用于非导电元件且特别是制动衬块的粉末涂覆(静电喷涂)方法和设备的制造方法

日期:2019-05-22 09:17:42

用于非导电元件且特别是制动衬块的粉末涂覆(静电喷涂)方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对非导电元件且特别是制动衬块进行粉末涂覆的方法和工艺,所述制动衬块是用NAO( “非石棉有机物”,即不含石棉的有机摩擦)摩擦材料制成。
【背景技术】
[0002]用作鼓式制动器的鼓式制动蹄片中和汽车盘式制动器中的制动衬块中和其它装置(例如在离合器片中)的衬片的摩擦材料是用包含纤维状或纤维材料、有机粘结剂(通常是苯酚合成树脂)和增量剂或“填充剂”的化合物(混合物)制造。其它有机和无机材料的混合物代替石棉(它作为对环境有害的物质已在法律上被禁止)被用作纤维材料,如矿石棉、芳族聚酰胺和碳纤维、金属纤维或粉末如铜、锡、铁、铝,和其它金属或金属合金如青铜或黄铜。以EP1227262为例,它指出使用了一种上述类型的摩擦材料,其含有大约10体积%的铜纤维、0.1至15体积%的锡和/或硫化锡,和4至9体积%的青铜纤维。
[0003]NAO化合物由于它们的组成而具有不足以确保其良好喷涂的电导率;如果去除铜的话,情况甚至更糟(由于环境问题,越来越多地要求不含铜的化合物)。
[0004]尽管在制动衬块中,所述化合物作为装配在金属片上的饰板或衬块来制造以形成实际的制动衬块,但喷涂由非导电材料制成的制动衬块存在许多问题。具体来说,现有的为涂覆/喷涂导电的制动衬块而制造的粉末涂覆设备是不可用的。
[0005]更普遍地,还已知为了粉末涂覆(一种需要使用静电荷的喷涂技术)非导电元件(例如用塑料聚合物制造的机械组件),在待喷涂的非导电元件的表面上涂布有导电底漆。然而,导电底漆是基于对环境有毒和有害的有机溶剂。
[0006]对于用非导电化合物制成的制动衬块进行粉末涂覆的尝试至今仍未成功;这是因为,在所有可能情况下,(多亏在非导电化合物中存在用于饰板的金属基底支撑件),制备、光洁度和厚度不令人满意:使用此方法制造的制动衬块因此不能通过标准腐蚀测试。
[0007]因此,可利用的仅有的替代方案是使用其它涂覆技术,然而这更为昂贵并且需要大型的特别设计的设备,考虑到当前的制造体积,所述设备所需要的投资不可接受。

【发明内容】

[0008]本发明的目的是提供一种用于非导电元件且特别是NAO制动衬块的粉末涂覆方法和工艺,相比现有的、被设计用于处理由含金属化合物制造的导电制动衬块的设备可实现的效果,所述方法和工艺将达到最佳的涂布、覆盖度和表面光洁度;实现这一切的同时,在最小改动和不使用导电底漆的条件下利用了现有的设备。
[0009]本发明因此涉及一种用于非导电元件、特别是制动衬块的粉末涂覆方法,如权利要求I中所限定。本发明还涉及一种根据权利要求8所述的用于处理非导电元件、特别是制动衬块的粉末涂覆设备。
[0010]根据本发明的一个主要方面,静电喷涂粉末涂覆/沉积站以及用于熔融和聚合涂覆粉末从而在非导电元件的待涂覆表面上形成涂层的烘烤站的上游,存在预处理站,它通过至少在待涂覆的上述表面上利用一定量(所述量足以使非导电元件产生可测量的重量增加)水(优选地低矿化水)吸附和/或沉积来均匀地润湿所述待涂覆的元件从而使其暂时导电,这将使所述元件变得导电。随后在烘烤站内除去吸附和/或沉积的水。
[0011 ] 在本发明的范围内,“低矿化水”或“低矿物含量水”应被理解为缺乏将可能与铁化合物发生化学反应的离子并且具有与瓶装水在数值上相当的干燥残余物和电导率的水。
[0012]具体来说,根据本发明的一个方面,根据本发明方法和其实施设备所利用的水必须具有缺乏离子的化学组成,所述离子将可能与铁化合物发生化学反应,因此所述水具有在20°C下测量的在I与5,000 μ S/cm之间且优选在10与700 μ S/cm之间的比电导率值[在公制中,“S”是西门子(Siemens)的符号]。
[0013]此外,根据申请者的技术人员的发现,水必须以将使每个非导电元件重量增加在0.15%与0.30%之间的量吸附和/或沉积在有待变得导电的每个非导电元件上。
[0014]以这种方式,用无石棉有机摩擦化合物制造的制动衬块的电阻从预处理之前的1,000,000MΩ (兆欧)的数量级变化到预处理之后的约0.011ΜΩ的值,然后在烘烤期结束时回到预处理值,烘烤通常在隧道形烘箱中进行。因此,预处理的制动衬块可由传统的粉末涂覆方法,以与由导电化合物制造的制动衬块相同的步骤,通过静电沉积涂覆粉末来涂覆。
[0015]根据本发明的其它方面,用于实施本发明方法的设备可根据两个单独的实施方案实现。
[0016]在第一实施方案中,预处理站包括以低矿物含量水(例如井水)操作的过热蒸汽发生器;多个输送喷嘴,其用于将过热蒸汽输送至非导电元件;空气/蒸汽混合装置,其适于当非导电元件位于静电粉末涂覆站上游的传送机构上时,针对所述非导电元件产生空气蒸汽比率为15至30m3/kg的空气/蒸汽流;和冷却装置,其中所述非导电元件是由所述空气/蒸汽混合装置下游且紧邻静电粉末涂覆站上游的传送机构来驱动。
[0017]在第二优选实施方案中,预处理站包括电动辊导轨,其用于整齐地传送非导电元件;多个喷嘴,其用于向非导电元件输送低矿物含量水的高压射流,所述喷嘴适合于在所述非导电元件周围产生水雾;用于所述喷嘴的至少一个供给泵;和面向所述喷嘴的排气罩。
[0018]根据此实施方案,整个预处理站沿着其纵轴、也就是说在有待涂覆的制动衬块前进的方向上布局,总体仅占据45mm的区段(等于电动辊导轨的长度),实施预处理期仅花费10秒,并且功率消耗可忽略不计(约1KW)。
[0019]具体来说,这些结果是借助于两种建设性特征获得:一方面,喷嘴在电动辊导轨下面彼此排成一直线,以使得它们的射流从下向上以距离电动辊导轨预定的垂直距离对准,而在导轨与喷嘴之间留下或许可调节的空白空间;另一方面,排气罩由设置在与喷嘴本身相同的排列方向上,面向喷嘴的直线收集狭缝的管状元件限定。实际上,已发现当这两个建设性特征同时存在时,它们具有协同效应,这容许调节沉积在制动衬块上的低矿化水的量,并且润湿有待以极高的精度处理的化合物。这是在不过度浸泡制动衬块的同时实现所期望的电导率的关键。
[0020]根据本发明的系统的另一个优点是它能够通过简单地关闭预处理站来涂覆NAO无石棉有机制动衬块和低碳钢金属制动衬块两者。因此,可能在同一生产线上从一种类型的化合物切换成另一种,而无需进行任何改动。
[0021]最终,本发明的设备和方法是完全环保的。
【附图说明】
[0022]本发明的其它特征和优点在以下对其两个非限制性实施方案的描述中将是显而易见的,所述实施方案给出的附图仅作为示例,其中:
[0023]-图1描绘根据本发明实施的粉末涂覆设备的部分纵向截面的示意性侧视图;
[0024]-图2描绘图1设备中的一个组件的横截面的放大比例的示意图;
[0025]-图3描绘图1设备的第二组件的放大比例的透视图;
[0026]-图4描绘根据本发明实施的粉末涂覆设备的第二实施方案的部分纵向截面的示意性侧视图;和
[0027]-图5和图6描绘显示根据本发明方法处理的无石棉有机摩擦化合物制动衬块的重量和电导率变化的两个图表。
【具体实施方式】
[0028]参看图1,描绘一

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