DE4436682A1 - Harz-Imprägnierverfahren und Vorrichtung hierfür - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren mit einem Harz. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Imprägnieren einer Reibplatte wie beispielsweise eines Bremsbelags, eines Kupplungsbelags, wie er zur Übertragung des von einem Motor erzeugten Antriebsmoments auf die Antriebsräder eines Fahrzeugs verwendbar ist, und dergleichen mit einem Harz.

Eine Reibplatte, wie sie für die Zwecke der Kraftübertragung verwendbar ist, wird eingebaut in eine Reibungsbremse oder in eine Kupplung für ein Kraftfahrzeug, um die von einem Motor erzeugte Kraft auf die Antriebsräder zu übertragen, indem sie den Reibungswiderstand nutzt, der auftritt, wenn die Oberfläche jeder Reibplatte gegen eine ihr gegenüberliegende rotierende Platte geschoben wird. Im Hinblick auf die vorstehend genannte Tatsache war es erforderlich, daß die Reibplatte einen großen Wert des Rei­ bungswiderstandes und eine ausreichende Beständigkeit gegen die bei Reibung erzeugte Hitze zeigt und kaum verschleißt. Ein typisches Beispiel einer Reibplatte, die in aus­ reichender Weise den vorstehend genannten Erfordernissen genügt, ist eine Reibplatte, die so aufgebaut ist, daß ein papierförmiges, auf Fasern als Grundmaterial aufgebautes Substrat, das einen anorganischen Füllstoff als die Reibung erhöhendes Material ein­ schließt, mit einer Metall-Basisplatte verbunden wird. Dieses wird mit einer vorbestimm­ ten Menge eines wärmehärtenden Harzes mit exzellenter Hitzebeständigkeit als Binde­ mittel imprägniert. Danach wird es erhitzt und gehärtet, wobei nicht nur die mechanische Festigkeit, sondern auch die thermische Leitfähigkeit der Reibplatte erheblich erhöht werden.

Das bis jetzt bekannte, herkömmliche Verfahren zur Imprägnierung mit einem Harz, das bei kraftübertragenden Reibplatten anwendbar ist, die in der oben beschriebenen Weise aufgebaut sind, wird praktisch in der Weise durchgeführt, daß eine Reibplatte, die nicht mit einem Harz imprägniert ist, in ein Harzbad eingetaucht wird. Die Platte wird einer Harz-Imprägnierbehandlung für eine vorbestimmte Zeit in einer Atmosphäre normalen Drucks oder in einer Atmosphäre verringerten Drucks unterworfen. Danach läßt man eine Überschußmenge Harz von der Reibplatte abtropfen oder entfernt diese davon, indem man sie eine längere Zeit der umgebenden Atmosphäre aussetzt oder indem man das Harz unter Krafteinwirkung von der Reibplatte abwischt, indem man eine Walze dagegenpreßt. Danach wird das Harz, mit dem die Reibplatte imprägniert ist, bei Raumtemperatur gehärtet, oder die Platte wird einer Härtungsbehandlung in der Weise unterworfen, daß man heiße Luft auf die Reibplatte bläst.

Bei Anwendung dieses herkömmlichen Harz-Imprägnierverfahrens kann eine ganze Anzahl von Reibplatten gleichzeitig behandelt werden. Es besteht jedoch eine gewisse Wahr­ scheinlichkeit, daß eine Fehlfunktion in der Weise auftritt, daß eine Reibplatte ungleich­ mäßig mit dem Harz imprägniert wird, daß Harz während der Behandlung des Abtropfen­ lassens des Harzes schnell aus der Reibplatte herausfließt oder daß tropfenartige Harz­ sprenkel auf der Reibplatte auftreten. Aus diesem Grund tritt bei dem herkömmlichen Harz-Imprägnierverfahren häufig die Schwierigkeit auf, das Substrat auf Faserbasis einheitlich mit einer vorbestimmten Harzmenge zu imprägnieren. Dies führt zu dem Problem, daß die Eigenschaften der so erhaltenen Reibplatten schwanken können. Außer­ dem ist bei dem herkömmlichen Harz-Imprägnierverfahren deswegen, weil das Harz an der ganzen Oberfläche der Reibplatte haftet, eine erhebliche Arbeitszeit erforderlich, um eine Mehrzahl von Gewindelöchern, die im Bereich der Metall-Basisplatte oder durch diese hindurch gebildet sind, mit einem bestimmten blattartigen Material abzudecken und darüber hinaus von Hand eine Überschußmenge des Harzes von dem Substrat auf Faserba­ sis abzuwischen. Folglich weist das herkömmliche Harz-Imprägnierverfahren Nachteile insofern auf, daß jede Reibplatte für längere Zeit und damit auch bei hohen Kosten behandelt oder bearbeitet werden muß und während des Imprägnierverfahrens eine erhöhte Harzmenge verbraucht wird.

Außerdem wird bei dem herkömmlichen Harz-Behandlungsverfahren deswegen, weil eine Anzahl von Reibplatten gleichzeitig der Imprägnierbehandlung unterworfen wird, eine große Harzmenge zum Erreichen einer Imprägnierbehandlung zur Herstellung der Reib­ platten benötigt. Da es darüber hinaus erforderlich ist, daß Maßnahmen getroffen werden, um das Produktionsgebäude und die damit verbundenen Anlagen gegen eine mögliche Explosion zu schützen, die auf ein entflammbares flüchtiges Lösungsmittel zurückzuführen ist, das in der großen Harzmenge enthalten ist, steigen die Anlagekosten, die für die praktische Durchführung des herkömmlichen Imprägnierverfahrens erforderlich sind, in unerwünschter Weise.

Wenn das Harz, das zum Sammeln in einem Harzbad enthalten ist, mit Fremdmaterial verunreinigt wird, das an der Reibplatte haftet, ist es erforderlich, daß das verunreinigte Harz durch Entfernen des Fremdmaterials gereinigt wird. Da außerdem die Konzentration und Viskosität jeder der nicht-flüchtigen Komponenten des Harzes aufgrund der chemi­ schen Umwandlung des Harzes, die durch die Verdampfung des Lösungsmittels aus dem Harz und die Absorption von Feuchtigkeit aus der Umgebung durch das Harz hervor­ gerufen wird, ansteigen, ist es aus praktischer Sicht schwierig, die Viskosität des Harzes in dem Harzbad konstant zu halten. Dies führt dazu, daß hohe Kosten für die Kontrolle bei der praktischen Durchführung des Harz-Imprägnierverfahrens erforderlich sind.

Sobald einmal das Harzbad mit Fremdmaterial verunreinigt ist, tritt das Problem auf, daß die Viskosität des Harzes schwankt. Dies führt dazu, daß die Qualität des Produkts, d. h. der Reibplatte, nachteilig durch die schwankende Viskosität beeinträchtigt wird.

Wenn darüber hinaus bei dem herkömmlichen Harz-Imprägnierverfahren eine Anzahl von Reibplatten gleichzeitig der Imprägnierbehandlung unterworfen wird, wird ein großes Volumen Lösungsmitteldampf von den Reibplatten nicht nur während des Schritts des Abtropfenlassens des Harzes, sondern auch während des Schritts des Trocknens des Harzes erzeugt. Dies führt dazu, daß die Konzentration an organischem Lösungsmittel in der Arbeitsumgebung steigt. Um dem vorstehend genannten Problem zu begegnen, ist es erforderlich, daß im Betrieb in Verbindung mit einer Harz-Imprägniervorrichtung eine genügend groß dimensionierte Belüftungseinheit installiert wird, um zu verhindern, daß die Konzentration an organischem Lösungsmittel in der Arbeitsumgebung ansteigt. Dabei tritt jedoch das zusätzliche Problem auf, daß von einer für diesen Zweck installierten, genügend groß dimensionierten Belüftungseinheit Lärm erzeugt wird und daß außerdem die Arbeitsumgebung mit dem Harz verunreinigt wird, das von den Reibplatten herabfällt.

Unter den vorstehend beschriebenen Umständen wurden von den Anwendern viele Forderungen erhoben, die oben beschriebenen unterschiedlichsten Probleme in zufrieden­ stellender Weise zu lösen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Harz-Imprägnierverfahren zu schaffen, das sicherstellt, daß ein Substrat auf Faserbasis, das einen Teil einer Reibplatte darstellt, einheitlich mit einer geeigneten Harzmenge imprägniert werden kann und daß außerdem das Harz, mit dem das Substrat auf Faserbasis imprägniert ist, in kurzer Zeit getrocknet werden kann.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Harz-Imprägniervorrichtung zu schaffen, die das Harz-Imprägnierverfahren des vorstehend beschriebenen Typs in zuver­ lässiger Weise in die Praxis umsetzen kann.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Harz-Imprägnierverfahren zu schaffen, das sicherstellt, daß eine gute Arbeitsumgebung in zufriedenstellender Weise aufrechterhalten werden kann, verglichen mit einem herkömmlichen Harz-Imprägnierver­ fahren, und daß außerdem jede Reibplatte automatisch mit Harz imprägniert werden kann.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Harz-Imprägniervorrichtung zu schaffen, die das Harz-Imprägnierverfahren des vorstehend genannten Typs in zuver­ lässiger Weise in die Praxis umsetzen kann.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Harz-Imprägnierverfahren geschaffen, das umfaßt:

• - einen Schritt des Bewegens eines Werkstücks in einer vorbestimmten Richtung, wobei das Werkstück eine Metall-Basisplatte und ein Substrat auf Faserbasis einschließt, das mit der Metall-Basisplatte verbunden ist, wobei das Substrat auf Faserbasis ein die Reibung erhöhendes Material einschließt;
• - einen Schritt des Seitwärts-Richtens wenigstens einer Düse in einer Richtung, die in einem Querwinkel relativ zur Richtung der Bewegung des Werkstücks orientiert ist, wobei die Düse von dem Werkstück mit einer vorbestimmten Entfernung beabstandet ist und dazu dient, Harz auszustoßen und dadurch zu ermöglichen, daß das Substrat auf Faserbasis mit dem ausgestoßenen Harz imprägniert wird; und
• - einen Schritt des beschleunigten Trocknens des Harzes, mit dem das Substrat auf Faserbasis imprägniert ist, durch Nutzen des Luftstroms, der erzeugt wird, wenn das Werkstück bewegt wird.

In dem Fall, in dem das Werkstück in Form einer kreisförmigen Platte hergestellt ist, ist es wünschenswert, daß das Werkstück dazu veranlaßt wird, sich um seine zentrale Achse zu drehen. In diesem Fall ist es wünschenswert, daß die Düse in der radialen Richtung des Werkstücks ausgerichtet ist, was Anlaß dazu ist, daß das Harz in Form einer Spirale auf das Substrat auf Faserbasis ausgestoßen wird.

Darüber hinaus ist es in dem Fall, in dem das Werkstück unter Hin- und Herbewegen bewegt oder transportiert wird, wünschenswert, daß die Düse unter Hin- und Herbewegen ausgerichtet ist, was Anlaß dazu gibt, daß das Harz auf das Substrat auf Faserbasis in Zickzackform ausgestoßen wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird außerdem eine Harz- Imprägniervorrichtung geschaffen, die umfaßt:

• - eine Werkstück-Antriebseinrichtung zum Bewegen eines Werkstücks in eine vorbestimmte Richtung, wobei das Werkstück eine Metall-Basisplatte und ein Substrat auf Faserbasis einschließt, das mit der Metall-Basisplatte verbunden ist, wobei das Substrat auf Faserbasis ein die Reibung erhöhendes Material einschließt;
• - wenigstens eine Düse, die von dem Werkstück um eine vorbestimmte Entfernung beabstandet ist;
• - eine Einrichtung zum Antrieb der Düse, um die Düse in einer Richtung auszurich­ ten, die in einem Querwinkel relativ zur Bewegungsrichtung des Werkstücks orientiert ist, die mit Hilfe der Einrichtung zum Antrieb des Werkstücks bewirkt wird;
• - eine Einrichtung zum Beschicken mit Harz, die mit der Düse und einem Harz bevorratenden Tank in Verbindung steht, um zu ermöglichen, daß das Substrat auf Faserbasis mit dem Harz imprägniert wird, wobei die Einrichtung zum Beschicken mit Harz dazu dient, das Harz mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit aus der Düse auszustoßen; und
• - einer Steuereinrichtung zum Steuern der Geschwindigkeit der Bewegung des Werkstücks, die mit Hilfe der Einrichtung zum Antrieb des Werkstücks erreicht wird, der Geschwindigkeit des Ausrichtens der Düse, die mit Hilfe der Einrichtung zum Antrieb der Düse erreicht wird, und der Geschwindigkeit des Ausstoßens des Harzes aus der Düse, die mit Hilfe der Einrichtung zum Beschicken mit Harz erreicht wird.

In dem Fall, daß die Harz-Imprägniervorrichtung mit einer Mehrzahl von Düsen ausge­ stattet ist, ist es wünschenswert, daß die Düsen dazu dienen, Harz in verschiedene Positionen auf dem Substrat auf Faserbasis mit Hilfe der Einrichtung zur Beschickung mit Harz zu fördern. Außerdem ist es annehmbar, daß die Einrichtung zum Antrieb der Düse außerdem eine Einrichtung zur Einstellung des Zwischenraums zwischen den Düsen und dem Werkstück einschließt.

Es ist auch annehmbar, daß die Einrichtung zum Antrieb des Werkstücks einen Drehteller einschließt, der dazu dient, das Werkstück festzuklemmen und rotationsmäßig in Bewe­ gung zu setzen. In diesem Fall ist es wünschenswert, daß die Einrichtung zum Antrieb der Düse dazu dient, die Düse in radialer Richtung des Drehtellers auszurichten.

In dem Fall, in dem die Einrichtung zum Antrieb des Werkstücks einen Pendelteller oder Teller zum Hin- und Herbewegen einschließt, der dazu dient, das Werkstück festzuklem­ men und in gerader Linie hin- und herzubewegen, oder in dem die Einrichtung eine Palette einschließt, die dazu dient, das Werkstück festzuklemmen und zu befördern, ist es wünschenswert, daß die Einrichtung zum Antrieb der Düse dazu dient, diese hin- und herzubewegen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Werkstück in die vorbestimmte Richtung mit Hilfe der Einrichtung zum Antrieb des Werkstücks bewegt. Außerdem wird wenigstens eine Düse, die in Bezug auf das Werkstück mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet ist, zum Ausstoßen von Harz in der Weise, daß ermöglicht wird, daß das Substrat auf Faserbasis mit dem Harz imprägniert wird, durch die Einrichtung zum Antreiben der Düse in die Richtung ausgerichtet, die in einem Querwinkel relativ zur Richtung der Bewegung des Werkstücks orientiert ist.

So wird das auf das Substrat auf Faserbasis ausgestoßene Harz auf der Oberfläche des Substrats auf Faserbasis innerhalb eines Bereichs verteilt, der bestimmt ist in Abhängigkeit von der kinetischen Trägheit, die es auf dem Werkstück zeigt, und der Benetzbarkeit des Substrats auf Faserbasis mit dem Harz. Danach dringt das Harz in das Substrat auf Faserbasis auf Grund des Pentrationsvermögens des Harzes aufgrund von Kapillarphäno­ menen ein.

So kann das Substrat auf Faserbasis einheitlich mit einer geeigneten Menge des Harzes, die weder zu groß noch zu klein ist, imprägniert werden, indem man in passender Weise die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks und die Geschwindigkeit der seitlichen Ausrichtung der Düse mit Hilfe der Steuerungseinrichtung steuert und indem man außer­ dem die Ausstoßgeschwindigkeit des Harzes aus der Düse steuert, die mittels der Ein­ richtung zum Beschicken mit Harz erreicht wird, und indem man in geeigneter Weise die Viskosität des Harzes einstellt. Da das Harz nicht an irgendeinem Teil des Werkstücks haftet, an dem ein Haften des Harzes unannehmbar ist, tritt keine Fehlfunktion insofern auf, als die Arbeitsumgebung mit dem anhaftenden Harz verunreinigt wird. Darüber hinaus kann ein Verfahrensschritt des Reinigens zur Entfernung anhaftenden Harzes von der Oberfläche des Substrats auf Faserbasis in einfacher Weise erreicht werden, und der Schritt des Imprägnierens mit Harz kann mit der Vorrichtung automatisch durchgeführt werden. Außerdem kann die Qualität des Werkstücks stabilisiert und verbessert werden, und die Betriebsdauer des Harztanks kann ohne eine Verschlechterung der Eigenschaften des Harzes, das zur Sammlung in dem Harztank aufgenommen wird, verlängert werden. Da während der Imprägnierbehandlung Lösungsmitteldampf, der in dem Harz enthalten ist, vollständig aus der Vorrichtung abgeführt werden kann, ist es möglich, den Aufbau der Belüftungseinheit zu vereinfachen, die für die Vorrichtung eingesetzt wird.

Da außerdem das Harz, das aus der Düse ausgestoßen wird und mit dem das Substrat auf Faserbasis imprägniert wird, durch den Luftstrom beschleunigt getrocknet wird, der erzeugt wird, wenn das Werkstück in der oben beschriebenen Weise bewegt wird, kann es in kurzer Zeit in einem solchen Ausmaß getrocknet werden, daß es nicht auf der Oberfläche des Substrats auf Faserbasis haftet. So ist es möglich, jedes Werkstück zu befördern, indem man ein automatisches Transportband betreibt, wobei eine unerwünschte Verunreinigung der Arbeitsumgebung mit dem Harz und anderem Fremdmaterial verhin­ dert wird. Außerdem wird es in dem Fall, in dem die Vorrichtung mit einer Vielzahl von Düsen zum Ausstoß von Harz auf unterschiedliche Stellen auf der Oberfläche des Sub­ strats auf Faserbasis ausgestattet ist, möglich, gleichzeitig Schritte des Imprägnierens mit Harz unter Verwendung einer Mehrzahl von Düsen durchzuführen. Dies führt dazu, daß die Arbeitseffizienz der Vorrichtung wesentlich verbessert wird. Übrigens wird es in dem Fall, daß die Einrichtung zum Antrieb der Düse außerdem mit einer Einrichtung zur adäquaten Einstellung des Abstandes zwischen den Düsen und dem Werkstück ausgestattet ist, möglich, die kinetische Trägheit, die auf das von den Düsen ausgestoßene Harz ausgeübt wird, einzustellen. Dies führt dazu, daß die Verteilung des ausgestoßenen Harzes über die Oberfläche des Substrats auf Faserbasis in zweckmäßiger Weise gesteuert wird. So kann das Harz einheitlicher auf das Substrat auf Faserbasis gefördert werden, ver­ glichen mit einer herkömmlichen Vorrichtung.

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich in offensichtlicher Weise beim Lesen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.

Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden Figuren veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Harz-Imprägniervorrichtung, die in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufge­ baut ist, worin die Harz-Imprägniervorrichtung angewendet wird bei einem Kupp­ lungsbelag für ein Kraftfahrzeug;

Fig. 2 eine ausschnittsweise Aufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Harz-Imprä­ gniervorrichtung, die insbesondere zeigt, wie Düsen relativ entlang eines Spiral­ wegs auf einem Werkzeug ausgerichtet werden; und

Fig. 3 eine veranschaulichende Ansicht, die schematisch die Struktur einer Harz- Imprägniervorrichtung zeigt, die in Übereinstimmung mit einer anderen Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.

Die vorliegende Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung veranschauli­ chen.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Harz-Imprägniervorrichtung, die in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 einen Bremsbelag, der ein Werkstück ist, das eine zu behandelnde kreisförmige Kontur in Form einer Scheibe bildet. Der Kupplungsbelag 1 besteht aus einem ringförmigen Substrat 2 auf Faserbasis, das einen anorganischen Füllstoff als reibungserhöhendes Material einschließt, und einer ringförmigen Metall-Basisplatte 3. Das Substrat 2 auf Faserbasis und die Metall-Basisplatte 3 sind miteinander unter Verwendung eines Klebers verbunden. Um sicherzustellen, daß die Metall-Basisplatte 3 in Kontakt mit einem Drehteller 4A einer Drehantriebseinheit 4 kommt, wird die Metall-Basisplatte 3 unbeweglich auf dem Drehteller 4A mit Hilfe einer Leitplatte 4B angeordnet, die in das kreisförmige Loch der Metall-Basisplatte 3 paßt, z. B. durch Festziehen eines Bolzens (nicht gezeigt) durch Schrauben, während die zentrale Achse der Metall-Basisplatte 3 mit der zentralen Achse des Drehtellers 4A genau ausgerichtet wird.

Außerdem schließt die Vorrichtung eine Leitschiene 5A ein, die sich oberhalb des Dreh­ tellers 4A in dessen radialer Richtung erstreckt, und ein Paar Düsenhalter 5B und 5C sind verschiebbar auf der Leitschiene 5A in beabstandeter Beziehung in solch einer Weise angeordnet, daß sie gleitend entlang der Leitschiene 5A seitlich verschoben werden können. Beide Düsenhalter 5B und 5C werden gleichzeitig unter Hin- und Herbewegen in derselben Richtung angetrieben, indem man eine Düsenantriebseinheit 5 aktiviert, wobei man zwischen ihnen einen vorbestimmten Abstand beibehält. Die Düsenhalter 5B und 5C sind mit Düsen 7B und 7C ausgestattet, die nach unten in Richtung auf die Seite des Drehtellers 4A in solcher Weise vorstehen, daß es möglich wird, daß die Düsen 7B und 7C die Positionen annehmen, daß sie in adäquater Weise in Aufwärts-/Abwärts­ richtung relativ zu dem Drehteller 4A eingestellt werden.

Mit dieser Konstruktion kann ein Abstand g zwischen den untersten Enden der Düsen 7 B und 7C und der Oberfläche des Substrats 2 auf Faserbasis wie gewünscht eingestellt werden, das den auf dem Drehteller 4A angeordneten Kupplungsbelag 1 darstellt. Die Düsen 7B und 7C stehen mit einem Harztank 6, der ein Harz 9 bevorratet, das darin über eine Beschickungsleitung 7D gesammelt wird, in Verbindung, so daß das Substrat 2 auf Faserbasis mit dem Harz 9 imprägniert wird. Wie sich offensichtlich aus Fig. 1 ergibt, ist eine Konstantpumpe 7A im Bereich der Beschickungsleitung 7D angeordnet. Wenn die Pumpe 7A betrieben wird, wird das Harz 9 in dem Tank 6 über die Düsen 7 B und 7C mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu dem Substrat 2 auf Faserbasis gefördert.

Außerdem bezeichnet die Bezugsziffer 10 eine Steuereinheit. Die Steuereinheit 10 dient dazu, Signale an die Rotationsantriebseinheit 4, die Düsenantriebseinheit 5 und die Pumpe 7 abzugeben, um die Geschwindigkeit der Rotation des Drehtellers 4A, der durch die Rotationsantriebseinheit 4 in Rotation versetzt wird, die Geschwindigkeit der gleitenden Ausrichtung der Düsenhalter 5B und 5C und die Geschwindigkeit des Ausstoßens des Harzes 9 aus den Düsen 7B und 7C, das von der Pumpe 7A gefördert wird, zu steuern, wobei eine genaue Arbeitsverbindung zwischen beiden Geschwindigkeiten und der Ausstoßgeschwindigkeit eingestellt wird.

Nachfolgend wird der Betrieb der Vorrichtung, die in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut ist, im einzelnen beschrieben.

Wenn die Düsen 5B und 5C in Richtung nach links ausgerichtet sind, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, während sich der Drehteller 4A mit konstanter Geschwindigkeit dreht, z. B. im Uhrzeigersinn, bewegen sich die Düsen 7B und 7C relativ in Form einer Spiralanordnung 11B und 11C, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, wobei ein Abstand g zwischen dem unteren Ende der Düsen und dem Substrat 2 auf Faserbasis eingehalten wird. Wenn das Harz 9 in dem Tank 6 aus den Düsen 7B und 7C mit Hilfe der Pumpe 7A ausgestoßen wird, werden zwei Ströme ausgestoßenen Harzes, die durch die Bezugs­ zeichen 19B und 19C bezeichnet sind, in Spiralform entlang der Spiralen 11B und 11 C auf dem Substrat 2 auf Faserbasis verteilt. Wenn die beiden Ströme 19B und 19C von ausgestoßenem Harz in Kontakt mit dem sich drehenden Substrat 2 auf Faserbasis kom­ men, wird eine Zentrifugalkraft bestimmter Größe, die durch die Drehung des Drehtellers 4A erzeugt wird, auf die beiden Harzströme 19B und 19C aufgebracht. Danach werden die beiden Harzströme 19B und 19C durch die so aufgebrachte Zentrifugalkraft radial innerhalb des Bereichs verteilt, der durch die Viskosität des Harzes 9 und die Benetz­ barkeit des Substrats 2 auf Faserbasis definiert ist. Danach ist das Substrat 2 auf Faserba­ sis zunehmend mit dem Harz 9 aufgrund der Penetrationsfähigkeit des Harzes in das Substrat 2 auf Faserbasis imprägniert, die einem Kapillarphänomen zuschreibbar zu sein scheint.

Bei Verwendung eines solchen Aufbaus bestimmt sich die pro Flächeneinheit des Substrats 2 auf Faserbasis zugeführte Menge an Harz 9 in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von Parametern, d. h. der Viskosität des Harzes 9, der Ausstoßgeschwindigkeit des Harzes 9 aus den Düsen 7B und 7C, der Benetzbarkeit des Substrats 2 auf Faserbasis mit dem Harz 9, dem Eindringvermögen des Harzes 9 in das Substrat 2 auf Faserbasis, der Drehgeschwindigkeit des Substrats 2 auf Faserbasis und der Geschwindigkeit der gleiten­ den Verschiebung der Düsenhalter 5B und 5C, wobei die vorstehend genannten Parame­ ter einander überlagern.

In diesem Zusammenhang können optimale Bedingungen im Zusammenhang mit der pro Flächeneinheit des Substrats 2 auf Faserbasis zugeführten Menge an Harz 9 auf der Grundlage der Ergebnisse bestimmt werden, die von Experimenten abgeleitet werden. Sobald einmal die optimalen Bedingungen auf diesem Wege bestimmt wurden, kann das Substrat 2 auf Faserbasis in einheitlicher Weise mit einer zweckmäßigen Menge Harz 9 unter den vorstehend genannten optimalen Bedingungen ohne irgendeinen besonderen Verlust an Harz 9 imprägniert werden. Da außerdem ein Nicht-Funktionieren in der Weise nicht auftritt, daß eine Überschußmenge Harz an der Oberfläche des Substrats 2 auf Faserbasis haftet, wird die Umgebung nicht mit der Überschußmenge Harz verunreinigt. Außerdem ist ein Reinigungsschritt zur Entfernung der Überschußmenge Harz von dem Substrat 2 auf Faserbasis nicht erforderlich. Folglich kann der Schritt des Imprägnierens mit Harz mit der Vorrichtung automatisch durchgeführt werden.

Da das Substrat 2 auf Faserbasis in Drehung versetzt wird, wird ein Luftstrom auf der Oberfläche des Substrats 2 auf Faserbasis erzeugt. So ist es möglich, die Verdampfung eines Lösungsmittels zu fördern, das in den Strömen 19B und 19C des Harzes enthalten ist, das in das Substrat 2 auf Faserbasis eindringt, indem man den vorstehend genannten Luftstrom nutzt. In dem Fall, in dem beispielsweise die Menge an mit den Strömen 19B und 19C ausgestoßenem Harz auf das Substrat 2 auf Faserbasis auf einige 10 mg pro cm² festgesetzt wird und die Drehgeschwindigkeit des Drehtellers 4A auf einige 10 Um­ drehungen pro Minute bis einige 100 Umdrehungen pro Minute festgesetzt wird, kann die Oberfläche des Substrats 2 auf Faserbasis im Verlauf einer kurzen Zeitdauer von einigen Sekunden in einem solchen Ausmaß getrocknet werden, daß das Harz nicht mehr daran haftet. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Tatsache kann die Konzentration an organischem Lösungsmittel, die in der Arbeitsumgebung gemessen wird, auf einen vorbestimmten Wert oder weniger allein dadurch reduziert werden, daß man eine lokal angeordnete Belüftungseinheit vorsieht. Außerdem kann der im trockenen Zustand vor­ liegende Kupplungsbelag 1 in einfacher und schneller Weise zum nächsten Schritt beför­ dert werden, z. B. einem Heißluft-Trocknungsschritt, indem man ein automatisches Förderband antreibt.

Außerdem können gemäß der vorliegenden Ausführungsform mehrere Stellen auf dem Substrat 2 auf Faserbasis gleichzeitig mit dem Harz 9 imprägniert werden, indem man eine Mehrzahl von Düsen auf der Schiene 5A in beabstandeter Beziehung anordnet, gesehen in radialer Richtung. Dies führt dazu, daß die Arbeitseffizienz der Vorrichtung wesentlich verbessert wird. Da außerdem der Abstand g zwischen den untersten Enden der Düsen 5B und 5C und der Oberfläche des Substrats 2 auf Faserbasis in geeigneter Weise eingestellt werden kann, können die Harzströme 19B und 19C einheitlicher auf das Substrat 2 auf Faserbasis aufgebracht werden, indem man die Größe der auf die Harz­ ströme 19B und 19C, die auf die Oberfläche des Substrats 2 auf Faserbasis ausgestoßen werden, aufgebrachte Zentrifugalkraft so einstellt, daß die Verteilung der Harzströme 19 B und 19C in adäquater Weise gesteuert werden kann, gesehen in radialer Richtung.

Auf diese Weise können dann, wenn die Düsen 5B und 5C oberhalb des Substrats 2 auf Faserbasis bewegt werden, wobei ein vorbestimmter Abstand zwischen ihnen eingehalten wird, die Harzströme 19B und 19C korrekt in Form von Spiralen 11B und 11C auf das Substrat 2 auf Faserbasis ausgestoßen werden, und zwar unter der Bedingung, daß die Drehrichtung des Substrats 2 auf Faserbasis und die Richtung der seitlichen Ausrichtung der Düsen 5B und 5C vorher bestimmt sind. Außerdem werden die Viskosität des Harzes 9 und die Ausstoßgeschwindigkeit des Harzes 9 vorher eingestellt. In der Folge kann die gesamte Oberfläche des Substrats 2 auf Faserbasis einheitlich mit einer ge­ eigneten Menge Harz 9 imprägniert werden, die weder zu groß noch zu klein ist.

Die in Fig. 1 und in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform wurde oben unter Bezug auf ein kreisförmiges, in Form einer Scheibe vorliegendes Werkstück beschrieben, d. h. einen Kupplungsbelag für ein Fahrzeug. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht nur auf diese Ausführungsform beschränkt sein. Alternativ dazu kann die vorliegende Erfindung in gleicher Weise auch auf ein in Form einer rechtwinkligen Platte vorliegendes Werk­ stück angewendet werden.

Nachfolgend wird eine Harz-Imprägniervorrichtung, die in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht, unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Fig. 3 ist eine veranschaulichende Aufsicht, die schematisch die Struktur der Vorrichtung zeigt. Speziell wird ein Werkstück 20 in Form einer rechteckigen Platte, die ein Substrat 22 auf Faserbasis aufweist, das an seiner unteren Oberfläche befestigt ist, unbeweglich auf einem Pendelteller 14A in einer vorbestimmten Position dieses Tellers mit Hilfe eines Befestigungsmittels (nicht gezeigt) gehalten. Der Pendelteller 14A kann linear nach links bzw. nach rechts bewegt werden, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist, indem man die Antriebseinheit 14 für den Teller aktiviert. Eine Führungsschiene 5A, die sich in Aufwärts-/Abwärtsrichtung in einem rechten Winkel bezüglich der Bewegungs­ richtung des Pendeltellers 14A erstreckt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, ist oberhalb des Pendeltellers 14A angeordnet. Ein Düsenhalter 7B ist wirksam im Eingriff mit der Führungsschiene 5A in der Weise, daß er sich gleitend entlang der Führungsschiene 5A bewegt. Die Geschwindigkeit der Bewegung des Düsenhalters 7B kann in passender Weise durch Aktivierung einer Düsenantriebseinheit 5 gesteuert werden. Außerdem ist eine Düse (nicht gezeigt) in den Düsenhalter 7B eingepaßt, und das unterste Ende der Düse ist von der oberen Oberfläche des Substrats 22 auf Faserbasis um einen vorbestimm­ ten Abstand entfernt. Die Position der Düse, die von dem Düsenhalter 7B gehalten wird, kann von dem Düsenhalter 7B auf das Substrat 22 auf Faserbasis hin oder von diesem weg bewegt werden, wenn dies erwünscht ist. Bei einer derartigen Konstruktion kann der Abstand zwischen dem untersten Ende der Düse und der oberen Oberfläche des Substrats 22 auf Faserbasis in adäquater Weise eingestellt werden. Die Düse steht mit einem Harztank 6 über eine Konstantpumpe (nicht gezeigt) in Verbindung, und ein vorbestimm­ tes Volumen an Harz findet sammlungsweise Aufnahme in dem Harztank 6. Wenn die Pumpe betrieben wird, wird das Harz in dem Harztank 6 aus dem untersten Ende der Düse mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit ausgestoßen.

Wenn die Düse schrittweise in Aufwärts-/Abwärtsrichtung bewegt wird, wie dies in Fig. 3 ersichtlich ist, in Wirkverbindung mit der Hin- und Herbewegen des Pendeltellers 14A in Richtung nach links und rechts, wie dies in der Figur ersichtlich ist, wird das Harz entlang eines Streifens 21 in Zickzackform auf das Substrat 22 auf Faserbasis gefördert. So kann das Substrat 22 auf Faserbasis einheitlich mit einer passenden Harzmenge imprägniert werden, wobei man Gebrauch von der kinetischen Trägheit, die auf das ausgestoßene Harz wirkt, und von dem Eindringvermögen des Harzes in das Substrat 22 auf Faserbasis macht. Wenn außerdem das Substrat 22 auf Faserbasis in der beschriebenen Weise unter Hin- und Herbewegen bewegt wird, wird ein Luftstrom auf dem Substrat 22 auf Faserbasis erzeugt, der veranlaßt, daß das in dem Harz enthaltene Lösungsmittel beschleunigt von dem Substrat 22 auf Faserbasis durch den so erzeugten Luftstrom abgedampft wird. Dies führt zu dem Ergebnis, daß die Oberfläche des Substrats 22 auf Faserbasis, die mit dem Harz imprägniert ist, in einem solchen Ausmaß getrocknet werden kann, daß das Harz die Klebrigkeit zu dem Substrat 22 auf Faserbasis in kurzer Zeit verliert.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform wurde in Bezug auf den Fall beschrieben, daß eine einzige Düse in den Düsenhalter 7B eingepaßt ist. Jedoch sollte die vorliegende Erfindung nicht auf nur diesen Fall beschränkt sein. Alternativ dazu kann eine Mehrzahl von Düsen an dem Düsenhalter 7B in beabstandeter Beziehung eingepaßt sein, um die Arbeitseffizienz der Vorrichtung erheblich zu verbessern.

Außerdem kann anstelle des Pendeltellers 14A, wie er in Fig. 3 gezeigt wird, eine Mehrzahl von Paletten eingesetzt werden, die auf einem Palettenförderer angeordnet sind, der dafür angepaßt ist, schrittweise bewegt zu werden. In diesem Fall wird ein Werkstück auf jede der Paletten gelegt, und Harz wird von wenigstens einer Düse, die dafür angepaßt ist, unter Hin- und Herbewegen in Querrichtung relativ zur Förderrichtung des Paletten­ förderers bewegt zu werden, auf jedes Werkstück auf dem Palettenförderer ausgestoßen, wobei das ausgestoßene Harz ein Zickzackmuster zeigt. Dadurch kann kontinuierlich eine Anzahl von Werkstücken mit dem so ausgestoßenen Harz imprägniert werden. Außerdem ist es in diesem Fall empfehlenswert, daß Werkstücke, die jeweils nicht mit einem Harz imprägniert sind, auf eine Palette gelegt werden, die beim Einlaßteil des Palettenförderers angeordnet ist, und daß Werkstücke, die mit Harz imprägniert sind und dann im trockenen Zustand gehalten werden, von dem Palettenförderer am Auslaßteil des Förderers abge­ nommen werden.

Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend nur im Hinblick auf zwei bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Es sollte natürlich verständlich sein, daß die vorliegende Erfindung nicht auf nur diese beiden Ausführungsformen beschränkt ist, sondern ver­ schiedene Abänderungen oder Modifikationen durchgeführt werden können, ohne daß vom Umfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird, wie sie durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert ist.

Claims (17)

1. Harz-Imprägnierverfahren, das umfaßt:

• - einen Schritt des Bewegens eines Werkstücks (1) in einer vorbestimmten Richtung, wobei das Werkstück (1) eine MetaIl-Basisplatte (3) und ein Substrat (2) auf Faserbasis einschließt, das mit der Metall-Basisplatte (3) verbunden ist, wobei das Substrat (2) auf Faserbasis ein die Reibung erhöhendes Material einschließt;
• - einen Schritt des Seitwärts-Richtens wenigstens einer Düse (7B, 7C) in einer Richtung, die in einem Querwinkel relativ zur Richtung der Bewegung des Werk­ stücks (1) orientiert ist, wobei die Düse (7B, 7C) von dem Werkstück (1) mit einer vorbestimmten Entfernung (g) beabstandet ist und dazu dient, Harz (9) auszustoßen und dadurch zu ermöglichen, daß das Substrat (2) auf Faserbasis mit dem ausgestoßenen Harz (9) imprägniert wird; und
• - einen Schritt des beschleunigten Trocknens des Harzes (9), mit dem das Substrat (2) auf Faserbasis imprägniert ist, durch Nutzen des Luftstroms, der erzeugt wird, wenn das Werkstück (1) bewegt wird.

2. Harz-Imprägnierverfahren nach Anspruch 1, wobei das Werkstück (1) in Form einer kreisförmigen Platte hergestellt ist und die Bewegung des Werkstücks (1) in der vor­ bestimmten Richtung erreicht wird durch Rotationsbewegung um die zentrale Achse des Werkstücks (1).

3. Harz-Imprägnierverfahren nach Anspruch 2, worin die Düse (7B, 7C) in radialer Richtung des Werkstücks (1) verschoben wird, was dazu führt, daß das Harz (9) in Form einer Spiralanordnung auf das Substrat (2) auf Faserbasis ausgestoßen wird.

4. Harz-Imprägnierverfahren nach Anspruch 1, worin die Bewegung des Werkstücks (1) in der vorbestimmten Richtung erreicht wird durch Hin- und Herbewegen entlang einer geraden Linie.

5. Harz-Imprägnierverfahren nach Anspruch 4, worin die Düse (7B, 7C) unter Hin- und Herbewegen verschoben wird, was dazu führt, daß das Harz (9) entlang einer zickzack­ artigen Anordnung auf das Substrat (2) auf Faserbasis ausgestoßen wird.

6. Harz-Imprägnierverfahren nach Anspruch 1, worin die Bewegung des Werkstücks (1) in der vorbestimmten Richtung erreicht wird durch einen Schritt des Beförderns des Werkstücks (1).

7. Harz-Imprägnierverfahren nach Anspruch 6, worin die Düse (7B, 7C) unter Hin- und Herbewegen verschoben wird, was dazu führt, daß das Harz (9) entlang einer Zickzack­ anordnung auf das Substrat (2) auf Faserbasis ausgestoßen wird.

8. Harz-Imprägniervorrichtung, welche umfaßt:

• - eine Werkstück-Antriebseinrichtung (4) zum Bewegen eines Werkstücks (1) in eine vorbestimmte Richtung, wobei das Werkstück (1) eine Metall-Basisplatte (3) und ein Substrat (2) auf Faserbasis einschließt, das mit der Metall-Basisplatte (3) ver­ bunden ist, wobei das Substrat (2) auf Faserbasis ein die Reibung erhöhendes Material einschließt;
• - wenigstens eine Düse (7B, 7C), die von dem Werkstück (1) um eine vorbestimm­ te Entfernung (g) beabstandet ist;
• - eine Einrichtung (5) zum Antrieb der Düse (7B, 7C), um die Düse in einer Rich­ tung auszurichten, die in einem Querwinkel relativ zur Bewegungsrichtung des Werkstücks (1) orientiert ist, die mit Hilfe der Einrichtung (4) zum Antrieb des Werkstücks (1) bewirkt wird;
• - eine Einrichtung (7A) zum Beschicken mit Harz, die mit der Düse (7B, 7C) und einem Harz (9) bevorratenden Tank (6) in Verbindung steht, um zu ermöglichen, daß das Substrat (2) auf Faserbasis mit dem Harz (9) imprägniert wird, wobei die Einrichtung (7A) zum Beschicken mit Harz dazu dient, das Harz (9) mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit aus der Düse (7B, 7C) auszustoßen; und
• - einer Steuereinrichtung (10) zum Steuern der Geschwindigkeit der Bewegung des Werkstücks (1), die mit Hilfe der Einrichtung (4) zum Antrieb des Werkstücks (1) erreicht wird, der Geschwindigkeit des Ausrichtens der Düse (7B, 7C), die mit Hilfe der Einrichtung (5) zum Antrieb der Düse erreicht wird, und der Geschwin­ digkeit des Ausstoßens des Harzes (9) aus der Düse (7B, 7C), die mit Hilfe der Einrichtung (7A) zum Beschicken mit Harz erreicht wird.

9. Harz-Imprägniervorrichtung nach Anspruch 8, worin die Einrichtung (5) zum Antrieb der Düse außerdem eine Einrichtung zur Einstellung eines Abstandes (g) zwischen der Düse und dem Werkstück (1) einschließt.

10. Harz-Imprägniervorrichtung nach Anspruch 8, worin in dem Fall, daß die Harz- Imprägniervorrichtung mit einer Mehrzahl von Düsen (7B, 7C) ausgestattet ist, die Düsen dazu dienen, Harz (9) unterschiedlichen Stellen auf dem Substrat (2) auf Faserbasis mit Hilfe der Einrichtung (7A) zum Beschicken mit Harz zuzuführen.

11. Harz-Imprägniervorrichtung nach Anspruch 10, worin die Einrichtung (5) zum Antrieb der Düse außerdem eine Einrichtung zur Einstellung eines Abstandes (g) zwischen den Düsen und dem Werkstück (1) einschließt.

12. Harz-Imprägniervorrichtung nach Anspruch 8, worin die Einrichtung (4) zum Antrieb des Werkstücks (1) einen Drehteller (4A) einschließt, der dazu dient, das Werkstück (1) festzuklemmen und unter Drehung anzutreiben.

13. Harz-Imprägniervorrichtung nach Anspruch 12, worin die Einrichtung (5) zum An­ trieb der Düse dazu dient, die Düse in radialer Richtung des Drehtellers zu verschieben.

14. Harz-Imprägniervorrichtung nach Anspruch 8, worin die Einrichtung (4) zum Antrieb des Werkstücks (1) einen Pendelteller (14A) einschließt, der dazu dient, das Werkstück (1) festzuklemmen und auf einer geraden Linie hin- und herzubewegen.

15. Harz-Imprägniervorrichtung nach Anspruch 14, worin die Einrichtung (5) zum Antrieb der Düse dazu dient, die Düse (7B, 7C) hin- und herzubewegen.

16. Harz-Imprägniervorrichtung nach Anspruch 8, worin die Einrichtung (4) zum Antrieb des Werkstücks (1) eine Palette einschließt, die dazu dient, das Werkstück (1) festzuklem­ men und zu befördern.

17. Harz-Imprägniervorrichtung nach Anspruch 16, worin die Einrichtung (5) zum Antrieb der Düse dazu dient, die Düse (7B, 7C) hin- und herzubewegen.