WO2022043295A1 - Verfahren zur verringerung der geräusch- und vibrationsentwicklung bei reib- und bremsbelägen - Google Patents

Verfahren zur verringerung der geräusch- und vibrationsentwicklung bei reib- und bremsbelägen Download PDF

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WO2022043295A1
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vibration
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Richard Lewis
Paulo PERIN
Ioannis BUZIDIS
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TMD Friction Services GmbH
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TMD Friction Services GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/0006—Noise or vibration control

Definitions

  • the present invention relates to a method for reducing the development of noise and vibration in friction and brake linings, in particular in friction and brake linings for disc brakes.
  • the improvement according to the invention relates to the driving and braking operation and relates in particular to the run-in or run-in phase of friction linings and is achieved by surface treatment of the friction linings with laser beams.
  • the invention relates to the use of laser radiation for the applications and purposes mentioned.
  • improved contact of the treated friction lining with the friction partner, preferably the brake disk is also achieved.
  • DE 197 05 802 A1 relates to a friction lining with improved noise properties, in particular the avoidance of brake squeal.
  • the surface is mechanically or chemically roughened or smoothed, which reduces the friction coefficient of the lining and thus reduces the generation of friction noise.
  • the mechanical roughening is carried out by pressing a pressure stamp with the appropriate surface profile onto the covering.
  • EP 1 262 679 B1 and EP 1 262 680 B1 also describe the surface treatment of friction linings in order to improve the fading and running-in behavior of these linings.
  • the object of the present invention was therefore to provide a method that can be used as widely as possible, with which the noise caused by friction linings (e.g. for disc brakes), in particular during their run-in or run-in phase, can be further reduced. Furthermore, such a method should in principle and if possible be applicable to a wide variety of friction lining types.
  • NASH reduction noise and vibration development
  • a laser treatment according to the invention can basically take place in two directions: a) the surface is smoothed or only certain surface areas are smoothed. This means that the friction lining surface is treated with a laser in whole or in part (and not according to a rigid predetermined pattern) in such a way that the organic components char (carbonize).
  • the entire friction lining surface acts as a contact surface to the friction partner, but the laser-treated areas have a different friction effect compared to the original friction mass, or b) the surface is roughened or profiled or provided with a pattern/structure, with the pattern/structure and depth of the surface profile being further within Limits can vary and can only affect part of the friction lining. This means that, as a rule, the friction mass is completely removed down to a predetermined depth at specific points/areas of the friction lining surface. The contact area with the friction partner (e.g. brake disc) is then limited to the untreated areas of the friction lining surface.
  • the friction partner e.g. brake disc
  • the laser intensity and duration of treatment depend on the type of friction material. Friction compounds with a higher metal content are generally more likely to be subjected to variant b) and friction compounds with a high content of organic components are more likely to be subjected to variant a).
  • the (non-ferrous) metals are melted by the laser treatment and form beads, which are removed from the surface if necessary. Steel changes and becomes harder and/or oxidized. These changes lead to a local increase in the coefficient of friction.
  • the laser-treated surfaces can be easily and reliably identified optically using a microscope or SEM.
  • the method according to the invention for treating the surface of the friction lining does not correspond to the known scorching or surface hardening methods of the prior art, in which the entire surface of the friction lining is regularly treated according to a uniform pattern.
  • the friction lining surface is treated and modified selectively, ie only those points are subjected to laser treatment whose modification leads to an overall improvement in the noise and vibration behavior of the friction lining.
  • the laser offers a high degree of flexibility to modify the friction lining surface in a way that is not possible with conventional chamfering (mechanical beveling/grinding of edges). As a rule, the depth of the material removal is less than in the case of mechanical processing according to the methods of the prior art Technology.
  • the areas of the friction lining surface to be treated are determined in principle using methods known to those skilled in the art, such as are also used in the mechanical improvement of the NVH characteristics.
  • a corresponding vibration measurement is used for this purpose using an NVH test system or an NVH test bench, both of which are known in the prior art and are available from third-party providers. Machining the friction lining surface is not an exact science that can be followed according to a uniform recipe. Various factors still have to be taken into account, such as the type of friction material, its porosity and compressibility, any existing underlayer and the (brake) disc material itself. For this reason, a different processing pattern can also be indicated for different friction lining types with the same lining geometry.
  • each new batch of friction material or friction linings should be subjected to an NVH test and, according to the result, treated with a laser according to the invention.
  • the corresponding laser processing profile can be generally defined for each batch.
  • the result of the laser surface treatment according to the invention can be determined by the energy (radiation) emitted by the laser and the beam focus (irradiated area) to be controlled.
  • High-energy radiation and/or an extended irradiation time at a specific point on the friction lining surface lead to the laser beams penetrating deeper into the friction lining compound, as a result of which a correspondingly thicker layer can then be modified.
  • a thicker surface layer of a friction lining modified according to the invention means, for example, that the positively changed properties of the lining are retained beyond the running-in phase.
  • lasers which cover or preferably emit a wavelength range from 1060 to 1070 nm (this is also where the radiation or radiation power maximum of the laser lies) (such as IR lasers, IR fiber lasers), with the power preferably being in the range from 50W to 3000W.
  • the power used is primarily dependent on the processing speed (run rate or run rate in mm/s) that is specified for the surface treatment of a friction lining.
  • Table 1 Typical and at the same time preferred characteristic parameters (such as power, frequency, spot diameter of the laser beam, etc.) are listed in Table 1 below. Table 1 is not to be understood as exhaustive, but rather shows parameters that are preferred in particular for the process according to the invention. Table 1
  • the preferred characteristics of the lasers that can be used according to the invention cover a relatively wide range of parameters, which depends on the composition of the friction lining to be treated.
  • the laser treatment of the friction lining surface preferably consists of smoothing this surface. Roughening or profiling of the surface is less preferred since, according to the invention, no surface material, or as little as possible, should be removed.
  • the energy of the laser radiation is used for pyrolysis or for thermo-chemical splitting of the particles contained in the friction lining surface Unyvo 2022/043295 T019P233PCT PCT/EP2021/07333321
  • the friction lining surface is binder-free or largely binder-free.
  • the metallic components of the friction lining can melt at the treated points and under certain circumstances also form intermetallic compounds or alloys with each other. Both effects affect the NVH properties of the treated friction lining.
  • the different coefficients of friction or NVH values at different points on the friction lining surface are thus compensated and leveled out, eliminating unwanted NVH effects, i.e. noise and vibration effects, on the friction lining surface and significantly improving the NVH properties of the treated friction lining.
  • friction linings of the NAO type In the case of friction linings of the NAO type, relatively little energy has to be expended for the surface treatment according to the invention. Due to their high proportion of organic components, such friction linings do not conduct the energy introduced by the laser into the interior of the friction lining (poorer heat conductors) and thus a relatively high temperature can be generated at the points of the friction lining surface to be treated with little energy expenditure. Lasers with a power range of 200 to 600 watts are sufficient for this.
  • Friction linings of the semi-metallic type can partially reflect the incoming laser radiation (laser energy) and, as they are better heat conductors, they also conduct the energy more easily into the interior of the friction lining. More powerful lasers (2000-3000 watts) are therefore required to generate sufficient surface temperatures for such coverings.
  • low-metallic friction linings occupy an intermediate position between linings of the NAO type and semi-metallic type.
  • FIG. 1-5 show examples of a treatment according to the invention of brake linings or friction lining surfaces.
  • FIG. 1 shows a friction lining surface 2 enlarged 20 times with a laser-treated area 3 and an untreated area 4.
  • the degree of homogenization of the friction lining surface after the laser treatment can be clearly seen. There is no noticeable material removal.
  • FIGS. 3-5 show brake linings 1 with friction lining surfaces 2, in which differently arranged and also differently sized sections 3 have been subjected to a laser treatment.

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Abstract

Verfahren zur Verringerung der Geräusch- und Vibrationsentwicklung bei Brems- und Reibbelägen im Fahr- und Bremsbetrieb durch Behandlung der Reibbelagoberfläche mit Laserstrahlung, dadurch gekennzeichnet, dass nur solche Stellen der Reibbelagoberfläche behandelt oder egalisiert werden, die zu einer erhöhten Geräusch- und Vibrationsentwicklung beitragen. Dabei wird die Reibbelagoberfläche an diesen Stellen pyrolysiert mit und ohne damit verbundenem Materialabtrag.

Description

Bezeichnung: Verfahren zur Verringerung der Geräusch- und Vibrationsentwicklung bei Reib- und Bremsbelägen
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der Geräusch- und Vibrationsentwicklung bei Reib- und Bremsbelägen, insbesondere bei Reib- und Bremsbelägen für Scheibenbremsen. Die erfindungsgemäße Verbesserung bezieht sich auf den Fahr- und Bremsbetrieb und betrifft insbesondere die Einlauf- oder Einfahrphase von Reibbelägen und wird durch eine Oberflächenbehandlung der Reibbeläge mit Laserstrahlen erreicht. Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung von Laserstrahlung für die genannten Einsatz- und Verwendungszwecke. Überdies wird erfindungsgemäß auch eine verbesserte Anlage des behandelten Reibbelags an den Reibpartner, bevorzugt die Bremsscheibe, erreicht.
Im Stand der Technik sind sowohl Oberflächenbehandlungen, wie z.B. Scorchen, von Reibbelägen als auch der Einsatz von Lasern zu diesen Zwecken bekannt.
Die DE 197 05 802 A1 bezieht sich auf einen Reibbelag mit verbesserten Geräuscheigenschaften, insbesondere die Vermeidung von Bremsenquietschen. Bei diesem Reibbelag wird die Oberfläche mechanisch oder chemisch aufgeraut oder geglättet, wodurch der Belagreibwert reduziert und damit die Entstehung von Reibgeräuschen vermindert wird. Dabei erfolgt die mechanische Aufrauung durch das Aufpressen eines Druckstempels mit entsprechendem Oberflächenprofil auf den Belag.
Die DE 10 2011 106 009 A1 beschreibt die Oberflächenbearbeitung von Reibflächen durch Erzeugung von Vertiefungen oder Nuten mittels Laserstrahlung, um das Reibverhalten und die Lebensdauer solcher Reibbeläge positiv zu beeinflussen.
Die DE 35 16 759 A lehrt die Oberflächenbehandlung von Reibbelägen mittels Laserstrahlen, um ein Streifenmuster zu erzeugen, welches in einer erhöhten Anfangsreibung des Belags resultiert. Auch die EP 1 262 679 B1 und EP 1 262 680 B1 beschreiben die Oberflächenbehandlung von Reibbelägen, um das Fading- und Einlaufverhalten dieser Beläge zu verbessern.
Die mit den Verfahren des Standes der Technik erzielten Ergebnisse bzgl. der realisierten Geräuschreduktion der Reibbeläge (NVH = noise, vibrations, harshness), insbesondere in der Einlauf- oder Einfahrphase, sind nach wie vor verbesserungswürdig. Weiterhin fallen diese Ergebnisse bei den verschiedenen Reibbelagtypen sehr unterschiedlich aus. Dies ist vermutlich in Kenntnis der nachfolgend beschriebenen Erfindung darauf zurückzuführen, dass alle aus dem Stand der Technik vorgenannten Verfahren jeweils die Reibbelagoberflächen nach einem festgelegten Verfahren in der stets gleichen Art bearbeiten bzw. zwar mit unterschiedlichen Werkzeugen bearbeiten aber stets mit einem bestimmten Muster versehen (Nuten, Fasen, Aufrauen), das innerhalb der Offenbarung eines dieser Dokumente nicht variiert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit darin, ein möglichst breit einsetzbares Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem die Geräuschentwicklung verursacht durch Reibbeläge (für z.B. Scheibenbremsen), insbesondere während deren Einlauf- oder Einfahrphase, weiter reduziert werden kann. Weiterhin sollte ein solches Verfahren grundsätzlich und nach Möglichkeit bei den verschiedensten Reibbelagtypen anwendbar sein.
Es wurde gefunden, dass die gewünschte Reduktion der Geräusch- und Vibrationsentwicklung (NVH-Reduktion) bei Bremsbelägen, insbesondere Scheibenbremsbelägen, im Fahr- bzw. Bremsbetrieb durch eine Verbesserung der Anlage des Reibbelags an den Reibpartner, insbesondere Bremsscheibe oder Bremstrommel, erzielt werden kann.
Diese Verbesserung der Anlage des Reibbelags an den Reibpartner wird durch eine Bearbeitung der Reibbelagoberfläche mittels eines Lasers bzw. mittels Laserstrahlung erreicht. Eine erfindungsgemäße Laserbehandlung kann dabei grundsätzlich in zwei Zielrichtungen erfolgen: a) die Oberfläche wird geglättet oder nur bestimmte Oberflächenbereiche werden geglättet. Das bedeutet, dass die Reibbelagoberfläche ganz oder nur zum Teil (und auch nicht nach einem starren vorgegebenen Muster) mit einem Laser derart behandelt wird, dass die organischen Bestandteilen verkohlen (carbonisieren). Weiterhin wirkt die komplette Reibbelagoberfläche als Kontaktfläche zum Reibpartner, allerdings haben die laserbehandelten Bereiche eine gegenüber der Ursprungsreibmasse veränderte Reibwirkung, oder b) die Oberfläche wird aufgeraut bzw. profiliert oder mit einem Muster/Struktur versehen, wobei Muster/Struktur und Tiefe des Oberflächenprofils innerhalb weiter Grenzen variieren können und auch nur einen Teil der Reibbelagoberfläche betreffen können. Das bedeutet, dass in der Regel die Reibmasse bis zu einer vorgegebenen Tiefe an bestimmten Stellen/Bereichen der Reibbelagoberfläche vollständig entfernt wird. Die Kontaktfläche zum Reibpartner (z.B. Bremsscheibe) beschränkt sich dann auf die unbehandelten Bereiche der Reibbelagoberfläche.
In beiden Fällen a) und b) sind die Laserintensität und Behandlungsdauer von der Art der Reibmasse abhängig. Reibmassen mit höherem Metallgehalt werden in der Regel eher der Variante b) und Reibmassen mit hohen Gehalten an organischen Bestandteilen werden eher der Variante a) unterworfen.
Es wurde ferner gefunden, dass die Laseroberflächenbehandlung in Abhängigkeit von den wichtigsten drei Reibbelagtypen an diese Typen jeweils entsprechend angepasst werden sollte. Bei diesen Typen handelt es sich um Reibmittel der Kategorien
(i) Semi-Metallic: enthaltend 30 bis 65 Gew.-% Metall (z.B. Stahl, Eisen, Kupfer,
Messing etc.) gemischt mit Graphit, Füllstoffen und Bindemitteln;
(ii) Organic: (manchmal auch Non Asbestos Organic oder NAO genannt) enthaltend
Fasern und/oder Partikel, die z.B. aus Glas, Gummi, Kohlenstoff bzw. Kevlar® und Twaron® gewonnen werden. Ferner enthalten diese Beläge Füllstoffe und temperaturresistente Kunst- und/oder Naturharze, und
(iii) Low-Metallic: enthaltend einen Anteil an Metall (meist Kupfer oder Stahl) von 10 bis 30 Gew.-%. Weitere Bestandteile entsprechen denen der Kategorie (i) Semi-Metallic.
Bei Reibbelägen mit einem hohen metallischen Anteil, werden die (Bunt-) Metalle durch die Laserbehandlung geschmolzen und bilden Perlen, die falls erforderlich von der Oberfläche entfernt werden. Stahl verändert sich und wird härter und/oder oxidiert. Diese Veränderungen führen zur lokalen Erhöhung des Reibwerts. Optisch mittels Mikroskop oder SEM können die laserbehandelten Flächen einfach und sicher erkannt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren der Reibbelagoberflächenbehandlung entspricht nicht den bekannten Scorching - oder Oberflächenhärtungsverfahren des Standes der Technik, bei denen regelmäßig die gesamte Reibbelagoberfläche nach einem einheitlichen Muster behandelt wird. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Reibbelagoberfläche selektiv behandelt und modifiziert, d.h., es werden nur die Stellen einer Laserbehandlung unterzogen, deren Modifizierung zu einer Verbesserung des Geräusch- und Vibrationsverhaltens des Reibbelags insgesamt führt. Dabei bietet der Laser ein hohes Maß an Flexibilität, um die Reibbelagoberfläche auf eine Art und Weise zu modifizieren, die mit herkömmlichem Fasen (mechanisches Abschrägen/Abschleifen von Kanten) nicht möglich ist. Dabei ist in der Regel die Tiefe des Materialabtrags geringer als bei der mechanischen Bearbeitung gemäß den Verfahren des Standes der Technik. Das bedeutet, dass grundsätzlich jeder Reibbelag, bei dem die beschriebenen NVH-Probleme auftreten, einer gezielten Laserbehandlung seiner Oberfläche unterworfen wird. Diese Art der Laseroberflächenbehandlung verleiht dem Reibbelag bessere positive NVH-Eigenschaften für die Einlauf- oder Einfahrphase als dies z.B. mit der Erzeugung einer Fase am Reibbelag oder mit einer Abfasung des Reibbelags erzielt werden kann.
Die Ermittlung der zu behandelnden Stellen der Reibbelagoberfläche erfolgt grundsätzlich nach dem Fachmann bekannten Methoden, wie diese auch bei der mechanischen Verbesserung der NVH-Charakteristik eingesetzt werden. Dazu dient eine entsprechende Schwingungsmessung mit Hilfe eines NVH-Testsystems oder eines NVH-Prüfstandes, beides im Stand der Technik bekannt und von Drittanbietern erhältlich. Die Bearbeitung der Reibbelagoberfläche stellt keine exakte Wissenschaft dar, bei der nach einem einheitlichen Rezept vorgegangen werden kann. Nach wie vor müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, wie z.B. Art des Reibmaterials, dessen Porosität und Kompressibilität, evtl, vorhandene Underlayer und das (Brems-) Scheibenmaterial selbst. Aus diesem Grund kann bei gleicher Belaggeometrie für verschiedene Reibbelagtypen auch ein unterschiedliches Bearbeitungsmuster angezeigt sein.
Allerdings sind dem Fachmann diese Punkte grundsätzlich aus dem Stand der Technik für andere Bearbeitungsverfahren bekannt, und er kann sie aufgrund seiner Erfahrung und durch einfache Tests anhand der aufgefunden NVH-Charakteristik auch mit entsprechendem Erfolg berücksichtigen.
Um eine maximale NVH-Reduktion zu gewährleisten, sollte jede neue Charge Reibmaterial bzw. Reibbeläge einem NVH-Test unterworfen und entsprechend dem Ergebnis erfindungsgemäß mit einem Laser behandelt werden. So kann für jede Charge das entsprechende Laserbearbeitungsprofil allgemeingültig festgelegt werden.
Das Ergebnis der erfindungsgemäßen Laseroberflächenbehandlung kann durch die vom Laser emittierte Energie (Strahlung) und den Strahlenfokus (bestrahlte Fläche) gesteuert werden. Eine energiereichere Strahlung und/oder eine verlängerte Bestrahlungszeit einer bestimmten Stelle der Reibbelagoberfläche führen zu einem tieferen Eindringen der Laserstrahlen in die Reibbelagmasse, wodurch dann eine entsprechend dickere Schicht modifiziert werden kann. Eine dickere, erfindungsgemäß modifizierte Oberflächenschicht eines Reibbelags bedeutet z.B., dass die positiv veränderten Eigenschaften des Belags über die Einlaufphase hinaus erhalten bleiben.
Nachfolgend werden einige typische und bevorzugte Parameter für die erfindungsgemäße Laserbehandlung einer Reibbelagoberfläche genannt, ohne limitierend zu sein: Vorschub des Laserkopfes: ca. 30 mm/sec,
Abstand der Linien des Laserpfads (Bearbeitungsdichte): ca. 0,11 mm und Eindringtiefe des Laserstrahls in den Reibbelag: ca. 0-1 mm. Je enger die Bearbeitungslinien des Laserpfads zusammenliegen, umso vollständiger oder gründlicher ist die Oberflächenbehandlung. Die genannten Parameter müssen nicht miteinander kombiniert werden.
Erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzt werden Laser, welche einen Wellenlängenbereich von 1060 bis 1070 nm (hier liegt dann auch das Strahlungs- oder Strahlungsleistungsmaximum des Lasers) abdecken oder bevorzugt emittieren (wie z.B. IR-Laser, IR-Faserlaser), wobei die Leistung bevorzugt im Bereich von 50 W bis 3000 W liegt. Die verwendete Leistung ist in erster Linie abhängig von der Bearbeitungsgeschwindigkeit (Laufrate oder run rate in mm/s), die für die Oberflächenbehandlung eines Reibbelags vorgegeben wird.
Typische und gleichzeitig bevorzugt kennzeichnende Parameter (wie z.B. Leistung, Frequenz, Punktdurchmesser des Laserstrahls etc.) sind in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1 ist nicht abschließend zu verstehen, sondern zeigt insbesondere für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugte Parameter. Tabelle 1
Kenndaten erfindungsgemäßer Laser/des erfindungsgemäßen Verfahrens
Figure imgf000009_0001
‘basierend auf dem äquivalenten Fokusbereich von 1 cm2 für einen einzelnen Impuls
Die in der Tab. 1 gelisteten und bevorzugten Kenndaten der erfindungsgemäß einsetzbaren Laser decken ein relativ breites Parameterspektrum ab, welches abhängig ist von der Zusammensetzung des zu behandelnden Reibbelags. Bevorzugt besteht die Laserbehandlung der Reibbelagoberfläche in einem Glätten dieser Oberfläche. Eine Aufrauung oder Profilierung der Oberfläche ist weniger bevorzugt, da erfindungsgemäß kein oder möglichst kein Oberflächenmaterial abgetragen werden soll. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Energie der Laserstrahlung zur Pyrolyse oder zur thermo-chemischen Spaltung der in der Reibbelagoberfläche enthaltenen Unyvo 2022/043295 T019P233PCT PCT/EP2021/07333321
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8 organischen Bestandteile genutzt. Dabei handelt es sich meist um den organischen Binder (z.B. ein Phenolharz), der pyrolysiert wird. An den so behandelten Stellen ist die Reibbelagoberfläche binderfrei oder weitgehend binderfrei.
Während der Laseroberflächenhandlung können an den behandelten Stellen die metallischen Bestandteile des Reibbelags schmelzen und unter Umständen auch miteinander intermetallische Verbindungen oder Legierungen bilden. Beide Effekte beeinflussen die NVH-Eigenschaften des behandelten Reibbelags. Die unterschiedlichen Reibwerte bzw. NVH-Werte an verschiedenen Stellen der Reibbelagoberfläche werden somit ausgeglichen und nivelliert, wodurch ungewollte NVH-Effekte, das heißt Geräusch- und Vibrationseffekte, der Reibbelagoberfläche beseitigt und die NVH-Eigenschaften des behandelten Reibbelags deutlich verbessert werden.
Dabei wird bei Reibbelägen vom NAO-Typ zur erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlung relativ wenig Energie aufgewandt werden müssen. Solche Reibbeläge leiten aufgrund ihres hohen Anteils an organischen Komponenten die durch den Laser eingetragene Energie schlecht in das Innere des Reibbelags weiter (schlechtere Wärmeleiter) und somit kann bereits mit geringem Energieaufwand eine relativ hohe Temperatur an den zu behandelnden Stellen der Reibbelagoberfläche erzeugt werden. Hierfür sind Laser mit einem Leistungsspektrum von 200 bis 600 Watt ausreichend.
Reibbeläge vom Typ Semi-Metallic können die ankommende Laserstrahlung (Laserenergie) zum Teil reflektieren und leiten die eingetragene Energie als bessere Wärmeleiter auch leichter in das Reibbelaginnere weiter. Zur Erzeugung ausreichender Oberflächentemperaturen sind daher bei solchen Belägen leistungsfähigere Laser (2000-3000 Watt) erforderlich.
Low-Metallic-Reibbeläge nehmen bezüglich der beschriebenen Effekte, Parameter und Eigenschaften eine Mittelstellung zwischen Belägen vom NAO-Typ und vom Semi- Metallic-Typ ein. Unyvo 2022/043295 T019P233PCT PCT/EP2021/07333321
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9
Bei jeder erfindungsgemäßen Behandlung einer Reibbelagoberfläche wird diese insgesamt oder in Teilbereichen pyrolysiert und damit carbonisiert oder verkohlt. Ziel dieser Behandlung ist eine bessere Anlage des Reibbelags an den Reibpartnern (z.B. Brems- oder Kupplungsscheibe).
Die Fig. 1 - 5 zeigen Beispiele für eine erfindungsgemäße Behandlung von Bremsbelägen bzw. Reibbelagoberflächen.
Fig. 1 zeigt eine Reibbelagoberfläche 2 in 20-facher Vergrößerung mit einem laserbehandelten Bereich 3 und einem unbehandelten Bereich 4. Der Grad der Homogenisierung der Reibbelagoberfläche nach der Laserbehandlung ist deutlich zu erkennen. Es besteht kein merklicher Materialabtrag.
Fig. 2 zeigt einen Bremsbelag 1 , dessen Reibbelagoberfläche 2 in den gekennzeichneten (gestrichelten) Bereichen 3 durch Laserbehandlung zum Teil abgetragen wurde. Die gekennzeichneten Bereiche liegen jetzt unterhalb der
Originaloberfläche.
Schließlich zeigen die Fig. 3 - 5 Bremsbeläge 1 mit Reibbelagoberflächen 2, bei denen verschieden angeordnete und auch verschieden große Teilbereiche 3 einer Laserbehandlung unterworfen worden sind.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Verringerung der Geräusch- und Vibrationsentwicklung bei Brems- und Reibbelägen im Fahr- und Bremsbetrieb durch Behandlung der Reibbelagoberfläche mit Laserstrahlung, dadurch gekennzeichnet, dass nur solche Stellen der Reibbelagoberfläche behandelt oder egalisiert werden, die zu einer erhöhten Geräusch- und Vibrationsentwicklung beitragen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zu behandelnden Stellen auf der Reibbelagoberfläche durch eine Schwingungsmessung mit einem NVH (noise, vibrations, harshness) -Testsystem identifiziert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Laserbehandlung Teile der Reibbelagoberfläche pyrolysiert oder carbonisiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Laserbehandlung ein Materialabtrag auf der Reibbelagoberfläche erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Laserstrahlung die behandelten Stellen der Reibbelagoberfläche geglättet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Laserstrahlung die behandelten Stellen der Reibbelagoberfläche binderfrei oder weitgehend binderfrei werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der zu behandelnden Stellen der Reibbelagoberfläche mit einem NVH (noise, vibrations, harshness) - Testsystem erfolgt und durch die Laserstrahlung die behandelten Stellen der Reibbelagoberfläche geglättet werden und die behandelten Stellen pyrolysiert oder carbonisiert werden, wodurch diese Stellen binderfrei oder weitgehend binderfrei werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserbehandlung der Reibbelagoberfläche im Hinblick auf Energieeintrag und Bearbeitungszeit in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Reibbelags vorgenommen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Laserbehandlung der Reibbelagoberfläche folgende Parameter gewählt werden: Vorschub des Laserkopfes ca. 30 mm/s, Abstand der Bearbeitungslinien des Laserpfads ca. 0,11 mm und Eindringtiefe des Laserstrahls ca. 0-1 mm.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Laserbehandlung von Reibbelägen vom NAO-Typ Laser mit einem Leistungsspektrum von 200 - 600 Watt eingesetzt werden.
11 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Laserbehandlung von Reibbelägen vom Typ Semi-Metallic Laser mit einem Leistungsspektrum von 2000-3000 Watt eingesetzt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass für die Laserbehandlung von Reibbelägen Laser verwendet werden, deren Strahlungsleistungsmaximum im Wellenlängenbereich von 1060 bis 1070 nm liegt.
13. Verwendung von Laserstrahlung zur Verringerung der Geräusch- und Vibrationsentwicklung bei Reib- und Bremsbelägen in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
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