung der Lage der Nietbohrungsreihen bezogen auf die Radienachse wird die rechts liegende Nietbohrung (B'') bei weiterhin gegen den Bremsbelag (B) anliegenden Tastspitzen der Messuhren zusätzlich durch Einstecken des zweiten Absteckstiftes (5.2) in die Nietbohrung und die darunter befindliche Bohrbuchse (4.1) abgesteckt. Für den Fall, dass die Bohrungsreihe senkrecht zur Radienachse liegt, stellt sich keine Veränderung an den Messuhren ein. Sollten die Messuhren nach dem Einstecken des zweiten Absteckstiftes (5.2) geänderte Werte anzeigen, bedeutet dieses eine Drehung des Bremsbelages um den linken Absteckstift (5.1), wodurch angezeigt ist, dass die Bohrungsreihe nicht optimal senkrecht zur Radienachse liegt.
3 zeigt einen auf den beiden Stützzylindern (3) liegenden Bremsbelag (B) sowie gestrichelt dargestellt die zu Kalibrierzwecken auf die Stützzylinder auflegbare Kalibrierplatte (8). Das Dickenverhältnis zwischen den Ober- und Unterseiten des Bremsbelages (B) ist bestimmt durch den Abstand a zwischen den Mittellinien m_i und m_a des Innenradius r_i und des Außenradius r_a, woraus sich die unterschiedlichen Dicken d₁ und d₂ des Bremsbelages (B) ergeben. Die Dicken d₃ und d₄ zeigen die Bogenhöhen der Innen- und Außenradien r_i und r_a an. Die Pfeile f₁, f₂, f₃ und f₄ zeigen die Bewegungsrichtungen der Tastspitzen der jeweiligen Messuhren an.
Wie dargestellt erfolgt die Abstandsmessung mit Tastern ausgerüsteten Messuhren.
Alternativ können die Abstandsmessungen auch z. B. mittels Lasermessmethoden oder pneumatischen Messdüsen erfolgen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch für alternative Anwendungsmöglichkeiten benutzt werden, nämlich:

– die axiale Festlegung des Bremsbelages ist auch durch andere Maßnahmen möglich, z. B durch Anlegen an die Montageplatte (1);
– die radiale Festlegung kann vorzugsweise bei Belägen ohne Nietbohrung auch durch eine zusätzliche seitliche Anlagesäule bzw. -kante erfolgen, wobei dann auch der Riegel (4) entfallen kann, jedoch mit dem Nachteil, dass dann keine Überprüfung des Bohrbildes möglich ist;
– durch Anschließen der Messuhren an ein EDV-System können aus den gemessenen Abstandswerten auch die tatsächlichen Innen- und Außenradien berechnet werden;
– bei entsprechend kürzeren oder längeren Bremsbelägen kann je Messreihe auch eine andere Anzahl von Messuhren, jedoch mindestens zwei Messuhren eingesetzt werden;
– sollten in bestimmten Fällen einzelne Werte nicht ermittelt oder berücksichtigt werden, können einzelne Messuhren oder Messreihen demontiert werden, ohne die anderen Messergebnisse zu beeinflussen.

Claims

Verfahren zum Prüfen der Maßgenauigkeiten von Trommelbremsbelägen in Bezug auf die vorgegebenen Dickenmaße und Referenzwerte für die Innen- und Außenradien und der lagegenauen Anordnung des Bohrbildes im Belag, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Justieren mehrerer Abstands-Messsonden relativ zu Bezugsmesspunkten einer Prüfvorrichtung; b) Auflegen des Bremsbelages auf eine Stützeinrichtung der Prüfvorrichtung; c) lagegenaues Positionieren des Bremsbelages (B) durch Ausrichten einer ersten Nietbohrung (B') des Bohrbildes des Bremsbelages (B) relativ zu einem dem ordnungsgemäßen Bohrbild entsprechenden Referenzpunkt der Prüfvorrichtung; d) Messung der Abstände vorgegebener Messpunkte am Bremsbelag relativ zu den Bezugsmesspunkten der Prüfvorrichtung; e) Fixieren mindestens einer zweiten Nietbohrung (B'') des Bremsbelages (B) relativ zu einem zweiten, dem ordnungsgemäßen Bohrbild entsprechenden Referenzpunkt; f) erneute Abstandsmessung gemäß Schritt (d) zur Verifizierung, ob die erneute Abstandsmessung zu veränderten Werten als bei der ersten Abstandsmessung führt.
Vorrichtung zum Prüfen von Trommelbremsbelägen, gekennzeichnet durch a) eine Stützeinrichtung (3; 3) zum Abstützen eines Trommelbremsbelages (B); b) eine Einrichtung (4; 4.1; 5.1) zum Positionieren des Bremsbelages (B) entsprechend der Anordnung des Bohrbildes des Bremsbelages; c) mehrere Messuhren zur Messung des Abstandes vorgegebener Messpunkte am Bremsbelag relativ zu Bezugsmesspunkten an der Prüfvorrichtung; d) eine Einrichtung zur Verifizierung der ordnungsgemäßen Anordnung des Bohrbildes im Anschluss an die Messung gemäß Merkmal (c)
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung zwei horizontal in gleicher Höhe und parallel zueinander liegende Stützzylinder (3) mit bogenförmig gestalteter Obenseite zur linienförmigen Auflage der Innenfläche eines Bremsbelages (B) aufweist, und dass die Einrichtung (4; 4.1; 5.1) einen Querriegel (4) mit zwei Bohrbuchsen (4.1) enthält, deren Abstand voneinander und deren Bohrungsachsen- Winkelstellung zueinander und zu den Stützzylindern (3) so gewählt sind, dass die Achsen der äußeren Nietbohrungen (B' bzw. B'') eines auf die Stützzylinder aufgelegten, ordnungsgemäßen Bremsbelages (B) mit den Mittelachsen der Nietbohrungen übereinstimmen, derart, dass durch Einstecken eines ersten Absteckstiftes durch die Nietbohrung (B') und die darunter befindliche Bohrbuchse (4.1) der aufgelegte Bremsbelag (B) positioniert und durch Einstecken eines zweiten Absteckstiftes (5.2) in die weitere Nietbohrung (B'') und die darunter befindliche Bohrbuchse (4.1) der Messschritt gemäß Merkmal (c) verifizierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützzylinder (3) die Form von Stützzylindern gleichen Durchmessers haben, und dass mindestens einem Stützzylinder (3) mindestens zwei hintereinander liegende Messuhren (7.1 bzw. 7.2) zugeordnet sind, deren Messachsen senkrecht zur Stützzylinderachse und senkrecht zur Tangente der Auflagelinie des Bremsbelages auf den Stützzylindern (3) liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch mindestens zwei oberhalb und mittig zwischen den Stützzylindern (3) angeordnete Messuhren (7.4), deren Messachsen senkrecht zu einer durch die Achsen der Stützzylinder (3) bestimmten Horizontalebene liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zwei unterhalb und mittig zwischen den Stützzylindern (3) angeordnete Messuhren (7.3), deren Messachsen senkrecht zu einer durch die Achsen der Stützzylinder (3) bestimmten Horizontalachse liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch je zwei oberhalb und unterhalb mittig zwischen den Stützzylindern (3) angeordnete Messuhren (7.4; 7.3), deren Messachsen senkrecht zu einer durch die Achsen der Stützzylinder (3) bestimmten Horizontalebene liegen.
Vorrichtung nach einen der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine auf die Stützzylinder (3) auflegbare Kalibrierplatte (8) mit planparallelen Ober- und Unterseiten zum Kalibrieren der Messuhren aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen zylindrischen Absteckstift (5.1) enthält, dessen Durchmesser den Innendurchmesser der Bohrbuchsen (4.1) und der während der Prüfung über den Bohrbuchsen liegenden Nietbohrungen (B'; B'') des Bremsbelages (B) entsprechen.