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Herstellung
von gebundenen Artikeln
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Diese
Erfindung betrifft die Herstellung von gebundenen Artikeln und insbesondere
die Herstellung von gebundenen Reibeelementen, in denen eine der
Hauptflächen
eines Reibebelags an eine Plattform eines Trägers durch ein ausgehärtetes warmaushärtendes
Harz-Adhäsivsystem
gebunden ist.
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Reibeelemente,
in denen der Reibebelag adhäsiv
an eine Plattform eines Schuhkörpers
gebunden ist, werden unter anderem als Bremsschuhe für dynamische
(Betriebs-) Bremsen und statische (Park-) Bremsen für leichte
Fahrzeuge wie zum Beispiel Automobile und Vans bzw. Kleinbusses,
und statische Bremsen für
schwerere Nutzfahrzeuge verwendet und unterscheiden sich von Reibeelementen, in
denen der Belag mit der Plattform prinzipiell durch mechanische
Lokalisation mit ineinander fassenden Teilen wie zum Beispiel Niete,
Klips, Stecker und dergleichen gesichert wird.
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Die
Erfindung ist insbesondere auf Reibeelemente anwendbar, die Bremsschuhe
von zylindrisch gebogenem Trommeltyp umfassen, wobei der Träger einen
Schuhkörper
mit einer Struktur umfasst, die eine zylindrisch gebogene Plattform,
auf der ein entsprechend gebogener Reibebelag getragen wird, und
einen transversalen Unterstützungssteg
umfasst.
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Sie
ist jedoch ebenfalls auf Reibeelemente, die Bremsschuhe des normalerweise
ebenen Scheibentyps umfassen, und auf Reibeelemente ähnlicher Typen
anwendbar, die innerhalb einer Kupplungsanordnung verwendet werden.
Obwohl in dieser Spezifikation prinzipiell der Ausdruck Schuhkörper verwendet
wird, um eine Trägerstruktur
zu beschreiben, die eine zylindrisch gebogene Plattform aufweist,
ist dementsprechend sinngemäß beabsichtig,
Strukturen zu umfassen, die eine im wesentlichen flache Plattform
oder Rückplatte
aufweisen, auf der ein entsprechender flacher Reibebelag zum Eingriff
mit einer flachen Oberfläche
einer Scheibe oder dergleichen getragen wird.
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Die
prinzipiellen Unterschiede zwischen flachen und gekrümmten Reibeelementen
unter dem Aspekt der Herstellung sind, dass die letzteren ohne weiters
mittels eines Spritzgussprozesses hergestellt werden, in dem das
Reibematerial (das im wesentlichen aus faserförmigen und/oder fadenförmigen Verstärkungen
und reibemodifizierenden Materialien in einer Matrix einer warmaushärtenden
Harz-Copolymer als ein Binder bestehen) getrocknet wird, das heißt, das nicht-ausgehärtete warmaushärtende Copolymer
in Pulver- oder Partikelform vorliegt, um zu ermöglichen, dass es einfach in
einen Formhohlraum, auf die eine Formschließkraft unidirektional aufgebracht
wird, eingebracht und gleichmäßig verdichtete
werden kann. Es wird verstanden werden, dass es aufgrund der variierenden
Winkel, unter denen eine unidirektionale Kraft aufgebracht wird,
weniger einfach ist, ein Puder in einer gekrümmten Form eines Belagelements
zu verdichten.
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Deshalb
ist es im Stand der Technik üblicher, Reibebelagmaterial
in flüssiger
Form des warmaushärtenden
Harzes als ein Binder bereitzustellen, um eine plastische Konsistenz
zu erreichen, die bis zu einem akzeptablen Maß durch Walzen vor-verdichtet werden
kann. Obwohl eine derartige plastische Konsistenz geeignet ist Vorformen
oder ein Belagelement herzustellen, die vor dem Aushärten und
Ausbilden des warmaushärtenden
Binders gekrümmt werden,
gibt es jedoch keinen technischen Grund, warum eine derartige plastische
Form eines Reibebelagelements nicht eine flache Form einnehmen und
an eine flache Trägerplattform
gebunden sein sollte.
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Diese
Spezifikation betrifft gebundene Reibeelemente, in denen der Belag
ein vorgeformtes plastisches Belagelement an faserförmigen Verstärkungen
und reibemodifizierenden Materialien in einer Matrix eines nicht-ausgehärtenden,
flüssigkeitbasierenden,
warmaushärtenden
Harzbinder umfasst, das heißt,
ein rohes Belagelement, in dem der warmaushärtende Harzbinder ausgehärtet wird,
um den Belag gleichzeitig mit dem Aushärten des warmaushärtenden
Adhesivsystems zu bilden, um die Bindung mit der Trägerplattform
zu bewirken.
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Ein
derartig kombiniertes Aushärten
und Binden ist per se in der Patentspezifikation GB 2278800 in einer
Form beschrieben, die bestehende Bindeausrüstung, Aushärteeinrichtungen und Prozeduren
ausnutzt, die typischerweise einem Hersteller von Bremsschuhen zur
Verfügung
stehen. Wenn ein Hersteller jedoch nicht eine derartige bestehende Ausrüstung zur
Verwendung hat und/oder wenn es wünschenswert ist, die Artikeldurchsatzrate
einzelner Vorrichtungen zu verbessern, das heißt die Betriebszykluszeit und/oder
gleichzeitiges Fertigen von Teilen, kann das kombinierte Aushärte- und
Bindeverfahren, das daraus bekannt ist, nicht optimal sein.
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Obwohl
die vorstehend erwähnte
Spezifikation einen derartigen Reibebelag betrifft, in dem das adhäsive Binden
das einzige Mittel ist, um einer Bewegung zwischen dem Belag und
der Trägerplattform
standzuhalten, ist bekannt, adhäsives
Binden mit einem gewissen Grad an mechanischer Zusammenfügung zu
kombinieren, die durch ein Zusammenwirken von Vorsprüngen und
Ausnehmungen des Belags und Trägers
als zusätzlicher
Widerstand gegen Scherbewegungen erreicht werden.
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Unter
Beibehaltung der Allgemeingültigkeit der
vorstehenden Aufgabe hinsichtlich der Form des Trägers, ist
es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
bereitzustellen, um ein Reibeelement schneller und mit weniger Ausrüstung als bisher
herzustellen, das einen Träger
mit einem warmaushärtenden
Reibebelag umfasst, der an den Träger durch warmaushärtende adhäsive Bindung mit
dessen gleichzeitiger Ausbildung gebunden wird. Es ist ebenso eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung bereitzustellen,
um ein gebundenes Reibeelement schneller und einfacher als bislang
herzustellen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich Anspruch 1
auf ein Verfahren zum Herstellen eines gebundenen Reibeelements.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich Anspruch
13 auf eine Anordnung zum Herstellen eines gebundenen Reibeelements.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden jetzt beispielhaft unter Bezugnahme auf die
begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine perspektivische Ansicht
von Komponenten ist, die in Bezug auf ein gebundenes erfindungsgemäßes Reibeelements
in Form eines Bremsschuhs verwendet werden, die relative Abmessungen
und Nebeneinanderstellungen eines Trägers, der einen Schuhkörper mit
einer zylindrisch gekrümmten
Plattform umfasst, und eines rohen Belagelements illustriert,
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2 ein Flussdiagramm ist,
das schematisch die Vorgangsschritte zeigt, um einen erfindungsgemäßen gekrümmten Bremsschuh
herzustellen und den Vorrichtungen die Ausführung spezifischer Vorgänge anzuzeigen,
die Schuh-Vorheiz-Mittel, eine Stabilisierungspresse zum Herstellen
eines teilweise ausgehärteten,
gebundenen Zwischenprodukts und Ofenmittel zum Erwärmen des
gebundenen Zwischenprodukts umfassen, um das Aushärten unbeschränkt fertig
zu stellen,
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3(a) ein Querschnittsaufriss
durch die Stabilisierungspresse ist, die in 2 angedeutet ist, der ein eingelassenes
vorgeheiztes Bett, das dimensioniert ist und profiliert ist, um
ein rohes gekrümmtes Belagelement
und ein Schließglied
zu empfangen, das eine vorgeheizte Schuhkörper-Plattform umfasst, Rammmittel,
um einen einlagernden Druck auf das Element mittels des Schuhkörpers aufzubringen, und
Steuermittel zeigt, um den Pegel und die Dauer des Drucks zu überwachen
und zu steuern, um ein abmessungsstabiles, teilweise gekrümmtes, gebundenes
Zwischenprodukt bereitzustellen,
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3(b) ein Querschnittsaufriss
durch die Stabilisierungspresse ist, der rechtwinklig zu 3(a) aufgenommen ist, der
in angedeuteter Weise das Vorhandensein eines rohen Belagelements und
Schuhkörpers
darin vor dem Einlagern durch die Schuhplattform illustriert,
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3(c) ein Querschnittsaufriss
vergleichbar mit 3(b) ist,
der aber die relative Position der Schuhplattform und des Betts
der Presse nach Ausbringen des Einlagerungsdrucks zeigt und der
die ungedichtete Beschaffenheit der Elementeinfassung durch die
Stabilisierungspresse ziemlich übertrieben illustriert,
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4 ein schematischer Querschnittsaufriss des
kontinuierlichen Ofenmittels zum Heizen des gebundenen Zwischenprodukts
auf einen weiteren Aushärtegrad
in einer unbeschränkten
Form und auf einer kontinuierlichen Basis ist, und
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5 eine teilweise Ausschnittsperspektivenansicht
ist, die einen erfindungsgemäßen gebundenen
Bremsschuh zeigt, und
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6 ein Querschnittsaufriss
vergleichbar mit 3(b) einer
alternativen Anordnung der Stabilisierungspresse ist, in der das
Belagelement lateral in Bezug auf die Schuhplattform eingeführt wird.
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Unter
Bezugnahme auf 1 werden
die Komponententeile eines Reibeelements in der Form eines gebundenen
Bremsschuhs des Typs gezeigt, der in einer Trommelbremse verwendet
wird. Ein Träger
oder Schuhkörper 11 ist
aus unlegiertem Stahl gebildet und umfasst eine nominell zylindrisch
gekrümmte
Plattform 12, die einen Abschnitt eines gedachten geraden
bzw. senkrechten kreisförmigen
Zylinders bildet, der eine Bogenlänge L in der Richtung der Krümmung aufweist
und im wesentlichen flach mit einer Breite D in einer transversalen
Richtung parallel zu der longitudinalen Achse des gedachten Zylinders
ist, der die Krümmung
definiert, und einen im wesentlichen ebenen stützenden Steg 13 umfasst, und
mittels dessen Steg Bremsaktivierungskräfte aufgebracht werden, um
die Plattform zu pressen, der sich senkrecht zu der Plattform als
eine zentrale Säule
erstreckt und an der Kante dessen Stegs die Plattform in Intervallen
entlang seiner Länge
geschweißt
ist, um die Krümmung
zu definieren. Um die Plattformoberfläche ohne hochstehende Vorsprünge an den
Schweißpunkten
oder anderer Merkmale zu erhalten, ist die Plattformoberfläche mit
Einkerbungen oder Ausnehmungen 14 durchsetzt, die besagte Punkte
oder Merkmale enthalten.
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Der
Schuhkörper
ist von herkömmlich
Struktur und kann den herkömmlichen
Varianten entsprechen, wie zum Beispiel die Plattform, die entlang
ihrer Länge
geteilt ist und aus zwei „Halb-Plattformen" zusammengesetzt
ist, die an den Steg geschweißt
sind. Es ist ungeachtet der genauen Struktur typisch, dass die effektive
flache Plattformoberfläche
geringer ist als die Nennfläche
L × W,
so dass, wenn sie in einem herkömmlichen
gebundenen Schuh verwendet wird, eine Bindung nicht dort hergestellt
wird, wo derartige Ausnehmungen bestehen, es sei denn eine dicke Schicht
an bindendem Adhäsiv
füllt,
aber überfüllt nicht,
derartige Ausnehmungen.
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Zusätzlich zu
dem Schuhkörper
schließen die
Komponenten ein Reibebelag-Element 16 ein. Das Belagelement
schließt
herkömmlich
reibemodifizierende Materialien und Verstärkungsfasern und/oder Filamente
in einer komplexen Copolymer-Matrix eines warmaushärtenden
Harzes und Nitril-Gummis bzw. Nitril-Kautschuks als ein Binder ein.
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Das
Belagelement wird in einer herkömmlichen
Weise durch Zumischen der Inhaltsstoffe mit dem Gummi bzw. Kautschuk
als ein feiner Puder hergestellt, in dem die Molekülketten
mechanisch reduziert worden sind, um mit dem Harzbinder, der in
flüssiger
Form verwendet wird, chemisch gemischt werden zu können, um
dem Binder eine handhabbare plastische Konsistenz zu geben und der
geeignet zum Walzen ist, um eine vorbestimmte Dichte D' zu definieren und
die faserförmigen
Materialen in Ausrichtung mit Hauptflächen 17, 18 anzuordnen,
die durch die Nebenflächen 19 gebunden
sind, die seine gewalzte Dicke T' definiert.
Das Walzen schließt ebenfalls
einen Einroll- oder Radiuswalz-Schritt ein, wobei das Belagelement
zwischen den Walzen, die mit unterschiedlichern Geschwindigkeiten
laufen, durchgeführt
wird und eine normalerweise zylindrische Krümmung annimmt, die ungefähr der Krümmung der
Plattform entspricht.
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Abhängig von
den Art des warmaushärtenden
Harzbinders, das heißt,
ob sein Aushärten
zu Gasen in dem Material führt
oder nicht, beträgt
die Dichte des Belagelements typischerweise 80%–95% der Dichte D, die für den Belag
benötigt
wird, wenn das Harz ausgehärtet
ist und der Belag an die Schuhplattform gebunden ist, d.h. D' = (D – dD). Wie
im Stand der Technik bekannt ist, ist die Dichte des letztendlichen
Belags geringer als die theoretisch maximale Dichte, typischerweise
in der Größenordnung von
95%, so dass das gewalzte Material eine Dichte von 75%–90% von
der vollständig
verdichteten ausweisen kann.
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Die
gewalzte Dicke bei dieser geringen Dichte ist ebenso entsprechend
größer als
die gewünschte
letztendliche Dicke T, um die Änderung
im Volumen mittel lediglich geringen Änderungen in Länge und
Breite zu ermöglichen
und um die besagte Änderung
dD in der Dichte prinzipiell mittels einer Reduzierung der Dicke,
das heißt
T' = (T + dT), zu
erzeugen.
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Das
Belagelement kann als ein einzelner Belag auf Dicke und Krümmung gewalzt
werden oder kann als eine große
Platte hergestellt werden, von der jedes Element mit geeigneten
Abmessungen der Länge
und Breite herunter geschnitten wird und in Hinblick auf und gemäß der konventionellen
Praxis, sind die verstärkten
Fasern normalerweise in eine Richtung ausgerichtet, die dem Fluss
des Materials beim Walzen, d.h. längs in jedem Element, folgt.
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Während konventionell
das Belagelement jedoch unter Druck geheizt würde, der auf die Hauptflächen aufgebracht
wird, um das Harz vollständig
zu einem im wesentlichen rigiden Einsatz auszuhärten (oder gewöhnlicher
eine ausgehärtete
Platte, von der einzelnen Beläge
dann auf die letztendliche Längen- L
und Breitenabmessung W ausgeschnitten werden, um zu der Plattform
zu passen) und die Hauptflächen auf
geeignete Abmessungen und Oberflächenfinish vor
Binden an die Schuhplattform bearbeitet werden, wird das Belagelement 16 erfindungsgemäß in seinem
plastischen, sogenannten rohen Zustand und vor irgendeinem signifikanten
Quervernetzten der warmaushärtenden
Harzkomponenten verwendet.
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Die
letztendliche Komponente der 1 ist ein
Binde-Adhäsivsystem,
das normalerweise als 20 angedeutet ist, in Form einer oder mehrerer
Schichten eines phenolischen oder eines anderen warmaushärtenden
harzbasierenden Materials, das herkömmlicherweise in der Herstellung
von gebundenen Bremsschuhen verwendet wird, das zwischen einer Hauptfläche 17 des
Belagelements und der Schuhplattform 12 angeordnet wird.
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Herstellung
eines gebundenen Bremsschuhs aus den vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Komponenten
wird jetzt unter Bezugnahme auf 2 bis 5 beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm,
das beide die Prozesse oder Vorgangsschritte andeutet, die eine
bestimmte Herstellung eines Bremsschuhs bilden, der Abmessungen aufweist,
die eher typisch für
jene für
dynamische oder Betriebesbremsen eines mittelgroßen (weniger als 1 Tonne) Passagierautomobils
oder Vans bzw. Kleinbusses als eines Nutzfahrzeugs oder Lasters sind.
Insoweit jedoch bekannt ist, Bremsschuhe derartiger Abmessungen
in Verbindung mit anderen Komponenten zu verwenden, um lediglich
statische oder Parkbrems-Anforderungen für derart schwerere Nutzfahrzeuge
(die oftmals sogenannte Trommel-in-Hut-Strukturen bzw. Huttrommel-Strukturen umfassen)
zu genügen,
ist es angebacht, im folgenden hierauf Bezug auf eine derartigen
Bremsschuh eher durch seine ungefähren Abmessungen als genaue
Benutzungsform zu nehmen, das heißt, als für „Automobile dimensioniert", ungeachtet einer
möglichen
Verbindung zu viel stärkeren
Bremssystemen.
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Bezugnehmend
auf 2 wird schematisch eine
Anordnung 25 für
die Herstellung eines gebundenen Bremsschuhs mittels eines Flussdiagramms dargestellt,
das beides die Prozesse oder Vorgangsschritte anzeigt, die die Fertigung
bilden. Ein Reibematerial wie vorstehend beschrieben ist in Formulierungsmitteln
(30) durch Zumischen (31) der vorstehend beschriebenen
Inhaltsstoffe mit Gummi bzw. Kautschuk als ein feiner Puder, in
dem die Molekularketten mechanisch reduziert worden sind, so dass
es chemisch mit dem Harz, das in flüssiger Form verwendet wird,
kombiniert werden kann, um dem Binder eine handhabbare plastische
Konsistenz zu geben und zum Walzen (32) im wesentlichen
bei Umgebungstemperatur geeignet ist, um mit dem reibemodifizierenden
und Verstärkungs-Inhaltstoffen eine plastische
und sogenannte rohe Scheibe oder Platte an Reibebelagsmaterial festzulegen,
das sowohl optimale Orientierung von faserförmigen Komponenten als auch
vorbestimmte Eigenschaften an Dicke T' und Dichte D' aufweist. Die Scheibe weist nach Zuschneiden
in einzelne Elemente, die für
jeden Schuh dimensioniert sind, und nach oder gleichzeitig mit Durchführung durch
eine Einroll- oder Radius-Walzwerk (33) eine konkave Hauptfläche 17 auf,
die mit einer Hauptkomponenten des warmaushärtenden Harzadhäsivsystems 20 darauf
beschichtet (34) ist, bevorzugt eine phenolische Harzverbindung
wie zum Beispiel das Adhäsiv
Typ PL605–35,
das von Sovereign Engineered Adhesives LLC, Arkon, Ohio, USA geliefert
wird.
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Die
Plattform 12 des Schuhs 11 ist vorzugsweise bei
der Schuhherstellung durch mechanisches und/oder chemisches Reinigen
(35) und Beschichten (36) mit einer anderen Komponente
des Adhäsivsystems 20 in
der Form einer relativ dünnen
Primer-Schicht einer phenolischen Verbindung vorbereitet, die mit
der Hauptadhäsivkomponente
kompatibel ist, wie zum Beispiel Typ IR 1947, das von Hepworth Minerals
and Chemicals West Bromwich, England als eine Schuh-Beschichtung
oder Primer-Material geliefert wird. Die Primer-Schicht wird typischerweise
bei oder oberhalb von der Raumtemperatur aufgetragen und getrocknet,
um in Kontakt zu kommen, ohne dass innerhalb des Harzes Quervernetzen
eintritt.
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Für die Herstellung
eines gebundenen Bremsschuhs wird die Temperatur des Schuhkörpers, der
die mit Primer beschichtete Plattform 11 einschließt, auf
eine erhöht,
die jene übersteigt,
die notwendig ist, um Quervernetzen in dem Element und Adhäsivsystem
zu initiierten, die einer Vorheizvorgang in Vorheizmitteln, die
einen Ofen (37) umfassen, für eine Zeit aufgesetzt werden,
die ungeachtet der Initiierung der Quervernetzung der Primer-Komponente
des Adhäsivsystems
nicht ausreichend ist, um ein vollständiges Quervernetzen zu bewirken aber
ausreichend ist, die Temperatur des Hauptteil des Schuhkörpers zu
erhöhen.
Die vorstehend bemerke Primer-Komponente des Adhäsivsystems weist typischerweise
Quervernetzung auf, die bei einer Temperatur von ungefähr 180°C initiiert
wird; es hat sich für
diese Größe des Schuhkörpers ergeben, den
Ofen bei einer Temperatur von 220°C
bis 210°C zu
betreiben und den Schuhkörper
(der anfänglich auf
Raumtemperatur ist) für
eine Periode von 2–14 Minuten
und typischerweise 7–9
Minuten darin einzuweichen.
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Der
vorgeheizte Schuhkörper
wird bei minimaler Verzögerung,
d.h. bevor vollständiges
Quervernetzen des Primers eintritt oder der Schuhkörper signifikant
ankühlt
an eine Stabilisierungspresse (50) überführt, wobei er ein Schließglied bildet,
das (unter dem Einfluss eines gesteuerten nachstehend beschriebenen
Rammmittels) zwischen der Schuhplattform und eines geheizten Betts
der Presse das mit Adhäsiv
beschichtete Belagelement 16 einlagert.
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Das
Belagelement wird in der geheizten Presse unmittelbar vor dem Schuhkörper angeordnet,
so dass die Adhäsivschicht
an die mit Primer beschichtete Plattform angrenzt und wie nachfolgend ausführlicher
beschrieben ein Einlagerungs-Druck-Zeit-Regime etabliert wird, das
innerhalb eines kurzen Intervalls, das typischerweise kürzer als
eine Minute ist, in den warmaushärtenden Harzen
des Belagelements und dem Adhäsivsystems
dazu führt,
einen ausreichenden Grad an Quervernetzung einzeln und miteinander
erreichen, um eine abmessungsstabilisiertes, teilweise ausgehärtetes gebundenes
Zwischenprodukt zu erhalten, das aus der Stabilisierungspresse entwerft
und uneingeschränkt
kontinuierlicher erhöhter
Temperatur durch sogenanntes freies Erwärmen in Ofenmitteln (100) ausgesetzt
werden kann. Das Ofenmittel wird auf einer Temperatur in dem Bereich
von 240°C–300°C gehalten
und jedes Zwischenprodukt wird darin für ungefähr 40 Minuten angeordnet, um
einen Aushärtegrad
des Reibematerials zu erreichen, die typischerweise für ein Reibebelag
einer Bremse benötigt
wird, um ihm die Eigenschaften an Härte und mechanischer Belastbarkeit,
die benötigt
werden, zu geben.
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Es
wird verstanden werden, dass die Techniken und Vorrichtungen, die
in den Schritten (31)–(34) unter
Bezug auf das Belagelement und (35) und (36) unter
Bezug auf den Schuh verwendet werden, mit Ausnahme der Wahl (und
Zeit der Anwendung) der Komponenten des Adhäsivsystems im wesentlichen per
se konventionell sind und nicht eine genauere Beschreibung oder
Illustration benötigen.
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Unter
Bezugnahme auf die 3(a) und 3(b) ist die Stabilisierungspresse 50,
die mit diesem Vorgangsschritt in Verbindung steht, dimensioniert
und gestaltet, eine Bremse herzustellen, die die gekrümmte Plattform
von 1 aufweist. Die
Presse umfasst ein Bett 51, das gebildet ist, um mit der
Trägerplattform übereinzustimmen,
d.h. teilweise zylindrisch, eine Ausnehmung 52 aufweisend,
die dimensioniert ist, darin ein rohes, plastisches gekrümmtes Belagelement 16 mit
seiner konvexen Hauptfläche 18 aufzunehmen,
die gegen den Boden 53 der Ausnehmung gelagert ist. Die
Tiefe der Ausnehmung ist nicht größer als die Dicke, die von
dem ausgehärteten
Belag benötigt
wird und vorzugsweise geringer, so dass die andere Hauptfläche 17 des
Belagelements, das mit dem Adhäsiv
beschichtet ist, außerhalb
der Ausnehmung verbleibt, wie in 3(a) in angedeuteter
Weise gezeigt ist.
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Das
Bett der Stabilisierungspresse weist damit in Verbindung stehende
Führungsmittel
aus, die normalerweise als 55 angezeigt sind, die sich
weg von dem Bett erstrecken und betreibbar sind, ein nicht-dichtendes
Glied zu unterstützen,
das durch den vorgeheizten Träger 11 wie
in 3(b) gezeigt definiert
ist, der die besagte Ausnehmung überlagert und
Führung
zwischen dem Schließglied
und der Führung
in eine Richtung in Richtung auf und weg von der besagten Ausnehmung
bewirkt.
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Strukturell
umfasst die Stabilisierungspresse 50 ein Paar an beabstandeten
Metallführungsplatten 56, 57,
die durch die Breite der Schuhplattform 12 beabstandet
sind, so dass sie zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen 56' bzw. 57' davon gleiten kann,
die die Führungsmittel 55 definieren.
Die Platte 55 weist eine Schulter 58 auf, die
sich von der besagten gegenüberliegenden
Platte 56' in
Richtung auf die gegenüberliegende
Platte 57 erstreckt und die Platte 57 weist ebenso
eine entsprechende Schulter 59 auf. Die Schultern definieren
das Bett 51 der Presse, die die Ausnehmung 52 umgibt,
und sind durch einen Metallabstandsblock 60 voneinander
getrennt, der die Ausnehmung 52 definiert und deren Boden 53 bereitstellt.
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Die
Schultern 58 und 59 sind gekrümmt und entsprechen der teilweise
zylindrischen Krümmung der
Schuhplattform, die für
das Bett der Presse spezifiziert ist, wie es die Oberfläche des
Metallabstandsblocks 60 tut. Der Block umfasst ferner erhöhte Teile 62, 63,
die in einer Richtung parallel zu den Ebenen der Führungsplatten
voneinander beabstandet sind und die die Enden der Ausnehmung 52 definieren,
die im wesentlichen koplanar zu den Schultern 58 und 59 ist.
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Das
Heizmittel, normalerweise als 65 angezeigt, umfasst eine
oder mehrere Öffnungen 66,
die sich in den Block 60 und/oder die Führungsplatten erstrecken, wobei
in jeder der Öffnungen
ein Heizelement 67 eingesetzt ist, um des Ausnehmungsboden mit
Wärme zu
versorgen und ihn auf einer Temperatur oberhalb der zu halten, bei
der Quervernetzen des Elementbinders initiiert wird. Typischerweise
wird eine Temperatur in dem Bereich von 210°C–250°C anhängig von den exakten Warmaushärteeigenschaften
des Materials angestrebt.
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Die
Kanten der Führungsplatten
entfernt von den Schultern, die das Pressbett definieren, sind vorzugsweise
ebenfalls gekrümmt,
um das Anordnen eines Schuhkörpers
zwischen den Platten mit seiner Plattform, die in Richtung auf das
Bett gerichtet ist, zu erleichtern.
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Die
Ausnehmung 52 in dem Bett ist hinsichtlich der Länge und
Breite (aber nicht Dicke wie vorstehend beschrieben) dimensioniert,
um den Längen-
und Breitenabmessungen zu entsprechen, die für den ausgehärteten Belag
benötigt
werden und das rohe Element wird mit eher kleineren Längen- und
Breitenabmessungen hergestellt, um ein leichtes Anordnen in der
Ausnehmung zu erlauben.
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Das
Bett 50 umfasst ebenso ein Rammmittel, das normalerweise
als 70 angedeutet ist, das zueinander verschiebbare Teile
und feste bzw. bewegliche bezüglich
des Betts 51 aufweist. Das Rammmittel ist betreibbar, um
das Schließglied,
d.h. die Plattform 12 des Schuhkörpers 11 in Richtung
auf und möglicherweise
weg von dem Bett der Presse anzutreiben. Vorzugsweise umfasst das
Rammmittel eine einfache, rückführbare pneumatische
Kolben- und Zylinder-Anordnung 71 und
eine Quelle 72 an unter Druck stehendem Gas für den Zylinder,
um den Kolben bezüglich
dazu zu verschieben, der in der Lage ist, lediglich einen begrenzten
Druck auf die Schuhplattform auszuüben, wobei ein derartiger Druck,
der für eine
Herstellung in dieser An gering ist, in dem Bereich von 35 bis 150
kN/m2 (5–21,75 Psi) und typischerweise
unter 100 kN/m2 (14,5 Psi) ist.
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Der
bewegliche Teil des Rammmittels, das als eine Kolbenstange 73 angedeutet
ist, umfasst vorzugsweise ein thermisches Barrieremittel 74,
das dazu dient, die Leitung von Wärme weg von dem vorgeheizten
Schuh zu begrenzen, das dem Schuh nicht nur gestattet, auf einer
höheren
Temperatur zu verbleiben, sondern ebenso irgendwelche unerwünschte Heizeffekte
des Gases in dem pneumatischen Zylinder mit irgendeiner daraus folgenden
Druckvariation zu unterbinden. Das thermische Barrieremittel, wie
dargestellt, wird durch einen Luftspalt zwischen Abschnitten der
Kolbenstange bereitgestellt, die durch eine Vielzahl an klein-abschnittigen
bzw. kleinteilstückigen
schwach leitenden Ankern 74' zusammengesetzt
ist.
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Das
Rammmittel schließt
ferner eine Rammschnittstelle 75 ein, die eine Vielzahl
an durch Gelenke verbundene Kontaktelemente umfasst, die durch ein
spinnenähnliches
Glied 77 definiert sind, das eine Vielzahl an relativ befestigten
und gegeneinander divergierenden Gliedern 761 , 762 , ... aufweist, die schwenkbar mit
dem beweglichen Rammteil an 78 verbunden sind. Jedes Glied
endet in einer Walze 791 , 792 , ..., die betreibbar ist, um gegen
die rückseitige,
konkave Fläche 12' der Plattform 12 zu
lagern, so dass das rückführbare Rammmittel
eine Kraft unmittelbar auf die Plattform im wesentlichen einheitlich an
der Vielzahl an beabstandeten Positionen ausübt, die durch die Walzen berührt werden,
während
in einem Schlitz 77' der
Steg 13 des umgedrehten Schuhs aufgenommen wird, der das
Schließglied umfasst.
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Das
Feststellmittel, das schematisch als 80 angedeutet ist,
ist betreibbar, um das Schließglied (Plattform)
in einer Position bezüglich
des Betts, wenn notwenig und ungeachtet dem Pegel an irgendeiner
Gegenkraft oder rückwirkendem
Druck, zu halten, der auf das Rammmittel durch das Schließglied ausgeübt wird.
Vorzugsweise kann das Feststellmittel mit dem thermischen Barrieremittel,
irgendeinem Oberflächenmerkmal
der Kolbengestange zusammenwirken oder einfach die Stange klemmen.
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Die
Stabilisierungspresse schließt
ein Steuermittel 90 ein, das viele der Einheiten der Presse, die
vorstehend beschrieben sind, steuert und koordiniert, so dass es
in Übereinstimmung
mit einer vorbestimmten Regime arbeitet, um die vorstehend erwähnten abmessungsstabilisierten,
teilweise ausgehärteten
gebunden Zwischenprodukte herzustellen.
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Das
Steuermittel 90 ist gekoppelt, um Anweisungssignale an
und Überwachungssignale
von dem Rammmittel und dem Feststellmittel bereitzustellen bzw.
zu empfangen, insbesondere Überwachung
eines rückwirkenden
Drucks auf das Feststellmittel durch einen Druck in dem Belagelement.
Das Steuermittel kann ebenso des Vorteils halber das Heizmittel und
möglicherweise
das Schuhplattform-Vorheizmittel 37 und den Erwärmzofen 100 steuern.
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Bedenkt
man den Betrieb der Stabilisierungspresse in der Herstellung eines
gebunden Zwischenprodukts und nimmt man ebenfalls Bezug auf 3(c), wird das Bett der
Presse durch die Heizmittel 65 geheizt, um das Bett auf
einer Temperatur zu halten, die durch das Steuermittel gesteuert
wird. Ein Schuhkörper 11 wird
wie vorstehend beschrieben in dem Ofen 37 vorgeheizt und,
just bevor der Schuhkörper
aus dem Vorheizofen entnommen wird, wird die Ausnehmung 52 in
dem Bett 51 der Presse mit einem Formtrennmittel behandelt
(wenn sie nicht eine permanente Antihaftbeschichtung aufweist) und
das vorstehend erwähnte
gestaltete und mit einem Adhäsiv
versehene Belagelement 16 wird manuell oder maschinell
in der Ausnehmung mit der mit Adhäsiv beschichteten konkaven
Hauptfläche
in Richtung auf das Rammmittel angeordnet und liegt aufgrund der Elementdicke
oberhalb der Ebene des Betts und innerhalb des Führungsmittels.
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Der
vorgeheizte Schuhkörper
ist zwischen den Führungsplatten 56, 57 mit
der Plattform angeordnet, die gegenüber dem Belagelement angeordnet
ist und darauf erlaubt ist zu liegen, wie im wesentlichen in 3(b) gezeigt ist. Zu diesem
Zeitpunkt ist das Belagelement durch seine Hauptflächen 17 und 18 und
ansatzweise die Nebenflächen 19 in
Empfang von Wärme,
die von dem Pressbett und der Plattform in zumindest die Oberflächenbereiche übertragen wird,
und wird in den besagten Bereichen relativ flüssig oder beweglich.
-
Das
Rammmittel wird durch das Steuermittel betrieben, so dass die Rammschnittstelle
gegen den Schuhkörper
gelagert ist und darauf eine vertikal gerichtete Kraft ausübt, sie
sich als ein einlagernder Druck auf das Belagelement manifestiert,
der sich von dem anfänglichen
im wesentlichen null Druck für ein
vorbestimmtes Verdichtungsintervalls erhöht, um einen vorbestimmten,
aber weiterhin relativ geringen Pegel zu erreichen. Der unmittelbare
Druckpegel bewirkt einen plastischen Fluss des Adhäsivsystems und
Elements in Übereinstimmung
mit der Plattform 12 und der Ausnehmung 52 und
eine Verdichtung seiner Form, aber, bedenkt man, dass das Element nicht
vollständig
umschlossen ist, verhindert irgendeine signifikante Extrusion des
Belagmaterials auf der Ausnehmung oder an dem Teil ohne Ausnehmung
vor dem Einsetzen des Quervernetzen. Eine derartige Verdichtung
des flüssigeren
Materials unter Druck hat einen reduzierenden Effekt auf die Dicke etwa
wie zum Beispiel kollabierende Hohlräume von eingefangener Luft
oder anderer Gase, die aus dem Mischen und Rollen der Inhaltsstoffe,
die das Element bilden, und Ausgasungen von flüchtigen Lösungsmitteln resultieren.
-
Nach
einer anfänglichen
Wärmeabsorptionsperiode,
in der das Harz diese Fluidität
erreicht und irgendwelche leicht flüchtigen Bestandteile gasförmig werden
können,
beginnt das Quervernetzen aufzutreten, das zur Freisetzung von weiteren
Gasen und Dämpfen
innerhalb der Matrix des Belags führt, die alle in der Lage sind,
das Element durch die unvollständig
eingefassten Nebenflächen
und zwischen dem Träger
und Führungsplatten
und unterstützt durch
das Element durch den ansteigenden Einlagerungsdruck zu entweichen.
-
Für diesen
für Automobile
dimensionierten Bremsschuh hat sich ergeben, dass ein Steigern des Drucks über einen
Verdichtungsintervall von ungefähr
4–6 Sekunden
auf einen Pegel innerhalb des Bereichs von 35–120 kN/m2 (5–17,4 Psi)
geeignet ist.
-
Nach
den wenigen Sekunden, die das Verdichtungsintervall darstellen,
wird ferner das Quervernetzen des warmaushärtenden Harzbinders auf den
Oberflächenbereichen
des Elements in Empfang von Wärme
von dem Bett und der Plattform derart ausreichend erhöht, dass
die meisten der anfänglich vorhandenen
und sich entwickelnden Gase und Dämpfe beim Bilden herausgezwungen
worden sind, d.h. der Verlust der Plastizität in dem Binder beginnt und
die Abmessungen des Elements sind jede, die für den vollständig ausgehärteten Belag
anwendbar sind, wie im wesentlichen die Dichte ist, und ungeachtet,
dass der Großteil
des Belagmaterials nicht das Niveau and Quervernetzung erreicht
hat und weiterhin einem derartigen Prozess mit der Möglichkeit von
begleitender Gas- und Dampfentwicklung zu unterziehen.
-
An
dem Ende des vorstehend erwähnten
und vorbestimmten Verdichtungsintervall betätigt das Steuermittel das Feststellmittel 80,
das die Trennung, die zwischen der Plattform und dem Pressbett erreicht
wird, für
ein weiteres Bildungsintervall aufrechterhält, um Quervernetzen und Bildung
zu ermöglichen,
um sich weiterhin innerhalb des Großteils des Belagmaterials progressiv
auszubreiten. Ungeachtet, dass interne Drücke innerhalb des Belagelements
durch Gase erzeugt werden, die sich während dem besagten Quervernetzen
bilden, deren interne Drücke
gegen das Feststellmittel wirken, können diese Gase durch die uneingeschränkten Begrenzungen
bzw. Umfassungen entweichen, während
das Feststellmittel die relativ fragilen verfestigten Hauptoberflächenbereiche
daran hindert, durch die zusätzlichen
aber relative kurzlebigen internen Kräfte aufzubrechen und ungeachtet
ihres Ausbringen eines effektiv erhöhten Reaktionsdrucks auf die
Rammmittel.
-
Ein
Bildungsintervall, das für
ein Reibebelagelement der vorstehend erwähnten Abmessungen geeignet
ist, ist typischerweise in dem Bereich von 40–60 Sekunden und zum Ende der
Bildungsperiode lässt
das Reaktionsniveau signifikant ab, so dass ungeachtet des unvollständigen Niveaus
an Quervernetzung innerhalb der Harzbinders das Belegelement aus
der Umgrenzung entnommen werden kann und abmessungsstabil verbleibt.
Das Verdichtungs- und Bildungsintervall ist ebenso für die Komponententeile
des Adhäsivsystems
geeignet, um miteinander und mit dem Harzbinder der Belagelementfläche angrenzend
an die vorgeheizte Plattform auf das Ausmaß querzuvernetzen, dass eine
stabile Verbindung zwischen der Plattform und dem Belagelement gebildet
wird.
-
Das
Steuermittel überwacht
den Druck, der durch das Belagelement auf das Rammmittel und Feststellmittel über die
Verdichtungs- und Bildungsintervalle ausgeübt wird; während des Verdichtungsintervalls
ist der Druck, der durch die Ramme ausgeübt wird, ein Maß von diesem
und während
des Bildungsintervalls die Kraft, die auf das Feststellmittel durch das
Element ausgeübt
wird, wobei der Druck wird durch das Kraftzellenmittel 92 oder
dergleichen gemessen. Derartige Kraftzellenmittel können in
das thermische Barrieremittel des Rammmittels und/oder das Feststellmittel
integriert sein.
-
Es
wird verstanden werden, dass ein Bewirken einer schnellen Bildung
und teilweisen Aushärtung,
die zu einer abmessungsstabilen gebundenen Zwischenkomponente führt, einer
Anzahl an Variablen unterliegt, wie zum Beispiel Belagsmaterialzusammensetzung,
Abmessungen, Bett- und Plattformtemperaturen, aufgebrachter Verdichtungsdruck
und Ausbringungsrate.
-
Es
hat sich als am praktischsten herausgestellt, für eine bestimmte Reibebelagsmaterialzusammensetzung
und letztendliche Belagsgröße einen
experimentelle Betrieb mit verschiedenen Temperaturen, Verdichtungsdruckraten
und Intervallen und Beildungintervallparametern durchzuführen, die
in einem gebundenen Zwischenprodukt resultieren, das die korrekten
Abmessungen und Dichte aufweist, d.h. von dem bekannt ist, in einem
Reibebelag zu resultieren, das die gewünschten physikalischen Eigenschaften
aufweist. Danach werden die Temperaturen, Einlagerungsdruck und
Zeitintervalle in dem Steuermittel oder Mittel, die daran gekoppelt
sind, gespeichert, die Reaktionsdrücke von dem Belagelement werden
als eine Funktion der Zeit über
die Verdichtungs- und Bildungsintervalle überwacht, die die Herstellung
wiedergeben, und die überwachten
und gespeicherten Parameter verglichen, wobei es möglich ist,
mit einem gewissen Grad an Gewissheit zu bestimmen, dass das gebundene
Zwischenprodukt zufriedenstellend ist oder nicht, d.h. durch das
Ofenmittel akzeptiert zu werden ist oder eine Rückweisung erklärt wird.
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Am
praktischsten werden die Temperatur- und Druckparameter durch Abtasten
in Intervallen überwacht
und wenn notwendig irgendwelche Parameterwerte zu dazwischen liegenden
Zeiten aus diesen interpoliert. Die Werte, die von den Abtastzeiten erhalten
oder davon interpoliert werden, werden mit den gespeicherten akzeptablen
Werten für
entsprechende Punkte des Prozesses mit einer vorbestimmten und relativ
kleinen Abweichungsschwelle verglichen, wobei, wenn nur wenige Abtastwerte
von den gespeicherten Parametern, ohne dass sie einen Trend zeigen,
abweichen, d.h. es gibt eine Gesamtentsprechung, wird das Zwischenprodukt
nicht zurückgewiesen.
Alternativ oder zusätzlich
kann jeder Wert einer Temperatur und/oder eines Drucks, der zu einer
Abtastzeit überwacht
wird, mit gespeicherten akzeptablen Werten für einen entsprechenden Punkt des
Prozesses verglichen werden und irgendeine Abweichung über eine
vorbestimmte und relativ große
Schwelle hinaus führt
zu einer sofortigen Rückweisung;
diese verschiedenen Vergleichsformen können ersichtlicherweise zusammen
angewendet werden. Ferner können
derartige Vergleiche verschiedenen Kriterien folgen und die Parameter
können
eher auf einer kontinuierlichen Basis als durch Abtasten überwacht
werden.
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Am
Ende des Bildungsintervalls gibt das Steuermittel das Feststellmittel
frei und das Rammmittel wird von dem Schuhkörper zurückgezogen und das nun-gebundene
Zwischenprodukt, das normalerweise bei 200' ungeheizt ist, wird durch die
Führungsplatten
aus dem Bett der Presse angehoben und abhängig von dem Ergebnis der Überwachung und
Vergleiche, die durch das Steuermittel durchgeführt werden, wird zumindest
ein Hinweis gegeben, ob das Produkt geeignet ist oder nicht, um
an den weiteren Frei-Erwärmvorgang
weitergegeben oder zurückgewiesen
zu werden.
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Die
geheizte Presse wird, wenn benötigt,
mit einem geeigneten Formtrennmittel (Substanz) behandelt und der
Zyklus an Anordnen eines rohen mit Adhäsiv beschichtetem Belagelement
in der Ausnehmung und Anordnen einer vorgeheizten Schuhplattform
darauf vor Aufbringen eines Einlagerungsdrucks wird wiederholt.
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Obwohl
der Schuh in schlechtem thermischen Kontakt mit dem geheizten Pressebett
ist und dazu tendiert Wärme
teilweise an das Belagelement während
des Verdichtungs- und Bildungsintervalls zu verlieren, tritt das
Zwischenprodukt aus der Presse mit einer signifikant erhöhten Temperatur,
typischerweise oberhalb 100°C,
aus, die nicht für
irgendeinen Vorgang geeignet ist, der erfordert, dass es ohne Kühlung manuell
handgehabt wird. Da jedoch das Belagelement und die Bindung keine
weitere Einschränkung
benötigt,
wird das noch-geheizte Zwischenprodukt in einem Ofenmittel 100 angeordnet, das
eine Temperatur, die für
das letztendliche Aushärten
von auf warmaushärtenden
Harzbindern basierende Reibebelagmaterial ist. In dem Bereich von 240–300°C beibehält. Die
vergleichsweise geringe thermische Masse des gebundenen Zwischenprodukts
in Abwesenheit von irgendwelchen Einschränkungsmitteln und seine anfänglich erhöhte Temperatur
ermöglicht,
die Wärme
schnell zu absorbieren und das Aushärten der warmaushärtenden
Harze des Belagelements und der Adhäsivbindung fortzuführen. Jeder
Zwischenprodukt wird infolgedessen innerhalb des Wärmofens über eine
relativ kurzes Zeitintervall von 20–40 Minuten gehalten, um den
zusätzlichen
Harzaushärtegrad
für den
gewünschten Grad
an Härte
und mechanische Stabilität
zu erreichen, die für
sowohl das Belagelement als auch das Adhäsivsystem für die Benutzung als ein Bremsschuh
in einem Fahrzeugrad benötigt
werden. Natürlich
ist das Grad an letztendlicher Aushärtung, durch die die gewünschten
physikalischen Eigenschaften erreicht werden kann, für eine Variation
durch Ändern der
exakten Dauer und/oder Temperatur des Frei-Wärmens in dem Ofenmittel offen.
Das Ofenmittel ist schematisch in 4 gezeigt,
das ein kontinuierlicher Ofen ist, der einen mit einem Vorhang versehenen
Einlassbereich 101, um jedes gebundene Zwischenprodukt 200' wenn es von
der Stabilisierungspresse entfernt wird aufzunehmen, und einem Transportmittel 102 in
Form eines kontinuierlichen Förderbands
aufweist, das die Produkte stütz,
das betreibbar ist, um jedes Produkt durch den Ofen innerhalb eines
vorbestimmten Zeitintervalls zu befördern und um es in einem mit
einem Vorgang versehenen Auslassbereich 103 davon zu laden.
Ein alternatives Transportmittel (nicht gezeigt) ist eine Überkopfbahn oder
dergleichen, an der jedes Produkt aufgehängt ist.
-
Ein
fertiges Reibeelement in der For eines derartigen Bremsschuhs ist
als 200 in 4 in
dem Auslassbereich des Ofenmittels und in 5 mit dem Belag 16' gezeigt, der
teilweise ausgeschnitten ist, um zu illustrieren, wie die Bindung
sich in Übereinstimmung
mit der Schuhplattform befindet. Aufgrund der Reproduzierbarkeit
des überwachten
Press/Bindungs-Vorgangs
weist das Reibeelement, das von dem Erwärmungsofenmittel erhalten wird,
im wesentlichen die letztendlichen Abmessungen auf, außer wenn
die Stabilisierungspresse nicht einen präzisen Formvorgang ausführt, und
es kann wünschenswert sein,
den Reibebelag des Schuhs 200 durch Schleifen oder anderweitiges
Passen in einem begrenzten Ausmaß seiner exponierten Oberfläche zu appretieren,
um sicherzustellen, dass zumindest die Hauptfläche 18 ein bestimmte
Erscheinung aufweist und/oder im wesentlichen mit einem kreisförmigen Bogen in Übereinstimmung
ist, um zu einer Bremstrommel zu passen und die ein Krümmungszentrum aufweist,
das durch Befestigungspunkte des Schuhs zu diesem Zwecke definiert
ist, wobei eine derartige Appreturtechnik die gleiche ist, wie sie
für Bremsschuhe
praktiziert wird, die herkömmlich
durch Binden eine vorgeheizten Belags an eine Schuhplattform hergestellt
werden.
-
Es
wird verstanden werden, dass es, um einen kommerziell brauchbaren
Durchsatz von dem Ofenmittel 100 zu erreichen, wenn der
letztere nicht eine übermäßige Größe aufweist
und die Zwischenprodukte so wie und wenn sie die Stabilisierungspresse
verlassen einzuführen
sind, notwenig ist, dass eine signifikante Anzahl an Zwischenprodukten innerhalb
des Ofens zu irgendeinem Augeblick beinhaltet wird. Bei einigen
Transportsystemformen, wie zum Beispiel ein Überkopfförderer, von dem die Produkte
herunterhängen,
kann die Bahn einem meanderförmigen
Pfad durch den Ofen folgen, in den die Produkte fortlaufend gelangen
und verlassen. In einem derartigen Fall kann jeden Produkt, das
von der Presse freigegeben wird, unmittelbar an diesem Transportsystem
befestigt werden, so dass die Durchsatzrate des Ofens mit der des
Stabilisierungspresse übereinstimmt,
abhängig
natürlich
von irgendwelchen Rückweisungen.
-
Bei
anderen Transportsystemformen, wie zum das Förderband, bei dem es weniger
einfach ist, andere als eine direkte Route durch den Ofen zu entwerfen,
kann es angemessen sein eine oder mehrere Stabilisierungspressen 50 zu
haben, die die Zwischenprodukte mit einer Rate bereitstellen, die
größer ist
als die Zyklusrate einer einzelnen wie vorstehend beschriebenen
Presse. Zum Beispiel kann ein Vielzahl an Stabilisierungspressen
aufgestellt und parallel betrieben werden; dies ist durch die Verwendung
von relativ kostengünstigen
pneumatischen Rammmitteln und dem geringen Einlagerungsdruck, der
dadurch in dem Verdichtungsintervall aufgebracht wird, und der einfachen
Konfiguration von Pressbett und Führungsmittel ökonomisch
gangbar.
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Alternativ
kann eine Vielzahl an Pressbetten beweglich verfügbar bezüglich eines einzelnen Rammmittels
sein, was sich dem vorstehend beschriebenen darin unterscheidet,
dass das Feststellmittel angeordnet ist, ein Schließglied (Plattform)
unmittelbar bezüglich
des Führungsmittels
möglicherweise
manuell angeordnet ist, so dass die Ramme nach dem kurzen Verdichtungsintervall
zurückgezogen
und das Bett für
die Dauer des Bildungsintervalls fortbewegt werden kann, während die
Ramme für das
Aufbringen des Einlagerungsdrucks auf ein Ersatzbett verwendet wird.
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In
irgendeiner der vorbeschriebenen Varianten kann das Heizmittel für die Presse
ebenfalls differieren und eigenständig von dem Körper der
Stabilisierungspresse angeordnet sind, zum Beispiel innerhalb einer
festen Oberfläche,
auf der das oder jedes Pressbett sich befindet, um Wärme durch
Leitung oder in der Form eines vorgeheizten Ofens oder dergleichen
zu empfangen, in dem das oder jedes Pressbett geheizt wird, wobei
ein derartiges Heizmittel gleichwohl als ein Teil der Stabilisierungspresse aufgefasst
wird.
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Es
wird ebenfalls verstanden werden, dass das vorheizen des Schuhkörpers und
wenn angebracht des Pressbetts, anders als durch Einweichen in einem
Ofen erreicht werden kann, zum Beispiel durch durchführen durch
ein Hochfrequenz-Induktionsspulenmittel. Wenn derartigen Vorheizen
durch Einweichen in einem Ofen durchgeführt wird, kann der Körper veranlasst
werden, sich durch den Ofen (wie bei dem Ofenmittel 100)
auf einem Förderband zu
bewegen, so dass Schuhkörper
kontinuierlich geliefert werden, die jeweils die angemessene Zeit
in dem Vorheizofen verbracht haben.
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Es
ist natürlich
ebenso eine Anzahl an Möglichkeiten
verfügbar,
um den Einlagerungsvorgang über
die ganzen Verdichtungs- und Bildungsintervalls durchzuführen. Innerhalb
des Verdichtungsintervalls kann das Steuermittel wie beschrieben
Gas in das pneumatische Rammmittel einlassen, so dass die Last,
die das Rammmittel auf den Schuhkörper aufbringt, sich in einer
spezifischen Weise für
das Verdichtungsintervall erhöht.
Die Last kann veranlasst werden, im wesentlichen linear über das
ganze Intervall zu steigen oder irgendeiner anderen Gesetzmäßigkeit
an kontinuierlicher Steigerung folgen, sie kann ebenso auf Rück-Druck
aus innerhalb des Belagelements ansprechen, um die Last gegen Zeit
Beziehung zu modifizieren.
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Es
wird verstanden werden, dass die Dauer des Bildungsintervalls in
Reaktion auf Zeiteinschränkungen
gewählt
werden kann, die durch andere Prozesse auferlegt sind, so dass das
Quervernetzen sich nicht zwangläufig
zu einem Grad vorgesetzt hat, wobei der Reaktionsdruck auf das Feststellmittel
auf ein Pegel nachgelassen hat und für eine Dauer, dass es sicher
ist, das Feststellmittel von dem noch-geheizten Belagelement und
Adhäsivbindung
freizugeben ohne dass ein plötzlicher
Druckabfall bezüglich
Bildung von Gas- und/oder Dampftaschen signifikant ist. Unter derartigen
Umständen
kann das Feststellmittel angeordnet sind, das Rammmittel zu veranlassen,
einen Einlagerungsdruck gleich dem überwachten von dem Feststellmittel
aufzubringen und nach Freigabe des Feststellmittels den Rammdruck
als eine Funktion der Zeit rampenförmig zurückzuführen.
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Alternativ
kann das Steuermittel, anstatt ein im wesentlichen festes Bildungsintervalls
zu bestimmen, nach dem das Reaktionsniveau gefallen ist, als ein
Ergebnis der Überwachung
des Reaktionsdruckniveaus für
jeden Formvorgang bestimmen, wenn das Niveau auf einen konsistenten
geringen Wert gefallen ist, um das Bildungsintervall auf dieser
Basis zu beenden.
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Aus
der vorstehenden Beschreibung wird verstanden werden, dass innerhalb
gewisser Einschränkungen,
gewöhnlich
Temperaturbereiche, die dem Quervernetzungsverhalten der warmaushärtenden
Materialien, das für
die Herstellung von Reibebelagmaterialien verwendet werden, und
der Adhäsivsysteme
zugeordnet sind, um diese an Metallplattformen zu binden, es einen
Variationsbereich für
Zeitintervalls und einige Prozessschritte in Übereinstimmung mit den spezifischen
verwendeten Materialien und den physikalischen Parametern gibt,
die für
das fertige Reibeelement gewünscht
werden. Ungeachtet derart geringer Variationen wird jedoch verstanden werden,
dass für
ein Reibebelagelement mit den Abmessungen, die typisch für ein für Automobile
dimensionierten Bremsschuh sind, die anfängliche Quervernetzungs/Stabilisierungsphase,
die in der Stabilisierungspresse unter Verwendung einer vorgeheizten
Schuhplattform durchgeführt
wird, eine Dauer von ungefähr
1 Minute aufweist, die Beladen und Entladen einschließt, und
das frei-erwärmte
abmessungsstabiliserte Produkt kann weniger als 40 Minuten, möglicherweise
signifikant weniger, beanspruchen.
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Es
ist zu erwarten, dass Reibeelemente mit einer größeren Belagsgröße und erheblich
größeren Metallschuhen
mit größerer thermischer
Masse Änderungen
in Dauer und Drücken
und möglicherweise Temperaturen
benötigen,
um die Quervernetzungsreaktionen zu steuern, ausgehende Gase, die
ferner von Entlüftungsoberflächen eingeschlossen
sind, können
hinreichend ausgetrieben werden und eine einheitliche Belagdichte
erreicht und Wärme
für das Quervernetzen
kann alle Teile der Belagsplatte durchdringen aber im Prinzip vor
vorstehend beschriebene.
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Der
vorstehend beschriebene Herstellungsprozess ist bestimmt, Formulierungen
und Formen, die in dem technischen Gebiet der Herstellung von Reibebelagmaterial
bekannt sind, einzusetzen, und verwendet diese, und das Verhalten
der Bestandteile in Reaktion auf Temperatur und Druck ist normalerweise
bekannt. Dementsprechend ist es innerhalb des Rahmens eines Fachmanns,
geeignete Pegel für Temperatur,
Druck und Zeitintervalls für
irgendeine exakte Formulierung und Abmessungen und Eigenschaften,
die für
den Belag benötigt
werden, der aus dem Aushärten
des Elements resultiert, zu bestimmen. Insbesondere beschreibt es
die Verwendung von Materialien, die selbst und als ein Resultat
des Zumischens und Walzens in eine plastische Form eingeschlossene
Gase und/oder flüchtige
Materialien und/oder an chemischen Reaktionen (typischerweise, aber
nicht notwendigerweise, Kondensationsreaktionen) während des
Aushärtens
beteiligt sind, die Anlass für
derartige Gase geben und für
die die Fähigkeit,
Gase austreten zulassen, essentiell ist. Es wird jedoch verstanden
werden, dass das Harzbindermaterial eine Zusammensetzung aufweisen
kann, die ohne signifikante Entwicklung von Gasen aushärtet, aber
das Verfahren und die Vorrichtung wie vorstehend beschrieben kann
trotzdem verwendet werden.
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Die
verschiedenen Parameter und typischen Wertebereiche, auf die vorstehend
Bezug genommen wird, können
durch Bezugnahme auf das folgende Beispiel in Zusammenhang gesetzt
werden.
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BEISPIEL
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Ein
Bremsschuh für
eine 8 Zoll Trommelbremse einer 2 Liter Kraftmaschinen-Größe / Passagierautomobil
der Größenklasse 1 Tonne
umfasst einen unlegierten Stahl-Schuhkörper mit
einer Plattform von 200 mm × 38
mm × 2
mm und eine Stegdicke von ungefähr
3,5 mm, zylindrisch gekrümmt
mit einem nominalen Krümmungsradius
von 4 Zoll. Ein Schuhkörper
mit dem Gewicht 275 Gramm, weist eine gereinigte und mit einem dünner Schicht
des vorstehend erwähnten
IR 1947 Primers beschichtete Plattform auf, der kommerziell für diesen
Zweck verkauft wird, wobei der Primer bei Umgebungstemperatur luftgetrocknet
ist.
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Ein
rohes Reibematerial ist durch Mischen der Inhaltsstoffe, auf die
vorstehend Bezug genommen ist, und Walzen in eine plastische Platte
zu einer Dicke von 4,5 mm vorbereitet worden. Die Platte wurde zerschnitten,
um ein einzelnes Belagelement mit Hauptflächen bereitzustellen, die 135
mm × 135
mm messen. Das Belagelement wurde durch Durchführen zwischen Walzen gebogen,
um einen nominalen Krümmungsradius
von 4 Zoll (entsprechend der Schuhplattform) aufzuweisen und auf
seiner konkaven Hauptfläche
mit 0,9 Gramm Nassgewicht des vorstehend erwähnten PL605–35 beschichtet, das die Hauptkomponente
des Adhäsivsystems
darstellt, dem es ermöglicht
wurde, an Luft zu trocknen.
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Nach
Vorbereitung der Schuhe mit der Nebenkomponente des Adhäsivsystems
und des rohen Belagelements mit der Hauptkomponente des Adhäsivsystems,
wurde ein Vorheizofen, der groß genug ist,
um den Schuh aufzunehmen, auf eine Temperatur von 275°C und die
Stabilisierungspresse auf eine Betttemperatur von 230°C geheizt.
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Der
mit Primer versehene Schuh wurde in dem Vorheizofen angeordnet,
um seine thermische Energie zu steigern und wobei im einem Prozess Quervernetzen
des Primers initiiert wurde, wobei eine Oberflächentemperatur von ungefähr 209°C nach 8
Minuten erreicht wurde, wobei die Zeit-Temperatur-Kombination derart
ist, dass der Primer nicht vollständig quervernetzt wurde bevor
der Schuh aus dem Vorheizofen entfernt wurde.
-
Unmittelbar
bevor der Schuh aus dem Vorheizofen entfernt wurde, wurde das Bett
der Stabilisierungspresse mit einem Formtrennmittel wie zum Beispiel
MARBOCOTE W414 oder MARBOCOTE 75CEE, das von Marbo, Italien SpA
hergestellt wird, besprüht
und das Belagelement, das Belagelement auf dem geheizten Pressbett
mit der konkaven, mit Adhäsiv
beschichteten Fläche
exponiert angeordnet. Der Schuh wurde aus dem Vorheizofen zum Ende der
8 Minuten Vorheizzeit entnommen und sofort (innerhalb von 15 Minuten
Handhabungszeit) zwischen die Führungsplatten
der Presse mit seiner konvexen, mit Primer versehenden Oberfläche gegen
die mit Adhäsiv
beschichtete Oberfläche
des Belagelement angeordnet.
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Das
Steuermittel wurde betrieben, um Luft an das pneumatische Rammmittel
zu liefern, um anfänglich
die Rammschnittstelle in Kontakt mit der konkaven Oberfläche der
Plattform zu bewegen, gefolgt von den gezeiteten aufeinander folgenden
Verdichtungs- und
Bildungsintervallen. Das Steuermittel wurde eingerichtet, um den
Versorgungsdruck zu dem Rammmittel linear mit einer Zeit für 5 Sekunden zu
steigern, die das Verdichtungsintervall darstellte, wobei der Druck
derart war, dass ein Kraft auf den Schuh ausgeübt wurde, die von 0 auf 445
Newton (100 Pounds Kraft) gesteigert wurde, die gleich einem Druck
auf das Element von 93,8 kN/m2 (13,6 Psi) einer Belagfläche war.
Zum Ende des besagten 5 Sekunden Verdichtungsdichtungsintervalls
wurde das Rammmittel mechanisch geklemmt und in einer Position für ein weiteres
45 Sekunden Bildungsintervall festgestellt, an dessen Ende das Rammmittel und
die Schnittstelle weg von dem Schuh des nun-gebundenen Zwischenprodukts
zurückgezogen wurde.
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Das
gebundene Zwischenprodukt wurde von der Presse entfernt und zeigte
eine erhöhte
Temperatur von ungefähr
150°C. Es
wurde in dem Heizofen angeordnet, der auf einer Temperatur in dem
Bereich von 240–300°C gehalten
wurde, wobei es ohne weitere Beschränkung für 20–40 Minuten geheizt wurde, um
den gewünschten
Grad an Reibebelaghärte
zu erreichen.
-
Der
Schuh mit seinem gebundenen Belag wurde aus dem Ofenmittel entfernt
und gestattet abzukühlen.
Für den
Belag stelle sich heraus, um ungefähr 4 mm in der Dicke, eine
Verringerung von ungefähr
8%, verringert und in der Dichte ebenso um ungefähr 8% gesteigert worden zu
sein, wobei die Hauptfläche
im wesentlichen aufgrund geringer Extrusionsdrücke während des Verdichtungsintervalls unverändert ist.
Der gebundene Bremsschuh wurde auf Zerstörung hinsichtlich der Scherstabilität der Bindung
in Übereinstimmung
mit BS AU 180: Pan 3: 1982 gestestet und es stellte sich ein Fehlermuster von
6 oder 7 heraus, das heiß,
der Reibematerial scherte in sich selbst vor der Bindung mit der
Schuhplattform.
-
Zusätzlich zu
Prozessvariationen wird verstanden werden, dass Variationen ebenfalls
wie an dem Adhäsivsystem
sowohl an dem Materialtyp oder Typen und möglicherweise der Zahl an Komponenten
erfolgen können.
Zum Beispiel kann die Plattformoberfläche ohne irgendeine adhäsive Komponenten
sein, die als ein Primer wirkt, und unmittelbar vor einem Vorheizen
gereinigt werden, so dass die einzige Komponente des Adhäsivsystems
die ist, die auf das Belagelement angewendet ist. Alternative kann
das Adhäsivsystem
eine oder mehrere Komponenten, die auf die Plattform des Schuhs
vor und/oder nach dem Vorheizvorgang angewendet wird, und keine
umfassen, die auf das rohe Belagelement vor Eingang in die Stabilisierungspresse
angewendet wird.
-
Unter
geeigneten Umständen
können
all die separaten Adhäsivharzkomponenten
weggelassen werden, so dass der Harzbinder des Belagelements, der
auf der Oberfläche
des Elements vorhanden ist, als ein derartiges Adhäsiv wirkt
und an die Oberfläche
der Plattform gebunden wird, wenn es innerhalb der Stabilisierungspresse
aushärtet.
-
Es
wird aus 5 erkannt werden,
dass der moderate Druck, der auf das Belagelement zum Ende des Verdichtungsintervalls
ausgeübt
wird, und irgendeine Zunahme in dem Bildungsintervall, die aus dem
Verhalten der Materialien bei der erhöhten Presstemperatur resultiert,
die Hauptfläche 17 des Belags
und Adhäsivs
dazu veranlasst, der Schuhplattform 12 zu entsprechen,
die im folgenden irgendwelche Oberflächenvariationen einschließt, wie
zum Beispiel Vertiefungen 14, die aus der Schuhkonstruktion
folgen. Es wird verstanden werden, dass, wenn gewünscht, eine
derartige Plattform eine Vielzahl an Oberflächenmerkmalen haben könnte, die
vertieft oder hervorstehend in der Form von diskreten Ausnehmungen
oder Höckern
oder in der Form von transversal ausgedehnten Durchführungen
oder Rippen sind, mit denen die Oberfläche des Elements und Adhäsivs übereinstimmen
würde,
um eine unterstützende
mechanische Zusammenfügung
zu bieten, um die Scherstabilität
entlang des Schuh im Betrieb zu verbessern.
-
Es
wird verstanden werden, dass der extrem geringe Verdichtungsdruck,
der auf die Stabilisierungspresse angewendet wird, wahrscheinlich
ungenügend
ist, um eine signifikante Neuverteilung des Materials des Belagelements
zu bewirken. Zum Beispiel, wenn das Pressbett und Schließglied Krümmungsradien
aufweisen, die zu dem Ausnehmungsboden bzw. Schuhplattform führen, die
anders als parallel sind, und das rohe Belagelement von einheitlicher
Dicke ist, dann wird der Druck ungeeignet sein, um mehr als eine
geringe Krümmungsabweichung der
Hauptflächen
des Elements durch die Presse zuzulassen. Der Verdichtungsdruck
selbst oder ein Vorverdichtungs- oder Gestaltungsdruck kann durch
das Rammmittel angewendet werden, um der Schuhplattform zu ermöglichen,
ein im wesentlichen flaches aber plastisches rohes Belagelement,
das an einzelnen Punkten durch das gekrümmte Bett überstützt wird, in Übereinstimmung
mit dem Bett und der Plattform vor Anwendung des Verdichtungsdrucks
zu biegen.
-
Es
wird ebenso verstanden werden, dass die Struktur der Stabilisierungspresse
von der vorstehend beschriebenen bei Durchführung der gleichen Funktion
variiert werden kann. Zum Beispiel kann das Bett der Presse gestaltet
sein, den Schuhkörper mit
der Plattform zu unterstützen,
die in Richtung auf das Rammmittel gerichtet ist, und für ein Schließglied von übereinstimmender
Gestalt und vertieft (zurückgesetzt)
sein, um gegen ein Belagelement gelagert zu sein, das zwischen ihm
und der Schuhplattform eingelagert ist. Das Bett der Stabilisierungspresse kann
anders als durch Kombination von Schulter und Führungsplatten und eines dazwischenliegenden
Abstandsblocks gebildet sein. Zum Beispiel kann der vertiefte Boden
des Pressbetts einstückig
mit den beiden Führungsplatten
als eine einheitliche Struktur oder einstückig mit einer oder beiden
separaten Führungsplatten
gebildet. Überdies
können
die Führungsplatten
und/oder der separate Abstandblock voneinander separiert sein, um
das Entfernen eines gebundenen Zwischenprodukts anders als noch oben
zu erleichtern.
-
Alternativ
und wie in 6 dargestellt
kann das Führungsmittel 55' zumindest eine Öffnung 300 einschließen, um
dem Belagelement 16 und möglicherweise dem Schuhkörper 11 zu
ermöglichen
lateral bezüglich
der entgegen gesetzten Richtung des Rammmittels beladen zu werden,
dies würde
die Rückführung des
Rammmittels in einer horizontalen Ebene und/oder der gebundenen
Zwischenproduktkomponente erleichtern, um entlang eines verschiedenen
Pfads, von dem ihre bildenden Teile geliefert werden, entfernt zu
werden.
-
In
all den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die nicht-dichtende
Einfassung der Stabilisierungspresse mittels der nicht-dichtenden Beziehung
zwischen dem Schuhkörper 11,
der als ein nicht-dichtendes Schließglied wirkt, und den Führungsplatten
erreicht, wobei eine derartige Anordnung den Hauptflächen des
Belagelements ermöglicht,
um vollständig
und einheitlich unterstützt
zu werden, während
gasförmige
Komponenten mit Hilfe der Nebenflächen entlüften können. Es wird verstanden werden,
dass, wenn gewünscht,
die Presse eine Form einnehmen kann, während das Schließglied (Schuhplattform)
und/oder Pressbett mit einem Anordnung an sehr kleinen feinen löchrigen
entlüftenden
Durchgangsöffnungen,
die derartigen Gasen ermöglichen,
durch die Hauptflächen
auszuströmen, aber
mit die Oberflächen
versehenen ist, die um jede derartige Öffnung gut unterstützt sind,
und die Unterbrechung bei jeder Öffnung
ungenügend
ist, um die Einheitlichkeit des ausgehärteten Belags, der Bindung
an die Schuhplattform oder seiner Entfernung von der Presse schädlich zu
beeinflussen.
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Es
wird verstanden werden, dass obwohl es günstig ist, die Stabilisierungspresse
manuell zu beladen und zu entladen, können die relativ einfachen Vorgänge durch
ein mechanisches Manipulationsmittel durchgeführt werden, das mit dem Steuermittels 90 koordiniert
wird oder unter Kontrolle dessen ist. Insbesondere könnte eine
derartige Manipulation in Verbindung mit automatischem Auswerfen
von zurückgewiesenen
Zwischenprodukten aus dem Prozess und Verhindern des Erreichens
des Ofenmittels 100 stehen könnten.
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Andere
Variationen sind mögliche.
Zum Beispiel kann das Rammmittel eine mechanische Gewindespindel-Anordnung
oder ein hydraulische Kolben und Zylinderanordnung umfassten; in
dem letzteren Fall kann das Feststellmittel durch Bereitstellen eines
hydraulischen Verschlusses betrieben und der Reaktionsdruck mittel Überwachung
der Drucke oder Druckunterschiede werden innerhalb des hydraulischen
Verschlusses gemessen werden. Das thermische Barrieremittel kann ähnlicherweise
alle oder einige der Kolbenstange 73 oder der Rammschnittstelle 75 umfassen,
die aus einem Material mit schlechter thermischer Leitfähigkeit
gebildet sind. Die Rammschnittstelle kann sich ebenfalls darin unterscheiden,
auf den Schuhkörpersteg 13 anstatt
oder zusätzlich
unmittelbar auf die Plattform zu wirken.
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Wie
vorstehend angedeutet und hier der Vollständigkeit halber erneut wiederholt
sind die vorstehend beschriebenen Prozesse und Varianten auf Schuhe
von unterschiedlicher Größen von
Bremsen anwendbar und insofern wie die Abmessungen, die in einigen
Details zitiert werden, spezifisch für Automobile dimensionierte
Bremsen wie hier definiert betreffen, sind die Prozesse und Vorrichtungen
für Bremsen
geeignet, die derartige ungefähre
Abmessungen aufweisen, die in anderen Fahrzeugen und Maschinen Anwendung
finden, wie zum Beispiel die vorstehend erwähnten statischen oder Parkbremsen
von Nutzfahrzeugen, die viel größer dimensionierte
dynamische oder Betriebsbremsen benötigen.
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Während sich
die vorstehende Beschreibung auf die Herstellung eines Reibeelements
konzentriert, das heißt,
einen gekrümmten
Bremsschuh, dessen Reibebelag bestimmt ist, gegen eine zylindrische Bremstrommel
gelagert zu werden, kann es ebenso mit einer Modifikation an lediglich
der Gestalt des Betts verwendet werden, um ein im wesentlichen flaches
Element wie zum Beispiel eine Scheibenbremsenbelag herzustellen.
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Es
wird verstanden werden, dass obwohl das Schließglied der Stabilisierungspresse
ein Teil des gebundenen Zwischenprodukts ist, das durch die Presse
hergestellt wird, muss dies nicht so und ein separierbares Schließglied,
möglicherweise
ebenfalls vertieft wie das Bett, kann verwendet werden; eine derartige
Anordnung würde
eine spezifische Verwendung für
ein Binden von Belagelementen an beide Flächen des Trägers aufweisen, der zwischen ihnen
in der Presse angeordnet ist, zum Beispiel eine Kupplungsplatte.