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Title:
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A FRICTION LINING FOR A VEHICLE BRAKE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/121534
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a friction lining for a vehicle brake, comprising the steps: providing a forming tool (12), which defines the form of a friction lining to be produced, providing a material mixture for producing a friction lining, wherein the material mixture has ferromagnetic particles, filling the material mixture into the forming tool (12), carrying out a compression process, wherein a predetermined pressure is applied to the material mixture in the forming tool (12), and controlling the temperature of the material mixture in the forming tool (12) during the compression process by means of an inductive energy source (14) arranged on the forming tool (12).

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Inventors:
PIEKARSKI, Adrian (Horchheimer Hoehe 47, Koblenz, 56076, DE)
Application Number:
EP2018/085248
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
December 17, 2018
Export Citation:
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Assignee:
LUCAS AUTOMOTIVE GMBH (Carl-Spaeter-Strasse 8, Koblenz, 56070, DE)
International Classes:
F16D69/04
Foreign References:
US20090014918A12009-01-15
US6427754B12002-08-06
US20070045889A12007-03-01
DE2238558A11973-06-20
DE2818371C21983-08-11
US2520978A1950-09-05
US2642919A1953-06-23
US4081307A1978-03-28
Attorney, Agent or Firm:
BEYER, Andreas (Wuesthoff & Wuesthoff Patentanwälte PartG mbB, Schweigerstrasse 2, Munich, 81541, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags für eine Fahrzeugbremse, mit den Schritten:

Bereitstellen eines Formwerkzeugs (12), das die Form eines herzustellenden Reibbelags vorgibt,

Bereitstellen einer Materialmischung (22) zum Herstellen eines Reibbelags, wobei die Materialmischung (22) ferromagnetische Partikel aufweist,

Einfüllen der Materialmischung (22) in das Formwerkzeug (12),

Ausführen eines Pressvorgangs, wobei die Materialmischung (22) in dem Formwerkzeug (12) mit einem vorbestimmten Druck beaufschlagt wird, und

Steuern der Temperatur der Materialmischung (22) in dem Formwerkzeug (12) während des Pressvorgangs mittels einer an dem Formwerkzeug (12) angeord- neten induktiven Energiequelle (14).

2. Verfahren nach Anspruch 1,

wobei die induktive Energiequelle (14) ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, das auf die ferromagnetischen Partikel in der Materialmischung (22) einwirkt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

wobei die Temperatur der in dem Formwerkzeug (12) aufgenommenen Materialmischung (22) mittels der Stromstärke des der induktiven Energiequelle (14) zugeführten Stroms gesteuert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

wobei die induktive Energiequelle (14) von einem Hochfrequenzstrom durchflossen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

wobei die ferromagnetischen Partikel aus einem Material hergestellt sind, das einen hohen Wirkungsgrad bei der Wandlung von elektromagnetischer Energie in Wärmeenergie aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

wobei während des Pressvorgangs eine Verbindung zwischen der Materialmi¬ schung (22) in dem Formwerkzeug (12) und einer Trägerplatte (46) eines herzustellenden Bremsbelags erhalten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

wobei die Temperatur der in dem Formwerkzeug (12) aufgenommenen Materialmischung (22) mittels der induktiven Energiequelle (14) derart gesteuert wird, dass die Materialmischung (22) in dem Formwerkzeug (12) aushärtet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

wobei die Materialmischung (20) Füllstoffpartikel und/oder durch Wärme aufschmelzbare Bindemittelpartikel aufweist.

9. Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags für eine Fahrzeugbremse, mit den Schritten:

Bereitstellen eines Formwerkzeugs (12), das die Form eines herzustellenden Reibbelags vorgibt,

Bereitstellen einer Materialmischung (22) zum Herstellen eines Reibbelags, Einfüllen der Materialmischung (22) in das Formwerkzeug (12),

Ausführen eines Pressvorgangs, wobei die Materialmischung (22) in dem Formwerkzeug (12) mit einem vorbestimmten Druck beaufschlagt wird, und

Steuern der Temperatur der Materialmischung (22) in dem Formwerkzeug (12) während des Pressvorgangs mittels einer an dem Formwerkzeug (12) angeordneten Einrichtung (48) zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen.

10. Verfahren nach Anspruch 9,

wobei die die Einrichtung (48) zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen elektromagnetische Wellen im Mikrowellenbereich erzeugt.

11. Vorrichtung (10) zum Herstellen eines Reibbelags für eine Fahrzeugbremse, mit:

einem Formwerkzeug (12) mit einer Ausnehmung (20), die die Form des herzustellenden Reibbelags (36) vorgibt und zur Aufnahme einer Materialmischung (22) zur Herstellung des Reibbelags dient, wobei das Formwerkzeug (12) dazu eingerichtet ist, von einer Presse mit Druck beaufschlagt zu werden,

einer induktiven Energiequelle (14) und/oder einer Einrichtung (48) zur Erzeugung von elektromagnetischer Wellen, die an dem Formwerkzeug (12) angeordnet ist/sind, und

einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Temperatur der Materialmischung (22) innerhalb des Formwerkzeugs (12) mittels der induktiven Energiequelle (14) und/oder mittels der Einrichtung (48) zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11,

wobei die induktive Energiequelle (14) das Formwerkzeug (12) umgibt und/oder an einer Seite des Formwerkzeugs (12) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,

wobei die induktive Energiequelle (14) eine Induktionsspule (28) aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,

wobei das Formwerkzeug (12) aus einem austenitisch-ferritischen Stahl oder einem nicht ferromagnetischen Material oder einem elektromagnetische Wellen nicht reflektierenden Metall hergestellt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14,

wobei das Formwerkzeug (12) zur Aufnahme einer Bremsbelagträgerplatte (26) ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15,

wobei das Formwerkzeug (12) eine Negativform aufweist, die die Form des herzustellenden Reibbelags (36) vorgibt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16,

wobei die Vorrichtung Temperatursensoren (40, 42) aufweist, die die Temperatur der Materialmischung in dem Formwerkzeug (12) messen und mit der Steuereinrichtung verbunden sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11, 14 bis 17,

wobei die Einrichtung (48) zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen an einer Seite des Formwerkzeugs (12) angeordnet oder in das Formwerkzeug (12) integriert ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11, 14 bis 18,

wobei die Einrichtung (48) zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen ein Mag¬ netron ist.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Reibbelags

für eine Fahrzeugbremse

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags für eine Fahrzeugbremse. Eine Vorrichtung zum Herstellen eines Reibbelags für eine Fahrzeugbremse ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags für eine Fahrzeugbremse bekannt. Die Druckschrift DE 2 238 558 offenbart eine Vorrichtung zum Herstellen von Reibbelägen. Die Reibbeläge können unter- schiedliche Zusammensetzungen aufweisen. Die Eigenschaften einiger in den Zusammensetzungen enthaltener Kunststoffe können sich verschlechtern, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Beispielsweise sind synthetische Kunstfasern, gesättigte Kunstharze und Zellulose sehr hitzeempfindlich. Aus diesem Grund sollen beim Ankleben der Reibbeläge an einen Tragkörper, üblicherweise eine Trägerplatte aus Metall, die Reibbeläge nur kurzzeitig hohen Temperaturen ausgesetzt werden.

Es ist bekannt, einen metallischen Tragkörper mittels einer Induktionsquelle schnell zu erhitzen, um den Klebstoff am Tragkörper zur Verbindung mit den Reibbelägen zu erwärmen. Die Druckschrift DE 2 818 371 C3 offenbart hierzu eine Vorrichtung, bei der der Tragkörper oder Belagträger mittels einer Induktionsquelle erwärmt wird. Dadurch wird der Kleber an dem Belagträger erwärmt und kann die gewünschte klebende Verbindung mit dem Reibbelag hersteilen.

Die Druckschrift US 2 520 978 offenbart ein Verfahren, bei dem der Belagträger bzw. der Bremsschuh zur thermischen Aktivierung eines Klebstoffs erwärmt wird, um mittels des Klebstoffs eine Verbindung zwischen den Reibbelägen und dem Brems- schuh herzustellen.

Ferner offenbart die Druckschrift US 2 642 919 ein Verfahren, bei dem der Belagträger mittels einer Induktionsquelle erwärmt wird, um einen Klebstoff zu erwärmen, sodass eine Verbindung zwischen dem Belagträger und dem Reibbelag über den Klebstoff hergestellt werden kann.

Schließlich ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Reibbeläge nach ihrer Herstellung thermisch nachzubehandeln. So offenbart beispielsweise die Druckschrift US 4 081 307 die thermische Nachbehandlung der Reibbeläge nach ihrer Herstellung mittels eines Infrarotofens, um Feuchtigkeit aus den Reibbelägen zu entfernen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellung von Reibbelägen insbesondere für Fahrzeugbremsen zu vereinfachen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 oder gemäß dem Patentanspruch 9 und durch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Reibbelags mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags für eine Fahrzeugbremse umfasst folgende Schritte:

Bereitstellen eines Formwerkzeugs, das die Form eines herzustellenden Reibbelags vorgibt,

Bereitstellen einer Materialmischung zum Herstellen eines Reibbelags, wobei die Materialmischung ferromagnetische Partikel aufweist,

Einfüllen der Materialmischung in das Formwerkzeug,

Ausführen eines Pressvorgangs, wobei die Materialmischung in dem Formwerkzeug mit einem vorbestimmten Druck beaufschlagt wird, und

Steuern der Temperatur der Materialmischung in dem Formwerkzeug während des Pressvorgangs mittels einer an dem Formwerkzeug angeordneten induktiven Energiequelle.

Die induktive Energiequelle erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, das in den ferromagnetischen Partikeln Wirbelströme induziert, die eine Erwärmung dieser Partikel zur Folge haben. Auf diese Weise kann die Temperatur der Materialmischung in dem Formwerkzeug gesteuert werden. Über die Temperatur der Materialmischung in dem Formwerkzeug kann auch der Aggregatzustand der Materialmischung gesteuert werden. Durch die induktive Energiequelle kann die Temperatur der Materialmischung in dem Formwerkzeug während des Pressvorgangs derart gesteuert werden, dass die Reibbeläge direkt nach dem Pressvorgang ihre vorbestimmten Eigenschaften aufweisen, ohne dass eine thermische Nachbehandlung erforderlich ist. Es kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verglichen mit dem Stand der Technik somit ein Verfahrensschritt eingespart werden. Weil eine thermische Nachbehandlung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr nötig ist, kann bei dem erfindungsgemä- ßen Verfahren die Zykluszeit für jeden herzustellenden Reibbelag reduziert werden. Dadurch kann der gesamte Zeitaufwand für die Herstellung der Reibbeläge erheblich verringert werden. Da induktive Energiequellen äußerst effektiv sind, können darüber hinaus Energie- und Anlagenkosten eingespart werden.

Ferner müssen bei Verwendung einer induktiven Energiequelle keine Heizelemente mehr innerhalb des Formwerkzeugs angeordnet werden. Auch dadurch lassen sich der Zeitaufwand und die Kosten für die Herstellung von Reibbelägen reduzieren.

Die induktive Energiequelle erzeugt wie bereits erwähnt ein magnetisches Wechsel ¬ feld, das auf die ferromagnetischen Partikel in der Materialmischung einwirkt. Die Leistung der induktiven Energiequelle wird mittels des magnetischen Wechselfeldes auf die ferromagnetischen Partikel in der Materialmischung übertragen und dort aufgrund von induzierten Wirbelströmen und Magnetisierungsverlusten in Wärme umgewandelt. Durch die mit der induktiven Energiequelle und den ferromagnetischen Partikeln in der Materialmischung erzeugte Wärme kann die von einer Presse mit Druck beaufschlagte Materialmischung in dem Formwerkzeug schmelzen und in die gewünschte Form gepresst werden. Dabei kann die Presse den Druck auf das Formwerkzeug bzw. die in dem Formwerkzeug enthaltene Materialmischung schritt ¬ weise erhöhen.

Die Temperatur der in dem Formwerkzeug enthaltenen Materialmischung kann über die Stromstärke des der induktiven Energiequelle zugeführten Stroms und die Ein ¬ wirkdauer des magnetischen Wechselfelds gesteuert werden. Die Temperatur der Materialmischung und der durch die Temperatur bestimmte Aggregatzustand der Materialmischung kann mittels des der induktiven Energiequelle zugeführten Stroms so gesteuert werden, dass der fertige Reibbelag vorbestimmte Eigenschaften aufweist. Die induktive Energiequelle kann von einem Hochfrequenzstrom durchflossen werden. Die Frequenz des Stroms kann in einem Bereich von 25 bis 50 kHz liegen.

Die induktive Energiequelle kann eine Induktionsspule aufweisen. Die Induktionsspu ¬ le kann in der Umgebung des Formwerkzeugs angeordnet sein. Die Induktionsspule ist vorzugsweise derart an dem Presswerkzeug angeordnet, dass die Materialmi ¬ schung in dem Formwerkzeug von dem von der Induktionsspule erzeugten magneti ¬ schen Wechselfeld erfasst wird.

Als ferromagnetisches Material kann ein Material verwendet werden, das einen hohen Wirkungsgrad bei der Wandlung von elektromagnetischer Energie in Wärme- energie aufweist. Beispielsweise können die ferromagnetische Partikel aus einem Material sein, das einen hohen elektrischen Widerstand aufweist. Die ferromagnetischen Partikel weisen vorzugsweise eine vordefinierte Dichte auf. Ferromagnetische Partikel aus Materialien mit einer vordefinierten Dichte können den Prozessverlauf vorteilhaft unterstützen, da die ferromagnetischen Partikel das von der induktiven Energiequelle erzeugte magnetische Wechselfeld bündeln. Das magnetische Wech- selfeld kann Wirbelströme in einer dünnen Außenschicht der ferromagnetischen Partikel erzeugen. Aufgrund des vergleichsweise großen ohmschen Widerstands der ferromagnetischen Partikel sowie der erzeugten Wirbelströme wird der größte Teil der elektrischen Leistung der induktiven Energiequelle in Wärmeleistung umgesetzt. Ein weiterer Teil der in die ferromagnetischen Partikel eingebrachten Energie wird durch die Magnetisierungsverluste (Hysterese) in thermische Energie gewandelt. Als ferromagnetisches Material kann vorzugsweise eine rostfreie Eisenlegierung verwendet werden.

Während des Pressvorgangs kann eine Verbindung zwischen der Materialmischung in dem Formwerkzeug und einer Bremsbelagträgerplatte eines zu produzierenden Bremsbelags erzeugt werden. Das Formwerkzeug kann dazu die Bremsbelagträgerplatte aufnehmen. In dem Formwerkzeug kann eine Aufnahme für die Bremsbelagträgerplatte ausgebildet sein. Abweichend vom Stand der Technik erfolgt eine

Verbindung der Bremsbelagträgerplatte mit dem Material für den Reibbelag direkt und unmittelbar in dem Formwerkzeug während des Pressvorgangs. Dadurch kann verglichen mit dem Stand der Technik ein zusätzlicher Verfahrensschritt eingespart werden. Die Bremsbelagträgerplatte kann aus einem ferromagnetischen Material hergestellt sein. Die Bremsbelagträgerplatte kann mit einem Klebstoff an ihrer dem Material für den Reibbelag zugewandten Seite versehen sein, um eine Verbindung mit dem Material für den Reibbelag herzustellen. Der Klebstoff kann thermisch aktivierbar sein. Der Klebstoff kann vorzugsweise durch das erhitzte Material für den Reibbelag thermisch aktiviert werden. Die Presse kann während des Pressvorgangs einen vorbestimmten Druck auf die Bremsbelagträgerplatte und die Materialmischung ausüben, um das Material zu verdichten und eine Verbindung zwischen der Materialmischung und der Bremsbelagträgerplatte herzustellen.

Die Temperatur der Materialmischung in dem Formwerkzeug kann mittels der induktiven Energiequelle derart gesteuert werden, dass die Materialmischung in dem Formwerkzeug aushärten kann. Mittels der induktiven Energiequelle kann die Temperatur und damit auch der Aggregatzustand der Materialmischung in dem Formwerkzeug in Abhängigkeit von der Stromstärke des der induktiven Energiequelle zugeführten Stroms individuell eingestellt werden. Das Aushärten kann mit der induktiven Energiequelle so gesteuert werden, dass der Reibbelag nach dem Herstellprozess vorbestimmte Eigenschaften aufweist. Der Aushärtschritt kann den

Herstellungsprozess des Reibbelags abschließen.

Die Temperatur der Materialmischung kann erfasst werden. Zur Erfassung der Temperatur können Sensoren vorgesehen sein. Die Temperatursensoren können unmittelbar mit der Materialmischung in Kontakt stehen. Die Materialmischung zur Herstellung des Reibbelags kann neben den bereits erwähnten ferromagnetischen Partikeln auch Füllstoffpartikel und/oder Bindemittelpartikel wie beispielsweise ein Bindeharz aufweisen. Die Materialmischung kann einen vorbestimmten Anteil an ferromagnetischen Partikeln aufweisen. Der Anteil an ferromagnetischen Partikeln kann beispielsweise zwischen 0,5 und 5% des Reibbelagge- wichts betragen. Vorzugsweise beträgt der Anteil an ferromagnetischen Partikeln 2% des Reibbelaggewichts. Das Bindeharz kann vorzugsweise durch Wärme aufschmelzbar sein. Während die Presse die Materialmischung mit den ferromagnetischen Partikeln, den Füllstoffpartikeln und/oder den Bindemittelpartikeln verdichtet, erzeugt die Induktionsspule ein magnetisches Wechselfeld. Dieses Wechselfeld verursacht die gewünschte Zunahme der Temperatur der ferromagnetischen Partikel. Das in der Materialmischung enthaltene Bindeharz nimmt die Wärme aus den sich aufheizenden ferromagnetischen Partikeln auf und verflüssigt sich. Das geschmolzene Bindeharz verbindet die in der Materialmischung enthaltenen Partikel aus unterschiedlichen Materialien miteinander.

Um mit der induktiven Energiequelle schnell hohe Temperaturen erreichen zu kön ¬ nen, kann die Stromzufuhr zu der induktiven Energiequelle derart reguliert werden, dass die Prozesszeit möglichst gering gehalten wird. Darüber hinaus kann durch eine kurze Prozesszeit und eine geeignete Steuerung der Temperatur verhindert werden, dass sich die ferromagnetischen Partikel bis zur Curie-Temperatur erhitzen, ab der sie ihre ferromagnetischen Eigenschaften verlieren. Die Curie-Temperatur von bei ¬ spielsweise Eisen liegt bei 768° Celsius.

Die bereitgestellte Materialmischung mit den ferromagnetischen Partikeln wird in das Formwerkzeug eingefüllt. Über die Presse bzw. ein Presswerk wird die Materialmi ¬ schung in dem Formwerkzeug mit Druck beaufschlagt. Durch den Druck der Presse wird die Materialmischung in dem Formwerkzeug verdichtet, um eine vorbestimmte Dichte bzw. Konsistenz der Materialmischung zu erreichen. Die Presse kann die Mate- rialmischung schrittweise weiter verdichten. Gleichzeitig werden die ferromagnetischen Partikel in der Materialmischung von der induktiven Energiequelle erwärmt und es wird damit Wärme in die in dem Formwerkzeug enthaltene Materialmischung eingebracht. Durch die Wärme wird das in der Materialmischung vorhandene Binde- harz aufgeschmolzen. Das geschmolzene Bindeharz stellt eine innige Verbindung mit den übrigen Partikeln der Materialmischung her. Die Temperatur wird mittels der induktiven Energiequelle so gesteuert, dass das Bindeharz aushärten kann. Mit anderen Worten kann auch das Abkühlen des Bindeharzes über die induktive Energiequel- le gesteuert werden. Die durch dieses Verfahren erzeugte äußere Form sowie die Dichte des Reibbelags bleiben nach dem Aushärten des Bindeharzes erhalten.

Durch das Zusammenwirken der Induktionsquelle mit den ferromagnetischen Partikeln in der Materialmischung kann sich die Wärme in der Materialmischung homogen verteilen. Durch diese homogene Wärmeverteilung erhöht sich die Viskosität des Reibbelags während des Aufschmelzens und es können auch komplexe Formen der Reibbeläge in dem Formwerkzeug erzeugt werden. Beispielsweise können an dem Rand des Reibbelags anzubringende Fasen direkt mittels des Formwerkzeugs bzw. der in dem Formwerkzeug enthaltenen Negativform des Reibbelags hergestellt werden. Dadurch muss der Reibbelag nicht mehr mechanisch nachbearbeitet werden, um ihn mit vorbestimmten Konturen zu versehen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags für eine Fahrzeugbremse, mit den Schritten:

Bereitstellen eines Formwerkzeugs, das die Form eines herzustellenden Reibbelags vorgibt,

Bereitstellen einer Materialmischung zum Herstellen eines Reibbelags,

Einfüllen der Materialmischung in das Formwerkzeug,

Ausführen eines Pressvorgangs, wobei die Materialmischung in dem Formwerkzeug mit einem vorbestimmten Druck beaufschlagt wird, und

Steuern der Temperatur der Materialmischung in dem Formwerkzeug während des Pressvorgangs mittels einer an dem Formwerkzeug angeordneten Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen.

Mittels der von der Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen erzeugten elektromagnetischen Wellen kann die Temperatur der Materialmischung gesteuert werden, sodass sich die Materialmischung zunächst verflüssigen und im Anschluss daran aushärten kann. Durch die elektromagnetischen Wellen werden die Moleküle der Materialmischung in Bewegung versetzt, wodurch in der Materialmi- schung bzw. in den Partikeln der Materialmischung Reibung entsteht, die die Tempe- ratur der Materialmischung erhöht. Über die Temperatur der Materialmischung in dem Formwerkzeug kann auch der Aggregatzustand der Materialmischung gesteuert werden. Mit der Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen kann die Temperatur der Materialmischung in dem Formwerkzeug während des Pressvorgangs derart gesteuert werden, dass die Reibbeläge unmittelbar nach dem Pressvorgang ihre vorbestimmten Eigenschaften aufweisen, ohne dass eine thermische Nachbehandlung erforderlich ist. Die Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen kann elektromagnetische Wellen im Mikrowellenbereich erzeugen. Beispielsweise kann die Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen in einem Frequenzbereich von 915 MHz bis 2,45 GHz erzeugen. Die Materialmischung kann Metallpartikel enthalten. Vorzugsweise sind diese Metallpartikel aus einem Metall, das elektromagnetische Wellen nicht reflektieren kann. Diese Metallpartikel können beispielsweise aus Eisen bestehen. Die Eisenpartikel können sich aufgrund der Wirkung der elektromagnetischen Wellen erwärmen, wodurch die Temperatur der Materialmischung ebenfalls erhöht werden kann. Die Materialmischung zur Herstellung des Reibbelags kann neben den Metallpartikeln auch Füllstoffpartikel und/oder Bindemittelpartikel wie beispielsweise ein Bindeharz aufweisen. Das Bindeharz kann vorzugsweise durch Wärme aufschmelzbar sein. Das in der Materialmischung enthaltene Bindeharz kann aufgrund der in den Partikeln durch die elektromagnetischen Wellen erzeugten Reibung aufschmelzen. Darüber hinaus kann das Bindeharz die Wärme aus den sich aufheizenden Metallpartikel aufnehmen. Das geschmolzene Bindeharz verbindet die in der Materialmischung enthaltenen Partikel aus unterschiedlichen Materialien miteinander.

Mittels der Presse wird die Materialmischung in dem Formwerkzeug unter Druck gesetzt. Gleichzeitig wird die Materialmischung von der Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen erwärmt. Durch die Wärme wird das in der Materialmischung vorhandene Bindeharz aufgeschmolzen, sodass sich die einzelnen Partikel der Materialmischung miteinander verbinden können. Die Temperatur wird mittels der Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen so gesteuert, dass das Bindeharz aushärten kann. Auch das Abkühlen des Bindeharzes kann mittels der Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen gesteuert werden. Die durch dieses Verfahren erzeugte äußere Form sowie die Dichte des Reibbelags blei ¬ ben nach dem Aushärten des Bindeharzes erhalten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Reibbelags für eine Fahrzeugbremse umfasst ein Formwerkzeug. Zudem umfasst die erfindungsgemäße Vor richtung eine induktive Energiequelle und/oder eine Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen. Das Formwerkzeug gibt die Form des herzustellenden Reibbelags vor und nimmt die Materialmischung zur Herstellung des Reibbelags auf. Das Formwerkzeug ist derart ausgebildet, dass es von einer Presse mit Druck beauf- schlagbar ist. Die induktive Energiequelle und/oder die Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen ist/sind an dem Formwerkzeug zur Übertragung von Energie angeordnet. Die Temperatur der Materialmischung innerhalb des Formwerkzeugs ist mittels einer der induktiven Energiequelle und/oder der Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen zugeordneten Steuereinrichtung steuer- bar.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Reibbelags eine induktive Energiequelle und/oder eine Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen aufweist, können die Temperatur und auch der Aggregatzustand der Materialmischung in dem Formwerkzeug mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung so gesteuert werden, dass auf eine thermische Nachbehandlung der Reibbeläge nach dem Pressvorgang bzw. nach der Herstellung verzichtet werden kann.

Die induktive Energiequelle ist vorzugsweise so angeordnet, dass das von der induktiven Energiequelle erzeugte magnetische Wechselfeld auf die Materialmischung in dem Formwerkzeug einwirken kann. Die induktive Energiequelle kann das Formwerkzeug umgeben und/oder an einer Seite des Formwerkzeugs angeordnet sein. Vorzugsweise ist die induktive Energiequelle oberhalb oder unterhalb des

Formwerkzeugs angeordnet. Beispielsweise kann sich die induktive Energiequelle an der Unterseite des Formwerkzeugs erstrecken.

Die induktive Energiequelle kann eine vorzugsweise aus Kupfer bestehende Induktionsspule aufweisen. Die induktive Energiequelle kann ferner einen Stromkreis aufweisen, der mit der Induktionsspule verbunden ist. Die Induktionsspule kann das Formwerkzeug umgeben. Das Formwerkzeug kann innerhalb der Induktionsspule angeordnet sein. Die induktive Energiequelle kann zusätzlich mit einer Kühleinrichtung ausgestattet sein. Die Kühleinrichtung kann beispielsweise eine Wasserkühleinrichtung sein.

Das Formwerkzeug kann aus einem austenitisch-ferritischen Stahl bestehen. Ferner kann das Formwerkzeug aus einem anderen, nicht ferromagnetischen Metall herge- stellt sein, das sich unter Induktionseinfluss nicht erwärmt. Als Beispiele seien hier Aluminium oder Aluminiumoxid genannt. Das Werkzeug kann auch aus einem Material hergestellt sein, das sich durch den Einfluss der induktiven Energiequelle erwärmt. Ein derartiges Werkzeug kann dann vorteilhaft sein, wenn die Oberfläche des Reibbelags durch das sich erwärmende Werkzeug einer zusätzlichen Oberflächenbehandlung unterzogen werden sollen. Temperaturen für eine derartige Oberflächenbehandlung können Temperaturen vor Erreichung der eutektischen Phasengrenze sein. Ferner kann das Formwerkzeug aus einem elektromagnetische Wellen nicht reflektierenden Material hergestellt sein. Vorzugsweise ist das Formwerkzeug aus einem elektromagnetische Wellen nicht reflektierenden Metall hergestellt.

Das Formwerkzeug kann dazu ausgebildet sein, eine Bremsbelagträgerplatte aufzunehmen. Dadurch kann eine Verbindung zwischen dem Material für den Reibbelag und der Bremsbelagträgerplatte während des Pressvorgangs und somit in einem einzigen Verfahrensschritt hergestellt werden.

Das Formwerkzeug kann einen befüllbaren Raum begrenzen, in den die Materialmi ¬ schung eingebracht werden kann. Das Formwerkzeug kann eine Negativform des Reibbelags aufweisen, die die Form des herzustellenden Reibbelags vorgibt. Die Negativform kann einseitig offen sein. In eine einseitig offene Negativform kann ein mit einer Presse gekoppeltes Presselement eindringen und Druck auf die in der Ne ¬ gativform enthaltene Materialmischung ausüben. Die einseitig offene Negativform kann derart ausgebildet sein, dass das Presselement die Negativform verschließen und relativ zur Negativform verlagert werden kann. Das Presselement kann in die Negativform bewegt werden, um die in der Negativform enthaltene Materialmischung mit Druck zu beaufschlagen. Das Presselement kann in Form eines Stempels ausgebildet sein.

Die Vorrichtung kann Temperatursensoren zum Erfassen der Temperatur der Materialmischung aufweisen. Die Temperatursensoren können an dem Formwerkzeug angebracht sein. Die Temperatursensoren können in der Negativform, die die Form des Reibbelags vorgibt, und/oder an einem Presselement angeordnet sein. Das Presselement kann mit einer Presse zum Ausüben von Druck auf die Materialmi ¬ schung in dem Formwerkzeug gekoppelt sein.

Die Vorrichtung kann eine Steuereinrichtung aufweisen, die insbesondere die Strom- zufuhr zur induktiven Energiequelle und/oder die Einwirkzeit des magnetischen Wechselfeldes auf das Formwerkzeug steuert. Die Steuereinrichtung kann auch die Presse bzw. das Presswerk steuern. Ferner kann die Steuereinrichtung mit den Tem- peratursensoren verbunden sein.

Die Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen kann an einer Seite des Formwerkzeugs angeordnet sein. Alternativ kann die Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen in das Formwerkzeug integriert sein. Die Einrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen kann ein Magnetron sein.

Zwei Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zum Herstellen eines Reibbelags wer- den im Folgenden anhand der beigefügten, schematischen Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Vorrichtung gemäß einem ersten

Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine Ansicht einer Vorrichtung gemäß einem zweiten

Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine Ansicht des Presselements und der Negativform mit dem darin hergestellten Reibbelag;

Fig. 4 Ansichten des mit der Vorrichtung hergestellten Reibbelags; und

Fig. 5 eine Ansicht einer Vorrichtung gemäß einem dritten

Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer Vorrichtung 10 zum Herstellen eines Reibbeiags gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 10 umfasst ein Formwerkzeug 12 und eine induktive Energiequelle 14.

Das Formwerkzeug 12 hat zwei Formwerkzeughälften 16 und 18. In der in Fig. 1 unteren Hälfte 18 ist eine Ausnehmung 20 gebildet, in die eine Materialmischung 22 eingebracht werden kann. Die Ausnehmung 20 hat eine Negativform, die die Form des herzustellenden Bremsbelags vorgibt. Die in Fig. 1 obere Hälfte 16 hat eine Aus- nehmung 24, die die Bremsbelagträgerplatte 26 des herzustellenden Bremsbelags aufnehmen kann. Das Formwerkzeug 12 ist mit einer Presse bzw. einem Presswerk gekoppelt. Das Formwerkzeug 12 kann über die Presse mit Druck beaufschlagt wer- den, um die in der Ausnehmung 20 enthaltene Materialmischung 22 zu verdichten. Die induktive Energiequelle 14 weist eine Induktionsspule 28 auf, die mit einem Stromkreis 30 verbunden ist. Der Stromkreis 30 umfasst einen Schalter S, einen Kondensator U 0 , eine Stromquelle A, einen Widerstand R und eine Spule L, die in Reihe geschalten sind.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umgibt die Induktionsspule 28 das Formwerkzeug 12 und damit die in dem Formwerkzeug 12 enthaltene Materialmischung 22 und die Bremsbelagträgerplatte 26. Das Formwerkzeug 12 ist somit innerhalb der Induktionsspule 28 angeordnet. Die Materialmischung 22 enthält ferromagnetische Partikel, die durch die Induktionsspule 28 in Schwingung versetzt werden können. Durch die Schwingung der ferromagnetischen Partikel wird Wärme erzeugt, die das in der Materialmischung 22 enthaltene Bindeharz aufschmelzen lässt. Gleichzeitig wird von der Presse Druck auf das Formwerkzeug 12 ausgeübt, wodurch das Material verdichtet wird. Das geschmolzene Bindeharz verbindet die Partikel der Materialmischung in dem Formwerkzeug miteinander und kann auch eine Verbindung mit der Bremsbelagträgerplatte 26 herstellen.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht einer Vorrichtung 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Gemäß Fig. 2 ist das Formwerkzeug 12 an einer Seite offen. Das Formwerkzeug 12 hat eine Ausnehmung 20, in der die Materialmischung 22 aufgenommen ist. Die Ausnehmung 20 hat eine Negativform, die die Form des herzustellenden Bremsbelags vorgibt. Die Ausnehmung 20 wird von einem Presselement 32 verschlossen. Das Presselement 32 ist mit einer Presse 34 bzw. einem Presswerk gekoppelt. Die Presse 34 kann über das Presselement 32 den Druck auf die Materialmischung 22 in dem Formwerkzeug 12 schrittweise erhöhen. Das Presselement 32 ist relativ zu dem Formwerkzeug 12 verlagerbar, um die in der Ausnehmung 20 enthaltene Materialmischung 22 verdichten zu können. Das Presselement 32 ist stempelförmig und in die Ausnehmung 20 des Formwerkzeugs 12 hinein verlagerbar. Auf das Presselement 32 wird von einer Presse 34 Druck zur Verdichtung des Materials 22 in der Ausnehmung 20 aufgebracht.

Die induktive Energiequelle 14 ist auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel in Form einer Induktionsspule 28 ausgebildet, die mit einem Stromkreis 30 verbunden ist. Anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel umgibt die Induktionsspule 28 das Formwerkzeug 12 jedoch nicht, sondern ist unterhalb des Formwerkzeugs 12 angeordnet. Die Induktionsspule 28 erstreckt sich somit entlang der Unterseite des Formwerkzeugs 12. Der Radius der Induktionsspule 28 kann größer als die Grundfläche der Ausnehmung 20 in dem Formwerkzeug 12 sein um sicherzustellen, dass das magnetische Wechselfeld der induktiven Energiequelle 14 auf die gesamte in der Ausnehmung 20 enthaltene Materialmischung 22 einwirken kann.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht des Formwerkzeugs 12 und des Presselements 32 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. In Fig. 3 ist der hergestellte Reibbelag 36 erkenn- bar. Das Formwerkzeug 12 ist mit Temperatursensoren 38 versehen. Auch das Presselement 34 weist Temperatursensoren 40 auf, mit denen die Temperatur in der Materialmischung bzw. in dem aufgeschmolzenen Material bestimmt werden kann.

Die Temperatursensoren 38 und 40 können mit einer Steuereinrichtung 42 verbunden sein. Die Steuereinrichtung 42 kann ferner die Presse 34 bzw. das Presswerk und die induktive Energiequelle 14 steuern.

Fig. 4 zeigt Ansichten des hergestellten Reibbelags 36 in einer schematischen Darstellung. In Fig. 4 sind die Messpunkte oder Messpositionen 44 eingetragen, an denen die Temperatursensoren 38 und 40 des Formwerkzeugs 12 und des

Presselements 34 die Temperatur in der Materialmischung bzw. in dem hergestellten Reibbelag 36 ermitteln.

Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist die induktive Energiequelle so ausgebildet, dass sie das Formwerkzeug umgibt und sich darüber hinaus entlang der Unterseite des Formwerkzeugs erstreckt.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht einer Vorrichtung 10 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 10 umfasst das Formwerkzeug 12 und eine Einrichtung 48 zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen. Das Formwerkzeug 12 hat eine Ausnehmung 20, in der die Materialmischung 22 aufgenommen ist. Die Ausnehmung 20 hat eine Negativform, die die Form des herzustellenden Bremsbelags vorgibt. Die Ausnehmung 20 wird von einem Presselement 32 verschlossen. Das Presselement 32 ist mit einer Presse 34 bzw. einem Presswerkzeug gekoppelt.

Die Einrichtung 48 zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen ist an dem Formwerk ¬ zeug 12 angeordnet. Die Einrichtung 48 befindet sich unterhalb des Formwerkzeugs, wobei sich die Einrichtung 48 entlang der Unterseite des Formwerkzeugs 12 erstreckt. Die Einrichtung 48 zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen kann ein Mag ¬ netron sein, das elektromagnetische Wellen im Mikrowellenbereich erzeugt. Die von der Einrichtung 48 erzeugten elektromagnetischen Wellen können auf die Materialmischung 22 in der Ausnehmung 20 einwirken, sodass die Temperatur der Materialmi- schung 22 mittels der Einrichtung 48 bzw. der von ihr erzeugten elektromagnetischen Wellen gesteuert werden kann. Das Formwerkzeug 12 ist vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das elektromagnetische Wellen nicht reflektiert. Die Einrichtung 48 ist mit dem Stromkreis 30 verbunden. Der Stromkreis 30 umfasst den Schalter S, den Kondensator U 0 , die Stromquelle A, den Widerstand R und die Spule L, die in Reihe geschalten sind.

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