AT514183A2 - Vorrichtung zur Qualitätsprüfung von Bremsbelägen innerhalb der Fertigung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zurQualitätsprüfung von Bremsbelägen innerhalb derFertigung.Die Vorrichtung ist für den Einsatz nach demPressvorgang und nach dem Aushärtevorgang derBremsbeläge vorgesehen, wobei jeder Belag einzelngeprüft werden soll. Neu sind dabei besonders dierobuste Bauweise und die Anordnung der Wegmesseinheitneben dem Prüfling(5), welche den Deformationsweg desPrüflings aufzeichnet. Weiters besteht dieerfindungsgemäße Vorrichtung unter anderem aus einemAktuator (2), welcher eine Prüfkraft erzeugt, einemKraftmesssystem (4), welches die erzeugte Prüfkraftaufzeichnet, einem Prüfkörper, einer Gegendruckplatte(3) und einer Einlegemaske (6), welche dabei nichtzwischen Bremsbelag und Gegendruckplatte zu liegenkommt. Weiters können in die Gegendruckplatte Elementezur Kompensation von Verwindungen und Unebenheiten imBremsbelag integriert sein.Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung als Prüfstation inden Fertigungsprozess integriert, wobei die Beschickungmanuell oder automatisch erfolgt, oder alseigenständige Prüfstation ausgebildet sein.

Description

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Aktenzeichen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Qualitätsprüfung von Bremsbelägen innerhalb der Fertigung mit einem PrüfZylinder zum Erzeugen eines Anpressdrucks zwischen dem Reibbelag und einer Gegenfläche und einem Kraft-Messsystem zur Aufzeichnung der angewendeten Prüfkraft einem Weg-Messsystem zur Aufzeichnung des Deformationsweges des Bremsbelages einer Software zur Ermittlung der Kompressibilität der Bremsbeläge sowie einer Trenderkennung zum automatischen Gegen-steuern bei systematischer Verschlechterung der Qualitätsparameter.

Stand der Technik

Bislang werden Bremsbeläge einer stichprobenartigen Qualitätsprüfung unterzogen.

Es wird ein Los von Bremsbelägen erzeugt, aus welchem eine Stichprobe entnommen und im Labor untersucht wird. Entspricht diese Stichprobe den geforderten Qualitätsparametern so wird das Los freigegeben und zum Verkauf gebracht. Werden Qualitätsmängel in der Stichprobe festgestellt, so wird das ganze Los verworfen. 01/04/2014 08;13 2/13

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Diese Art der Prüfung bewirkt ein hohes Maß an Ausschussware sowie eine Unsicherheit in Bezug auf die Einhaltung der Qualitätskriterien der ungeprüften Teile.

Der Nachteil der LaborprüfStationen ist die Empfindlichkeit gegen wechselnde Umgebungstemperaturen, Vibrationen und Staub, weswegen diese meist in eigenen Räumen mit genau kontrollierter Raumtemperatur betrieben werden. Da der Einlegevorgang der Prüflinge in die Station komplett manuell durchgeführt wird, ist auch der Weg-Messsensor, welcher den Deformationsweg des Prüflings aufzeichnet, meist erhöht in der Nähe des Kraft-Messsystems oder an dem PrüfZylinder angebracht. Dadurch wird jedoch auch ein Großteil der Biegung der Komponenten gemessen, was sich negativ auf die Qualität des Messergebnisses auswirkt.

Aufgabenstellung

Technische Aufgabe der Erfindung ist es, die Qualitätsprüfung von Bremsbelägen in den Fertigungsablauf zu integrieren und somit eine Erhöhung der Qualitätssicherheit sowie eine Verringerung der Ausschussmenge zu erreichen.

Dies wird dadurch erreicht, dass im Anschluss an den Pressvorgang oder den Aushärtevorgang eine Prüfstation angeordnet wird, in welcher jeder Belag auf die Einhaltung der geforderten Qualitätsparameter überprüft wird. 3/13 01/04/2014 08:13

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Aktenzeichen

Dadurch kann eine hundertprozentige Prüfung der Bremsbeläge garantiert sowie eine Verringerung der produzierten Ausschussware erreicht werden.

Die Vorrichtung kann dabei wahlweise direkt in die Presse integriert werden oder als. eigenständige Station zwischen der Fertigungspresse und dem nachfolgendem Aushärteofen sowie nach dem Aushärteofen angeordnet werden.

Die Prüfstation muss so ausgeführt werden, dass sie unempfindlich gegen die Umgebungsbedingungen in einer Fertigungsanlage für Bremsbeläge ist. Dort herrschen stark unterschiedliche Temperaturen je nach Jahreszeit, Vibrationen, elektromagnetische Kraftfelder, sowie ein hohes Maß an Bremsbelagsstaub, welcher bei beweglichen Teilen zu einer erhöhten Reibung und Materialverlust führt.

Um dies zu erreichen, werden bei den Führungen und den Zylindern spezielle Abstreifer aus dem Bergbau verwendet. Diese können auch unter erhöhter Staubbelastung noch einen sicheren Betrieb gewährleisten. Sämtliche Führungsbuchsen sollen aus abriebresistenteren Materialien wie beispielsweise Bronze gefertigt sein. Die gesamte Konstruktion wird wesentlich massiver aufgebaut, um durch das erhöhte Eigengewicht resistenter gegen von Außen einwirkende Vibrationen und Schwingungen zu sein. Gleichzeitig wirkt diese Konstruktionsweise sich auch auf die Temperaturunempfindlichkeit positiv aus. Zusätzlich wird dadurch die Biegung der Komponenten während des 0-1 /04/2014 08:14 4/13

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Aktenzeichen

Prüfvorganges deutlich reduziert. Ebenfalls wird die Bauteilanzahl innerhalb des Kraftflusses minimiert, um dadurch wiederum die Biegung des Prüfsystems zu reduzieren.

Die gesamte Station wird in kompakter Integralbauweise aufgebaut, um leichter in einen Fertigungsablauf integriert werden zu können.

Generell werden sämtliche Bauteile nach ihrer Robustheit und Staubunempfindlichkeit ausgewählt.

Der optimale Messsensor zur Ermittlung des Deformationsweges arbeitet mechanisch, ermittelt den Weg durch photoelektrische Abtastung, ist unempfindlich gegen Staub, wechselnde Umgebungstemperaturen und elektromagnetische Einflüsse.

Positioniert wird der Weg-Messsensor idealerweise direkt neben dem Prüfling und zentriert in der Symmetrieachse der PrüfStation. An dieser Position hat die Biegung der Komponenten keinen Einfluss auf das Messergebnis. Diese Positionierung kann allerdings nur mittels entsprechend ausgeformter Einlegemaske und automatischem Einzug gewählt werden. Ist dies nicht möglich, so befindet sich die nächstbeste Positionierung des Messsensors ebenfalls direkt neben dem Prüfling, aber außerhalb der Symmetrieachse.

Um trotz staubigen Umgebungsbedingungen qualitativ vergleichbare Messergebnisse zu erzielen, kann die Station mit einem Ausblassystem ausgestattet sein, um 5/13 P.009/018 01 /04/2014 08:14 Nr.'; R603 @010 @010

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Aktenzeichen mittels Druckluft eventuell aufgebaute Staubschichten im Prüfbereich vor jeder Messung zu entfernen.

Mittels einer Software können die gewonnenen Daten ausgewertet werden um gegebenenfalls bei Abweichungen von den Normparametern den Produktionsprozess dahingehend zu beeinflussen, dass die Qualität der Bremsbeläge optimiert wird.

Um die gewonnenen Werte der Prüfstation mit einer zentralen Produktionsdatenbank abgleichen zu können, kann ein Produktidentifikationslesegerät integriert werden, welches eine einzigartige Teile-Nummer der Bremsbeläge ausliest und somit eine eindeutige Zuordnung ermöglicht.

Bei Bedarf kann im Anschluss an das Aushärten im Ofen ein weiteres Prüfmodul angeordnet werden, um ein qualitatives Bild der Wirkung des Aushärtens zu ermitteln.

Um eine Verlangsamung des Produktionsprozesses aufgrund der Prüfung zu verhindern, können in einem Prüfmodul mehrere Prüfzellen integriert werden.

Die Beschickung mit Prüflingen kann wahlweise automatisiert oder manuell durchgeführt werden. Dabei werden in jedem Fall die Prüflinge entweder durch Bediener oder durch Roboter in spezielle Einlegemasken eingegeben. Die PrüfStation zieht dann vollautomatisch die Einlegemaske in die Station ein, wobei durch die P.010/018 6/13 01/04/2014 08:15 Nr.: R603 011 01/04 2014 08:17 FAX +43262663210 SET-SOFTWARE ENGINEERING · ·· ·· ·· ·· ·

Aktenzeichen

Einlegemaske auch gleichzeitig die Zentrierung des Prüflings unter dem Prüfwerkzeug stattfindet. Nach der Prüfung schiebt die Station den Prüfling mit Hilfe der Einlegemaske aus der Station wieder aus. Durch diesen Aufbau ist die gesamte Station leicht automatisierbar, und kann daher ohne massive Umbauten vornehmen zu müssen in einen automatisierten Fertigungsablauf eingebracht werden.

Um größtmögliche Sicherheit zu gewährleisten ist eine Integration von Sicherheitsvorkehrungen nach Stand der Technik bei manueller Beschickung vorgesehen.

Das interne Steuerungssystem kann die Möglichkeit einer Netzwerkanbindung bieten, wodurch eine Fernauslesung der gewonnenen Daten ermöglicht werden kann. Des Weiteren ist auch eine Anbindung von optischen sowie akustischen Signalvorrichtungen möglich.

Als Fehlerhaft erkannte Produkte werden automatisch nach der Prüfung vom weiteren Verarbeitungsprozess ausgeschieden.

Die Ermittlung der Messwerte wird nach Möglichkeit unter Einhaltung der Norm ISO 6310:2001 durchgeführt, wodurch eine Vergleichbarkeit mit Messwerten, welche aus herkömmlichen Prüfverfahren stammen, gewährleistet ist. Ist die Einhaltung der Norm aus fertigungstechnischen Gründen nicht möglich, so bleiben die Messergebnisse durch Verwendung eines Umrechnungs-Algorithmus vergleichbar. 7/13 P.0117018 01/04/2014 08:15 Nr.: R603 @012 01/04 2014 08:18 FAX +43262663210

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Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß den Zeichnungen näher erläutert, wobei Fig.l den prinzipiellen Aufbau zur Integration eines Prüfmoduls in den Fertigungsprozess zeigt.

Fig.2 zeigt eine schematische Darstellung (Schnitt) durch ein erfindungsgemäßes Prüfmodul.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung (Schnitt) durch ein erfindungsgemäßes Prüfmodu'l mit beispielhafter Ausführung einer Beschickungsstation.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Prüfmoduls, bei welcher das Wegmesssystem in Symmetrieebene zum Prüfmodul angebracht ist.

In Fig.l ist ein möglicher Aufbau der Fertigungsstrecke schematisch dargestellt. Ein Roboter oder Operator entnimmt die Prüflinge nach dem Pressvorgang aus der Presse und übergibt sie an eine Beschickungsstation (1) welche diese wiederum auf die einzelnen Prüfzellen aufteilt. Dadurch kann ein kontinuierlicher Fertigungsablauf trotz individueller Prüfung garantiert werden.

In Fig. 3 wird in der Beschickungsstation (1) der Bremsbelag in eine angepasste Einlegemaske (6) übergeben, welche den Prüfling zur PrüfStation zuführt. Mittels des integrierten Wegmesssystems (5) wird die ursprüngliche Materialdicke vor dem Aufbringen der 8/13 01/04/2014 08:16

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Kraft ermittelt. Anschließend bringt der Hydraulikzylinder (2) eine definierte Prüfkraft auf und der resultierende Deformationsweg wird erneut mit Hilfe des Wegmesssystems (5) ermittelt.

Das Wegmesssystem (5) ist dabei in der Art ausgebildet, dass direkt die reine Deformation des Prüflings gemessen werden kann.

Die Prüfstation kann zusätzlich mit einem System zur Kompensation von Unebenheiten der Prüflinge ausgerüstet sein. Dabei wird der Prüfling auf hydraulischen, pneumatischen oder hydropneumatischen Kompensationszylindern gelagert, welche ein optimales Ausrichten des Prüflings unter dem Prüfkörper erlauben.

Das interne Steuerungssystem überprüft nun die erhaltenen Messdaten auf Einhaltung der geforderten Qualitätsparameter. Werden nach einigen Messungen systematische Fehler vom Steuerungssystem erkannt, können diese durch gezieltes Gegensteuern des Herstellungsprozesses verringert werden, um somit die Menge an produzierter Ausschussware signifikant zu verringern.

In Fig. 4 ist eine schematische Darstellung (Schnitt) einer anderen Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Prüfmoduls abgebildet. Zu sehen sind die FührungsStangen (7) des Systems mit den speziellen Zylinderabstreifern (8) und den Bronze Führungsbuchsen (9). Zusätzlich ausgebildet ist hier eine kardanische Aufhängung (10) zwischen Kraftmesssystem und 01/04/2014 08:16 9/13 Nr.: R603 P.013/018 ®014 01/04 2014 08:19 FAX +43262663210 SET-SOFTWARE ENGINEERING t ·· *« ·· ·· _ | · · · · · · » « · · _· » · ♦ » · ♦ • · • · *···

Aktenzeichen

Prüfkörper, um nur Kräfte in einer Achse auf den Prüfkörper aufzubringen. Weiters ersichtlich ist wieder die Einlegemaske (6), das Kraftmesssystem (4) und das Wegmesssystem (5). Das Wegmesssystem ist hier als Besonderheit genau in der Symmetrieachse der Vorrichtung und direkt neben dem Bremsbelag angeordnet. Es misst dabei direkt den Deformationsweg des Bremsbelages, da es den Abstand zwischen Gegendruckplatte (3) und Prüfwerkzeug ermittelt. 10/13 P.014/018 01 /04/2014 08:17 Nr.: R603