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Verfahren zum Aufbringen eines Bremsbelages aus einer warmhärtenden
Kunstharzmasse auf einen Bremsschuh
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum Aufbringen eines Bremsbelages aus einer warmhärtenden Kunstharzmasse auf einen
in eine Form eingelegten Bremsschuh.
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Es ist bekannt, die Bremsbelagmasse in einer Form direkt auf den
Bremsschuh aufzupressen und zu erhärten. Dies erfolgt jedoch durch Einbringen der
in teigigem Zustand befindlichen Masse in die Form und nachträgliche Anwendung von
Druck. Um eine feste Haftung des Bremsbelages am Bremsschuh zu erhalten, ist dieser
mit Löchern, Ausnehmungen od. dgl. versehen, in die die später auszuhärtende Masse
eindringt. Es ist daher eine zusätzliche Bearbeitung des Bremsschuhs erforderlich.
Abgesehen davon, daß die Haftverbindung nicht übermäßig fest ist.
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Es ist ferner zur Herstellung von Bremsbelägen bekannt, die Bremsbelagmasse
mit einem geringen Zusatz von Lösungsmittel anzusetzen, das Lösungsmittel aus dem
geformten Bremsbelag auszudampfen und diesen anschließend in einer Vorrichtung auszuhärten,
wobei die Masse unter Anpressen eines biegsamen Federstahlbandes infolge eines gleichmäßigen
Radialdruckes verdichtet wird. Die Ver-
bindung der so hergestellten
Bremsbeläge mit dem Bremsschuh erfolgt aber in üblicher Weise und nicht bei der
Herstellung des Bremsbelages selbst.
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Die Erfindung besteht demgegenüber bei einem Verfahren zum Aufbringen
eines Bremsbelages aus einer warmhärtenden Kunstharzmasse auf einen in eine Form
eingelegten Bremsschuh darin, daß die mit einem geringen Zusatz von Lösungsmittel
versetzte Bremsbelagmasse in den Formenhohlraum, dessen eine Seite von der Oberfläche
des Bremsschuhes gebildet wird, mit einem Preßdruck von etwa I000 kg/cm2 eingespritzt
wird, worauf in bekannter Weise zunächst das Lösungsmittel verdampft und dann die
Bremsbelagmasse unter Druck ausgehärtet wird.
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Durch die Anwendung des Spritzgußverfahrens wird eine innige Haftung
des unmittelbar auf den Bremsschuh aufgebrachten Bremsbelages erreicht, ohne daß
eine besondere Formgebung des Bremsschuhs erforderlich ist. Da erfindungsgemäß nur
ein geringer Zusatz von Lösungsmittel verwendet wird, ergibt sich die zu fordernde
große Festigkeit des Belages, die bei dem üblichen hohen Zusatz von Lösungsmittel,
um eine gute Fließfähigkeit der Masse zu erzielen, wegen Bildung eines mehr oder
minder porösen Belages nicht zu erreichen wäre. In der Praxis wurde daher aus diesem
Grund das Spritz verfahren bisher als ungeeignet verworfen. Der Vorschlag nach der
Erfindung zeigt einen Weg, um einen Bremsbelag guter Eigenschaften in wirtschaftlicher
Weise einwandfrei unmittelbar auf einen Bremsschuh aufzubringen.
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Bei der Ausbildung der Gußform muß berücksichtigt werden, daß der
einen Teil der Form bildende Bremsschuh einseitig dem hohen Spritzdruck ausgesetzt
ist, so daß der Gefahr einer Verbiegung vorgebeugt werden muß. Ferner muß der Hohlraum
der Form längs der Kante des Bremsschuhs abgedichtet sein, um ein Ausfließen der
eingespritzten Masse zu verhindern. Es muß dabei darauf geachtet werden, daß ein
Festkeilen des Bremsschuhs in der Form verhindert wird, das ein Ausheben aus der
Form erschweren würde.
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Das Verfahren nach der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung
beschrieben: Fig. I ist ein senkrechter Schnitt durch die Form nach Linie I-I der
Fig. 2 und zeigt den gegossenen, geformten Belag und den Bremsschuh in ihrem Hohlraum;
Fig. 2 ist eine Aufsicht auf die Form; Fig. 3 ist eine Seitenansicht in der Blickrichtung
vom Pfeil 3 in Fig. I; Fig. 4 ist ein Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. I; Fig. 5
ist eine Seitenansicht der Einspannvorrichtung, in der der aufgegossene, geformte
Belag während der Verflüchtigung des Lösungsmittels gegen den Bremsschuh gepreßt
wird; Fig. 6 ist eine Aufsicht auf die Einspannvorrichtung der Fig. 5; Fig. 7 ist
ein Schaubild der Einspannvorrichtung zur Erläuterung ihrer Arbeitsweise; Fig. 8
ist eine Seitenansicht des Bremsschuhes mit dem anhaftenden Belag, wie er aus der
Form kommt.
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Fig. g ist ein Schnitt nach Linie 9-9 der Fig. 8 Die in den Fig.
I bis 4 gezeigte Gußform besteht aus einer oberen und einer unteren Formhälfte.
Die Fläche, die durch die Verlängerung der äußeren Oberfläche des gebogenen Flansches
B des metallenen Bremsschuhes A gebildet wird, teilt diese beiden Hälften. Die untere
Formhälfte 10 kann aus mehreren miteinander verbundenen Teilen zusammengesetzt sein;
die dargestellte untere Formhälfte 10 besteht aus einer schweren Grundplatte II,
die durch Schraubenbolzen I3 fest mit dem den Hohlraum formenden Teil 12 verbunden
ist. Die zugehörige obere Formhälfte 20 paßt genau auf die untere Formhälfte 10
und wird durch die Bolzen 2I geführt. Wenn die Hälften zusammengepreßt werden, um
den Hohlraum der Form auszubilden, legen die geneigten Arbeitsflächen 22 und 23
die beiden Formhälften genau aufeinander (Fig. I). Die Hartstahl-Abnutzungsplatten
24, 25, 26 sind mit der oberen bzw. unteren Formhälfte 10 und 20 fest verbunden.
Die untere Formhälfte 10 ist auf beiden Seiten mit je einemFlansch Iq und Ig versehen,
die durch die Bolzen I6 fest mit ihr verbunden sind (Fig. 3).
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An diesen Flanschen kann die untere Formhälfte 10 fest auf der unteren
Platte der hydraulischen Presse, die zum Öffnen und Schließen der Form dient, befestigt
werden.
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Ähnlich weist die obere Formhälfte 20 zwei schwere, durch Bolzen
28 fest mit ihr verbundene Flansche 26 und 27 auf, an denen sie fest an der entsprechenden
oberen Platte der hydraulischen Presse angebracht werden kann (Fig. 3).
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Der zur Aufnahme der Belagmasse dienende Hohlraum 30, ein Teil des
gesamten Hohlraumes der Form, ist in der oberen Formhälfte 20 geformt. Der restliche
Teil 3I des Hohlraumes befindet sich in der unteren Formhälfte 10 und darin liegt
der metallene Bremsschuh A genau eingepaßt, so daß sein Metallflansch B eine abschließende
Wand für den zur Aufnahme der Belagmasse dienenden Hohlraum 30 bildet (Fig. 4).
Wenn die Formhälften durch die hydraulische Presse geschlossen werden, stehen die
Kanten des Metallflansches B seitlich etwas über die beiden geneigten Längskanten
32 des Hohlraumes 30 heraus, so daß die Kanten des Flansches B zwischen der oberen
Formhälfte 20 und dem massiven Auflager 33 der unteren Formhälfte 10 eingepreßt
werden. Auf diese Weise wird ein Ausweichen der Belagmasse um die Kanten des Flansches
B herum verhindert, wenn die Belagmasse unter sehr hohem Druck in den Hohlraum 30
eingepreßt wird. Infolge der Krümmung des Flansches B wird der senkrechte Schließdruck
nicht voll auf die in der Form mehr senkrecht liegenden Teile des Flansches B übertragen.
Die obenbeschriebenen geneigten Arbeitsflächen 22 und 23 zwischen den beiden Formhälften
10 und 20 gewährleisten jedoch eine zuverlässige Abdichtung, da sie im Verlaufe
des Schließvorganges die obere Formhälfte 20 seitwärts nach links pressen (Fig.
I), so daß diese in der gesamten Länge sehr fest gegen den Flansch B gepreßt wird.
Die geneig ten Arbeitsflächen 22 und 23 fangen also die resultierendeKraft zwischen
den beidenFormhälften auf,
die die obere Formhälfte 20 nach rechts
zu bewegen sucht, wenn die Belagmasse in den Hohlraum 30 eingedrückt wird. Durch
diese Art der Abdichtung kann sich der Flansch B in keiner der beiden Formhälften
festkeilen. Sobald die Formhälften 10 und 20 voneinander getrennt werden, kann der
unversehrte Bremsschuh mit seinem fest anhaftenden aufgegossenen Belag leicht durch
Auswerferbolzen ausgestoßen werden.
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Das Eindrücken der Belagmasse in den Hohlraum 30 geschieht auf folgende
Weise: In der oberen Formhälfte 20 befindet sich ein rechteckiger Kanal 40, der
von der Eindrucköffnung 41 ausgeht, in die die plastische Belagmasse unter hohem
Druck eingepreßt wird, während die beiden Formhälften 10 und 20 durch die hydraulische
Presse zusammengehalten werden. Der Kanal 40 führt zu einem kurzen, waagerechten,
im Querschnitt ebenfalls rechteckigen Kanal 42, der direkt in ein Ende des Hohlraumes
30 einmündet (Fig. I).
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Im Kanal 42 wird ein Absperrventil 45 durch eine drehbare Spindel
43 gebildet, die mit einer rechteckigen Bohrung 44 versehen ist und die dieselben
Ausmaße hat wie der Kanal 42.
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Die Spindel 43 sitzt in X zwei einander gegenüberliegenden Lagern
46, die durch Schrauben 47 an der oberen Formhälfte 20 befestigt sind, so daß sie
bei Öffnung der Form aus ihrer Bohrung 48 in der unteren Formhälfte 10 herausgehoben
wird.
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Wenn die Form geöffnet ist, fehlt dem kurzen Kanal 42 die Deckwand
(Fig. I). Diese Bauart erleichtert die Reinigung der Kanäle 40, 42 und 44 bedeutend.
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Die drehbare Spindel 43 kann durch die Kurbel 47 von Hand betätigt
werden, um das Ventil 45 zu öffnen oder zu schließen. Es wird in Offenstellung festgehalten,
wenn die Kurbel 47 senkrecht steht und ihr unteres Ende zwischen dem vorspringenden,
festen Stift 50 und dem beweglichen Stift 51 festgelegt ist (Fig. 2 und 3).
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Zum Gießvorgang wird die äußere Oberfläche des Flansches B mit einem
dünnen Anstrich eines nicht gehärteten, in der Wärme härtbaren Harzes oder anderen
Bindemittels versehen, bevor er in die Form eingelegt wird. Daher haftet die hochverdichtete
Belagmasse fest auf dem Flansch B und wird beim Öffnen der Form nicht davon losgestoßen.
Dann werden die Formhälften getrennt und der metallene Bremsschuh A so in den Hohlraum
in der unteren Formhälfte 10 eingelegt, daß sein Flansch B in die Vertiefung 35
und sein Steg C in die schmale, senkrechte Vertiefung 60 einpaßt (Fig.4). Das untere
Ende des Bremsschuhes A berührt den unter Federdruck stehenden Kolben 65, wodurch
das entgegengesetzte Ende des Flansches B an die gegenüberliegende Endwand der Vertiefung
für den Flansch angepreßt wird. Dann wird die Form mit Hilfe der hydraulischen Presse
geschlossen. Die Formhälften 10 und 20 werden stark aufeinandergepreßt, so daß die
Kanten des Flansches B, wie oben beschrieben, dazwischen festgeklemmt werden, jedoch
wird der Steg C dabei nicht gegen den Boden der Vertiefung 60 gedrückt. Dann wird
die plastische Belagmasse unter sehr hohem Druck durch die Kanäle 40 und 42 in den
Hohlraum 30 gepreßt, bis dieser restlos gefüllt ist und sich die eingedrückte Belagmasse
stark verdichtet und mit der äußeren Oberfläche des Metallflansches B verbunden
hat. Trotz des hohen Druckes im Hohlraum 30 kann der Flansch B nicht verbogen, verzerrt
oder anderweitig verzogen werden, da er durch das schwere, massive Auflager 33 der
unteren Formhälfte 10 fest gestützt wird. Da die Kanten des Flansches B fest zwischen
den überstehenden Teilen 32 der oberen Formhälfte 20 und der unteren Formhälfte
I0, wie oben beschrieben, eingeklemmt sind, kann die Belagmasse nicht um die Kanten
des Flansches B herum in den Hohlraum des nur lose geführten Steges C eindringen.
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Nach erfolgtem Guß werden die beiden Formhälften voneinander getrennt,
und der Bremsschuh mit dem anhaftenden, aufgegossenen Belag aus der unteren Formhälfte
10 durch Auswerferbolzen ausgestoßen. Ein senkrechter Auswerferbolzen 6I berührt
die Bodenkante des Steges C und wird durch die geneigte Fläche 62 am inneren Ende
des waagerechten Gleitbolzens 63 aufwärts gedrückt (Fig. 3). Das äußere Ende 64
des Gleitbolzens 63 befindet sich an der Seite der unteren Formhälfte. Die Fig.
8 und 9 zeigen den Bremsschuh mit dem Belag, so wie er aus der Form herausgenommen
wird. In diesem Zustand enthält der gegossene Belag noch das flüchtige Lösungsmittel.
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Im nächsten Arbeitsgang wird das Lösungsmittel bei so mäßiger Temperatur
aus dem geformten Belag verflüchtigt, daß das ebenfalls darin enthaltene, durch
Wärme härtbare Bindemittel nicht abbindet und den Belag versteift. Während des Verdampfungsvorganges
würde der aufgegossene Belag an Festigkeit verlieren oder porös werden, wenn man
keine Vorsichtsmaßregeln trifft. Gemäß der Erfindung wird diese Schwierigkeit behoben,
indem der noch etwas plastische, geformte Belag unter einem jeweils nachfolgenden
Verdichtungsdruck gehalten wird, während das Lösungsmittel unter Bedingungen verflüchtigt
wird, bei denen das in der Wärme härtbare Bindemittel im Belag noch nicht zu härten
ist. Auf dieseWeise wird die weiche plastische Masse fortschreitend zusammengedrückt
und verdichtet, so daß die Poren, die sonst während der Verdampfung des Lösungsmittels
entstehen würden, aufgefüllt werden. Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen einen tragbaren
Apparat zur Druckeinwirkung auf den Belag während der Verdampfung des Lösungsmittels.
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Der Bremsschuh A mit dem anhaftenden Belag wird in die Einspannvorrichtung
70 (Fig. 7) eingelegt, indem die beiden Enden seines Steges C in die Schlitze 72
und 73 der Grundplatte 7I eingesetzt werden, und der Stift 74 dann von der Seite
her durch das Loch 75 im hinteren Ende des Steges C eingeschoben wird. Das entgegengesetzte
Ende 76 des Steges C ruht auf dem Boden des Schlitzes 73 (Fig. 5). Ein biegsames
Stahlband 77 ist drehbar am Stift 78 im Halter 79 aufgehängt, dessen Gewindeschaft
80 eine Mutter 82 trägt und in einer Bohrung des vorspringenden Endes der Grundplatte
7I beweglich ist. Eine starke flache Scheibenfeder 8I zwischen der Mutter 82 und
der Grundplatte 7I verur-
sacht eine unter Federwirkung stehendeAufrichtung
zwischen dem Stahlband 77 und der Grundplatte 7I.
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Wenn das Stahlband 77 stark angespannt wird, wird dieS cheibenfeder
81 flachgedrückt(voll ausgezeichnet in Fig. 5) und dient dann dazu, die hohe Federspannung
im Stahlband77 aufrechtzuerhalten und denBelag fortschreitend mit der Verdampfung
des Lösungs mittels zu verdichten. Wenn sich die Teile in der in Fig. 7 gezeigten
Lage befinden, wird der durch den Bolzen 84 drehbar am Stahlband77 befestigte Handgriff
85 heruntergedrückt, so daß die beiden am Handgriff hervorspringenden Nasen 86 unter
die entsprechenden Vorsprünge 87 auf der Grundplatte 7I gehakt werden können. Dann
wird der Handgriff aus einer annähernd senkrechten Stellung in waagerechte Lage
gedrückt (Fig. 5 und 6). Dabei wird der Gelenkbolzen 84 kräftig nach unten gedrückt,
so daß das Stahlband 77 stark angespannt wird, was ein Flachdrücken der Scheibenfeder
81- zur Folge hat.
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So wird der aufgegossene Belag in seiner gesamten Länge unter gleichmäßig
verteiltem Druck stark verdichtet. Bei mäßiger Temperatur wird das Lösungsmittel
verdampft, während der Belag dauernd unter Druck gehalten wird. Während das Lösungsmittel
verdampft, wird die Dicke des noch plastischen Belages durch den Druck des Stahlbandes
77 vermindert. So läßt sich die erstrebte Festigkeit des Belages erreichen. Die
tragbare Vorrichtung der Fig. 5, 6 und 7 kann durch elektrische Hochfrequenzerhitzer
geführt werden. Dadurch läßt sich eine völlig gleichmäßige Erwärmung des aufgegossenen,
geformten Belages, also vollständige Verflüchtigung des Lösungsmittels ohne teilweise
Härtung des in der Wärme härtbaren Bindemittels erreichen.
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Der völlig von Lösungsmittel befreite, noch im Apparat nach Fig.
5 und 6 befindliche Belag wird dann so lange der härtenden Temperatur unterworfen,
daß das in der Wärme härtbare Bindemittel den gewünschten Härtegrad annimmt. Eine
normale Härtung erstreckt sich über 3 Stunden bei etwa 2000 C. Jedoch können Temperatur
und Zeitdauer hinsichtlich der besonderen, gerade angewandten Zusammensetzung der
Belagmasse und dem gewünschten Härtegrad Änderungen unterworfen werden.
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Gleichzeitig mit der Härtung der Belagmasse wird der dünne, vorher
auf die äußere Oberfläche des Flansches B aufgetragene Überzug eines in der Wärme
härtbaren Harzes ebenfalls in Druckberührung mit dem aufgegossenen Belag gehärtet
und verbindet so den Flansch B fest mit dem Belag. Nachdem der Belag gehärtet ist,
wird der Bremsschuh mit dem nun fest anhaftenden Belag aus der Einspannvorrichtung
70 herausgenommen und die äußere Oberfläche auf den gewünschten Durchmesser abgeschliffen.
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Bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es wichtig,
der Belagmasse nur so viel flüchtiges Lösungsmittel zuzusetzen, daß der zur vollständigen
Füllung des Hohlraumes erforderliche Flüssigkeitsgrad bei Einspritzdrücken von IOOO
bis 2000 kg/cm2 erreicht wird. Wenn man nur mit gewöhnl ichen Einspritzdrücken arbeitet,
muß die Masse einen bedeutend höheren Prozentsatz Lösungsmittel enthalten, was sich
in so geringer Dichtigkeit und Härte des fertigen Belages auswirkt, so daß er zum
Gebrauch bei Motorfahrzeugen ungeeignet ist.
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Eine typische Bremsbelagmasse und die Menge flüchtigen Lösungsmittels
zur Ausführung der oben beschriebenen Verfahren setzt sich wie folgt zusammen: I.
Kurze Asbestfasern 32 kg 2. Asphalt in Pulverform o,g kg 3. Barium-Sulphat 2,25
kg 4. Hitzewiderstandsfähiges Reibungspulver (hergestellt aus Acajou-Öl) 3,62 kg
5. Ölähnliches, flüssiges, in der Wärme härtbares Harz IO,4 kg 49,I7 kg Wenn die
oben beschriebenen Ausgangsstoffe mit etwa 6 1 Benzin als flüchtigem Lösungsmittel
gemischt werden, liegt der normale Einspritzdruck bei IOOO kg/cm2. Mischt man nur
mit 3 1, so beläuft sich der normale Einspritzdruck auf 2000 kg/cm2.