DE3617846A1 - Verfahren zur herstellung einer bremsbacke fuer scheibenbremsen und bremsbacke hiervon - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her­ stellung einer Bremsbacke für Scheibenbremsen, insbe­ sondere für Teilbelagscheibenbremsen, die aus einer Trägerplatte, einer Zwischenschicht und einer Reib­ schicht besteht und auf die Bremsbacke hiervon.

Es ist bekannt, bei Scheibenbremsbelägen zwischen der Trägerplatte und der Reibschicht eine Zwischenschicht anzuordnen. Die Zwischenschicht kann hinsichtlich der gewünschten Eigenschaften, wie Wärmedämmung, Geräusch­ dämpfung, Korrosionsschutz, Verbundfestigkeit u.dgl., verschiedene Komponenten zu der Grundmasse eines wärme­ härtbaren Kunststoffes enthalten und hat weiterhin die Aufgabe, die Verbindung des Reibmaterials mit der Trägerplatte zu verbessern und damit die Abscherfestig­ keit des Belages zu erhöhen.

Es ist weiterhin bekannt, in der Zwischenschicht aus wärmehärtbarem Kunststoff, z.B. Phenol-Kunstharz, Epoxydharz u.dgl., eine Verstärkung durch kurze Glas­ faserstücke vorzusehen.

Im allgemeinen erfolgt die Herstellung der Bremsbacke in der Weise, daß die Zwischenschicht in Pulverform in eine Preßform eingebracht wird und zusammen mit dem pulverförmigen Reibmaterial und der Trägerplatte, die mit einem wärmeaktivierbaren Kleber beschichtet ist, zu einer Bremsbacke verpreßt wird.

Hierbei ergeben sich zwar gute Festigkeitswerte, im Übergangsbereich zwischen Reibschicht und Zwischen­ schicht ist die Trennlinie zwischen den beiden letzten Schichten nicht genau definiert, da ein völlig gleich­ mäßiges Einschütten des Zwischenschichtpulvers in die Preßform unter Produktionsbedingungen nicht möglich ist. So kann es bei zunehmendem Belagverschleiß durch das teilweise Anschleifen der Zwischenschicht vor Er­ reichen der Verschleißgrenze des Reibbelages zu einer unerwünschten Veränderung des Reibbeiwertes kommen.

Außerdem ist der technische Aufwand beim Verpressen eines pulverförmigen Zwischenschichtmaterials erheb­ lich, da für das Zwischenschichtmaterial eine eigene Wiege- und Dosiereinrichtung an jeder Presse notwen­ dig ist.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist man bei bestimmten Anwendungsfällen dazu übergegangen, das Zwischen­ schichtmaterial durch Walzen o.dgl. zu einer Zwischen­ schichtplatte zu verarbeiten. Man legt mit Kleber be­ schichtete Belagträgerplatte, Zwischenschichtplatte und pulverförmiges Reibmaterial in die Preßform ein und verpreßt das ganze zu einer Einheit. Dies führt zu weitgehend exakt definierbaren Trennflächen zwi­ schen Reibmaterial und Zwischenschicht und vereinfacht auch den Produktionsablauf gegenüber dem Verpressen einer pulverförmigen Zwischenschicht. Es zeigt sich jedoch, daß die Festigkeitswerte derart hergestell­ ter Bremsbacken nicht zuverlässig die gewünschte Höhe erreichen, da durch das Herstellungsverfahren der Zwischenplatte durch Walzen o.dgl. eine Versiegelung der Oberfläche der Zwischenplatte erfolgt, die das Haften zwischen Reibmaterial und Zwischenplatte nega­ tiv beeinflußt.

Der Abstimmung der Zwischenschicht zur Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse, wie Wärmedämmung, Ge­ räuschdämpfung, Verbundfestigkeit, Korrosionsschutz u.dgl., sind bei diesem Verfahren enge Grenzen ge­ setzt, da die erforderlichen Mindestfestigkeitswerte nur bei einigen wenigen Mischungsvarianten des Zwi­ schenschichtmaterials erreicht werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Her­ stellung einer Bremsbacke und eine Bremsbacke zu schaffen, bei dem bzw. bei der bei vereinfachter Pro­ duktion eine hohe Abscherfestigkeit der Beläge unter Beibehaltung der sonstigen gewünschten positiven Eigenschaften der Zwischenschicht, wie Geräuschdämpfung, Wärmedämmung, Korrosionsschutz u.dgl., miteinander bei der Bremsbacke vereinigt werden. Die Erfindung zeichnet sich hierzu dadurch aus, daß das Zwischenschicht­ material (Compound), ein wärmeaktivierbarer Kleber und evtl. Zusatzstoffe zur Einstellung der gewünschten Viskosität miteinander gemischt und das pastöse Ge­ misch auf ein Glasfasernetz aufgebracht und gleich­ mäßig, d.h. in gleichmäßiger Dicke, auf dem Glasfaser­ netz verstrichen, z.B. durch Rakeln verteilt wird, worauf das Zwischenschichtmaterial getrocknet wird.

Aus dem so gewonnenen getrockneten Zwischenschicht­ material, vorzugsweise als Bahn, kann durch Schneiden/ Stanzen ein zur Trägerplatte passendes Zwischenschicht­ plattenstück von der Bahn gewonnen werden und sodann mit der Trägerplatte und einem pulverförmigen Reib­ schichtmaterial durch Pressen und Erhitzen zu der fer­ tigen Bremsbacke bei Aushärtung des Kunststoffmaterials verbunden werden.

Der wärmeaktivierbare Kleber, der in dem Zwischenschicht­ material eingearbeitet ist, sorgt auf der Trägerplatten­ seite der Zwischenplatte für eine gute Verbindung der Trägerplatte mit Zwischenplatte. Eine gute Verbindung des Reibmaterials mit der Zwischenplatte ergibt sich dadurch, daß bei Herstellung der Zwischenplatte zwar eine ebene Oberfläche vorhanden ist, die eine definierte Trennlinie zwischen Reibmaterial und Zwischenschicht­ material gewährleistet, die Oberfläche der Zwischen­ platte auf dieser Trennlinie aber eine ausreichende Rauhigkeit hat, die zu einer besonders guten Verzahnung mit dem Reibmaterial führt. Dies erhöht die Scherfestig­ keit des Belages erheblich, im Gegensatz zu einem sonst zwischengeschalteten Walz- und/oder Preßvorgang bei der Zwischenschicht zur Herstellung einer Zwischenplatte, der die Oberfläche zu glatt macht. Außerdem erhöht die skelettartige stützende Struktur des Glasfasernetzes die Festigkeit der Zwischenplatte und trägt so zu der notwendigen Abscherfestigkeit des Belages gegenüber der Trägerplatte nicht unwesentlich zuverlässig bei.

Wie sich gezeigt hat, läßt sich der in das Zwischen­ schichtmaterial eingearbeitete, wärmeaktivierbare Kleber auch durch Lösungsmittel für leichte Verklebungen akti­ vieren. Diesen Umstand macht man sich zweckmäßig dadurch zunutze, daß man durch Aufbringen eines Tropfens Lösungs­ mittel eine leichte Haftung zwischen Trägerplatte und erfindungsgemäß hergestellter Zwischenschichtplatte herstellt.

Eine in dieser Weise vorkonfektionierte Trägerplatte führt zu einer erheblichen Erleichterung in der Pro­ duktion, da für die Fertigstellung der Bremsbacke nur zwei Teile, nämlich die vorkonfektionierte Trägerplatte und das pulverförmige Reibschichtmaterial durch Pressen und Erhitzen zu einer Bremsbacke zu verbinden sind.

Zur Herstellung verwendet man vorteilhaft Glasfaser­ gewebe mit folgenden Daten:
Glasfasergewebe mit Dreher-Bindung

Fadenverteilung der Kettfädenca. 4-8 je cm Fadenverteilung der Schußfädenca. 2-3 je cm Fadenstärkeca. 0,6-1,2 mm

Die erfindungsgemäß hergestellte Zwischenplatte kann für verschiedene Zwecke optimiert werden.

Die Beispiele 1 bis 3 geben die Zusammensetzung des Compounds als Ausgangsmaterial für die Zwischenschicht in Gewichts-% an.

Beispiel 1 Optimierung der Wärmedämmung
Beispiel 2 Optimierung der Verbundfestigkeit
Beispiel 3 Optimierung der Geräuschdämpfung

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung darge­ stellten Beispiele erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht eine bildliche Darstellung des Verfahrensablaufs.

Fign. 2 bis 5 zeigen eine Ausführungsform der Einzel­ teile und der Bremsbacke im Schema.

In Fig. 6 ist ein Querschnitt durch eine erfindungs­ gemäß hergestellte Bremsbacke dargestellt.

Bei Herstellung der Zwischenplatte geht man zweckmäßig so vor, daß zuerst ein großes Bahnstück in einem Durch­ laufprozeß kontinuierlich hergestellt wird.

Der Ausgangspunkt für das Herstellungsverfahren wird durch ein Compound gebildet, das beispielsweise aus einer der drei vorstehend genannten Mischungen besteht. Dieses Compound 1 wird in einem Lösungsmittelkneter 4 unter Hinzugabe von wärmeaktivierbarem Kleber 2 und evtl. je nach Bedarf von viskositätseinstellenden Zu­ satzstoffen 3 innig vermischt, bis eine pastöse fließ­ fähige Masse entsteht.

Diese Paste kann dann mittels einer Dosierpumpe 6 aus einem Vorratsbehälter 5 entnommen werden. Durch die Dosierpumpe wird diese Masse in der richtigen Menge der Rakeleinrichtung 9 zugeführt, die in dem beispiel­ haft angegebenen Herstellungsprozeß als Luftrakel aus­ gebildet ist; wobei die Verfahren des Walzen- oder Gummituchrakelns auch angewendet werden können. Beim Rakelvorgang wird das pastenförmige Zwischenschicht­ material in gleichmäßiger Dicke auf einem von einer Rolle/Coil entnommenen Glasfasernetz 7 aufgebracht. Damit während des Produktionsprozesses dieses Zwischen­ schichtmaterial nicht an der Transporteinrichtung an­ haftet oder klebt, wird unter dem Glasfasernetz noch silikonisiertes Papier 8 zugeführt.

Abhängig von dem Trocknungsgrad, der für die verschie­ denen Rezepturen in der Trockenstrecke 10 erreicht werden kann, verwendet man einseitig oder doppelseitig silikonisiertes Papier. Doppelseitig silikonisiertes Papier kommt dann zur Anwendung, wenn nach der Trock­ nungsstrecke der im Durchlaufprozeß erreichbare Trock­ nungsgrad der Zwischenschicht so gering ist, daß die Gefahr des Zusammenklebens der einzelnen Zwischen­ schichtlagen beim Aufwickeln zu einem Coil besteht. In diesem Fall, der auch dem Produktionsprozeß nach Fig. 1 zugrunde gelegt ist, würde dann das doppelseitige sili­ konisierte Papier zusammen mit der bandförmigen Zwi­ schenschicht zu Coils aufgewickelt werden.

Bei ausreichendem Trocknungsgrad wird nur einseitig silikonisiertes Papier verwendet, das dann vor dem Auf­ wickeln zu Coils 12 entfernt wird. Bei beiden Methoden ist nach der Trocknungsstrecke noch eine Trenneinrich­ tung 11 vorgesehen (z.B. Kreismesserschere), in der das Bandmaterial in die für die weitere Verarbeitung er­ forderlichen Breiten gespalten wird, bevor es zu Coils 12 verschiedener Breite aufgewickelt wird.

Nach Transport und evtl. Vorratslagerung werden Zwi­ schenplatten von dem Zwischenschichtmaterial 13 mit der für die maßliche Gestaltung der Zwischenplatte richti­ gen Breite, in einer Schneid- oder Stanzeinrichtung 15 ausgeschnitten/ausgestanzt.

Bei Verwendung von doppelseitig silikonisiertem Papier, welches mit auf das Coil gewickelt wurde, wird dieses bei 14 vor dem Stanz-/Schneidvorgang von dem bandförmi­ gen Zwischenschichtmaterial entfernt. Nach dem Stanz-/ Schneidvorgang, in dem die Kontur der Zwischenplatte 24 (Fig. 3) entsprechend der Außenkontur des Reibbelages und den Verankerungsbohrungen der Belagträgerplatte festgelegt wird, erfolgt jetzt die Zugabe einer kleinen Menge Lösungsmittel 16 auf die Seite der Zwischenplatte 24, die der Trägerplatte 22 (Fig. 2) zugewandt ist. Dieses Lösungsmittel bewirkt eine leichte Aktivierung des in das Zwischenschichtmaterial eingearbeiteten Kle­ bers. Nach Zuführung 17 der Belagträgerplatte 22 wird die Zwischenplatte 24 nunmehr konturgerecht auf die Trägerplatte aufgelegt und unter leichtem Druck 18 angepreßt. Der durch das Lösungsmittel aktivierte Kle­ ber bewirkt dabei eine leichte Verklebung zwischen Trä­ gerplatte und Zwischenplatte.

Die nunmehr mit der Zwischenplatte vorkonfektionierte Trägerplatte (Fig. 4) bildet eine selbständig handhab­ bare Verbundeinheit, die vor der Weiterverarbeitung auf Vorrat zwischengelagert werden kann.

Die vorkonfektionierte Trägerplatte (Fig. 4) wird nun in die Presse 20 eingelegt und mit dem pulverförmigen Reibmaterial 19 zu der Bremsbacke verpreßt. Fig. 5 zeigt diese Bremsbacke 21, wobei deutlich zu erkennen ist, daß die äußere Kontur der Zwischenplatte 24 genau der Außenkontur des Reibbelages 23 entspricht.

Die Bremsbacke (Fig. 5), die eine Trägerplatte 22 von vorbestimmter Konfiguration und einen Reibbelag 23 aufweist, enthält ein Zwischenschichtplattenstück 24, das aus einem Gemisch aus Zwischenschichtmaterial und einem wärmeaktivierbaren Kleber gebildet ist, in wel­ chem Gemisch ein Glasfasernetz 7 eingebettet ist. Das Zwischenschichtplattenstück ist von gleichmäßiger Dicke und besitzt eine eben verlaufende und gerauhte Oberfläche 26 und 27.

Durch die Sicherstellung der erforderlichen Scherfestig­ keit für die Bremsbacke, ist es möglich, die Eigenschaf­ ten der Zwischenschicht in einem weiten Rahmen durch Modifikation der Rezeptur des Zwischenschicht-Compounds für verschiedene Anforderungen, wie Wärmedämmung, Ge­ räuschdämpfung, Verbundfestigkeit und Korrosionsschutz, zu optimieren und gleichzeitig eine vereinfachte Hand­ habung in der Produktion zu gewährleisten.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer Bremsbacke für Scheiben­ bremsen, insbesondere für Teilbelagscheibenbremsen, die aus einer Trägerplatte, einer Zwischenschicht und einer Reibschicht besteht, wobei die Zwischenschicht aus einem wärmehärtbaren Kunststoff und einer Einlage, vorzugs­ weise Glasfasern, gebildet ist, und wobei die Zwischen­ schicht in Gestalt eines Plattenstückes o.dgl. herge­ stellt wird, das mit der Trägerplatte und der Reib­ schicht in einer Preßform durch Pressen und Aushärten zu einer Einheit verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenschicht­ material und ein wärmeaktivierbarer Kleber miteinander gemischt werden und das Gemisch in Plattenform auf ein Glasfasernetz aufgebracht und gleichmäßig, d.h. in gleichmäßiger Dicke, auf dem Glasfasernetz verstrichen, z.B. durch Rakeln verteilt und danach getrocknet wird, und daß das so erhaltene Zwischenplattenstück in ent­ sprechender Größe mit der Trägerplatte und einem pulver­ förmigen Reibschichtmaterial durch Pressen und Erhitzen zu der fertigen Bremsbacke verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kleber verwendet wird, der auch durch ein Lösungs­ mittel aktivierbar ist, und daß das Zwischenschicht- Plattenstück mittels des Lösungsmittels für den Kleber mit der Trägerplatte zum Haften gebracht wird, und daß die so vorkonfektionierte Trägerplatte mit einem pulver­ förmigen Reibschichtmaterial durch Pressen und Erhitzen zu der fertigen Bremsbacke verbunden wird.

3. Bremsbacke für Scheibenbremsen, insbesondere für Teil­ belagscheibenbremsen, die aus einer Trägerplatte, einer Zwischenschicht und einer Reibschicht besteht, wobei die Zwischenschicht aus einem wärmehärtbaren Kunst­ stoff und einer Verstärkung, vorzugsweise aus Glas­ fasern, gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenschicht-Plattenstück (4) aus einem Gemisch aus Zwischenschichtmaterial und wärmeaktivierbarem Kleber besteht, sowie ein eingebettetes Glasfasernetz (5) enthält, das von gleichmäßiger Dicke ist und gerauhte Oberflächen (6, 7) besitzt.

4. Bremsbacke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenschicht-Plattenstück (4) und Träger­ platte (2) eine selbständig handhabbare Verbundein­ heit bildet.

5. Bremsbacke nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Glasfasernetz als Glasfasergewebe Kettfäden von ca. vier bis acht Fäden je cm, Schuß­ fäden von ca. zwei bis drei Fäden je cm aufweist und die Fadenstärke in dem Bereich von ca. 0,6 bis 1,2 mm liegt.