WO2016180911A1 - Verfahren zur herstellung einer bremsbacke, presse zur herstellung von bremsbacken sowie bremsbacke - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer bremsbacke, presse zur herstellung von bremsbacken sowie bremsbacke Download PDF

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WO2016180911A1
WO2016180911A1 PCT/EP2016/060631 EP2016060631W WO2016180911A1 WO 2016180911 A1 WO2016180911 A1 WO 2016180911A1 EP 2016060631 W EP2016060631 W EP 2016060631W WO 2016180911 A1 WO2016180911 A1 WO 2016180911A1
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press
friction material
brake
pressing surface
brake shoe
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PCT/EP2016/060631
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Axel STENKAMP
Michael Schorn
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Tmd Friction Services Gmbh
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    • B30B15/06Platens or press rams
    • B30B15/065Press rams
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    • F16D2250/00Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/0092Tools or machines for producing linings

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a brake shoe according to the preamble of claim 1, a press for producing brake shoes according to the preamble of claim 5 and a brake shoe according to the preamble of claim 9.
  • the method for producing a brake shoe provides that Applied friction material on a lining carrier plate and by means of a ram you rch exerting a pressing force on a
  • Brake shoes are used in almost all vehicles, especially in
  • Motor vehicles such as passenger cars, trucks, buses and the like.
  • the only brake or primary brake drum brake and disc brake.
  • the disc brake is often given preference due to their higher braking performance and easier heat dissipation.
  • Motion energy is converted into heat and the vehicle slows down.
  • Brake shoes in which a friction material is applied to a lining carrier plate, hyd raulisch or pneumatically pressed against the m with the wheel co-rotating disc, which is encompassed axially by the caliper.
  • Brakes have to meet a variety of requirements. These requirements include that the brake should have a consistent braking behavior under all conditions. The brake is supposed to brake just as well as it has worn out. It should brake cold as well as warm. Even wetness should AS POSSIBLE not affect the braking behavior.
  • brakes may be prone to squeaking. This is due to the fact that the brakes are excited to vibrations and thereby vibrate at high frequency. The prevention of brake squeal has long been part of the investigations of brake manufacturers.
  • DE 39 05 627 A1 discloses a procedural ren for producing a covering for a brake disc, wherein the covering has a base plate and a support on the base plate and is formed by heating and pressing of granular material.
  • the overlay is in the form of a plurality of types of support sections
  • the granular material is introduced into the respective support sections in the areas which are bounded in a mold frame by sub-division plate means so as to correspond to the predetermined on the base plate areas.
  • Subdivision plate means are then removed from the mold rack.
  • the granular material in the molded frame is subjected to a pressing treatment in which the granular material is pressed against the base plate, that is, arranged so that an open end of the molded frame is closed.
  • the granular material is also subjected to a heat treatment.
  • the support sections are fastened, which have been formed on a surface of the base plate.
  • the object is achieved by a method for producing a brake shoe according to claim 1, by a press for the production of brake shoes according to the independent claim 6 and by a brake shoe according to the independent claim 10. Further developments of the method, the press and the brake shoe are the subject of respective dependent claims.
  • friction material is applied to a lining carrier plate and by means of a press ram by applying a pressing force to a
  • Pressing surface of the friction material compacted The application of the friction material can be carried out by pouring, wherein the friction material is usually poured parallel to the base plate.
  • the compression is done by applying heat so that the friction material binds and the friction lining assumes its desired properties.
  • the pressing force of the press ram is applied inhomogeneously over the pressing surface. This creates areas in the friction material that are compressed higher than other areas.
  • the friction material has different physical properties after compression in the different areas, in particular different compressibility. These different compressibilities can be used to optimize the resonance behavior of a brake assembly, in particular the interaction between brake shoes and brake disc so that brake squeal can be avoided.
  • the brake shoes produced in the context of the method according to the invention can be adjusted more flexibly to vehicle-specific brake systems.
  • they can be designed so that their resonance frequencies lie in areas that are not excited in practice, and on the other hand, so that possibly occurring vibrations are sufficiently attenuated.
  • the attenuation causes the system does not oscillate even with excitations in the vicinity of the resonance frequency.
  • good braking properties are ensured by subsections of low compressibility.
  • a preforming step with a wave-shaped press die becomes superfluous to produce different density ranges.
  • the areas of different density can be defined much more precisely by the method, since in this way a
  • Flux compensation can be avoided. Flux compensation occurs in the prior art during a post-forming, post-forming, heating and pressing step, since the friction material evades axial pressing forces radially to the pressing force in zones of lower pressure.
  • a first further aspect of the method provides that the press ram has a non-planar pressing surface and is moved perpendicular to the lining carrier plate. Due to the non-planar pressing surface of the ram areas can be generated in a movement of the press ram perpendicular to the lining carrier plate areas in which different pressing forces are exerted on the friction lining. The different pressing forces cause the friction material is densified differently in the different areas, so that partial areas with high compressibility and sub-areas with low compressibility can be created. By moving the ram perpendicular to the
  • Pad carrier plate can be kept low on the viscous friction material shearing force during pressing, so that a flow of friction material, which could cause a certain balance between the different areas, can be reduced.
  • the press ram has a stepped or curved pressing surface.
  • a staggered ram may have one or more steps such that portions of the friction material that are closer to the backing plate than other portions are formed. In such areas, a higher pressing force is achieved than in areas farther away from the lining carrier plate.
  • the ram can have between two and six or between three and five or three or four or five stages.
  • corresponding zones of different densification in the friction material can be defined, e.g. harder or softer edge zones compared to middle areas.
  • the pressed brake shoe is hardened after compression in the aforementioned manner and / or scored.
  • the pressed and / or hardened / gescorchte brake shoe is leveled to
  • the leveling can be through Sanding done. Leveling can also be an intermediate step between hardening and scoring.
  • a preforming of friction material on the lining carrier plate with a flat punch can be made.
  • the friction material can be evenly distributed on the lining carrier plate.
  • a first independent object relates to a press for the production of brake shoes, with a Pressnest, in which a lining carrier plate and
  • Friction material can be introduced, and with a movable ram that can be pressed against the friction material.
  • the press is designed such that the pressing force is applied inhomogeneously via a pressing surface of the press ram. This can be achieved that the pressed
  • the press ram has a non-planar pressing surface and is movable perpendicular to the lining carrier plate.
  • Pressing surface can be perpendicular to the movement of the press ram
  • Pad carrier plate different pressing forces in different areas can be achieved by different levels of compression of the friction material.
  • the pressing punch has a stepped or curved pressing surface.
  • steps or curves of the pressing surface such as concave or convex curvatures, friction materials in different areas can press different degrees and thus produce desired material properties of a finished brake shoe, which are suitable to provide required braking characteristics.
  • Pad backing plate is pressed, wherein the friction material has portions with a high compressibility and portions with a low compressibility.
  • the brake shoe is manufactured according to the method described above. Such brake shoes can with regard to their acoustic properties as well
  • Braking and high braking comfort can be combined.
  • a first possible further embodiment provides that the subregions of high compressibility and, on the other hand, lower compressibility are introduced via a friction surface of the friction material.
  • the softer areas ie those areas with high compressibility, can be used in places where vibrations can usually be caused, for example in the edge regions of the friction material.
  • the sections with high compressibility, so the hard areas, for example, can be arranged in the middle of the brake shoe.
  • the subregions merge into one another with a compression gradient. This can cause the range limits are not so pronounced, which can positively influence the strength of a corresponding brake shoe.
  • Figure 2A to 2D different views of a first embodiment of a
  • FIGS. 3A to 3C show a second embodiment of a press die
  • FIGS. 4A to 4C show an embodiment of a press die
  • FIGS. 5A to 5C show a fourth embodiment of a press die
  • a fifth embodiment of a punch and Figure 7 is a representation of a U ltraschallstation, with a
  • Fig ur 1 showed a press according to the invention. 2
  • the press 2 has a movable ram 4, which against a
  • Pressnest 6 is movable.
  • the ram 4 is axially actuated by a drive 8.
  • a brake shoe 10 is inserted in the unpressed state.
  • the brake shoe has a lining carrier plate 12 and friction material 14, wherein the friction material 14 is applied to the lining carrier plate 12.
  • the friction material 14 may be preformed, for. B. with the help of a flat punch.
  • the friction material 14 is to be compacted by means of the press ram 4 by pressing.
  • the friction material 14 is directed to the ram 4 with a friction surface 16, which is intended to produce frictional contact with a brake disk in subsequent use.
  • the friction surface 16 of the friction material 14 is pressed by a pressing surface 18 of the ram 4.
  • the ram 4 exerts a pressing force F from.
  • FIGS. 2A to 2D show different views of a stamp head 20 of the ram 4 in a first embodiment.
  • the stamp head 20 may be integral with the ram 4 or, as
  • FIG. 2A shows a cross section through the stamp head 20.
  • the pressing surface 18 of the stamp head 20 has two steps, as can be seen more clearly in the enlargement according to FIG. 2B.
  • the step heights are 0.5 mm. Due to the two stages, the friction material 14 is compressed to different degrees in three areas. The most densely compressed areas have a lower one
  • FIG. 2C shows a plan view of the stamp head 20 as viewed from the pressing surface 18.
  • the three areas 20. 1 to 20.3, which are generated by the stages, are each the same width and have parallel edges.
  • FIG. 2D shows a perspective view of the stamp head.
  • Figures 3A to 3C show a stamp head 22 in a second
  • the stamp head 22 is crowned, which is visible by the auxiliary line 24. In the top view according to FIG ur 3B therefore no edges on the pressing surface 1 8 can be seen. Due to the spherical structure, a compression gradient in the
  • Figures 4A to 4C show a third embodiment of a punch head 26, which, in contrast to the embodiment according to the figures 3A to 3C, is concave, so that edge regions of the friction material 14 are stronger than the middle area.
  • Figures 5A to 5C show a fourth embodiment of a stamp head 28.
  • a lettering 30 is introduced.
  • the lettering 30 is designed here as a recess, but could also be designed sublime.
  • the textures introduced into the lettering 30 are detectable even after the friction surface 16 has been abraded.
  • Even with already used brake shoes, in which friction material has already been braked, can be through the different union compressibilities by various methods, such as ultrasound, make measurements that detect the lettering. This can be used, for example, to distinguish original brake shoes from counterfeits that do not have such features.
  • FIGS. 6A to 6C show a fifth embodiment of a stamp head 32.
  • the stamp head 32 has three areas 32. 1 to 32.3 on the pressing surface 18, wherein the area 32.2 lies in the middle between the areas 32.1 and 32. 3 and has a curvature, as can be seen in particular in the perspective view according to FIG. 6C is.
  • the central region of the friction material 14 of the brake shoe 1 0 is thus a lower compression and thus a higher
  • FIG. 7 shows a validation study of the method according to the invention.
  • a cross 34 was used on a ram 4 to locally increase the pressing forces.
  • the brake shoe 10 produced therewith was subsequently measured with an ultrasound system. In the area of the cross 34 forms
  • Partial region 36 with low compressibility black
  • a portion 38 with a higher compressibility white
  • the increase in the pressing force in the region has an influence on further properties of the friction material 14, for example its density, porosity,

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Bremsbacke (10), bei der Reibmaterial (144) auf einer Belagträgerplatte (12) aufgebracht und mittels eines Pressstempels (4) durch Aufbringen einer Presskraft (F) auf eine Pressfläche (18) des Reibmaterials (14) verdichtet wird, wobei die Presskraft (F) des Pressstempels (4) über die Pressfläche (18) in homogen aufgebracht wird. Die Erfindung betrifft desweiteren eine Presse (2) sowie eine Bremsbacke (10).

Description

Bezeichnung; Verfahren zur Herstellung einer Bremsbacke , Presse zur Herstellung von Bremsbacken sowie Bremsbacke
Besch reibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Bremsbacke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , eine Presse zur Herstellung von Bremsbacken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5 sowie eine Bremsbacke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9. Das Verfahren zur Herstellung einer Bremsbacke sieht vor, dass Reibmaterial auf einer Belagträgerplatte aufgebracht und mittels eines Pressstempels du rch Ausüben einer Presskraft auf eine
Pressfläche des Reibmaterials verdichtet wird .
Verfahren der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik bekannt.
Bremsbacken werden in nahezu allen Fahrzeugen, insbesondere in
Kraftfahrzeugen, wie Personenkraftwagen , Lastkraftwagen , Bussen und
dergleichen verwendet. Für diese Fahrzeuge haben sich als einzige Bremse oder Primärbremse zwei unterschied liche Bremstypen als bevorzugt herausgestellt, Trommelbremse und Scheibenbremse. Dabei wird der Scheibenbremse aufgrund ihrer höheren Bremsleistung und einfacheren Wärmeabfuhr häufig der Vorzug gegeben.
Den meisten Primärbremsanlagen ist gleich, dass ein Reibkörper, eine
Bremsbacke, gegen ein mit einem Rad drehfest verbundenen Bauteil, eine
Bremstrommel oder eine Bremsscheibe, gerieben wird . Hierdurch wird
Bewegu ngsenergie in Wärme umgewandelt und das Fah rzeug verlangsamt.
Im Falle einer Scheibenbremse werden in einem Bremssattel geführte
Bremsbacken, bei denen ein Reibmaterial auf einer Belagträgerplatte aufgebracht ist, hyd raulisch oder pneumatisch gegen die m it dem Rad mitrotierende Scheibe gepresst, die von dem Bremssattel axial umgriffen wird. Bremsen müssen eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen. Zu d iesen Anforderungen zählen , dass d ie Bremse ein g leichbleibendes Bremsverhalten unter allen Zuständen haben soll. Die Bremse soll neu genauso g ut bremsen wie bereits abgenutzt. Sie soll kalt genauso gut bremsen wie warm. Auch Nässe soll das Bremsverhalten mög lichst nicht beeinflussen .
Eine weitere Herausforderung ist, dass Bremsen möglicherweise zum Quietschen neigen . Dies ist dadurch bed ingt, das die Bremsen zu Vibrationen angeregt werden und dadurch hochfrequent schwingen. Die Verhinderung von Bremsenquietschen ist seit langem Bestandteil der Untersuchungen von Bremsenherstellern.
Verschiedene Verfahren wurden dabei beschrieben .
So offenbart d ie DE 39 05 627 A1 ein Verfah ren zur Herstellung eines Belags für eine Bremsscheibe, wobei der Belag eine Grundplatte und eine Auflage auf der Grundplatte hat und mittels Erwärmung und Pressen von körnigem Gut geformt ist. Die Auflage ist in Form einer Mehrzahl von Arten von Auflageabschnitten
ausgebildet, die fest mit einer Mehrzahl von auf der Oberfläche der Grundplatte vorgegebenen Bereichen verbunden sind . Das körnige Gut wird für die jeweiligen Auflageabschnitte in d ie Bereiche eingebracht, die in einem Formgestell durch U nterteilungsplatteneinrichtungen so begrenzt werden , dass sie den auf der Grundplatte vorgegebenen Bereichen entsprechen . Die
U nterteilungsplattenein richtungen werden dann von dem Formgestell entfernt. Das körnige Gut im Formgestell wird einer Pressbehand lung unterworfen , bei der das körnige Gut gegen d ie Grundplatte gedrückt wird , d ie derart angeordnet ist, dass ein offenes Ende des Formgestells geschlossen ist. Das körnige Gut wird ebenfalls einer Wärmebehandlung unterworfen . Die Auflageabschn itte werden befestigt, die auf einer Oberfläche der Grundplatte ausgeformt wurden .
Dadu rch können in den unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche körnige Güter mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet werden. Nachteilig an dem Verfahren ist, dass die Herstellung relativ aufwendig ist. Zudem sind unterschiedliche Abnutzungseigenschaften der unterschiedlichen Bereiche zu erwarten, die über die Nutzungsdauer eine Veränderung der Bremseigenschaften nach sich ziehen können .
Somit stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung einer Bremsbacke, eine Presse und eine Bremsbacke der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass Bremsbacken mit verbesserten Materialeigenschaften angegeben werden können, die möglichst kostengünstig herstellbar sind.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Bremsbacke gemäß Anspruch 1 , durch eine Presse zur Herstellung von Bremsbacken gemäß dem nebengeordneten Anspruch 6 sowie durch eine Bremsbacke gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10. Weiterführende Ausgestaltungen des Verfahrens, der Presse sowie der Bremsbacke sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung einer Bremsbacke beschrieben. Im Rahmen des Verfahrens wird Reibmaterial auf einer Belagträgerplatte aufgebracht und mittels eines Pressstempels durch Aufbringen einer Presskraft auf eine
Pressfläche des Reibmaterials verdichtet. Das Aufbringen des Reibmaterials kann durch Schüttung erfolgen , wobei das Reibmaterial üblicherweise parallel zur Grundplatte geschüttet wird. Das Verdichten geschieht unter Zuführung von Hitze, sodass das Reibmaterial bindet und der Reibbelag seine gewünschten Eigenschaften annimmt.
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass die Presskraft des Pressstempels über die Pressfläche inhomogen aufgebracht wird. Hierdurch entstehen in dem Reibmaterial Bereiche, die höher verdichtet werden als andere Bereiche. Das Reibmaterial hat nach der Pressung in den unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche physikalische Eigenschaften , insbesondere unterschiedliche Kompressibilität. Diese unterschiedlichen Kompressibilitäten können dazu verwendet werden, das Resonanzverhalten einer Bremsanordnung, insbesondere das Zusammenspiel zwischen Bremsbacken und Bremsscheibe so zu optimieren, dass Bremsenquietschen vermieden werden kann.
Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Bremsbacken können flexibler auf fahrzeugspezifische Bremsanlagen eingestellt werden. So können sie einerseits so ausgelegt werden , dass ihre Resonanzfrequenzen in Bereichen liegen, die in der Praxis nicht angeregt werden und andererseits so, dass möglicherweise auftretende Schwingungen ausreichend gedämpft werden. Die Dämpfung bewirkt, dass das System auch bei Anregungen in der Nähe der Resonanzfrequenz nicht aufschwingt. Gleichzeitig werden durch Teilbereiche niedriger Kompressibilität gute Bremseigenschaften sichergestellt.
Desweiteren wird durch das Verfahren erreicht, dass ein Vorformschritt mit wellenförmigem Pressstempel zur Erzeugung unterschiedlicher Dichtebereiche überflüssig wird. Darüber hinaus lassen sich die Bereiche unterschiedlicher Dichte durch das Verfahren wesentlich genauer definieren, da auf diese Weise ein
Fließausgleich vermieden werden kann. Ein Fließausgleich kommt nach dem Stand der Technik während eines einem Vorformverfahren folgenden Erhitzungs- und Pressschrittes mit ebenem Pressstempel vor, da das Reibmaterial auf axiale Presskräfte radial zur Presskraft in Zonen niedrigeren Drucks ausweicht.
Ein erster weiterführender Aspekt des Verfahrens sieht vor, dass der Pressstempel eine nicht ebene Pressfläche aufweist und senkrecht zu der Belagträgerplatte bewegt wird. Durch die nicht ebene Pressfläche des Pressstempels können bei einer Bewegung des Pressstempels senkrecht zur Belagträgerplatte Bereiche erzeugt werden, in denen unterschiedliche Presskräfte auf den Reibbelag ausgeübt werden. Die unterschiedlichen Presskräfte bewirken , dass das Reibmaterial in den verschiedenen Bereichen unterschiedlich verdichtet wird, so dass Teilbereiche mit hoher Kompressibilität und Teilbereiche mit niedriger Kompressibilität geschaffen werden können. Durch das Bewegen des Pressstempels senkrecht zur
Belagträgerplatte kann eine auf das viskose Reibmaterial wirkende Scherkraft beim Pressen gering gehalten werden, so dass ein Fluss von Reibmaterial, der einen gewissen Ausgleich zwischen den unterschiedlichen Bereichen bewirken könnte, reduziert werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Pressstempel eine gestufte oder gekrümmte Pressfläche aufweist. Ein gestufter Pressstempel kann eine oder mehrere Stufen aufweisen , so dass Bereiche des Reibmaterials entstehen, die dichter an die Belagträgerplatte heranreichen als andere Bereiche. In solchen Bereichen wird eine höhere Presskraft erreicht als in Bereichen, die weiter weg von der Belagträgerplatte sind. Durch Verwendung von gekrümmten Pressflächen ist es möglich, Kompressionsgradienten einzubringen, die einen homogenen Übergang von Teilbereichen hoher Kompressibilität und Teilbereichen niedriger Kompressibilität bewirken, was für manche Auslegungen vorteilhaft ist.
In einer weiterführenden Ausgestaltung kann der Pressstempel zwischen zwei und sechs oder zwischen drei und fünf oder drei oder vier oder fünf Stufen aufweisen. Somit lassen sich je nach Anforderung entsprechende Zonen unterschiedlicher Verdichtung im Reibmaterial definieren, z.B. härtere oder weichere Randzonen verglichen mit mittleren Bereichen.
In einer weiterführenden Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die gepresste Bremsbacke nach dem Verdichten in vorgenannter weise gehärtet und/oder gescorcht wird.
Darüber hinaus kann in manchen Ausgestaltungen vorgesehen werden, dass die gepresste und/oder gehärtete/gescorchte Bremsbacke eingeebnet wird, um
Oberflächenunebenheiten und/oder Stufen zu entfernen . Das Einebnen kann durch Abschleifen erfolgen. Das Einebnen kann auch ein Zwischenschritt zwischen Härten und Scorchen sein.
Gemäß einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann eine Vorformung von Reibmaterial auf der Belagträgerplatte mit einem ebenen Stempel vorgenommen werden. Somit kann das Reibmaterial gleichmäßig auf der Belagträgerplatte verteilt werden.
Ein erster unabhängiger Gegenstand betrifft eine Presse zur Herstellung von Bremsbacken, mit einem Pressnest, in das eine Belagträgerplatte sowie
Reibmaterial einbringbar sind, und mit einem verfahrbaren Pressstempel, der gegen das Reibmaterial pressbar ist. Erfindungsgemäß ist die Presse derart gestaltet, dass die Presskraft über eine Pressfläche des Pressstempels inhomogen aufgebracht wird . Hierdurch kann erreicht werden, dass die gepressten
Bremsbacken in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich stark komprimiert werden, so dass das Reibmaterial der fertiggestellten Bremsbacke Teilbereiche mit einer hohen Kompressibilität und Teilbereiche mit einer demgegenüber niedrigeren Kompressibilität aufweist. Gemäß einer ersten möglichen weiterführenden Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Pressstempel eine nicht ebene Pressfläche aufweist und senkrecht zur Belagträgerplatte bewegbar ist. Durch die Verwendung einer nicht ebenen
Pressfläche können bei einer Bewegung des Pressstempels senkrecht zur
Belagträgerplatte unterschiedliche Presskräfte in unterschiedlichen Bereichen durch unterschiedlich hohe Kompression des Reibmaterials erreicht werden.
In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Pressstempel eine gestufte oder gekrümmte Pressfläche aufweist. Durch Stufen oder Krümmungen der Pressfläche, beispielsweise konkave oder konvexe Krümmungen, können Reibmaterialien in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich stark pressen und damit gewünschte Materialeigenschaften einer fertigen Bremsbacke erzeugen, die geeignet sind , erforderliche Bremseigenschaften bereitzustellen. Der Pressstempel kann in einer weiterführenden Ausgestaltung zwischen zwei und sechs oder zwischen drei und fünf oder drei oder vier oder fünf Stufen aufweisen. Ein weiterer nebengeordneter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Bremsbacke mit einer Belagträgerplatte und Reibmaterial, das auf die
Belagträgerplatte gepresst ist, wobei das Reibmaterial Teilbereiche mit einer hohen Kompressibilität und Teilbereiche mit einer niedrigen Kompressibilität aufweist. Die Bremsbacke ist gemäß dem voranbeschriebenen Verfahren hergestellt. Solche Bremsbacken können hinsichtlich ihrer akustischen Eigenschaften sowie
hinsichtlich ihres Bremsverhaltens derart optimiert werden, dass hohe
Bremsleistungen und hoher Bremskomfort kombinierbar sind.
Eine erste mögliche weiterführende Ausgestaltung sieht vor, dass die Teilbereiche hoher Kompressibilität und demgegenüber niedrigerer Kompressibilität über eine Reibfläche des Reibmaterials eingebracht sind. Somit kann es Bereiche des Bremsbelages geben, die weicher sind und solche, die härter sind . Die weicheren Bereiche, also solche Bereiche mit hoher Kompressibilität, können an solchen Stellen eingesetzt werden, an denen üblicherweise Schwingungen hervorgerufen werden können, beispielsweise in den Randbereichen des Reibmaterials. Die Teilbereiche mit hoher Kompressibilität, also die harten Bereiche, können beispielsweise in der Mitte der Bremsbacke angeordnet werden.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Teilbereiche mit einem Kompressionsgradienten ineinander übergehen. Dies kann bewirken, dass die Bereichsgrenzen nicht so stark ausgeprägt sind , was die Festigkeit einer entsprechenden Bremsbacke positiv beeinflussen kann.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung , auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung .
Dabei zeigen schematisch :
Figur 1 eine erfindungsgemäße Presse zum Herstellen einer
erfindungsgemäßen Bremsbacke,
Figur 2A bis 2D verschiedene Ansichten einer ersten Ausführungsform eines
Pressstempels,
Figur 3A bis 3C eine zweite Ausführungsform eines Pressstempels, Fig ur 4A bis 4C eine d ritte Ausführungsform eines Presstempels, Fig ur 5A bis 5C eine vierte Ausführungsform eines Pressstempels,
Figur 6A bis 6C eine fünfte Ausführungsform eines Pressstempels sowie Figur 7 eine Darstellung einer U ltraschallmessung , die mit einer
Versuchsanordnung erzeugt wurde.
Gleiche oder gleichwirkende Bauteile werden nachfolgend zur besseren Lesbarkeit mit gleichen Bezugszeichen versehen .
Fig ur 1 zeigte eine erfindungsgemäße Presse 2.
Die Presse 2 weist einen beweglichen Pressstempel 4 auf, der gegen ein
Pressnest 6 bewegbar ist. Der Pressstempel 4 ist durch einen Antrieb 8 axial betätigbar. In dem Pressnest 6 ist eine Bremsbacke 10 im ungepressten Zustand eingelegt. Die Bremsbacke weist eine Belagträgerplatte 12 und Reibmaterial 14 auf, wobei das Reibmaterial 14 auf die Belagträgerplatte 12 aufgebracht ist. Das Reibmaterial 14 kann vorgeformt sein, z. B. mit Hilfe eines ebenen Stempels.
Das Reibmaterial 14 soll mit Hilfe des Pressstempels 4 durch Pressen verdichtet werden. Das Reibmaterial 14 ist mit einer Reibfläche 16, die im späteren Einsatz einen Reibkontakt zu einer Bremsscheibe herstellen soll, zum Pressstempel 4 gerichtet. Die Reibfläche 16 des Reibmaterials 14 wird von einer Pressfläche 18 des Pressstempels 4 gepresst. Der Pressstempel 4 übt dabei eine Presskraft F aus.
Zur Herstellung entsprechender Bremsbacken sind weitere Verfahrensschritte erforderlich, die vorliegend nicht im Detail beschrieben sind, so zum Beispiel eine Wärmebehandlung des Reibmaterials, die einerseits eine Härtung mit sich bringt und andererseits ggf. ein Ausgasen des Reibmaterials.
Desweiteren kann ein Einebnen der Reibfläche 16 durch Abschleifen erfolgen.
Die Figuren 2A bis 2D zeigen verschiedene Ansichten eines Stempelkopfs 20 des Pressstempels 4 in einer ersten Ausführungsform.
Der Stempelkopf 20 kann einteilig mit dem Pressstempel 4 sein oder, wie
dargestellt, austauschbar.
Figur 2A zeigt dabei einen Querschnitt durch den Stempelkopf 20. Die Pressfläche 18 des Stempelkopfs 20 weist zwei Stufen auf, wie in der Vergrößerung nach Figur 2B deutlicher zu erkennen ist. Vorliegend sind die Stufenhöhen 0,5 mm. Durch die beiden Stufen wird das Reibmaterial 14 in drei Bereichen unterschiedlich stark verdichtet. Die am stärksten verdichteten Bereiche weisen eine niedrigere
Kompressibilität auf als die weniger stark verdichteten Bereiche. Auf diese Weise kann mit dem Stempelkopf 20 nach den Figuren 2A bis 2D eine Bremsbacke erzeugt werden , d ie d rei Bereiche mit untersch iedlicher Kompressibilität aufweisen .
Figur 2C zeigt eine Draufsicht auf den Stempelkopf 20 von der Pressfläche 1 8 aus gesehen . Die drei Bereiche 20. 1 bis 20.3, die durch d ie Stufen erzeugt werden , sind jeweils gleich breit und weisen parallele Kanten auf.
Figur 2D zeigt eine perspektivische Ansicht des Stempelkopfs. Die Figuren 3A bis 3C zeigen einen Stempelkopf 22 in einer zweiten
Ausführungsform .
Der Stempelkopf 22 ist ballig gestaltet, was durch die H ilfslinie 24 sichtbar wird . I n der Draufsicht nach Fig ur 3B sind daher keine Kanten auf der Pressfläche 1 8 zu erkennen . Durch d ie ballige Struktur wird ein Kompressionsgradient in dem
Reibmaterial 14 erzeugt.
Die Figuren 4A bis 4C zeigen eine dritte Ausführungsform eines Stempelkopfs 26, der, im Gegensatz zu der Ausführungsform nach den Fig uren 3A bis 3C, konkav gestaltet ist, so dass Randbereiche des Reibmaterials 14 stärker verd ichtet werden, als der mittlere Bereich.
Die Figuren 5A bis 5C zeigen eine vierte Ausführungsform eines Stempelkopfs 28. In dem Stempelkopf 28 ist ein Schriftzug 30 eingebracht. Der Schriftzug 30 ist vorliegend als Vertiefung ausgestaltet, könnte jedoch auch erhaben ausgestaltet sein . Durch den Schriftzug 30 werden in dem Reibmaterial 14 der Bremsbacke 1 0 im Bereich des Schriftzuges andere Kompressibilitäten erreicht als außerhalb. Die du rch den Schriftzug 30 eingebrachten Strukturmarkierungen sind auch nach einem Abschleifen der Reibfläche 16 nachweisbar. Selbst bei schon benutzten Bremsbacken , bei denen bereits Reibmaterial abgebremst wurde, lassen sich durch die unterschied lichen Kompressibilitäten durch verschiedene Verfahren , beispielsweise Ultraschall, Messungen vornehmen , die den Schriftzug erkennen lassen. Dies kann beispielsweise dazu verwendet werden , originale Bremsbacken von Fälschungen zu unterscheiden , d ie solche Merkmale nicht aufweisen.
Die Figuren 6A bis 6C zeigen eine fünfte Ausführungsform eines Stempelkopfs 32.
Der Stempelkopf 32 weist an der Pressfläche 1 8 drei Bereiche 32. 1 bis 32.3 auf, wobei der Bereich 32.2 in der Mitte zwischen den Bereichen 32.1 und 32. 3 liegt und eine Krümmung aufweist, wie insbesondere in der perspektivischen Ansicht nach Figur 6C zu erkennen ist. Im mittleren Bereich des Reibmaterials 14 der Bremsbacke 1 0 ist somit eine geringere Verdichtung und damit eine höhere
Kompressibilität gegeben als in den Bereichen 32.1 und 32.3. Der Bereich der entsprechenden Bremsbacke 1 0 kann somit möglicherweise auftretende
Schwingungen besser dämpfen und somit einem Bremsenquietschen
entgegenwirken .
Fig ur 7 zeigt eine Valid ierungsuntersuchung des erfindungsgemäßen Verfah rens. Ein Kreuz 34 wurde an einem Presstempel 4 verwendet, um lokal die Presskräfte zu erhöhen . Die dam it hergestellte Bremsbacke 1 0 wurde anschließend mit einem Ultraschallsystem vermessen. Im Bereich des Kreuzes 34 bildet sich ein
Teilbereich 36 mit niedriger Kompressibilität (schwarz) aus, welcher von einem Teilbereich 38 umgeben ist, der eine demgegen über höhere Kompressibilität (weiß) aufweist.
Die Erhöhung der Presskraft in dem Bereich hat Einfluss auf weitere Eigenschaften des Reibmaterials 14, so zum Beispiel dessen Dichte, Porosität,
Elastizitätskonstanten, Scherwerte und Steifigkeit. Hierd urch lassen sich
Nässeempfind lichkeit, Verschleißverhalten , Fading-Eigenschaften sowie NVH- Eigenschaften beeinflussen . Bezugszeichenliste
2 Presse
4 Pressstempel
6 Pressnest
8 Antrieb
1 0 Bremsbacke
12 Belagträgerplatte
14 Reibmaterial
16 Reibfläche
1 8 Pressfläche
20 Stempelkopf
20.1 -20.3 Bereiche
22 Stempelkopf
24 H ilfslinie
26 Stempelkopf
28 Stempelkopf
30 Sch riftzug
32 Stempelkopf
32.1 -32.3 Bereiche
34 Kreuz
36 Teilbereich mit niedriger Kompressibilität
38 Teilbereich hoher Kompressibilität F Presskraft

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung einer Bremsbacke, bei der Reibmaterial (144) auf einer Belagträgerplatte (12) aufgebracht und mittels eines Pressstempels (4) durch Aufbringen einer Presskraft (F) auf eine Pressfläche ( 1 8) des
Reibmaterials (14) verdichtet wird , dadurch gekennzeichnet, dass die Presskraft (F) des Pressstempels (4) über die Pressfläche (1 8) inhomogen aufgebracht wird .
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Pressstempel (4) eine nicht ebene Pressfläche (1 8) aufweist und senkrecht zu der Belagträgerplatte (12) bewegt wird .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Pressstempel (4) eine gestufte oder gekrümmte Pressfläche ( 1 8) aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Pressstempel (4) zwischen zwei und sechs oder zwischen d rei und fünf oder drei oder vier oder fünf Stufen (20. 1 , 20.2 , 20.3) aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad urch
gekennzeichnet, dass eine Vorformung von Reibmaterial (144) auf der Belagträgerplatte (12) mit einem ebenem Stempel vorgenommen wird .
6. Presse zur Herstellung von Bremsbacken (1 0), mit einem Pressnest (6), in das eine Belagträgerplatte (12) sowie Reibmaterial (14) einbringbar sind und einem verfahrbaren Pressstempel (4), der gegen das Reibmaterial ( 14) pressbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Presse (2) derart gestaltet ist, dass die Presskraft (F) über eine Pressfläche (1 8) des Pressstempels (4) inhomogen aufgebracht wird . Presse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressstempel (4) eine nicht ebene Pressfläche (18) aufweist und senkrecht zu der
Belagträgerplatte (12) bewegbar ist.
Presse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der
Pressstempel (4) eine gestufte oder gekrümmte Pressfläche ( 8) aufweist.
Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressstempel (4) zwischen zwei und sechs oder zwischen drei und fünf oder drei oder vier oder fünf Stufen (20.1 , 20.2, 20.3) aufweist.
Bremsbacke, mit einer Belagträgerplatte (12) und Reibmaterial (14), wobei das Reibmaterial (14) auf die Belagträgerplatte (12) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gepresst ist und das Reibmaterial (14) Teilbereiche (38) mit einer hohen Kompressibilität und Teilbereiche (36) mit einer niedrigen Kompressibilität aufweist.
Bremsbacke nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Teilbereiche (36, 38) über eine Reibfläche (16) des Reibmaterials (14) eingebracht sind .
Bremsbacke nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche (36, 38) mit einem Kompressionsgradienten ineinander übergehen.
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