PL96435B1 - Sposob wytwarzania tarczy ciernej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tairazy ciernej stosowanej zwlaszcza w hamulcu tarczowym.

Znane sa tarcze cierne zawierajace metalowa ply¬ te nosna z usytuowanymi na niej szeregiem klocków ciernych, przy czym plyta nosna moze posiadac centralnie usytuowany wielowypustowy otwór lub nie 'posiadac zadnego otworu.

Znany sposób wytwarzania tarcz ciernych tego rodzaju polega na spiekaniu klocków ciernych z plyta nosna w piecu spiekalniczym.

Znane okladziny cierne tarcz hamulcowych wy¬ konane ze spieków mocowane byly do tarczy ha¬ mulcowej sposobem mechanicznym, co .pociagalo za soba czeste wykruszenie sie okladzin. Ponadto spo¬ sób polegajacy na osobnym spiekaniu elementów okladzin ciernych, a nastepniie mocowaniu ich do tarczy hamulcowej byl pracochlonny i kosztowny.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie opisanej wady znanych dotychczas isiposobów i podanie spo¬ sobu, w mysl którego spiekanie elementów i lacze¬ nie ich w jedna calosc z tarcza byloby dokonane w jednej operacji.

Cel zostal osiagniety przez podanie sposobu wy¬ twarzania tarczy ciernej polegajacego na tym, ze na plyte nosna naklada sie scach szereg wyprasek wykonanych ze sprasowanej proszkowej mieszaniny materialów ciernych, naste¬ pnie wypraski zgrzewa sie oporowo z plyta nosna dla spiekanego uksztaltowania klocków ciernych i polaczenia ich z plytta nosna.

Kazdy klocek cierny znajdujacy sie na jednej plaszczyznie plyty nosnej umieszcza sie dokladnie naprzeciwko takiego samego klocka znajdujacego sie na drugiej przeciwleglej plaszczyznie plyty nos¬ nej.

Wypraski, z których formuje sie pózniej klocki cierne, wklada sie czesciowo do odpowiednich wgle¬ bien w plycie nosnej. W przypadku gdy klocki cier¬ ne rozmieszczone sa naprzeciw siebie po obu stro¬ nach plyty nosnej, korzystnie jest gdy 'wglebienie usytuowane naprzeciwko siebie w plycie nosnej polaczone sa ze soba otworem przelotowym tak, ze wlozone w nia wypraski stykaja sie ze soba dolny¬ mi plaszczyznami wewnatrz otworu przelotowego.

Podczas oporowego zgrzewania tak usytuowanych wyprasek ich dolne, stykajace sie ze soba plasz¬ czyzny, ulegaja polaczeniu ze soba.

Plyta nosna jest tarcza metalowa pokryta stopem lutowia twardego w kazdym z tych miejsc, na które zostanie nalozona wypraJska tak, ze podczas oporo¬ wego zgrzewania wytwarza 'sie lutowane polacze¬ nie klocka ciernego z plyta nosna.

Przedmiot wynalazku jest zilustrowany w opar¬ ciu o przyklad -wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia tarcze cierna w jednym z przy¬ kladów wykonania, w przekroju poprzecznym, fig. 2 — tarcze cierna z fig. 1 w widoku z góry, fig. 3 — tarcze cierna, nieco zmodyfikowana w stosunku do 96 4353 tej z fig. i, w czesciowymi widoku z góry, fig. 4 — tarcze cierna w innymi przykladzie wykonania, w czesciowymi (przekroju poprzecznym, a fig. 5 — ta¬ rcze cierna, nieco zmodyfikowana w stosunku do przykladu wykonania przedstawionym na fig. 4, w czesciowym przekroju poprzecznym.

Tarcza cierna przedstawiona na fig. 1 i fig. 2 za¬ wiera plyte 11 wykonana ze srednio twardej stali.

Plyfta 11 ma kslztalt okraglej tarczy o srednicy zew¬ netrznej równej 228,60 mim i grubosci równej 3,275 mm. Na kazdej z glównych plaszczyzn plyty 11 znaj¬ duje sie szereg prostokatnych klocków ciernych 12 usytuowanych w poblizu zewneffcrznej krawedzi ply¬ ty 11, w równej odleglosci promieniowej od srodka plyty 11 i w równych odstepach jeden od drugiego.

Kazdy z klocków ciernych 12 usytuowanych na jed¬ nej "glównej plaszczyznie plyty 11 ma swojego odpo¬ wiednika, który jest -usytuowany dokladnie naprze¬ ciw niego na przeciwleglej stronie plyty II. Gru¬ bosc kazdego z klocków ciernych 12 wynosi 1,27 mm a dlugosc i szerokosc jego zasadniczo prostokatnego ksztaltu wynosza odpowiednio 17,78 ram i 8,89 mm, przy czyim usytuowane sa na plycie 11 swym dluz¬ szym bokiem wzdluz promienia plyty 11.

Wyzej opisana tarcza cierna przeznaczona jest do hamulca tarczowego pojazdów drogowych, w któ¬ rym zamontowana jest razem z inna identyczna tarcza w obudowie, niepokazanej na rysunku, za¬ mocowanej do stalej czesci pojazdu. Obracajacy sie wal, równiez nie pokazany na rysunku, który ma byc kontrolowany hamulcem tarczowym, przecho¬ dzi przez obudowe hamulca i wchodzi do otworu 13 centralnie usytuowanego w plycie 11 tarczy cier¬ nej. Ta czesc walu, która wchodzi w otwór 13 tar¬ czy ciernej i scianki otworu 13 maja ksztalt wielo- wypusfcu tak, ze tarcza cierna obraca sie razem z walem ale jednoczesnie ma mozliwosc przesuwu wzdluz walu. Hamulec tarczowy dziala w ten spo¬ sób, ze w chwili gdy na wal nalezy wywraec sile hamujaca wtedy nie pokaaana na rysunku krzywka odsuwa sie od siebie tarcze cierne wzdluz walu tak, ze klocki cierne 12 tarcz ciernych zaczynaja wcho¬ dzic we wspólprace cierna z powierzchniami cier¬ nymi obudowy.

Do wytwarzania tarczy ciernej przedstawionej na rysunku trzeba przygotowac sproszkowany material o nastepujacym skladzie jakosciowym i procento¬ wym, liczonym wagowo: 60V* miedzi, 12°/» cyny, 2ty* olowiu, 9*/r cynku, 4Ve wegla i 13*/» krzemionki.

Poszczególne sproszkowane skladniki mieszane sa ze soba przez okolo pól godziny w mieszalniku typu „Nautomix" w celu uzyskania jednorodnej miesza¬ niny nieabednej do wykonania klocków ciernych.

Po pierwszym mieszaniu sproszkowany material miesza sie ponownie w tym samym mieszalniku i w ciagu takiego samego czasu w celu uzyskania wie¬ kszej jednorodnosci mieszaniny. Na wytworzenie jednego klocka ciernego zuzywa sie 1,1 g sproszko¬ wanego i zmieszanego materialu, który prasuje sie na tabletki w odpowiednio uksztaltowanej formie pod cisnieniem 7,5 kG/cm*.

Wytworzone tabletki po wyjeciu z formy naklada sie w odpowiednich miejscach plyty 11 parami po obu jej glównych powierzchniach w ten sposób, ze tabletki z kazdej pary znajduja sie dokladnie na- 435 4 przeciw siebie po obu stronach plyty 11. Pirzed na¬ lozeniem tabletek plyta 11 zostaje pokryta cienka warstwa twardego lutowia grubosci 0,035 mm, którym moze byc braz, mosiadz, nikiel lub stop cy- nowo-cynkowy. Po nalozeniu tabletek na plyte 11 dociskane sa one do plyty para elektrod, które maja molibdenowe koncówki plasko zakonczone. Nacisk elektrod jest rzedu 0,07 kG/om2, a przez elektrody przepuszcza sie prad o natezeniu 5.200 amperów w czasie jedenastu sekund w celu oporowego zgrze¬ wania tabletek do plyty 11 co jest jednoznaczne z przeprowadzeniem operacji spiekania sprasowanego proszkowego materialu tabletki w klocek cierny 12 i przylutowania go za pomoca uprzednio nalozonej warstwy lutowia do powierzchni plyty 11. Operacje powtarza sie dla kazdej pary klocków ciernych, z której kazdy lezy naprzeciw siebie po obu stronach plyty 11.

Podczas oporowego zgrzewania tabletek poszcze- gólne sproszkowane skladniki sa stapiane tworzac klocek cierny 12. Jednakze uzywajac skladników proszkowych, których sklad jakosciowy i ilosciowy podano wyzej, zwrócono uwage, ze podczas spieka¬ nia tabletek uwidacznia sie tendencja wczesniejsze- go topienia sie skladników o nizszej temperaturze topienia i do wyplywania ich zanim nastapi stopie¬ nie pozostalych skladników. Korzystnie byloby za¬ tem podzielic proces spiekania na spiekanie wstep¬ ne przeprowadzane w nizszej temperaturze od tej, w której nastepuje spiekanie zasadnicze tak, ze skladniki o nizszej temperaturze topnienia beda mogly utworzyc stop jeszcze przed zasadniczym zgrzewaniem oporowym. Zapobiec mozna temu zja¬ wisku równiez inaczej, a mianowicie poprzez do- S5 branie odpowiednich skladników stopowych.

Zauwazono równiez, ze wystepuje nierównomier- nosc rozkladu temperatur wewnatrz materialu ta¬ bletki podczas operacji zgrzewania oporowego, któ¬ ra powoduje, ze warstwy materialu tabletki najbar- ^ dziej odlegle od powierzchni plyty 11 ulegaja jedy¬ nie czesciowemu spiekaniu. W celu unikniecia tej niedogodnosci korzystnym byloby sprasowac mate¬ rial cierny w tabletke o nieco wiekszych wymia¬ rach od wymaganych, a warstwy zewnetrzne, które 45 ulegly jedynie czesciowemu spiekaniu mozna by usunac za pomoca obróbki maszynowej.

Niedogodnosc powyzsza mozna wyeliminowac wprowadzajac operacje ostatecznego zgrzewania i prasowania klocków ciernych po przeprowadzeniu M zasadniczego zgrzewania oporowego i przy zreduko¬ wanej temperaturze i cisnieniu, aby uzupelnic pro¬ ces spiekania wierzchnich warstw "klocków cier¬ nych, które ulegly jedynie czesciowemu spieczeniu.

Zgrzewanie kolejnych klocków ciernych po obu 55 stronach plyty 11 mozna równiez dokonywac sto¬ pniowo lub jednoczesnie stosujac szereg oddziel¬ nych par elektrod.

Jak przedstawiono na fig. 3, plyta 11 tarczy cier¬ nej posiada na siwych glównych plaszczyznach sze- ^ reg okraglych klocków ciernych w porównaniu z tarcza cierna z fig. 1, która ma klocki prostokatne.

Tarcza cierna z fig. 3 ma zewnejferzna srednice rów¬ na 22,35 mm i grubosc równa 3,17 mm. Plyta 11 ta¬ rczy ciernej posiada na swej zewnetrznej krawedzi M osiem wyciec 15 równomiernie roOTuesaczonych na ?W«5 obwodzie, na fig, 3 pokajano je4ynie cztery z nich, usytuowane promieniowo ku srodkowi plyty 11, których dlugosc wynosi 15,87 mm a szerokosc 3,17 mm. Klódki cierne 14 usytuowane sa na pbu zasad¬ niczych'pla&aczyzJnach plyty 11 tak, ze oó^powiada- dajace sobie klocki znajduja sie naprzeciw siebie po obu stronach plyty 11, a ponadto, na kazdej z dwu plaszczyzn plyty 11 ulozone sa równomiernie w poblizu jej zewmetnznej krawedzi w pierwszy i drugi rzad w ksztalcie okregu oznaczone odpowied¬ nio 16 i 17. Kilocki 14 sa tak rozlozone, ze w pier¬ wszym rzedzie 16 znajduje sie szesnascie klocków, a w drugim rzedzie 17 znajduja sie dwadziescia cztery klocki. Pomiedzy sasiednimi wycieciami 15 znajduje sie piet klocków 14 obu rzedów 16 i 17.

Rzedy 16 i 17 klocków ciernych 14 tworza odpo¬ wiednio pierwszy i drugi pierscien usytuowane wepó&odkowo wzgledem siebie i wzgledem plyty 11 i znajdujace sie na obu glównych plaszczyznach plyty 11, Srednica zewrcejtama pierwszego pierscie¬ nia jest mniejsza od srednicy zewnetrznej drugiego pierscienia, a ta z kolei jest mniejsza od srednicy zewnetrznej plyty 11 o wartosc od 0,63 do 0,76 mm, ale jednoczesnie zewnetrzna srednica pierwszego pierscienia jest wieksza od wewnetrznej srednicy drugiego pierscienia 'tak, ze pierscienie zachodza czesciowo na siebie o taka wielkosc, ze odleglosc po promieniu pomiedzy wewejtrznym obwodem pier¬ wszego pierscienia a zewnetrznym obwodem dru¬ giego pierscienia wynosi wiecej niz 20,32 mm a mniej niz 30,48 mim i korzystnie Wynosi 24,38 mm.

Zmieniajac wielkosc zachodzenia na siebie pierscie¬ ni utworzonych z klocków 14 rzedów 16 i 17 w wy¬ zej okreslonych granicach, mozna wplywac na wla¬ sciwosci hamujace tairczy ciernej.

Kazdy z klocków ciernych 14 ma srednice zewne¬ trzna równa 15,24 mm i grubosc równa 1,27 mm i utworzony jest w postaci tabletki powstalej w wy¬ niku prasowania 1,3 g sproszkowanego materialu o wyzej wymienionym skladzie pod ciesnieniem 8,5 kG/cm1. Oporowe zgrzewanie tak uzyskanej ta¬ bletki do postaci klocka ciernego uzyskuje sie me¬ toda opisana wyzej stosujac prad o natezeniu 4.000 amperów i nacisk elektrod zgrzewajacych rzedu 0,05 kG/cm*.

Tarcza cierna, której fragment przedstawiono na fig. 4 oraz sposób jej wytwarzania sa zasadniczo podobne do tarczy i sposobu, które byly omówione przy przykladzie wykonania z fig. 1, jednakze w tym przypadku kazda tabletika posiada wystajaca czesc, która wchodzi w odpowiednie wglebienie 18 w plycie 11 przez co jest lokowana na plycie 11 w ustalonym miejscu. Scianki wglebienia 18 sa pokry¬ te warstwa twardego stopu lutowniczego, którego rodzaj wyszczególniono we wczesniejszej czesci o- pisu, tak wiec po przeprowadzeniu procesu zgrzewa¬ nia oporowego powstale w jego wyniku klocki cier¬ ne 12 przylutowane sa do plyty 11 we wglebieniach 18. Korzystnie jest gdy kazda tabletka wchodzi ca¬ la swoja srednica do wglebienia 18, jesli oba te ele¬ menty maja ksztalt okragly, a polaczenie ma miej¬ sce na dnie wglebienia 18.

Jak pokazano na fig. 5, która przedstawia frag¬ ment nieco zmodyfikowanej tarczy ciernej z fig. 4, wglebienie 18, do którego wchodza z obu stron ply¬ ty 11 lozace naprzeciw siebie tabletki, jest tak uk- sztaltowane, ze w dnie wglebienia 18 znajduje sie przeloto wy otwór 19, który laczy dwa wglebienia 18 lezace mprzeciw siebie po obu stronach tarczy ciernej a tabletki, które maja byc usytuowane w tak i^fitaftojwattych wglebieniach maja ksztalt odpowiadajacy k&afcaltowi wglebienia 18 tak. ze *ty< kaja sie swymi,ornymi piae^czyznami w otworze 19. Podczas procesu zgrzewania oporowego tabletki sa spiekane do postaci klocków cielnych, które zo¬ staja zlaczone ze soba poprzez otwóc 13 w plycie 11.

W znanych dotychczas pfroceaach wytwarzania tarcz ciernych laczenie materialu ciernego z plyta tarczy ciernej odbywalo sie droga spiekania calego zestawu tarczy ciernej w piecu spiekalniczym.

Zwrócono uwage, ze©odttias takiei operacji spieka¬ nia tarczy ciernej, która ma centralny wielowpu- stówy otwór, nastepuje oslabienie scianek wieftowy- pustu, czego mozna uniknac stosujac operacje opo- rowego zgrzewania klocków ciernych do plyty ta¬ rczy ciernej.

Na zewnetrznych plaskich powierzchmiach robcn czycfe klocki ciernych, po ich przyautojwaniu do plyty 11, moga byc wykonane rowki o ksztalcie spirali lub okragu wykonanego maszynowo w ten sposób, ze narzedzie przyimieszcza sie po spirali lub po okregach, których srodek jest przesuniety wzgle¬ dem srodka plyty 11. .

Claims (6)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania tarczy ciernej zawieraja¬ cej metalowa plyte nosna z zamocowanym na niej 3& szeregiem klocków ciernych, znamienny tym, ze na plyte nosna naklada sie w okreslonych miejscach szereg wyprasek wykonanych ze sprasowanej pro¬ szkowej mieszaniny materialów ciernych, nastepnie wypraski zgrzewa sie oporowo z plyta nosna dla 40 spiekowego uksztaltowania klocków ciernych i po¬ laczenia ich z plyta nosna.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w plycie nosnej umieszcza sie centralnie otwór, którego scianki maja ksztalt klinowy, przy czym na 45 kazdej z glównych powierzchni plyty ziosnej umie¬ szcza sie duza ilosc wyprasek i rozmieszcza je wo¬ kól otworu w „stalej równomiernej podzialce kato¬ wej. .._/.-¦¦

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 50 wypraski naklada sie na obie glówne powierzchnie plyty nosnej i ze dokladnie naprzeciw kazdej wy¬ praski na jednej palszczyznie plyty nosnej umiesz¬ cza sie taka sama wypraske na drugiej, przeciwle¬ glej plaszczyznie plyty (nosnej. 55

4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze kazda wypraske umieszcza sie co najmniej swa czescia we wglebieniu w plycie nosnej.

5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze wglebieniu, .w którym umieszcza sie czesc wypraski, eo nadaje sie ksztalt odpowiadajacy ksztaltowi czesci wypraski w nim umieszczanej.

6. Sposób wedlug zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, ze wglebienia lezace naprzeciw siebie .po obu stronach plyty nosnej wykonuje sie z przelotowym es otworem laczacym te wglebienia, w tak wykona-96 435 17- '& 15 h J5 Mo W X ~\b FJQ. 3. FIG. A.