ES2244382T3 - Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de guarniciones de frenos. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para la fabricación de guarniciones de frenos con un molde (2) adecuado para el alojamiento de al menos un soporte (31) de guarnición de frenos, con un útil de prensa (1) que se puede introducir en el molde, que delimita junto con el molde una cámara de prensa (5), y con medios para la descarga de medios gaseosos o en forma de vapor desde el molde (2), presentando los medios para la descarga de los medios gaseosos o en forma de vapor una capa porosa (15) del útil de prensa, dirigida hacia el material a prensar (32), del útil de prensa (1), que está configurada de tal forma que es permeable para medios gaseosos o en forma de vapor, pero es impermeable tanto para partículas de material a prensar como también para el polvo; y en el que la capa porosa (15) está retenida sobre su lado que está alejado del material a prensar (32) en una placa de presión (16), que está provista con medios para la descarga de los medios gaseosos o en forma de vapor que salen desde la capa porosa (15), caracterizado porque los medios para la descarga de los medios gaseosos o en forma de vapor, que salen desde la capa porosa (15), son varios taladros (18), que están conectados a través de al menos un conducto colector o cámara colectora (17) con un (el) lado trasero del útil de prensa (1).

Description

Procedimiento y dispositivo para la fabricación de guarniciones de frenos.

La invención se refiere a un dispositivo para la fabricación de guarniciones de frenos, con las características según el preámbulo de la reivindicación 1.

Las guarniciones de frenos encuentran aplicación en diferentes campos, especialmente en la industria de vehículos y, por lo tanto, se fabrican en números de piezas correspondientemente grandes. Las guarniciones de frenos habituales presenta una pieza de soporte, que sirve para proporcionar una resistencia estructural suficiente, y una pieza de guarnición que forma la guarnición de fricción. La pieza de soporte puede ser una pieza de chapa o una pieza fundida, y el material de guarnición puede estar constituido por un material a prensar moldeable. Durante la fabricación, se inserta la pieza de soporte en un molde de prensa, se introduce una cantidad definida de material a prensar en el molde y se prensa el material a prensar a continuación por medio de un útil de prensa bajo la acción de presión y temperatura con la pieza de soporte. Las masas de guarnición habituales contienen metales, substancias de carga, lubricantes (lubricantes sólidos) y componentes orgánicos (resinas, caucho, fibras orgánicas, substancias de carga orgánicas). La composición de la masa de la guarnición es esencial para las características de calidad de las guarniciones de fricción acabadas. Las composiciones de las masas de guarnición se adaptan a diferentes parámetros de diseño y de funcionamiento, como por ejemplo formas geométricas de la guarnición de freno, su comportamiento de amortiguación deseado, el tipo del sistema de freno utilizado y la rigidez estructural del sistema de freno. Las masas usuales de materiales prensados contienen resinas fenólicas y porciones de agua y alcoholes. A partir de estos componentes de materiales prensados se forman, a las altas presiones y a las temperaturas elevadas durante el proceso de prensado, gases y vapores, que solamente se podían descargar hasta ahora en una medida insuficiente a lo largo de la periferia de la estampa de la prensa. Los componentes de los gases y de los vapores que permanecen en la masa de la guarnición conducen en el componente prensado acabado a inclusiones que perjudican la estabilidad y la resistencia de la guarnición de freno.

Un dispositivo con una descarga de medios gaseosos o en forma de vapor a lo largo de la periferia de la estampa de prensa se conoce a partir del documento JP 101-22284 A. A través de los orificios asociados sobre la estampa de prensa se pueden descargar los medios gaseosos o en forma de vapor hacia la atmósfera del medio ambiente. Los orificios se encuentran a lo largo de la periferia de la estampa de prensa o en una capa dispuesta en la estampa de prensa.

La utilización de una capa porosa se conoce a partir del documento JP-A-0930121.

Se conoce a partir del documento US-A-3.063.363 una prensa de balas de papel, cuyo útil de prensa presenta una superficie de prensa abombada y orificios de extracción de aire distribuidos.

Se puede conseguir también una descarga mejorada de gas y de vapor desde el molde, como se conoce, incluyendo ciclos de ventilación adicionales en el procedimiento de prensado. La estampa de prensa se invierte varias veces, pudiendo escaparse los medios gaseosos y en forma de vapor a través del intersticio anular entre la estampa de prensa y el molde. La ventilación o bien la descarga suficiente de gas y de vapor, combinadas con ciclos de pistón múltiples, elevan los tiempos de fabricación. Pero en la fabricación en serie de guarniciones de frenos, incluso prolongaciones insignificantes de tiempos de procesamiento parcial y tiempos sincronizados individuales conducen a retrasos considerables en la fabricación y, por lo tanto, a pérdidas de rentabilidad correspondientes.

La invención tiene el cometido de mejorar la descarga de gas y vapor en la fabricación en serie de guarniciones de frenos.

Este cometido se soluciona según la invención por medio de las características de la reivindicación 1 de la patente. A través de la combinación prevista según la invención de la capa porosa y de la placa de presión prevista con varios orificios, se pueden escapar los medios gaseosos y en forma de vapor a través del conducto colector o de la cámara colectora, conectados con los orificios de paso, hacia la atmósfera del medio ambiente y, en concreto, incluso cuando se lleva a cabo el proceso de prensado en una única carrera de prensado. Un proceso de prensado de varias fases para la compactación mejorada del producto prensado se puede realizar en ciclos de tiempo más cortos, puesto que las porciones de gases y de vapor pueden salir desde el molde de una manera uniforme y esencialmente ininterrumpida a través de la capa porosa y los taladros distribuidos en la placa de presión. La capa porosa está concebida de tal forma que retiene partículas de material a prensar dentro de la cámara de prensa y solamente deja pasar las porciones de gas y de vapor. Como resultado, los tiempos del ciclo de prensado se pueden reducir a través de la invención entre un 20% y 40%, estando garantizadas una compactación excelente de las partículas de material a prensar y una descarga de las porciones de gas y vapor que se forman en el espacio interior del molde. Los tiempos de fabricación se pueden acortar y/o se puede mejorar la homogeneidad y otras características de calidad de las guarniciones de frenos a través de la evitación de inclusiones de gas y de vapor. También se reduce el peligro de una formación de grietas en la guarnición de freno acabada.

Para la compactación mejorada del producto prensado durante el proceso de prensado se impulsa la estampa de prensa en varias fases. En este caso, la estampa de prensa se puede cerrar, elevar y cerrar de una manera alterna. Los tiempos sincronizados durante la realización del procedimiento según la invención se pueden dimensionar esencialmente más cortos que en las realizaciones convencionales del procedimiento; sobre todo interesa que la descarga de medios gaseosos o en forma de vapor no requiera tiempos de fabricación adicionales. Por lo tanto, la duración de los tiempos de ciclo se puede seleccionar de una manera exclusiva de acuerdo con las propiedades de compactación del dispositivo de prensa y del producto prensado en forma de granos, de fibras o de granulados.

Se ha mostrado que son suficientes tiempos del ciclo entre 50 y 250 segundos, pero con preferencia entre 70 y 140 segundos para la realización del procedimiento según la invención. En el transcurso de un proceso de prensado están previstos, por ejemplo, entre dos y tres ciclos de descarga, en los que se descara o se eleva la estampa de prensa y luego se ajusta de nuevo. Pero la duración total del proceso de prensado se puede limitar también aproximadamente a 100 segundos en el caso de ajuste de varias fases.

Las configuraciones ventajosas de la invención están identificadas en las reivindicaciones dependientes.

A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de un ejemplo de realización representado de forma esquemática en el dibujo. En el dibujo:

La figura 1 muestra una vista en sección esquemática de un dispositivo de prensa para la fabricación de guarniciones de frenos inmediatamente antes del comienzo del proceso de prensado.

La figura 2 muestra la estampa de prensa de la forma de realización según la figura 1 con una capa porosa sobre el lado de la cámara de prensa.

La forma representada en la figura 1 presenta una estampa de prensa designada con 1 y un molde 2 de dos partes, en el que se fabrica una guarnición de freno a través de prensado de material a prensar 32 en forma de granos, de fibras y/o de gránulos sobre un soporte de guarnición 31.

El molde 2 está configurado de dos partes. En una de las partes del molde 21 está configurada una escotadura 23, en la que está insertado de una manera ajustada el soporte de la guarnición 31. La división 26 entre la primera parte del molde 21 y la segunda parte del molde 20 se encuentra en el plano del lado del soporte de la guarnición 31 que está dirigido hacia la masa de la guarnición. La segunda parte del molde 20 presenta un taladro de paso cilíndrico, en el que está guiada radialmente la estampa de prensa y que delimita la periferia de una cámara de prensa 5. la superficie frontal inferior se forma por el soporte de la guarnición 31.

Los medios de caldeo en el ejemplo de realización representado en la figura 1 están dispuestos en las dos partes del molde y se designan con 24. Estos medios de caldeo 24 mantienen lo llevan el producto prensado 32, insertado en la cámara de prensa 5, a la temperatura de prensado prevista en el intervalo entre 70 y 200ºC, con preferencia entre 80 y 140ºC, antes de que se cierre la estampa de prensa y se compacte el producto prensado 32.

La estampa de prensa 1 se representa de forma esquemática en la figura 2. Presenta una caña 11 y una placa de estampa 12, que se cierra en el extremo libre de la caña de la estampa 11 con la ayuda de medios de fijación adecuados. La placa de la estampa 12 está apoyada por medio de una faldilla 13 sobre un saliente 14 de la caña de la estampa 11.

La placa de la estampa 12 está configurada de varias capas en el ejemplo de realización representado. Sobre el lado de la prensa de la placa de estampa está dispuesta una capa 15 de material poroso, que está apoyada en una superficie grande por una placa de presión 16. La faldilla 13 incide en la zona periférica de lado trasero de la placa de presión y delimita una cámara colectora 17 de forma cónica. La capa porosa 15 tiene poros de paso estrechos, a través de los cuales pueden pasar medios gaseoso o en forma de vapor hacia el lado de la placa de presión. Por otra parte, los poros están dimensionados tan estrechos que son retenidas incluso las partículas pequeñas de material a prensar en la superficie de la capa porosa. En la placa de presión 16 están configurados varios taladros 18 paralelos al eje, que conectan la capa porosa 15 con la cámara colectora 17. Por otra parte, en la faldilla 13 están configurados orificios de paso 19, a través de los cuales puede tener lugar la descarga de medios gaseosos desde la cámara colectora 17 hasta la atmósfera del medio ambiente.

El nuevo procedimiento para la fabricación de guarniciones de freno se explica en detalle a continuación con la ayuda de la vista en sección esquemática según la figura 1.

El soporte de guarnición 31 se inserta, cuando la pieza del molde 20 está elevada, en la escotadura 23 del soporte de guarnición. A continuación, se lleva la parte del molde 20 a una posición tal que la cámara cilíndrica 5 está alineada con el soporte de la guarnición 31. El material a prensar en forma de granos, de fibras y/o de granulado se introduce a continuación en la cámara de prensa 5 y, dado el caso, se calienta a través de los medios de caldeo 24. A continuación, se ajusta la estampa de prensa y se impulsa de forma intermitente bajo la intercalación de ciclos de descarga. Este prensado intermitente conduce a una compactación excelente del material a prensar y, por lo tanto, a una homogeneidad excelente de la guarnición de fricción. A ello contribuye sobre todo el hecho de que el medio gaseoso o en forma de vapor introducido en la cámara de prensa 5 sobre toda la superficie de prensado de la estampa se puede escapar de una manera uniforme a través de la capa porosa 15 y se descarga a la atmósfera del medio ambiente 4. Esta descarga del medio gaseoso o en forma de vapor desde la cámara de prensa 5 es totalmente independiente de la duración y del número de los ciclos de descarga. Por lo tanto, los ciclos de descarga se pueden adaptar a las propiedades deseadas de la guarnición y a la composición del producto prensado. Como se ha dicho anteriormente, el producto prensado 32 es prensado de una manera preferida a través de prensa caliente en el intervalo entre aproximadamente 70 y 200ºC, de una manera preferida entre 80 y 140ºC.

No obstante, el dispositivo representado de forma esquemática en la figura 1 para la fabricación de guarniciones de freno se puede accionar también en una disposición girada 180º con respecto a la figura 1 (invertido). En este caso, se fija la pieza moldeada 20 en el bastidor del dispositivo y se retiene la estampa 1 con la placa de estampa 12 en el orificio cilíndrico de la pieza moldeada 20 avellanado desde abajo. El material a prensar es cargado en primer lugar desde el lado de la placa de soporte de la guarnición 31 sobre la capa porosa 15 de la placa de estampa 12. La cámara 5, llena con el material a prensar 32, está abierta en primer lugar en la zona de la división 26 entre las piezas moldeadas 20 y 21. La placa de soporte 31 es colocada entonces en la zona de la división sobre el orificio de la cámara 5 y la pieza del molde 21 es colocada sobre el soporte de la guarnición de fricción 31. Las carreras de la prensa sobre la estampa 1 se llevan a cabo a continuación desde abajo hacia un molde 2 retenido fijamente en el bastidor de la máquina. La contra presión se puede aplicar a través de la pieza moldeada 21. El material a prensar en primer lugar suelto es compactado al término del proceso de prensado de varias fases hasta la línea de puntos y trazos 30. Después de la apertura del molde 2 en la división 26 se puede expulsar la pieza acabada, que está constituida por el soporte 31 de la guarnición de fricción y por la guarnición de fricción 32 prensada, a través de la estampa de prensa 11 y se puede descargar para la fabricación final.

En el marco de la idea de la invención son posibles numerosas variaciones. Así, por ejemplo, el molde 2 representado en la figura 1 puede estar configurado también en una sola pieza, cuando la pieza del molde 2 está configurada de una manera adecuada. Además, en el molde 2 pueden estar configuradas varias cámaras para varias estampas de prensa 1. Con una configuración correspondientemente fija y rígida de la placa de presión 12, se puede suprimir también la faldilla 13 como elemento de estabilización. La placa de la estampa 12 puede estar configurada también en una sola capa, pudiendo estar configurada la capa propiamente dicha como capa porosa con poros continuos o como capa de tamiz adecuada. Es esencial que la placa de estampa pueda dejar pasar los medios gaseosos o en forma de vapor de la manera más uniforme posible hacia el lado trasero de la estampa, pero, por otra parte, retenga las partículas de material a prensar en la cámara de presión.

Claims (2)

1. Dispositivo para la fabricación de guarniciones de frenos con un molde (2) adecuado para el alojamiento de al menos un soporte (31) de guarnición de frenos, con un útil de prensa (1) que se puede introducir en el molde, que delimita junto con el molde una cámara de prensa (5), y con medios para la descarga de medios gaseosos o en forma de vapor desde el molde (2), presentando los medios para la descarga de los medios gaseosos o en forma de vapor una capa porosa (15) del útil de prensa, dirigida hacia el material a prensar (32), del útil de prensa (1), que está configurada de tal forma que es permeable para medios gaseosos o en forma de vapor, pero es impermeable tanto para partículas de material a prensar como también para el polvo; y en el que la capa porosa (15) está retenida sobre su lado que está alejado del material a prensar (32) en una placa de presión (16), que está provista con medios para la descarga de los medios gaseosos o en forma de vapor que salen desde la capa porosa (15), caracterizado porque los medios para la descarga de los medios gaseosos o en forma de vapor, que salen desde la capa porosa (15), son varios taladros (18), que están conectados a través de al menos un conducto colector o cámara colectora (17) con un (el) lado trasero del útil de prensa (1).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los orificios de paso son poros que están distribuidos de una manera esencialmente uniforme sobre la pared de la prensa (15).