DE4135188A1 - Two=part component with good binding and corrosion protection - comprises of coated metal part and 2nd part with resin coating joined under pressure both parts being heated to co:cure coatings - Google Patents
Two=part component with good binding and corrosion protection - comprises of coated metal part and 2nd part with resin coating joined under pressure both parts being heated to co:cure coatingsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Verbundkörper aus zumindest einem ersten und einem zweiten Bauteil, wobei zumindest das erste Bauteil metallisch und gegen Korrosion zu schützen ist.The invention relates to a composite body made of at least one first and a second component, at least the first Component must be protected against corrosion.
Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Verbundkörpers.The invention also relates to a method for manufacturing of such a composite body.
Bevorzugt ist als Verbundkörper im Sinne der Erfindung vorge sehen ein Bremsbelagträger als erstes metallisches Bauteil sowie ein an diesem Träger zu befestigender Bremsbelag als zweites Bauteil.Preference is given as a composite body in the sense of the invention see a brake pad carrier as the first metallic component and a brake pad to be attached to this carrier as second component.
Aus der EP 00 54 861 B1 ist ein Verbundkörper aus Metall und Gummi bekannt, bei dem zunächst das metallische Bauteil mit einem Lacküberzug versehen wird, der anschließend eingebrannt wird. Danach wird der eingebrannte Lacküberzug mit einem Haft system (aus Polymeren) beschichtet. Der Lacküberzug wird dabei durch kathaphoretische Tauchlackierung aufgebracht, um einen guten Rostschutz zu erreichen.From EP 00 54 861 B1 is a composite body made of metal and Known rubber, in which the metallic component first is coated with a varnish, which is then baked becomes. After that, the baked lacquer coating with an adhesive system (made of polymers) coated. The varnish will be there applied by cathaphoretic dip painting to a to achieve good rust protection.
Neben dem Rostschutz des metallischen Bauteiles kommt es bei derartigen Verbundkörpern auch wesentlich auf die Stabilität der Verbindung und die Einfachheit des Herstellungsverfahrens an. Immer mehr Bedeutung gewinnt auch der Umstand, daß beim Herstellen des Verbundkörpers möglichst nur solche Chemikalien eingesetzt werden, welche die Umwelt gering belasten. Möglichst soll auf den Einsatz derartiger Chemikalien, insbesondere Lö sungsmittel, gänzlich verzichtet werden können.In addition to the rust protection of the metallic component, it also comes into play such composite bodies also significantly on the stability the connection and the simplicity of the manufacturing process at. The fact that the Manufacture of the composite body, if possible, only such chemicals are used which have a low impact on the environment. As possible should on the use of such chemicals, especially Lö can be dispensed with entirely.
Die US-PS 49 68 399 beschreibt sogenannte Elektrobeschichtungen mit mehreren Lagen.The US-PS 49 68 399 describes so-called electrical coatings with several layers.
Nachfolgend soll das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem beispielhaft anhand des Verklebens von Reibbelägen auf Belagträgern beschrieben werden.The following is the technical basis of the invention Problem based on the example of gluing friction linings Brake pads are described.
So bestehen Bremsbacken für Trommelbremsen aus einem Belagträ ger (gewöhnlich mit Bremsschuh bezeichnet) und dem eigentlichen Bremsbelag, der herkömmlicherweise bei Bremsen für Personen kraftwagen auf den Belagträger (Bremsschuh) aufgeklebt wird. Der Bremsschuh wird aus zwei aus kaltgewalztem Bandmaterial ge stanzten Teilen zusammengefügt, nämlich dem sogenannten Steg blech und dem sogenannten Belagblech. Die Zusammenfügung er folgt z. B. durch elektrische Widerstandsschweißung. Zur Abküh lung werden die derart verschweißten Teile in der Regel in ein Wasserbad gegeben, dem Korrosionsinhibitoren zugesetzt sind, um den Bremsschuh für die weitere Verarbeitung vor Korrosion zu schützen.Brake shoes for drum brakes consist of a pad carrier ger (usually called a brake shoe) and the actual one Brake pad, traditionally used in brakes for people motor vehicle is glued to the pad carrier (brake shoe). The brake shoe is made of two from cold-rolled strip material punched parts put together, namely the so-called web sheet and the so-called covering sheet. The assembly he follows z. B. by electrical resistance welding. To cool off tion, the parts welded in this way are usually in one Given water bath to which corrosion inhibitors are added in order the brake shoe for further processing against corrosion protect.
Im Stand der Technik ist es üblich, den derart erzeugten Brems schuh zunächst zu reinigen, insbesondere zu entfetten. Hierzu durchläuft der Bremsschuh gemäß dem Stand der Technik ein Lö sungsmittelbad, insbesondere ein Dichlormethanbad, das z. B. auf seine Siedetemperatur von ca. 40°C erwärmt ist. Diese Entfet tung der Oberfläche des metallischen Bauteils (Bremsschuh) dient vor allem der Erzeugung einer sauberen Oberfläche für eine spätere Verklebung mit einem weiteren Bauteil, hier dem Bremsbelag. In the prior art, it is common for the brake produced in this way First clean the shoe, especially degrease it. For this the brake shoe passes through a Lö according to the prior art medium bath, in particular a dichloromethane bath, the z. B. on its boiling temperature of about 40 ° C is warmed. This degreasing the surface of the metallic component (brake shoe) mainly serves to create a clean surface for a later gluing with another component, here the Brake pad.
Um den Bremsschuh langfristig gegen Korrosion zu schützen, durchläuft er im Stand der Technik nun ein Bad, in dem Phenol harz in Dichlormethan gelöst ist. Danach wird der Bremsschuh bei Raumtemperatur getrocknet. Nunmehr ist er allseitig mit Phenolharz als Schutzschicht gegen Korrosion überzogen. Zu gleich dient beim Stand der Technik die so erzeugte Phenol harzschicht auf dem Bremsschuh der Verklebung mit dem Brems belag.To protect the brake shoe against corrosion in the long term, in the prior art, it now passes through a bath in which phenol resin is dissolved in dichloromethane. Then the brake shoe dried at room temperature. Now he is with everyone Phenolic resin coated as a protective layer against corrosion. To the phenol thus produced also serves in the prior art layer of resin on the brake shoe bonding with the brake covering.
Hierzu wird der Bremsbelag ebenfalls mit Phenolharz beschich tet, und zwar an denjenigen Flächen, die der Verklebung mit dem Bremsschuh dienen. Zum Verkleben wird das Phenolharz auf dem Bremsbelag (oder auch auf dem Bremsschuh) mit einem Lösungs mittel so eingestellt, daß die Oberfläche leicht angelöst ist und einen zähflüssigen Brei bildet. Nach dieser Beschichtung werden die Bremsbeläge bei erhöhter Temperatur getrocknet, damit das Lösungsmittel aus dem Phenolharz entweicht.For this purpose, the brake pad is also coated with phenolic resin tet, on the surfaces that are bonded to the Serve brake shoe. For gluing, the phenolic resin is on the Brake pad (or on the brake shoe) with a solution medium adjusted so that the surface is slightly dissolved and forms a viscous paste. After this coating the brake pads are dried at an elevated temperature, so that the solvent escapes from the phenolic resin.
Nun werden im Stand der Technik die beiden Teile (Belagträger und Reibbelag) zusammengefügt und in einer Vorrichtung derart verspannt, daß ein Anpreßdruck in der Klebezone von etwa 5 kp/cm2 erreicht wird. Unter diesem Anpreßdruck durchlaufen die Teile bei einer Temperatur von etwa 200°C für ca. 20 min einen Durchlaufofen. Hierbei findet eine Polymerisation des Phenolharzes statt, d. h. die Phenolharzschichten härten aus und kleben fest aneinander.Now, in the prior art, the two parts (lining carrier and friction lining) are joined and clamped in a device in such a way that a contact pressure of about 5 kg / cm 2 is achieved in the adhesive zone. Under this contact pressure, the parts pass through a continuous furnace at a temperature of about 200 ° C for about 20 minutes. Here, the phenolic resin is polymerized, ie the phenolic resin layers harden and stick firmly to one another.
Die vorliegende Erfindung setzt sich das Ziel, diesen bekannten Stand der Technik hinsichtlich der oben genannten Maßstäbe zu verbessern, nämlich zum einen bei der Herstellung des Verbund körpers den Einsatz von umweltschädlichen Chemikalien weitge hend zu reduzieren, weiterhin den Aufwand der Herstellung des Verbundkörpers zu reduzieren und schließlich dabei sehr gute Ergebnisse hinsichtlich der mechanischen Festigkeit der Verbin dung und des Rostschutzes zu erreichen. The present invention aims at this known State of the art with regard to the above-mentioned standards improve, namely on the one hand in the production of the composite the use of environmentally harmful chemicals hend to continue reducing the effort of producing the Reduce composite body and ultimately very good Results regarding the mechanical strength of the connector and rust protection.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Verbund körpers unter den vorstehend genannten Kriterien sieht vor, daßThe method according to the invention for producing a composite body under the above criteria provides that
- - das erste Bauteil mit einem Lack überzogen wird, der polyme risierbar ist, zunächst aber nicht polymerisiert wird,- The first component is coated with a varnish, the polyme can be risked, but is not polymerized at first,
- - das zweite Bauteil zumindest teilweise mit einem Harz be schichtet wird,- The second component be at least partially with a resin is layered
- - die beiden Bauteile unter Druck mit ihren Lack- bzw. Harz schichten aneinander gefügt werden und so bei Erwärmung eine gemeinsame Polymerisation im Berührungsbereich von Lack und Harz durchgeführt wird.- The two components under pressure with their paint or resin layers are joined to one another and so when heated joint polymerization in the contact area between paint and resin is carried out.
Das vorstehend beschriebene, bevorzugte Verfahren zum Herstel len eines Verbundkörpers kann dahingehend abgewandelt werden, daß die Harzschicht nicht direkt und gesondert auf das zweite Bauteil aufgetragen wird, sondern während des Verfahrens an die hierfür erforderliche Stelle gebracht wird. Gemäß dieser erfin dungsgemäßen Lösung wird also das oben genannte Ziel dadurch erreicht, daßThe preferred method of manufacture described above len of a composite body can be modified so that that the resin layer is not directly and separately on the second Component is applied, but during the process to the necessary place is brought. According to this invent Solution according to the invention is thus the above-mentioned goal accomplished that
- - auf das erste Bauteil ein Lack aufgetragen wird, der zunächst noch nicht ausgehärtet oder polymerisiert wird,- A varnish is applied to the first component, which first is not yet cured or polymerized,
- - ein Harz zwischen Flächen der Bauteile gebracht wird,a resin is placed between the surfaces of the components,
- - diese Flächen aneinander gedrückt werden, und daß- These surfaces are pressed together, and that
- - der Lack und das Harz insbesondere in ihren aneinander anlie genden Bereichen gemeinsam polymerisiert werden.- The lacquer and the resin particularly in their abutting one another areas are polymerized together.
Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern haben den Vorteil, daß der Her stellungsaufwand reduziert ist und dabei der Einsatz von um weltbelastenden Chemikalien, insbesondere Lösungsmitteln, weit gehend reduziert ist. Weiterhin wird Heizenergie eingespart, da der Bremsschuh durch das gemeinsame Polymerisieren nur ein einziges Mal (auf 200°C) erwärmt werden muß.The method according to the invention described above for Manufacture of composite bodies have the advantage that the Her position expenditure is reduced and the use of um world-polluting chemicals, especially solvents, far is reduced. Furthermore, heating energy is saved because the brake shoe through the common polymerizing only one must be heated once (to 200 ° C).
Um den Rostschutz weiter zu verbessern, ist gemäß einer bevor zugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das erste, metallische Bauteil vor dem Aufbringen der Lackschicht phospha tiert, insbesondere zinkphosphatiert, wird. Falls auch das zweite Bauteil gegen Rost zu schützen ist, kann dies auch für dieses Bauteil vorgesehen sein.To further improve the rust protection, according to one before preferred embodiment of the invention provided that the first metallic component before applying the phospha lacquer layer tiert, in particular zinc phosphated. If that too second component is to be protected against rust, this can also be done for this component can be provided.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Er reichung des oben gesetzten Zieles dadurch gefördert, daß die Lackschicht durch Elektrotauchlackierung, insbesondere eine kathodische Tauchlackierung aufgebracht wird.According to a further embodiment of the invention, the Er Achievement of the above set promoted that the Lacquer layer by electrocoating, in particular a cathodic dip coating is applied.
Die Erfindung wird bevorzugt angewendet auf Verbundkörper be stehend aus einem Bremsbelagträger und einem Bremsbelag. Insbe sondere hier bringt die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik einen erheblichen technischen Fortschritt unter den oben genannten Gesichtspunkten.The invention is preferably applied to composite bodies consisting of a brake pad carrier and a brake pad. In particular special here brings the invention over the prior art Technology a significant technological advance among the above considerations.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below described.
Als Ausführungsbeispiel sei, entsprechend dem oben näher dis kutierten Stand der Technik, die Herstellung eines Verbund körpers aus Bremsschuh und Bremsbelag (sogenannter Reibbelag) einer Trommelbremse gewählt. Analog läßt sich das erfindungs gemäße Verfahren aber auch auf andere Bauteile, insbesondere andere Komponenten von Bremsen übertragen.As an embodiment, according to the above dis cut state of the art, the production of a composite body of brake shoe and brake pad (so-called friction pad) selected a drum brake. Analog can be the invention appropriate procedures but also on other components, in particular transfer other components of brakes.
Die Bremsschuhe werden nach dem letzten mechanischen Arbeits gang, nämlich dem Richten, in einem wäßrigen Entfettungsmittel gereinigt und anschließend phosphatiert.The brake shoes will work after the last mechanical gang, namely straightening, in an aqueous degreasing agent cleaned and then phosphated.
Bevorzugt ist eine Zinkphosphatierung vorgesehen, wobei die feinkristalline Phosphatschicht möglichst dünn gehalten wird. Bevorzugt wird eine Schichtdicke der Phosphatschicht von etwa nur 1 µm eingestellt. Die Schichtdicke sollte kleiner sein als 8 µm, bevorzugt kleiner als 5 µm. Ist die Zinkphosphatschicht grobkristallin oder ist die Schichtstärke zu stark, z. B. 10 µm, dann hat dies Nachteile bei der nachfolgenden Verarbeitung der Bauteile. Zinc phosphating is preferably provided, the finely crystalline phosphate layer is kept as thin as possible. A layer thickness of the phosphate layer of approximately is preferred set to only 1 µm. The layer thickness should be less than 8 µm, preferably less than 5 µm. Is the zinc phosphate layer coarse crystalline or the layer thickness is too strong, e.g. B. 10 µm, then this has disadvantages in the subsequent processing of the Components.
Nach dem Phosphatieren werden die Bremsschuhe mit vollentsalz tem Wasser gespült.After phosphating, the brake shoes are demineralized rinsed water.
Nach dem Trocknen werden die Bremsschuhe einer Elektrotauch lackierung unterzogen. Vorgesehen ist eine kathodische Tauch lackierung bei einer Beschichtungsspannung von 300 V, einer Beschichtungszeit von 2 min und einer Badtemperatur von 26°C. Die Leitfähigkeit des Bades beträgt 0,8 bis 1,4 µS/cm (Mikro-Siemens pro Zentimeter). Als Lack wird ein für eine kathodische Tauchlackierung geeigneter Lack auf Epoxidbasis gewählt, beispielsweise das Produkt FT 85-9 480 der Firma BASF. Die Schichtdicke des kathodisch abgeschiedenen Elektrotauch lackes beträgt 80 bis 25 µm. Sodann wird der Bremsschuh mit einem Ultrafiltrat und einem vollentsalztem Wasser gespült.After drying, the brake shoes become an electro dive subjected to painting. A cathodic dive is provided painting at a coating voltage of 300 V, one Coating time of 2 min and a bath temperature of 26 ° C. The conductivity of the bath is 0.8 to 1.4 µS / cm (Micro Siemens per centimeter). As a varnish one for one cathodic dip painting suitable epoxy paint selected, for example the product FT 85-9 480 from BASF. The layer thickness of the cathodically deposited electrodeposition lacquer is 80 to 25 µm. Then the brake shoe with an ultrafiltrate and deionized water.
Danach wird der lackierte Bremsschuh bei Raumtemperatur luft getrocknet. Er wird zunächst noch nicht durch Wärmezufuhr polymerisiert. Auch wird zunächst noch keinerlei Härtung des Lackes vorgenommen. Der luftgetrocknete Lack ist ausreichend stabil, um das Bauteil weiterverarbeiten zu können.Then the painted brake shoe is released at room temperature dried. At first, it is not caused by heat polymerized. Also, no hardening of the Lacquer made. The air-dried paint is sufficient stable in order to be able to process the component further.
Um mit dem wie vorstehend beschrieben vorbereiteten Bremsschuh verbunden werden zu können, wird der Bremsbelag mit einer Harz schicht versehen, insbesondere einem Phenolharz. Bewährt hat sich "Supraplast-Tauchklebstoff" S7465C von Süd-West-Chemie in Neu-Ulm. Auch die Harzschicht auf dem Bremsbelag wird zunächst noch nicht polymerisiert.To with the brake shoe prepared as described above To be able to connect the brake pad with a resin provided layer, in particular a phenolic resin. Has proven "Supraplast Dip Adhesive" S7465C from Süd-West-Chemie in Neu-Ulm. The resin layer on the brake pad is also first not yet polymerized.
Die so gebildeten und vorbereiteten Bauteile, nämlich Brems schuh und Bremsbelag, werden unter Druck aneinander gefügt, wobei an den aneinander gedrückten Flächen jeweils auf der einen Seite der Lack und auf der anderen Seite das Harz ange ordnet sind. Diese Anordnung durchläuft unter Druck einen Durchlaufofen bei Temperaturen, die geeignet sind, sowohl eine Polymerisation im Lack als auch eine Polymerisation im Harz durchzuführen. Auf diese Weise erfolgt eine gemeinsame, gleich zeitige Polymerisation von Lack und Harz, insbesondere im Bereich ihrer Berührungsflächen, wodurch eine extrem feste Verklebung erreicht wird.The components thus formed and prepared, namely the brake shoe and brake pad are joined together under pressure, where on the pressed surfaces on the on one side the varnish and on the other side the resin are arranged. This arrangement goes through under pressure Continuous furnace at temperatures that are suitable both Polymerization in the varnish as well as polymerization in the resin perform. In this way, there is a common, equal early polymerization of paint and resin, especially in Area of their contact surfaces, creating an extremely firm Bonding is achieved.
Es hat sich auch gezeigt, daß durch das vorstehend beschriebene Verfahren ein Verbundkörper entsteht, bei dem die Korrosionsbe ständigkeit etwa um den Faktor 10 gegenüber dem oben beschrie benen Stand der Technik verbessert ist. Außerdem kann auf chlorkohlenwasserstoffhaltige Lösungsmittel verzichtet werden.It has also been shown that by the above Process a composite body is formed, in which the corrosion resistance about a factor of 10 compared to that described above benen prior art is improved. It can also on chlorinated hydrocarbon solvents are dispensed with.
Auch auf bei einer Vielzahl von Lösungsmitteln erforderliche Schutzeinrichtungen gegen Explosionsgefahr kann verzichtet werden.Also required on a variety of solvents Protective devices against the risk of explosion can be dispensed with will.
Tests mit dem erfindungsgemäß hergestellten Verbundkörper haben gezeigt, daß sogar nach über 200 h Salzsprühtest (DIN 50 021 SS) noch keine 2% Grundkorrosion auftreten.Have tests with the composite body produced according to the invention shown that even after more than 200 h salt spray test (DIN 50 021 SS) there is still no 2% basic corrosion.
Kaltschertests, Heißschertests und auch Heißwassertests haben gezeigt, daß die erfindungsgemäße Klebeverbindung eine her vorragende mechanische Stabilität aufweist. Die Scherfestigkeit der Klebestelle ist deutlich größer als die Scherfestigkeit des Bremsbelagmaterials selbst und liegt weit über 20 kp/cm2.Cold shear tests, hot shear tests and also hot water tests have shown that the adhesive connection according to the invention has excellent mechanical stability. The shear strength of the adhesive point is significantly greater than the shear strength of the brake pad material itself and is well above 20 kp / cm 2 .
Bevorzugt wird auch das Phenolharz relativ dünn aufgetragen, beispielsweise mit einer Schichtstärke entsprechend etwa 30 mg/cm2 mit einer Toleranz von plus/minus 20%.The phenolic resin is also preferably applied relatively thinly, for example with a layer thickness corresponding to approximately 30 mg / cm 2 with a tolerance of plus / minus 20%.
In Abwandlung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispie les kann vorgesehen sein, daß der Kleber (Harz) nicht vorab und separat direkt auf den Bremsbelag aufgebracht wird, sondern auf den kathodisch aufgetragenen Lack des Bremsschuhes aufge bracht wird. Wichtig ist, daß auch hierbei zunächst der Lack auf dem Bremsschuh noch nicht für sich polymerisiert wird, sondern daß vielmehr die Polymerisation von Lack und Harz gemeinsam und gleichzeitig erfolgt. Auch ist es möglich, das Harz, insbesondere das Phenolharz, direkt zwischen die aneinan der zu fügenden Teile zu spritzen.In a modification of the exemplary embodiment described above les can be provided that the adhesive (resin) not in advance and separately applied directly to the brake pad, but applied to the cathodically applied varnish of the brake shoe is brought. It is important that the paint is used first is not yet polymerized on the brake shoe, but rather the polymerization of paint and resin done together and simultaneously. It is also possible that Resin, especially the phenolic resin, directly between them of the parts to be joined.
Die Erfindung läßt sich nicht nur beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel von Trommelbremsbacken verwenden, sondern eignet sich insbesondere auch für die Anwendung bei Scheiben bremsen und bei Kupplungen.The invention can be applied not only to that described above Use embodiment of drum brake shoes, but is also particularly suitable for use with panes brake and with clutches.
Claims (6)
- - das erste Bauteil mit einer Lackschicht versehen ist,
- - das zweite Bauteil mit einer Harzschicht versehen ist, und daß
- - die Lack- und Harzschichten gemeinsam in aneinander anliegen den Bereichen polymerisiert sind.
- the first component is provided with a layer of lacquer,
- - The second component is provided with a resin layer, and that
- - The lacquer and resin layers are polymerized together in adjacent areas.
- - das erste Bauteil mit einem Lack überzogen wird, der polyme risierbar ist, zunächst aber nicht polymerisiert wird,
- - das zweite Bauteil zumindest teilweise mit einem Harz be schichtet wird,
- - die beiden Bauteile unter Druck mit ihren Lack- bzw. Harz schichten aneinander gefügt werden und so unter Erwärmung eine gemeinsame Polymerisation im Berührungsbereich von Lack und Harz durchgeführt wird.
- the first component is coated with a lacquer which can be polymerized but is not initially polymerized,
- - The second component is at least partially coated with a resin,
- - The two components are joined together under pressure with their lacquer or resin layers and so a common polymerization is carried out in the contact area of the lacquer and resin with heating.
- - auf das erste Bauteil ein Lack aufgetragen wird, der zunächst noch nicht ausgehärtet oder polymerisiert wird,
- - ein Harz zwischen Flächen der Bauteile gebracht wird,
- - diese Flächen aneinander gedrückt werden, und daß
- - der Lack und das Harz insbesondere in ihren aneinander anlie genden Bereichen gemeinsam polymerisiert werden.
- - a varnish is applied to the first component, which has not yet been cured or polymerized,
- a resin is placed between the surfaces of the components,
- - These surfaces are pressed together, and that
- - The paint and the resin are polymerized together, especially in their abutting areas.
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