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TECHNISCHES
GEBIET
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Diese
Erfindung betrifft Bremsen, und insbesondere eine verbesserte Bremsplatte
sowie einen Bremsbelag.
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TECHISCHER
HINTERGRUND
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In
den letzten Jahren hat die Anzahl von Kraftfahrzeugen stark zugenommen.
Es gibt ein Interesse nach Verfahren, die Herstellungskosten von Bremsen
und Ersatzteilen sowohl seitens der Kraftfahrzeughersteller auch
der Lieferanten von Bremsteilen zu reduzieren. Dieser zunehmende
Gebrauch hat auch zu einer signifikanten Zunahme im Zweitmarkt für Bremsenaustausch
und Reparatur geführt. Bremsen
benötigt
man auch zunehmend für
Kraftfahrzeuge, wie etwa Flugzeuge, Eisenbahnen, Fahrräder, Geländefahrzeuge
und Krafträder.
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Bremsen,
wie sie derzeit herstellt werden, vereinigen zwei Hauptteile, nämlich eine
Platte (oft auch Stützplatte
genannt) und einen Reibbelag. Die Platte wird in einer Bremsbaugruppe
angebracht, und kann ausgebildet werden, indem eine Platte mit einer
Vielzahl von Ansätzen,
Löchern
oder anderen Merkmalen hergestellt wird, um den Reibbelag darin aufzunehmen
und zu halten. Das Bedürfnis,
kostengünstige
Hochgeschwindigkeits-Herstellungsverfahren
anzuwenden, führt
häufig
zu Unregelmäßigkeiten in
der Platte, die zu Schwierigkeiten beim Anbringen und/oder Halten
des Reibbelags auf der Platte während
der Bremsung führen
können,
wenn der Reibbelag mit dem sich schnell drehenden Bremsrotor in Kontakt
kommt, oder auch während
der Vorinstallationshandhabung der Bremsbelagbaugruppe.
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Es
gibt eine Vielzahl bekannter Wege, einen Reibbelag an einer Platte
anzubringen. Ein solcher Weg ist, den Reibbelag mittels Nieten an
den Stützplatten
anzubringen. Ein Nachteil des Nietprozesses ist, dass er eine starre
Verbindung zwischen der Platte und dem Reibbelag erzeugt, die, infolge
eines plötzlichen
Stoßes,
zum Bruch des Reibbelags führen
kann. Ferner erfordert dieser Prozess häufig einen oder mehrere zusätzliche
Herstellungsschritte mit entsprechender Kostenzunahme. Wenn darüber hinaus
der Reibbelag über
die Zeit abgenutzt ist, liegen die Nieten frei und reiben gegen
den Bremsrotor, wodurch an dem Rotor Riefen entstehen, deren Reparatur
teuer ist.
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Ein
anderes, in jüngerer
Zeit entwickeltes Verfahren zum Anbringen des Reibbelags an der Platte
ist die Verwendung eines Druckformungsprozesses, um den Reibbelag
direkt auf die Platte aufzuformen. In diesem Prozess kann der Reibbelag
vorbereitet werden, indem die Komponenten des Reibbelags zu einer
Vorform oder einer Masse vermischt werden. Ein herkömmliches
Druckformungssystem wird benutzt, um die Reibbelag-Vorform auf die Platte aufzuformen.
Häufig
wird eine Schicht aus Zement oder Klebstoff auf die Kontaktoberfläche der
Platte aufgetragen, um die Haftung zwischen der Platte und dem Reibbelag
zu verbessern.
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Wenn
auf die Formbaugruppe ein Druck ausgeübt wird, wird die Vorform erhitzt
und beginnt zu fließen,
füllt die
Form und bedeckt die entsprechende Oberfläche der Platte. In diesem Prozess
soll das Vorformungsmaterial in und um die verschiedenen Merkmale
herum fließen,
um die Bindung zwischen der Platte und dem Reibbelag zu verbessern.
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Die
Platte unterliegt einer Vielzahl von Kräften, wie etwa Rütteln des
sich bewegenden Fahrzeugs sowie Vibration, die durch den Rotor und
Geräusch
hervorgerufen wird. Das Problem mit den herkömmlichen Prozessen und Platten
ist, dass Merkmale, wie etwa Löcher
und Ansätze,
die in die Platte gestanzt sind, häufig eine ungenügende Scher- und/oder
Zugfestigkeit in der Verbindung zwischen dem Reibbelag und der Platte
erzeugten. Wenn zusätzliche
Merkmale in die Platte gestanzt werden, um die Verbindungsfestigkeit
zu erhöhen,
sind zusätzliche
Herstellungsschritte erforderlich, was die Kosten erhöht.
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Die
häufigsten
herkömmlichen
Merkmale, die in Platten gestanzt sind, sind kreisförmige Löcher. Diese
Löcher
geben häufig
nicht zufrieden stellende Ergebnisse, weil, während des Anformungsprozesses
die Vorform-Masse die Löcher
nicht vollständig auffüllt, was
wiederum zu einer mangelhaften Bindung zwischen der Platte und der
Vorform führt.
Die unvollständigen
Lochfüllungen
können
klar sichtbar sein und ergeben häufig
Qualitätsbedenken,
wenn sie von den Käufern überprüft werden.
Diese unvollständigen
Lochfüllungen
haben auch ein ästhetisch unschönes Aussehen,
was sie auch für
Kunden weniger attraktiv machen kann. Dementsprechend ist es allgemeine
Praxis in herkömmlichen
Platten geworden, die unvollständigen
Lochfüllungen
mit Kitt zu füllen
und überzulackieren,
um sowohl die nicht zufrieden stellenden Anformungsergebnisse zu
verbergen als auch das Aussehen zu verbessern. Diese zusätzlichen
Herstellungsschritte haben den Nachteil hinzugefügt, dass die Herstellungskosten
der Scheibenbremse zunehmen.
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Ferner
reduzieren die durch herkömmliche Prozesse
gestanzten Löcher
die strukturelle Festigkeit der Platte und machen sie für die verschiedenen Kräfte, die
darauf wirken, verletzlicher. Diese Kräfte können die Gestalt der Platte
verformen, was zu ungleichmäßiger Abnutzung
des Reibbelags führt
oder zu einem strukturellen Ausfall der Platte führen kann.
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Ein
anderes Problem mit Bremsplatten wird durch die durch Reibung erzeugte
Wärme hervorgerufen.
Die Ausdehnungs- und Kontraktionswerte der Platte unterscheiden
sich von jenen des Reibmaterials. Der Bremsvorgang erzeugt Wärme, so
dass die Platte und das Material häufiger Erwärmung und Abkühlung ausgesetzt
sind. Da die Ausdehnungs- und Kontraktionswerte unterschiedlich
sind, kann eine Trennung zwischen der Platte und dem Material auftreten,
insbesondere dort, wo die Platte flach ist oder wo sie flache Bereiche
hat. Dann kann sich zwischen der Platte Rost bilden, was zu Geräusch- und
Bremsausfall führt.
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Die
US-A-4,799,579 offenbart eine Bremsstützplatte zum Halten eines Reibmaterials
in einer Bremsbaugruppe, worin die Haltestrukturen entweder in einem
geradlinigen Muster vorgesehen sind oder eine symmetrische Haltestruktur
haben.
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Dementsprechend
gibt es Bedarf nach einer Bremsstützplatte zum Halten eines Reibmaterials
in einer Bremsbaugruppe und nach einem Bremsbelag zur Verwendung
in einer Bremsbaugruppe, die eine solche Bremsstützplatte aufweist, worin die
Bremsstützplatte
für eine
verbesserte Verbindung mit dem Reibbelag sorgen kann, ohne die Herstellungskosten bei
der Produktion der Platte zu erhöhen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Platte bereitzustellen, die für eine verbesserte
Verbindung zwischen sich und dem Reibbelag sorgt, sowie die strukturelle
Festigkeit der Platte erhöht,
ohne die Herstellungskosten der Platte zu erhöhen.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen
1 und 9 angegeben.
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Bevorzugte
Ausführungen
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Weitere
Merkmale der Erfindung werden beschrieben oder werden im Verlauf
der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich.
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Die
Erfindung enthält
eine Platte zum Halten eines Reibmaterials in einer Bremsbaugruppe,
wobei die Platte umfasst:
eine Kontaktfläche zum Anbringen des Reibmaterials an
der Platte,
eine der Kontaktfläche gegenüberliegende zweite Fläche;
eine
Mehrzahl von Haltestrukturen, die auf der Kontaktfläche ausgebildet
sind, wobei jede Haltestruktur ein vorstehendes Element aufweist,
das sich von einem Punkt zwischen der Kontaktfläche und der zweiten Fläche erstreckt,
so dass sich das Element von der Kontaktfläche auswärts erstreckt, zum Eingriff
mit dem Reibmaterial. Die Haltestruktur umfasst ferner eine das
vorstehende Element abstützende
Vertiefungsfläche,
wobei sich die Vertiefungsfläche
in die Kontaktfläche
hineinerstreckt. Die Kontaktfläche kann
gekrümmt
oder im Wesentlichen flach sein. Die Bremse kann eine Scheibenbremse
oder eine Trommelbremse aufweisen. Die Platte umfasst integrale Haltestrukturen.
Die Haltestrukturen können
aus der Platte gebildet sein, und sind bevorzugt ausgeschnitten
oder eingekerbt. In einer Variante kann das vorstehende Element
ein Grat sein. Der Grat umfasst optional eine Hakenform, wobei ein
distales Ende des Hakens von der dem Haken benachbarten Vertiefung
weg zeigt. Die Haltestrukturen sind in einer Mehrzahl von Reihen
angeordnet. Die Reihen sind im Wesentlichen parallel. Die Reihen
können
vorteilhaft längs
angeodnet sein.
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Die
erfindungsgemäße Platte
kann hergestellt werden durch ein Herstellungsverfahren einer Bremsplatte
zum Sichern eines Reibmaterials an einer Kontaktfläche davon,
wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen
einer Kontaktfläche zum
Anbringen des Reibbelags an der Platte,
einer der Kontaktfläche gegenüberliegenden
zweiten Fläche;
einer
Mehrzahl von Haltestrukturen, die auf der Kontaktfläche ausgebildet
sind, wobei jede Haltestruktur ein vorstehendes Element aufweist,
das sich von einem Punkt zwischen der Kontaktfläche und der zweiten Fläche erstreckt,
so dass sich das Element von der Kontaktfläche auswärts erstreckt, zum Eingriff
mit dem Reibbelag.
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In
einem Verfahren werden Haltestrukturen durch Einschneiden der Kontaktfläche ausgebildet. Alternativ
werden die Haltestrukturen durch Einkerben der Kontaktfläche ausgebildet,
in einer anderen Variante werden die Haltestrukturen durch Einschneiden
einer Mehrzahl von Reihen von Haltestrukturen auf der Kontaktfläche ausgebildet.
Die Reihen sind im Wesentlichen parallel und/oder sind längs angeordnet.
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In
einer Ausführung
erfolgt das Einschneiden durch eine Mehrzahl von Messern, wobei
jedes Messer eine Schneidkante aufweist, wobei die Kante eine Mehrzahl
damit verbundener Zähne
aufweist. Jede Haltestruktur ist bevorzugt durch einen Zahn ausgebildet.
Jeder Zahn schneidet bevorzugt ein vorstehendes Element aus der
Kontaktfläche
zur Bildung einer benachbarten Vertiefung. Die Messer sind bevorzugt
im Bezug auf die Platte längs
angeordnet. Die Messer können
im Wesentlichen parallel sein. Bevorzugt bewegen sich benachbarte
Messer in entgegengesetzte Richtungen. Die Mehrzahl von Messern
wird bevorzugt parallel zur Kontaktoberfläche bewegt, vor dem Schlag
auf die Platte. Die Mehrzahl von Messern beginnt sich bevorzugt
gemeinsam parallel zur Kontaktoberfläche beim Schlag auf die Platte
zu bewegen. Die Platte kann stationär sein, während sie mit den Messern geprägt wird.
Die Messer sind optional in Richtung orthogonal zur Kontaktfläche befestigt,
und die Platte wird auf die Messer geschlagen.
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Eine
Vorrichtung zur Herstellung einer Bremsplatte mit einer Mehrzahl
von Haltestrukturen, die auf einer Kontaktfläche davon ausgebildet sind, um
ein Reibmaterial zu halten, kann umfassen:
ein Mittel zum Schneiden
einer Mehrzahl von Haltestrukturen auf der Kontaktfläche, wobei
jede Haltestruktur ein vorstehendes Element aufweist, das sich von
einem Punkt zwischen der Kontaktfläche und der zweiten Fläche erstreckt,
so dass sich das Element von der Kontaktfläche auswärts erstreckt, zum Eingriff
mit dem Reibbelag, und wobei das Schneidmittel dazu ausgelegt ist,
sich allgemein parallel zur Kontaktfläche zu bewegen, um die Haltestrukturen
zu schneiden;
ein Antriebsmittel zum Schlagen des Schneidmittels und
der Kontaktfläche
der Platte zur Bildung der Haltestruktur.
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Das
Schneidmittel umfasst bevorzugt eine Mehrzahl von Messern, wobei
jedes Messer eine Schneidkante aufweist, wobei die Kante eine Mehrzahl
von damit verbundenen Zähnen
aufweist, wobei jeder Zahn dazu ausgelegt ist, beim Schlag auf die Kontaktoberfläche eine
der Mehrzahl von Haltestrukturen zu bilden.
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Die
Vorrichtung umfasst optional ferner:
zumindest ein Antriebselement,
das mit zumindest einer Seite jedes der Mehrzahl von Messern verschiebbar
verbunden ist;
zumindest ein Gleitelement, das mit dem Antriebselement
verschiebbar verbunden ist. Während
des Stoßes
zwischen den Messern und der Kontaktfläche ist das Gleitelement bevorzugt
dazu ausgelegt, sich von der Kontaktfläche weg zu bewegen; wobei das Gleitelement
dazu ausgelegt ist, das Antriebselement allgemein parallel zur Kontaktfläche zu bewegen,
wobei das Antriebselement dazu ausgelegt ist, die Messer allgemein
parallel zur Kontaktfläche
zu bewegen.
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Das
Gleitelement kann eine schräge
Gleitfläche
aufweisen, wobei die Gleitfläche
dazu ausgelegt ist, bei Bewegung des Gleitelements das Antriebselement
allgemein parallel zur Kontaktfläche
zu bewegen. Das zumindest eine Gleitelement kann zwei Gleitelemente
sein, wobei das zumindest eine Antriebselement erste und zweite
Antriebselemente aufweisen kann, und zumindest eine Seite jedes
der Messer eine erste Seite und eine zweite Seite aufweisen kann,
wobei das erste Antriebselement der ersten Seite zumindest eines
Messers benachbart ist, das zweite Antriebselement der zweiten Seite
der verbleibenden Messer benachbart ist. Die ersten und zweiten
Seiten der abwechselnden Messer sind bevorzugt den ersten und zweiten
Antriebselementen jeweils benachbart. Die benachbarten Messer bewegen
beim Stoß auf
die Kontaktfläche
sich bevorzugt in entgegengesetzte Richtungen. Die Vorrichtung kann
ferner ein Rückstellmittel
aufweisen, um die Messer zu einer Ausgangsstellung zurück zu bringen.
Das Rückstellmittel
ist optional zumindest eine Feder, die an einer ersten und einer
zweiten Gleitstange angebracht ist, wobei sich die Gleitstangen
innerhalb eines ersten und eines zweiten Führungsschlitzes befinden, die
benachbart der ersten und zweiten Seite jedes Messers definiert
sind. Die Mehrzahl von Messern sind bevorzugt längs in Bezug auf die Platte
angeordnet. Die Vorrichtungsmesser sind bevorzugt im Wesentlichen
parallel zueinander.
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Das
Gleitelement und die Mehrzahl von Messern sind bevorzugt dazu ausgelegt,
sich vor dem Stoß auf
die Platte allgemein parallel zur Kontaktfläche zu bewegen. Die Mehrzahl
von Messern sind bevorzugt dazu ausgelegt, sich beim Stoß auf die
Platte parallel zur Kontaktfläche
zu bewegen. Die Platte ist optional stationär, während sie von den Messern geprägt wird.
Die Messer sind optional in Richtung orthogonal zur Kontaktfläche fixiert,
und die Platte wird auf die Messer getrieben. Das Stoßmittel
umfasst optional eine Presse mit einem oberen beweglichen Abschnitt
und einem unteren stationären
Abschnitt.
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Die
Vorrichtung umfasst ferner optional:
eine an dem oberen Abschnitt
der Presse befestigte Grundplatte;
zwei Seitenplatten, die
an der Grundplatte gesichert sind, wobei die Seitenplatten davon
nach unten vorstehen;
ein Positionierungsmittel, um die Messer
einander benachbart zu halten; wobei das Positionierungsmittel mit
den Seitenplatten verbunden ist;
ein Krafteinstellmittel zum
Einstellen der Kraft des Stoßes
der Messer gegen die Kontaktfläche,
wobei das Krafteinstellmittel eine Druckplatte aufweist, die zur
Grundplatte allgemein parallel ist, und zumindest eine Feder, die
zwischen der Grundplatte und der Druckplatte angeordnet ist, wobei
die Druckplatte mit den Messern verbunden ist;
wobei die ersten
und zweiten Gleitstangen an der Grundplatte aufgehängt sind.
Die ersten und zweiten Gleitelemente stoßen bevorzugt auf den Bodenabschnitt
der Presse, bevor die Messer auf die Kontaktfläche stoßen, um hierdurch zu bewirken,
dass vor dem Stoß der
Messer gegen die Kontaktfläche
sich die Messer allgemein parallel zur Kontaktfläche bewegen. Die ersten und
zweiten Gleitelemente stoßen bevorzugt
auf den Bodenabschnitt der Presse im Wesentlichen gleichzeitig damit,
dass die Messer auf die Kontaktfläche stoßen, um hierdurch zu bewirken, dass
im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Stoß der Messer gegen die Kontaktfläche sich
die Messer allgemein parallel zur Kontaktfläche bewegen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Damit
die Erfindung noch klarer verständlich wird,
werden nun bevorzugte Ausführungen davon im
Detail anhand eines Beispiels im Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, worin:
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1 eine
Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführung einer Platte gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 eine
Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführung einer Vorrichtung zur
Herstellung der Platte gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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3A eine
Draufsicht der Vorrichtung ist;
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3B eine
vergrößerte Ansicht,
die die Messer und Zähne
der in 3A gezeigten Vorrichtung zeigt,
ist;
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4 eine
Seitenansicht der Vorrichtung, wobei die Seitenplatten entfernt
sind, ist;
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5A eine
Querschnittsansicht, die die Vorrichtung zeigt, die auf den Boden
einer herkömmlichen
Presse schlägt,
ist;
-
5B eine
Querschnittsansicht, die die Messer zeigt, die mit dem Schnitt in
einen Rohling beginnen, ist;
-
5C eine
Querschnittsansicht, die die Messer zeigt, die den Schnitt in einem
Rohling fertig stellen, ist;
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5D eine
Querschnittsansicht, die die Vorrichtung zeigt, die eine Presse
schlägt,
ist. Die Feder befindet sich unterhalb der Presse. Es kann eine Feder
oder eine Gasfeder verwendet werden.
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6 eine
Perspektivansicht einer alternativen bevorzugten Ausführung einer
Platte gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
-
7 eine
Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführung eines Messers mit Reihen
versetzter Zähne
zur Herstellung der Stützplatte
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist. Die Figur zeigt einen Einsatz, die erlaubt, dass
ein oder mehrere Zähne lösbar in
das Messer eingesetzt werden;
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8A eine
Draufsicht eines Messers ist;
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8B eine
Seitenansicht eines Messers ist;
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8C eine
Draufsicht eines Messers ist;
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8D eine
Seitenansicht eines Messers ist;
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9A und 9B Perspektivansichten
eines lösbaren
Messereinsatzes mit versetzten Zähnen
sind;
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9C eine
Perspektivansicht eines lösbaren
Messereinsatzes ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung ist eine Platte zum Halten eines Reibmaterials in einer
Bremsbaugruppe. Die Platte umfasst bevorzugt:
- (a)
eine Kontaktfläche
zum Anbringen des Reibmaterials an der Platte,
- (b) eine der Kontaktfläche
gegenüberliegende zweite
Fläche;
- (c) eine Mehrzahl von Haltestrukturen, die an der Kontaktfläche ausgebildet
sind, wobei jede Haltestruktur ein vorstehendes Element aufweist,
das sich von einem Punkt zwischen der Kontaktfläche und der zweiten Fläche erstreckt,
so dass sich das Element von der Kontaktfläche auswärts erstreckt, zum Eingriff
mit dem Reibmaterial.
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Die
Haltestruktur umfasst ferner eine Vertiefungsfläche, die das vorstehende Element
abstützt, wobei
sich die Vertiefungsfläche
in die Kontaktfläche hineinerstreckt.
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Die
Bremsplatte gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in der Herstellung von Fahrzeugbremsteilen verwendbar.
Die Platte ist in Bremsen für
jegliche Kraftfahrzeuge anwendbar, wie etwa Autos, Lastwägen, Flugzeuge,
Eisenbahnen, Fahrräder,
Geländefahrzeuge
oder Krafträder.
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1 zeigt
eine Bremsplatte 1 gemäß einer bevorzugten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung. Die Platte 1 hat eine herkömmliche
Form und eine geeignete Dicke (1/8 bis 1/2 Zoll) und ist bevorzugt aus
Metall oder einem Metallkomposit hergestellt, das dazu ausgelegt
ist, den Einwirkungen eines herkömmlichen
Bremssystems zu widerstehen. Die an der Platte gezeigten kreisförmigen Löcher sind
nicht notwendig und sind nur zu Illustrationszwecken enthalten.
Die Stützplatte
hat eine Kontaktfläche 2,
um darauf, durch einen herkömmlichen
Anformungsprozess, ein Reibmaterial (nicht gezeigt) anzuformen.
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Es
ist eine beliebige geeignete Anzahl von Haltestrukturen 3 mit
der ersten Fläche
der Stützplatte
verbunden. Bevorzugt sind die Haltestrukturen integral durch Prägen der
Stützplatte
ausgebildet, wie im Detail weiter unten beschrieben wird. Jede Haltestruktur
enthält
einen Grat 4, der aus der ersten Fläche hoch steht, die einer entsprechenden
Vertiefung 5 benachbart angeordnet ist, die in der Kontaktfläche 2 definiert
ist. Bevorzugt wird jeder Grat integral ausgebildet, indem der Grat
aus der ersten Fläche
der Stützplatte
ausgeschnitten wird, was die entsprechende Vertiefung 5 erzeugt.
Das vorstehende Element erstreckt sich von einem Punkt zwischen
der Kontaktfläche
und der zweiten Fläche 36 (in 6 liegt
die zweite Fläche
der Kontaktfläche
gegenüber und
erscheint als die flache Bodenfläche
der Platte), so dass sich das Element von der Kontaktfläche zum Eingriff
mit dem Reibmaterial auswärts
erstreckt. Jeder Grat hat bevorzugt eine gekrümmte Form, die sich von ihrer
entsprechenden Vertiefung weg krümmt.
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Die
Haltestrukturen 3 sind bevorzugt in längs in im Wesentlichen parallelen
Reihen 6 angeordnet. Bevorzugt ist die Position des Grats 4 und
der Vertiefung 5 für
jede Reihe identisch, wechselt aber mit benachbarten Reihen ab,
wie in 1 gezeigt. Bevorzugt ist die Anzahl der Reihen
ausreichend, um im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der
Stützplatte 1 abzudecken,
um für
eine maximale Verbindungsfestigkeit zu sorgen. Die Tiefe der Vertiefungen
und die Höhe
der Grate ist von der Verbindungsfestigkeit abhängig, die für eine bestimmte Anwendung
erforderlich ist. 6 zeigt eine Variante der Platte,
in der der Zwischenraum zwischen den Strukturen jeder Reihe vergrößert ist.
Die Haltestrukturen in jeder Reihe sind mit größerem Abstand voneinander angeordnet
als jene in 1.
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Die
Platte 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung braucht nicht mit irgendeinem Klebstoff beschichtet zu
werden, um die erforderliche Verbindungsfestigkeit mit dem Reibmaterial
zu erreichen. Da die Platte eine große Anzahl vorstehender Elemente
aufweist, wird es zu keiner Trennung zwischen der Platte und dem
Material kommen, wenn die Platte und das Material häufiger Erwärmung und
Abkühlung ausgesetzt
sind. Die Platte hält
länger
und ist sicherer.
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Für eine Scheibenbremse,
wie in 1 gezeigt, kann die Höhe der Elemente bevorzugt etwa 0,030
Zoll bis 0,075 Zoll über
der Kontaktfläche
betragen. Dort sind bevorzugt zumindest etwa 20 vorstehende Elemente
pro Quadratzoll vorgesehen. Das horizontale Raster (Abstand zwischen
jedem Element) zwischen Elementen in Richtung der Chipbildung kann
bevorzugt zwischen 0,120 und 0,250 Zoll reichen. Die Rasterung zwischen
den Reihen beträgt bevorzugt
etwa 0,100 bis 0,200 Zoll. Die Überdeckung
dieser Elemente auf der Kontaktoberfläche beträgt bevorzugt zumindest etwa
65% für
eine Scheibenbremse.
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Für eine Scheibenbremse,
wie in 6 gezeigt, kann die Höhe der Elemente bevorzugt etwa 0,030 Zoll
bis 0,075 Zoll und noch bevorzugter etwa 0,045 bis 0,060 Zoll über der
Kontaktfläche
betragen. Es sind bevorzugt zumindest etwa 30 vorstehende Elemente
pro Quadratzoll vorgesehen. Die horizontale Rasterung (Abstand zwischen
jedem Element) zwischen den Elementen in Richtung der Chipbildung
kann bevorzugt zwischen 0,120 und 0,250 Zoll reichen und beträgt noch
bevorzugter 0,060 Zoll. Die Überdeckung
der Elemente auf der Kontaktoberfläche beträgt bevorzugt zumindest etwa
65% für
eine Scheibenbremse.
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Das
Verfahren zur Herstellung der Stützplatte 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst das Anordnen der Stützplatte auf einer flachen
Oberfläche
unter einer herkömmlichen
Presse und das Prägen
der Kontaktfläche 2 der
Stützplatte
mit einer Serie im Wesentlichen paralleler Messer 10. In
Bezug auf 2 werden die Messer im Wesentlichen
bevorzugt parallel zur Längsachse
der Stützplatte
angeordnet. Jedes Messer hat eine Mehrzahl bevorzugt identischer
Zähne 11,
die entlang einer Schneidkante davon definiert sind. Jeder Zahn
bildet die Vertiefung 5 und den Grat 4 einer Haltestruktur 3.
Die Konfiguration der Zähne
kann von Reihe zu Reihe abwechseln, so dass jede andere Reihe eine
identische Konfiguration hat. In 6 wird bevorzugt
ein Messer mit versetzten Zähnen
dazu benutzt, ein schachbrettartiges Muster (abwechselndes Haltestrukturmuster) zwischen
den von demselben Messer geschnittenen Reihen zu erzeugen.
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2 zeigt
die Vorrichtung 12 zur Herstellung der Stützplatte
gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Vorrichtung wird in irgendeiner geeigneten Weise zum Prägen der
Stützplatte 1 an
einer konventionellen Presse angebracht, wie oben beschrieben.
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Im
Bezug auf die 2 bis 4 enthält die Vorrichtung 12 eine
Grundplatte 13, von der zwei Seitenplatten 14 durch
bevorzugt vier herkömmliche Schrauben 15 abhängen. Bevorzugt
sind zwei quer verlaufende Gleitstangen 16 von vier Stützfedern (nicht
gezeigt) abgehängt,
die jeweils am einen Ende an einer der Schrauben und am anderen
Ende an einem Ende der Gleitstange angebracht sind. Die Gleitstangen
sind an den Messern 10 verschiebbar gesichert, bevorzugt
durch Anordnen in Führungsschlitzen 17,
die in den Messern definiert sind. Vorspannmittel, wie etwa zwei
Rückstellfedern 18,
sind mit jeder Gleitstange verbunden, um die Gleitstangen aufeinander
zu vorzuspannen. Eine Druckplatte 19 ist über den
nicht schneidenden Kanten der Messer angeordnet. Bevorzugt ist eine
Mehrzahl von Einstellfedern 20 zwischen der Grundplatte
und der Druckplatte angeordnet, um die zwei voneinander weg vorzuspannen.
Zwei Blockgehäuse 21 sind
quer auf der Grundplatte benachbart den Kanten der Messer angebracht.
Ein Antriebsblock 22 ist an jedem Blockgehäuse durch
einen Gleitbolzen 23 angebracht, der im Wesentlichen parallel
zur Längsachse der
Messer angeordnet ist. Ein Gleitblock 24 ist in jedem Gehäuse benachbart
dem Antriebsblock verschiebbar angebracht.
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5A zeigt
den Anfangsschritt des Betriebs der Vorrichtung 12. Eine
herkömmliche
Presse (nicht gezeigt) treibt die Vorrichtung 12 auf einen Plattenrohling 25,
so dass der Gleitblock 24 bevorzugt auf die Bodenfläche der
Presse 26 schlägt,
bevor die Messer 10 auf den Rohling schlagen. Der Schlag
gegen die Bodenfläche
der Platte treibt den Gleitblock relativ zum Antriebsblock 22 hoch,
wodurch die Gleitblockgleitfläche 27 eine
Kraft auf den Antriebsblock im Wesentlichen parallel zur Längsachse
der Messer ausübt.
Diese Kraft bewirkt, dass jeder Antriebsblock abwechselnde Messer
entlang ihrer Längsachse
bewegt. Weil nur abwechselnde Messer jeden Antriebsblock vor dem
Schlag kontaktieren, werden benachbarte Messer durch jeden Antriebsblock
in entgegengesetzte Richtungen gedrückt. Bevorzugt bewegen sich
die Messer, bevor der Rohling die Messer kontaktiert.
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Die
Zähne der
Messer können
entlang der Längsachse
des Messers angeordnet sein, so sie dass eine einzige Reihe bilden.
Es können
Abschnitte vorhanden sein, wo keine Zähne vorhanden sind, wie in 8D gezeigt.
Jeder Zahn hat eine Führungsfläche, die
quer zur Achse des Messers verläuft.
Die Führungsfläche kann
gewinkelt sein, um die Gratform zu bestimmen, genauso wie ein gewinkelter Pflug.
Alle Zähne
können
einen ähnlichen
Führungswinkel
haben, oder sie können
unterschiedlich sein.
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In
einer Messervariante sind die Zähne
versetzt, bevorzugt derart, dass die Zähne in zwei oder mehr Reihen
angeordnet sind, wie in 9 gezeigt. Jedes Messer schneidet
somit. Reihen von Zähnen entlang
zweier Längsachsen
(die zwei Reihen bilden, die bevorzugt im Wesentlichen parallel
sind), um einen Bremsbelag bereitzustellen, wie er in 6 gezeigt
ist.
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In
Bezug auf die 5B und 5C kann der
Schlag der Messer 10 gegen den Rohling 25 durch
das Vorspannmittel, bevorzugt die Einstellfedern 20 (in 2 gezeigt)
reguliert werden. Die Einstellfedern erlauben, dass die Vorrichtung 12 auf Pressen
mit unterschiedlichen Kraftspezifikationen angebracht wird. Die
Einstellfedern stellen wirkungsvoll sicher, dass eine konstante
Kraft gegen die Messer ausgeübt
wird, unabhängig
von der von der Presse ausgeübten
Kraft. In einer Variante sind die Federn unter der Platte angeordnet,
wie in 5D gezeigt. Wenn die Messer
in den Rohling nach unten gedrückt
werden, gleiten sie auch entlang den Gleitstangen 16 parallel
zu ihren Längsachsen,
so dass benachbarte Messer sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen,
wenn sie schneiden. Diese gleichzeitigen Abwärts- und Gleitbewegungen bewirken,
dass jeder Zahn 11 eines Messers eine Haltestruktur 3 bildet.
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Die
Vorrichtung ist in der Lage, eine gesamte Platte in einem Schlag
fertig zu stellen. Nachdem die Presse die Vorrichtung 12 angehoben
hat, kehrt der Gleitblock 24 zu seiner Ausgangsstellung
durch Schwerkraft zurück,
und die Messer 10 und der Antriebsblock 22 werden
durch die Gleitfedern 19 in ihre Ausgangsstellungen zurückgebracht.
Ein Fachmann könnte
die Messer leicht dazu verwenden, um Trommelbremsplatten herzustellen.
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Während des
Prozesses der Anformung und Sicherung des Reibmaterials auf der
Platte wird das Vorformmaterial in eine Form gelegt und gegen die Platte
gedrückt.
Das Material fließt
in jede Haltestruktur 3 und umgibt diese, zur Verbindung
mit der Platte 1. Die Haltestrukturen bieten eine verbesserte
Zugfestigkeit und bieten auch eine verbesserte Scherbeständigkeit.
Die Zug- und Scherfestigkeiten
können geändert werden,
indem entweder die Tiefe des Einschnitts (d.h. der Vertiefung 5)
verändert
wird, was auch die Höhe
des Grats 4 erhöht.
Diese Ergebnisse werden mittels eines Zwei-Stufen-Prozesses erreicht,
und ohne zusätzliche
Merkmale zu benötigen, wie
etwa Löcher,
was zu einer verringerten Herstellungszeit und signifikanten Kostenersparnissen
führt.
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5D zeigt
eine Variante der Vorrichtung, in der eine Feder an einem festen
Pressenbett angebracht ist, so dass die Feder unter der Presse angeordnet
ist. Die Feder kann eine herkömmliche Schraubenfeder
oder eine Gasfeder sein. Es kann auch irgendein anderes geeignetes
Vorspannmittel verwendet werden. Ein Messer der Erfindung ist in den 7 und 8 gezeigt.
In diesen Figuren sind die Zähne
jedes Messers entlang einer durch das Messer definierten Achse ausgerichtet.
Jedoch können
die Zähne
versetzt sein, um einen Bremsbelag des in 6 gezeigten
Typs bereitzustellen. 7 zeigt ein Messer mit versetzten
Zähnen.
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7 zeigt
auch, dass das Messer mit lösbaren
Einsätzen
hergestellt werden kann. Gebrochene oder verbogene Zähne können leicht
ausgetauscht werden, ohne das Messer zu verwerfen. Es kann auch
ein glatter Einsatz ohne Zähne
verwendet werden. Die Einsätze
können
optional permanent an dem Messer befestigt sein. Die 8A und 8B zeigen
das Messer mit durchgehenden Zähnen. 8C und 8D zeigen
das Messer mit einer glatten Oberfläche, an der sich keine Zähne befinden.
Die Platte wird dort keine Halteflächen ausbilden, wo das Messer
glatt ist. Die 9A und 9B zeigen
versetzte Zähne. 9C zeigt,
dass die versetzten Zähne
bevorzugt etwa die gleiche Höhe
oberhalb des Messers haben.
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Es
versteht sich, dass die obige Beschreibung nur als Beispiel auf
die bevorzugte Ausführung bezogen
ist. Für
den Fachmann werden verschiedene Varianten der Erfindung offensichtlich,
und diese offensichtlichen Varianten liegen im Umfang der Erfindung,
wie sie beschrieben und beansprucht ist, ob sie ausdrücklich beschrieben
sind oder nicht.