EP2024157A1 - Verfahren zur herstellung eines bremsbelages und bremsbelag, insbesondere für eine kraftfahrzeugscheibenbremse - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines bremsbelages und bremsbelag, insbesondere für eine kraftfahrzeugscheibenbremse

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EP2024157A1
EP2024157A1 EP07724916A EP07724916A EP2024157A1 EP 2024157 A1 EP2024157 A1 EP 2024157A1 EP 07724916 A EP07724916 A EP 07724916A EP 07724916 A EP07724916 A EP 07724916A EP 2024157 A1 EP2024157 A1 EP 2024157A1
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friction
grid
lining
friction material
brake
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Andreas Elvenkemper
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TMD Friction Services GmbH
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    • B29K2503/00—Use of resin-bonded materials as filler
    • B29K2503/04—Inorganic materials

Definitions

  • Designation Method for producing a brake pad and brake pad, in particular for a motor vehicle disc brake
  • the invention relates to a method for producing a brake lining comprising a friction lining made of a friction material and a grid of an elastic filling material embedded in the friction material. Furthermore, the invention relates to a brake pad, in particular for a motor vehicle disc brake.
  • the invention has for its object to improve the stability of the brake pad while minimizing torque fluctuations and to provide a particularly simple method for producing the brake pad available.
  • the method according to the invention is characterized in that initially the grid is produced from the filling material and inserted into a friction lining pressing mold in such a way that a grid side terminates with a friction surface,
  • the lattice structure of the filler can be optimally shaped in a separate molding process, so that the proposed grid pattern can be specified in a suitable strength and with precisely predetermined limitations.
  • the cohesion between filler material and friction material is improved and evened out by the tangential and radial compressive forces acting on the filler grid.
  • pressing the friction lining consisting of friction material with embedded elastic filling material comparatively large-scale material volumes are subjected to the pressing forces. Even complicated lattice structures can be easily formed and the entire structure ture of the press lining can be improved. Reworking is minimized due to the uniform pressing process.
  • the friction lining has a pressing part made of a prefabricated Golfmaterialgitter and with its lattice struts at least laterally pressed friction material, wherein the lattice struts and the compressed with this friction material form a flush friction surface.
  • Friction material and Golfmaterialgitter are pressed into a dimensionally stable unit and therefore have high stability and stability.
  • the embedded grid of elastic filling material ensures excellent adaptation of the friction lining to unevenness of a brake disc, minimizes scratching noise and vibrations as well as secondary effects due to pedal pulsation and steering wheel vibrations.
  • the shape, raster and structure of the filler grid can be adapted to the formation of the friction lining so that optimal functional properties of the entire friction lining are guaranteed.
  • the filling material grid is produced by pressing the filling material into a mold and pre-hardening adapted to the intended thickness of the friction material.
  • the friction material can be pressed via a vibration damping intermediate layer with the Greincter.
  • the Greincter, the friction material and the intermediate layer are joined together to form a friction lining assembly.
  • the filler material can predominantly be made of rubber or rubber substitutes, if necessary with the inclusion of abrasives and / or Abrasive exist. In principle, it is possible to use all conventional filling material compositions which can be shaped as filler lattices with elastic properties.
  • Figure 1 is a view of an embodiment of a filler grid after its production by compression of the filling material in lattice form and pre-curing of the pressed Grematerialgitters;
  • FIG. 2 shows a perspective view of a friction lining pressing mold, in which the prefabricated filler grid with the friction surface side is inserted downwards, before the remaining mold cavity is filled with the friction material;
  • Figure 3 is a view of a finished brake pad for a disc brake of motor vehicles with a support plate and a friction lining, on the visible friction surface, the prefabricated Golfmaterialgitter aligned flush with the surrounding friction material in a plane.
  • the curved webs 11 and 12 of the grating 1 are connected to each other via approximately radially extending webs 13, 14 and 15.
  • the curved webs 11 and 12 have on both sides over the outer radial webs projecting ends whose end faces are adapted to the radial inner walls of the mold.
  • the outer radial webs 13 and 15 each have an outwardly projecting end portion; the central radial web 14 has two end sections projecting beyond the adjacent curved webs 11 and 12, respectively. All projecting end portions of the radial webs 13-15 are adapted to the inner walls of the mold, so that the prefabricated grid structure 1 snugly fits with the end faces of the respective projecting web ends of the internal formation of the mold in the near-friction region.
  • the prefabricated grid 1 is inserted into the press mold 2, as shown in FIG. 2, in such a way that a flat side of the grid 1 lies on the mold surface 21 forming the rubbing surface. It is, as stated above, the location of
  • the finished brake lining 3 shows the finished brake lining 3 after demoulding and gluing of the friction lining 4 with a carrier plate 5, which is arranged on the side of the friction lining 4 facing away from the friction surface, if necessary with the interposition of a vibration-damping intermediate layer.
  • the finished friction lining on the friction side has a friction surface made of friction material 41, which is interrupted in a grid-like manner by the prefabricated filler grid 1.
  • the respective flat sides of friction material 41 and filling material extend flush in a plane, wherein the boundaries of filling material and friction material are closely and seamlessly in contact on all sides.
  • the friction lining described ensures a stable bond between the adjacent material structures and thus optimum stability and reduction of the torque fluctuations occurring during the braking process due to the elastic properties of the filler material lattice 1.
  • the amount of coverage of the filler grid with friction material can be adjusted according to the respective requirements. The same applies to the thickness, number and course of the grid bars. In deviation from the embodiment described above, the friction surface can also be curved and / or interrupted as needed.
  • the Grematerialgitter will be adapted to the mold usually; the same applies to the friction surfaces of the finished friction lining and the friction surface facing side of the filler grid.

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Abstract

Zur Herstellung eines Bremsbelages mit einem Reibbelag (4) aus einem Reibmaterial (41) und einem in dem Reibmaterial eingebetteten Gitter (1) aus einem elastischen Füllmaterial wird zunächst das Gitter (1) aus dem Füllmaterial hergestellt und in eine Reibbelag- Preßform derart eingelegt, dass eine Gitter- seite mit einer Reibfläche abschließt. Danach wird im wesentlichen pulverförmiges Reibmaterial in die Preßform eingefüllt und derart mit dem Gitter (1) verpreßt, dass die Zwischenräume im Gitter und zwischen Preßform und Gitter mit Reibmaterial ausgefüllt und eine bündige Reibfläche gebildet wird. Während des Preßvorgangs wird das Füllmaterialgitter (1) sowohl in tangentialer als auch in radialer Richtung hohen Preßkräften unterworfen.

Description

Bezeichnung: Verfahren zur Herstellung eines Bremsbelages und Bremsbelag, insbesondere für eine Kraftfahrzeug- Scheibenbremse
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bremsbelages mit einem Reibbelag aus einem Reibmaterial und einem in dem Reibmaterial eingebetteten Gitter aus einem elastischen Füllmaterial. Ferner betrifft die Erfindung einen Bremsbelag, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Scheibenbremse.
Es ist bekannt, in Reibbelägen aus einem Reibmaterial Nuten in einem bestimmten Muster auszubilden, die sich in der Tiefe bis zu einer schwingungsdämpfenden Zwischenschicht erstrecken. Mit Hilfe dieser Nuten wird die Steifigkeit des Belages verringert, um beim Bremsvorgang auftretende Momentenschwankungen zu reduzieren.
Aus der DE 100 41 294 Al ist es bekannt, die Nuten mit einem elastischen, nicht aus Reibmaterial bestehenden Füll- material auszufüllen. Das elastische Füllmaterial erhöht den Zusammenhalt und die Festigkeit des durch die Nuten geschwäch- ten Reibbelags. Die verringerte Steifigkeit des Belages ermöglicht eine bessere Anpassung an Unebenheiten einer Bremsscheibe, da sich der Reibbelag über das die Nuten ausfüllende elastische Füllmaterial verformen kann. Dies führt zu einer Vermeidung von Rubbelgeräuschen und Vibrationen aufgrund der Reduzierung der Momentenschwankungen. Das Pedalpulsieren und die während des Bremsvorgang auftretenden Geräusche werden gedämpft .
Ein ähnliches Verfahren ist aus der DE 100 41 308 B4 bekannt. Dort wird der mit den Nuten versehene Reibbelag einem Scorch-Prozeß unterworfen, worauf das elastische Füllmittel in die Nut eingefüllt wird. Anschließend wird die aus Reibbelag und Füllmittel bestehende Reibbacke einem Trocknungs-, Härtungs- oder Vernetzungsprozeß unterzogen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standfestigkeit des Bremsbelages bei Minimierung von Momentenschwankungen zu verbessern und ein besonders einfaches Verfahren zur Herstellung des Bremsbelages zur Verfügung zu stellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich zur Lösung dieser Aufgabe dadurch aus, dass zunächst das Gitter aus dem Füllmaterial hergestellt und in eine Reibbelag-Preßform derart eingelegt wird, dass eine Gitterseite mit einer Reibfläche abschließt,
dass danach im wesentlichen pulverförmiges Reibmaterial in die Preßform eingefüllt und derart mit dem Gitter verpreßt wird, dass die Zwischenräume im Gitter und zwischen Preßform und Gitter mit Reibmaterial ausgefüllt und eine bündige Reib- fläche gebildet wird, wobei das Füllmaterialgitter in tangentialer und radialer Richtung hohen Preßkräften unterworfen wird.
Die Gitterstruktur des Füllmaterials läßt sich in einem eigenen Formvorgang optimal ausformen, so dass das vorgesehene Gittermuster in geeigneter Stärke und mit genau vorgegebenen Begrenzungen vorgegeben werden kann. Der Zusammenhalt zwischen Füllmaterial und Reibmaterial wird durch die auf das Füllmaterialgitter wirkenden tangentialen und radialen Preßkräfte ver- bessert und vergleichmäßigt. Beim Verpressen des aus Reibmaterial mit eingebettetem elastischen Füllmaterial bestehenden Reibbelages werden vergleichsweise großflächige Materialvolumina den Preßkräften unterworfen. Selbst komplizierte Gitterstrukturen können problemlos ausgeformt und die gesamte Struk- tur des Preßbelages kann verbessert werden. Nachbearbeitungen werden aufgrund des einheitlichen Preßvorgangs minimiert.
Bei dem erfindungsgemäßen Bremsbelag weist der Reibbelag einen Preßteil aus einem vorgefertigten Füllmaterialgitter und mit dessen Gitterstreben zumindest seitlich verpreßtem Reibmaterial auf, wobei die Gitterstreben und das mit diesem verpreßte Reibmaterial eine bündige Reibfläche bilden. Reibmaterial und Füllmaterialgitter sind zu einer formstabilen Einheit verpreßt und haben dementsprechend hohe Standfestigkeit und Stabilität. Das eingebettete Gitter aus elastischem Füllmaterial gewährleistet eine ausgezeichnete Anpassung des Reibbelags an Unebenheiten einer Bremsscheibe, minimiert Rubbelge- räusche und Vibrationen ebenso wie Sekundäreffekte durch Pe- dalpulsieren und Lenkrad-Schwingungen. Die Form, Rasterung und Struktur des Füllmaterialgitters kann der Ausbildung des Reibbelags derart angepaßt werden, dass optimale Funktionseigenschaften des gesamten Reibbelags gewährleistet sind.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Füllmaterialgitter durch Ver- pressen des Füllmaterials in eine der vorgesehenen Reibmaterialdicke angepaßte Preßform und Vorhärten hergestellt wird. Durch das nachfolgende Verpressen des Reibmaterials mit dem Füllmaterialgitter ist ein optimaler Verbund aller Reibbelag- Bestandteile gewährleistet.
Das Reibmaterial kann über eine schwingungsdämpfende Zwischenschicht mit dem Füllmaterialgitter verpreßt werden. Dabei werden das Füllmaterialgitter, das Reibmaterial und die Zwischenschicht zu einer den Reibbelag bildenden Baueinheit zusammengeschlossen .
Das Füllmaterial kann überwiegend aus Gummi oder Gummi- ersatzstoffen ggf. unter Einschluß von Abrasivstoffen und/oder Schleifmittel bestehen. Prinzipiell können alle herkömmlichen Füllmaterialzusammensetzungen verwendet werden, die sich als Füllmaterialgitter mit elastischen Eigenschaften ausformen lassen.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet .
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich- nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine Ansicht einer Ausführungsform eines Füllmaterialgitters nach dessen Herstellung durch Verpressen des Füll- materials in Gitterform und Vorhärten des verpreßten Füllmaterialgitters;
Figur 2 perspektivische Ansicht einer Reibbelag-Preßform, in die das vorgefertigte Füllmaterialgitter mit der Reibflä- chenseite nach unten eingelegt ist, bevor der restliche Formhohlraum mit dem Reibmaterial verfüllt wird; und
Figur 3 eine Ansicht auf einen fertigen Bremsbelag für eine Scheibenbremse von Kraftfahrzeugen mit einer Trägerplatte und einem Reibbelag, an dessen sichtbarer Reibfläche das vorgefertigte Füllmaterialgitter mit dem umgebenden Reibmaterial in einer Ebene bündig ausgerichtet sind.
Das in Figur 1 dargestellte vorgefertigte Füllmaterialgit- ter 1 weist in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei im wesentlichen konzentrische, teilkreisförmige Stege 11 und 12 auf, die etwa in Einlaufrichtung verlaufen. Die gekrümmten Stege 11 und 12 des Gitters 1 sind über etwa radial verlaufende Stege 13, 14 und 15 miteinander verbunden. Die gekrümmten Stege 11 und 12 haben beidseitig über die äußeren Radialstege vorspringende Enden, deren Stirnflächen den radialen Innenwänden der Preßform angepaßt sind. Die äußeren Radialstege 13 und 15 haben jeweils einen nach außen vorspringenden Endabschnitt; der mittlere radiale Steg 14 hat zwei über die benachbarten gekrümmten Stege 11 bzw. 12 vorspringende Endabschnitte. Alle vorspringenden Endabschnitte der radialen Stege 13 - 15 sind den Innenwänden der Preßform angepaßt, so dass sich die vorgefertigte Gitterstruktur 1 mit den Stirnflächen der jeweils vorspringenden Stegenden der Innenausbildung der Preßform im reibflächennahen Bereich geeignet anschmiegt.
Das vorgefertigte Gitter 1 wird gemäß Darstellung in Figur 2 in die Preßform 2 eingelegt, und zwar derart, dass eine Flachseite des Gitters 1 auf der die Reibebene bildenden Form- fläche 21 liegt. Dabei wird, wie oben gesagt, die Lage des
Gitters 1 von den passend ausgeformten Stirnflächen der Stege 11 - 15 festgelegt, die mit den jeweils gegenüberliegenden Form- Innenwänden ausgerichtet sind.
Nach dem Einlegen des vorgefertigten Füllmaterialgitters in die Preßform 2 wird der Formhohlraum mit einem geeigneten Reibmaterial verfüllt, wobei das Füllmaterialgitter mit Reibmaterial überdeckt ist. Danach wird das Reibmaterial - ggf. nach Belegung mit einer schwingungsdämpfenden Zwischenschicht an der der Reibfläche gegenüberliegenden Seite - derart verpreßt, dass das Reibmaterial das vorgefertigte Füllmaterialgitter 1 in allen Zwischenräumen zwischen den Gitterstegen 11 - 15 und den Zwischenräumen zu den Formwandungen füllt. Auf diese Weise wird das Füllmaterialgitter sowohl in tangentialer als auch in radialer Richtung von dem Reibmaterial unter hohen Preßkräften vollständig eingeschlossen und die Reibfläche präzise in der Formebene ausgeformt. Es kommt zu einem innigen Verbund und einer hohen Stabilität der Komponenten des Reibbelags. Figur 3 zeigt den fertigen Bremsbelag 3 nach dem Entformen und dem Verkleben des Reibbelags 4 mit einer Trägerplatte 5, die auf der der Reibfläche abgewandten Seite des Reibbelags 4 ggf. unter Zwischenschaltung einer schwingungsdämpfenden Zwi- schenschicht angeordnet ist. Wie in Figur 3 zu sehen ist, hat der fertige Reibbelag auf der Reibseite eine Reibfläche aus Reibmaterial 41, die von dem vorgefertigten Füllmaterialgitter 1 rasterartig unterbrochen ist. Auf der Reibflächenseite verlaufen die jeweiligen Flachseiten aus Reibmaterial 41 und Füllmaterial bündig in einer Ebene, wobei die Begrenzungen von Füllmaterial und Reibmaterial allseits eng und übergangslos in Kontakt stehen .
Der beschriebene Reibbelag gewährleistet einen stabilen Verbund zwischen den benachbarten Materialstrukturen und damit eine optimale Standfestigkeit und Reduktion der beim Bremsvorgang auftretenden Momentenschwankungen aufgrund der elastischen Eigenschaften des Füllmaterialgitters 1.
Die Höhe der Überdeckung des Füllmaterialgitters mit Reibmaterial kann den jeweiligen Erfordernissen entsprechend frei eingestellt werden. Das gleiche gilt für die Stärke, Anzahl und den Verlauf der Gitterstege. In Abweichung von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel kann auch die Reibfläche bei Bedarf gewölbt und/oder unterbrochen sein. Das Füllmaterialgitter wird man der Preßform in der Regel anpassen; entsprechendes gilt auch für die Reibflächen des fertigen Reibbelags und die der Reibfläche zugewandte Seite des Füllmaterialgitters.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Bremsbelages mit einem Reibbelag (4) aus einem Reibmaterial und einem in dem Reib- material eingebetteten Gitter (1) aus einem elastischen Füllmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst das Gitter (1) aus dem Füllmaterial hergestellt und in eine Reibbelag-Preßform (2) derart eingelegt wird, dass eine Gitterseite mit einer Reibfläche abschließt, dass danach im wesentlichen pulverförmiges Reibmaterial (41) in die Preßform eingefüllt und derart mit dem Gitter (1) verpreßt wird, dass die Zwischenräume im Gitter und zwischen Preßform und Gitter mit Reibmaterial ausgefüllt und eine bündige Reibfläche gebildet wird, wobei das Füllmaterialgitter in tangentialer und radialer Richtung hohen Preßkräften unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterialgitter (1) durch Verpressen des Füllmaterials in eine der vorgesehenen Reibmaterialdicke angepaßte Preßform (2) und Vorhärten hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibmaterial (41) über eine schwingungsdämpfende Zwischenschicht mit dem Füllmaterialgitter (1) verpreßt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Füllmaterial überwiegend aus Gummi oder
Gummiersatzstoffen besteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial Abrasivstoffe/Schleifmittel enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial organische und/oder anorganische Fasern enthält .
7. Bremsbelag, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Scheibenbremse, mit einem Reibbelag (4) aus einem Reibmaterial (41) und einem in dem Reibmaterial eingebetteten Gitter (1) aus einem elastischen Füllmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (4) einen Preßteil aus einem vorgefertigten Füllmaterialgitter (1) und mit dessen Gitterstreben (11 - 15) zumindest seitlich verpreßtem Reibmaterial (41) aufweist, wobei die Gitterstreben und das mit diesem verpreßten Reibmaterial eine bündige Reibfläche bilden.
8. Bremsbelag nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibmaterialdicke der Dicke der Gitterstege (11 - 15) angepaßt ist.
9. Bremsbelag nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibmaterial (41) auf der der Reibfläche abgewandten Seite mit einer schwingungsdämpfenden Zwischenschicht belegt ist, an die eine Trägerplatte (5) angeschlossen ist.
10. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial überwiegend aus Gummi oder Gummiersatzstoffen besteht.
11. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial
Abrasivstoffe/Schleifmittel enthält .
12. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial organische und/oder anorganische Fasern enthält.
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