DE69208212T2

DE69208212T2 - Bremsen

Info

Publication number: DE69208212T2
Application number: DE1992608212
Authority: DE
Inventors: Trevor Wyn Beamond; Keith David Dolbear; Kerry Graham Schofield
Original assignee: British Railways Board; Ferodo Ltd
Current assignee: British Railways Board; Federal Mogul Friction Products Ltd
Priority date: 1991-11-15
Filing date: 1992-11-07
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2012-11-08
Also published as: GB9124382D0; EP0542358A1; DE69208212D1; GB2261480B; GB2261480A; EP0542358B1

Description

Diese Erfindung betrifft Bremsen und genauer ein Verfahren zur Herstellung von Bremsenelementen, wie Bremsblöcken oder Bremsbelägen, die Futter enthalten, welche an Trägerplatten befestigt sind.
Zum Beispiel wird ein Bremsklotz in einem Träger montiert und ist vorwärts und rückwärts längs einer Führung in dem Träger in eine und aus einer Arbeitsposition verschiebbar, in der er zum Eingriff mit dem beweglichen Element eines zu verzögernden oder anzuhaltenden Bremsensystems verriegelt werden kann. Derartige Klötze werden in Schienenfahrzeug-Bermsensystemen verwendet, sind aber grundsätzlich irgendwo einsetzbar, z.B. bei Schwerlast-Straßenfahrzeugen. Wenn ein Futter abgenutzt oder anderweitig fehlerhaft wurde, kann der Klotz durch Lösen der Verriegelung längs der Führung zurückgerutscht und so aus dem Träger herausgezogen werden. Das Neueinsetzen eines frischen Klotzes ist somit erleichtert.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues und vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Bremsenelementen, wie Bremsblöcke oder Bremsbeläge, zu schaffen, die Futter umfassen, welche an Trägerplatten befestigt sind. Es ist ferner ein Ziel der vorliegenden Erfindung, neue und vorteilhafte Bremsenelemente zu schaffen, die durch ein derartiges Verfahren hergestellt wurden. Somit werden die Bildung heißer Flecken und die thermische Beschädigung der Oberfläche eines beweglichen Elements, wie eines Drehelements, verringert, das es abbremst oder anhält, wenn es damit in Eingriff kommt. Zusätzlich kann der Verschleiß des Futters selbst, verglichen mit bekannten Formen derartiger Futter, verringert werden.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bremsenelements geschaffen, bei dem ein Futter (1) in einem Gesenk geformt wird und das Futter eine Schicht aus elastomerem Material (3) aufweist, die an einer Trägerplatte befestigt ist sowie in dem Gesenk gehärtet wird, wobei die Schicht aus elastomerem Material zwischen Reibmaterial (4) des Futters und der Trägerplatte angebracht ist und das ausgehärtete elastomere Material weicher als das Reibmaterial ist, und wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Vielzahl diskreter Bereiche des Reibmaterials (4) in dem Gesenk angebracht und anschließend ein Materialgemisch eingebracht wird, aus dem die Schicht aus elastomerem Material in dem Gesenk derart erhalten wird, daß dort ein Futter mit der Vielzahl diskreter Bereiche aus in die Schicht aus elastomerem Material eingebettetem Reibmaterial erhalten wird, wobei sich alle Bereiche zu einer Arbeitsfläche (2) des Futters erstrecken, die von der Trägerplatte entfernt ist, und wobei die Bereiche in der Schicht aus elastomerem Material voneinander beabstandet angeordnet sind.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung enthält ein Bremsenelement ein Futter (1), das an einer Trägerplatte befestigt ist und eine Schicht aus elastomerem Material (3) aufweist, das an der Trägerplatte befestigt ist, wobei die Schicht aus elastomerem Material zwischen Reibmaterial (4) des Futters und der Trägerplatte angebracht und das elastomere Material weicher als das Reibmaterial ist, und wobei dieses Bremsenelement dadurch gekennzeichnet ist, daß das Reibmaterial eine Vielzahl diskreter Bereiche (4) umfaßt, die in die Schicht aus dem elastomerem Material eingelagert sind, wobei alle Bereiche jeweils voneinander beabstandet angeordnet sind und sich die Bereiche bis zu einer Arbeitsfläche (2) des Futters erstrecken, die von der Stützplatte entfernt ist.
Es kann sein, daß die von diesem Aufbau herrührenden verbesserten Eigenschaften eines derartigen Bremsenelements von der Schicht aus elastomerem Material herrühren, das verursacht, daß das Futter, verglichen mit bekannten Formen derartiger Futter, besser an die Arbeitsoberfläche des beweglichen Elements anpaßbar ist, und daß somit die zwei Oberflächen gleichmäßiger in Eingriff stehen.
Vorzugsweise hat die elastomere Schicht einen Rockwell-Wert einer Eindringtiefe (unter Verwendung einer Rockwell-Härte-Maschine), die wenigstens doppelt so groß wie jene des Reibmaterials ist.
Das Reibmaterial kann eine Zusammensetzung haben, die ein polymeres Bindemittel zusammen mit verstärkenden Füll- und/oder Bindemitteln enthält, und kann ganz herkömmlich sein, wie zum Beispiel jene, die in der US 3,227,249 beschrieben ist, oder, falls eine asbestfreie Art erwünscht ist, wie jene, die in der GB 1,604,827 beschrieben ist, und kann auch Fasern enthalten.
Die elastomere Schicht kann in ihrer Zusammensetzung ebenfalls in weitem Rahmen variieren unter der Voraussetzung, daß sie nicht über einen Grad als den hinaus gehärtet wird, bei dem sie so quervernetzt ist, daß sie ihre Weichheit relativ zu jener des Reibmaterials verliert. Somit können die Materialgemische verwendet werden, die in Ferodo Limited GB 1 249 922 als für die Herstellung von nichtquietschenden Zug- Bremsblöcken zum direkten Eingriff mit dem Außenumfang eines Schienenfahrzeugrades geeignet beschrieben sind.
Die Erfindung wird nun weiter unter Bezugnahme auf das Beispiel und die anliegende Zeichnung beschrieben, die einen isometrischen Schnitt eines Futters eines Bremsklotzes umfaßt, wobei das Futter eine Oberfläche aufweist, die im wesentlichen eben ist und an einem beweglichen Element angreifen soll sowie an einer Metallträgerplatte befestigt ist.
Das dargestellte Futter 1 dient für einen Bremsklotz (nicht gezeigt), der zweiteilig ist, wobei jeder Teil ein Futter hat, das an einer Metallträgerplatte mit Schwalbenschwanzquerschnitt befestigt ist. Das Futter 1 weist eine Oberfläche 2 auf, die von der Trägerplatte entfernt ist, wobei die Oberfläche im wesentlichen eben ist und mit einem zu verzögernden oder anzuhaltende beweglichen Element in Eingriff kommen soll. Das zu verzögernde oder anzuhaltende bewegliche Element kann die Scheibe eines Scheibenbremsensystems umfassen. Die Trägerplatte ist mit dem Futter 1 durch Zungen verkeilt, die aus der Ebene der Platte herausgedrückt sind, wodurch Löcher darin zurückbleiben. Die Oberfläche 2 des Futters 1 ist in herkömmlicher Weise gerillt, wobei die Rillung nicht gezeigt ist, aber sowohl quer als auch längs verläuft.

Beispiel

1. Eine Metallträgerplatte wird zur Abreinigung sandgestrahlt, und ein Kleber der Art, die herkömmlicherweise zum direkten Binden des Futters verwendet wird, wird auf die Platte aufgetragen und kann über 12 Stunden trocknen.
2. Eine ungehärtete Mischung aus herkömmlichem Reibmaterial, worauf oben verwiesen wurde, wird in ein Gesenk eingebracht, und aus dem Reibmaterial wird ein Block erhalten. Der Block wird in die diskreten Bereiche zerschnitten und diese werden voneinander beabstandet in einem Preßgesenk in Relativlagen zueinander angebracht, wie sie für die Bereiche innerhalb eines Futters erwünscht sind. Dieses Gesenk hat die Form eines Halbklotzes, und der erwünschte Reibungsbremsen-Halbklotz wird dann durch Einbringen des Materialgemisches, aus dem eine Elastomerschicht erhalten wird, in das Preßgesenk erhalten. Das Elastomer enthält: Gewichtsprozent Funktion Nitrilkautschuk Pulverisierter Schwefel Beschleuniger Pulverisierter Ruß Pulverisierte Kreide Asbest oder andere verstärkende Fasern elastomeres Bindemittel Härtemittel Verstärkungsfüllmittel Füllstoff Verstärkungsfaser
Die obige Zusammensetzung wird auf spezielle Weise angewandt: Zuerst werden ihre Bestandteile in einem Banbury-Mischer gemischt, und dann wird die sich ergebende einheitliche Masse aufgelöst.
3. Die Metallträgerplatte wird über die elastomere Schicht gelegt, und die Einheit wird unter einem Druck von 85 Megapascal bei Raumtemperatur 10 Sekunden lang gepreßt.
4. In einem Umluftofen wird die Einheit vier Stunden lang bei 150ºC gebacken, um die Schicht der Elastomermischung zu härten. Das Backen wird in Packungen mit Metalleinlagen durchgeführt, um eine übermäßige Kompression der Elastomerschicht während ihrer Härtung zu verhindern. Jegliche Elastomerabsonderung an den Seiten der Einheit wird dann durch Bearbeitung entfernt.
5. Abschließend wird die gebackene Einheit auf eine Gesamtdicke von 18 Millimetern geschliffen, und dann werden durch herkömmliche Verfahren Rillen in die freiliegende Oberfläche geschnitten.
Typische Rockwell-Werte (Balldurchmesser 2,54 Zentimeter, mit 30 Kilogramm Hauptbelastung) sind: Für das Reibmaterial 0,20 Millimeter Eindringtiefe (ein Shore-D- Wert von 75) und für die Elastomerschicht > 0,30 Millimeter Eindringtiefe (ein Shore- D-Wert < 50).
Somit umfaßt, wie gezeigt wurde, das Futter 1 eine Schicht 3 aus dem elastomeren Material, in dem eine Mehrzahl von getrennten Bereichen 4 des Reibmaterials eingelagert sind. Die Bereiche 4 erstrecken sich zu der Oberfläche 2 des Futters 1, die von der Trägerplatte (nicht gezeigt) entfernt liegt.
Ein Bremsenelement, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, kann auch einen Teil eines Bremsblockes umfassen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Bremsenelementes, bei dem ein Futter (1) in einem Gesenk geformt wird und das Futter eine Schicht aus elastomerem Material (3) aufweist, die an einer Trägerplatte befestigt ist sowie in dem Gesenk gehärtet wird, wobei die Schicht aus elastomerem Material zwischen Reibmaterial (4) des Futters und der Trägerplatte angebracht ist und das ausgehärtete elastomere Material weicher als das Reibmaterial ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Vielzahl diskreter Bereiche des Reibmaterials (4) in dem Gesenk angebracht werden und anschließend ein Materialgemisch eingebracht wird, aus dem die Schicht aus elastomerem Material in dem Gesenk derart erhalten wird, daß dort ein Futter mit der Vielzahl diskreter Bereiche aus in die Schicht aus elastomerem Material eingebettetem Reibmaterial erhalten wird, wobei alle Bereiche sich zu einer Arbeitsfläche (2) des Futters erstrecken, die von der Trägerplatte entfernt ist, und wobei in der Schicht aus elastomerem Material die Bereiche voneinander beabstandet angeordnet sind.

2. Bremsenelement mit einem Futter (1), das an einer Trägerplatte befestigt ist und eine Schicht aus elastomerem Material (3) aufweist, die an der Trägerplatte befestigt ist, wobei die Schicht aus elastomerem Material zwischen Reibmaterial (4) des Futters und der Trägerplatte angebracht und das elastomere Material weicher als das Reibmaterial ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibmaterial eine Vielzahl diskreter Bereiche (4) umfaßt, die in die Schicht aus dem elastomeren Material eingelagert sind, wobei diese Bereiche jeweils voneinander beabstandet angeordnet sind und alle Bereiche sich bis zu einer Arbeitsfläche (2) des Futters erstrecken, die von der Stützplatte entfernt ist.