DE2818371C2 - Vorrichtung zum Ankleben von Reibbelägen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ankleben von Reibbdlägen auf mindestens einen Bremsschuh einer Trommelbremse unter Anwendung von Druck und induktiver Erwärmung im Wochfrequenzfeld einer Spule mit einem Spannband aus elektrisch nicht leitendem Werkstoff zum Pres-.jn des Reibbelages gegen den Bremsschuh.

Bisher wurden Reibbeläge an den Belagträgern von Bremsschuhen für Trommelbremsen durch Niete befestigt. Diese Art der Befestigung hat jedoch den erheblichen Nachteil, daß es infolge der Dicke der Köpfe der Niete unmöglich ist, die gesamte Stärke des Reibbelages zu nutzen. Diese Art der Befestigung der Reibbeläge wird daher zunehmend zugunsten des Festklebens der Reibbeläge auf dem Belagträger aufgegeben. Dies ist nunmehr möglich, da Klebstoffe zur Verfugung stehen, die die erforderlichen mechanischen Eigenschaften und das erforderliche Hochtemperaturverhalten aufweisen und in dieser Hinsicht erheblich besser sind als die bisher bekannten Klebstoffe. Die üblicherweise verwendeten Klebstoffe sind wärmehärtende Kleber, z. B. Phenolharze.

Das Ankleben der Reibbeläge auf den Belagträger erfolgt üblicherweise so, daß man ein oder zwei zuvor mit Klebstoff beschichtete Reibbeläge innerhalb eines halbkreisförmigen oder kreisförmigen Metallbandes anordnet und unter Verwendung einer Spannvorrichtung gegen einen jeden der Reibbeläge einen Belagträger kraftschlüssig anlegt (DE-GM 73 43 554). Auf diese Weise sind der Belagträger und der ihm zugeordnete Reibbelag fest zwischen das metallische Band und die Spannvorrichtung eingespannt. Die so erhaltene Einheit wird dann in einem Trockenraum erhitzt, bis die Polymerisationsreaktion in dem wärmehärtenden Harz gestartet wird. Danach werden die Einheiten abgekühlt, so daß die fertigen Bremsbacken dann aus der Form genommen werden können.

Bei einem derartigen Verkleben von Reibbelag und

Belagträger erhält man Bremsbacken mit besseren Eigenschaften als sie bei den üblichen, vernieteten Bremsbacken erhalten werden. Das Verkleben von Reibbelag und Belagträger benötigt jedoch verhältnismäßig viel Zeit, insbesondere wird zum Aufheizen, das üblicherweise 20 bis 30 Minuten dauert viel Zeit benötigt Dieser Nachteil bedingt auch hohe Eiiergieverluste und begrenzt die in der Produktion erreichbaren Stückzahlen bei kontinuierlicher Arbeitsweise auf einen verhältnismäßig geringen Wert

Bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art, das aus der US-PS 26 42 919 bekannt ist werden die mit den Belägen versehenen Belagträger mittels eines Spannbandes aus elektrisch nicht leitendem Material gegen ein Lagerelement gepreßt, in dessen Oberfläche eine rohrförmige Spule mit zwei parallelen Leitersträngen eingearbeitet ist Mit Hilfe der Spule findet eine induktive Erwärmung zum Aushärten des Klebstoffes statt Auch dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es diskontinuierlich arbeitet und somit viel Zeit benötigt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, mit der sich höhere Stückzahlen erzielen lassen als beim Stand derTechnik.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1.

Bei einer derartigen Vorrichtung erfolgt das Aufheizen des Bremssor.iuhs oder der Bremsschuhe sowohl durch Wirbelströme, die zur Mitte der Spule gerichtet sind, als auch durch Hystereseeffekte unter den jeweils bestmöglichen Bedingungen, da der Bremsschuh oder die Bremsschuhe so nahe wie nur möglich an der Spuk angeordnet sind.

Der Abstand zwischen der äußeren Hüllkurve der Bremsschuh-Halteeinheit und den gegenüberliegenden Abschnitten der Spule ist zumindest in Höhe des Bremsschuhs im wesentlichen konstant. Hierdurch erhält man ein gleichförmiges optimales Aufheizen bei vorgegebenen Spulenkenngrößen.

Die Bremsschuh-Halteeinheit Hnn auch zwei Bremsschuhe umfassen, wobei das Spannband, das aus elektrisch nicht leitendem Material besteht, ringförmig ausgebildet ist. In diesem Falle weist die Halteeinheit zwei elektrisch leitende Spannbügel auf, die unabhängig voneinander mit einander gegenüberliegenden Enden jeweils eines der Bremsschuhe elektrisch verbunden sind. Diese Spannbügel sind darüber hinaus elektrisch voneinander isoliert. Man erhält auf diese Weise eine Transformatorwirkung zwischen den beiden so erhaltenen elektrisch leitenden Schleifen und den Windungen der Spule. Hierdurch erhält man eine erhebliche Vergrößerung des durch die Bremsschuhe fließenden Stromes und damit auch eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Vorrichtung.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Bremsschuh-Halteeinheit, die zwei Bremsschuhe umfaßt;

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Flg. i;

F i g. 3 eine schematische Ansicht der Gesamtvorrichtung mit der Spule; und

Fig. 4 eine Aufsicht auf die in F i g. 3 gezeigte Vorrichtung.

In Fig. 1 ist eine Bremsschuh-Halteeinheit insgesamt mit 10 bezeichnet. Die Einheit ist in der Arbeitsstellung

gezeigt, in der zwei Reibbeläge 12, 14 an zugeordnete Belagträger 16,18 angedrückt, werden. Die Belagträger und Reibbeläge sind in Aufsicht gesehen kreisbogenförmig; die durch Verbindung der Reibbeläge und der Belagträger erhaltenen Bremsschuhe sind für Trommelbremsen geeignet

Die Halteeinheit 10 besteht aus einem geschlossenen Spannband 19, das die Form eines Ringes hat und die Außenfläche der Spanneinrichtung vorgibt, sowie einer insgesamt mit 20 bezeichneten Spanneinrichtung. Die Spanneinrichtung 20 ist zwischen den Belagträgern 16 und 18 angeordnet und drückt die letzteren mit vorgegebener Kraft gegen die Reibbeläge 12, 14, welche zuvor mit hitzehärtendem Klebstoff beschichtet worden sind, zum Beispiel mit einem Phenolkleber oder einem anderen Kleber auf Formaldehydharz- oder Butadienbasis. Die Belaglräger 16 und 18 sind beispielsweise zuvor mit einer wärmehärtenden Farbe beschichtet worden, durch welche sie nach dem Einbau in eine Bremse gegen Oxydation geschützt werden. Das ringförmige Spannband 19 ist aus einem elektrisch nicht leitenden Material gefertigt Dieses Material muß auch eine hohe Zugfestigkeit aufweisen und hohen Tempercturen standhalten können. Es kann z. B. zumindest teilweise aus Naturfasern oder synthetischen Fasern bestehen.

Die Spanneinrichtung 20 weist zwei elektrisch leitende Spannbügel 22 und 24 auf, durch welche die Enden des Belagträgers 16 bzw. des Belagträgers 18 miteinander verbunden sind, so daß zusammen mit den jeweiligen Belagträgern zwei geschlossene elektrisch leitende Schleifen erhalten werden, die in Fig. 1 durch die Buchstaben A und B gekennzeichnet und dort strichpunktiert eingezeichnet sind. In der durch die Stege der Belagträger vorgegebenen Ebene haben die Bügel 22 und 24 im wesentlichen die Gestalt eines V, dessen Enden mechanisch und elektrisch im Kontakt zu dem zugeordneten Belagträger 16 bzw. 18 stehen. Die Spanneinrichtung 20 weist ferner eine insgesamt mit 26 bezeichnete Druckeinheit auf, die zwischen den Unterseiten der V der Bügel 22 und 24 angeordnet ist und mechanisch an den Bügeln unter Zwischenschaltung elektrisch nicht leitenden Materiales angreift. Zum Beispiel kann für einen jeden der Bügel 22 und 24 ein aus isolierendem Material vorgesehener Ring 28 bzw. 30 und eine Hülse 32 bzw.34 mit rechteckigem Querschnitt vorgesehen sein. Die Bügel 22 und 24 können aus beliebigem elektrisch leitendem Material gefertigt sein, z. B. aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Die isolierenden Ringe 28 uir.H 30 sowie die isolierenden Hülsen 32 und 34 können dagegen aus Kunststoff gefertigt sein.

Die Druckeinheit 26 kann einen beliebigen Aufbau aufweisen. Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform besteht die Druck:inheit 26 aus zwei länglichen, einander gegenüberliegenden Platten 36 und 38, die durch eine oder eine Mehrzahl von Schraubenfedern 40 auseinandergedrückt und durch einen Keil 42 in dieser Stellung gehalten werden. Der Keil 42 ist zwischen zwei Teleskopteilen 44 und 46 angeordnet, welch letztere der Platte 36 bzw. der Platte 38 zugeordnet sind. Von den Platten 36 und 38 erstrecken sich ferner Verriegelungsschlitze 48 und 50 in die aus isolierendem Material gefertigten Hülsen 32 und 34 hinein.

Zum Herstellen einer Einheit, welche das ringförmige Spannband 19, die Sperreinrichtung 20. die Belagträger 16 und 18 und die auf dor Außenseite der Belagträger

angeordneten, zuvor mit Klebstoff beschichteten und vorgetrockneten Reibbeläge 12 und 14 aufweist, werden die Schraubenfedern 40 so stark zusammengepreßt, daß man das Spannband 19 überstreifen kann. Durch das Ausmaß des Zusammendrückens der Schraubenfeder 40 ist die Klemmkraft vorgegeben, mit der die Reibbeläge an die Belagträger angedrückt werden. Die Halteeinheit wird dann durch Einsetzen des Keiles 42 verriegelt, wodurch etwaige Dimensionsänderungen ausgeglichen werden. Nach diesem Zusammenbau der aus Spanneinrichtung, Belagträgern und Reibbelägen gebildeten Einheit ist durch den Belagträger 16 und den elektrisch leitenden Bügel 22 die in F i g. 1 strichpunktiert eingezeichnete Leitungsschleife A vorgegeben, durch den Belagträger 18 und den elektrisch leitenden Bügel 24 dagegen die Leitungsschleife B. Diese beiden Leitungsschleifen sind elektrisch voneinander isoliert, da das Spannband 19 sowie die Ringe 28 und 30 und die Hülse 32 und 34 aus elektrisch nicht leitendem Material bestehen.

Die Fig.3 und 4 zeigen schematisch eine Vorrichtung, welche ein kontinuierliches Verkleben von Reibbelägen mit Belagträgern erlaubt, welche zuvor in einer Halteeinheit gemäß den F i g. 1 und 2 angeordnet worden sind.

Die Vorrichtung ist in den F i g. 3 und 4 insgesamt mit 52 bezeichnet Sie weist als Hauptteile einen Zuführförderer 54, eine wendeiförmige Induktionsspule 56, eine diesen speisende Stromquelle 58 in Form eines Hochfrequenzgenerators, einen Abgabeförderer 60 und eine Kühleinrichtung 62 auf. Letztere ist in F i g. 4 der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Es sind ferner zwei Arbeitszylinder 64 und 66 vorgesehen, welche dazu dienen, Halteeinheiten mit eingesetzten Reibbelägen und Belagträgern in die Induktionsspule 56 hineinzubewegen und auf der anderen Seite an den Abgabeförderer 60 weiterzugeben.

Wie aus den F i g. 3 und 4 ersichtlich ist, besteht der Zuführförderer 54 aus zwei parallel zueinander verlaufenden Förderbändern, durch welche die Ralteeinheiten mit eingesetzten Reibbelägen und Belagträgern solange vorgerückt werden, bis sie an einem Anschlag 68 anstoßen. Die Halteeinheit 10 liegt nun gegenüber dem Arbeitszylinder 64, dessen Abtriebsteil zwischen den Förderbändern des Zuführfördarers 54 hindurchtreten kann. Der Arbeitszylinder 64 ist koaxial zur Induktionsspule 56 angeordnet, und die Halteeinheit 10 ist jetzt so ausgerichtet, daß die Achsen der in F i g. 1 schematisch mit A und B bezeichneten Leitungsschleifen im wesentlichen parallel zur Achse der Induktionsspule verlaufen. Anders gesagt:

Die durch den Steg der beiden Belagträger 16 und 18 vorgegebene Ebene steht nun im wesentlichen senkrecht auf der Achse der Induktionsspule. Durch den Arbeitszylinder 64 werden die Halteeinheiten mit darin befindlichen Reibbelägen und Belagträgern nacheinander einzeln durch die Induktionsspule 56 bewegt. Dabei werden sie in radialer Richtung durch eine Führungseinrichtung 70 geführt, welche durch die Innenfläche eines Tunnels 72 gebildet wird, der seinerseits aus elektrisch nicht leitendem Material, z. B. Zement besteht. In den Tunnel 72 sind die Windungen der Induktionsspule 56 zumindest teilweise eingebaut. Die Halte?inhea 10 wird dann durch Rücklaufsperren 74 im Inneren der Induktionsspule gehalten und in Fig.3 nach oben bewegt, wenn weitere Halteeinheiten 10 mit eingesetzten Reibbelägen und Belagträgern durch den Arbeitszylinder 64 in den Innenraum der Induktionsspule 56

gedrückt werden.

Die elektrischen Kenngrößen der Induktionsspule, ihre Länge und die Fördergeschwindigkeit der Halteeinheiten IO längs des Tunnels 72 werden im Hinblick auf die gewünschte Aufheizzeit und die maximale , gewünschte Temperatur ausgesucht. Die Induktionsspule 56 kann z. B. aus einem 6 mm Kupferrohr gefertigt sein und nicht aneinander anliegende Windungen aufweisen, deren Anzahl beispielsweise größer als vier ist. Die Anzahl der Windungen nimmt mit der ,,, Geschwindigkeit zu. mit der die Halteeinheiten 10 durch die Induktionsspule gefördert werden sollen. Durch die Anzahl der Windungen der Induktionsspule muß auch sichergestellt sein, daß ein möglichst gleichförmiges Wechselfeld erzeugt wird. Die Induktionsspule 56 wird ·,-, von der Stromquelle 58 her mit hochfrequentem Wechselstrom beaufschlagt. Dessen Frequenz kann z. B. etwa 75 kHz betragen.

Bei diesen speziellen Bedingungen und bei einem Abstand von etwa iümm zwischen den Außenflächen _<u der Belagträger und der innenfläche der Induktionsspu-'·.· läßt sich in etwa 65 Sekunden eine Temperatur von etwa 212⁰C erreichen, eine Temperatur, bei der eine korrekte Polymerisation des Klebers und der Farbe erfolgt. Diese Temperatur wird für weitere 5 Sekunden _>; aufrechterhalten, so daß man eine Gesamtaufheizzeit von 70 Sekunden erhält. Es wurden andere Versuche mit geringfügig abgeänderter Leistung der Stromversorgung durchgeführt, wobei Aufheizzeiten von 45 bis 105 Sekunden (die Zeit des Temperaturaufbaues einge- jn schlossen) erreicht wurden und die maximale Temperatur mindestens 190⁰C betrug. In allen Fällen wurden Scherversuche durchgeführt, um die Festigkeit der erhaltenen Klebverbindung zwischen den Reibbelägen und Belagträgern zu prüfen. Man erhielt Ergebnisse, die y_y den mit herkömmlichen Verfahren erhaltenen vergleichbarsind.

heit 10 innerhalb der Induktionsspule 56 und durch die angegebene Wahl der Materialien für die einzelnen Bauteile der Halteeinheit ist es möglich, die Ränder der Belagträger gleichförmig aufzuheizen, die meisten der Windungen der Induktionsspule für das Aufheizen nutzbar zu machen und Energieverluste sehr klein zu halten, da die Wärmeentwicklung praktisch vollständig auf die Belagträger begrenzt wird. Bei der oben beschriebenen Anordnung werden auch die Belagträger gleichzeitig durch Wirbelströme und Hystereseströme geheizt, wobei es der durch die Windungen der Induktionsspule 56 und durch die in F i g. 1 mit A und B bezeichneten Leitungsschleifen gebildete Transformator ermöglicht, diese Ströme zu vergrößern. Der auf die Reibbeläge in der Spannform ausgeübte Anpreßdruck. der von der Druckeinheit 26 und dem Spannband 19 ausgeübt wird, wird im Hinblick auf den verwendeten Kleber und auf die in der Induktionsspule maximal erreichte Temperatur ausgesucht Dieser Druck kann z. B. zwischen 5 und 10 kg/cm² betragen.

1st ein Aufheizzyklus für eine Halteeinheit mit darin befindlichen Reibbelägen und Belagträgem vollständig bo durchlaufen, wie oben beschrieben, so bewegt der Arbeitszylinder 66 die Halteeinheiten einzeln auf den Abgabeförderer 60, wo sie durch die Kühleinrichtung 62 gekühlt werden. Die Kühleinrichtung kann einfach durch die Umgebungsluft gebildet werden oder ein οϊ Gebläse aufweisen. Die Kühleinrichtung kann auch nach einem beliebigen anderen Prinzip arbeiten. Die fertigen Bremsschuhe werden dann aus den Halteeinheiten entnommen, und die llaltceinhcit selber kann dann wieder verwendet werden, d. h. es können in sie noch nicht mit Reibbelagen versehene Belagträger (falls gewünscht mit wärmehärtender Farbe versehen) und zuvor mit Kleber beschichtete Reibbeiäge eingesetzt werden.

l'.s versteht sich, daU die Dmckeinheit 26. die oben beschrieben ist. durch andere, die gleiche Wirkung erzielende Druckeinheiten ersetzt werden kann. Ferner kann eine Haiteeinheit z. B. ein aus isolierendem Material gefertigtes Spannband aufweisen, das dem Spannband 19 ähnelt und zusammen mit einer beliebigen Spanneinrichtung verwendet werden, wobei die einander benachbarten Enden der Belagträger entweder direkt miteinander oder unter Zwischenschaltung zweier elektrisch leitender Verbindungsteile miteinander verbunden sind. Dabei sind die letzteren — falls vorgesehen — und die Belagträger elektrisch von der Spanneinrichtung isoliert, derart, daß die Beiagiräger nunmehr eine einzige elektrisch leitende Leiterschleife bilden, die in derselben Ebene liegt wie die beiden Leiterschleifen A und B beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Die Vorrichtung ist obenstehend unter Bezugnahme auf eine Halteeinlieit beschrieben, in der zwei Belagträger und zwei Reibbeläge Aufnahme finden. Es versteht sich, daß die Halteeinheit auch nur einen einzig-t.n Belagträger und einen einzigen Reibbelag aufnehmen kann, wobei bezüglich des Aufheizens dieselben Vorteile erhalten werden, nur ist die Gesamtzahl der pro Zeiteinheit hergestellten Bremsschuhe etwas kleiner. In diesem Falle werden die Enden der Belagträger elektrisch durch ein elektrisch leitendes Teil der Spanneinrichtung miteinander verbunden, das seinerseits elektrisch vom Rest der Spanneinrichtung isoliert ist. Die Halteeinheiten dieser Art mit jeweils ainam d2r!f! 8!""CSStZtSf! Bs!2^crtr3^CTi*^p Uriii ^ιρ^τι Harin eingesetzten Reibbelag können dann z. B. paarweise in eine der Induktionsspule 56 im wesentlichen entsprechende Induktionsspule eingeführt werden.

Die Vorrichtung kann auch von der in den F i g. 3 und 4 gezeigten abweichen. Insbesondere gilt dies für die Anlagenteile, die zum Einbringen der Halteeinheiten in die Induktionsspule, zum Führen der Halteeinheiten in der Induktionsspule und zum Wegbewegen der Halteeinheiten von der Induktionsspule dienen. Zum Beispiel kann anstelle der tunnelförmigen Führungseinrichtung 70 zum Führen der Spannformen im Inneren der Induktionsspule bei einer anderen Ausführungsform ein Stab oder eine Mehrzahl von Stäben verwendet werden, welche sich parallel zur Achse der InduKtionsspule erstrecken und mit öffnungen zusammenarbeiten, die in den durch die Spanneinrichtungen und eingesetzten Reibbeiäge und Belagträger gebildeten Einheiten ausgebildet sind, beispielsweise in den Spanneinrichtungen selbst. Diese Führungsstangen können z. B. aus einem Material wie Glas gefertigt sein, das ein guter elektrischer Isolator ist und hohen Temperaturen standhalten kann und dabei zugleich gute Gleiteigenschaften aufweist-

Es versteht sich, daß die Induktionsspule auch in horizontaler Ausrichtung angeordnet werden oder gekrümmt verlaufen kann. Auch ihre Querschnittsform kann je nach der Außenkontur der Halteeinheiten 10 abgewandelt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ankleben von Reibbelagen auf mindestens einen Bremsschuh einer Trommelbremse unter Anwendung von Druck und induktiver Erwärmung im Hochfrequenzfeid einer Spule mit einem Spannband aus elektrisch nicht leitendem Werkstoff zum Pressen des Reibbelages gegen den Bremsschuh, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Spannbügel (22, 24) aus elektrisch leitendem Material umfaßt, der den Bremsschuh (12, 16; 14, 18) an beiden Enden halten und zusammen mit dem Spannband (19) eine unabhängige Bremsschuh-Halteeinheit bildet, wobei Bremsschuh und Bügel eine geschlossene elektrische Leiterschleife (A, B) aufweisen und daß die Spule (56) mehrere schraubenlinienförmige Windungen aufweist, deren Achse zur Leiterschleife senkrecht steht

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Führungseinrichtungen (70) für die Bremssch^h-Halteeinheit entlang einer axialen Bahn durch die Spule (56) aufweist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsschuh-Halteeinheit mittels eines Hubzylinders (64) durch die Spule (56) transportierbar ist