DE102018209170A1

DE102018209170A1 - Kompositbeschichtung für geräusch- und vibrationsdämpfung und bremsbelag mit solch einer beschichtung

Info

Publication number: DE102018209170A1
Application number: DE102018209170.6A
Authority: DE
Inventors: Ashley Simmons; David Garrett; Mark Phipps; Hamidreza Mohseni; Garrett Vincent-Casner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2019-01-03
Also published as: CN109210113A; US20190003545A1; CN109210113B; US10233990B2

Abstract

Eine Beschichtung, insbesondere eine Beschichtung für eine Rückseite eines Bremsbelags gegenüber einer Bremsseite, enthält ein Paar Verbindungsschichten und eine Kompositschicht. Jede der Verbindungsschichten enthält ein Epoxidmaterial. Die Kompositschicht ist zwischen dem Paar Verbindungsschichten angeordnet und enthält ein Gemisch aus einem Kautschukmaterial und Partikeln eines Sekundärmaterials. Ein Verfahren zur Bildung der Beschichtung enthält Auftragen einer Epoxidschicht auf die zu beschichtende Oberfläche zum Bilden einer ersten Verbindungsschicht, Auftragen des Gemisches aus dem Kautschukmaterial und den Partikeln eines Sekundärmaterials auf die erste Verbindungsschicht zum Bilden einer Kompositschicht, Auftragen einer Epoxidschicht auf die Kompositschicht zum Bilden einer zweiten Verbindungsschicht und dann Aushärten der Beschichtung durch einen Aushärtungsprozess.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Materialbeschichtungen für Maschinenteile und insbesondere Beschichtungen für Automobilteile wie zum Beispiel Bremsbeläge.
Hintergrund
Während des Betriebs eines Automobils erzeugte unerwünschte Geräusche und Vibrationen werden gemeinhin als NVH-Einstufung (NVH - noise, vibration and harshness / Geräusche, Vibrationen und Rauigkeit) quantifiziert. Autobremsen sind eine übliche Quelle für NVH. Insbesondere bewirkt die Wechselwirkung zwischen Reibmaterialien auf einem Bremsbelag mit einer Bremsscheibe ein Vibrieren des Bremsbelags und der Bremsscheibe, was nicht nur zu einem Quietschen der Bremse, sondern auch zu einem Ruckeln der Bremse und anderen Auswirkungen führen kann.
Es sind verschiedene Techniken verwendet worden, um NVH von Autobremsen zu vermindern. Verschiedene Reibmaterialien und die Art und Weise, wie die Reibmaterialien auf einen Bremsbelag geformt werden, können die während des Betriebs erzeugte NVH beeinflussen. Diese Techniken alleine reichen jedoch im Allgemeinen nicht dazu aus, NVH auf ein akzeptables Maß zu reduzieren.
Eine andere übliche Technik zur Verminderung von durch ein Bremssystem erzeugter NVH besteht darin, ein Dämpfungselement in dem Bremsbelag mit aufzunehmen, um die durch die Wechselwirkung zwischen dem Reibmaterial des Bremsbelags und der Bremsscheibe verursachte Vibration zu dämpfen. In einem Beispiel ist an der Rückseite eines Bremsbelags eine Unterlegscheibe befestigt. Eine Unterlegscheibe enthält allgemein Schichten aus verschiedenen Materialien, wie zum Beispiel Metall, Kautschuk und Fasermaterialien. Die Schichten sind in einer gestapelten Struktur angeordnet, die dahingehend ausgebildet ist, eine Vibration des Bremsbelags zu dämpfen.
Dämpfungselemente, wie zum Beispiel die oben beschriebenen Beispiele, sind im Allgemeinen empfindlich gegenüber den rauen Betriebsbedingungen von Autobremsen. Zum Beispiel kann ein Dämpfungselement aus seiner Position migrieren, korrodieren, Haftung am Bremsbelag verlieren oder eine Delaminierung erfahren. Diese Probleme können zu einer Verringerung der durch das Dämpfungselement bereitgestellten Dämpfung führen. Ein Dämpfungselement gegen Migration zu schützen, erfordert allgemein zusätzliches Klebematerial oder zusätzliche Strukturmerkmale auf der Rückseite des Bremsbelags. Ein Dämpfungselement gegen Korrosion zu schützen, erfordert allgemein zusätzliches Schutzmaterial. Diese Schutztechniken erfordern jedoch allgemein zusätzliche maschinelle Bearbeitung oder Montage des Bremsbelags oder sind für bestimmte Formen und Größen der Bremsbeläge möglicherweise nicht verwendbar.
Deshalb wäre ein Dämpfungselement für einen Bremsbelag, das korrosionsbeständig ist, von Vorteil. Ein Dämpfungselement, das kein zusätzliches Klebematerial bzw. keine zusätzlichen Strukturmerkmale auf dem Bremsbelag zum Widerstehen von Migration erfordert, wäre auch von Vorteil. Ein Dämpfungsmaterial, das für verschiedenste Größen und Formen von Bremsbelägen eingesetzt werden kann, wäre auch von Vorteil.
Kurzfassung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält eine Beschichtung auf einem Substrat ein Paar Verbindungsschichten und eine Kompositschicht. Jede der Verbindungsschichten enthält ein Epoxidmaterial. Die Kompositschicht ist zwischen dem Paar Verbindungsschichten angeordnet und enthält ein Gemisch aus einem Kautschukmaterial und Partikeln eines Sekundärmaterials.
Bei einigen Ausführungsformen enthalten die Partikel des Sekundärmaterials Stahlfasern und/oder Eisenschwammpartikel und/oder Graphitflocken.
Bei einigen Ausführungsformen enthält das Kautschukmaterial Polytetrafluorethylen.
Bei einigen Ausführungsformen ist jede der Verbindungsschichten mit einer jeweiligen gegenüberliegenden Seite der Kompositschicht zusammengefügt.
Bei einigen Ausführungsformen befinden sich in der Beschichtung keine strukturellen Fixierelemente.
Bei einigen Ausführungsformen sind die Außenflächen der Verbindungsschichten im Wesentlichen parallel zueinander und zu dem Substrat.
Bei einigen Ausführungsformen ist eine erste der Verbindungsschichten direkt auf dem Substrat aufgetragen.
Bei einigen Ausführungsformen ist eine Nenngröße der Partikel des Sekundärmaterials kleiner als die oder gleich der Hälfte einer Nenngröße von Partikeln des Kautschukmaterials.
Bei einigen Ausführungsformen enthält die Kompositschicht gleiche Gewichtsteile des Kautschukmaterials und der Partikel des Sekundärmaterials.
Bei einigen Ausführungsformen enthält die Beschichtung ferner eine Lackschicht, die auf einer von der Kompositschicht weg weisenden Seite einer der Verbindungsschichten aufgetragen ist.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Beschichtung dahingehend ausgebildet, mindestens eine Oberfläche eines Bremsbelags zu beschichten und ein sich durch den Betrieb eines beschichteten Bremsbelags ergebendes Geräusch zu reduzieren und/oder eine sich durch den Betrieb des beschichteten Bremsbelags ergebende Vibration zu dämpfen und/oder eine Korrosion der mindestens einen Oberfläche des Bremsbelags zu verhindern.
Ein Bremsbelag gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält eine Trägerplatte und eine Beschichtung. Die Trägerplatte enthält eine Bremsseite und eine der Bremsseite gegenüberliegende Rückseite. Die Beschichtung ist auf der Rückseite angeordnet und enthält ein Paar Verbindungsschichten und eine Kompositschicht. Jede der Verbindungschichten enthält ein Epoxidmaterial. Die Kompositschicht ist zwischen dem Paar Verbindungsschichten angeordnet und enthält ein Gemisch aus einem Kautschukmaterial und Partikeln eines Sekundärmaterials.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Epoxidmaterial einer der Verbindungsschichten mit der Rückseite der Trägerplatte verbunden, und jede der Verbindungsschichten ist mit einer jeweiligen gegenüberliegenden Seite der Kompositschicht zusammengefügt.
Bei einigen Ausführungsformen enthält der Bremsbelag ferner ein auf der Bremsseite der Trägerplatte positioniertes Reibmaterial.
Bei einigen Ausführungsformen weist die Rückseite keine Struktur, die dahingehend ausgebildet ist, die Beschichtung strukturell an der Trägerplatte zu fixieren, auf.
Bei einigen Ausführungsformen enthalten die Partikel des Sekundärmaterials Stahlfasern und/oder Eisenschwammpartikel und/oder Graphitflocken.
Bei einigen Ausführungsformen enthält das Kautschukmaterial Polytetrafluorethylen.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Bremsbelags gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst Auftragen einer ein Epoxidmaterial enthaltenden ersten Schicht auf eine Rückfläche einer Trägerplatte. Eine ein Gemisch aus einem Kautschukmaterial und Partikeln eines Sekundärmaterials enthaltende zweite Schicht wird auf die erste Schicht aufgetragen. Eine das Epoxidmaterial enthaltende dritte Schicht wird auf die zweite Schicht aufgetragen, um zusammen mit der ersten Schicht und der zweiten Schicht eine Beschichtung für die Rückfläche der Trägerplatte zu bilden.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren vor dem Aufbringen der ersten Schicht ferner Durchführen eines Entfettungs- und Waschprozesses mindestens an der Rückfläche der Trägerplatte. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren nach dem Aufbringen der dritten Schicht ferner Aushärten der Trägerplatte und der Beschichtung.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner Aufbringen eines Reibmaterials auf einer Bremsseite der Trägerplatte.
Figurenliste

1 zeigt eine Seitenquerschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer auf einer Oberfläche eines Objekts angeordneten Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
2 zeigt eine Seitenquerschnittsansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer auf einer Oberfläche eines Objekts angeordneten Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bremsbelags mit einer Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
4 ist ein Flussdiagramm einer beispielhaften Methodologie zur Herstellung einer Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
5 ist ein Flussdiagramm einer beispielhaften Methodologie zur Herstellung eines Bremsbelags mit einer Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Die 6A-11F zeigen verschiedene Proben, die in Beschichtungen bewertenden Experimenten verwendet werden, gemäß der vorliegenden Offenbarung.

Detaillierte Beschreibung
Zum besseren Verständnis der Grundzüge der hierin beschriebenen Ausführungsformen wird nunmehr auf die Zeichnungen und Beschreibungen in der folgenden Beschreibung Bezug genommen. Durch die Zeichnungen und Beschreibungen soll der Schutzumfang des Erfindungsgegenstands nicht eingeschränkt werden. Die vorliegende Offenbarung umfasst auch jegliche Änderungen und Modifikationen an den dargestellten Ausführungsformen und umfasst weitere Anwendungen der Grundzüge der beschriebenen Ausführungsformen, die normalerweise für einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Schrift bezieht, ersichtlich sein würden.
1 zeigt eine Seitenquerschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer Beschichtung 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung, die auf einer Oberfläche 104 eines Objekts 102 aufgetragen ist. Die Beschichtung 100 enthält ein Paar Verbindungsschichten 106 und 108 und eine Kompositschicht 110. Wie hierin verwendet, werden der Begriff „Schicht“ und der Begriff „Überzugsschicht“ austauschbar verwendet und bedeuten eine Dicke eines während der Bildung auf ein Substrat geklebten Materials. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „Beschichtung“ eine Bildung einer oder mehrerer Überzugsschichten, die an mindestens einen Teil eines Substrats geklebt werden und diesen bedecken.
Die Verbindungsschicht 106 enthält ein Epoxidmaterial. Bei einigen Ausführungsformen ist das Epoxidmaterial der Verbindungsschicht 106 ein wärmebeständiges Epoxid, das bis mindestens 177 Grad Celsius temperaturstabil ist. Die Verbindungsschicht 106 wird so auf die Oberfläche 104 aufgetragen, dass eine Außenfläche 112 der Verbindungsschicht 106 durch das Epoxidmaterial direkt auf die Oberfläche 104 des Objekts 102 geklebt wird. Die Außenfläche 112 weist keine Strukturelemente, die zum strukturellen Fixieren der Beschichtung 100 an dem Objekt 102 ausgebildet sind, auf, so dass die Verbindungsschicht 106 ausschließlich durch die Adhäsion des Epoxidmaterials an die Oberfläche 104 angefügt ist. Bei dieser Ausführungsform weist die Verbindungsschicht 106 eine Dicke in einem Bereich von ca. 0,1 mm bis ca. 0,7 mm auf, aber es kommen bei anderen Ausführungsformen auch andere Dicken für die Verbindungsschicht in Betracht.
Die Verbindungsschicht 108 enthält auch das Epoxidmaterial und bildet eine Außenfläche 114 der Beschichtung 100. Die Außenfläche 114 der Verbindungsschicht 108 ist im Wesentlichen parallel zu der Außenfläche 112 der Verbindungsschicht 106. Mit anderen Worten, bei einer Hochkant-Betrachtung bildet die Außenfläche 114 im Wesentlichen eine von der Außenfläche 112 versetzte Kurve. Die Außenfläche 114 weist auch keine Strukturelemente, die zum strukturellen Fixieren der Beschichtung 100 an dem Objekt 102 ausgebildet sind, auf. Bei dieser Ausführungsform weist die Verbindungsschicht 108 auch eine Dicke in einem Bereich von ca. 0,1 mm bis ca. 0,7 mm auf, aber bei anderen Ausführungsformen können auch andere Dicken für die Verbindungsschicht in Betracht kommen.
Die Kompositschicht 110 ist auf der Verbindungsschicht 106 aufgetragen, und die Verbindungsschicht 108 ist auf der Kompositschicht 110 aufgetragen, derart, dass die Kompositschicht 110 zwischen dem Paar Verbindungsschichten 106 und 108 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Verbindungsschichten 106 und 108 jeweils mit gegenüberliegenden Seiten 116 und 118 der Kompositschicht 110 zusammengefügt, derart, dass die Kompositschicht 110 direkt zwischen dem Paar Verbindungsschichten 106 und 108 angeordnet ist. Bei anderen Ausführungsformen ist eine andere Schicht zwischen der Kompositschicht 110 und mindestens einer der Verbindungsschichten 106 und 108 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform weist die Kompositschicht 110 eine Dicke in einem Bereich von ca. 0,2 mm bis ca. 1,2 mm auf, aber bei anderen Ausführungsformen kommen auch andere Dicken für die Verbindungsschicht in Betracht. Die Verbindungsschicht 110 enthält ein Gemisch aus einem Kautschukmaterial und Partikeln eines Sekundärmaterials. In einem Beispiel enthält das Gemisch im Wesentlichen gleiche Gewichtsteile des Kautschukmaterials und der Partikel des Sekundärmaterials.
Das Kautschukmaterial ist in einem Beispiel eine aus Kautschukpartikeln gebildete Kautschukmatrix. In einem Beispiel weisen die Partikel des Sekundärmaterials eine Nenngröße auf, die kleiner als die oder gleich der Hälfte einer Nenngröße der Partikel des Kautschukmaterials ist. Bei einer Ausführungsform ist das Kautschukmaterial Polytetrafluorethylen („PTFE“), wobei es sich um eine Matrix von Partikeln handelt. In einem Beispiel ist die Matrix aus Partikeln mit einer Nenn- oder Durchschnittsgröße von ca. 300 µm gebildet. Andere Materialien und Größen für die Partikel des Kautschukmaterials kommen auch in Betracht. Die Partikel des Sekundärmaterials können metallisch, nicht metallisch oder Gemische davon sein. Verschiedene Beispiele für die Partikel des Sekundärmaterials umfassen Stahlfasern mit einer Nenngröße von ca. 50 µm und/oder Eisenschwammpartikel mit einer Nenngröße von ca. 150 µm und/oder Graphitflocken mit einer Nenngröße von ca. 50 µm oder Kombinationen davon. Es kommen auch andere Materialien und Größen für die Partikel des Sekundärmaterials in Betracht.
Die Beschichtung 100, einschließlich der Verbindungsschichten 106 und 108 sowie der Kompositschicht 110, weist eine Gesamtdicke auf, die bei dieser Ausführungsform in einem Bereich von ca. 0,5 mm bis ca. 1,5 mm liegt. Bei anderen Ausführungsformen kommen auch andere Gesamtdicken in Betracht. Die Beschichtung 100 erstreckt sich nach ihrem Aufbringen auf die Oberfläche 104 im Wesentlichen parallel zur Oberfläche 104. Mit anderen Worten bildet die Beschichtung 100 bei einer Hochkant-Betrachtung im Wesentlichen eine von der Oberfläche 104 versetzte Kurve. Obgleich der gesamte Teil der Oberfläche 104, der in 1 dargestellt wird, mit der Beschichtung 100 beschichtet ist, ist bei einigen Ausführungsformen weniger als die Gesamtheit einer Oberfläche mit der Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung beschichtet.
2 zeigt eine Seitenquerschnittsansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer auf die Oberfläche 204 eines Objekts 202 aufgetragenen Beschichtung 200. Die Beschichtung 200 enthält ein Paar Verbindungsschichten 206 und 208 und eine Kompositschicht 210 und eine Lackschicht 212.
Im Gegensatz zu der im Wesentlichen planaren Oberfläche 104 des Objekts 102 in 1 ist die Oberfläche 204 des Objekts 202 unregelmäßig. Das Epoxidmaterial der Verbindungsschicht 206 ist dahingehend ausgebildet, unabhängig von der Form einer Oberfläche an dieser zu haften. Somit ermöglicht das Epoxidmaterial ein direktes Haften der Verbindungsschicht 206 an der unregelmäßigen Form der Oberfläche 204 des Objekts 202, ohne zusätzliche maschinelle Bearbeitung der Oberfläche 204 und ohne irgendwelche zusätzlichen Strukturelemente zum Fixieren der Beschichtung 200 an dem Objekt 202. Infolgedessen erstreckt sich die Beschichtung 200 im Wesentlichen parallel zu der unregelmäßigen Oberfläche 204 des Objekts 202. Mit anderen Worten bildet die Beschichtung 200 bei Hochkant-Betrachtung eine von der Oberfläche 204 versetzte Kurve.
Die Lackschicht 212 ist auf der Außenfläche 214 der Verbindungsschicht 208 aufgetragen. Das Lackmaterial der Lackschicht 212 ist dahingehend ausgebildet, Korrosion zu widerstehen und die Bildung und Ausbreitung von Rost zu verhindern.
Eine Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf die verschiedensten Objekte aufgetragen werden. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel für einen Bremsbelag 300 gemäß der vorliegenden Offenbarung dar, der eine Trägerplatte 302, eine Beschichtung 304 und ein Reibmaterial 306 enthält.
Die Trägerplatte 302 ist eine massive Platte aus Metall, wie zum Beispiel Stahl, und enthält eine Bremsseite 308 und eine Rückseite 310 gegenüber der Bremsseite 308.
Das Reibmaterial 306 ist auf der Bremsseite 308 der Trägerplatte 302 angeordnet und dahingehend ausgebildet, während der Betätigung mit einem Gegen-Bremselement zusammenzuwirken.
Die Beschichtung 304 ist auf der Rückseite 310 der Trägerplatte 302 aufgetragen und weist eine ähnliche Konfiguration wie die obigen Beschichtungen 100 und 200 auf und enthält somit mindestens eine Kompositschicht mit einem Gemisch aus Kautschukmaterial und Sekundärmaterialpartikeln, die zwischen einem Paar Verbindungsschichten mit Epoxid angeordnet ist.
Die Beschichtung 304 ist durch Adhäsion des Epoxidmaterials in der Beschichtung 304 ausschließlich mit der Rückseite 310 der Trägerplatte 302 zusammengefügt, und somit weist der Bremsbelag 300 keine Strukturelemente wie Schrauben, Laschen, Stifte, Nuten oder andere Strukturelemente auf, die zum strukturellen Fixieren der Beschichtung 304 an der Trägerplatte 302 ausgebildet sind.
Die in 3 dargestellte Trägerplatte 302 ist im Wesentlichen flach. Da, wie oben besprochen, eine Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung unabhängig von der Form eines Objekts auf eine Oberfläche des Objekts aufgebracht werden kann, kommen bei anderen Ausführungsformen Trägerplatten mit verschiedenen Formen, einschließlich unregelmäßig geformte Trägerplatten, auch in Betracht. Da ferner eine Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung dahingehend ausgebildet ist, an einer Oberfläche zu haften, ohne dass zusätzliche Strukturelemente erforderlich sind, ist keine zusätzliche maschinelle Bearbeitung oder Montage erforderlich, um eine Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung an einem Bremsbelag zu fixieren, nachdem die Beschichtung auf der Rückfläche des Bremsbelags aufgetragen worden ist.
Obgleich eine Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung auf einen wesentlichen Teil der oder die gesamte Rückseite des Bremsbelags, wie zum Beispiel in 3, aufgetragen werden kann, wird zudem bei anderen Ausführungsformen die Beschichtung lokal aufgebracht. Eine Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel lokal auf Bereiche der Rückseite eines Bremsbelags nahe Stützrippen, Befestigungslöchern oder Teilen der Rückfläche, die dahingehend ausgebildet sind, mit anderen Autoteilen in Kontakt zu kommen, aufgetragen werden.
4 zeigt eine beispielhafte Methodologie 400 zur Herstellung einer Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren beginnt bei 402, und bei 404 wird eine zu beschichtende Oberfläche wahlweise entfettet und gewaschen, um Fett oder Schmutzteilchen, wie zum Beispiel Staub oder Metallspäne auf der zu beschichtenden Oberfläche, die die Adhäsion der Beschichtung auf der Oberfläche behindern könnten, zu entfernen.
Bei 406 wird eine ein Epoxidmaterial enthaltende erste Schicht auf die zu beschichtende Oberfläche aufgetragen, um eine erste Verbindungsschicht zu bilden. Bei 408 wird eine ein Gemisch aus einem Kautschukmaterial und Partikeln eines Sekundärmaterials enthaltende zweite Schicht auf die erste Schicht aufgetragen, um eine Kompositschicht zu bilden. Bei 410 wird eine das Epoxidmaterial enthaltende dritte Schicht auf die zweite Schicht aufgetragen, um eine zweite Verbindungsschicht zu bilden, die zusammen mit der ersten Verbindungsschicht und der Kompositschicht eine Beschichtung auf der Oberfläche bildet.
Bei 412 wird die Beschichtung auf der Oberfläche ausgehärtet, und das Verfahren endet bei 414. Bei einer Ausführungsform umfasst ein Aushärtungsprozess für die Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung mehrere aufeinanderfolgende Aushärtungsphasen oder -zyklen.
Das Aufbringen einer Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann in Verbindung mit dem Aufbringen eines Reibmaterials auf eine Trägerplatte durchgeführt werden. 5 zeigt eine beispielhafte Methodologie 500 zum Bilden eines Bremsbelags mit einer Beschichtung und Reibmaterial gemäß der vorliegenden Offenbarung. das Verfahren 500 beginnt bei 502, und bei 504 wird eine Beschichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung auf eine Rückseite einer Bremsbelagträgerplatte aufgetragen. Bei 506 wird ein Reibmaterial auf eine Bremsseite der Trägerplatte gegenüber der Rückseite aufgebracht. Bei 508 wird die Beschichtung ausgehärtet, und bei 510 wird das Reibmaterial ausgehärtet. Bei einigen Ausführungsformen werden die Beschichtung und das Reibmaterial in einem einzigen Aushärtungsprozess zusammen ausgehärtet. Bei einigen Ausführungsformen wird die Beschichtung vor Aufbringen und Aushärten des Reibmaterials aufgebracht und ausgehärtet. Bei einigen Ausführungsformen wird das Reibmaterial vor Aufbringen und Aushärten der Beschichtung aufgebracht und ausgehärtet. Bei einigen Ausführungsformen umfasst ein einziger Aushärtungsprozess verschiedene Aushärtungszyklen und -phasen entsprechend der Beschichtung bzw. dem Reibmaterial. Das Verfahren endet bei 512.
Versuchsergebnisse
Versuch 1 - Geräuschminderung
Verschiedene unten besprochene Bremsbelagproben wurden einem US-City-Traffic-Wear-and-Noise-Rollenbremsprüfstandtest unterzogen, der 708 Stopps und 5 Gangwechsel umfasst.
Probe 1: 6A ist ein Bild eines Bremsbelags 600 mit einer Rückseite, die mit einer Beschichtung 602 gemäß der vorliegenden Offenbarung beschichtet ist, welche eine Kompositschicht enthält, bei der die Sekundärpartikel Stahlfasern enthalten, vor dem Aushärten. Probe 1 wurde dann durch einen Aushärtungsprozess ausgehärtet, der die folgenden Phasen enthält: (i) Halten auf Raumtemperatur (ca. 27 Grad Celsius) für 24 Stunden; (ii) Erwärmen auf 80 °C für ca. 2 Stunden; und (iii) Erwärmen auf 150 °C für 3 Stunden. 6B ist ein Bild des Bremsbelags 600 nach dem Aushärten.
Probe 2: 7A ist ein Bild eines Bremsbelags 700 mit einer Rückseite, die mit einer Beschichtung 702 gemäß der vorliegenden Offenbarung beschichtet ist, welche eine Kompositschicht enthält, bei der die Sekundärpartikel Eisenschwammpartikel enthalten, vor dem Aushärten. Probe 2 wurde dann durch den gleichen Aushärtungsprozess wie bei der oben besprochenen Probe 1 ausgehärtet. 7B ist ein Bild des Bremsbelags 700 nach dem Aushärten.
Probe 3: 8A ist ein Bild eines Bremsbelags 800 mit einer Rückseite, die mit einer Beschichtung 802 gemäß der vorliegenden Offenbarung beschichtet ist, welche eine Kompositschicht enthält, bei der die Sekundärpartikel Graphitflocken enthalten, vor dem Aushärten. Probe 3 wurde dann durch den gleichen Aushärtungsprozess wie bei der oben besprochenen Probe 1 ausgehärtet. 8B ist ein Bild des Bremsbelags 800 nach dem Aushärten.
Probe 4: (nicht gezeigt) Diese Probe war eine Kontrollträgerplatte eines Bremsbelags, die kein Dämpfungselement wie eine Beschichtung oder eine Unterlegscheibe enthielt. Die Kontrollträgerplatte wurde dem gleichen Aushärtungsprozess wie die oben besprochene Probe 1 unterzogen.
Probe 5: (nicht gezeigt) Diese Probe war ein Kontrollbremsbelag, der ein bekanntes Unterlegscheibendämpfungselement enthielt.

Die Ergebnisse dieses Tests, die in nachfolgender Tabelle 1 tabellarisch aufgeführt sind, umfassen einen Geräuschindexwert für jede Probe. Ein Geräuschindexwert einer Probe nimmt von 10 ab, während das maximale Volumen des durch die Probe erzeugten Geräusches zunimmt und während der Prozentanteil des durch die Probe erzeugten Geräusches, der über 70 Dezibel über den Verlauf des Tests beträgt, zunimmt. Mit anderen Worten, ein geringerer Geräuschindexwert zeigt eine lautere Probe an. Tabelle 1

Probe	Geräuschindexwert
Probe 1	10
Stahlfaserkompositbeschichtung	10
Probe 2	9, 9
Eisenschwammkompositbeschichtung	9, 9
Probe 3	10
Graphitflockenkompositbeschichtung	10
Kontrollbremsbelag	9,4
Bremsbelag mit herkömmlicher	10
Unterlegscheibenlösung	10

Wie in den Ergebnissen obiger Tabelle 1 dargestellt, zeigten die Beschichtungen gemäß der vorliegenden Offenbarung in den Proben 1-3 Geräuschindexwerte, die gegenüber dem Kontrollbremsbelag ohne Unterlegscheibe eine Verbesserung darstellten und mit einer herkömmlichen Unterlegscheibenlösung vergleichbar waren. Sichtprüfung des Randteils der beschichteten Proben nach dem Test ergab, dass die Beschichtungen in den Proben 1-3 keine sichtbare Delaminierung erfahren hatten. Ferner schienen die Beschichtungen in den Proben 1-3 keine Oberflächenbeschädigung aufzuweisen, die in der Regel infolge von durch einen Kolbensattel während der Betätigung ausgeübtem Druck vorhanden sein würde.
Versuch 2 - Korrosionsbeständigkeit
Verschiedene unten besprochene Bremsbelagproben wurden dem ASTM-B117-Salzsprühtest unterzogen, der Besprühen der Proben für 96 Stunden mit einem Salzsprühnebel umfasst.
Probe 6: 9A ist ein Bild eines ausgehärteten Bremsbelags 902 mit einer Rückseite, die mit einer Beschichtung 904 gemäß der vorliegenden Offenbarung beschichtet ist, welche eine Kompositschicht enthält, bei der die Sekundärpartikel Stahlfasern enthalten.
Probe 7: 9B ist ein Bild eines ausgehärteten Bremsbelags 906 mit einer Rückseite, die mit einer Beschichtung 908 gemäß der vorliegenden Offenbarung beschichtet ist, welche eine Kompositschicht enthält, bei der die Sekundärpartikel Eisenschwammpartikel enthalten.
Probe 8: 9C ist ein Bild eines ausgehärteten Bremsbelags 910 mit einer Rückseite, die mit einer Beschichtung 912 gemäß der vorliegenden Offenbarung beschichtet ist, welche eine Kompositschicht enthält, bei der die Sekundärpartikel Graphitflocken enthalten.
Probe 9: 9D ist ein Bild eines ausgehärteten Bremsbelags 914 mit einer Rückseite, die mit einer Beschichtung 916 gemäß der vorliegenden Offenbarung beschichtet ist, welche eine Kompositschicht enthält, bei der die Sekundärpartikel Graphitflocken enthalten, und welche ferner eine Lackschicht aus Silberlack enthält.
Probe 10: 9E ist ein Bild eines ausgehärteten Bremsbelags 918 mit einer Rückseite, die mit einer Beschichtung 920 gemäß der vorliegenden Offenbarung beschichtet ist, welche eine Kompositschicht enthält, bei der die Sekundärpartikel Graphitflocken enthalten, und welche ferner eine Lackschicht aus Schwarzlack enthält.
Probe 11: 9F ist ein Bild eines ausgehärteten Bremsbelags 922 mit einer Rückseite, die mit einer Beschichtung 924 gemäß der vorliegenden Offenbarung beschichtet ist, welche eine Kompositschicht enthält, bei der die Sekundärpartikel Graphitflocken enthalten, und welche ferner eine Lackschicht aus Silberstrukturlack enthält.
10A-F zeigen die Proben 6-11, nachdem die Proben für 96 Stunden dem Salzsprühtest unterzogen wurden. Bei dem ASTM-B117-Salzsprühtest führen Salznebel und eine Strömungsrichtung des Salzsprühnebels gemeinhin zu einer Übertragung von Rost von den unbeschichteten Teilen der Oberfläche, die tatsächlich korrodiert werden, auf die nicht korrodierten Teile. Um übertragenen Rost zu entfernen und eine Inspektion von tatsächlich korrodierten Bereichen auf den jeweiligen Beschichtungen zu ermöglichen, wurden die Proben 6-11 jeweils mit Ethanol gespült. Die 11A-F zeigen die Proben 6-11 nach dem Spülen mit Ethanol.
Eine Sichtinspektion der Ränder der Beschichtungen 904, 908, 912, 916, 920 und 924 in den Proben 6-11 nach dem Spülen mit Ethanol zeigte, dass die Beschichtungen 904, 908, 912, 916, 920 und 924 keine Delaminierung oder Ablösung von ihren jeweiligen Trägerplatten zu haben schienen und zeigte auch, dass die Beschichtungen 904, 908, 912, 916, 920 und 924 eine Korrosionsbeständigkeit der Bremsbeläge 902, 906, 910, 914, 918 bzw. 922 verbesserten. Des Weiteren schien der in den Proben 6-8 (11A-C) verbliebene Rost der Oberflächenrauigkeit (das heißt, den Spitzen und Tälern) der Beschichtungen 904, 908 bzw. 912 zu entsprechen, und ist wahrscheinlich das Ergebnis von einer Rostübertragung von korrodierten Bereichen auf diese Bereiche anstatt von tatsächlicher Korrosion. Eine Sichtinspektion der Proben 9-11 zeigte auch, dass die Aufnahme einer Lackschicht bei der Beschichtung ein Auslösen und Verbreiten von Rost reduzierte.
Obgleich Beschichtungen gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf Bremsbeläge besprochen wurden, können ähnliche Beschichtungen gemäß der vorliegenden Offenbarung auch auf andere Autoteile, sowie Nicht-Autoteile wie Teile in kraftbetriebenen Werkzeugen, Baugeräten, Fertigungsausrüstung und anderen Maschinen aufgebracht werden.
Es versteht sich, dass Varianten des oben Beschriebenen sowie andere Merkmale und Funktionen oder Alternativen davon wünschenswerterweise zu vielen anderen verschiedenen Systemen, Anwendungen oder Verfahren kombiniert werden können. Verschiedene derzeit nicht vorhersehbare oder nicht zu erwartende Alternativen, Modifikationen, Variationen oder Verbesserungen können nachträglich von dem Fachmann erstellt werden und sollen auch von der Offenbarung mit umfasst werden.

Claims

Beschichtung auf einem Substrat, umfassend: eine erste Verbindungsschicht, die ein Epoxidmaterial enthält; eine zweite Verbindungsschicht, die das Epoxidmaterial enthält; und eine zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsschicht angeordnete Kompositschicht, die ein Gemisch aus Kautschukmaterial und Partikeln eines Sekundärmaterials enthält.
Beschichtung nach Anspruch 1, wobei die Partikel des Sekundärmaterials: Stahlfasern und/oder Eisenschwammpartikel und/oder Graphitflocken enthalten.
Beschichtung nach Anspruch 1, wobei das Kautschukmaterial Polytetrafluorethylen enthält.
Beschichtung nach Anspruch 1, wobei jede der ersten und zweiten Verbindungsschicht mit einer jeweiligen gegenüberliegenden Seite der Kompositschicht zusammengefügt ist.
Beschichtung nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung keine strukturellen Fixierelemente enthält.
Beschichtung nach Anspruch 5, wobei Außenflächen der ersten und zweiten Verbindungsschicht im Wesentlichen parallel zueinander und zu dem Substrat sind.
Beschichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Verbindungsschicht direkt auf dem Substrat aufgetragen ist.
Beschichtung nach Anspruch 1, wobei eine Nenngröße der Partikel des Sekundärmaterials kleiner als die oder gleich der Hälfte einer Nenngröße von Partikeln des Kautschukmaterials ist.
Beschichtung nach Anspruch 1, wobei die Kompositschicht gleiche Gewichtsteile des Kautschukmaterials und der Partikel des Sekundärmaterials enthält.
Beschichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Lackschicht, die auf einer von der Kompositschicht weg weisenden Seite einer der Verbindungsschichten aufgetragen ist.
Beschichtung nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung dahingehend ausgebildet ist: ein bei dem Substrat erzeugtes Geräusch zu reduzieren und/oder eine Vibration des Substrats zu dämpfen und/oder eine Korrosion des Substrats zu verhindern.
Bremsbelag, umfassend: eine Trägerplatte, die Folgendes enthält: eine Bremsseite; und eine der Bremsseite gegenüberliegende Rückseite; und eine Beschichtung, die auf der Rückseite aufgetragen ist und die Folgendes enthält: eine erste Verbindungsschicht, die ein Epoxidmaterial enthält; eine zweite Verbindungsschicht, die das Epoxidmaterial enthält; und eine Kompositschicht, die zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsschicht angeordnet ist und die ein Gemisch aus einem Kautschukmaterial und Partikeln eines Sekundärmaterials enthält.
Bremsbelag nach Anspruch 12, wobei: das Epoxidmaterial der ersten Verbindungsschicht direkt auf der Rückseite der Trägerplatte aufgetragen ist; und sowohl die erste als auch die zweite Verbindungsschicht mit einer jeweiligen gegenüberliegenden Seite der Kompositschicht zusammengefügt ist.
Bremsbelag nach Anspruch 12, ferner umfassend: ein auf der Bremsseite der Trägerplatte positioniertes Reibmaterial.
Bremsbelag nach Anspruch 12, wobei die Rückseite keine Struktur, die dahingehend ausgebildet ist, die Beschichtung strukturell an der Trägerplatte zu fixieren, aufweist.
Bremsbelag nach Anspruch 12, wobei die Partikel des Sekundärmaterials Folgendes enthalten: Stahlfasern und/oder Eisenschwammpartikel und/oder Graphitflocken.
Bremsbelag nach Anspruch 12, wobei das Kautschukmaterial Polytetrafluorethylen enthält.
Verfahren zur Herstellung eines Bremsbelags, umfassend: Auftragen einer ein Epoxidmaterial enthaltenden ersten Schicht auf eine Rückfläche einer Trägerplatte; Auftragen einer zweiten Schicht auf die erste Schicht, wobei die zweite Schicht ein Gemisch aus einem Kautschukmaterial und Partikeln eines Sekundärmaterials enthält; und Auftragen einer dritten Schicht, die das Epoxidmaterial enthält, auf die zweite Schicht, um zusammen mit der ersten Schicht und der zweiten Schicht eine Beschichtung für die Rückfläche der Trägerplatte zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend: vor dem Auftragen der ersten Schicht Durchführen eines Entfettungs- und Waschprozesses an mindestens der Rückfläche der Trägerplatte; und nach dem Auftragen der dritten Schicht Aushärten der Trägerplatte und der Beschichtung.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend: Aufbringen eines Reibmaterials auf einer Bremsseite der Trägerplatte.