ITVI20090257A1

ITVI20090257A1 - PLANT AND METHOD FOR THE TREATMENT OF SHOES OF BRAKING SYSTEMS

Info

Publication number: ITVI20090257A1
Application number: IT000257A
Authority: IT
Inventors: Stefano Bordignon; Luca Visentin
Original assignee: Stefano Bordignon; Luca Visentin
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-04-27

Description

IMPIANTO E METODO PER IL TRATTAMENTO PLANT AND METHOD FOR TREATMENT

DEI PATTINI DI SISTEMI FRENANTI OF BRAKING SYSTEM SHOES

La presente invenzione si riferisce genericamente ad un impianto per il trattamento delle pastiglie o pattini dei sistemi frenanti di veicoli ed al relativo metodo. L’invenzione riguarda, in particolare, un impianto ed un relativo metodo, che consentono di separare la parte ferrosa (e quindi riciclabile) delle pastiglie o pattini dei sistemi frenanti, quali freni a disco o a tamburo, dalla parte costituita da pasta multicomposita e/o materiale inerte (il cosiddetto ferodo®), che deve essere smaltita come rifiuto speciale. The present invention generally refers to a plant for the treatment of pads or pads of vehicle braking systems and to the related method. The invention relates, in particular, to a system and a relative method, which allow to separate the ferrous part (and therefore recyclable) of the pads or pads of the braking systems, such as disc or drum brakes, from the part consisting of multi-composite paste and / or inert material (so-called ferodo®), which must be disposed of as special waste.

Un sistema frenante è un dispositivo il cui scopo è rallentare o fermare la rotazione di una ruota e rallentare o fermare il mezzo a cui essa è vincolata. In particolare, i freni a disco impiegano un disco in ghisa o acciaio, solidale alla ruota, che viene frenato tramite un sistema a pinza, connessa al telaio del veicolo, che spinge contro di esso una coppia di pattini o pastiglie, dotate di materiale d’attrito, le quali, premendo contro il disco contemporaneamente da entrambi i suoi lati, ne causa il rallentamento, insieme alla ruota. A braking system is a device whose purpose is to slow down or stop the rotation of a wheel and to slow down or stop the vehicle to which it is bound. In particular, disc brakes use a cast iron or steel disc, integral with the wheel, which is braked by means of a caliper system, connected to the vehicle frame, which pushes against it a pair of pads or pads, equipped with material friction, which, pressing against the disc at the same time from both its sides, causes it to slow down, together with the wheel.

Durante la frenata, quindi, le pastiglie sono schiacciate contro il disco, generando così una forza d’attrito direttamente proporzionale alla pressione; ne segue che la ruota riceve una coppia che contrasta la sua rotazione, ossia un’azione frenante. During braking, therefore, the pads are pressed against the disc, thus generating a frictional force directly proportional to the pressure; it follows that the wheel receives a torque that opposes its rotation, ie a braking action.

La pressione di spinta del sistema a pinza è generata solitamente tramite un dispositivo idraulico. The thrust pressure of the gripper system is usually generated by a hydraulic device.

In particolare, i pattini o pastiglie dei sistemi frenanti sono costituiti da una base in materiale ferroso, a cui è associato il sistema di spinta, ed uno strato d’attrito (il cosiddetto ferodo®), composto da materiali vari, che genera una frizione sul disco del freno quando viene premuto su di esso. In particular, the pads or pads of the braking systems consist of a base in ferrous material, to which the thrust system is associated, and a friction layer (the so-called ferodo®), composed of various materials, which generates a friction on the brake disc when pressed on it.

I materiali d’attrito dei pattini del freno, a seconda del periodo o dell’impiego, possono includere impasti di vari materiali con prevalenza di amianto (impiegato sin dal 1920 fino ad epoche recenti, quando i rischi per la salute divennero evidenti e le normative restrittive), materiali “carbon-ceramici” (composti in varia misura da aramide, resina, ceramica, ossidi di alluminio, materiali inerti, grafite e carbone, senza inserti metallici) e materiali sinterizzati (generalmente contenenti rame), che vengono utilizzati, particolarmente nell’impiego sportivo, per aumentare sia la forza frenante che la durata. The friction materials of the brake pads, depending on the period or use, can include mixtures of various materials with a prevalence of asbestos (used since 1920 until recent times, when health risks became evident and regulations restrictive), "carbon-ceramic" materials (composed to varying degrees of aramid, resin, ceramic, aluminum oxides, inert materials, graphite and carbon, without metal inserts) and sintered materials (generally containing copper), which are used, particularly in sports use, to increase both braking force and durability.

Una delle problematiche più evidenti legate all’utilizzo dei pattini nei sistemi frenanti è quella relativa al fatto che, poiché i suddetti pattini vanno sostituiti regolarmente (essendo costituiti da materiale d’usura), il materiale da smaltire dei pattini usati è ingente. One of the most obvious problems related to the use of pads in braking systems is that relating to the fact that, since the aforementioned pads must be replaced regularly (being made of wear material), the material to be disposed of from the used pads is large.

Di conseguenza, dal momento che il suddetto materiale d’usura è considerato interamente un rifiuto speciale (e, come tale, da smaltire in apposite cave), i costi di smaltimento pesano gravemente sul bilancio economico delle società che si occupano della sostituzione dei suddetti pattini o pastiglie. Consequently, since the aforementioned wear material is considered entirely a special waste (and, as such, to be disposed of in special quarries), the disposal costs weigh heavily on the economic balance of the companies that deal with the replacement of the aforementioned pads. or pads.

Dunque, nell’ambito delle esigenze sopra menzionate, scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti suddetti e, in particolare, quello di realizzare un impianto per il trattamento dei pattini di sistemi frenanti, che permetta di ridurre, rispetto all’arte nota, la quantità di materiale, di cui è costituito ciascun pattino, da smaltire come rifiuto speciale. Therefore, within the scope of the aforementioned requirements, the aim of the present invention is to obviate the aforementioned drawbacks and, in particular, to provide a system for treating the pads of braking systems, which allows to reduce, with respect to the known art , the quantity of material of which each skate is made, to be disposed of as special waste.

Altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un impianto per il trattamento dei pattini di sistemi frenanti, che presenti una estrema versatilità d’uso ed una notevole semplicità e comodità per l’utilizzatore, assicurando contemporaneamente allo stesso un risparmio, in termini di costi di smaltimento dei rifiuti speciali presenti nei pattini. Another object of the present invention is to provide a system for treating the pads of braking systems, which has an extreme versatility of use and considerable simplicity and convenience for the user, while at the same time ensuring savings in terms of costs. disposal of special waste present in the skates.

Altro scopo della presente invenzione è quello di indicare un impianto per il trattamento dei pattini di sistemi frenanti di facile ed economica realizzazione e che non richieda l’impiego di tecnologie e/o di componenti particolarmente costosi o complessi. Another purpose of the present invention is to indicate a system for treating the pads of braking systems that is easy and inexpensive to manufacture and which does not require the use of particularly expensive or complex technologies and / or components.

Ulteriore scopo dell’invenzione è quello di indicare un metodo per il trattamento dei pattini di sistemi frenanti implementabile per mezzo dell’impianto di cui sopra. A further purpose of the invention is to indicate a method for treating the pads of braking systems that can be implemented by means of the aforementioned system.

Questi ed altri scopi sono raggiunti da un impianto per il trattamento dei pattini di sistemi frenanti, secondo la rivendicazione 1 allegata, e da un metodo relativo, secondo la rivendicazione 11 allegata. These and other objects are achieved by a system for treating the pads of braking systems, according to the attached claim 1, and by a relative method, according to the attached claim 11.

Altre caratteristiche tecniche di dettaglio sono riportate nelle rivendicazioni successive. Other detailed technical characteristics are reported in the subsequent claims.

In modo vantaggioso, l’impianto, che è oggetto della presente invenzione, è concepito per il trattamento delle pastiglie o pattini usati dei freni a tamburo o dei freni a disco e, in particolare, consente di dividere la parte ferrosa del pattino dalla parte (cosiddetta ferodo®) costituita da pasta multicomposita e comprendente prevalentemente materiali inerti di natura carboniosa e/o ceramica. Advantageously, the system, which is the subject of the present invention, is conceived for the treatment of the used pads or pads of drum brakes or disc brakes and, in particular, allows to divide the ferrous part of the pad from the part ( so-called ferodo®) consisting of multi-composite paste and mainly comprising inert materials of a carbonaceous and / or ceramic nature.

In tal modo, è possibile riciclare il materiale ferroso dei pattini e, di conseguenza, diminuire notevolmente la quantità di materiale da smaltire come rifiuto speciale, limitando così, rispetto all’arte nota, i costi di smaltimento per le aziende che si occupano della sostituzione dei pattini usati. In this way, it is possible to recycle the ferrous material of the pads and, consequently, to significantly reduce the amount of material to be disposed of as special waste, thus limiting, compared to the prior art, the disposal costs for the companies that deal with the replacement. of used skates.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione che segue, riferita ad un esempio di realizzazione preferiti ed esemplificativo, ma non limitativo, dell’impianto per il trattamento dei pattini di sistemi frenanti, che è oggetto dell’invenzione, e dai disegni annessi, forniti anch’essi a puro titolo di esempio preferito e non limitativo, in cui: Further objects and advantages of the present invention will become clear from the following description, referring to a preferred and exemplary but not limiting example of embodiment of the system for treating the pads of braking systems, which is the subject of the invention, and from the drawings annexes, also provided purely by way of preferred and non-limiting example, in which:

- la figura 1 mostra una vista di insieme schematica di un impianto per il trattamento dei pattini di sistemi frenanti, secondo la presente invenzione; - la figura 2 mostra una vista ingrandita di un dettaglio di cui alla figura 1, secondo la presente invenzione; Figure 1 shows a schematic overall view of a system for treating the pads of braking systems, according to the present invention; figure 2 shows an enlarged view of a detail of figure 1, according to the present invention;

- la figura 3 mostra una vista ingrandita di un ulteriore dettaglio di cui alla figura 2, secondo la presente invenzione. Figure 3 shows an enlarged view of a further detail of Figure 2, according to the present invention.

Si sottolinea sin da subito che, anche se la descrizione che segue e le figure allegate si riferiscono ad una particolare tipologia di un impianto separatore, impiegato secondo l’invenzione, il concetto innovativo descritto nella presente invenzione può essere facilmente esteso a generici impianti di separazione, di qualsiasi forma, dimensione e tipologia, atti ad essere impiegati per dividere la parte ferrosa dei pattini dei freni dal ferodo®. It is immediately underlined that, even if the following description and the attached figures refer to a particular type of separator plant, used according to the invention, the innovative concept described in the present invention can be easily extended to generic separation plants. , of any shape, size and type, suitable to be used to divide the ferrous part of the brake pads from the ferodo®.

Con riferimento alle figure menzionate, con 10 è indicato un contenitore o bidone ove sono inseriti i pattini dei sistemi frenanti (quali freni a disco e/o a tamburo) usati ed atti ad essere trattati per un corretto smaltimento, con 11 è indicato un nastro convogliatore dei pattini, con 12 è indicato un piano di carico, con 13 è indicato un forno ad induzione, con 14 è indicata una cappa aspirante, mentre con 15 è indicato un tubo contenitore di uscita dei pattini, che vengono convogliati dapprima all’interno del contenitore 16 e di qui, tramite i nastri trasportatori 17, 18, all’interno degli ulteriori contenitori 19, 20, che contengono, rispettivamente, la parte ferrosa dei pattini e la parte costituita da pasta multi-composita e/o materiale inerte (ferodo®). With reference to the aforementioned figures, 10 indicates a container or bin where the pads of the braking systems (such as disc and / or drum brakes) used and able to be treated for correct disposal are inserted, with 11 indicates a conveyor belt of the skids, 12 indicates a loading surface, 13 indicates an induction oven, 14 indicates a suction hood, while 15 indicates a container tube for the outlet of the skids, which are first conveyed inside the container 16 and from here, through the conveyor belts 17, 18, inside the further containers 19, 20, which contain, respectively, the ferrous part of the shoes and the part consisting of multi-composite paste and / or inert material (lining ®).

In pratica, secondo la presente invenzione, i pattini dei sistemi frenanti vengono prelevati dal contenitore 10 e caricati sul nastro 11, in modo che risultino convogliati sul piano di carico 12, in posizione rialzata rispetto alla base del nastro 11, e di qui spinti all’interno del forno ad induzione 13. In practice, according to the present invention, the pads of the braking systems are picked up from the container 10 and loaded onto the belt 11, so that they are conveyed onto the loading surface 12, in a raised position with respect to the base of the belt 11, and from there pushed downwards. '' inside of the induction oven 13.

All’interno del forno ad induzione 13 i pattini sono portati, in un tempo estremamente breve, ad una temperatura prefissata, compresa normalmente tra 400°C e 700°C e preferibilmente compresa tra 500°C e 600°C. All’uscita del forno ad induzione 13, i pattini vengono fatti cadere all’interno della tubazione 15, all’interno della quale subiscono una forza meccanica atta alla separazione delle parti in ferro da quelle in pasta multi-composita e/o materiale inerte. Inside the induction oven 13 the skids are brought, in an extremely short time, to a predetermined temperature, normally between 400 ° C and 700 ° C and preferably between 500 ° C and 600 ° C. At the outlet of the induction furnace 13, the skids are dropped into the pipe 15, inside which they undergo a mechanical force capable of separating the iron parts from those in multi-composite paste and / or inert material.

In particolare, l’elevata temperatura raggiunta, nonché la forza meccanica impressa da un separatore meccanico contenuto all’interno della tubazione 15 e costituito solitamente da un albero dotato di una serie di perni che colpiscono i pattini durante la loro caduta, determinano la divisione in due “fette” di ciascun pattino, che risulta così separato in una parte ferrosa ed in una porzione di pasta multi-composita e/o materiale inerte (il cosiddetto ferodo®). In particular, the high temperature reached, as well as the mechanical force imparted by a mechanical separator contained inside the pipe 15 and usually consisting of a shaft equipped with a series of pins which strike the shoes during their fall, determine the division into two "slices" of each shoe, which is thus separated into a ferrous part and a portion of multi-composite paste and / or inert material (the so-called ferodo®).

Dunque, all’interno del contenitore 16 sono presenti le porzioni ferrose e di ferodo®, già suddivise, di ciascun pattino trattato nell’impianto ed il nastro trasportatore 17, realizzato in rete di acciaio, convoglia tali porzioni in una zona di separazione. Superiormente al nastro trasportatore 17 e ad una adeguata distanza regolabile (preferibilmente compresa tra 40 e 50 cm) dal suddetto nastro 17, è sistemato altresì un ulteriore nastro trasportatore 18, al cui interno è posto un magnete 29, in modo tale che il materiale prelevato dal contenitore 16 mediante il nastro 17 sia costretto a scorrere inferiormente e ad una distanza predeterminata dal magnete 29. Therefore, inside the container 16 there are the ferrous and ferodo® portions, already divided, of each shoe treated in the system and the conveyor belt 17, made of steel mesh, conveys these portions to a separation area. Above the conveyor belt 17 and at an adequate adjustable distance (preferably between 40 and 50 cm) from the aforementioned belt 17, there is also a further conveyor belt 18, inside which a magnet 29 is placed, so that the material collected from the container 16 by means of the belt 17 is forced to slide downwards and at a predetermined distance from the magnet 29.

Conseguentemente, il magnete 29 attirerà verso di sé le porzioni ferrose 21 del materiale che scorre sul nastro 17, mentre le porzioni 22 in pasta multi-composita e/o materiale inerte (ferodo®) continueranno la loro corsa sul nastro 17 fino ad essere scaricate nel rispettivo contenitore 19 (come illustrato in dettaglio nelle figure 2 e 3 allegate). Consequently, the magnet 29 will attract towards it the ferrous portions 21 of the material flowing on the belt 17, while the portions 22 in multi-composite paste and / or inert material (ferodo®) will continue their run on the belt 17 until they are discharged. in the respective container 19 (as illustrated in detail in the attached figures 2 and 3).

Le porzioni ferrose 21 attirate dal magnete 29 saranno altresì condotte verso un rispettivo contenitore 20 tramite il nastro trasportatore 18, che è posto solitamente in posizione trasversale rispetto al nastro trasportatore 17. The ferrous portions 21 attracted by the magnet 29 will also be led towards a respective container 20 by means of the conveyor belt 18, which is usually placed in a transverse position with respect to the conveyor belt 17.

L’impianto è ulteriormente dotato di un sistema di aspirazione, connesso alla cappa 14, per evitare l’emissione nell’atmosfera di fumi che possono eventualmente formarsi all’atto del riscaldamento. The system is further equipped with an aspiration system, connected to the hood 14, to avoid the emission into the atmosphere of fumes that may eventually form upon heating.

Infine, il forno ad induzione 13 è vantaggiosamente dimensionato in modo tale da riscaldare almeno 400 Kg di materiale all’ora e prevede l’utilizzo di un adeguato sistema di raffreddamento per un corretto funzionamento. Finally, the induction oven 13 is advantageously sized in such a way as to heat at least 400 kg of material per hour and requires the use of an adequate cooling system for proper operation.

Si comprende quindi come l’utilizzo del semplice impianto di trattamento dei pattini usati di sistemi frenanti, che è oggetto dell’invenzione, consenta di effettuare un corretto recupero delle porzioni ferrose di tali pattini ed un corretto smaltimento delle porzioni in pasta multi-composita e/o materiale inerte (ferodo®), che potranno essere trattate come rifiuti speciali. It is therefore understood how the use of the simple system for treating the used pads of braking systems, which is the subject of the invention, allows to carry out a correct recovery of the ferrous portions of these pads and a correct disposal of the multi-composite and paste portions. / or inert material (ferodo®), which can be treated as special waste.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche dell’impianto per il trattamento dei pattini di sistemi frenanti, oggetto della presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi. E’ chiaro, infine, che numerose altre varianti possono essere apportate all’impianto in questione, senza per questo uscire dai principi di novità insiti nell’idea inventiva, così come è chiaro che, nella pratica attuazione dell’invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e gli stessi potranno essere sostituiti con altri equivalenti. From the description carried out, the characteristics of the system for treating the pads of braking systems, object of the present invention, are clear, as are the advantages. Finally, it is clear that numerous other variants can be made to the plant in question, without departing from the novelty principles inherent in the inventive idea, just as it is clear that, in the practical implementation of the invention, the materials, the shapes and dimensions of the illustrated details may be any according to requirements and the same may be replaced with other equivalent ones.

Claims

CLAIMS 1. Plant for the treatment of pads of braking systems, characterized by the fact of comprising: - first means for conveying (11, 12) of said shoes inside at least one device (13) for heating the shoes and - second conveying means (15), designed to send said skids out of said heating device (13) and from here, by gravity, inside at least a first container (16).

2. Plant as in claim 1, characterized in that said second conveying means (15) include at least one mechanical device able to strike said shoes leaving the heating apparatus (13), so as to separate the ferrous portions (21) from the portions containing inert material (22), said ferrous portions (21) and said portions containing inert material (22) being collected, already divided, inside said first container (16).

3. Plant as in claim 1, characterized in that said first conveying means (11, 12) take said skids from at least one container (10) and send them to said heating apparatus (13).

4. Plant as in claim 1, characterized in that said heating appliance (13) is an induction furnace, inside which said skids are brought, in a substantially short time, to a predetermined temperature, normally comprised between 400 ° C and 700 ° C and preferably between 500 ° C and 600 ° C.

5. Plant as in claim 1, characterized in that said second conveying means (15) comprise at least one tubular element, which sends, from top to bottom, said skids outgoing from said heating apparatus (13) towards said first container (16).

6. System as in claim 5, characterized by the fact that said mechanical device includes at least one shaft, equipped with pins, which strikes said shoes that come out of said heating device (13) and that fall inside said tubular element.

7. Plant as in claim 1, characterized in that said ferrous portions (21) and said portions containing inert material (22) are conveyed from said first container (16), through first conveyor means (17), into a separation zone of the plant.

8. Plant as in claim 7, characterized in that said separation zone provides second conveyor means (18), located at a predetermined and adjustable distance from said first conveyor means (17) and inside which at least one magnet (29) is positioned ), in such a way that said ferrous portions (21) and said portions containing inert material (22), taken from said first container (16) by means of said first conveyor means (17), slide in proximity to said at least one magnet (29) and said at least one magnet (29) thus attracts said ferrous portions (21) towards itself, while said portions containing inert material (22) are conveyed, by means of said first conveyor means (17), inside at least a second container ( 19).

9. Plant as per claim 8, characterized in that said ferrous portions (21) attracted by said at least one magnet (29) are conveyed, through said second conveyor means (18), inside at least a third container (20) .

10. Plant as in claim 1, characterized in that it also comprises a cooling system and / or a fume elimination system, connected to at least one suction hood (14), in order to avoid the emission of fumes into the atmosphere which can form due to the use of said heating appliance (13).

11. Method for treating brake system pads, characterized in that it comprises at least the following steps: - transport of said skids inside at least one heating device; - heating said shoes to a predetermined temperature between 400 ° C and 700 ° C and preferably between 500 ° C and 600 ° C; - mechanical separation of the ferrous parts (21) of the shoes from the parts containing inert material (22) by falling of said shoes leaving said heating apparatus inside at least one tubular element (15) and / or by means of impacts to which they are subject said skates; - collection of said ferrous parts (21) inside at least one container (20) through conveyor means (17, 18) and through at least one magnet (29), suitable for picking up and separating the ferrous parts (21) from the parts containing inert material (22).