JPH10510903A - 摩擦ライニングの表面を熱処理する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 連続的であり、多段階のプロセスが摩擦ライニング（７）の表面を加熱ユニット（２）および冷却ユニット（３）に押し付けることで表面を熱処理するプロセスが示されている。各段階における輸送およびプレスフェイズの全長はライニングの連続製造サイクルに対応する。前記プロセスを実行するためのスコーチングプレスはモジュール（１）から作られており、加熱冷却ユニット（２，３）は相互に容易に交換可能である。熱の絶縁はエネルギーの損失を減少させ、そして加熱ユニット（２）の表面の温度を一定に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 摩擦ライニングの表面を熱処理する方法および装置 本発明はスコーチプレスの熱板に当て摩擦ライニング表面の熱処理をする方法 および前記方法を実施するためのスコーチプレスに関する。 摩擦ライニング、特に有機的に結合された摩擦ライニングは、現今では高い熱 負荷が頻繁に加えられている。それらは、第１のブレーキ過程でも、高いブレー キ力を生成すると予想されているので、前記摩擦面は、その表面を熱板（スコー チング）に押しつけるかまたはガスの炎または同等のものにさらして圧粉体の劣 化（ＤＥ−Ａ ４０３２１８２）を妨げる熱処理がされる。摩擦係数の減少の原 因となるものである表面に近い領域での有機体結合材料の分解による生成物は、 このように除去される。 スコーチング過程で、例えば、２０回研磨され、そして焼き入れされた摩擦ラ イニングは７５０℃まで熱板に同時に押しつけられる。 この加熱の過程では、分解による生成物の除去を容易にするための通風により 何度も妨害される。前記ラ イニングは、引き続いて、冷却板に対して押し付けられることにより冷却される 。摩擦ライニングの後板はそれから一般的には洗浄にされ、被覆される。 今まで知られている方法では、前記摩擦表面は最初に前記熱板に押し当てられ るときでさえも、最大の温度にさらされるという欠点がある。前記表面の密封が 行われ、それは分解された生成物の脱出を妨げる。熱板の温度をその全体の領域 で一定に保つことは大変困難なことである。１５Ｋまたはそれ以上の温度の変動 は非常に普通に起こり得ることである。スコーチングをバッチ処理により行われ た前記摩擦ライニングは異なった耐久性と摩擦係数を持つことになる。 スコーチングのための処理時間は、前記摩擦ライニングの形状または材料に依 存することは当然であり、前記既知のスコーチング過程を連続製造方法に組み合 わせることは事実上不可能である。 そこで、摩擦ライニングの表面の熱処理を連続的に行うことを可能にすること が目的であり、その工程では全ての摩擦ライニングは同じ条件で予め定められた サイクルタイムで処理される。 前記目的はもし摩擦ベアリングが焼き入れの直後に直接スコーチングプレスに 供給され実質的に冷却されないことにより、前記摩擦ライニングが前記スコーチ ングプレスで何段階も処理されることにより、解決さ れるものであり、各処理ステージは１サイクルの期間連続し、輸送フェイズとプ レスフェイズとを含み、前記摩擦ライニングの表面は各々の熱的操作板に対して プレスフェイズで押し付けられ、そして、前記摩擦ライニングは最初のプレスフ ェイズで９００℃に達するまで熱板に対して押し当てられ、引き続くプレスフェ イズでは冷却板に押し付けられる。 前記摩擦ライニングは、好ましくは５０〜５０００ｄａＮ（デカニュートン） のプレス力により押し付けられる。比較的高いプレス力は熱移送におけるさらな る改良効果はなく、一方加えられた熱移送は低いプレス力に耐性である。前記輸 送フェイズは、前記既知のプロセスの換気フェイズに対応する。 個々の熱処理および冷却段階は前記スコーチングプレスの異なったモジュール で実行されるので、各段階で熱的に動作する板およびプレス力はそれぞれライニ ングの形状および摩擦の構成要素に依存させて理想的なものにセットできる。か くして、前記摩擦表面は、加熱および冷却板の温度に各段階で加熱または冷却さ れる。このようにして、前記摩擦表面での時間に対する全体の温度の変動は制御 されそして密封は妨がれる。そのうえ、この温度制御によってエネルギーは節約 される。異なった加熱モジュールに分割した結果により、前記表面温度を全体の 加熱板に対して一定に保つこと が容易になり、その結果変動は多くとも１Ｋとなる。 サイクル期間は、一般的に言って、３〜６０秒である。０．５〜２秒が輸送フ ェイズに、そして１〜５９．５秒がプレスフェイズに割り当てられる。理想的に 動作されると、前記摩擦表面で望まれる温度は、プレスフェイズで１〜５秒経過 後に達する。 前記スコーチングプレスでの全体の処理時間は、一定のサイクル期間で、熱板 に対するプレスフェイズの数および冷却板に対するプレスフェイズの数により決 定されるが、これは可変であり、各ライニングに固定される。一般的に、５回の 熱処理段階と２回の冷却段階は、乗用車のディスクブレーキライニングには十分 なものである。 前記目的はさらに以下のもので解決され、それは、複数のモジュールをもち前 記モジュールはそれぞれ加熱ユニットおよび冷却ユニットを含むグループから構 成されるスコーチングプレスと，ユニット方向に移動可能であり圧板をもつプレ ス装置と，前記プレス装置に向けられたユニット側に設けられた各々の熱差動表 面と，吸着装置と，前記ユニットの熱的に動作する表面と前記プレス装置の圧板 との間に前記摩擦ライニングを位置合わせするための搬送装置と，加熱ユニット 用の制御装置と，搬送装置とプレス装置用の制御装置である。 好適な実施例において、１つの分離されたプレス装置が各モジュールに関連さ せられていることにより特徴づけられている。 分離された吸引装置は、各モジュールに関連して有利に利用されている。 加熱および冷却ユニットは好ましくは互換性を持つ。前記スコーチングプレス により、異なった回数の冷却または加熱処理段階を必要とする異なった形状や構 成要素を持つ摩擦ライニングの処理にかかる技術的な負担をなくして転換するこ とが可能になる。これらの個々のユニットは維持や修理作業に関する問題はなく 分解可能である。 ガスの分解生成物を熱的な動作表面から特に加熱表面から素早く除去するため に、前記ユニットの前記熱的動作表面と前記圧板を垂直に調整し、分解生成物を このように規定されたギャップの上に放出することは合理的なことである。加熱 表面上に炭素層が形成されるとそれが熱移送を妨げ、かくして防止される。前記 熱的な動作表面、特に加熱表面はスコーチングの際にライニングが固まらないよ うに構成されなければならない。このことは例えば、タングステンカーバイドを コーティングすることによって達成される。 加熱ユニットの加熱は高電力の加熱ダイによりなされ、その高熱負荷での使用 寿命は熱拡散が妨げられな いということに依存している。加熱ブロック中に、前記ダイを強固に固定する一 方で迅速に置き換えられるようにするためには、加熱ブロックは加熱ダイの軸を 通る面で分割されており、２つの部分は相互に弾性的に押し付けられている。 プレス力は鋼のフレームに硬いセラミック材料のブロックにより伝達されてい る。加熱ブロックとフレームの間に配列されているのは、無機質の熱絶縁材料で あり、それは熱損失を少なくし、温度制御に害を与える環境の影響を除去するた めである。 摩擦ライニングの異なるタイプが異なる厚みを持つが圧板の移動時間が短い方 が好ましいので、前記板のストロークを小さく維持することが適切である。これ は異なる厚みの取り換え可能な圧板によって容易に達成されるので、異なる摩擦 ライニングの厚みで一定のストロークを確保する。 好適な実施例において、前記圧板は冷却可能であるということで特徴づけられ る。これにより、前記圧板が小さい間隙のために熱表面によって温められるのを 妨ぐ。 搬送装置は１つのモジュールから次のモジュールへの移送フェイズの間のサイ クルに摩擦ライニングを搬送しなければならない。これは例えば、コンベアチェ ーンで生じるもので、それは断続的に動作させられ、 そしてその上に適当なキャリアが前記摩擦ライニングを受け止めるために設けら れていることによってなされる。加熱表面と圧板との間の空間が狭いことや高温 の結果として、プレスフェイズ中に加熱または冷却表面と圧板との間のギャップ から、前記摩擦ライニングがプレス力によってのみ維持されているようにして移 送装置を移動させることが望ましい。 そのような装置は例えば、平坦な鋼性の棒であって、摩擦ライニングを受け入 れる窪みを持ち、そしてそれは水平および垂直方向に前記ギャップ内で移動でき るものである。 さらなる好適な実施例は、従属クレームによって特徴づけられる。 本発明は図面を参照して以下に説明される。 図１は、スコーチングプレスの動作原理を示す図である。 図２は、加熱ユニットとプレス装置の関連する部分とを通る断面図である。 焼き入れの炉から出てきた摩擦ライニング７は平坦な鋼性の棒６の窪みにそれ ぞれが１０秒の間隔で配置される。前記平坦な鋼性の棒６を、圧板８およびユニ ット２と３の間に固定された前記摩擦ライニング７が前記窪みに受け止めらるま で、まずはじめに上昇させる。圧板８は圧縮装置４によって引き戻され、そして 前記平坦な鋼性の棒６は、前記摩擦ライニング７がそれぞれの引き続くモジュー ル１に達するまで矢印の示す方向に移動させられる。摩擦ライニングの摩擦表面 は圧板８によってユニット２および３の加熱または冷却表面にそれぞれ５０〜５ ０００ｄａＮで押し付けられ、そして前記平坦な鋼性の棒は加熱領域から下方に 引き下げられる。 前記ライニング７を離してからそれらが再度押し付けられるまでの移送プロセ スは約２秒続く。前記ライニング７はこの間、ガス状の分解生成物が加熱された モジュール１から除去されるように吸引装置手段５によって通風される。平坦な 鋼性の棒６および押し付け装置４の移動の時間系列は制御装置１０により制御さ れる。前記駆動は例えばエアシリンダなどによって実行される。前記平坦な鋼性 の棒６は矢印とは反対の方向に加熱または冷却過程中に開始位置に戻される。 前記スコーチングプレスは７個のモジュール１を含んでいる。前記最初の５個 は加熱ユニット６を装備しており、そして、残りの２個は冷却ユニット３を備え ている。前記加熱ユニット２の温度制御は制御装置９により実行される。各段階 における最終温度に約５秒で到達し、それから３秒間保持されるように設計され ている。このようにして摩擦面は各々の温度にまで加熱されることが保証されて いる。この場合、第１段階 の最終温度は３５０℃，第２段階では５００℃，第３段階では６００℃，第４段 階では７００℃，第５段階では７５０℃である。冷却は第６段階で３５０℃まで 行われ、第７段階では１００℃まで実行される。加熱段階での温度はライニング に対応して調整可能である。冷却剤の量は冷却段階において、望ましい温度また は最終温度により制御される。加熱ユニット２と冷却ユニット３は交換可能であ る。 加熱ユニット２の構成は全体の加熱面の温度の恒常性および加熱ダイ１１の使 用寿命および加熱速度にとって極めて重要なものであるから、その構成を図２を 参照してさらに詳細に説明する。電気的な加熱ダイ１１は鋼性のブロック１２に よって囲まれており、前記ブロックは加熱ダイ１１の軸の平面において分割され ている。前記ブロック１２はセラミック絶縁要素２３によって加熱平面１３を除 いて囲まれている。 加熱表面１３の領域中に温度感知器１４がさらに設けられている。絶縁されて いるブロック１２はハウジング１５の中に設けられており、そこから、加熱表面 １３が突出させられている。前記ブロック１２には硬いセラミック板１６を介し て、ハウジングの内壁面およびハウジングの後板１７を保持しており、後板１７ はハウジング１５にばね１８を介してねじ止めされている。適当な当初の緊張力 と熱的な膨脹はばね１８に よって達成される。 全体の加熱ユニット２は手回しのねじ１９によってモジュールのフレーム２０ に容易に取り外し可能に設けられている。プレス装置４において、トグルレバー ２１は空気力により移動させられ、水平方向に案内されている端面に設けられて いる圧力ブロックと取り換え可能な圧板８が係合される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェニゲス、 ノーベルト ドイツ国、ディー−45479、ミュルハイム ザールナー ストラーセ 211 (72)発明者 スタインカンパー、 ウルリック ドイツ国、ディー−45355、エッセン フ ァーステンベルグ ストラーセ 76

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．スコーチングプレスにおいて加熱板（２）に対して摩擦ライニング（７ ）の表面を押し付けることにより前記表面を熱処理をする方法において、前記摩 擦ライニング（７）は焼き入れ後、直ちにスコーチングプレスに供給されること によりほとんど冷却されず、前記摩擦ライニング（７）は前記スコーチングプレ スでいくつかの段階により処理され、各処理段階はあるサイクル期間だけ持続し 、そして輸送フェイズと圧縮フェイズを含み、前記摩擦ライニングの表面はプレ スフェイズにおいてそれぞれの熱的な動作板（２，３）に押し付けられ、そして 前記摩擦ライニングは第１のプレスフェイズにおいて、加熱板に対して９００℃ に達するまで押し付けられ、そして引き続くプレスフェイズでは、冷却板に押し 付けられことを特徴とする熱処理方法。 ２．請求項１記載の方法において、前記摩擦ライニング（７）はプレス力５ ０〜５０００ｄａＮで押し付けられることを特徴とする方法。 ３．請求項１または２記載の方法において、各熱的な動作板（２，３）の温 度は別々に調整可能である ことを特徴とする方法。 ４．請求項１〜３記載のいずれかの方法において、前記サイクル期間は３〜 ６０秒であることを特徴とする方法。 ５．請求項１〜４記載のいずれかの方法において、熱板（２）に対するプレ スフェイズの回数および冷却板（３）に対するプレスフェイズの数は可変である ことを特徴とする方法。 ６．請求項１〜５記載のいずれかの方法を実施するためのスコーチングプレ スにおいて、加熱ユニット（２）および冷却ユニット（３）のグループをもつ複 数のモジュール（１）と，前記ユニットに対して移動可能であり圧板（８）をも つ押し付け装置（４）と，前記プレス装置（４）の方向に向かうユニット（２， ３）の側面に設けられた熱的な動作平面（１３）と，吸引装置（５）と，ユニッ ト（２，３）の熱的な動作表面とプレス装置（４）の圧板（８）との間に摩擦ラ イニングを位置させるための搬送装置（６）と，加熱ユニット（２）用の制御装 置（９）と，および搬送装置（６）とプレス装置（４）用の制御装置（１０）を 含むことを特徴とするスコーチングプレス。 ７．請求項６記載のスコーチングプレスにおいて、分離されたプレス装置（ ４）が各モジュールに関連されていることを特徴とするスコーチングプレス。 ８．請求項６または７記載のスコーチングプレスにおいて、分離された吸引 装置（５）が各モジュール（１）に関連されていることを特徴とするスコーチン グプレス。 ９．請求項６〜８記載のいずれかのスコーチングプレスにおいて、加熱およ び冷却ユニット（２，３）は、相互に交換可能であることを特徴とするスコーチ ングプレス。 １０．請求項６〜９記載のいずれかのスコーチングプレスにおいて、ユニット （２，３）の熱的な動作表面（１３）は垂直に配置されていることを特徴とする スコーチングプレス。 １１．請求項６〜１０記載のいずれかのスコーチングプレスにおいて、加熱ユ ニット（２）はハウジング（１５）に囲まれており、そして加熱ダイ（１１）を 含み、前記ダイは熱的な動作表面（１３）を持つブロック（１２）に取り付けら れており、ブロック（１２） は加熱ダイ（１１）の軸の面で分割されており、熱的な動作表面（１３）を除き 、セラミック絶縁要素（２３）によって囲まれ、そしてハウジング（１５）上の 硬いセラミック板（１６）を経由して維持していることを特徴とするスコーチン グプレス。 １２．請求項６〜１１記載のいずれかのスコーチングプレスにおいて、熱的な 動作表面（１３）はタングステンカーバイドによってコーティングされているこ とを特徴とするスコーチングプレス。 １３．請求項６〜１２記載のいずれかのスコーチングプレスにおいて、圧板（ ８）は取り換え可能であることを特徴とするスコーチングプレス。 １４．請求項６〜１３記載のいずれかのスコーチングプレスにおいて、圧板（ ８）は冷却可能であることを特徴とするスコーチングプレス。 １５．請求項６〜１４記載のいずれかのスコーチングプレスにおいて、冷却ユ ニット（３）は冷却剤の量のための制御装置を備えていることを特徴とするスコ ーチングプレス。