ES2257985T3 - Procedimiento y dispositivo para fabricar una guarnicion de freno. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para aplicar una guarnición de freno (7), en el que se aplica dosificadamente material de fric ción (9) sobre una placa portadora (8) y se prensa este material sobre dicha portadora (8) en función de la presión, y en el que se endurece seguidamente bajo aportación de calor el material de fricción (9) aplicado a presión sobre la placa portadora (8) y se somete dicho material durante el endurecimiento a una operación de prensado dependiente del recorrido.

Description

Procedimiento y dispositivo para fabricar una guarnición de freno.

La invención concierne a un procedimiento y a un dispositivo para fabricar una guarnición de freno, en donde se aplica dosificadamente material de fricción sobre una placa portadora y se prensa este material sobre la placa portadora en función de la presión, y en donde se somete la placa portadora junto con el material de fricción prensado sobre ella a un tratamiento térmico para endurecer el material de fricción.

Un procedimiento de esta clase es conocido por el documento WO 97/19277. Al aplicar dosificadamente el material de fricción, se adapta la cantidad de éste en exceso al espesor deseado de la guarnición de fricción. A continuación, se efectúa aún en la prensa dosificadora el prensado del material de fricción. Esto se realiza en función de la presión. Se ajusta para ello una presión prefijada a fin de consolidar el material de fricción hasta que éste sea capaz de aguantar el tratamiento térmico directamente subsiguiente en un horno de endurecimiento. A continuación del horno de endurecimiento, se amolan las guarniciones de freno. Se elimina entonces el exceso de material de fricción. La operación de amolado va seguida de un tratamiento de chamuscado con el cual se hace que la superficie de la guarnición de freno quede preparada para su utilización. Dado que el tratamiento de chamuscado influye sobre el espesor de la guarnición de freno, se registra la medida final de las guarniciones de freno que salen de la prensa de chamuscado y se transforma esta medida en un retroaviso correspondiente enviado al dispositivo de amolado.

Se conoce por el documento EP-A-0443093 un procedimiento en el que la placa portadora revestida con la masa de guarnición es sometida primeramente a una precompactación de varias etapas dependiente de la presión. Sigue luego una operación de prensado dependiente del recorrido. A continuación, se trata térmicamente la guarnición de freno para endurecer la masa de la guarnición. Por último se amola el lado de fricción. Una realización de un procedimiento semejante es conocida también por el documento US-A-4835013.

La invención se basa en el problema de simplificar la fabricación de guarniciones de freno y hacer que resulte más económica.

Este problema se resuelve según la invención por medio de un procedimiento con las características de la reivindicación 1 y de un dispositivo con las características de la reivindicación 6. En particular, la operación de prensado dependiente del recorrido se integra en la operación de endurecimiento.

La operación de prensado dependiente del recorrido, en la que se compacta el material de fricción hasta una medida prefijada, compensa las diferencias de espesor del material de fricción que resulten de la operación de prensado dependiente de la presión a consecuencia de diferencias de densidad del material de fricción dosificado. Por tanto, las placas portadoras con el material de fricción prensado sobre ellas llegan con medidas exactas al horno de endurecimiento pospuesto.

Después de salir del horno de endurecimiento, puede prescindirse de un amolado hasta medidas exactas como el que era necesario hasta ahora. En esto reside una ventaja importante de la invención. En efecto, la operación de amolado tenía que controlarse con mucha precisión y, por tanto, requería un coste correspondiente. Tenían que igualarse también considerables diferencias de espesor. En parte, era necesaria una erosión del material del orden de magnitud de 1 mm. Por tanto, la operación de amolado tenía una duración correspondientemente larga y resultaba una elevada producción de polvo, prescindiendo enteramente de las pérdidas de material inevitables. No siempre era posible reciclar el polvo de amolado. Este tenía que ser enviado frecuentemente como basura al vertedero. Además, la operación de amolado era costosa en energía y en dispositivos.

Resultaban condiciones muy especialmente desfavorables cuando el material de fricción endurecido tenía que ser achaflanado por amolado. Por el contrario, con el procedimiento según la invención es posible producir los chaflanes con la precisión necesaria en el transcurso de la operación de prensado dependiente del recorrido.

La invención no excluye que se realice una operación de amolado a continuación del horno de endurecimiento, pero ésta no sirve para ajustar la medida exacta del espesor y eventualmente la forma de la guarnición de fricción, sino para eliminar la fina película de prensado cuyo espesor está claramente dentro de las tolerancias de cotas.

Como material de fricción se emplea preferiblemente un material que tiene la menor tendencia posible a la separación; véase, por ejemplo, el documento DE 196 40 175 A1. Se aminoran así las diferencias de espesor durante la dosificación y, en consecuencia, las diferencias de cotas debidas a la operación de prensado dependiente de la presión. Es ventajoso también dosificar el material de fricción con alta precisión.

El material de fricción está constituido en una parte importante por resinas fenólicas que se endurecen en el transcurso del procedimiento de fabricación (novolacas-resitoles-resitas). La operación de endurecimiento requiere la aportación de energía. Esto se realiza por acciones de presión y de temperatura cuya duración se ajusta de manera correspondiente. Según la invención, la placa portadora junto con el material de fricción es sometida durante el tratamiento térmico a la operación de prensado dependiente del recorrido. Por tanto, se incrementa la aportación de energía durante el tratamiento térmico. Se puede ahorrar así correspondientemente energía en otro sitio.

Esto último tiene lugar preferiblemente en relación con la operación de prensado dependiente de la presión. Esta puede ajustarse a un tiempo mínimo, concretamente, por un lado - como se ha explicado -,
por motivos energéticos y, por otro lado, debido al hecho de que el tratamiento ulterior, es decir, la acción de presión dependiente del recorrido, presupone tan sólo una consolidación relativamente pequeña del material de fricción. Por tanto, la operación de prensado dependiente de la presión tiene que garantizar únicamente un ajuste de la densidad deseada junto con una pequeña resistencia.

Por este motivo, es de especial importancia un ahorro de tiempo en la prensa dosificadora, ya que la línea de producción es hecha funcionar con "hambre". Por esto ha de entenderse que los respectivos grupos pospuestos trabajan con más rapidez que los grupos antepuestos para excluir con fiabilidad un amontonamiento de piezas de trabajo. El primer grupo, es decir, el grupo más lento, determina el ritmo de producción. Si se logra aquí una aceleración, se aumenta entonces la velocidad de trabajo de toda la línea de producción.

La integración de la operación de prensado dependiente del recorrido en el tratamiento térmico puede denominarse también endurecimiento a presión. Además de las ventajas ya expuestas, el endurecimiento a presión produce una extrema estabilidad de cotas de las guarniciones de freno con independencia de la humedad de la masa, ya que excluye toda deformación y toda variación dimensional durante el tratamiento térmico.

Se ha visto que es ventajoso que la placa portadora con la guarnición sea sometida a la operación de prensado dependiente del recorrido a una temperatura de 100 a 300ºC y una presión de 20 a 300 daN/cm^{2} durante 120 a 3600 s; se logran resultados especialmente favorables a una temperatura de 230ºC y una presión de 50 daN/cm^{2} durante un período de prensado de 600 s.

Asimismo, es ventajoso que la placa portadora con la guarnición de fricción sea sometida a la operación de prensado dependiente de la presión a una temperatura de 20 a 180ºC y una presión de 200 a 3000 daN/cm^{2} durante 2 a 500 s; se logran resultados especialmente favorables a una temperatura de 70ºC y una presión de 1200 daN/cm^{2} durante un período de prensado de 5 s.

El dispositivo para fabricar una guarnición de freno, al cual se dirige también la invención, presenta una prensa dosificadora y un horno de endurecimiento pospuesto a dicha prensa dosificadora. Este dispositivo se caracteriza, para resolver el problema planteado, por una prensa calibradora que está pospuesta a la prensa dosificadora y que ajusta el espesor de la guarnición de fricción a una medida prefijada.

La prensa calibradora está integrada en el horno de endurecimiento para formar un equipo de endurecimiento a presión.

La prensa dosificadora consiste en un grupo usual en el mercado que trabaja con regulación de tiempo, de presión y de temperatura. Los parámetros de prensado, que dependen de la formulación del material de fricción y de su procedimiento de fabricación, se eligen convenientemente de modo que, en la operación de prensado dependiente del recorrido que sigue directamente a continuación, el material de fricción tenga aún suficiente espacio de maniobra para su compactación posterior hasta la medida del espesor de la guarnición establecida en el plano de fabricación.

Preferiblemente, se prevé un transportador de placas que une la prensa dosificadora con el equipo de endurecimiento a presión.

El horno de endurecimiento o el horno de endurecimiento a presión puede ir seguido de una prensa de chamuscado. El chamuscado puede efectuarse con arreglo a todos los métodos usuales en el ramo, tal como chamuscado a la llama, por IR, por láser o por platos de presión. Los parámetros de chamuscado se eligen de modo que quede excluida una variación del espesor de la guarnición.

La invención se puede aplicar especialmente a guarniciones de freno de disco, pero también a guarniciones de freno de tambor.

A continuación, se explica la invención con más detalle ayudándose de ejemplos de realización preferidos en relación con el dibujo adjunto. El dibujo muestra en:

La figura 1, un diagrama de flujo esquemático del desarrollo del procedimiento;

La figura 2, una representación esquemática de la prensa calibradora en asociación con el horno de endurecimiento; y

La figura 3, una forma de realización modificada en comparación con la figura 2.

Según la figura 1, se prevé una prensa dosificadora 1 en la que se aplica sobre las placas portadoras de las guarniciones de freno una cantidad dosificada determinada de material de fricción y se prensa al mismo tiempo este material. Dado que el material de fricción alimentado es irregular en su densidad, la prensa dosificadora produce una homogeneización de la densidad, si bien resultan considerables diferencias de espesor. Por lo demás, se consolida la guarnición de fricción en la prensa dosificadora hasta que sea posible un tratamiento ulterior sin problemas.

Las guarniciones de freno pasan de la prensa dosificadora 1 a una prensa calibradora 2 en la que se ajusta el espesor de las guarniciones de fricción a un valor prefijado. Se pueden producir entonces ligeros abombamientos laterales de las guarniciones de fricción, pero éstos pueden ser tolerados sin mayores complicaciones.

La prensa calibradora 2 va seguida de un horno de endurecimiento 3 en el que se someten las guarniciones de freno a un tratamiento térmico.

La última extracción de la línea está formada por una prensa de chamuscado 4 en la que se carboniza la capa exterior de la guarnición de fricción y ésta queda así lista para su utilización, sin que se produzcan variaciones de cotas.

La figura 2 muestra un equipo 6 de endurecimiento a presión que combina las funciones de una prensa calibradora y un horno de endurecimiento. Una guarnición 7 de freno de disco, constituida por una placa portadora 8 y una capa 9 de material de fricción, descansa sobre un macho inferior 10 que está provisto de un calefactor 11. Un macho superior 12, provisto también de un calefactor 11, puede ser subido y bajado con respecto al macho inferior 10. El macho 12 trabaja con recorrido constante. Por esto ha de entenderse que el macho 12 desciende siempre hasta alcanzar una altura relativa con respecto al macho inferior 10 y comprime entonces la capa 9 de material de fricción. Por tanto, se ajusta el espesor de la guarnición de freno con una estabilidad de cotas muy exacta, concretamente con aportación de calor y, por tanto, con endurecimiento simultáneo del material de
fricción.

La forma de realización del equipo de endurecimiento a presión según la figura 3 se diferencia de la forma correspondiente a la figura 2 únicamente porque está contorneada la superficie de prensado del macho superior 12 para proporcionar chaflanes a las guarniciones de freno.

La capa 9 de material de fricción se aplica dosificadamente sobre la placa portadora en la prensa dosificadora y se somete a una operación de prensado dependiente de la presión. La operación de prensado dependiente de la presión es controlada, además, en tiempo y temperatura. Dura 5 segundos a una temperatura de 70ºC y una presión de 1200 daN/cm^{2}.

Para lograr una medida de plano de dibujo de
18,5 + 0,5 mm de espesor, se aplica dosificadamente tanto material de fricción que, después de la operación de prensado dependiente de la presión, resulte un espesor de 18,7 a 19,0 mm.

La compresión hasta la medida deseada del plano de dibujo se efectúa después en el equipo subsiguiente de endurecimiento a presión. La operación de prensado dependiente del recorrido que tiene lugar allí dura 600 s, concretamente a una temperatura de 230ºC y una presión de 50 daN/cm^{2}.

La prensa dosificadora consiste preferiblemente en una prensa de bancada redonda, pudiendo aplicarse aún una capa inferior entre la placa portadora y el material de fricción.

El equipo 6 de endurecimiento a presión se puede ampliar a manera de módulos sin mayores complicaciones para aumentar la capacidad de la cadena de producción.

Existen ciertamente posibilidades de variación dentro del ámbito de la invención. Así, se puede prescindir del tratamiento de chamuscado y también del amolado de la película de prensado. Asimismo, el equipo de endurecimiento a presión puede estar estructurado de manera distinta a la representada en las figuras 2 y 3. Para el transporte de las guarniciones de freno desde la prensa dosificadora hasta y a través del horno de endurecimiento del equipo de endurecimiento a presión entran en consideración medios de transporte de cualquier clase. No obstante, se emplea preferiblemente un transportador de placas que aguante la presión en la prensa calibradora o en el equipo de endurecimiento a presión.

Claims (7)

1. Procedimiento para aplicar una guarnición de freno (7), en el que se aplica dosificadamente material de fricción (9) sobre una placa portadora (8) y se prensa este material sobre dicha portadora (8) en función de la presión, y en el que se endurece seguidamente bajo aportación de calor el material de fricción (9) aplicado a presión sobre la placa portadora (8) y se somete dicho material durante el endurecimiento a una operación de prensado dependiente del recorrido.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se somete la placa portadora (8) con la guarnición de fricción a la operación de prensado dependiente del recorrido a una temperatura de 100 a 300ºC y una presión de 20 a 300 daN/cm^{2} durante 120 a 3600 s.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque se somete la placa portadora (8) con la guarnición de fricción a la operación de prensado dependiente del recorrido a una temperatura de 230ºC y una presión de 50 daN/cm^{2} durante 600 s.

4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque se somete la placa portadora (8) con la guarnición de fricción a la operación de prensado dependiente de la presión a una temperatura de 20 a 180ºC y una presión de 200 a 3000 daN/cm^{2} durante 2 a 500 s.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque se somete la placa portadora (8) con la guarnición de fricción a la operación de prensado dependiente de la presión a una temperatura de 70ºC y una presión de 1200 daN/cm^{2} durante 5 s.

6. Dispositivo para fabricar una guarnición de freno (7), que comprende una prensa dosificadora (1) y un horno de endurecimiento pospuesto a dicha prensa dosificadora, en el que está integrada una prensa calibradora (2) para formar un equipo de endurecimiento a presión.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado por un transportador de placas que une la prensa dosificadora (1) con el equipo de endurecimiento a presión.