DE112021002159T5

DE112021002159T5 - Langlebige reibungsarme Beschichtung (DLFC) für Bremsanwendung

Info

Publication number: DE112021002159T5
Application number: DE112021002159.1T
Authority: DE
Inventors: Abdul-Hafiz Afaneh; Francesco MANCINA; Abed HASHEMINASAB
Original assignee: Wolverine Advanced Materials LLC
Current assignee: Wolverine Advanced Materials LLC
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2021-02-01
Publication date: 2023-01-26
Also published as: US20210309928A1; WO2021201964A1; CN115397704A

Abstract

Beschrieben werden Technologien für eine langlebige reibungsarme Beschichtung (DLFC - Durable Low-Friction Coating), die durch Mischen eines Bindemittels, eines Füllstoffs und eines oder mehrerer Additive in flüssiger Form, Aufwalzen des flüssigen Gemischs auf ein Bandmaterial und Härten zum anschließenden Schneiden und Prägen hergestellt werden kann. Die DLFC kann dazu verwendet werden, eine Halteklammer oder ein Bremsausgleichsblech direkt auf ein Metallsubstrat oder über eine Elastomerschicht zu beschichten. Bindemittel auf Wasserbasis können für umweltfreundliche Bremssysteme verwendet werden. In einigen Beispielen kann das Bindemittel in der DLFC in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%, der Füllstoff in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 15 Gew.-% und die Additive in einem Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bis weniger als 5 Gew.-% liegen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht Priorität gegenüber der am 3. April 2020 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 16/840,241 . Die Offenbarungen der vorstehenden Anmeldung werden hiermit durch Bezugnahme für alle Zwecke aufgenommen.
STAND DER TECHNIK
Die in diesem Abschnitt beschriebenen Materialien sind, soweit hierin nicht anders angegeben, kein Stand der Technik für die Ansprüche in dieser Anmeldung und werden durch Aufnahme in diesen Abschnitt nicht als Stand der Technik anerkannt.
Reibungsarme Beschichtungen stellen verbesserte Leistung und Lebensdauer für Maschinen und Systeme mit beweglichen Teilen bereit, und beseitigen gleichzeitig die Notwendigkeit für Nassschmierstoffe in Betriebsumgebungen, die Hitzebeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit oder Reinraumbedingungen erfordern. Daten des U.S. Department of Energy zeigen beispielsweise, dass etwa ein Drittel des Kraftstoff- oder Stromverbrauchs eines Kraftfahrzeugs auf die Überwindung der Reibung entfällt, was einen direkten Einfluss auf Emissionen und Kraftstoffverbrauchseffizienz hat.
Fahrzeuge weisen Bremsscheiben zur Verlangsamung der Bewegung des Fahrzeugs auf. Diese Bremsscheiben weisen einen an einem Rad des Fahrzeugs befestigten Rotor auf. Der Bremsscheibenrotor und das Rad werden auf einer Welle getragen, wobei sich der Bremsscheibenrotor mit dem Rad bei dessen Drehung mitdreht. Der Bremsscheibenrotor ist zwischen einem Paar von Bremssätteln mit daran angebrachten Bremsbelägen angeordnet. Die Bremsbeläge sind so angeordnet, dass sie wahlweise mit dem Bremsscheibenrotor in Eingriff kommen, um ein Bremsen des Fahrzeugs zu beeinflussen. Im Betrieb können die Bremssättel mit Druck, wie beispielsweise Hydraulikdruck, beaufschlagt werden, wodurch die Bremssättel zusammengedrängt werden, bis der Bremsscheibenrotor unter Druck zwischen den Belägen zusammengedrückt wird, was zu einer Verlangsamung oder einem Anhalten des Fahrzeugs führt. Halteklammern, die sich auf einer Bremssattelhalterung befinden, schaffen eine gleichmäßige Oberfläche für die Bremsbeläge. Die Halteklammern führen die Bremsbeläge zum Hin- und Hergleiten in Richtung des Rotors. Der durch die Halteklammern gebildete Gleitmechanismus kann beim Gleiten des Bremsbelags Geräusche und Vibrationen verursachen.
KURZDARS TELLUNG
Gemäß einigen Beispielen wird eine langlebige reibungsarme Beschichtung (DLFC - Durable Low-Friction Coating) für ein Bremssystem beschrieben. Die DLFC kann ein Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%; einen Füllstoff in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 15 Gew.-%, wobei das Bindemittel und der Füllstoff in flüssiger Form gemischt werden; und ein oder mehrere Additive in einem Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bis weniger als 5 Gew.-% beinhalten, wobei das eine oder die mehreren Additive mit einem flüssigen Gemisch aus dem Bindemittel und dem Füllstoff in flüssiger Form gemischt werden und das Gemisch aus dem Bindemittel, dem Füllstoff und dem einen oder den mehreren Additiven zu einer DLFC-Schicht gehärtet werden.
Gemäß anderen Beispielen kann das Bindemittel Phenoxy in trockener Form, Phenoxy in wässriger Lösung, Polyurethan in trockener Form, Polyurethan in Form wässriger Lösung, Melaminformaldehyd, Bisphenol-A-Epoxy, Harnstoff-Formaldehyd, Acrylatcopolymer oder eine Kombination davon enthalten. Der Füllstoff kann Siliciumcarbid (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Nano-Siliciumdioxid, Polytetrafluorethylen (PTFE), Graphen, Molybdändisulfid (MoS₂), Titandioxid (TiO₂) oder eine Kombination davon enthalten. Das eine oder die mehreren Additive können ein Antischaummittel, ein Benetzungsmittel, ein Dispergiermittel, einen Emulgator, ein Pigment, einen Oberflächenmodifikator, einen Haftvermittler oder eine Kombination davon enthalten.
Gemäß weiteren Beispielen kann eine Dicke der DLFC-Schicht in einem Bereich von etwa 0,010 mm bis etwa 0,025 mm liegen. Die DLFC-Schicht kann auf einer Elastomerschicht gebildet sein, und die DLFC-Schicht und die Elastomerschicht werden gemeinsam gehärtet. Die Elastomerschicht kann synthetisches Polyisopren, Polybutadien, Chloroprenkautschuk, Polychloropren, Neopren, Butylkautschuk, halogenierten Butylkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Nitrilkautschuk, hydrierten Nitrilkautschuk oder eine Kombination davon enthalten. Eine Dicke der Elastomerschicht kann in einem Bereich von etwa 0,100 mm bis etwa 0,150 mm liegen.
Gemäß anderen Beispielen kann ein Bremsausgleichsblech ein Metallsubstrat; zwei auf entgegengesetzten Flächen des Metallsubstrats abgeschiedene Elastomerschichten; eine auf einer Fläche einer ersten der zwei Elastomerschichten abgeschiedene Klebstoffschicht; und eine auf einer Fläche einer zweiten der zwei Elastomerschichten abgeschiedene Schicht einer langlebigen reibungsarmen Beschichtung (DLFC) umfassen. Die DLFC-Schicht kann ein Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%; einen Füllstoff in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 15 Gew.-%, wobei das Bindemittel und der Füllstoff in flüssiger Form gemischt werden; und ein oder mehrere Additive in einem Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bis weniger als 5 Gew.-% beinhalten, wobei das eine oder die mehreren Additive mit einem flüssigen Gemisch aus dem Bindemittel und dem Füllstoff in flüssiger Form gemischt werden und das Gemisch aus dem Bindemittel, dem Füllstoff und dem einen oder den mehreren Additiven gehärtet werden, um die DLFC-Schicht zu bilden.
Gemäß einigen Beispielen kann eine Dicke des Metallsubstrats in einem Bereich von etwa 0,350 mm bis etwa 0,400 mm liegen, eine Dicke der Elastomerschicht kann in einem Bereich von etwa 0,100 mm bis etwa 0,150 mm liegen und eine Dicke der DLFC-Schicht kann in einem Bereich von etwa 0,010 mm bis etwa 0,025 mm liegen. Das Metallsubstrat kann Edelstahl, Nickel, Nickel-Aluminium-Legierung, Eisen-Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung oder eine Kombination davon umfassen. Die DLFC-Schicht kann auf der Elastomerschicht ausgebildet sein, und die DLFC-Schicht und die Elastomerschicht werden gemeinsam gehärtet.
Gemäß weiteren Beispielen ist eine Halteklammer für ein Bremssystem beschrieben. Die Halteklammer kann ein Metallsubstrat; eine auf einer ersten Fläche des Metallsubstrats abgeschiedene Elastomerschicht und zwei Schichten einer langlebigen reibungsarmen Beschichtung (DLFC) umfassen. Die erste DLFC-Schicht kann auf einer Fläche der Elastomerschicht abgeschieden sein, und eine zweite DLFC-Schicht kann auf einer zweiten Fläche des Metallsubstrats abgeschieden sein. Die erste und die zweite DLFC-Schicht können ein Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%; einen Füllstoff in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 15 Gew.-%, wobei das Bindemittel und der Füllstoff in flüssiger Form gemischt werden; und ein oder mehrere Additive in einem Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bis weniger als 5 Gew.-% beinhalten, wobei das eine oder die mehreren Additive mit einem flüssigen Gemisch aus dem Bindemittel und dem Füllstoff in flüssiger Form gemischt werden und das Gemisch aus dem Bindemittel, dem Füllstoff und dem einen oder den mehreren Additiven gehärtet werden, um die erste und die zweite DLFC-Schicht zu bilden.
Gemäß noch weiteren Beispielen kann die erste DLFC-Schicht auf der Fläche der Elastomerschicht ausgebildet sein, und die erste DLFC-Schicht und die Elastomerschicht können gemeinsam gehärtet, zugeschnitten und auf die erste Fläche des Metallsubstrats geprägt werden. Die gehärtete zweite DLFC-Schicht kann zugeschnitten und auf die zweite Fläche des Metallsubstrats geprägt werden. Das Metallsubstrat kann Edelstahl, Nickel, Nickel-Aluminium-Legierung, Eisen-Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung oder eine Kombination davon umfassen.
Gemäß einigen Beispielen wird ein Verfahren zur Herstellung einer langlebigen reibungsarmen Beschichtung (DLFC) für ein Bremssystem beschrieben. Das Verfahren kann Mischen eines Bindemittels und eines Füllstoffs in flüssiger Form zum Bilden eines ersten Gemischs; Mischen des ersten Gemischs und eines Additivs in flüssiger Form zum Bilden eines zweiten Gemischs, wobei in dem zweiten Gemisch das Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-% vorliegt, der Füllstoff in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 15 Gew.-% vorliegt und das Additiv in einem Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bis weniger als 5 Gew.-% vorliegt; Walzen des zweiten Gemischs auf ein Bandmaterial zum Bilden einer DLFC-Schicht; und Härten der DLFC-Schicht durch Wärmebehandlung beinhalten.
Gemäß anderen Beispielen kann das Mischen des Bindemittels und des Füllstoffs in flüssiger Form zum Bilden des ersten Gemischs ein Mischen von Phenoxy, Polyurethan, Melaminformaldehyd, Bisphenol-A-Epoxy, Harnstoff-Formaldehyd, Acrylatcopolymer oder einer Kombination davon mit Siliciumcarbid, (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Nano-Siliciumdioxid, Polytetrafluorethylen (PTFE), Graphen, Molybdändisulfid (MoS₂), Titandioxid (TiO₂) oder einer Kombination davon in einem Lösungsmittel auf Wasserbasis beinhalten; und das Mischen des ersten Gemischs und des Additivs in flüssiger Form zum Bilden des zweiten Gemischs kann ein Mischen des ersten Gemischs mit einem Antischaummittel, einem Benetzungsmittel, einem Dispergiermittel, einem Emulgator, einem Pigment, einem Oberflächenmodifikator, einem Haftvermittler oder einer Kombination davon beinhalten.
Gemäß weiteren Beispielen kann das Verfahren ferner ein Aufwalzen des zweiten Gemischs auf eine ungehärtete Elastomerschicht; und ein gemeinsames Härten der DLFC-Schicht und der Elastomerschicht durch Wärmebehandlung beinhalten, wobei eine Dicke der DLFC-Schicht in einem Bereich von etwa 0,010 mm bis etwa 0,025 mm liegt und eine Dicke der Elastomerschicht in einem Bereich von etwa 0,100 mm bis etwa 0,150 mm liegt. Das Härten der DLFC-Schicht durch Wärmebehandlung kann ein Aufbringen von erwärmter Luft, direkter Wärme oder Infrarotwärme auf die DLFC-Schicht beinhalten.
Figurenliste
Die vorstehenden und andere Merkmale dieser Offenbarung sind aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen in Zusammenschau mit den beiliegenden Zeichnungen umfassender ersichtlich. Diese Zeichnungen zeigen nur diverse Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung und sollen daher nicht als deren Umfang einschränkend angesehen werden und die Offenbarung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen spezifischer und ausführlicher beschrieben, in denen:

1 eine beispielhafte Bremsscheibenbaugruppe mit einem Bremsscheibenrotor und einem entsprechenden Paar von Bremsbelägen veranschaulicht;
2A Schichten eines beispielhaften Metallsubstrats mit doppelten Elastomerschichten und einer einzelnen DLFC veranschaulicht;
2B Schichten eines beispielhaften Metallsubstrats mit einer einzelnen Elastomerschicht und einer doppelten DLFC veranschaulicht;
3A ein Diagramm ist, das ein beispielhaftes Bremsausgleichsblech veranschaulicht, das mit Elastomer- und DLFC-Schichten beschichtet ist;
3B ein Diagramm ist, das eine beispielhafte Halteklammer veranschaulicht, der mit Elastomer- und DLFC-Schichten beschichtet ist;
4 ein Diagramm ist, das ein beispielhaftes System zur Herstellung der beispielhaften DLFC veranschaulicht;
5 das beispielhafte Ergebnis von Haltbarkeits- und Taber-Abrasionstests auf DLFC-beschichteten Gummisubstraten veranschaulicht;
6 ein Diagramm ist, das Reibungskoeffizienten (COF) und Taber-Abrasionstestergebnisse für DLFC-Verbindungen mit verschiedenen Füllstoffen veranschaulicht; und
7 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zur Vorbereitung einer beispielhaften DLFC veranschaulicht,

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil davon bilden. In den Zeichnungen kennzeichnen ähnliche Symbole typischerweise ähnliche Komponenten, sofern der Kontext nichts Anderweitiges vorgibt. Die in der ausführlichen Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen beschriebenen veranschaulichenden Ausführungsformen sollen nicht einschränkend sein. Andere Ausführungsformen können verwendet werden und andere Änderungen können durchgeführt werden, ohne sich vom Geist oder Umfang des hierin dargebotenen Gegenstands zu entfernen. Die Aspekte der vorliegenden Offenbarung, wie hierin allgemein beschrieben und in den Figuren veranschaulicht, können in einer großen Bandbreite unterschiedlicher Konfigurationen angeordnet, ersetzt, kombiniert, getrennt und ausgestaltet werden, wobei all diese hierin explizit in Betracht gezogen werden.
Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen u. a. auf langlebige reibungsarme Beschichtungen (DLFCs) für Bremsanwendungen, beschichtete Bremsscheibenteile und Verfahren zur Herstellung von DLFCs.
Kurz gesagt kann eine langlebige reibungsarme Beschichtung (DLFC) durch Mischen eines Bindemittels, eines Füllstoffs und eines oder mehrerer Additive in flüssiger Form, Aufwalzen des flüssigen Gemischs auf ein Bandmaterial und Härten zum nachfolgenden Schneiden und Prägen hergestellt werden. Die DLFC kann dazu verwendet werden, eine Halteklammer oder ein Bremsausgleichsblech direkt auf ein Metallsubstrat oder über eine Elastomerschicht zu beschichten. Bindemittel auf Wasserbasis können für umweltfreundliche Chemikalien verwendet werden. In einigen Beispielen kann das Bindemittel in der DLFC in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%, der Füllstoff in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 15 Gew.-% und die Additive in einem Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bis weniger als 5 Gew.-% liegen.
Eine DLFC-Schicht gemäß Beispielen kann sowohl auf Elastomer- als auch Metallschichten (Substrat) aufgebracht werden. Die DLFC ist langlebig genug, um in den Bremsendämpfungsblechen (Ausgleichsblechen) und Halteklammern in Kraftfahrzeugbremssystemen eingesetzt zu werden, und weist einen niedrigen Reibungskoeffizienten auf. Außerdem kann die Beschichtung durch die Verwendung von Bindemitteln auf Wasserbasis umweltfreundlich sein. Die Beschichtung kann eine leichte und günstige Herstellung (z. B. Transfer-, Misch- und Härtungsschritte) ermöglichen. Sie kann auch für Walzen/Band-Beschichtungsverfahren anwendbar sein.
Zur Herstellung der Ausgleichsbleche werden elastomere (kautschuk-)beschichtete Materialien (RCM) verwendet. Diese Teile reduzieren oder eliminieren die Geräusche und Vibrationseigenschaften einiger Bremssysteme. Die auf Nitrilkautschuk (NBR) beschichtete DLFC kann einen Entkopplungseffekt zwischen Belag und Bremssattel bereitstellen, der wünschenswert ist, um Geräusche und Vibrationen zu minimieren. Ferner kann die DLFC eine bessere Belagbelastung in der Ankerhalterung bereitstellen.
Mit DLFC beschichtete Halteklammermaterialien bieten einen wirksamen, dauerhaften Gleitmechanismus für die Beläge, der Geräusche und Vibrationen während des Gleitens der Polster minimiert oder eliminiert. DLFC kann Schleppergebnisse durch die Beschichtung mit niedrigem COF mit ihrer hohen Haltbarkeit und Abriebfestigkeit verbessern. Eine mit einer DLFC beschichtete RCM-Klammer kann die Geräuschsignatur in alle Richtungen reduzieren, was sie zu einer kostengünstigen Alternative zu einer Änderung der Ankerhalterungskonstruktion macht. Die mit der DLFC beschichtete RCM-Klammer kann auch helfen, eine Toleranz für eine bessere Ausrichtung von Ohr zu Halterung in einer Belag-Rückseite-Konstruktion zu schaffen. Die mit der DLFC beschichtete RCM-Klammer kann Geräusche während des Bremsens in einer in der Ebene liegenden Vibrationsrichtung besser dämpfen. Ein flüssiges DLFC-Material (Vorhärtung) kann eine erwartete Lagerungsfähigkeit von etwa 6-12 Monaten aufweisen. Die erwartete Lebensdauer kann bei RCM-gehärteten Materialien etwa 3-5 Jahre betragen.
Durch Eliminierung oder Minimierung des Gehalts an flüchtigen organischen Stoffen (VOC - Volatile Organic Content) in Systemen auf Wasserbasis kann ein umweltfreundliches Material erreicht werden. Durch Steuern der wärmebasierten Härtung und der Band- und Walzenbeschichtungsprozesse kann die Nass- und Trockenfilmdicke leicht gesteuert werden. Aufgrund des Endprodukts mit gehärteter Schicht können Ausgleichsbleche und Klammern ohne weitere Nachbehandlung leicht aus dem DLFC-beschichteten Material geprägt und hergestellt werden.
1 veranschaulicht eine beispielhafte Bremsscheibenbaugruppe mit einem Bremsscheibenrotor und einem entsprechenden Paar von Bremsbelägen, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Die beispielhafte Bremsscheibenbaugruppe 100 beinhaltet einen Bremssattel 102, ein Paar von Bremsausgleichsblechen 104, einen inneren Bremsbelag 108, einen äußeren Bremsbelag 110, Halteklammern 112, eine Nabe 114 und einen Bremsscheibenrotor 116.
Die Nabe 114 kann auf einer Achse (nicht dargestellt) montiert sein. Der Bremsscheibenrotor 116 ist scheibenförmig ausgebildet und Teil der Nabe 114. Der Bremsscheibenrotor 116 ist so konfiguriert, dass er sich zusammen mit der Nabe 114 über die Achse dreht. Wenn Druck auf ein Bremspedal eines Fahrzeugs ausgeübt wird, werden verschiedene Systeme in dem Fahrzeug als Reaktion den Bremssattel 102 betätigen, um die Fläche des inneren und des äußeren Bremsbelags gegen eine Fläche des Bremsscheibenrotors 116 zu drängen, wodurch das Fahrzeug zum Stillstand gebracht wird. Die Halteklammern 112 führen die Bremsbeläge hin und her gleitend zum Rotor. Eine reibungsarme Beschichtung kann auf die Fläche(n) der Ausgleichsbleche 104 und der Halteklammern 112 aufgebracht werden, um Geräusche und Vibrationen, die während der Bremsbetätigung auftreten können, zu reduzieren. Die DLFC kann direkt auf das Metallsubstrat der Ausgleichsbleche 104 oder der Halteklammern 112 aufgebracht werden, oder sie kann auf eine Elastomerschicht aufgebracht werden, die auf das Metallsubstrat der Ausgleichsbleche 104 oder der Halteklammern 112 aufgebracht wird. Die DLFC kann aus einem Bindemittel auf Wasser- oder Lösungsmittelbasis in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%, einem Füllstoff in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 15 Gew.-% und einem Additiv in einem Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bis weniger als 5 Gew.-% bestehen. Die DLFC kann in flüssiger Form ausgebildet, als eine Schicht gehärtet und auf das Substrat geprägt werden.
2A veranschaulicht Schichten eines beispielhaften Metallsubstrats mit doppelten Elastomerschichten und einer einzelnen DLFC, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Das beschichtete Substrat 200A beinhaltet Metallsubstrat 206, das mit Elastomerschichten 204 auf entgegengesetzten Flächen beschichtet ist, eine DLFC-Schicht 202 auf einer der Elastomerschichten 204 und eine Klebstoffschicht 208 auf der anderen der Elastomerschichten 204.
Das Metallsubstrat 206 kann Edelstahl, Nickel, Nickel-Aluminium-Legierung, Eisen-Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung oder ähnliche Metallmaterialien umfassen. Die Elastomerschichten 204 können zur Vibrations- und Geräuschreduzierung aufgebracht werden. Die Elastomerschichten 204 können ein Polymer mit Viskoelastizität (d. h. sowohl Viskosität als auch Elastizität) und schwachen intermolekularen Kräften beinhalten. Beispiele für Elastomere, die in den Elastomerschichten 204 eingesetzt werden können, können synthetisches Polyisopren, Polybutadien, Chloroprenkautschuk, Polychloropren, Neopren, Butylkautschuk (Copolymer aus Isobutylen und Isopren), halogenierte Butylkautschuke (Chlorobutylkautschuk, Brombutylkautschuk), Styrol-Butadien-Kautschuk Nitrilkautschuk und/oder hydrierte Nitrilkautschuke beinhalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt. In dem veranschaulichten Beispiel wird die Klebstoffschicht 208 auf eine der Elastomerschichten 204 aufgebracht, um beispielsweise das Ausgleichsblech an dem Bremsbelag zu befestigen. Die entgegengesetzte Elastomerschicht 204 kann mit der DLFC 206 beschichtet werden, die, wie vorstehend beschrieben, aus einem Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%, einem Füllstoff in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 15 Gew.-% und einem Additiv in einem Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bis weniger als 5 Gew.-% bestehen kann.
Die DLFC-Schicht 206 kann auf eine Außenfläche des Ausgleichsblechs 104 in 1, das durch das Metallsubstrat 206 gebildet wird, aufgebracht werden, beispielsweise, um Reibung mit Innenflächen des Bremssattels, wenn die Bremsbeläge bewegt werden, zu verringern.
2B veranschaulicht Schichten eines beispielhaften Metallsubstrats mit einer einzelnen Elastomerschicht und einer doppelten DLFC, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Das beschichtete Substrat 200B beinhaltet Metallsubstrat 206, das auf einer Fläche mit einer Elastomerschicht 204 und auf entgegengesetzten Flächen mit DLFC-Schichten 202 beschichtet ist. Eine der DLFC-Schichten 202 kann auf der Elastomerschicht 204 abgeschieden werden und die andere DLFC-Schicht 204 kann direkt auf eine entgegengesetzte Fläche des Metallsubstrats 206 aufgebracht werden.
Gemäß einigen Beispielen kann das Bindemittel in der DLFC-Schicht 202 Phenoxy (in Trockenform oder als wässrige Lösung), Polyurethan (in Trockenform oder als wässrige Lösung), Melaminformaldehyd, Bisphenol-A-Epoxy, Harnstoff-Formaldehyd, Acrylatcopolymer und/oder Kombinationen davon beinhalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Füllstoff in der DLFC-Schicht 202 kann Siliciumcarbid (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Nano-Siliciumdioxid, Polytetrafluorethylen (PTFE), Graphen, Molybdändisulfid (MoS₂), Titandioxid (TiO₂) oder Kombinationen davon beinhalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Additive in der DLFC-Schicht 202 können Antischaummittel, Benetzungsmittel, Dispergiermittel, Emulgatoren, Pigmente, Oberflächenmodifikatoren (z. B. Kohlenwasserstofftenside), Haftvermittler (z. B. Silane, Titanate usw.) und/oder Kombinationen davon beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Es ist anzumerken, dass die DLFC-Schicht 202 durch Kombinieren von einem oder mehreren der oben aufgeführten Bindemittel, Füllstoffe und Additive oder ähnlichen Materialien hergestellt werden kann. Beispielsweise kann Phenoxy als Bindemittel mit zwei (oder mehr) Füllstoffen und drei oder mehr Additiven kombiniert werden. Ebenso können zwei Bindemittel mit einem Füllstoff kombiniert werden, usw.
Gemäß einigen Beispielen kann eine Dicke der DLFC-Schicht 202 in einem Bereich von etwa 0,010 mm bis etwa 0,025 mm liegen. Eine Dicke der Elastomerschicht 204 kann in einem Bereich von etwa 0,100 mm bis etwa 0,150 mm liegen. Eine Dicke des Metallsubstrats kann in einem Bereich von etwa 0,350 mm bis etwa 0,400 mm liegen.
3A ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes Bremsausgleichsblech veranschaulicht, das mit Elastomer- und DLFC-Schichten beschichtet ist, die gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung angeordnet sind.
Wie in Diagramm 300A gezeigt, kann das beschichtete Substrat 200A als Ausgleichsblech 302 verwendet werden, wobei das Ausgleichsblech aus dem Metallsubstrat 206 und den auf das Metallsubstrat geprägten Elastomer- und DLFC-Schichten gebildet werden kann. Die Klebstoffschicht des beschichteten Substrats 200A kann verwendet werden, um das Ausgleichsblech 302 derart an einem Bremsbelag zu befestigen, dass die DLFC-Schicht dem Bremssattel zugewandt ist und Geräusch- und Vibrationsreduzierung bereitstellt, wenn sich die Teile im Betrieb bewegen.
3B ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Halteklammer veranschaulicht, die mit Elastomer- und DLFC-Schichten beschichtet ist, die gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung angeordnet sind.
Wie in Diagramm 300B gezeigt, kann das beschichtete Substrat 200B als Halteklammer 304 verwendet werden, wobei die Halteklammer aus dem Metallsubstrat 206 und den auf das Metallsubstrat geprägten Elastomer- und DLFC-Schichten gebildet werden kann. Eine Fläche des Metallsubstrats kann mit der DLFC-Schicht behandelt werden und die entgegengesetzte Fläche des Metallsubstrats kann derart mit Elastomer- und DLFC-Schichten behandelt werden, dass die Halteklammer 304 Geräusch- und Vibrationsverringerung bereitstellt, wenn sich die Teile im Betrieb bewegen.
4 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes System zur Herstellung einer beispielhaften DLFC veranschaulicht, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
Wie in Diagramm 400 gezeigt, kann ein beispielhaftes System einen Hilfsmischer 404 zum Mischen von Additiven und Lösungsmitteln 402, einen Hauptmischer 405 zum Mischen von Bindemitteln und Füllstoffen 406, eine Pumpe 408, einen Spalt 410 zum Auffangen des flüssigen Gemischs und Abgeben an Walzen 412, die ein Walzbandmaterial 414 mit dem Gemisch beschichten, und wobei das Gemisch als eine Schicht 420 auf dem Bandmaterial 414 gehärtet wird, was in dem beschichteten Bandmaterial 416 resultiert.
In einem exemplarischen Betrieb können ein Bindemittel, beispielsweise, Phenoxy (in trockener Form oder als wässrige Lösung), Polyurethan (in trockener Form oder als wässrige Lösung), Melaminformaldehyd, Bisphenol-A-Epoxy, Harnstoff-Formaldehyd, Acrylatcopolymer und/oder Kombinationen davon, und ein Füllstoff, beispielsweise Siliciumcarbid, (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Nano-Siliciumdioxid, Polytetrafluorethylen (PTFE), Graphen, Molybdändisulfid (MoS₂), Titandioxid (TiO₂) und/oder Kombinationen davon in dem Hauptmischer 405 gemischt werden. Andere Additive wie Antischaummittel, Benetzungsmittel, Dispergiermittel, Emulgatoren, Pigmente, Oberflächenmodifikatoren (z. B. Kohlenwasserstofftenside), Haftvermittler (z. B. Silane, Titanate usw.) und/oder Kombinationen davon können in dem Hilfsmischer 404 vorgemischt werden. Wie oben erwähnt, können auch Kombinationen mehrerer Materialien, wie zwei Bindemittel und drei Füllstoffe, ein Bindemittel und zwei Füllstoffe usw., gemischt werden. Das fertige Gemisch kann durch eine Pumpe 408 den Walzen 412 zugeführt werden, die das Gemisch als eine Schicht auf das Bandmaterial 414 aufbringen kann. Die DLFC-Schicht kann durch Wärmebehandlung wie Heißluft, Infrarotlicht, Konvektionserwärmung oder andere thermische Mechanismen gehärtet werden.
Die gehärtete DLFC-Schicht kann von dem beschichteten Bandmaterial 416 entfernt, in Form geschnitten und auf vorgeformte Metallsubstrate in Form eines Ausgleichsblechs oder einer Halteklammer geprägt werden. In anderen Beispielen kann die flüssige DLFC-Schicht auf die Metallsubstrate aufgebracht und auch auf den Metallsubstraten gehärtet werden. Im Falle von Kombinationen aus einer Elastomer- und DLFC-Schicht können die Elastomerschicht und die DLFC-Schicht zusammen gehärtet werden, wodurch sich eine erhöhte Haltbarkeit und Kosteneffizienz ergibt. Eine Dicke der DLFC-Schicht 202 kann in einem Bereich von etwa 0,010 mm bis etwa 0,025 mm liegen.
5 veranschaulicht ein beispielhaftes Ergebnis von Haltbarkeits- und Taber-Abrasionstests auf DLFC-beschichteten Gummisubstraten, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
Diagramm 500 beinhaltet Bilder einer Testscheibe nach einer vordefinierten Anzahl von Testzyklen, wobei Füllstoff 1 in der DLFC (502) verwendet wurde, Bilder einer anderen Testscheibe nach einer vordefinierten Anzahl von Testzyklen, wobei Füllstoff 2 in der DLFC (504) verwendet wurde, und Querschnittsdiagramme 506, die Schichten der Testscheiben, Metallschicht 516, Elastomer(Kautschuk)-Schicht 514 und DLFC-Schicht 512 zeigen. Die Füllstoffe 1 und 2 sind SiC in unterschiedlichen Größenbereichen.
Taber-Abrasion ist ein Test zur Bestimmung der Abriebfestigkeit eines Materials. Unter Abriebfestigkeit wird die Fähigkeit des Materials zum Standhalten mechanischer Einwirkung wie Reiben, Schaben oder Erodieren verstanden. Drei Formen der Abrasion treten auf und werden getestet, und zwar flache (Ebenen- oder Flächen-) Abrasion, Kantenabrasion (d. h. an Kragen und Falten) und Flexabrasion (Strecken und Biegen). Die Haltbarkeit kann als Zeitdauer (in Betriebsdauer) oder als Anzahl der Betriebszyklen gemessen werden. Die Bilder 502 und 504 für zwei verschiedene Füllstoffe zeigen die Abrasionstiefe nach einer Anzahl simulierter Betriebszyklen. In den Bildern 502 für Füllstoff 1 beginnt die Testscheibe beispielsweise mit einer Dicke von 17,0 µm. Die Abrasionstiefe beginnt bei 0,5 µm bei 250 Zyklen und steigt nach 10500 Zyklen allmählich auf 12,0 µm an. Die Testscheibe für Füllstoff 2 beginnt mit einer Dicke von 18,0 µm. Die Abrasionstiefe beginnt bei 1,0 µm bei 250 Zyklen und steigt nach 6500 Zyklen allmählich auf 16,0 µm an. Der Füllstoff 1 stellt somit eine langlebigere DLFC-Schicht als der Füllstoff 2 bereit.
6 ist ein Diagramm, das Reibungskoeffizienten (COF) und Taber-Abrasionstestergebnisse für DLFC-Verbindungen mit verschiedenen Füllstoffen veranschaulicht, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
Das Diagramm 600 beinhaltet einen Graphen, bei dem die vertikale Achse 602 Taber-Massenverlustwerte in mg/Zyklus und Reibungskoeffizienten(COF)-Werte darstellt. Die Messwerte des Massenverlustes und des COF sind als Plot 612, 614, 616 und 618 entlang der horizontalen Achse 604 dargestellt. Plot 612 stellt Taber-Massenverlustwerte für ein System auf Lösungsmittelbasis für vier verschiedene Füllstoffe (Füllstoffe 1, 2, 3 und 4) in der DLFC dar. Plot 616 stellt Taber-Massenverlustwerte für ein System auf Wasserbasis für die gleichen vier Füllstoffe (Füllstoffe 1, 2, 3 und 4) in der DLFC dar. Während es einige Unterschiede in den Taber-Massenverlustwerten für die gleichen Füllstoffe gibt, zeigen die Plots 612, 616, dass Systeme auf Lösungsmittel- und Wasserbasis gemäß Beispielen ähnliche Abrasionsergebnisse aufweisen. Somit können neben den Verbesserungen der Langlebigkeit auch umweltfreundliche Systeme auf Wasserbasis eingesetzt werden. Die Füllstoffe 1 und 2 sind SiC in unterschiedlichen Größenbereichen. Die Füllstoffe 3 und 4 sind Al₂O₃ in unterschiedlichen Größenbereichen.
Plot 614 stellt COF-Werte für ein System auf Wasserbasis für die gleichen vier Füllstoffe (Füllstoffe 1, 2, 3 und 4) in der DLFC dar. Plot 618 stellt COF-Werte für ein System auf Lösungsmittelbasis für die gleichen vier Füllstoffe (Füllstoffe 1, 2, 3 und 4) in der DLFC dar. Plot 614 und 618, die Unterschiede zwischen Systemen auf Wasser- und Lösungsmittelbasis aufzeigen, zeigen auch an, dass ähnliche (im Falle von Füllstoff 1 sehr ähnliche) Reibungskoeffizienten durch Verwendung eines umweltfreundlichen Systems auf Wasserbasis anstelle eines Systems auf Lösungsmittelbasis erreicht werden können, mit Ausnahme von Füllstoff 4, bei dem das System auf Lösungsmittelbasis einen höheren COF-Wert erreicht.
Bei einer anderen Reihe von Tests wurden ein Ausgleichsblech mit und ohne DLFC-Schicht einem Dynamometer-Geräuschtest unterzogen. Die Tests zeigen, dass diese bei einem Ausgleichsblech aus Edelstahl ohne DLFC bei 70 dBA zu 1,4 % und bei 80 dBA zu 0,8 % auftreten, während sie bei einem Ausgleichsblech mit DLFC-Beschichtung bei 70 dBA zu 0,5 % und bei 80 dBA zu 0,1 % auftreten. Die Dicke der DLFC-Schicht betrug bei dem Test etwa 0,018 mm. In einem weiteren Dynamometertest wurde beobachtet, dass sich ein maximaler Geräuschpegel (dBA) für ein Ausgleichsblech ohne DLFC-Schicht bei etwa 10.700 MHz konzentriert, während der maximale Geräuschpegel für das Ausgleichsblech mit DLFC-Schicht keine Konzentration aufwies.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer beispielhaften DLFC veranschaulicht, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
Das beschriebene Verfahren 700 kann Block 702 „MISCHEN VON BINDEMITTEL UND FÜLLSTOFF IN FLÜSSIGER FORM“, Block 704 „MISCHEN VON ADDITIV MIT DEM GEMISCHTEN BINDEMITTEL UND FÜLLSTOFF“, Block 706 „AUFWALZEN VON FLÜSSIGEM GEMISCH AUF EIN BANDMATERIAL“, Block 708 „HÄRTEN VON GEWALZTEM GEMISCH ZU EINER DLFC-SCHICHT“ und optional Block 710 „SCHNEIDEN UND PRÄGEN DER DLFC-SCHICHT AUF DAS AUSGLEICHSBLECH ODER DIE HALTEKLAMMER“ beinhalten. Bei Block 702 können ein Bindemittel wie Phenoxy, Polyurethan, Melaminformaldehyd, Bisphenol-A-Epoxy, Harnstoff-Formaldehyd oder Acrylatcopolymer und ein Füllstoff wie Siliciumcarbid, (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Nano-Siliciumdioxid, Polytetrafluorethylen (PTFE), Graphen, Molybdändisulfid (MoS₂) oder Titandioxid (TiO₂) mit einem Lösungsmittel gemischt werden. Das flüssige Gemisch aus Block 702 kann mit einem Additiv wie einem Antischaummittel, einem Benetzungsmittel, einem Dispergiermittel, einem Emulgator, einem Pigment, einem Oberflächenmodifikator oder einem Haftvermittler in flüssiger Form gemischt werden.
Das flüssige Gemisch aus Block 704 kann bei Block 706 auf ein Bandmaterial aufgewalzt werden, um eine Schicht zu bilden, und bei Block 708 durch Wärmebehandlung, zum Beispiel durch Aufbringen von erwärmter Luft, direkter Wärme, Infrarotwärme und ähnlichen, gehärtet werden. Das gehärtete DLFC-Schichtmaterial kann bei dem optionalen Block 710 geschnitten und auf ein Ausgleichsblech oder eine Halteklammer geprägt werden. Im Falle von Kombinationen aus einer Elastomer- und DLFC-Schicht können die Elastomerschicht und die DLFC-Schicht zusammen gehärtet werden, wodurch sich eine zusätzliche Haltbarkeit und Kosteneffizienz ergibt.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele sollen zur Veranschaulichung dienen und nicht einschränkend sein und stellen spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar. Die Beispiele zeigen, dass die offenbarten Beschichtungen einen niedrigen Reibungskoeffizienten, eine hohe Haltbarkeit und eine einfache Herstellung aufweisen.
Beispiel 1
Eine wässrige Lösung aus Phenoxy wird mit SiC-Füllstoff und Bornitrid (BN)-Füllstoff gemischt. Das flüssige Gemisch wird mit einem Kohlenwasserstofftensid und einem Silanadditiv gemischt. Das noch flüssige Gemisch wird als eine Schicht mit einer Dicke von 0,015 mm über einem Edelstahlsubstrat mit einer Dicke von 0,400 mm aufgewalzt. Die DLFC-Schicht wird bei 400 °C gehärtet. Anschließend wird eine flüssige NBR-Schicht mit einer Dicke von 0,12 mm auf die entgegengesetzte Fläche des Edelstahlsubstrats aufgebracht, gefolgt von einer zweiten DLFC-Schicht mit einer Dicke von 0,015 mm. Die zweite DLFC-Schicht und die Elastomerschicht werden gemeinsam bei 400 °C gehärtet. Das Edelstahlsubstrat mit den beiden behandelten Flächen wird geschnitten, um Bremsausgleichsbleche zu bilden.
Beispiel 2
Eine wässrige Lösung aus Polyurethan wird mit Al₂O₃ gemischt und das Gemisch weiter mit einem Antischaummittel und einem Benetzungsmittel gemischt. Das flüssige Gemisch wird auf ein Bandsubstrat aufgewalzt und unter Infrarotlicht gehärtet, um eine DLFC-Schicht mit einer Dicke von 0,016 mm zu bilden. Die gehärtete DLFC-Schicht wird anschließend zugeschnitten und auf Halteklammern geprägt.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht beschränkt, was die in dieser Anmeldung beschriebenen besonderen Ausführungsformen betrifft, die der Veranschaulichung verschiedener Aspekte dienen sollen. Viele Modifikationen und Variationen können vorgenommen werden, ohne sich von deren Sinn und Umfang zu entfernen. Zusätzlich zu den hierin aufgezählten gehen funktionsäquivalente Verfahren und Vorrichtungen aus den vorstehenden Beschreibungen hervor, die im Umfang der Offenbarung liegen. Derartige Modifikationen und Variationen sollen in den Umfang der beiliegenden Ansprüche fallen. Die vorliegende Offenbarung soll nur durch die Begriffe der beiliegenden Ansprüche sowie den vollen Umfang der Äquivalente dieser Ansprüche begrenzt werden. Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll nicht einschränkend sein.
Der hierin beschriebene Gegenstand stellt unter anderem verschiedene Komponenten dar, die in verschiedenen anderen Komponenten enthalten oder mit diesen verbunden sind. Solche gezeigten Architekturen sind lediglich Beispiele und tatsächlich können viele andere Architekturen umgesetzt werden, die die gleiche Funktionalität erzielen. Ideenmäßig ist eine beliebige Anordnung von Komponenten zur Erzielung derselben Funktionalität effektiv „zugehörig“, sodass die gewünschte Funktionalität erreicht wird. Somit können zwei beliebige Komponenten, die hierin kombiniert werden, um eine bestimmte Funktionalität zu erreichen, als „einander zugehörig“ angesehen werden, sodass die gewünschte Funktionalität erreicht wird - unabhängig von den Architekturen oder Zwischenkomponenten. Gleichermaßen können zwei beliebige Komponenten, die auf diese Weise einander zugehörig sind, als miteinander „betriebsfähig verbunden“ bzw. „betriebsfähig gekoppelt“ betrachtet werden, um die gewünschte Funktionalität zu erreichen, und zwei beliebige Komponenten, die auf diese Weise einander zugehörig sind, können auch als miteinander „betriebsfähig koppelbar“ betrachtet werden, um die gewünschte Funktionalität zu erreichen. Konkrete Beispiele für betriebsfähig koppelbare Verbindungen sind physisch verbindbare und/oder physisch interagierende Komponenten und/oder drahtlos interagierbare und/oder drahtlos interagierende Komponenten und/oder logisch interagierende und/oder logisch interagierbare Komponenten, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Was die Anwendung von im Wesentlichen beliebigen Begriffen im Singular und/oder Plural betrifft, so können Fachleute auf dem Gebiet von dem Plural auf den Singular übergehen und/oder von dem Singular auf den Plural übergehen, wie für den Kontext und/oder die Anwendung sinnvoll erscheint. Die verschiedenen Singular/Plural-Vertauschungen können hier der Klarheit halber ausdrücklich beschrieben werden.
Im Allgemeinen sind hierin und insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen (z. B. im Hauptteil der beiliegenden Ansprüche) verwendete Begriffe allgemein als „offene“ Begriffe gedacht (z. B. sollte der Begriff „beinhaltend“ als „beinhaltend, aber nicht beschränkt auf“ ausgelegt werden, der Begriff „aufweisend“ sollte als „mindestens aufweisend“ ausgelegt werden, der Begriff „beinhaltet“ sollte als „beinhaltet, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein“ ausgelegt werden usw.). Fachleute auf dem Gebiet wird ferner verstehen, dass, wenn eine spezifische Anzahl einer Angabe im eingeleiteten Anspruch angedacht ist, diese Absicht in dem Anspruch explizit angegeben wird, und dass ohne eine solche Angabe diese Absicht nicht der Fall ist. Des besseren Verständnisses wegen können beispielsweise die folgenden beiliegenden Ansprüche einleitende Ausdrücke wie „mindestens eine“ und „eine oder mehrere“ enthalten, um Anspruchsangaben einzuleiten. Die Verwendung solcher Ausdrücke sollte jedoch nicht so ausgelegt werden, dass sie impliziert, dass das Einleiten einer Anspruchsangabe durch die unbestimmten Artikel „ein“, „eine“, „eines“, „einer“ oder „einen“ einen beliebigen bestimmten Anspruch, der eine solche eingeleitete Anspruchsangabe enthält, auf Ausführungsformen beschränkt, die nur eine solche Angabe enthalten, selbst wenn der gleiche Anspruch die einleitenden Ausdrücke „ein oder mehrere“ oder „mindestens eine oder mehrere“ und unbestimmte Artikel wie „ein“, „eine“, „eines“, „einer“ oder „einen“ beinhaltet (z. B. „ein“ und/oder „eine“ sollten als „mindestens einen/e“ oder „ein/e oder mehrere“ ausgelegt werden); das Gleiche gilt für die Verwendung von bestimmten Artikeln, die zur Einleitung von Anspruchsangaben verwendet werden. Auch wenn eine spezifische Anzahl einer eingeleiteten Anspruchsangabe explizit angegeben ist, werden Fachleute auf dem Gebiet ferner verstehen, dass eine solche Angabe als zumindest die angegebene Anzahl bedeutend ausgelegt werden sollte (z. B. bedeutet die bloße Angabe von „zwei Angaben“ ohne andere Modifikatoren mindestens zwei Angaben oder zwei oder mehr Angaben).
Ferner soll in den Fällen, in denen ein Grundsatz analog zu „zumindest eines von A, B und C usw.“ verwendet wird, eine solche Konstruktion im Allgemeinen in dem Sinn verstanden werden, in dem Fachleute auf dem Gebiet den Grundsatz verstehen würden (z. B. „ein System mit zumindest einem von A, B und C“ würde Systeme mit A allein, B allein, C allein, A und B zusammen, A und C zusammen, Bund C zusammen, Bund C zusammen und/oder A, B und C zusammen usw. beinhalten, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein). Fachleute auf dem Gebiet werden ferner verstehen, dass praktisch jedes disjunktive Wort und/oder jeder disjunktive Ausdruck, der zwei oder mehr alternative Begriffe präsentiert, sei es in der Beschreibung, in den Ansprüchen oder in den Zeichnungen, so verstanden werden sollte, dass die Möglichkeit besteht, einen der Begriffe, jeden der Begriffe oder beide Begriffe zu beinhalten. So wird beispielsweise verstanden, dass unter dem Ausdruck „A oder B“ die Möglichkeiten „A“ oder „B“ oder „A und B“ bestehen.
Alle hierin offenbarten Bereiche umfassen für alle Zwecke, wie zum Beispiel zur Bereitstellung einer schriftlichen Beschreibung, auch alle möglichen Teilbereiche und Kombinationen von Teilbereichen davon. Jeder angeführte Bereich kann leicht als den gleichen Bereich ausreichend beschreibend und ermöglichend, dass dieser in zumindest gleiche Hälften, Drittel, Viertel, Fünftel, Zehntel usw. aufgeschlüsselt wird, angesehen werden. Als nicht einschränkendes Beispiel kann jeder hierin erörterte Bereich leicht in ein unteres Drittel, mittleres Drittel und oberes Drittel usw. aufgeschlüsselt werden. Wie Fachleute auf dem Gebiet ebenfalls verstehen werden, beinhalten sämtliche Ausdrücke wie „bis zu“, „mindestens“, „größer als“, „kleiner als“ und dergleichen die angegebene Anzahl und beziehen sich auf Bereiche, die anschließend wie oben erörtert in Teilbereiche aufgeschlüsselt werden können. Schließlich schließt ein Bereich jedes einzelne Mitglied ein. So bezieht sich eine Gruppe mit 1 bis 3 Zellen beispielsweise auf Gruppen mit 1, 2 oder 3 Zellen. Ebenso bezieht sich eine Gruppe mit 1 bis 5 Zellen auf Gruppen mit 1, 2, 3, 4 oder 5 Zellen usw.
Wenngleich hierin verschiedene Aspekte und Ausführungsformen offenbart wurden, sind andere Aspekte und Ausführungsformen möglich. Die diversen Aspekte und Ausführungsformen, die hierin offenbart sind, dienen der Veranschaulichung und sollen nicht einschränkend sein, wobei der wahre Umfang und Sinn durch die nachstehenden Ansprüche definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 16/840241 [0001]

Claims

Langlebige reibungsarme Beschichtung (DLFC - Durable Low-Friction Coating) für ein Bremssystem, wobei die DLFC Folgendes umfasst: ein Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%; einen Füllstoff in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 15 Gew.-%, wobei das Bindemittel und der Füllstoff in flüssiger Form gemischt werden; und ein oder mehrere Additive in einem Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bis weniger als 5 Gew.-%, wobei das eine oder die mehreren Additive mit einem flüssigen Gemisch aus dem Bindemittel und dem Füllstoff in flüssiger Form gemischt werden und das Gemisch aus dem Bindemittel, dem Füllstoff und dem einen oder den mehreren Additiven zu einer DLFC-Schicht gehärtet wird.
DLFC nach Anspruch 1, wobei das Bindemittel Phenoxy in trockener Form, Phenoxy in wässriger Lösung, Polyurethan in trockener Form, Polyurethan in Form wässriger Lösung, Melaminformaldehyd, Bisphenol-A-Epoxy, Harnstoff-Formaldehyd, Acrylatcopolymer oder eine Kombination davon umfasst.
DLFC nach Anspruch 1, wobei der Füllstoff Siliciumcarbid (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Nano-Siliciumdioxid, Polytetrafluorethylen (PTFE), Graphen, Molybdändisulfid (MoS₂), Titandioxid (TiO₂) oder eine Kombination davon umfasst.
DLFC nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren Additive ein Antischaummittel, ein Benetzungsmittel, ein Dispergiermittel, einen Emulgator, ein Pigment, einen Oberflächenmodifikator, einen Haftvermittler oder eine Kombination davon umfassen.
DLFC nach Anspruch 1, wobei eine Dicke der DLFC-Schicht in einem Bereich von etwa 0,010 mm bis etwa 0,025 mm liegt.
DLFC nach Anspruch 1, wobei die DLFC-Schicht auf einer Elastomerschicht gebildet ist und die DLFC-Schicht und die Elastomerschicht gemeinsam gehärtet werden.
DLFC nach Anspruch 6, wobei die Elastomerschicht synthetisches Polyisopren, Polybutadien, Chloroprenkautschuk, Polychloropren, Neopren, Butylkautschuk, halogenierten Butylkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Nitrilkautschuk, hydrierten Nitrilkautschuk oder eine Kombination davon umfasst.
DLFC nach Anspruch 6, wobei eine Dicke der Elastomerschicht in einem Bereich von etwa 0,100 mm bis etwa 0,150 mm liegt.
Bremsausgleichsblech, umfassend: ein Metallsubstrat; zwei Elastomerschichten, die auf entgegengesetzten Flächen des Metallsubstrats abgeschieden sind; eine Klebstoffschicht, die auf einer Fläche einer von einer ersten der zwei Elastomerschichten abgeschieden ist; und eine Schicht einer langlebigen reibungsarmen Beschichtung (DLFC), die auf einer Fläche von einer zweiten der zwei Elastomerschichten abgeschieden ist, wobei die DLFC-Schicht Folgendes umfasst: ein Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%; einen Füllstoff in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 15 Gew.-%, wobei das Bindemittel und der Füllstoff in flüssiger Form gemischt werden; und ein oder mehrere Additive in einem Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bis weniger als 5 Gew.-%, wobei das eine oder die mehreren Additive mit einem flüssigen Gemisch aus dem Bindemittel und dem Füllstoff in flüssiger Form gemischt werden und das Gemisch aus dem Bindemittel, dem Füllstoff und dem einen oder den mehreren Additiven gehärtet wird, um die DLFC-Schicht zu bilden.
Bremsausgleichsblech nach Anspruch 9, wobei eine Dicke des Metallsubstrats in einem Bereich von etwa 0,350 mm bis etwa 0,400 mm liegt, eine Dicke der Elastomerschicht in einem Bereich von etwa 0,100 mm bis etwa 0,150 mm liegt und eine Dicke der DLFC-Schicht in einem Bereich von etwa 0,010 mm bis etwa 0,025 mm liegt.
Bremsausgleichsblech nach Anspruch 9, wobei das Metallsubstrat Edelstahl, Nickel, Nickel-Aluminium-Legierung, Eisen-Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung oder eine Kombination davon umfasst.
Bremsausgleichsblech nach Anspruch 9, wobei die DLFC-Schicht auf der Elastomerschicht gebildet ist und die DLFC-Schicht und die Elastomerschicht gemeinsam gehärtet werden.
Halteklammer für ein Bremssystem, wobei die Halteklammer Folgendes umfasst: ein Metallsubstrat; eine Elastomerschicht, die auf einer ersten Fläche des Metallsubstrats abgeschieden ist; und zwei Schichten einer langlebigen reibungsarmen Beschichtung (DLFC), wobei eine erste DLFC-Schicht auf einer Fläche der Elastomerschicht abgeschieden ist, eine zweite DLFC-Schicht auf einer zweiten Fläche des Metallsubstrats abgeschieden ist, und die erste und die zweite DLFC-Schicht Folgendes umfassen: ein Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%; einen Füllstoff in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 15 Gew.-%, wobei das Bindemittel und der Füllstoff in flüssiger Form gemischt werden; und ein oder mehrere Additive in einem Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bis weniger als 5 Gew.-%, wobei das eine oder die mehreren Additive mit einem flüssigen Gemisch aus dem Bindemittel und dem Füllstoff in flüssiger Form gemischt werden und das Gemisch aus dem Bindemittel, dem Füllstoff und dem einen oder den mehreren Additiven gehärtet wird, um die erste und die zweite DLFC-Schicht zu bilden.
Halteklammer nach Anspruch 13, wobei die erste DLFC-Schicht auf der Fläche der Elastomerschicht gebildet ist, und die erste DLFC-Schicht und die Elastomerschicht zusammen gehärtet, zugeschnitten und auf die erste Fläche des Metallsubstrats geprägt werden.
Halteklammer nach Anspruch 13, wobei die gehärtete zweite DLFC-Schicht zugeschnitten und auf die zweite Fläche des Metallsubstrats geprägt wird.
Halteklammer nach Anspruch 13, wobei das Metallsubstrat Edelstahl, Nickel, Nickel-Aluminium-Legierung, Eisen-Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer langlebigen reibungsarmen Beschichtung (DLFC) für ein Bremssystem, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Mischen eines Bindemittels und eines Füllstoffs in flüssiger Form, um ein erstes Gemisch zu bilden; Mischen des ersten Gemischs und eines Additivs in flüssiger Form, um ein zweites Gemisch zu bilden, wobei in dem zweiten Gemisch das Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%, der Füllstoff in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 15 Gew.-% und das Additiv in einem Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bis weniger als 5 Gew.-% vorliegt; Aufwalzen des zweiten Gemischs auf ein Bandmaterial, um eine DLFC-Schicht zu bilden; und Härten der DLFC-Schicht durch Wärmebehandlung.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Mischen des Bindemittels und des Füllstoffs in flüssiger Form, um das erste Gemisch zu bilden, umfasst: Mischen von Phenoxy, Polyurethan, Melaminformaldehyd, Bisphenol-A-Epoxy, Harnstoff-Formaldehyd, Acrylatcopolymer oder einer Kombination davon mit Siliciumcarbid, (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Nano-Siliciumdioxid, Polytetrafluorethylen (PTFE), Graphen, Molybdändisulfid (MoS₂), Titandioxid (TiO₂) oder einer Kombination davon in einem Lösungsmittel auf Wasserbasis; und das Mischen des ersten Gemischs und des Additivs in flüssiger Form, um das zweite Gemisch zu bilden, umfasst: Mischen des ersten Gemischs mit einem Antischaummittel, einem Benetzungsmittel, einem Dispergiermittel, einem Emulgator, einem Pigment, einem Oberflächenmodifikator, einem Haftvermittler oder einer Kombination davon.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend: Aufwalzen des zweiten Gemischs auf eine ungehärtete Elastomerschicht; und gemeinsames Härten der DLFC-Schicht und der Elastomerschicht durch Wärmebehandlung, wobei eine Dicke der DLFC-Schicht in einem Bereich von etwa 0,010 mm bis etwa 0,025 mm liegt und eine Dicke der Elastomerschicht in einem Bereich von etwa 0,100 mm bis etwa 0,150 mm liegt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Härten der DLFC-Schicht durch Wärmebehandlung Folgendes umfasst: Aufbringen von erwärmter Luft, direkter Wärme oder Infrarotwärme auf die DLFC-Schicht.