JP3712264B2 - 摩擦ライニングの表面を熱処理する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、スコーチプレスで加熱板に対して押しつけることによって摩擦ライニングの表面を熱処理する方法および前記方法を実施するためのスコーチプレスに関する。
摩擦ライニング、特に有機的に接着された摩擦ライニングは、現今、高い熱負荷が頻繁に加えられている。それらの摩擦ライニングは、第１のブレーキ過程でも、高いブレーキ力を生成すると予想されるので、圧粉末の劣化（ドイツ特許出願第４０３２１８２号）を妨げるために、摩擦面は、その表面を加熱板（スコーチ）に対して押しつけるか、またはガスの炎等にさらすことによって熱処理される。かくして、摩擦係数の減少の原因となる表面に近い領域での有機体接着材料の分解生成物は、除去される。
スコーチ過程において、例えば、２０回研磨され、焼き入れされた摩擦ライニングを７５０℃に達するまで加熱板に対して押しつける。
分解生成物の除去を促進するために、通風によってこの加熱過程をたびたび妨げることができる。その後、ライニングは、冷却板に対して押しつけられることによって冷却される。次いで、摩擦ライニングの後板は、通常、洗浄され、被覆される。
既知の方法では、最初に加熱板に対して押しつけられるときでさえも、摩擦表面が最大の温度にさらされるという欠点がある。それによって、分解生成物の漏れを妨げる表面の密封を生じさせることができる。加熱板の温度をその全体の領域で一定に保つことは大変困難なことである。１５Ｋまたはそれ以上の温度変化が、非常に普通に起こり得る。かくして、スコーチされたバッチの摩擦ライニングは、異なった耐久性や摩擦係数を持つことができる。
スコーチのための処理時間は、摩擦ライニングの形状と材料に依存することは当然であるため、前記既知のスコーチ過程を連続的な製造方法と組み合わせることは事実上不可能である。
よって、本発明の目的は、摩擦ライニングの表面の熱処理を連続的に行うことを可能にすることであり、その処理過程において、全ての摩擦ライニングを同じ条件下で予め定められたサイクル時間で処理することである。
前記目的は、摩擦ライニングが焼き入れ後、直ちにほとんど冷却されずにスコーチプレスに供給され、摩擦ライニングがスコーチプレスでいくつかの処理段階により処理され、各処理段階があるサイクル期間だけ持続し、また移送フェイズとプレスフェイズを含み、そして摩擦ライニングが第１のプレスフェイズで温度調整可能である加熱板に対して９００℃に達するまで押つけられ、次のプレスフェイズで温度調整可能である冷却板に対して押しつけられることにより達成される。
摩擦ライニングは、好ましくは０．５〜５．０ｋＮのプレス力で押しつけられる。前記範囲の上限に達するプレス力を与えても熱移送が改良されることはなく、前記範囲の下限に達しないときは満足する熱移送が行なわれない。移送フェイズは、既知の過程の通風フェイズと対応する。
個々の熱処理および冷却段階はスコーチプレスの異なったモジュールで実行されるので、各段階でそれぞれの熱的に動作する板およびプレス力をライニングの形状と摩擦構成要素の組成とに依存させて理想的にセットすることができる。かくして、摩擦表面を加熱板および冷却板の温度に各段階で加熱または冷却することができる。このようにして、摩擦表面での時間に対する全体の温度変化を制御することができ、密封は妨げられる。さらに、この温度制御によってエネルギーは節約される。異なった加熱モジュールに分割した結果により、表面温度を加熱板全体で一定に保つことも容易になるので、ずれは多くとも１Ｋとなる。
サイクル期間は、通常、３〜６０秒である。０．５〜２秒が移送フェイズに割り当てられ、１〜５９．５秒がプレスフェイズに割り当てられる。理想的に動作されると、摩擦表面での所望の温度は、プレスフェイズで１〜５秒経過後に達せられる。
スコーチプレスでの全体の処理時間は、一定のサイクル期間で、加熱板に対するプレスフェイズの数および冷却板に対するプレスフェイズの数により決定されるが、これは可変であり、各ライニング用に固定される。一般的に、５段階の熱処理と２段階の冷却処理で乗用車のディスクブレーキライニング用には十分である。
前記目的は、加熱ユニットと冷却ユニットのグループのセットをそれぞれもつ複数のモジュール、ユニットに対して移動可能で、圧板をもつプレス装置、プレス装置に向けられている加熱ユニットと冷却ユニットの側面に設けられたそれぞれの熱動作表面、吸引装置、加熱ユニットと冷却ユニットの熱動作表面とプレス装置の圧板との間に摩擦ライニングを位置させるための搬送装置、加熱ユニット用の制御装置、および搬送装置とプレス装置用の制御装置を備えるスコーチプレスによってさらに達成される。
好適な実施形態では、独立したプレス装置が各モジュールに関連させられていることにより特徴づけられている。
独立した吸引装置は、各モジュールに有利に関連させられている。
加熱および冷却ユニットは、好ましくは交換可能である。かくして、スコーチプレスを異なった回数の冷却または加熱処理段階を必要とする異なった形状や構成要素を持つ摩擦ライニングの処理に多くかかる技術的な負担をなくして転換することが可能になる。これら個々のユニットは維持や修理作業に関する問題を有することなく、分解可能である。
ガスの分解生成物を熱動作表面から、特に加熱表面から素早く除去することができるようにするために、ユニットの熱動作表面を調整し、よって圧板も垂直に調整し、かくして分解生成物をこのように規定されたギャップの上に放出することは合理的なことである。熱移送を妨げる加熱表面上の炭素層の形成は、かくして妨げられる。熱動作表面、特に加熱表面は、スコーチの際に、ライニングが固まらないように構成されなければならない。このことは、例えば、タングステンカーバイドの被覆によって達成することができる。
加熱ユニットの加熱は高電力の加熱ダイによりなされ、その高熱負荷での使用寿命は妨げられていない熱消散に依存する。加熱ブロック中でダイを強固に固定する一方で、迅速に置き換えられるようにすることも可能にするために、加熱ブロックは加熱ダイの軸を通る面で分割され、２つの部分は相互に弾性的に押しつけられている。
プレス力は、鋼のフレームに硬いセラミック材料のブロックにより伝達される。熱損失を少なくし、温度制御を妨げる環境の影響を除去するために、無機質の熱絶縁材料が加熱ブロックとフレームとの間に配列される。
異なるタイプの摩擦ライニングは異なる厚みを持つが、圧板の移動時間は可能なかぎり短くすべきなので、板のストロークを小さく維持することが適当である。これは異なる厚みの取り換え可能な圧板によって容易に達成されるので、異なる摩擦ライニングの厚みを用いても一定のストロークを維持することができる。
好適な実施形態では、圧板は冷却可能であるということにより特徴づけられている。これにより、狭い間隙の結果として、圧板が加熱表面によって温められるのを妨ぐ。
搬送装置は１つのモジュールから次のモジュールへの移送フェイズの間のサイクルで摩擦ライニングを搬送しなければならない。これは、例えば、断続的に動作するコンベアチェーン上に摩擦ライニングを受け止めるための適当なキャリアが配置されることによってなされる。高温および加熱表面と圧板との間の狭い間隙の結果として、プレスフェイズ中に加熱または冷却表面と圧板との間のギャップから搬送装置を移動させることは有利であるので、摩擦ライニングがプレス力によってのみ維持されることになる。
このような装置は、例えば、ギャップ内を水平および垂直方向に移動可能である摩擦ライニングを受け入れるための窪みを持つ平坦な鋼性鋼性の棒を備えている。
さらなる有利な実施形態は、従属の請求項により特徴づけられる。
本発明は図面を参照して以下に説明される。
図１は、スコーチプレスの動作原理を示す図である。
図２は、加熱ユニットとプレス装置の関連する部分とを通る断面図である。
焼き入れの炉から出てきた摩擦ライニング７は、１０秒の間隔で平坦な鋼鋼性の棒６の窪みにそれぞれ挿入される。圧板８およびユニット２と３の間に固定された摩擦ライニング７がそれらの窪みに位置されるまで、平坦な鋼性の棒６が最初に押し上げられる。その後、圧板８はプレス装置４によって引き戻され、摩擦ライニング７がそれぞれの次に続くモジュール１でそれらの位置に達するまで、平坦な鋼性の棒６を矢印の示す方向に移動する。摩擦ライニングの摩擦表面は、ユニット２と３の加熱または冷却表面に対して圧板８によって、それぞれ０．５〜５．０ｋＮで押しつけられ、平坦な鋼性の棒は加熱領域から下方に引き下げられる。
ライニング７を離してからそれらが再度押しつけられるまでの移送過程は約２秒持続する。ライニング７は、この間に通風されるので、ガスの分解生成物を吸引装置手段５によって加熱されたモジュール１から除去することができる。平坦な鋼性の棒６およびプレス装置４の移動の時間系列は制御装置１０により制御される。例えば、駆動は、エアシリンダなどによって実行される。平坦な鋼性の棒６は、加熱または冷却過程中に、矢印が示すのとは反対の方向にその開始位置へ戻るように移動させられる。
スコーチプレスは７個のモジュール１を備える。最初の５個は加熱ユニット６を具備し、残りの２個は冷却ユニット３を具備している。加熱ユニット２の温度制御は、制御装置９によって実行される。各段階における最終温度には約５秒で達し、その後３秒間保持されるように設計されている。摩擦面はそれぞれの温度になるまで加熱されるように保証されている。この場合、第１段階の最終温度は３５０℃、第２段階では５００℃、第３段階では６００℃、第４段階では７００℃、第５段階では７５０℃である。冷却は第６段階で３５０℃まで実行され、第７段階では１００℃まで実行される。加熱段階での温度はライニングに対応して調整可能である。冷却剤の量は、所望の温度または最終温度により冷却段階において制御される。加熱ユニット２と冷却ユニット３は交換可能である。
加熱ユニット２の構成は、全体の加熱面上の温度の恒常性や加熱ダイ１１の使用寿命および加熱速度によって極めて重要なものなので、その構成を図２を参照してさらに詳細に説明する。電気的な加熱ダイ１１は、加熱ダイ１１の軸の平面で分割される鋼性のブロック１２によって囲まれている。ブロック１２は、、加熱表面１３を除いてセラミック絶縁構成要素２３によって囲まれている。
加熱表面１３の領域中に温度感知器１４も設けられている。絶縁されているブロック１２はハウジング１５の中に設けられ、そこから加熱表面１３が突出させられている。ブロック１２は、ばね１８を介してハウジング１５にねじ止めされているハウジングの内壁およびハウジングの後板１７とは反対に硬いセラミック板１６を介して保持されている。適当な当初の緊張力と熱的な膨張の影響は、ばね１８によって解決される。
加熱ユニット２の全体は、手回し式のねじ１９によってモジュールのフレーム２０に容易に取り外し可能に接続される。プレス装置４において、トグルレバー２１は空気力により移動させられ、その端面上に設けられている水平方向に案内された圧力ブロックで取り外し可能な圧板８と係合されている。

Claims (5)

1. スコーチプレスで加熱板（２）と冷却板（３）に対して摩擦ライニング（７）の表面を押しつけることによって前記表面を熱処理する方法において、
   前記摩擦ライニング（７）は、焼き入れ後、直ちにほとんど冷却されずにスコーチプレスに供給され、
   前記摩擦ライニング（７）は、前記スコーチプレスでいくつかの処理段階により処理され、各処理段階はあるサイクル期間だけ持続し、また移送フエィズとプレスフェイズを含み、
   前記摩擦ライニングは、第１のプレスフェイズで温度調整可能である前記加熱板（２）に対して９００℃に達するまで押しつけられ、次のプレスフィズで温度調整可能である前記冷却板（３）に対して押しつけられることを特徴とする熱処理方法。
2. 請求項１記載の方法を実施するためのスコーチプレスにおいて、
   加熱ユニットと冷却ユニットのグループのセットをそれぞれもつ複数のモジュール（１）と、
   前記ユニットに対して移動可能で、圧板（８）をもつプレス装置（４）と、
   前記プレス装置（４）に向けられている前記加熱ユニットと前記冷却ユニットの側面に設けられたそれぞれの熱動作表面（１３）と、
   吸引装置（５）と、
   前記加熱ユニットと前記冷却ユニットの熱動作表面（１３）とプレス装置（４）の圧板（８）との間に摩擦ライニングを位置させるための搬送装置（６）と、
   加熱ユニット用の制御装置（９）と、
   搬送装置（６）とプレス装置（４）用の制御装置（１０）と、
   を備えることを特徴とするスコーチプレス。
3. 独立したプレス装置（４）が、各モジュール（１）に関連させられていることを特徴とする請求項２記載のスコーチプレス。
4. 独立した吸引装置（５）が、各モジュール（１）に関連させられていることを特徴とする請求項２または３記載のスコーチプレス。
5. 前記加熱ユニットと前記冷却ユニットが、交換可能であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか記載のスコーチプレス。

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