DE2025826B2 - Verfahren zur herstellung von reibungselementen fuer bremsen oder kupplungen - Google Patents

Description

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Reibwerkstoff zunächst zu einem blockförmigen, noch nicht die endgültige Form aufweisenden Rohkörper kaltgeprägt wird, danach unter hohem Druck und hoher Temperatur in den Größenordnungen von etwa 250kp/cm- und etwa 200 bis 250° C auf den Träger in die endgültige Form gepreßt und mit diesem zusammen nach dem Preßvorgang zur gleichzeitigen Aushärtung des Reibbelages und der l· . -emasse in einen Wärmeofen gebracht wird. Es haiidelt sich hierbei um ein Preßverfahren, bei welchem der ursprünglich in pulverisierter Form vorliegende kaltgeprägte Reibwerkstoff auf den vorbehandelten Träger aufgebracht und durch Einwirkung hoher Drücke und hoher Temperaturen mit diesem fest verbunden wird. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen zum einen in dem günstigen, für eine Serienfertigung besonders geeigneten Verfahrensablauf und zum anderen in der extrem guten Verbindung zwischen Träger und Belag, welche d\c Bindekräfte des Belages in sich noch übertrifft. Hierbei ist von besonderer Bedeutung, daß nach dem Preßvorgang der Klebevorgang noch nicht abgeschlossen ist; vielmehr wird die Klebeverbindung durch die Anwendung des hohen Druckes und der hohen Wärme durch den in seine endgültige Form fließenden Reibbelag in günstiger Weise vorbereitet, während anschließend im Wärmeofen eine Aushärtung der Klebeverbindung und des Reibwerkstoffs erfolgt, um seine gewünschten Eigenschaften (Härte, Reibwert usw.) zu erhalten.

Diese Vorbehandlung des Trägers ist auch für Scheibenbremsen und Kupplungslamellen vorgesehen, wenn der Träger bereits in der Tablettiermaschine mit dem Reibwerkstoff verbunden wird.

Um eine innige Verbindung des Reibwerkstoffes mit der Trägerplatte zu erreichen, sind einige Vorbehandlungen des Trägers wesentlich. Wenn die Klebemasse auf den aufgerauhten Träger maschinell aufgegossen wird, kann ein außerordentlich guter Verbund des Reibwerkstoffs mit der Trägerplatte erreicht werden.

Es ist zweckmäßig, wenn der blockförmige Rohkörper vor dem Pressen durch Einwirkung von Wärme vorplastiziert wiui.

In vorteilhafter Weise kann für die Herstellung von S«_heibonbremsbelägen oder anderen Reibelementen mit plattenförmigen Trägern der Träger bereits mit der Kaltprägung des blockförmigen Rohkörpers mit diesen verbunden werden.

Es ist erforderlich, daß der Klebstoff in fließfähiger Konsistenz vorliegt. Gegenüber den herkömmlichen Methoden zum Aufbringen des Klebstoffs, z. B. durch Aufsprühen, hat das Aufgießen den Vorteil, daß keine Luftpartikeln mitgenommen und eingeschlossen werden. Es ergibt sich somit ein gleichmäßiger Belag des Klebemittels auf dem Träger, der ohne Lufteinschlüsse ist. Der Verbrauch des Klebemittels ist geringer als bei den bekannten Aufsprühoder Aufwalzverfahren.

In der Zeichnung sind das Aufrauhverfahren und das Gießverfahren schematisch dargestellt. Mit 10 ist insgesamt eine Strahlanlage gekennzeichnet, die unter hohem Druck körnige Partikeln, z. B. Stahlschrot, auf Schleuderräder aufsprüht. Diese sind in schnelle Rotation versetzt, so daß die Partikeln von dort in einem Strahl 11 mit hoher Geschwindigkeit auf die mittels eines Transportbandes daruntergeführten Träger, z.B. Bremsbacken 12, aufgeschleudert werden.

In dem sich daran anschließenden Gießprozeß werden die Träger, z.B. die Bremsbacken 12, auf einem Transportband in eine Gießmaschine gefördert, in welcher die Bremsbacken mittels eines Strahls 21 gleichmäßig begossen werden.

Die so präparierten Träger, wie Bremsbacken, Kupplungslamellen usw. werden dann nach dem

ίο Trocknen in das Formenunterteil einer Hochdruckpresse eingelegt. Der mit dem Träger zu verbindende Reibwerkstoff, der in pulvriger Form vorliegt, wird zunächst tablettiert, d. h., in einer Presse zu einem blockförmigen Körper gepreßt. Die Dicke des Blocks

richtet sich nach dem geforderten Gewicht des Reibbelags.

Zur Vorbereitung des PreP organgs wird der blockförmige Körper vorplastiz^r», indem er in einem Wärmeofen einige Minuten einer Wärmeeinwirkung von etwa 1OÜ^CC ausgesetzt wird. Alsdann wird der Block in die Presse eingeführt und unter hohem Truck und hoher Wärme, z.B. im Bereich von 250 kp/cm-' und etwa 200 C, auf den Träger aufgepreßt, wo er die vorgegebene Form erhält. Bei diesem Preßvorgang und den entsprechenden Temperaturen wird das auf dem Träger befindliche Klebemittel aktiviert und verbindet sich innig mit dem Reibbelag. Nach dem Auswerfen aus der Form und nach einer entsprechenden Sichtkontrolle werden die Preßlinge in einen Temperofen eingeführt, wo sie je nach den geforderten Bedingungen (Reibwerten) bei etwa 200 bis 400C während einer Zeit von 2 bis 24 Stunden ausgehärtet werden.

Abschließend werden die fertigen ReiSelemente noch in ein flüssiges Korrosionsschutzmittel getaucht und schließlich noch maßgeschliffen, womii der Fertigjngsprozeß beendet ist.

Die mit diesem Verfahren erzielten Abscher- und Haftfestigkeitswerte sind ein Vielfaches höher als die nach den herkömmlichen Klebeverfahren hergestellten Reibelemente. Sie sind deshalb besonders geeignet für Schwerbeläge für Lkw und Kupplungslamellen für Kraftfahrzeuge und andere Verwendungsarten, wo das Reibelement stärksten Belastungen ausgesetzt ist.

Auf Grund des guten Verbunds zwischen Träger und Reibbelag ersetzen die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Reibbeläge die bisher eingesetzten Reibelemente mit Nietverbindung, so daß die diesen anhaftenden erheblichen Nachteile vgeringe Ausnutzung der Reibfläche, erhöhter Verschleiß der Gegenreibfläche, Quietschgeräusche) vermieden werden. Das technische Verhalten der neuartigen Rtibelemente ist konstanter und kontrollierbar, da sich kein Luftpolster zwischen Reibbelag und Träger bilden kann. Außerdem sind die neuen Reibelemente billiger, weil das Herstellungsverfahren rationeller gestaltet ist. Die bisher erforderlichen Belagsinnenschliffe, die erforderlichen Bohrungen usw. entfallen bei dem beschriebenen Verfahren.

Bei der Herstellung von Reibelementen, bei denen der Träger plattenförmig gestaltet ist, z. B. bei Scheibenbremsen, ist es zweckmäßig, wenn der Träger bereits beim Kaltprägen des Reibbelags zum blockförmigen Körper (Tablettieren) mit diesem verbunden wird. Dadurch können in einem einzigen Preßvorgang Arbeitsschritte eingespart werden, da dann nur noch ein einziger Körper in die Form der Hoch-

druckpresse eingelegt zu werden braucht. Außerdem ist die Lagerhaltung der Prägekörper einfacher, da der Reibbelag dann zusammen mit dem Träger aufbewahrt wird, bevor er in die Hochdruckpresse eingeführt wird.

Abschließend sei das Verfahren gemäß der Erfindung an einem speziellen Ausführungsbeispiel erläutert:

In eine Kaltpresse wird eine pulverförmige Mischung eines aus verschiedenen Anteilen bestehenden Reibwerkstoffs in einen Zuführtrichter eingelassen. Die Zusammensetzung des Reibwerkstoffs richtet sich nach den geforderten Reibwerten des Belags. Die Presse dosiert und tablettiert die pulvrige Substanz und bildet rechteckförmige blockförmige Körper gleicher Längen- und Breitenabmessungen von 80 X 40 mm und einem Gewicht von 130 g. Wird ein größeres Gewicht des Belags gefordert, vergrößert sich die Dicke der Tablette.

Zur Vorbereitung des Preßvorgangs wird die Tablette in einem Wärmeofen vorplastiziert und während etwa 4 min bei 100⁰C erwärmt. Anschließend wird sie in das Formenoberteil einer Hochdruckpresse eingelegt und zusammen mit dem präparierten Träger bei einem Druck von etwa 250kp/cm² und einer Temperatur von etwa 250° C während einei Zeitdauer von etwa 5 bis 7 min gepreßt. Nachdem der Preßling aus der Form gelöst wurde, wird er insbesondere auf Bildung von Blasen kontrolliert und anschließend in einem Temperofen bei 200 bi; 350° C für mehrere Stunden ausgehärtet. Die Temperatur und Temperzeit richten sich nach der Zusammensetzung des Reibmaterials, die von den vorgegebenen Reibwerten abhängt.

ίο Die Vorbehandlung der Bremsbacke erfolgte in der vorstehend beschriebenen Weise. Nach der Aufrauhung in der Strahlanlage gemäß F i g. 1 wird dei Träger der Gießmaschine zugeführt und in dieser mil einer Klebemasse, einem modifizierten Phenolharz begossen. Nachdem die Klebstoffbeschichtung getrocknet ist, kann der Träger in die Presse eingelegt werden.

Diese Vorbehandlung des Trägers ist auch füi Scheibenbremsen und Kupplungslamellen vorgesehen, wenn der Träger bereits in der Tablettiermaschine mit dem Reibwerkstoff verbunden wird.

Nach dem Aushärten wird das Reibelement nui noch einigen kurzen üblichen Nachbehandlungen wie Eintauchen in ein Korrosionsschutzmittel und Maßschleifen der Ränder, unterzogen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

kleben verschiedenen Behandlungen, wie Härtung, Patentansprüche: Abschleifen der Oberflächen, unterworfen. Er wird dann unter relativ geringem Druck auf die Träger-

1. Verfahren zur Herstellung von Reibungsele- platte aufgeklebt, im Wärmeofen ausgehärtet und anmenten fl Bremsen oder Kupplungen, bei wel- 5 schließend entsprechend maßgeschliffen. Außer den ehern der aus Reibwerkstoff gepreßte Reibbelag zahlreichen und zeitraubenden Verfahrensschritten mit einem vorbehandelten Träger mittels Klebe- hat das Klebeverfahren den Nachteil, daß die Haftfemasse verbunden und die Klebemasse unter Ein- stigkeit des Reibbelags begrenzt ist, so daß derartige wirkung von Wärme ausgehärtet wird, d adu rch Reibelemente z.B. nicht für Bremser in Lkw oder gekennzeichnet, daß der Reibwerkstoff io Kupplungen in Kraftfahrzeugen, wo sie großen BeIazunächst zu einem blockförmigen, noch nicht die stungen ausgesetzt werden, eingesetzt werden. Vielendgültige Form aufweisenden Rohkörper kaltge- mehr <;eizt man hier aus Sicherheitsgründen Reibeleprägt wird, danach unter hohem Druck und ho- mente mit Nietverbindungen ein unter Inkaufnahme her Temperatur in den Größenordnungen von der vorstehend geschilderten Nachteile.

etwa 250kp/cm- und etwa 200 bis 250° C auf 15 Aus der USA.-Patentschrift 2 631961 ist ein Herden Träger in die endgültige Form gepreßt und stellungsverfahren für Bremsbeläge bekanntgewormit diesem zus;.i imen nach dem Preßvorgang zur den, bei welchem zur Verbesserung der Klebewirgleichzeitigen Aushärtung des Reibbelages und kung zwischen dem metallischen Träger und dem der Klebemasse in einem Wärmeofen gebracht Reibbelagkörper eine Klebefolie eingelegt wird. Die wird. 20 gesamte Anordnung wird dann in einer Spannvor-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- richtung unter relativ niederen Drücken von nur einikennzeichnet, daß die Klebemasse aui den aufge- gen kp/Cm"^J einer Wärmeeinwirkung von etwa 30 min rauhten Träger maschinell aufgegossen wird. ausgesetzt. Bei diesem Verfahren hat der Reibbelag-

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- körper vor dem Autoringen auf den Träger bereits kennzeichnet, daß der blockförmige Rohkörper 25 seine endgültige Form erhalten. Eine Verbindung vor dem Pressen durch Einwirkung von Wärme zwischen dem Träger und dem Reibbelag erfolgt vorplastiziert wird. praktisch ausschließlich durch die an den Berüh-

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden rungsflächen vorhandene Klebemasse. Mit einer sol-Ansprüche, dadurch gekennzeicanet, daß für die chen Klebeverbindung lassen sich keine sehr hohen Herstellung von Scheibenbremsbelägen oder an- 30 Abscherwerte erzielen.

deren Reibelementen mit plattenförmigen Trä- Man kennt aus der britischen Patentschrift

gern der Träger bereits mit der Kaltprägung des 1 040 225 ein Verfahren zur Herstellung einer soge-

blockförmigen Rohkörpers mit diesem verbunden nannten »Schwimmsattel-Scheibenbremse«. Bei die-

wird. sem Verfahren wird das noch in plastischer Form

35 vorliegende Kunstharzmaterial zu- Herstellung des

Bremskolbens in eine Gießform eingebracht und darauf der nur teilweise erstarrte Reibbelag, der bereits die endgültigen Abmessungen aufweist, aufgebracht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- Mittels einer Druckplatte wird der Reibbelag auf den lung von Reibungselementen für Bremsen oder 40 Bremskolben gepreßt und zum Aushärten der Kunst-Kupplungen, bei welchem der aus Reibwerkstoff ge- harzmaterialien unterworfen. Die angewendeten preßte Reibbelag mit einem vorbehandelten Träger Drücke und Temperaturen sind relativ niedrig. Diemittels Klebemasse verbunden und die Klebemasse ses Verfahren konnte sich in der Praxis nicht durchunter Einwirkung von Wärme ausgehärtet wird. setzen, weil das Verfahren einerseits zu umständlich Derartige Reibbeläge bestehen in der Regel aus 45 ist und andererseits derartige Bremsen nicht geeignet einer Mischung von Asbestfasern, Stahlwolle, Mes- sind, den heutigen bei Bremsungen auftretenden hosingpartikeln und organischen Füllstoffen, die unter hen Anpreßdrücken und den sich dabei entwickeln-Wärme und Druck durch wärmeaushärtende Kunst- den hohen Temperaturen standzuhalten,
harze gebunden und auf einem metallischen Träger, Dieses trifft auch für ein Verfahren für die Herz. B. einer Kupplungslamelle oder einer Bremsbacke, 50 stellung von Scheibenbremsen gemäß der österreichi-Trommei- oder Scheibenbremse aufgebracht werden. sehen Patentschrift 277 311 zu, bei welchem der Das Aufbringen des Belags erfolgt entweder durch Bremsbelag unmittelbar ohne Klebstoffe auf die Aufnieten oder durch Aufkleben. Bremsbacke aufgepreßt wird und bei welchem der Die Verbindung durch Nieten hat den Nachteil, Belagträger zur Aufnahme des noch bildsamen Reibdaß ein beachtlicher Anteil der Reibfläche (etwa 25 55 belags mit Ausnehmungen und Verankerungsorganen bis 30 °/u) durch die Nieten nicht ausgenutzt werden versehen ist, in denen sich der Reibbelag nach dem kann. Außerdem ist der Verschleiß des Gegenreib- Aushärten verankert. Die Herstellung derartiger elements durch die überstehenden Nietköpfe wesent- Bremsbeläge ist aufwendig und unwirtschaftlich welich erhöht, was die Lebensdauer der Reibelemente gen der erforderlichen Trägerformen. Auch sind mit erheblich verringert. Zudem wirkt sich bei der Niet- 60 einem derartigen Verfahren keine hohen Abscherverbindung nachteilig aus, daß sich zwischen Reibbe- und Haftwerte erreichbar, so daß sich auch dieses lag und Trägerplatte im Bereich der Nietbohrungen Verfahren in der Praxis nicht durchsetzen konnte.
Luftpolster bilden, die beim Reibvorgang zu mit un- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit angenehmen Quietschgeräuschen begleiteten Reson- den bekannten Verfahren verbundenen Nachteile zu anzschwingungen führen. 65 vermeiden und ein wirtschaftliches Verfahren zur Beim herkömmlichen Klebeverfahren wird der auf Herstellung von Reibelementen für Bremsen oder die Trägerplatte aufzubringende Reibbelag zunächst Kupplungen zu schaffen, mit welchem die Abscherais eii> Preßling separat hergestellt und vor dem Auf- und Haftfestigkeit erheblich erhöht wird.