DE112021002553T5

DE112021002553T5 - Dauerhafte Beschichtung mit hoher Reibung (DHFC) für Bremsanwendungen

Info

Publication number: DE112021002553T5
Application number: DE112021002553.8T
Authority: DE
Inventors: Abdul-Hafiz Afaneh; Francesco MANCINA; Abed HASHEMINASAB
Original assignee: Wolverine Advanced Materials LLC
Current assignee: Wolverine Advanced Materials LLC
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2021-02-01
Publication date: 2023-04-20
Also published as: WO2021221746A1; CN115397791A; US20230116712A1

Abstract

Beschrieben werden Technologien für eine dauerhafte Beschichtung mit hoher Reibung (DHFC), die durch Mischen eines Bindemittels, eines Füllstoffs und eines oder mehrerer Additive in flüssiger Form, Aufbringen der flüssigen Mischung auf ein Bandmaterial (Metallsubstrat) und Härten zum anschließenden Schneiden und/oder Stanzen hergestellt werden kann. Das Metallsubstrat mit der (den) gehärteten DHFC-Schicht(en) kann zu Bremsausgleichsblechen zugeschnitten werden. Bindemittel auf Wasserbasis können für umweltfreundliche Chemikalien verwendet werden. In einigen Beispielen kann/können das/die Bindemittel in der DHFC in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%, der/die Füllstoff(e) in einem Bereich von mindestens 5 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-% mit einem elastomeren Polymer in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 8 Gew.-% und einem Rheologiemodifizierungsmittel in einem Bereich von mindestens 0,5 Gew.-% bis weniger als 2 Gew.-% liegen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der am 30. April 2020 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 63/017,696. 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.
Beschichtungen mit hoher Reibung sorgen für eine verbesserte Kopplung zwischen beweglichen Teilen einer Maschine. 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.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einigen Beispielen wird eine dauerhafte Beschichtung mit hoher Reibung (Durable High Friction Coating, DHFC) für ein Bremssystem beschrieben. Die DHFC kann ein oder mehrere Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%, ein oder mehrere Füllstoffe in einem Bereich von mindestens 5 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-%, ein elastomeres Polymer in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 8 Gew.-% und ein oder mehrere Additive in einem Bereich von mindestens 0,5 Gew.-% bis weniger als 2 Gew.-% enthalten, wobei das/der eine oder die mehreren Bindemittel, Füllstoffe, Additive sowie das elastomere Polymer in flüssiger Form gemischt und zu einer DHFC-Schicht gehärtet werden.
Gemäß anderen Beispielen können das eine oder die mehreren 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 eine oder die mehreren Füllstoffe können Siliciumcarbid (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Titandioxid (TiO₂) oder eine Kombination davon enthalten. Das eine oder die mehreren Additive können ein Rheologiemodifizierungsmittel, ein Antischaummittel, einen Weichmacher, ein Pigment, einen Haftvermittler oder eine Kombination davon enthalten. Eine Dicke der DHFC-Schicht kann in einem Bereich von etwa 0,020 mm bis etwa 0,060 mm liegen. Die DHFC-Schicht kann auf einer Elastomerschicht gebildet sein, und die DHFC-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. Das elastomere Polymer kann synthetisches Polyisopren, Polybutadien, Polychloropren, Neopren oder eine Kombination davon enthalten.
Gemäß weiteren Beispielen kann ein Bremsausgleichsblech ein Metallsubstrat; eine erste Schicht einer dauerhaften Beschichtung mit hoher Reibung (DHFC), die auf einer ersten Oberfläche des Metallsubstrats abgelagert ist; und eine zweite DHFC-Schicht oder eine Klebstoffschicht, die auf einer zweiten Oberfläche des Metallsubstrats gegenüber der ersten Oberfläche abgelagert ist, enthalten. Die erste und die zweite DHFC-Schicht können ein oder mehrere Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%, ein oder mehrere Füllstoffe in einem Bereich von mindestens 5 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-%, ein elastomeres Polymer in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 8 Gew.-% und ein oder mehrere Additive in einem Bereich von mindestens 0,5 Gew.-% bis weniger als 2 Gew.-% enthalten, wobei das/der eine oder die mehreren Bindemittel, Füllstoffe, Additive sowie das elastomere Polymer in flüssiger Form gemischt und zu einer DHFC-Schicht gehärtet werden.
Gemäß einigen Beispielen kann eine Dicke des Metallsubstrats in einem Bereich von etwa 0,350 mm bis etwa 0,400 mm liegen, und eine Dicke der DHFC-Schicht kann in einem Bereich von etwa 0,020 mm bis etwa 0,060 mm liegen. Das Metallsubstrat kann Edelstahl, Nickel, Nickel-Aluminium-Legierung, Eisen-Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung oder eine Kombination davon enthalten. Das Bremsausgleichsblech kann auch eine Elastomerschicht enthalten, die vor dem Ablagern der ersten oder der zweiten DHFC-Schicht auf der ersten oder der zweiten Oberfläche abgelagert wird, wobei die erste oder die zweite DHFC-Schicht auf der Elastomerschicht abgelagert wird. Die erste oder zweite DHFC-Schicht und die Elastomerschicht können gemeinsam gehärtet werden. Das Metallsubstrat und die gehärtete erste oder zweite DHFC-Schicht können zur Bildung des Bremsausgleichsblechs zugeschnitten werden. Das eine oder die mehreren Bindemittel können 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 eine oder die mehreren Füllstoffe können Siliciumcarbid (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Titandioxid (TiO₂) oder eine Kombination davon enthalten.
Gemäß anderen Beispielen wird ein Verfahren zur Herstellung einer dauerhaften Beschichtung mit hoher Reibung (DHFC) für ein Bremssystem beschrieben. Das Verfahren kann ein Mischen eines Bindemittels, eines Füllstoffs, eines elastomeren Polymers und eines Additivs in flüssiger Form zum Bilden einer Mischung, wobei das Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%, der Füllstoff in einem Bereich von mindestens 5 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-%, das elastomere Polymer in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 8 Gew.-% und das Additiv in einem Bereich von mindestens 0,5 Gew.-% bis weniger als 2 Gew.-% in der Mischung vorliegt; ein Aufbringen der Mischung auf ein Bandmaterial zum Bilden einer DHFC-Schicht; und ein Härten der DHFC-Schicht auf dem Bandmaterial durch eine Wärmebehandlung beinhalten.
Gemäß weiteren Beispielen kann das Mischen des Bindemittels, des Füllstoffs, des elastomeren Polymers und des Additivs in flüssiger Form das Mischen von Phenoxy, Polyurethan, Melaminformaldehyd, Bisphenol-A-Epoxy, Harnstoff-Formaldehyd, Acrylatcopolymer oder einer Kombination davon; Siliziumkarbid, (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Titandioxid (TiO₂), oder einer Kombination davon; des elastomeren Polymers; und in einer Mischung auf Wasserbasis; und eines Rheologiemodifizierungsmittels, eines Antischaummittels, eines Weichmachers, eines Pigments, eines Haftvermittlers, oder einer Kombination davon in einem Medium auf Wasserbasis enthalten. Das Aufbringen der Mischung auf das Bandmaterial zur Bildung der DHFC-Schicht kann das Aufbringen der Mischung auf das Bandmaterial mittels einer Klinge oder das Walzen der Mischung auf das Bandmaterial mittels einer oder mehrerer Walzen umfassen. Das Härten der DHFC-Schicht durch Wärmebehandlung kann ein Aufbringen von erwärmter Luft, direkter Wärme oder Infrarotwärme auf die DHFC-Schicht enthalten.
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;
2 ein beispielhaftes Bremsausgleichsblech mit einer Klebstoffschicht auf einer Oberfläche und einer Schicht einer dauerhaften Beschichtung mit hoher Reibung (DHFC) auf einer gegenüberliegenden Oberfläche veranschaulicht;
3 ein beispielhaftes Bremsausgleichsblech mit Schichten einer dauerhaften Beschichtung mit hoher Reibung (DHFC) auf gegenüberliegenden Oberflächen veranschaulicht;
4A und 4B zwei beispielhafte Systeme zur Herstellung von beispielhafter DHFC veranschaulichen;
5 beispielhafte Ergebnisse von Bremsbetätigungstests auf einer DHFC-behandelten Oberfläche eines Ausgleichsblechs nach 30.000 simulierten Bremsvorgängen veranschaulicht;
6 beispielhafte Ergebnisse von Taber-Abriebtests an DHFC-behandelten Oberflächen von Bremsausgleichsblechen veranschaulicht;
7A und 7B Diagramme sind, die maximale Drehmoment- und Druckleistungen eines beispielhaften DHFC-Materials für Vorwärtsbremsungen und Rückwärtsbremsungen veranschaulichen; und
8 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zur Herstellung einer beispielhaften DHFC 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 dauerhafte Beschichtungen mit hoher Reibung (DHFCs) für Bremsanwendungen, beschichtete Bremsscheibenteile und Verfahren zur Herstellung von DHFCs.
Kurz gesagt kann eine dauerhafte Beschichtung mit hoher Reibung (DHFC) durch Mischen eines Bindemittels, eines Füllstoffs und eines oder mehrerer Additive in flüssiger Form, Aufbringen der flüssigen Mischung auf ein Bandmaterial (Metallsubstrat) und Härten zum nachfolgenden Schneiden und Stanzen hergestellt werden. Das Metallsubstrat mit der (den) gehärteten DHFC-Schicht(en) kann zu Bremsausgleichsblechen zugeschnitten werden. Bindemittel auf Wasserbasis können für umweltfreundliche Chemikalien verwendet werden. In einigen Beispielen kann/können das/ die Bindemittel in der DHFC in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-% und der/die Füllstoff(e) in einem Bereich von mindestens 5 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-% mit einem elastomeren Polymer in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 8 Gew.-% und einem Rheologiemodifizierungsmittel in einem Bereich von mindestens 0,5 Gew.-% bis weniger als 2 Gew.-% liegen.
Eine DHFC-Schicht gemäß Beispielen kann sowohl auf Elastomer- als auch Metallschichten (Substrat) aufgebracht werden. Die DHFC ist dauerhaft genug, um in den Bremsendämpfungsblechen (Ausgleichsblechen) in Kraftfahrzeugbremssystemen eingesetzt zu werden, und weist einen hohen 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 Klingenschnitt- oder Walz-/Band-Beschichtungsverfahren anwendbar sein. Ein flüssiges DHFC-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.
Zur Herstellung von Ausgleichsblechen sind elastomere (kautschuk-)beschichtete Materialien (RCM) verwendet worden. Diese Teile reduzieren oder eliminieren die Geräusche und Vibrationseigenschaften des Bremssystems einiger Fahrzeuge. Die auf Nitrilkautschuk (NBR) beschichtete DHFC bietet einen Kopplungseffekt zwischen dem Bremsbelag und dem Bremssattel und kann die Vibration des Bremsbelags durch Energiedissipation und/oder Änderung der Systemeigenwerte reduzieren. Die Kompatibilität mit Kautschuk führt zur Bildung einer dauerhaften Elastomerbeschichtung mit hoher Reibung (Durable High Friction Elastomer Coating, DHFEC). Eine beispielgemäße Beschichtung kann bei Bremsendämpfungsblechen (Ausgleichsblechen) eingesetzt werden, bei denen Bremskolben und Sattelfinger der maximalen Krafteinwirkung ausgesetzt sind. Dementsprechend weist die Beschichtung einen hohen Reibungskoeffizienten (COF) und eine ausreichende Dauerhaftigkeit auf, um eine Kopplung zwischen Bremsbelägen und Bremssattel zu erzeugen. Bei der beispielhaften Beschichtung handelt es sich um ein einteiliges System, im Gegensatz zu zwei- oder mehrteiligen Systemen, was zu einer guten Lagerungsfähigkeit (z. B. 6-8 Monate) im Vergleich zu der lediglich Stunden betragenden Lagerungsfähigkeit von mehrteiligen Systemen nach dem Mischen. Die älteren Versionen (beinahe 3 Std.). Durch die Anpassung der Arten und Volumenverhältnisse der Bindemittel und Füllstoffe kann der COF bei unterschiedlichen Bremssystemen nach Bedarf eingestellt werden.
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 Walzen- oder Klingenbeschichtungsprozesse kann die Nass- und Trockenfilmdicke leicht gesteuert werden. Aufgrund des Endprodukts mit gehärteter Schicht können Ausgleichsbleche mit der gehärteten DHFC-Schicht ausgebildet oder ohne weitere Nachbehandlung leicht aus dem DHFC-beschichteten Material gestanzt 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 Beschichtung mit hoher Reibung kann auf die Fläche(n) der Ausgleichsbleche 104 aufgebracht werden, um Geräusche und Vibrationen, die während des Bremsvorgangs auftreten können, zu reduzieren. Die DHFC kann direkt auf das Metallsubstrat der Ausgleichsbleche 104 aufgebracht werden, oder sie kann auf eine Elastomerschicht aufgebracht werden, die auf das Metallsubstrat der Ausgleichsbleche 104 aufgebracht wird. Die DHFC 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 DHFC kann in flüssiger Form ausgebildet sein, als Schicht direkt auf dem Substrat des Ausgleichsblechs gehärtet oder gehärtet und auf das Substrat gestanzt werden. Die DHFC-Schicht schafft durch ihren hohen COF und ihre hohe Haltbarkeit eine Kopplung zwischen Bremsbelägen und Sattel.
2 veranschaulicht ein beispielhaftes Bremsausgleichsblech mit einer Klebstoffschicht auf einer Oberfläche und einer Schicht einer dauerhaften Beschichtung mit hoher Reibung (DHFC) auf einer gegenüberliegenden Oberfläche, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Wie in Diagramm 200 gezeigt, kann eine Oberfläche des Bremsausgleichsblechs 202 mit einer DHFC-Schicht beschichtet sein. In einigen Beispielen kann das Ausgleichsblech durch Beschichten einer Metallsubstratschicht 208 mit einer DHFC-Schicht 206 und Härten der DHFC-Schicht gebildet werden. Eine gegenüberliegende Oberfläche der Metallsubstratschicht 208 kann mit einer Klebstoffschicht 210 beschichtet sein, um das Ausgleichsblech an der Bremsbaugruppe (z. B. dem Bremsbelag) zu befestigen. Somit kann der Querschnitt 204 des Ausgleichsblechs 202 die DHFC-Schicht 206, die Metallsubstratschicht 208 und die Klebstoffschicht 210 beinhalten.
3 veranschaulicht ein weiteres beispielhaftes Bremsausgleichsblech mit Schichten einer dauerhaften Beschichtung mit hoher Reibung (DHFC) auf gegenüberliegenden Oberflächen, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Wie in Diagramm 300 gezeigt, können beide Oberflächen des Bremsausgleichsblechs 302 ebenfalls mit einer DHFC-Schicht beschichtet sein. In einigen Beispielen kann das Ausgleichsblech durch Beschichten einer Metallsubstratschicht 308 mit einer DHFC-Schicht 306 auf gegenüberliegenden Oberflächen und Härten der DHFC-Schichten 306 gebildet werden. Somit kann der Querschnitt 304 des Ausgleichsblechs 302 die DHFC-Schicht 306, die Metallsubstratschicht 308 und die zweite Klebstoffschicht 306 beinhalten.
Das Metallsubstrat kann Edelstahl, Nickel, Nickel-Aluminium-Legierung, Eisen-Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung oder ähnliche Metallmaterialien umfassen. In einigen Beispielen kann/können die DHFC-Schicht(en) auch auf Elastomer abgelagert werden. Die auf Elastomer beschichtete DHFC kann einen Kopplungseffekt zwischen dem Bremsbelag und dem Bremssattel bieten und die Vibration des Bremsbelags durch Energiedissipation und/oder Änderung der Systemeigenwerte reduzieren. Die Kompatibilität mit Kautschuk führt zur Bildung einer dauerhaften Elastomerbeschichtung mit hoher Reibung (DHFEC). Das Elastomer kann ein Polymer mit Viskoelastizität (d. h. sowohl Viskosität als auch Elastizität) und schwachen intermolekularen Kräften beinhalten. Beispiele für Elastomere, die in den Elastomerschichten eingesetzt werden können, können synthetisches Polyisopren, Polybutadien, Chloroprenkautschuk, Polychloropren, Neopren, Butylkautschuk (Copolymer aus Isobutylen und Isopren), halogenierte Butylkautschuke (Chlorobutylkautschuk, Brombutylkautschuk), Styrol-Butadien-Kautschuk Nitrilkautschuk (NBR) und/oder hydrierte Nitrilkautschuke beinhalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die DHFC kann aus einem oder mehreren Bindemitteln in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%, einem oder mehreren Füllstoffen in einem Bereich von mindestens 5 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.%, einem elastomeren Polymer in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 8 Gew.-% und einem Rheologiemodifizierungsmittel in einem Bereich von mindestens 0,5 Gew.-% bis weniger als 2 Gew.-% bestehen.
Gemäß einigen Beispielen kann/können das/die Bindemittel in der DHFC-Schicht 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/sind aber nicht darauf beschränkt. Der/die Füllstoff(e) kann/können Siliciumcarbid (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Titandioxid (TiO₂) oder eine Kombination davon enthalten, ist/sind aber nicht darauf beschränkt. Die Additive in der DHFC-Schicht (außer dem elastomeren Polymer) können Antischaummittel, Weichmacher, Pigmente, Rheologiemodifizierungsmittel, Haftvermittler (z. B. Silane, Titanate usw.) und/oder Kombinationen davon enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Es ist anzumerken, dass die DHFC-Schichten durch Kombinieren von einem oder mehreren der oben aufgeführten Bindemittel, Füllstoffe und Additive oder ähnlichen Materialien hergestellt werden können. 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 DHFC-Schicht 202 in einem Bereich von etwa 0,020 mm bis etwa 0,60 mm liegen, und eine Dicke des Metallsubstrats kann in einem Bereich von etwa 0,350 mm bis etwa 0,400 mm liegen. Wie vorstehend beschrieben, kann das beschichtete Metallsubstrat als Ausgleichsblech verwendet werden, wobei das Ausgleichsblech aus dem Metallsubstrat und der/den auf das Metallsubstrat gestanzten DHFC-(oder DHFEC)-Schicht(en) gebildet werden kann. Alternativ kann/können die DHFC- (oder DHFEC)-Schicht(en) auf das Metallsubstrat aufgebracht und dort gehärtet werden, woraufhin dieses zu Ausgleichsblechen zugeschnitten werden kann.
4A und 4B veranschaulichen zwei beispielhafte Systeme zur Herstellung einer beispielhaften DHFC, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
Wie in Diagramm 400A gezeigt, kann ein beispielhaftes System einen Mischer 404 zum Mischen des/der Bindemittel(s), des/der Füllstoff(e), der Additive und Lösungsmittel 402, eine Pumpe 408, zur Abgabe der flüssigen Mischung (HF-Beschichtung 412) an den Beschichtungskasten 410, eine Klinge 418 zum Schneiden der zähflüssigen flüssigen Mischung beim Fließen auf ein umlaufendes Bandmaterial 414 beinhalten, und die Mischung wird als Schicht 420 auf dem Bandmaterial 414 gehärtet, wobei das beschichtete Bandmaterial 416 entsteht. Die Klinge 418 kann dickere DHFC-Schichten ermöglichen.
Wie in Diagramm 400B gezeigt, kann ein beispielhaftes System einen Mischer 404 zum Mischen des/der Bindemittel(s), des/der Füllstoff(e), der Additive und Lösungsmittel 402, eine Pumpe 408, zur Abgabe der flüssigen Mischung auf die Walzen 424, einen Spalt 422 zum Auffangen der flüssigen Mischung (HF-Beschichtung 412) und zur Abgabe an die Walzen 412, die ein umlaufendes Bandmaterial 414 mit der HF-Beschichtung 412 beschichten, beinhalten, und die Mischung wird als Schicht 420 auf dem Bandmaterial 414 gehärtet, wobei das beschichtete Bandmaterial 416 entsteht.
Eine beispielgemäße DHFC (oder DHFEC) ist ein einteiliges System, das leicht zu mischen und mit NBR und den meisten Elastomersubstraten und Metalloberflächen kompatibel ist. Das System ist ein duroplastisches System, das eine einfache (und kostengünstige) Herstellung in Bezug auf den Härtungsprozess ermöglicht. Das System ist für die Walzen- und Klingenbeschichtung anwendbar. Während des Herstellungsprozesses können Nass- und Trockenfilmdicken bis zu 50 Mikrometer leicht gesteuert werden. Bauteile aus DHFECbeschichteten Materialien tragen dazu bei, Schwingungen im Bremssystem durch Erhöhung der Kopplung zwischen Bremsbelägen und Bremssattel zu reduzieren.
In einer beispielhaften Operation können ein oder mehrere Bindemittel, beispielsweise Phenoxy (in trockener Form oder wässriger Lösung) Polyurethan (in trockener Form oder wässriger Lösung), Melaminformaldehyd, Bisphenol-A-Epoxy, Harnstoff-Formaldehyd, Acrylatcopolymer, und/oder Kombinationen davon; ein oder mehrere Füllstoffe, beispielsweise, Siliziumkarbid, (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Nano-Silicium, Titandioxid (TiO₂), und/oder Kombinationen davon; ein Elastomerpolymer; und Additive, wie Rheologiemodifizierungsmittel, Antischaummittel, Pigmente, Weichmacher, Haftvermittler (z. B. Silane, Titanate, usw.) und/oder Kombinationen davon, in Mischer 404 gemischt werden. Wie oben erwähnt, können auch Kombinationen mehrerer Materialien, wie zwei Bindemittel und drei Füllstoffe, ein Bindemittel und zwei Füllstoffe usw., gemischt werden. Die fertige Mischung kann durch eine Pumpe 408 den Walzen 424 oder dem Beschichtungskasten 410 zugeführt werden, die die Mischung als eine Schicht auf das Bandmaterial 414 aufbringen können. Die DHFEC-Schicht kann durch Wärmebehandlung, wie etwa Heißluft, Infrarotlicht, Konvektionserwärmung oder andere thermische Mechanismen, gehärtet werden.
Das Bandmaterial 414 kann ein Metallsubstrat sein, das das Metall des Ausgleichsblechs bildet. Somit kann die gehärtete DHFEC-Schicht auf dem Metallsubstrat zur Bildung eines Ausgleichsblechs zugeschnitten werden. In einigen Beispielen können DHFEC-Schichten auf beide Oberflächen des Metallsubstrats aufgebracht werden. In anderen Beispielen kann die DHFEC-Schicht auf eine Oberfläche und eine Klebstoffschicht (nach dem Härten) auf die andere Oberfläche des Metallsubstrats aufgebracht werden.
5 veranschaulicht beispielhafte Ergebnisse von Bremsbetätigungstests auf einer DHFC-behandelten Oberfläche eines Ausgleichsblechs nach 30.000 simulierten Bremsvorgängen, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
Das Diagramm 500 zeigt ein Bild einer DFHC-behandelten Oberfläche eines Ausgleichsblechs 502 mit zwei Bereichen, einem Nicht-Kolbenkontaktbereich 504 und einem hervorgehobenen Kolbenkontaktbereich 506. Das Diagramm 500 beinhaltet auch Vergrößerungen des Nicht-Kolbenkontaktbereichs 504 und des Kolbenkontaktbereichs 506. Wie das Bild des Nicht-Kolbenkontaktbereichs 504 zeigt, beträgt die Dicke der DHFC-Schicht ohne Kolbenabrieb 33,93 Mikrometer. Im Kolbenkontaktbereich 506 nimmt die Dicke der DHFC-Schicht nach 30.000 Bremsvorgängen auf 14,5 Mikrometer ab.
6 veranschaulicht beispielhafte Ergebnisse von Taber-Abriebtests an DHFC-behandelten Oberflächen von Bremsausgleichsblechen veranschaulicht, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
Das Diagramm 600 beinhaltet Bilder einer Testscheibe, nachdem nach einer Anzahl von Testzyklen ein Verbindungsversagen festgestellt wurde. Das Bild 602 beinhaltet eine Testscheibe aus einem herkömmlichen Reibschichtmaterial, bei der nach 237 Testzyklen ein Verbindungsversagen auftrat. Das Bild 604 beinhaltet eine Testscheibe mit beispielgemäßem DHFC-Material, bei der nach 1350 Testzyklen ein Verbindungsversagen auftrat. Das Bild 606 beinhaltet eine Testscheibe mit beispielgemäßem DHFEC-Material (Material mit hoher Reibung und Elastomer), bei der nach 2900 Testzyklen ein Verbindungsversagen auftrat.
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.
Bild 608 zeigt ein Bremsausgleichsblech, das mit dem gleichen Material wie in Bild 602 behandelt wurde, vor (unten) und nach (oben) den Testzyklen. Das Material versagt in den Tests, deren Durchführung in den Bildern 602, 608 dargestellt werden, da der Kolben die Gummiunterschicht erreicht hat, wie im eingekreisten Bereich 609 gezeigt. Bild 610 zeigt ein Bremsausgleichsblech, das mit dem gleichen dauerhaften Material wie in Bild 606 behandelt wurde, vor (unten) und nach (oben) den Testzyklen. Das Material besteht die Tests, deren Durchführung in den Bildern 606, 61 dargestellt werden, da der Kolben die Gummiunterschicht nicht erreicht hat und nach dem Kolbenkontakt Füllstoffglanz beobachtet wurde.
7A und 7B Diagramme sind, die maximale Drehmoment- und Druckleistungen eines beispielhaften DHFC-Materials für Vorwärtsbremsungen und Rückwärtsbremsungen veranschaulichen, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
Das Diagramm 700A beinhaltet eine Grafik, bei der die vertikale Achse 702 Drehmomentwerte in Nm darstellt, die vertikale Achse 703 Druckwerte in MPa darstellt und die horizontale Achse 708 die Anzahl der in den Tests verwendeten Bremsvorgänge darstellt. Die Kurve 704 stellt ein maximales Drehmoment für ein beispielgemäßes DHFEC-Material (das gleiche Material wie in 6) und die Kurve 706 einen maximalen Druck für das beispielgemäße DHFEC-Material dar. Wie das Diagramm zeigt, sind die maximalen Drehmoment- und Druckwerte für bis zu 30.000 Vorwärtsbremsungen relativ stabil.
Das Diagramm 700B beinhaltet eine Grafik, bei der die vertikale Achse 712 Drehmomentwerte in Nm darstellt, die vertikale Achse 713 Druckwerte in MPa darstellt und die horizontale Achse 718 die Anzahl der in den Tests verwendeten Bremsvorgänge darstellt. Die Kurve 714 stellt ein maximales Drehmoment für ein beispielgemäßes DHFEC-Material (das gleiche Material wie in 6) und die Kurve 716 einen maximalen Druck für das beispielgemäße DHFEC-Material dar. Wie das Diagramm zeigt, sind die maximalen Drehmoment- und Druckwerte für bis zu 30.000 Rückwärtsbremsungen relativ stabil.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer beispielhaften DHFC veranschaulicht, angeordnet gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
Das beschriebene Verfahren 800 kann Block 802, „BINDEMITTEL, FÜLLSTOFF UND ADDITIV(E) IN FLÜSSIGER FORM MISCHEN“, Block 804, „MISCHUNG IN BESCHICHTUNGSKASTEN PUMPEN“, Block 806, „MISCHUNG UNTER SCHNEIDEN MIT KLINGE AUF BANDMATERIAL AUFBRINGEN“, Block 808, „MISCHUNG AUF SUBSTRAT DES AUSLGLEICHSBLECHS ZU DHFC-SCHICHT HÄRTEN“ und optional Block 810 „DHFC-BESCHICHTETES AUSGLEICHSBLECH ZUSCHNEIDEN“ beinhalten. Bei Block 802 kann ein Bindemittel wie Phenoxy, Polyurethan, Melaminformaldehyd, Bisphenol-A-Epoxy, Harnstoff-Formaldehyd oder Acrylatcopolymer und ein Füllstoff wie Siliciumcarbid (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN) oder Titandioxid (TiO₂) mit einem Additiv wie einem Antischaummittel, einem Emulsifikator, einem Pigment, einem Rheologiemodifizierungsmittel oder einem Haftvermittler in flüssiger Form mit einem Lösungsmittel gemischt werden.
Die flüssige Mischung aus Block 802 kann bei Block 804 in einen Beschichtungskasten gepumpt werden, und die viskose Mischung kann bei Block 806 durch eine Schneidklinge auf ein Bandmaterial (Metallsubstrat für das Ausgleichsblech) aufgebracht werden. Die Klinge kann eine dickere Beschichtung ermöglichen. Bei Block 808 kann die DHFEC-Schicht auf dem Substrat des Ausgleichsblechs durch einen duroplastischen Prozess gehärtet werden, und die DHFC-beschichteten Substrate können bei dem optionalen Block 810 zur Bildung der Ausgleichsbleche zugeschnitten werden. Im Falle von Kombinationen aus einer Elastomer- und einer DHFC-Schicht können die Elastomerschicht und die DHFC-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 hohen Reibungskoeffizienten, eine hohe Haltbarkeit und eine einfache Herstellung aufweisen.
Beispiel 1
Eine wässrige Lösung von Phenoxy zu 80 Gew.-% wird mit SiC-Füllstoff zu 5 Gew.-% und Bornitrid (BN)-Füllstoff zu 10 Gew.-% gemischt. Die flüssige Mischung wird mit einem elastomeren Polymer zu 4 Gew.-% und einem Rheologiemodifizierungsmittel zu 0,5 Gew.-% und einem Silanzusatz zu 0,5 Gew.-% gemischt. Die noch flüssige Mischung wird als eine Schicht mit einer Dicke von 0,025 mm auf ein Edelstahlsubstrat mit einer Dicke von 0,400 mm aufgewalzt. Die DHFC-Schicht wird bei 400 °C gehärtet. Anschließend wird auf die gegenüberliegende Oberfläche des Edelstahlsubstrats eine Klebstoffschicht von 0,12 mm Dicke aufgebracht. 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 die Mischung weiter mit einem Antischaummittel und einem Rheologiemodifizierungsmittel gemischt. Die viskose flüssige Mischung wird auf ein Bandsubstrat aufgebracht und mit einer Klinge geschnitten. Anschließend werden die zugeschnittenen Teile unter Infrarotlicht zu einer 0,016 mm dicken DHFC-Schicht gehärtet.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht einschränkt, 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.

Claims

Dauerhafte Beschichtung mit hoher Reibung (DHFC) für ein Bremssystem, wobei die DHFC Folgendes umfasst: ein oder mehrere Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%; ein oder mehrere Füllstoffe in einem Bereich von mindestens 5 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-%; ein elastomeres Polymer in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 8 Gew.-%, und ein oder mehrere Additive in einem Bereich von mindestens 0,5 Gew.-% bis weniger als 2 Gew.-%, wobei das eine oder die mehreren Bindemittel, der eine oder die mehreren Füllstoffe, das eine oder die mehreren Additive und das elastomere Polymer in flüssiger Form gemischt und zu einer Schicht aus DHFC gehärtet werden.
DHFC nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren Bindemittel Phenoxy in trockener Form, Phenoxy in wässriger Lösung, Polyurethan in trockener Form, Polyurethan in wässriger Lösung, Melaminformaldehyd, Bisphenol-A-Epoxy, Hamstoff-Formaldehyd, Acrylatcopolymer oder eine Kombination davon umfassen.
DHFC nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Füllstoffe Siliciumcarbid (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Titandioxid (TiO₂) oder eine Kombination davon umfassen.
DHFC nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren Additive ein Rheologiemodifizierungsmittel, ein Antischaummittel, einen Weichmacher, ein Pigment, einen Haftvermittler oder eine Kombination davon umfassen.
DHFC nach Anspruch 1, wobei eine Dicke der DHFC-Schicht in einem Bereich von etwa 0,020 mm bis etwa 0,060 mm liegt.
DHFC nach Anspruch 1, wobei die DHFC-Schicht auf einer Elastomerschicht gebildet ist und die DHFC-Schicht und die Elastomerschicht gemeinsam gehärtet werden.
DHFC 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.
DHFC nach Anspruch 1, wobei das elastomere Polymer synthetisches Polyisopren, Polybutadien, Polychloropren, Neopren oder eine Kombination davon umfasst.
Bremsausgleichsblech, umfassend: ein Metallsubstrat; eine erste dauerhafte Beschichtung mit hoher Reibung (DHFC), die auf einer ersten Oberfläche des Metallsubstrats abgelagert wird; und eine zweite DHFC-Schicht oder eine Klebstoffschicht, die auf einer zweiten Oberfläche des Metallsubstrats gegenüber der ersten Oberfläche abgelagert wird, wobei die erste und die zweite DHFC-Schicht Folgendes umfassen: ein oder mehrere Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%; ein oder mehrere Füllstoffe in einem Bereich von mindestens 5 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-%; ein elastomeres Polymer in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 8 Gew.-%; und ein oder mehrere Additive in einem Bereich von mindestens 0,5 Gew.-% bis weniger als 2 Gew.-%, wobei das eine oder die mehreren Bindemittel, der eine oder die mehreren Füllstoffe, das eine oder die mehreren Additive und das elastomere Polymer in flüssiger Form gemischt und zu einer Schicht aus DHFC gehärtet werden.
Bremsausgleichsblech nach Anspruch 9, wobei eine Dicke des Metallsubstrats in einem Bereich von etwa 0,350 mm bis etwa 0,400 mm liegt und eine Dicke der DHFC-Schicht in einem Bereich von etwa 0,020 mm bis etwa 0,060 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, ferner umfassend: eine Elastomerschicht, die vor dem Ablagern der ersten oder der zweiten DHFC-Schicht auf der ersten oder der zweiten Oberfläche abgelagert wird, wobei die erste oder die zweite DHFC-Schicht auf der Elastomerschicht abgelagert wird.
Bremsausgleichsblech nach Anspruch 12, wobei die erste oder die zweite DHFC-Schicht und die Elastomerschicht zusammen gehärtet werden.
Bremsausgleichsblech nach Anspruch 9, wobei das Metallsubstrat und die gehärtete erste oder zweite DHFC-Schicht zur Bildung des Bremsausgleichsblech zugeschnitten werden.
Bremsausgleichsblech nach Anspruch 9, wobei das eine oder die mehreren 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 umfassen.
Bremsausgleichsblech nach Anspruch 9, wobei der eine oder die mehreren Füllstoffe Siliciumcarbid (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Titandioxid (TiO₂) oder eine Kombination davon umfassen.
Verfahren zur Herstellung einer dauerhaften Beschichtung mit hoher Reibung (DHFC) für ein Bremssystem, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Mischen eines Bindemittels, eines Füllstoffs, eines elastomeren Polymers und eines Additivs in flüssiger Form, um eine Mischung zu bilden, wobei das Bindemittel in einem Bereich von mindestens 70 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%, der Füllstoff in einem Bereich von mindestens 5 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-%, das elastomere Polymer in einem Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis weniger als 8 Gew.-% und das Additiv in einem Bereich von mindestens 0,5 Gew.-% bis weniger als 2 Gew.-% in der Mischung vorliegt; Aufbringen der Mischung auf ein Bandmaterial, um eine DHFC-Schicht zu bilden; und Härten der DHFC-Schicht auf dem Bandmaterial durch Wärmebehandlung.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Mischen des Bindemittels, des Füllstoffs, des elastomeren Polymers und des Additivs in flüssiger Form Folgendes umfasst: Mischen von Phenoxy, Polyurethan, Melaminformaldehyd, Bisphenol-A-Epoxy, Harnstoff-Formaldehyd, Acrylatcopolymer oder einer Kombination davon; Siliziumkarbid, (SiC), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bornitrid (BN), Titandioxid (TiO₂), oder einer Kombination davon; des elastomeren Polymers; und in einem Medium auf Wasserbasis; und eines Rheologiemodifizierungsmittels, eines Antischaummittels, eines Weichmachers, eines Pigments, eines Haftvermittlers, oder einer Kombination davon in einem Medium auf Wasserbasis.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Aufbringen der Mischung auf das Bandmaterial, um die DHFC-Schicht zu bilden, Folgendes umfasst: Aufbringen der Mischung auf das Bandmaterial unter Verwendung einer Klinge; oder Aufwalzen der Mischung auf das Bandmaterial unter Verwendung einer oder mehrerer Walzen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Härten der DHFC-Schicht durch Wärmebehandlung Folgendes umfasst: Aufbringen von erwärmter Luft, direkter Wärme oder Infrarotwärme auf die DHFC-Schicht.