用于非導電元件且特別是制動襯塊的粉末涂覆(靜電噴涂)方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于對非導電元件且特別是制動襯塊進行粉末涂覆的方法和工藝，所述制動襯塊是用NAO( “非石棉有機物”，即不含石棉的有機摩擦)摩擦材料制成。
【背景技術】
[0002]用作鼓式制動器的鼓式制動蹄片中和汽車盤式制動器中的制動襯塊中和其它裝置(例如在離合器片中)的襯片的摩擦材料是用包含纖維狀或纖維材料、有機粘結劑(通常是苯酚合成樹脂)和增量劑或“填充劑”的化合物(混合物)制造。其它有機和無機材料的混合物代替石棉(它作為對環境有害的物質已在法律上被禁止)被用作纖維材料，如礦石棉、芳族聚酰胺和碳纖維、金屬纖維或粉末如銅、錫、鐵、鋁，和其它金屬或金屬合金如青銅或黃銅。以EP1227262為例，它指出使用了一種上述類型的摩擦材料，其含有大約10體積％的銅纖維、0.1至15體積％的錫和/或硫化錫，和4至9體積％的青銅纖維。
[0003]NAO化合物由于它們的組成而具有不足以確保其良好噴涂的電導率；如果去除銅的話，情況甚至更糟(由于環境問題，越來越多地要求不含銅的化合物)。
[0004]盡管在制動襯塊中，所述化合物作為裝配在金屬片上的飾板或襯塊來制造以形成實際的制動襯塊，但噴涂由非導電材料制成的制動襯塊存在許多問題。具體來說，現有的為涂覆/噴涂導電的制動襯塊而制造的粉末涂覆設備是不可用的。
[0005]更普遍地，還已知為了粉末涂覆(一種需要使用靜電荷的噴涂技術)非導電元件(例如用塑料聚合物制造的機械組件)，在待噴涂的非導電元件的表面上涂布有導電底漆。然而，導電底漆是基于對環境有毒和有害的有機溶劑。
[0006]對于用非導電化合物制成的制動襯塊進行粉末涂覆的嘗試至今仍未成功；這是因為，在所有可能情況下，(多虧在非導電化合物中存在用于飾板的金屬基底支撐件)，制備、光潔度和厚度不令人滿意:使用此方法制造的制動襯塊因此不能通過標準腐蝕測試。
[0007]因此，可利用的僅有的替代方案是使用其它涂覆技術，然而這更為昂貴并且需要大型的特別設計的設備，考慮到當前的制造體積，所述設備所需要的投資不可接受。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是提供一種用于非導電元件且特別是NAO制動襯塊的粉末涂覆方法和工藝，相比現有的、被設計用于處理由含金屬化合物制造的導電制動襯塊的設備可實現的效果，所述方法和工藝將達到最佳的涂布、覆蓋度和表面光潔度；實現這一切的同時，在最小改動和不使用導電底漆的條件下利用了現有的設備。
[0009]本發明因此涉及一種用于非導電元件、特別是制動襯塊的粉末涂覆方法，如權利要求I中所限定。本發明還涉及一種根據權利要求8所述的用于處理非導電元件、特別是制動襯塊的粉末涂覆設備。
[0010]根據本發明的一個主要方面，靜電噴涂粉末涂覆/沉積站以及用于熔融和聚合涂覆粉末從而在非導電元件的待涂覆表面上形成涂層的烘烤站的上游，存在預處理站，它通過至少在待涂覆的上述表面上利用一定量(所述量足以使非導電元件產生可測量的重量增加)水(優選地低礦化水)吸附和/或沉積來均勻地潤濕所述待涂覆的元件從而使其暫時導電，這將使所述元件變得導電。隨后在烘烤站內除去吸附和/或沉積的水。
[0011 ] 在本發明的范圍內，“低礦化水”或“低礦物含量水”應被理解為缺乏將可能與鐵化合物發生化學反應的離子并且具有與瓶裝水在數值上相當的干燥殘余物和電導率的水。
[0012]具體來說，根據本發明的一個方面，根據本發明方法和其實施設備所利用的水必須具有缺乏離子的化學組成，所述離子將可能與鐵化合物發生化學反應，因此所述水具有在20°C下測量的在I與5，000 μ S/cm之間且優選在10與700 μ S/cm之間的比電導率值[在公制中，“S”是西門子(Siemens)的符號]。
[0013]此外，根據申請者的技術人員的發現，水必須以將使每個非導電元件重量增加在0.15%與0.30%之間的量吸附和/或沉積在有待變得導電的每個非導電元件上。
[0014]以這種方式，用無石棉有機摩擦化合物制造的制動襯塊的電阻從預處理之前的1，000，000MΩ (兆歐)的數量級變化到預處理之后的約0.011ΜΩ的值，然后在烘烤期結束時回到預處理值，烘烤通常在隧道形烘箱中進行。因此，預處理的制動襯塊可由傳統的粉末涂覆方法，以與由導電化合物制造的制動襯塊相同的步驟，通過靜電沉積涂覆粉末來涂覆。
[0015]根據本發明的其它方面，用于實施本發明方法的設備可根據兩個單獨的實施方案實現。
[0016]在第一實施方案中，預處理站包括以低礦物含量水(例如井水)操作的過熱蒸汽發生器；多個輸送噴嘴，其用于將過熱蒸汽輸送至非導電元件；空氣/蒸汽混合裝置，其適于當非導電元件位于靜電粉末涂覆站上游的傳送機構上時，針對所述非導電元件產生空氣蒸汽比率為15至30m3/kg的空氣/蒸汽流；和冷卻裝置，其中所述非導電元件是由所述空氣/蒸汽混合裝置下游且緊鄰靜電粉末涂覆站上游的傳送機構來驅動。
[0017]在第二優選實施方案中，預處理站包括電動輥導軌，其用于整齊地傳送非導電元件；多個噴嘴，其用于向非導電元件輸送低礦物含量水的高壓射流，所述噴嘴適合于在所述非導電元件周圍產生水霧；用于所述噴嘴的至少一個供給泵；和面向所述噴嘴的排氣罩。
[0018]根據此實施方案，整個預處理站沿著其縱軸、也就是說在有待涂覆的制動襯塊前進的方向上布局，總體僅占據45mm的區段(等于電動輥導軌的長度)，實施預處理期僅花費10秒，并且功率消耗可忽略不計(約1KW)。
[0019]具體來說，這些結果是借助于兩種建設性特征獲得:一方面，噴嘴在電動輥導軌下面彼此排成一直線，以使得它們的射流從下向上以距離電動輥導軌預定的垂直距離對準，而在導軌與噴嘴之間留下或許可調節的空白空間；另一方面，排氣罩由設置在與噴嘴本身相同的排列方向上，面向噴嘴的直線收集狹縫的管狀元件限定。實際上，已發現當這兩個建設性特征同時存在時，它們具有協同效應，這容許調節沉積在制動襯塊上的低礦化水的量，并且潤濕有待以極高的精度處理的化合物。這是在不過度浸泡制動襯塊的同時實現所期望的電導率的關鍵。
[0020]根據本發明的系統的另一個優點是它能夠通過簡單地關閉預處理站來涂覆NAO無石棉有機制動襯塊和低碳鋼金屬制動襯塊兩者。因此，可能在同一生產線上從一種類型的化合物切換成另一種，而無需進行任何改動。
[0021]最終，本發明的設備和方法是完全環保的。
【附圖說明】
[0022]本發明的其它特征和優點在以下對其兩個非限制性實施方案的描述中將是顯而易見的，所述實施方案給出的附圖僅作為示例，其中:
[0023]-圖1描繪根據本發明實施的粉末涂覆設備的部分縱向截面的示意性側視圖；
[0024]-圖2描繪圖1設備中的一個組件的橫截面的放大比例的示意圖；
[0025]-圖3描繪圖1設備的第二組件的放大比例的透視圖；
[0026]-圖4描繪根據本發明實施的粉末涂覆設備的第二實施方案的部分縱向截面的示意性側視圖；和
[0027]-圖5和圖6描繪顯示根據本發明方法處理的無石棉有機摩擦化合物制動襯塊的重量和電導率變化的兩個圖表。
【具體實施方式】
[0028]參看圖1，描繪一