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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft eine Bremsbacke, die eine hohe Leistungsfähigkeit
und eine gute Kosteneffizienz hat, und ein Verfahren zum Herstellen
einer solchen Bremsbacke.
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STAND DER TECHNIK
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Ein
Belag, der in Zusammenwirkung mit einem Backenkörper eine
Bremsbacke ausbildet, die zum Beispiel in einer Trommelbremse eines
Fahrzeugs verwendet wird, umfasst einen Träger, einen Schmierstoff,
ein Reibungseinstellmittel, ein Bindemittel und einen Füllstoff.
Als Bindemittel wird üblicherweise Phenolharz verwendet.
Ein solcher Belag wird getrennt ausgebildet, indem diese Stoffe
trockengemischt werden, das Gemisch einem Vorformen und Formen unter
Wärme ausgesetzt wird, um ein gebogenes Teil zu erhalten,
und das gebogene Teil einer Wärmebehandlung auszusetzen,
um es zu härten und einem Endschleifen auszusetzen. Der Belag
wird mittels einer Klebung gegen den Backenkörper gedrückt,
um ihn mit dem Backenkörper zu verbinden. Der Belag wird
dann wieder einer Wärmebehandlung ausgesetzt, um die Bremsbacke
zu vollenden.
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Mit
diesem bekannten Verfahren wird der Belag alleine durch Pressen
und dadurch, dass er einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird,
ausgebildet. Dann wird der Belag gegen den Backenkörper
gedrückt und mit diesem verbunden, und wird wieder einer
Wärmebehandlung ausgesetzt. Ein derartiges Verfahren erfordert
große Mengen von Druck und Wärme wie auch eine
große Anzahl von Herstellungsschritten, und neigt somit
dazu, teuer zu sein.
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Bremsbacken
und Verfahren zum Herstellen von Bremsbacken sind zum Beispiel in
den unten identifizierten Patentveröffentlichungen 1 und
2 offenbart.
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Die
Patentveröffentlichung 1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen
eines Streifens eines Reibungsteils, das eine gleichförmige
Dicke aufweist, indem ein Verbund, der ein wasserlösliches
Verdickungsmittel und Wasser enthält, geknetet wird, bis der
Verbund schlammig wird, und dann der schlammige Verbund aus einem
Extruder extrudiert wird. Mit diesem Verfahren ist es nach den oben
beschriebenen Schritten erforderlich, den Streifen des Reibungsteils
in plattenförmige Rohlinge zu schneiden, die eine vorbestimmte
Länge aufweisen, die somit geschnittenen Rohlinge in gebogene
Platten auszubilden, und die gebogenen Platten mit einem Gewicht zu
verbinden. Da die Schritte, die plattenförmigen Rohlinge
in gebogene Platten auszubilden und die gebogenen Platten mit dem
Gewicht zu verbinden, getrennt voneinander ausgeführt werden,
ist eine große Anzahl von Schritten erforderlich.
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Andererseits
offenbart die Patentschrift 2 ein Verfahren, das die Schritte umfasst
einen Backenkörper und einen vorausgebildeten Belag einstückig auszubilden,
wobei der vorausgebildete Belag gleichzeitig in eine Endform ausgebildet
wird und ebenfalls gleichzeitig gehärtet wird. Da der Belag
vorgeformt ist, bevor er mit dem Backenkörper verbunden
wird, ist bei diesem Verfahren ein eigener Pressschritt erforderlich,
um den Belag vorzuformen.
- [Patentschrift 1] JP-Patentveröffentlichung 2003-156090A
- [Patentschrift 2] JP-Patentveröffentlichung 3677235B
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Eine
größere Anzahl von Herstellungsschritten führt
zu einem erhöhten Verbrauch von notwendigen Mannstunden
und notwendiger Energie, und somit zu erhöhten Kosten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsbacke
bereitzustellen, die durch ein Verfahren hergestellt wird, das eine kleinere
Anzahl von Herstellungsschritten umfasst, und ein derartiges Verfahren
bereitzustellen.
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MITTEL ZUM LÖSEN
DER AUFGABE
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird ein blattförmiger Rohling,
der durch Extrudieren oder Kalandrieren ausgebildet wurde, in Streifen
geschnitten, die eine vorbestimmte Länge aufweisen, die
Streifen werden auf den Backenkörper gelegt, und die Streifen
werden als Belag gegen den Backenkörper gedrückt
und mit diesem verbunden und gehärtet. Somit wird eine
Bremsbacke erhalten, die den Backenkörper und den gebogenen
Belag umfasst, der sicher an dem Backenkörper befestigt
ist. Da der Belag der Bremsbacke an dem Backenkörper mittels
einer Matrize geformt wird, sind an beiden seiner Enden abgeschrägte
Oberflächen ausgebildet, die es erleichtern, den Belag
aus der Matrize zu lösen.
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Bevorzugt
ist der Belag aus einem Verbund hergestellt, der ein Bindemittel
enthält, das ein Kautschuk ist, oder das hauptsächlich
Kautschuk enthält.
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Der
Kautschuk als Bindemittel ist bevorzugt einer, der bestimmt ist,
sich in Ebonit zu verwandeln, wenn er einer Vulkanisierung ausgesetzt
ist. Durch das Hinzufügen von 20 bis 40 Gewichtsanteilen Schwefel
auf 100 Gewichtsanteile des Kautschuks wird der Kautschuk zu Ebonit,
wenn er einer Vulkanisierung ausgesetzt ist. Der Kautschuk kann
ein Butadienkautschuk (BR), ein Stirenkautschuk (SBR), ein Nitrilkautschuk
(NBR) oder ein Isoprenkautschuk (IR) sein. Falls ein nicht sehr
hoher Wärmewiderstand erforderlich ist, kann der Kautschuk
ein Dienkautschuk wie zum Beispiel natürlicher Kautschuk
(NR) sein.
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Der
Belag kann als Bindemittel einen Kautschuk, der bestimmt ist, sich
in Ebonit zu verwandeln, wenn er der Vulkanisierung ausgesetzt ist,
und ein warmhärtendes Harz wie zum Beispiel Phenolharz enthalten.
In diesem Fall sollte das Verhältnis von Kautschuk zu warmhärtendem
Harz sich innerhalb einem Bereich von 100:0 bis 50:50 und bevorzugt
innerhalb des Bereichs von 100:0 bis 70:30 befinden. Falls der Gehalt
des Harzes höher als der Gehalt des Kautschuks ist, wird
die Wirkung des Kautschuks zu einem derartigen Ausmaß sinken,
dass die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Backenkörper
und dem Belag nicht ausreichend ist.
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Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zum Herstellen einer Bremsbacke bereitgestellt, das die folgenden
Schritte umfasst: Ausbilden eines blattförmiger Rohlings
durch Extrudieren oder Kalandrieren, Schneiden des blattförmiger
Rohlings in Streifen einer vorbestimmten Länge, Legen der
Streifen als Belag auf einen gebogenen Backenkörper, Pressen
des Belags mit oberen und unteren Matrizen, Verwenden des Backenkörpers
als einer weiteren Matrize, um den Belag in eine gebogene Form zu
biegen, während eine abgeschrägte Oberfläche
an seinen beiden Enden ausgebildet wird, um das Lösen des
Belags von der oberen Matrize zu erleichtern, und gleichzeitig den
Belag mit dem äußeren Umfang des Backenkörpers
zu verbinden, und den gebogenen Belag einer Wärmebehandlung
auszusetzen. Mit diesem Verfahren wird eine Bremsbacke mit dem gebogenen Backenkörper
und dem gebogenen Belag erhalten, der mit dem äußeren
Umfang des Backenkörpers verbunden ist.
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VORTEILE DER ERFINDUNG
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Die
Bremsbacke gemäß der vorliegenden Erfindung wird
durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellt, in dem der Belag durch das Schneiden eines blattförmiger
Rohlings, der durch Extrusion oder Kalandrieren ausgebildet wurde,
in Streifen ausgebildet wird, die eine vorbestimmte Länge
aufweisen, die Streifen auf den Backenkörper gelegt werden,
und die Streifen an den Backenkörper gepresst und mit diesem
verbunden werden, bevor die Streifen ausgehärtet werden.
Somit ist es nicht erforderlich, vorangehend den Belag in eine gebogene
Form zu formen. Somit ist es möglich, die Anzahl der Formschritte
wie auch die Anzahl der Schritte, den Belag zu schleifen, zu reduzieren, und
dabei die Produktivität zu verbessern. Ebenfalls führt
eine Reduktion der Anzahl der Herstellungsschritte zu einer Reduktion
des notwendigen Verbrauchs an Mannstunden und Energie.
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Da
der blattförmiger Rohling, der in dem Belag zu bilden ist,
mit dem gebogenen äußeren Umfang des Backenkörpers
verbunden wird, ohne zuvor gebogen geformt zu werden, ist das in
dem blattförmiger Rohling enthaltene Bindemittel bevorzugt
ein Kautschuk oder enthält hauptsächlich einen
Kautschuk. Durch das Verwenden eines Bindemittels in der Form eines
Kautschuks oder eines Bindemittels, das hauptsächlich Kautschuk
enthält, ist es möglich, durch Extrusion oder
Kalandrieren einen blattförmiger Rohling zu erhalten, der
eine gleichförmige Dicke und stabile physikalische Eigenschaften
aufweist. Da der blattförmiger Rohling vor dem Aushärten
ausreichend flexibel ist, ist es ebenfalls möglich, den
blattförmiger Rohling mit dem Backenkörper zu
verbinden, nachdem er in Streifen einer vorbestimmten Länge
geschnitten wurde, um ihn so entlang des gebogenen äußeren
Umfangs des Backenkörpers auszubreiten.
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Falls
ein gewöhnlicher weicher Kautschuk als Bindemittel verwendet
wird, kann es schwierig sein, einen ausreichenden Wärmewiderstand
und Verschleißwiderstand sicherzustellen. Aber durch das
Verwenden eines Kautschuks, der bestimmt ist, sich in Ebonit zu
verwandeln, wenn er einer Vulkanisierung ausgesetzt wird, ist es
möglich, einen ausreichenden Wärmewiderstand und
einen ausreichenden Verschleißwiderstand sicherzustellen,
die für den Belag erforderlich sind. Ebenfalls ermöglicht
es der Kautschuk gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch,
dass er sich in Ebonit verwandelt, dass der Belag zuverlässig
die erforderliche Bremskraft erzeugt, ohne eine Quietschen oder
ein anderes Geräusch zu erzeugen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht einer Bremsbacke gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Vorderansicht der Bremsbacke der 1;
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3 zeigt
die Schritte des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung, um die Bremsbacke herzustellen;
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4 zeigt
die Schritte eines bekannten Verfahrens zum Herstellen einer Bremsbacke;
und
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5 zeigt
schematisch einen Kalandrierschritt.
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BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Nun
wird die Beschreibung von einer Bremsbacke gegeben, die die vorliegende
Erfindung ausführt, und von einem Verfahren zur Herstellung
einer solchen Bremsbacke, das die vorliegende Erfindung ausführt.
Wie aus 1 und 2 ersichtlich
ist, dient die Bremsbacke 1 der Ausführungsform
zur Verwendung in einer Trommelbremse und umfasst einen Backenkörper 2 und
einen gebogenen Belag 3, der mit dem äußeren
Umfang des Backenkörpers 2 verbunden ist. Der
Backenkörper 2 umfasst eine bogenförmig
gebogene Kante 2a und ein Gewebe 2b, das mit dem
inneren Umfang der Kante 2a gefügt ist. Der Belag 3 ist
mit dem äußeren Umfang der Kante 2a verbunden.
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Der
Belag 3 ist aus einem Verbund hergestellt, der ein Gemisch
aus einem Träger, einem Schmiermittel, einem Reibungseinstellmittel,
einem Füllmittel und einem Bindemittel ist. Als der Träger, das
Schmiermittel, das Reibungseinstellmittel und das Füllmittel
können solche verwendet sein, die in Verbunden für
bekannte Reibungsteile verwendet werden. In solchen Verbunden für
bekannte Reibungsteile werden fasrige Träger wie zum Beispiel Metallfasern,
synthetische Harzfasern und anorganische Fasern als Träger
verwendet. Ebenfalls sind deren Schmiermittel typischerweise Graphit
und deren Reibungseinstellmittel und Füllmittel sind Metalloxide,
Metallsalze (Bariumsulfat) und organische Pulver (wie zum Beispiel
Cashew-Staub). Der Belag 3 gemäß der
vorliegenden Erfindung kann aus ähnlichen Materialien hergestellt
sein.
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Das
Bindemittel ist jedoch kein gewöhnliches, sondern umfasst
einen Kautschuk oder hauptsächlich einen Kautschuk. Ein
derartiger Kautschuk kann ein Butadienkautschuk (BR), ein Stirenkautschuk
(SBR), ein Nitrilkautschuk (NBR), ein Isoprenkautschuk (ER) oder
ein Dienkautschuk wie ein natürlicher Kautschuk (NR) sein.
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Zu
100 Gewichtsteilen Kautschuk werden 20 bis 40 Gewichtsteile Schwefel
hinzugefügt. Durch das Hinzufügen einer großen
Schwefelmenge verwandelt sich der Kautschuk in Ebonit und härtet
aus, wenn er einer Vulkanisierung ausgesetzt wird. Dies erhöht
den Wärmewiderstand und den Reibungswiderstand des Kautschuks
in Bereiche, die gut oberhalb der Höhen liegen, die für
den Belag erforderlich sind. Der Kautschuk wird durch ein bekanntes
Kautschukknetverfahren unter Verwendung von zum Beispiel einer offenen
Rolle, einem Banbury-Mischer, einer mit Druck beaufschlagten Kneteeinrichtung
oder einem Extruder hinzugefügt.
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Das
Bindemittel kann außerdem ein warmhärtendes Harz
wie zum Beispiel Phenolharz umfassen. In diesem Fall sollte das
enthaltene Verhältnis des Kautschuks zu dem warmhärtenden
Harz innerhalb des Bereichs von 100:0 bis 50:50, bevorzugt innerhalb
des Bereichs von 100:0 bis 70:30 sein, damit der Kautschuk seine
erwarteten Funktionen ausreichend zeigt.
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Das
Verfahren zum Herstellen dieser Bremsbacke wird nun beschrieben.
Wie aus 3 ersichtlich ist, wird als
Schritte zur Vorbereitung die Bremsbacke 2 gewaschen, einer
chemischen Umwandlungsbehandlung ausgesetzt, und nach dem Aufbringen
eines Primers luftgetrocknet (diese Schritte sind die gleichen wie
bei dem bekannten Verfahren zum Herstellen von Bremsbacken).
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Der
Verbund, der in dem Belag auszubilden ist, wird durch das Mischen
von Rohstoffen in zum Beispiel einem Mischer 5 vorbereitet.
Der Verbund wird in einem Extruder 6 geknetet und aus diesem heraus
extrudiert oder einem Kalandrieren ausgesetzt, um einen blattförmiger
Rohling 3A auszubilden, der eine gleichförmige
Dicke aufweist. Das Kalandrieren wird unter Verwendung einer Kalander-Rollenmaschine 12 durchgeführt,
die aus 5 ersichtlich ist. Die Kalander-Rollmaschine 12 hat
drei Rollen 12a bis 12c, die übereinander
angeordnet sind. Der Verbund wird in den blattförmiger
Rohling 3A ausgebildet, indem er zwischen den Rollen 12a und 12b und
dann zwischen den, Rollen 12b und 12c hindurchgeführt
wird.
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Der
somit ausgebildete blattförmiger Rohling 3A wird
durch eine Schneideinrichtung 7 in Streifen einer vorbestimmten
Länge geschnitten. Anderenfalls können die Streifen
durch das Formen des blattförmiger Rohlings ausgebildet
werden. In diesem Fall wird der Abschnitt des Rohlings, der nach
dem Formen verbleibt, zur Extrusion oder dem Kalandrieren wieder
verwendet. Diese Streifen werden zu einer Form/Verbindungsstation
zugeführt.
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In
der Form/Verbindungsstation wird ein Klebstoff auf den äußeren
Umfang der Kante 2a des Backenkörpers 2 aufgebracht,
der in den vorbereitenden Schritten behandelt wurde, und der Backenkörper 2 wird
zwischen obere und untere Matrizen einer Presse 8 eingelegt.
In diesem Zustand werden die Streifen des blattförmiger
Rohlings 3A auf den äußeren Umfang der
Kante 2a des Backenkörpers 2 gelegt,
und der Backenkörper 2 und die Streifen des blattförmiger
Rohlings 3A werden mit den oberen und unteren Matrizen
der Presse 8 gepresst, während sie erwärmt
werden. Während dieses Vorgangs dient der Backenkörper 2 als
Matrize für die Streifen des blattförmiger Rohlings 3A,
und ermöglicht es, dass die Streifen entlang des äußeren
Umfangs der Kante 2a gebogen und nahe an diesen gepresst
werden. Da der Backenkörper und die Streifen des blattförmiger Rohlings 3A erwärmt
werden, wenn sie gepresst werden, werden sie gleichzeitig miteinander
verbunden.
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Der
somit gepresste und verbundene Backenkörper und die Streifen
des blattförmiger Rohlings 3A werden in einen
Ofen 9 platziert und einer Wärmebehandlung ausgesetzt,
um den Belag zu härten. Dann wird als letzter Schritt der
Belag 3 durch eine Schleifeinrichtung 10 geschliffen,
um den Bremsschuh gemäß der vorliegenden Erfindung
zu vollenden.
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Zum
Vergleich zeigt 4 ein bekanntes Verfahren zum
Herstellen eines Bremsschuhs. Die vorbereitenden Schritte für
den Backenkörper in diesem Verfahren sind identisch zu
den vorbereitenden Schritten in dem Verfahren gemäß der
Erfindung. Es besteht aber ein deutlicher Unterschied in den Herstellungsschritten
des Belags 3. Bei dem bekannten Verfahren sind drei Pressschritte,
inklusive eines Vorformens des Belags 3 mit einer Presse 8-1,
Wärmepressens des Belags 3 mit einer Presse 8-2,
und Backen des Belags 3 an den Backenkörper mit
einer Backmaschine 11 erforderlich. Außerdem sind
drei Schleifschritte mit Schleifen der inneren und äußeren Oberflächen
des Belags alleine mit einer Schleifeinrichtung 10-1, und
ein Endschleifen mit einer Schleifmaschine 10-2 erforderlich.
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Im
Gegensatz dazu ist es gemäß dem Verfahren der
vorliegenden Erfindung möglich, im Vergleich zu dem bekannten
Verfahren die Anzahl der Pressschritte um 1 zu reduzieren, da der
Belag gleichzeitig, wenn der Belag gebogen wird, mit dem Backenkörper
verbunden wird. Es ist ebenfalls möglich, die Anzahl der
Schleifschritte um 1 zu reduzieren, da es nicht erforderlich ist,
den Belag zu schleifen, bevor er mit dem Backenkörper verbunden
wird.
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An
dem Belag 3 der Bremsbacke gemäß der vorliegenden
Erfindung, die durch das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wird, sind abgeschrägte Oberflächen 4 an
seinen beiden Enden ausgebildet, um das Lösen von der Matrize
zu erleichtern. Es ist gut aus dem Stand der Technik bekannt, dass
es durch das Abfasen von Kanten des Belags an seinen beiden Enden
möglich wird, ein Quietschen der Bremsbacke wirkungsvoll
zu unterdrücken. Wie solche Abfasungen wirken auch die
abgeschrägten Oberflächen 4, um das Lösen
von der Matrize zu erleichtern, und dienen ebenfalls dazu, das Quietschen
der Bremsbacke wirkungsvoll zu unterdrücken.
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Zusammenfassung
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Es
ist eine Aufgabe, eine Bremsbacke bereitzustellen, die durch ein
Verfahren hergestellt werden kann, das eine reduzierte Anzahl von
Herstellungsschritten umfasst, und ein solches Verfahren bereitzustellen.
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Eine
Bremsbacke 1 wird hergestellt, indem ein blattförmiger
Rohling, der durch Extrusion oder Kalandrieren ausgebildet wurde,
in Streifen geschnitten wird, die eine vorbestimmte Länge
aufweisen, die Streifen auf den Backenkörper 2 gelegt
werden, die Streifen mit dem Backenkörper 2 gepresst
und verbunden werden und die Streifen ausgehärtet werden. Der
Belag 3 ist an seinen beiden Enden mit abgeschrägten
Oberflächen 4 ausgebildet, um das Lösen des
Belags von einer Matrize zu erleichtern. Der Belag 3 enthält
als Bindemittel hauptsächlich einen Kautschuk, der sich
in Ebonit verwandelt, wenn er einer Vulkanisierung ausgesetzt wird.
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- 1
- Bremsbacke
- 2
- Backenkörper
- 2a
- Kante
- 2b
- Gewebe
- 3
- Belag
- 3A
- blattförmiger
Rohling für den Belag
- 4
- Abgeschrägte
Oberfläche, um das Lösen von der Matrize zu erleichtern
- 5
- Mischer
- 6
- Extruder
- 7
- Schneideinrichtung
- 8,
8-1, 8-2
- Presse
- 9
- Ofen
- 10,
10-1, 10-2
- Schleifmaschine
- 11
- Backmaschine
- 12
- Kalandermaschine
- 12a–12c
- Rollen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2003156090
A [0006]
- - JP 3677235 B [0006]