WO2002050448A2

WO2002050448A2 - Scorching brake linings

Info

Publication number: WO2002050448A2
Application number: PCT/EP2001/014689
Authority: WO
Inventors: Rainer Gaus; Kai K. O. BÄR; Rolf Wirth; Thorsten HÜLSMANN
Original assignee: Advanced Photonics Technologies Ag
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2002-06-27
Also published as: DE10063256C2; DE10063256A1; WO2002050448A3; AU2002231700A1

Abstract

The invention relates to a method for thermally treating a surface, especially the friction surface of a brake lining, in order to increase the roughness thereof by means of partial carbonisation. The invention also relates to a device for carrying out said method. The aim of the invention is to ensure, in a simple and cost-effective manner, that the roughness of at least one surface is increased to a desired value before being installed in a technical appliance. To this end, the surface is heated in a contactless manner by means of radiation using an electromagnetic beam which has an active component in the near-infrared region, especially in the wavelength range between 0,8 mu m and 1,5 mu m (NIR source). This operating mode especially enables not only one surface to be thermally treated, but also a plurality of surfaces at the same time in a very simple and cost-effective manner.

Description

Bremsbelagscorching Bremsbelagscorching

Beschreibungdescription

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung einer Oberfläche gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des An- Spruches 10.The present invention relates to a method for the thermal treatment of a surface according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a device for carrying out this method according to the preamble of claim 10.

Verfahren zur thermischen Behandlung von Oberflächen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden auf verschiedenen technischen Gebieten, so z.B. der Lacktrocknung und -fixierung, der Oberflächensäuberung von Verunreinigungen, der Trennung von geklebten Verbundstrukturen, der Pulverbeschichtung von Oberflächen und weiteren, angewandt.Methods for the thermal treatment of surfaces are known from the prior art and are used in various technical fields, e.g. varnish drying and fixing, surface cleaning of impurities, separation of bonded composite structures, powder coating of surfaces and others.

Das hier in Rede stehende Verfahren und die Vorrichtung zur thermischen Behandlung einer Oberfläche beziehen sich insbesondere auf die Reibfläche eines Bremsbelages zur Erhöhung ihrer Rauhigkeit. Bremsbeläge kommen grundsätzlich in allen Fahrzeugen und vielen weiteren Einrichtungen zur Anwendung, wo eine kontrollierte Geschwindigkeitsreduktion um große Beträge erfor- derlich ist, um einen sinnvollen Betrieb zu gewährleisten, so z. B. in der Kraftfahrzeug- und Schienentechnik, im Flugzeugbau oder bei Sondermaschinen im Baubereich, wie Kränen und ähnlichem. Entsprechend umfangreich sind die Anforderungen an Bremsbeläge, die unter anderem eine hohe Thermostabilität, eine geringe Wärmeleitfähigkeit, eine hohe Verschleißfestigkeit, ein gleichmäßiges Reibverhalten, das weitgehende Fehlen von Fading (Nach- lassen der Bremswirkung bei hohen Temperaturen) , eine hohe und gleichmäßige Festigkeit, Une pfindlichkeit gegen Witterungseinflüsse sowie eine geringe Neigung zum Angreifen der Gegenreibflächen und zur Erregung von Reibschwingungen (Lärmemission, Bremsenquietschen) umfassen. Die früheren asbesthaltigen Brems- beläge werden wegen krebserregenden Wirkung von Asbest zunehmend durch asbestfreie Beläge ersetzt, z.B. für Scheibenbremsen: semimetallic Beläge oder für Scheiben- und Trommelbremsen: Austauschfaserbeläge, besonders mit Aramidfasern verstärkte Beläge.The method in question and the device for the thermal treatment of a surface relate in particular to the friction surface of a brake pad to increase its roughness. Brake pads are generally used in all vehicles and many other facilities where a controlled reduction in speed by large amounts is required to ensure sensible operation. B. in motor vehicle and rail technology, in aircraft construction or in special machines in the construction sector, such as cranes and the like. Correspondingly extensive are the requirements for brake pads, which include high thermal stability, low thermal conductivity, high wear resistance, uniform friction behavior, the lack of fading (loss of braking effect at high temperatures), high and uniform strength, Une sensitivity to weather influences as well as a slight tendency to attack the counter friction surfaces and to excite frictional vibrations (noise emission, brake squeal). The earlier asbestos-containing brake pads are increasingly being replaced by asbestos-free pads due to the carcinogenic effects of asbestos, eg for disc brakes: semimetallic pads or for disc and drum brakes: replacement fiber pads, especially pads reinforced with aramid fibers.

Reibbeläge werden zumeist aus einem unter großem Druck und hoher Temperatur gepreßten Gemisch aus organischen und anorganischen Stoffen hergestellt. Als Reibstoff für Bremsbeläge in Bremsen und Kupplungen werden Kunststoffe verwendet. Sie beste- hen aus einem Festigkeitsträger (z.B. Aramidfasern), einem Bindemittel (meist Kunstharz) und Füllstoffen verschiedener Art, die für die Einstellung des Reibwertes von Bedeutung sind. Für Scheiben- und Klotzbremsen werden Bremsbeläge etwas anderer Zusammensetzung hergestellt, hier finden Sintawerkstoffe Verwen- düng. Der Reibbeiwert liegt sowohl bei Reibstoffen für Schienen- als auch für Straßenfahrzeuge um 0,35. Dieser Reibbeiwert wird allerdings erst im eingefahrenen Zustand einer Bremse, d. h. erst nach mehrfacher starker Erhitzung der zunächst völlig glatten Reibfläche eines Bremsbelages erreicht.Friction linings are usually made from a mixture of organic and inorganic substances pressed under high pressure and high temperature. Plastics are used as the friction material for brake pads in brakes and clutches. They consist of a reinforcement (e.g. aramid fibers), a binder (mostly synthetic resin) and fillers of various types that are important for setting the coefficient of friction. Brake pads with a slightly different composition are manufactured for disc and block brakes. Sinta materials are used here. The coefficient of friction for friction materials for rail and road vehicles is around 0.35. This coefficient of friction is, however, only in the retracted state of a brake, i.e. H. achieved only after multiple strong heating of the initially completely smooth friction surface of a brake pad.

Die Erhöhung der Rauhigkeit eines Bremsbelages ist die Folge einer durch die Erhitzung ausgelösten partiellen Karbonisierung des beschriebenen Materialgemisches eines Bremsbelages. So ist z. B. bei Neukauf eines Kraftfahrzeuges immer eine Einfahrzeit bis zur Gewährleistung einer vollen Bremswirkung zu beachten. Dies bedeutet aber, daß in dieser, wenn auch kurzen Zeit, das Bremssystem eine Schwachstelle aufweist, die gerade im Moment der ersten Gewohnung an das Neufahrzeug ein Unfallrisiko darstellen kann. Neben dem herkömmlichen sogenannten 'Einfahren' eines Bremssystems ist ein möglichst einfaches und kostengünstiges Verfahren oder eine Vorrichtung zur Erhöhung der Rauhigkeit eines Bremsbelages durch partielle Karbonisierung vor dem Einbau desselben in ein Bremssystem nicht bekannt.The increase in the roughness of a brake pad is the result of a partial carbonization of the described material mixture of a brake pad triggered by the heating. So z. B. When buying a new motor vehicle, always observe a break-in period until a full braking effect is guaranteed. However, this means that in this, if short, time, the braking system has a weak point, which can present an accident risk just when you first get used to the new vehicle. In addition to the conventional so-called 'running-in' of a brake system, a method which is as simple and inexpensive as possible or a device for increasing the roughness of a brake lining by partial carbonization before it is installed in a brake system is not known.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung einer Oberflache, insbesondere der Reibflache eines Bremsbelages, bereit zu stellen, welches geeignet ist, in einfacher und kostengünstiger Art und Weise die Erhöhung der Rauhigkeit mindestens einer Oberfla- ehe auf einen gewünschten Wert vor dem Verbau in ein technisches Gerat zu gewahrleisten.It is an object of the present invention to provide a method and a device for the thermal treatment of a surface, in particular the friction surface of a brake pad, which is suitable for increasing the roughness of at least one surface in a simple and cost-effective manner Ensure the desired value before installing it in a technical device.

Ein wesentlicher Punkt der vorliegenden Erfindung ist der, daß die Erhöhung der Rauhigkeit der Oberflache, insbesondere der Reibflache eines Bremsbelages, beruhrungslos vor sich geht. Dadurch werden Verfahrenskosten vermieden, die durch nachfolgende Säuberung einer zur Durchfuhrung des Verfahrens betriebenen Vorrichtung durch Verunreinigung des karbonisierten Bremsbelages entstehen wurden. Durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung, die einen Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot, insbesondere im Wellenlangenbereich zwischen 0,8 μm und 1,5 μm hat (NIR-Quelle) , wird eine beruhrungslose Erhitzung der Oberflache erreicht. Das Einbrennen der Reibflache eines Bremsbelages zur Erhöhung ihrer Rauhigkeit durch partielle Karboni- sierung wird im folgenden auch als Bremsbelag-Scorching (scor- chmg = einbrennen) bezeichnet. Diese Art des Vorgehens ermög^¬ licht insbesondere nicht nur die thermische Behandlung einer, sondern wahlweise sehr einfach auch mehrerer Oberflachen gleichzeitig. Vorteilhafterweise wird als elektromagnetische Strahlung die Strahlung einer oder mehrerer Halogenlampen eingesetzt. Durch den Betrieb dieser Lampen bei hohen Betriebstemperaturen - speziell oberhalb von 2500 Kelwin und insbesondere oberhalb von 2900 Kelwin - läßt sich die erwähnte NIR-Strahlung im bevorzugten Wellenlängenbereich zwischen 0,8 μm und 1,5 μm leicht und kostengünstig erzeugen.An essential point of the present invention is that the increase in the roughness of the surface, in particular the friction surface of a brake pad, takes place without contact. This avoids procedural costs that would result from subsequent cleaning of a device operated to carry out the method by contamination of the carbonized brake pad. Irradiation with electromagnetic radiation, which has an active component in the near infrared range, in particular in the wavelength range between 0.8 μm and 1.5 μm (NIR source), achieves non-contact heating of the surface. Burning in the friction surface of a brake pad to increase its roughness through partial carbonization is also referred to below as brake pad scorching (scorchmg = burn in). This type of process facilitated ^¬ especially not light only the thermal treatment of, but either very simple and multiple surfaces simultaneously. The radiation from one or more halogen lamps is advantageously used as electromagnetic radiation. By operating these lamps at high operating temperatures - especially above 2500 Kelwin and especially above 2900 Kelwin - the aforementioned NIR radiation in the preferred wavelength range between 0.8 μm and 1.5 μm can be generated easily and inexpensively.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die elektromagnetische Strahlung auf der Oberfläche eine Leistungsdichte von 300 kW/m² bis 700 kW/m² aufweist. Diese Bandbreite der Leistungsdichte läßt insbesondere die thermische Behandlung einer Oberfläche verschiedener Bremsbelagsmaterialien oder Zusammensetzungen zu. Damit wird eine Einstellung des Verfahrens auf Oberflächen, insbesondere Reibflächen von Bremsbelägen verschiedener Hersteller und verschiedener Anwendungsgebiete möglich. Durch Variation der Leistungsdichte und Behandlungstemperatur können auf einer zu behandelnden Oberfläche Temperaturen von 550°C bis 850°C erreicht werden.It is particularly advantageous if the electromagnetic radiation on the surface has a power density of 300 kW / m ² to 700 kW / m ² . This range of power density allows in particular the thermal treatment of a surface of different brake lining materials or compositions. This makes it possible to adjust the method to surfaces, in particular friction surfaces of brake pads from different manufacturers and different areas of application. By varying the power density and treatment temperature, temperatures of 550 ° C to 850 ° C can be reached on a surface to be treated.

Eine besonders einfache Handhabung des vorgestellten Verfahrens kann dadurch erzielt werden, daß eine ganzflächige Bestrahlung der Oberfläche mit im wesentlichen konstanter Strahlungsdichte, insbesondere während einer Zeitspanne im Bereich zwischen 2 Se- künden und 5 Sekunden, durchgeführt wird. Eine derartige Bestrahlung gewährleistet vor allem eine gleichmäßige thermische Behandlung der Oberfläche, die Wahl der genannten Zeitspanne läßt selbst bei hohen Oberflächentemperaturen keine über das gewünschte Maß hinausgehende Oberflächenkarbonisierung zu.A particularly simple handling of the method presented can be achieved by carrying out a whole-area irradiation of the surface with an essentially constant radiation density, in particular during a period in the range between 2 seconds and 5 seconds. Such radiation ensures, above all, a uniform thermal treatment of the surface; the choice of the time period mentioned does not permit surface carbonization beyond the desired level, even at high surface temperatures.

Vorteilhafterweise wird im genannten Verfahren eine Bestrahlung mit einer auf eine im wesentlichen rechteckige Strahlungszone fokusierten Strahlung durchgeführt. Eine derart gestaltete Strahlungszone fokusierter Strahlung läßt sich besonders gut auf einen Bereich einstellen, in dem ein oder mehrere Oberflä- chen zur thermischen Behandlung plaziert werden. Wird die Strahlungszone abtastend über die Oberfläche geführt, läßt sich insbesondere ausschließen, daß nicht Einsprünge oder Vorrichtungsteile, sondern nur die gewünschte Oberfläche behandelt werden.In the method mentioned, irradiation with radiation focused on an essentially rectangular radiation zone is advantageously carried out. A radiation zone of focused radiation designed in this way can be adjusted particularly well to an area in which one or more surfaces be placed for thermal treatment. If the radiation zone is scanned over the surface, it can in particular be ruled out that it is not recesses or device parts that are treated, but only the desired surface.

Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen voreingestellten Scor- ching-Temperatur wird vorteilhafterweise vor und/oder während der Bestrahlung mindestens eine physikalische Größe der Ober- fläche, insbesondere deren Temperatur und/oder Reflexionsvermögen, gemessen und das Meßergebnis zur Steuerung der Bestrahlung ausgewertet und genutzt. Damit wird insbesondere sichergestellt, daß während des Scprchings die gewünschte Temperatur an der Oberfläche weder unter- noch überschritten wird, wobei sich zur Messung der Temperatur die von der Oberfläche zurückgeworfene Wärmestrahlung und/oder das sich verändernde Reflexionsvermögen der karbonisierten Oberfläche eignen.To ensure a uniform, preset scoring temperature, at least one physical size of the surface, in particular its temperature and / or reflectivity, is advantageously measured before and / or during the irradiation, and the measurement result is evaluated and used to control the irradiation. This ensures, in particular, that the desired temperature on the surface is neither undershot nor exceeded during spraying, the heat radiation reflected from the surface and / or the changing reflectivity of the carbonized surface being suitable for measuring the temperature.

In bevorzugter Weise werden die dargestellten Vorgänge der Be- Strahlung und Messung durch eine Verfahrensführung mit einem geschlossenen Regelkreis unterstützt. Damit wird die exakte Abstimmung der Leistungsdichte und/oder der Zeitspanne zur Erreichung einer bestimmten Oberflächentemperatur beim Scorching sichergestellt.The illustrated processes of irradiation and measurement are preferably supported by a process control with a closed control loop. This ensures the exact coordination of the power density and / or the time span to reach a certain surface temperature during scorching.

Eine vorteilhafte Erweiterung des beschriebenen Verfahrens kann durch die VerfahrensschritteAn advantageous extension of the described method can be achieved through the method steps

a) Lackierung eines Teiles der Oberfläche und b) Trocknung und Fixierung des lackierten Teiles der Oberflächea) painting a part of the surface and b) drying and fixing the painted part of the surface

vorgenommen werden. Diese Weiterführung des Verfahrens ist ins^¬ besondere deshalb von Vorteil, weil gerade die Trocknung und Fixierung des lackierten Teiles der Oberfläche durch Bestrah- lung mit elektromagnetischer Strahlung, die einen Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 um und 1,5 μm hat, durchgeführt werden kann. Dieser Verfahrensschritt kann bei einer für die Trocknung und Fixierung des Lackes gewünschten geringeren Leistungsdichte der elektromagnetischen Strahlung auf die Oberfläche und/oder einer entsprechend angepaßten Zeitspanne auf der gleichen Vorrichtung erfolgen, auf der auch das Scorching-Verfahren durchgeführt wird.be made. This is continuation of the process of the special ^¬ therefore advantageous because it is precisely the drying and fixing of the coated part of the surface by irradiation treatment with electromagnetic radiation, which has an active component in the near infrared range, in particular in the wavelength range between 0.8 μm and 1.5 μm. This process step can be carried out with a lower power density of the electromagnetic radiation on the surface and / or with a correspondingly adapted time period for drying and fixing the lacquer on the same device on which the scorching process is also carried out.

Die beschriebene Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst, bei der eine in einer Entfernung von der zu behandelnden Oberfläche, insbesondere der Reibfläche eines Bremsbelages, angebrachte Strahlungsquelle be- nutzt wird, welche eine elektromagnetische Strahlung mit einem Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 μm und 1,5 um aussendet.The object described is also achieved by a device for carrying out the method, in which a radiation source is used which is at a distance from the surface to be treated, in particular the friction surface of a brake pad, and which emits electromagnetic radiation with an active component in the vicinity Infrared, especially in the wavelength range between 0.8 μm and 1.5 μm.

Vorteilhafterweise werden als Strahlungsquelle (n) einer solchen Vorrichtung eine oder mehrere Halogenlampen eingesetzt. Durch die Wahl einer oder mehrerer Halogenlampen in einer bestimmten Anordnung kann nicht nur die gewünschte Leistungsdichte der Strahlung variiert werden, sondern auch eine gewünschte Form der Strahlungszone ausgebildet sein.One or more halogen lamps are advantageously used as the radiation source (s) of such a device. By choosing one or more halogen lamps in a certain arrangement, not only can the desired power density of the radiation be varied, but also a desired shape of the radiation zone can be formed.

Dies kann unter anderem dadurch erreicht werden, daß eine oder mehrere Halogenlampen in einem im wesentlichen senkrechten Winkel zueinander angeordnet sind. Diese Art der Anordnung läßt insbesondere den Ausgleich von Inhomogenitäten im Strahlungs- feld durch aneinander angrenzende Enden längs erstreckter Halo^¬ genlampen durch im wesentlichen senkrecht dazu verlaufenden weiteren Halogenlampen zu.This can be achieved, inter alia, by arranging one or more halogen lamps at an essentially perpendicular angle to one another. This type of arrangement can be in particular the compensation of inhomogeneities in the radiation field by adjacent ends along erstreckter Halo ^¬ genlampen by substantially perpendicular thereto extending additional halogen lamps.

Durch Anordnung mehrerer Halogenlampen in ihrer Längsrichtung hintereinander kann eine längliche Strahlungszone, ausgerichtet auf einen Scorching-Tisch oder eine entsprechende Fördereinrichtung, gebildet werden.An elongated radiation zone can be aligned by arranging several halogen lamps in the longitudinal direction one behind the other on a scorching table or a corresponding conveyor.

Werden nicht nur eine, sondern mehrere nebeneinander liegende Oberflächen einer thermischen Behandlung unterworfen, kann es sinnvoll sein, eine längs erstreckte, aber auch entsprechend breite Strahlungszone aufzubauen. Dies geschieht vorteilhafterweise dadurch, daß eine oder mehrere Halogenlampen in ihrer Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind.If not just one but several surfaces lying next to one another are subjected to a thermal treatment, it can make sense to build up a radiation zone that is elongated but also correspondingly wide. This is advantageously done in that one or more halogen lamps are arranged side by side in their longitudinal direction.

Um auch hier Sprünge in der Leistungsdichte der Strahlung auszugleichen, werden eine oder mehrere Halogenlampen in Längsrichtung nebeneinander und vorteilhafterweise um eine Teillänge zueinander versetzt angeordnet. Damit wird auch über die Breite eines Strahlungsfeldes eine gleichmäßige Leistungsdichte gewährleistet .In order to compensate for jumps in the power density of the radiation here too, one or more halogen lamps are arranged next to one another in the longitudinal direction and advantageously offset from one another by a partial length. This ensures a uniform power density even across the width of a radiation field.

Zur Realisierung einer definierten Einwirkung der elektromagnetischen Strahlung auf die Oberfläche mit vorgegebenen, insbe- sondere konstanten Bestrahlungsparametern, speziell einer vorgegebenen Leistungsdichte der Strahlung, wird eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung einer Oberfläche vorzugsweise mit einer Bestrahlungssteuereinrichtung versehen. Diese kann eine elektronische Steuerung der Halogenlampen umfassen, aber auch durch die Anbringung von Blenden verwirklicht werden.In order to implement a defined action of the electromagnetic radiation on the surface with predetermined, in particular constant radiation parameters, especially a predetermined power density of the radiation, a device for thermal treatment of a surface is preferably provided with an irradiation control device. This can include electronic control of the halogen lamps, but can also be implemented by attaching shutters.

In einer speziellen Ausführung umfaßt die Bestrahlungssteuereinrichtung eine zwischen der Strahlungsquelle und der Oberfläche angebrachte Verschlußeinrichtung. Diese wirkt wie eine Blende, welche definiert zum Durchlaß der Strahlung geöffnet und wieder geschlossen werden kann. Damit läßt sich die Ein^¬ wirkdauer der Strahlung auf die zu behandelnde Oberfläche exakt einstellen. Vorteilhafterweise ist zudem eine Fördereinrichtung zur Bewegung der Oberfläche in das Strahlungsfeld hinein und aus diesem heraus vorgesehen. Mit Hilfe dieser Fördereinrichtung kann man große Mengen von Oberflächen, welche hintereinander und/oder nebeneinander durch das Strahlungsfeld geführt werden, thermisch behandeln. Zudem kann durch Wahl der Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung die Einwirkdauer der Strahlung auf die zu behandelnden Oberflächen eingestellt werden. Ist z.B. einen Einwirkdauer von zwei Sekunden über eine Gesamtlänge des Strahlungsfeldes von zwei Metern gewünscht, so müßte ein Förderband der Fördereinrichtung mit einer Umlaufgeschwindigkeit von 1 /sec laufen.In a special embodiment, the radiation control device comprises a closure device arranged between the radiation source and the surface. This acts like an aperture, which can be opened and closed again to allow the radiation to pass through. Thus, the A ^¬ can be adjusted accurately duration of action of radiation on the surface to be treated. A conveyor device for moving the surface into and out of the radiation field is also advantageously provided. With the aid of this conveying device, large amounts of surfaces which are guided one behind the other and / or next to one another through the radiation field can be thermally treated. In addition, the duration of exposure of the radiation to the surfaces to be treated can be adjusted by selecting the conveying speed of the conveying device. If, for example, an exposure time of two seconds over a total length of the radiation field of two meters is desired, a conveyor belt of the conveyor device would have to run at a speed of 1 / sec.

Vorteilhafterweise ist weiterhin eine Kühlvorrichtung, insbe- sondere ein Gebläse zur Wärmeabfuhr an einer der Strahlungsquelle abgewandten Unterseite, insbesondere der Unterseite der Montagehalterung eines Bremsbelages, vorgesehen. Damit wird insbesondere eine mögliche Schädigung der Montagehalterung eines Bremsbelages durch die in diesen eindringende Wärme verhin- dert. Zusätzlich wird die Fördereinrichtung oder ein entsprechender Tisch gekühlt.Advantageously, a cooling device, in particular a fan for dissipating heat on an underside facing away from the radiation source, in particular the underside of the mounting bracket of a brake lining, is furthermore provided. This in particular prevents possible damage to the mounting bracket of a brake pad due to the heat penetrating into it. In addition, the conveyor or a corresponding table is cooled.

Voteilhafterweise vorgesehen ist weiterhin mindestens eine Meßeinrichtung zur Erfassung mindestens einer physikalischen Größe der Oberfläche, insbesondere von deren Temperatur und/ oder Reflexionsvermögen, deren Meßergebnis zur Steuerung der Bestrahlung ausgewertet und genutzt wird. Dieses Meßergebnis kann dabei zur direkten Steuerung der Leistungsdichte der elektromagnetischen Strahlung wie auch der Beschränkung oder Erwei- terung der Zeitspanne, in welche die Strahlung auf die Oberfläche einwirkt, benutzt werden.Advantageously, at least one measuring device is also provided for detecting at least one physical quantity of the surface, in particular its temperature and / or reflectivity, the measurement result of which is evaluated and used to control the radiation. This measurement result can be used for the direct control of the power density of the electromagnetic radiation as well as for the limitation or extension of the time span in which the radiation acts on the surface.

Vorteilhafterweise wird die Meßeinrichtung als ein auf die Oberfläche ausgerichtetes Infrarotthermometer ausgebildet. Die- se berührungslose Messung ist besonders einfach und effizient, wodurch Verfahrenskosten eingespart werden.The measuring device is advantageously designed as an infrared thermometer aligned with the surface. The- This non-contact measurement is particularly simple and efficient, which saves process costs.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Aus- führungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The present invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment. Show it:

Figur 1: eine perspektivische Ansicht eines Bremsbelages 1 mit einer Montagehalterung 2;Figure 1 is a perspective view of a brake pad 1 with a mounting bracket 2;

Figur 2: eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Bremsbelag-Scorching mit einer Fördereinrichtung 3;Figure 2 is a perspective view of a device for brake pad scorching with a conveyor 3;

Figur 3: eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Bremsbelag-Scorching mit einem Scorching-FIG. 3: a perspective view of a device for brake pad scorching with a scorching

Tisch 4 und einer geschlossenen Bestrahlungssteuereinrichtung 5; undTable 4 and a closed irradiation control device 5; and

Figur 4: eine perspektivische Ansicht der gleichen Vor- richtung zum Bremsbelag-Scorching mit einemFigure 4 is a perspective view of the same device for brake pad scorching with a

Scorching-Tisch 4 wie in Figur 3 und mit geöffneter Bestrahlungssteuereinrichtung 5.Scorching table 4 as in FIG. 3 and with the irradiation control device 5 open.

Für gleiche oder gleich wirkende Teile werden im folgenden die gleichen Bezugsziffern verwendet.The same reference numerals are used in the following for identical or identically acting parts.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Bremsbelages 1 für eine Scheibenbremse, welcher mit einer Montagehalterung 2 fest verbunden ist.Figure 1 shows a perspective view of a brake pad 1 for a disc brake, which is fixedly connected to a mounting bracket 2.

Die Montagehalterung 2 weist an ihren über dem Bremsbelag 1 hinausreichenden Enden Bohrungen 6, 6' auf, in die entsprechende Gegenstücke am Bremssattel eingeführt werden können und durch die der Bremsbelag 1 in der gewünschten Position gehalten wird. Die Montagehalterung 2 besteht in diesem Fall aus einem Gußwerkstoff, der auf ihr angebrachte Bremsbelag aus einem mit Aramidfasern verstärkten Austauschfasergrundstoff. Die Oberfläche 7 des Bremsbelages 1 weist eine Reibfläche 8 auf, welche im fabrikneuen Zustand vor dem Scorching noch glatt ist. Die der Reibfläche 8 des Bremsbelages 1 gegenüberliegende Fläche der Montagehalterung 2 wird als Unterseite 9 bezeichnet.The mounting bracket 2 has at its ends extending beyond the brake pad 1 bores 6, 6 'into which corresponding counterparts on the brake caliper can be inserted and through which the brake pad 1 is held in the desired position. The mounting bracket 2 consists of one in this case Cast material, the brake pad attached to it made of an exchange fiber base reinforced with aramid fibers. The surface 7 of the brake pad 1 has a friction surface 8 which is still smooth before scorching in the brand new condition. The surface of the mounting bracket 2 opposite the friction surface 8 of the brake pad 1 is referred to as the underside 9.

Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Bremsbelag-Scorching gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Fördereinrichtung. In dieser Ausführungsform ist eine Strahlungsquelle 10 zu erkennen, welche aus einer Anordnung mehrerer Halogenlampen 11, 11' besteht, welche eine elektromagnetische Strahlung 12 im wesentlichen auf eine rechteckige Strahlungszone 13 in Richtung auf eine Fördereinrichtung 3 mit einem Förderband 14 aussendet. Unterhalb der Fördereinrichtung 3 befindet sich eine Kühlvorrichtung 15 mit mehreren auf das Förderband 14 ausgerichteten Gebläsen 16, 16'.Figure 2 shows a perspective view of a device for brake pad scorching according to the present invention with a conveyor. In this embodiment, a radiation source 10 can be seen which consists of an arrangement of a plurality of halogen lamps 11, 11 'which emits electromagnetic radiation 12 essentially onto a rectangular radiation zone 13 in the direction of a conveyor device 3 with a conveyor belt 14. Below the conveyor 3 there is a cooling device 15 with a plurality of fans 16, 16 'aligned with the conveyor belt 14.

Über eine Meßeinrichtung 17, bestehend aus einem Infrarot- thermometer 18 wird die Temperatur der Reibflächen 8, 8' von auf dem Förderband 14 transportierten Bremsbelägen 1, 1' gemessen. Mit Hilfe eines geschlossenen Regelkreises kann nun die gemessene Temperatur zur Steuerung der Intensität des Strahlungsfeldes 19 elektromagnetischer Strahlung 12 auf die recht- eckige Strahlungszone 13 verwendet werden. Einer oder mehrere Bremsbeläge 1, 1' zusammen mit ihren Montagehalterungen 2, 2', welche in Längsrichtung 20 des Förderbandes 14 transportiert werden, werden dem Strahlungsfeld 19 ausgesetzt, wobei die Reibflächen 8, 8' der Bremsbeläge 1, 1' karbonisiert werden. Um eine Schädigung der Montagehalterungen 2, 2' der Bremsbeläge 1, 1' zu vermeiden, werden ihre Unterseiten 9, 9' mit Hilfe der Gebläse 16, 16' gekühlt. Die Bestrahlungsdauer der Reibflächen 8, 8' kann durch Voreinstellung der Fördergeschwindigkeit des Förderbandes 14 variiert werden. Mit dieser Einrichtung ist die Behandlung einer großen Anzahl von Bremsbelägen im Durchlaufbetrieb leicht möglich.The temperature of the friction surfaces 8, 8 'of brake linings 1, 1' transported on the conveyor belt 14 is measured via a measuring device 17, consisting of an infrared thermometer 18. With the help of a closed control loop, the measured temperature can now be used to control the intensity of the radiation field 19 of electromagnetic radiation 12 on the rectangular radiation zone 13. One or more brake pads 1, 1 'together with their mounting brackets 2, 2', which are transported in the longitudinal direction 20 of the conveyor belt 14, are exposed to the radiation field 19, the friction surfaces 8, 8 'of the brake pads 1, 1' being carbonized. In order to avoid damage to the mounting brackets 2, 2 'of the brake pads 1, 1', their undersides 9, 9 'are cooled with the aid of the blowers 16, 16'. The radiation duration of the friction surfaces 8, 8 'can be varied by presetting the conveying speed of the conveyor belt 14. With this facility, the Treatment of a large number of brake pads in continuous operation easily possible.

Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Bremsbelag-Scorching mit einem Scorching-Tisch 4 und einer geschlossenen Bestrahlungssteuereinrichtung 5. Die Bestrahlungssteuereinrichtung 5 besteht aus einer lamellenartigen Verschlusseinrichtung 21, welche geeignet ist, durch Verstellung der Lamellen senkrecht zum Scorching-Tisch 4 für eine gewünsch- te Zeitspanne elektromagnetische Strahlung in Richtung desFIG. 3 shows a perspective view of a device for brake pad scorching with a scorching table 4 and a closed radiation control device 5. The radiation control device 5 consists of a lamella-like locking device 21, which is suitable for adjusting the lamellae perpendicular to the scorching table 4 desired period of time electromagnetic radiation in the direction of

Scorching-Tisches 4 durchzulassen. Damit kann, ähnlich der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Figur 2, die Bestrahlungsdauer der Reibflächen 8, 8' variiert werden. Gleichzeitig wird auch in dieser Ausführungsform eine mit einer Mess- einrichtung 17' gemessene Temperatur in einem geschlossenen Regelkreis zur Steuerung der Strahlungsintensität der Strahlungsquelle 10, und damit zur Regelung der Scorching-Te peratur auf den Reibflächen 8, 8' der Bremsbeläge 1, 1' verwendet. Eine Kühleinrichtung 15' mit Gebläsen 16''' wird auch in dieser Aus- führungsform zur Abfuhr von Wärme aus den Montagehalterungen 2', 2^'' der Bremsbeläge 1', 1'' eingesetzt.Allow scorching table 4. In this way, similar to the embodiment of the present invention in FIG. 2, the irradiation time of the friction surfaces 8, 8 'can be varied. At the same time, in this embodiment, too, a temperature measured with a measuring device 17 'is used in a closed control loop to control the radiation intensity of the radiation source 10, and thus to regulate the scorching temperature on the friction surfaces 8, 8' of the brake pads 1, 1 '. used. A cooling device 15 'with fans 16''' is also used in this embodiment to dissipate heat from the mounting brackets 2 ', 2 ^' 'of the brake pads 1', 1 ''.

Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der gleichen Vorrichtung zum Bremsbelag-Scorching mit einem Scorching-Tisch 4 wie in Figur 3, jedoch nun mit geöffneter Bestrahlungssteuereinrichtung 5. Die Öffnungszeit der Verschlußeinrichtung 21 wird so gewählt, daß eine definierte Karbonisierung der Reibflächen 8, 8' der Bremsbeläge 1, 1' bei entsprechender Strahlungsdichte und Intensität der Strahlungsquelle 10 gewährleis- tet ist. Dabei können, wie in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Figur 2, auch mehrere Bremsbeläge 1, 1' parallel auf dem Scorching-Tisch 10 in dem linearen Strahlungs^¬ feld 19 elektromagnetischer Strahlung 12 behandelt werden. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.FIG. 4 shows a perspective view of the same device for brake pad scorching with a scorching table 4 as in FIG. 3, but now with the irradiation control device 5 open. The opening time of the closure device 21 is selected such that a defined carbonization of the friction surfaces 8, 8 ' of the brake pads 1, 1 'is ensured with a corresponding radiation density and intensity of the radiation source 10. In this case can be as in the embodiment of the present invention in Figure 2, a plurality of brake pads 1, 1 on the scorch table 10 in the linear radiation field ^¬ 'parallel 19 of electromagnetic radiation 12 treated. At this point, it should be pointed out that all the parts described above are seen on their own and in any combination, in particular the details shown in the drawings, are claimed as essential to the invention. Modifications to this are familiar to the person skilled in the art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1' Bremsbelag1, 1 'brake pad

2, 2' Montagehalterung2, 2 'mounting bracket

3 Fördereinrichtung3 conveyor

4 Scorching-Tisch4 scorching table

5 BestrahlungsSteuereinrichtung5 Irradiation control device

6, 6' Bohrungen6, 6 'holes

7, 7' Oberfläche7, 7 'surface

8, 8' Reibfläche8, 8 'friction surface

9, 9' Unterseite9, 9 'bottom

10, 10' Strahlungsquelle10, 10 'radiation source

11, 11' Halogenlampe11, 11 'halogen lamp

12, 12' Elektromagnetische Strahlung12, 12 'electromagnetic radiation

13, 13' Rechteckige Strahlungszone13, 13 'Rectangular radiation zone

14 Förderband14 conveyor belt

15, 15' Kühlvorrichtung15, 15 'cooling device

16, 16' Gebläse16, 16 'blower

17, 17' Messeinrichtung17, 17 'measuring device

18, 18' Infrarot-Thermometer18, 18 'infrared thermometer

19, 19' Strahlungsfeld19, 19 'radiation field

20 Längsrichtung20 longitudinal direction

21 Verschlusseinrichtung 21 locking device

Claims

Patentansprüche claims

1. Verfahren zur thermischen Behandlung einer Oberfläche (7), insbesondere der Reibfläche (8) eines Bremsbelages (1), zur Erhöhung ihrer Rauhigkeit durch partielle Karbonisierung, gekennze ichnet durch eine Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung (12) , die einen Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 μm und 1,5 μm, hat.1. A method for the thermal treatment of a surface (7), in particular the friction surface (8) of a brake pad (1), to increase its roughness by partial carbonization, marked by radiation with electromagnetic radiation (12), which has an active component in the range of near infrared, especially in the wavelength range between 0.8 μm and 1.5 μm.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass als elektromagnetische Strahlung (12) die Strahlung einer oder mehrerer Halogenlampen (11, 11') eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the radiation from one or more halogen lamps (11, 11 ') is used as electromagnetic radiation (12).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei chnet , dass die elektromagnetische Strahlung (12) auf der Oberfläche (7) eine Leistungsdichte von 300 kW/m² oder mehr, bevorzugt 700 kW/m² oder mehr aufweist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized gekennzei chnet that the electromagnetic radiation (12) on the surface (7) has a power density of 300 kW / m ² or more, preferably 700 kW / m ² or more.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge kennzeichnet durch eine ganzflächige Bestrahlung der Oberfläche (7) mit im wesentlichen konstanter Strahlungsdichte, insbesondere wäh- rend einer Zeitspanne im Bereich zwischen 2 s und 5 s.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized by a full-area irradiation of the surface (7) with an essentially constant radiation density, in particular during a period in the range between 2 s and 5 s.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bestrahlung mit einer auf eine im wesentlichen recht- eckige Strahlungszone (13) fokussierten Strahlung (12), wo- bei die Strahlungszone (13) abtastend über die Oberfläche (7) gefuhrt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized by irradiation with a radiation (12) focused on a substantially rectangular radiation zone (13), when scanning the radiation zone (13) over the surface (7).

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass vor und/oder während der Bestrahlung mindestens eine physikalische Große der Oberflache (7), insbesondere deren Temperatur und/oder Reflexionsvermögen, gemessen und das Messergebnis zur Steuerung der Bestrahlung ausgewertet und ge- nutzt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that before and / or during the irradiation at least one physical size of the surface (7), in particular its temperature and / or reflectivity, is measured and the measurement result is evaluated and controlled to control the irradiation. is used.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Verfahrensführung mit einem geschlossenen Regelkreis.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized by a procedure with a closed control loop.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge kennzeichnet durch folgende weitere Verfahrensschritte: a) Lackierung eines Teiles der Oberfläche (7) ; b) Trocknung und Fixierung des lackierten Teiles der Oberfläche (7) .8. The method according to any one of the preceding claims, characterized by the following further process steps: a) painting a part of the surface (7); b) drying and fixing the painted part of the surface (7).

9 . Verfahren nach Anspruch 8 , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Trocknung und die Fixierung des Lackes durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung (12), die einen Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 μm und 1,5 μm hat.9. The method according to claim 8, the drying and the fixing of the lacquer by irradiation with electromagnetic radiation (12), which has an active component in the near infrared range, in particular in the wavelength range between 0.8 μm and 1.5 μm.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in einer Entfernung zu der behandelnden Oberfläche10. Device for performing the method according to one of the preceding claims, characterized by a distance from the surface to be treated

(7), insbesondere der Reibfläche eines Bremsbelages (8), angebrachte Strahlungsquelle (10), welche eine elektromag- netische Strahlung (12) mit einem Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 μm und 1,5 μm aussendet.(7), in particular the friction surface of a brake pad (8), attached radiation source (10) which emits an electromagnetic emits netic radiation (12) with an active component in the near infrared range, in particular in the wavelength range between 0.8 μm and 1.5 μm.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennz ei chnet , dass als Strahlungsquelle (10) eine oder mehrere Halogenlampen11. The device according to claim 10, characterized in that one or more halogen lamps as the radiation source (10)

(11, 11') eingesetzt werden.(11, 11 ') are used.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass eine oder mehrere Halogenlampen (11, 11') in einem im wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind. .12. The device according to claim 11, characterized in that one or more halogen lamps (11, 11 ') are arranged in a substantially perpendicular to each other. ,

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzei chnet , dass mehrere Halogenlampen (11, 11') in ihrer Längsrichtung hintereinander angeordnet sind.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that a plurality of halogen lamps (11, 11 ') are arranged one behind the other in their longitudinal direction.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet , dass eine oder mehrere Halogenlampen (11, 11') in ihrer Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind.14. The apparatus according to claim 12 and 13, characterized in that one or more halogen lamps (11, 11 ') are arranged side by side in their longitudinal direction.

15. Vorrichtung nach, einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet , dass eine oder mehrere Halogenlampen (11, 11') in Längsrichtung nebeneinander und um eine Länge zueinander versetzt angeordnet sind.15. The device according to one of claims 10 to 15, characterized in that one or more halogen lamps (11, 11 ') are arranged in the longitudinal direction next to one another and offset by a length to each other.

16. Vorrichtung nach Anspruch 16, ge kennzei chnet durch eine Bestrahlungssteuereinrichtung (5) zur Realisierung ei^¬ ner definierten Einwirkung der elektromagnetischen Strah- lung (12) auf die Oberfläche (7) mit vorgegebenen, insbe- sondere konstanten Bestrahlungsparametern, speziell einer vorgegebenen Leistungsdichte der Strahlung (12) .16. The apparatus of claim 16, ge kennzei chnet by an irradiation control device (5) development for realizing ei ^¬ ner defined action of the electromagnetic radiation (12) onto the surface (7) with predetermined, and in particular special constant irradiation parameters, especially a predetermined power density of the radiation (12).

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, g e k e nn z e i chn e t du r ch die Bestrahlungssteuereinrichtung (5) eine zwischen der Strahlungsquelle (10) und der Oberfläche (7) angebrachte Verschlusseinrichtung (21) umfasst.17. The apparatus of claim 16, the radiation control device (5) comprises a closure device (21) attached between the radiation source (10) and the surface (7).

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet , dass eine Fördereinrichtung (3) zur Bewegung der Oberfläche (7) in ein Strahlungsfeld (19) elektromagnetischer Strahlung (12) hinein, in diesem Strahlungsfeld (19), und aus diesem Strahlungsfeld (19) hinaus vorgesehen ist.18. Device according to one of claims 10 to 17, characterized in that a conveying device (3) for moving the surface (7) into a radiation field (19) of electromagnetic radiation (12), in this radiation field (19), and out of this Radiation field (19) is also provided.

19. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 14, g e k e nn z e i chn e t du r c h eine Kühlvorrichtung (15), insbesondere ein Gebläse (16), zur Wärmeabfuhr an einer der Strahlungsquelle (10) abgewandten Unterseite (9) , insbesondere der Unterseite (9) der Montagehalterung (2) eines Bremsbelages (1), vorgesehen ist.19. The device according to claim 10 to 14, characterized by a cooling device (15), in particular a blower (16), for dissipating heat on an underside (9) facing away from the radiation source (10), in particular the underside (9) the mounting bracket (2) of a brake pad (1) is provided.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, gekennzeichnet durch mindestens eine Messeinrichtung (17) zur Erfassung mindestens einer physikalischen Größe der Oberfläche (7), insbe^¬ sondere von deren Temperatur und/oder Reflexionsvermögen, vorgesehen ist und deren Messergebnis zur Steuerung der Bestrahlung ausgewertet und genutzt wird.20. Device according to one of claims 10 to 19, characterized by at least one measuring device (17) for detecting at least one physical size of the surface (7), in particular ^{¬ in} particular its temperature and / or reflectivity, is provided and the measurement result for controlling the Irradiation is evaluated and used.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , dass die Messeinrichtung (17) als ein auf die Oberfläche (7) ausgerichtetes Infrarot-Thermometer (18) ausgebildet ist 21. The apparatus according to claim 20, characterized in that the measuring device (17) is designed as an infrared thermometer (18) aligned with the surface (7)