Dispositivo para la fabricación de guarniciones de fricción.

Dispositivo para el prensado de una guarnición de fricción, en particular para embragues o frenos de vehículos,

con un molde de prensa (18) y una estampa de prensa (14), que están diseñados para la compactación y prensado de un producto a prensar (12) bajo la acción de calor, en el que la estampa de prensa (14) o el molde de prensa (18) presentan al menos un elemento sobresaliente (16, 16'), que sobresale sobre la superficie de la estampa de prensa (14) o del molde de prensa (18), que delimita durante el moldeo por prensado de la guarnición de fricción la superficie de fricción, caracterizado por que el al menos un elemento (16, 16') está insertado como componente separado en la estampa de prensa (14) y está configurado como elemento de transmisión de calor (16, 16'), estando constituido de un material, que posee una conductividad térmica, que es más alta que la del material de la estampa de la prensa (14) y/o del molde de la prensa (18), en el que está insertado.

Dispositivo para la fabricación de guarniciones de fricción La presente invención se refiere a un dispositivo para la fabricación, en particular para el prensado, de guarniciones de fricción para frenos y/o embragues de vehículos con un molde de prensa y una estampa de prensa de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Estado de la técnica

Las guarniciones de fricción, en particular para embragues o frenos de disco de automóviles, son generadas por medio de prensado de una masa granular de guarnición de fricción. En este caso, se rellena el material de fricción presente como producto a granel o producto prensado en un molde de prensa y a continuación se compacta por medio de una estampa de prensa bajo la acción de calor. Durante este proceso de prensado, después del cual puede seguir opcionalmente un proceso de endurecimiento siguiente, los aglutinantes contenidos en el material de fricción llevan a cabo una reacción de reticulación, que presta, entre otras cosas, al producto final acabado la estabilidad y la resistencia necesarias.

Durante el prensado, por ejemplo de guarniciones de frenos de disco, se necesitan típicamente tiempos de prensado en el intervalo de minutos, por ejemplo de 3 a 6 minutos. Este periodo de tiempo resulta de la conductividad térmica del producto prensado que debe prensarse y del tipo de entrada de calor en el material de fricción que debe prensarse. Durante el proceso de prensado, deben calentarse todas las zonas del material de fricción a una temperatura por encima de la temperatura de reticulación de los aglutinantes contenidos en el material.

En este caso, es problemático especialmente el escape de los gases contenidos en el material de fricción granular o que aparecen durante el proceso de prensado, en particular en virtud de la reacción de reticulación. Las capas exteriores se endurecen, el gas de reacción se incluye en el centro de la guarnición y conduce, en el caso de tiempos de prensado demasiado cortos, a grietas y a la formación de burbujas en el centro de la guarnición y a compresibilidad elevada. A través de la aparición de gas y del escape de gas desde el producto prensado aparecen también tensiones mecánicas que conducen, entre otras cosas, a la formación de grietas en el material de fricción, que reducen el valor y la calidad.

En el estado de la técnica se conocen diferentes procedimientos y dispositivos para la introducción de una cantidad de calor en el material de fricción a prensar.

Normalmente, la entrada de calor en el material de fricción a prensar se realiza a través de una estampa de prensa humedecible y/o a través de un molde de prensa humedecible. In embargo, esto condiciona que se realice una entrada de calor basada en convección en el material de fricción a prensar, en particular desde las superficies límites exteriores hacia el interior. Por consiguiente, aquellas zonas, que se encuentran relativamente lejos de las superficies límites del molde de prensa y/o de la estampa de prensa, se calientan con retraso en el tiempo con respecto a las zonas marginales del material de fricción a la temperatura requerida.

Esto condiciona los tiempos de prensa relativamente largos descritos anteriormente y con frecuencia implica un calentamiento no homogéneo en el espacio del material de fricción, lo que repercute en virtud del peligro de formaciones de grietas de manera desfavorable sobre la calidad del producto a generar.

El objetivo del proceso de prensado se puede ver en fabricar el material de fricción de tal forma que se pueda proporcionar sin burbujas ni grietas para el tratamiento térmico posterior en el horno. Allí se realiza entonces el endurecimiento definitivo del material de fricción.

Un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce a partir de los documentos DE 689 12 899 T2 y EP 0 386 652. Este estado de la técnica muestra dispositivos de moldeo, en los que en la estampa de prensa o en el molde de prensa están previstas proyecciones, que presionan hacia dentro entonces en la guarnición de fricción sobre el lado de la superficie de fricción y genera muescas o ranuras en la superficie de la guarnición de fricción. Estas muescas o ranuras sirven para eliminar de la superficie líquido o desgaste durante el empleo de la guarnición. De acuerdo con el documento EP 0 386 652 se realiza una especie de reticulación previa en las superficies del contorno de las cavidades, para impedir el crecimiento conjunto de las cavidades en el proceso de tratamiento térmico siguiente.

El documento US-A-2006 091 583 describe el molde de prensa y materiales compuestos de fibras utilizando moldes de prensa, como se representan en las figuras 1 y 2. Estos moldes de prensa poseen una cavidad de moldeo. La cavidad de moldeo está delimitada en el lado inferior por una fuente de calor y en el lado superior por una fuente de calor. Sobre la fuente de calor inferior están colocados insertos de molde de acero, estando intercaladas piezas de aislamiento entre la fuente de calor y los insertos de moldeo de acero. Con el molde de prensa, como se representa en las figuras 1 y 2, se forman, por ejemplo, discos de freno que se muestran en las figuras 3 y 4. Los insertos de moldeo de acero del molde de prensa delimitan de manera correspondiente el borde interior y el borde exterior del

disco de freno en forma de anillo circular. La particularidad de este molde de prensa se puede ver en las piezas de aislamiento. Deben retrasar la transmisión de calor desde la fuente de calor sobre los insertos de moldeo de acero. Como se explica en la página 3, párrafo [0024], con las piezas de aislamiento debe evitarse que los cantos de las piezas brutas de moldeo sean sometidos a un calentamiento acelerado y a un endurecimiento acelerado. De esta manera se prolonga una duración de ventilación de las zonas interiores de las piezas brutas de moldeo y con ello deben evitarse o bien reducirse los puntos defectuosos. En este dispositivo no se trata de un dispositivo del tipo indicado al principio, puesto que el molde de prensa mostrado no presenta ningún elemento que sobresalga sobre la superficie de la estampa de prensa o del molde de prensa, que delimita durante el moleo de prensado de la guarnición de fricción la superficie de fricción. En su lugar, los elementos sobresalientes están dispuestos de acuerdo con esta publicación de tal forma que delimitan el canto interior y el canto exterior del disco de freno a prensar, pero no la superficie de fricción. Puesto que los insertos de acuerdo con este documento están depositados con piezas de aislamiento, hay que partir de que los elementos sobresalientes están constituidos de un material, que posee una conductividad térmica, que es más alta o aproximadamente igual que la del material de la estampa de prensa y/o del molde de prensa, en los que se insertan.

El documento JP-A-54 060 360 muestra un molde de prensa para zapatas de guarnición de freno. El molde de prensa posee una estampa de prensa, que posee una pluralidad de pasadores cónicos, que se introducen a presión durante el prensado del componente en uno de los lazos de la zapata de freno. Los taladros que aparecen de esta manera en la zapata de frenos deben absorber o bien descargar gases, puesto que estos gases pueden influir en otro caso en el coeficiente de fricción. Hay que partir de que estos taladros están formados en la superficie de fricción. Puesto que los pasadores están configurados en una sola pieza con la estampa de prensa, están constituidos del mismo material que la estampa de prensa y, por lo tanto, presentan una conductividad térmica, que corresponde a la del material de la estampa de prensa.

El documento JP-A-2003 127 161 muestra un dispositivo convencional para el moldeo por prensado de materiales de fricción, que presenta como particularidad que una parte del molde, que corresponde a la parte central el objeto a fabricar, se puede calentar por medio de una instalación de calefacción.

Cometido La presente invención tiene, en cambio, el cometido de proporcionar un dispositivo, que posibilita una entrada mejorada de calor en el producto que debe prensarse. De esta manera, deben conseguirse tiempos de proceso más cortos así como guarniciones de fricción con alto valor y calidad. El objetivo de la presente invención es, además, reducir los costes de producción y el ciclo de sincronización del prensado.

Invención y efectos ventajosos El cometido en el que se basa la invención se soluciona por medio de un dispositivo según la reivindicación 1 de la patente. Otras formas de realización ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

El dispositivo de acuerdo con la invención está concebido para el... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para el prensado de una guarnición de fricción, en particular para embragues o frenos de vehículos, con un molde de prensa (18) y una estampa de prensa (14) , que están diseñados para la compactación y prensado de un producto a prensar (12) bajo la acción de calor, en el que la estampa de prensa (14) o el molde de prensa (18) presentan al menos un elemento sobresaliente (16, 16’) , que sobresale sobre la superficie de la estampa de prensa (14) o del molde de prensa (18) , que delimita durante el moldeo por prensado de la guarnición de fricción la superficie de fricción, caracterizado por que el al menos un elemento (16, 16’) está insertado como componente separado en la estampa de prensa (14) y está configurado como elemento de transmisión de calor (16, 16’) , estando constituido de un material, que posee una conductividad térmica, que es más alta que la del material de la estampa de la prensa (14) y/o del molde de la prensa (18) , en el que está insertado.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el al menos un elemento de transmisión de calor (16, 16’) está posicionado y/o está formado en sus dimensiones de la sección trasversal de tal forma que durante una entrada de calor a través del al menos un elemento de transmisión de calor (16, 16’) tiene lugar una propagación uniforme y, por lo tanto, una distribución del calor.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que el al menos un elemento de transmisión de calor (16, 16’) está formado de tal manera que es, al menos en sus dimensiones de la sección transversal, proporcional a las dimensiones de la sección transversal del contorno exterior de la superficie de fricción a formar.

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que están previstos varios elementos de transmisión de calor (16, 16’) , que están dispuestos distribuidos en la estampa de prensa (14) o en el molde de prensa (18) , de tal manera que durante una entrada de calor a través de los elementos de transmisión de calor (16, 16’) , los isotermos (17) respectivos de la misma temperatura asociados a los elementos de transmisión de calor (16, 16’) , vistos en el tiempo, se distribuyen de una manera uniforme durante un periodo de tiempo predeterminado, de tal manera que todos los isotermos (17) de la misma magnitud de elementos de transmisión de calor (16, 16’) adyacentes se encuentran al mismo tiempo en el producto.

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el al menos un elemento de transmisión de calor está configurado como pasador (16, 16’) o mandril.

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el al menos un elemento de transmisión de calor (16, 16’) presenta un contorno exterior o geometría que se estrecha a medida que se distancia desde la estampa de la prensa (14) .

7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el al menos un elemento de transmisión de calor (16, 16’) presenta un zócalo, con el que se apoya en la estampa de la prensa (14) .

8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el al menos un elemento de transmisión de calor (16, 16’) está recubierto con una capa libre de fricción.

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que la capa libre de fricción está formada por una capa de cromo.

10. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que como fijación para el al menos un elemento de transmisión de calor (16, 16’) en la estampa de la prensa (14) está prevista una unión atornillada, un encolado o una soldadura.

11. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el al menos un elemento de transmisión de calor (16, 16’) está fabricado de acero endurecido o de una cerámica.

12. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la extensión longitudinal mínima del al menos un elemento de transmisión de calor (16, 16’) tiene aproximadamente 3 mm y la extensión longitudinal máxima es al menos 0, 5 mm menor que el espesor de la guarnición de fricción (12) después de la realización del proceso de prensado.

13. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que los elementos de transmisión de calor (16, 16’) está dispuestos distribuidos de una manera uniforme sobre la superficie de la estampa de la prensa (14) .

14. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque la estampa de la prensa (14) presenta una zona marginal, en la que no están dispuestos elementos de transmisión de calor (16, 16’) .

15. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizado por que al menos tres elementos de transmisión de calor (16, 16’) dispuestos regularmente, vistos en la dirección circunferencial de un freno o disco de embrague, se apoyan en el tercio medio de la guarnición de fricción (12) .