BRPI0903680A2

BRPI0903680A2 - Processo de fabricação de lonas de freio, moldes para fabricação e produto obtido.

Info

Publication number: BRPI0903680A2
Application number: BRPI0903680-6A
Authority: BR
Inventors: Jacir Dallegrave
Original assignee: Duroline S A
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2015-05-12
Also published as: MX2011013501A; WO2010144977A1; US20120085604A1

Abstract

Processo de fabricação de lonas de freio, moldes para fabricação e produto obtido. É descrito um processo de fabricação de lonas de freio que compreende as etapas de moldagem a frio do material de fricção e compactação utilizando um punção com superfície dotada de sinuosidade (10) que pressiona o material de fricção (100), formando ondas na superfície (110) e pré-moldagem a quente do material de fricção a temperatura inferior a da polimerização da resina, para uma melhor formatação do pré-molde, pois a resina adere em forma de uma fina camada (filme), sobre toda a superfície a qual define um melhor formato da pré-forma e, alem disso, deixa o material com uma quantidade de calor perto do processo de polimerização o que dará ao produto uma qualidade melhor, a seguir moldagem a quente do material de fricção pré-formado e compactação utilizando um punção com formato curvilíneo (20). De forma adicional, a presente invenção descreve um produto obtido que compreende um material de fricção com áreas orientadas de densidade maiores e menores intercaladas.

Description

PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE LONAS DE FREIO, MOLDES PARA FABRICAÇÃO E PRODUTO OBTIDO. CAMPO DA INVENÇÃO/ A presente invenção diz respeito a um processo de fabricação de lonas de freio, moldes para fabricação e produto obtido. Mais especificamente compreende um processo de fabricação de lonas de freto, preferentemente para veículos pesados, que provê elevação da performance do nível de fricção ou poder de frenagem, menor desgaste da lona de freio e redução do nível de ruído, mediante um processo físico-químico e moldes específicos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

As pastilhas e fonas de freio são usualmente fabricadas de um composto de fibras sintéticas, metais e resina, com maior ou menor grau de dureza. Quanto mais duras e resistentes ao atrito, mais eficaz é o seu desempenho, mas paralelamente, mais rapidamente desgasta os discos e tambores. Além disso, materiais com maior grau de dureza trabalham melhor com temperaturas mais altas. Pastilhas ou lonas com menor grau de dureza, ao contrário, freiam bem mesmo quando frias, mas são sensíveis demais à elevação de temperatura, perdendo eficiência quando usadas seguidamente e desgastam-se com rapidez. Assim, é necessário encontrar um equilíbrio na dureza e na composição do material para freadas seguras em quaisquer condições.

Lonas de freio superaquecidas sofrem um fenômeno conhecido como fading. A partir de certa temperatura, a lona fica "vitrificada" reduzindo drasticamente seu coeficiente de atrito, exigindo que o usuário passe a pressionar com mais intensidade o pedal do freio para um controle adequado sobre o veículo. O fading pode ser evitado com o uso de materiais de boa qualidade e evitando freadas brusca^ e contínuas.

Assim, como características essenciais de lonas de freio, têm-se: a resistência ao fading; a recuperação que é a característica das lonas de, durante o resfriamento, recuperar rapidamente o atrito original quando submetidas a elevadas temperaturas; inexistência de fading oculto, ou seja, durante o período de recuperação ou resfriamento, o coeficiente de atrito começa a retomar ao normal, e de repente, sem aviso, os freios retornam à condição de fading-, sensibilidade à velocidade, ou seja, o coeficiente de atrito não pode variar abruptamente quando a lona de freio for submetida a variações de velocidade; estabilidade, com a manutenção do coeficiente de atrito e o mesmo poder de frenagem ao longo da vida úti! da lona de freio. O pedido de patente de invenção P19206126 descreve uma lona de atrito para sistemas de freio que compreende um elemento de atrito isento de asbestos e um elemento abrasivo consistindo de material abrasivo com um aglutinante termorrígido, à base de resina natural ou sintética, proporciona-se um elemento abrasivo que é incorporado no elemento de atrito que, na medida em que o desgaste da lona de atrito avança, possibilita que as propriedades friccionais da superfície que pressiona de encontro à lona possam ser regeneradas de tempos em tempos. O pedido de patente de invenção PI9508564 descreve lonas de atrito para freios de tambor ou para pastilhas de freio monobloco em que a lona de atrito e o elemento de suporte são feitos em conjunto por moldagem de um único material, com a parte traseira da lona de atrito apresentando um inserto não oxidável e que suporta uma temperatura superior a 200°G, o inserto possuindo uma superfície que é visível do lado de fora da lona e que é adequada para atuar corgo? um meio portador de informações indeléveis. O pedido de modelo de utilidade MU7502802 descreve um aperfeiçoamento em lona de freio para veículos leves e pesados formado por um corpo dotado em sua curvatura interna de uma malha resistente incorporada às fibras aglutinadas, sendo tal malha do tipo fibra de carbono ou assemelhados, com função de reforçar a peça, principalmente quando esta se encontra ao final de sua vida útil.

Portanto, a literatura técnica descreve processos de fabricação de lonas de freio e produtos obtidos que buscam elevar a performance do nível de fricção e provocar menor desgaste utilizando insertos ou a incorporação de malhas para aumentar a vida útil das ditas lonas de freio.

No entanto, o estado da técnica não descreve nem sugere um processo físico-químico com diferenças de densidade orientada, provendo um produto com maior vida útil, menor esforço de frenagem e menor desgaste do tambor de freio, bem como a redução de ruído, tal processo de fabricação de lonas de freio, moldes para fabricação e produto obtido sendo descrito e reivindicado no presente pedido. SUMÁRIO

De um modo geral, a presente invenção diz respeito a um processo de fabricação de lonas de freio que compreende as etapas de pré-moldagem a quente do material de fricção a temperatura inferior a da polimerização da resina, para uma melhor formatação do pré-molde, pois a resina adere em forma de uma fina camada (filme), sobre toda a superfície a qual define um melhor formato da pré-forma e, alem disso, deixa o material com uma quantidade de calor perto do processo de polimerização o que dará ao produto uma qualidade melhor. A seguir, então temos a moidagem a frio do materiarpe< fricção e compactação utilizando um punção com superfície dotada'"^ sinuosidade que pressiona o material de fricção, formando ondas na superfície, e moidagem a quente do material de fricção pré-formado e compactação utilizando um punção com formato curvilíneo.

Ainda, a presente invenção se refere a moldes para fabricação que inclui um molde frio que apresenta um punção superior dotado de superfície que inclui um perfil dotado de leve concavidade com superfície contínua dotada de curvas côncavas seguidas de curvas convexas, e um molde quente que apresenta um punção superior dotado de superfície com concavidade.

De forma adicional, a presente invenção descreve um produto obtido que compreende um material de fricção com áreas orientadas de densidade maiores e menores intercaladas. É característica da invenção um processo de fabricação de lona de freio que provê elevação da performance do nível de fricção ou poder de frenagem e menor desgaste da lona de freio mediante um processo físico-químico. É característica da invenção uma lona de freio com diferentes densidades de material gerados a partir de pré-moldagem a quente, moidagem a frio e a quente, mediante moldes específicos. É característica da invenção uma lona de freio com reduzido nível de ruído devido à diminuição da ressonância. É característica adicional uma lona de freio com maior tempo de vida útil elevada performance do nível de fricção em comparação às lonas de freio do estado da técnica.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 apresenta representação da moidagem a frio, sendo a figura 1A o punção ondulado posicionado na porção superior Φ molde onde está depositado o material de fricção e a figura 1Bfd' A punção sendo pressionado de encontro ao material de fricção para compactar e acomodar diferentes quantidades de material no sentido longitudinal do molde. A figura 2 apresenta representação da moldagem a quente, sendo a figura 2A o punção curvilíneo posicionado na porção superior do molde onde está o material de fricção pré-moldado, a figura 2B o punção curvilíneo sendo pressionado de encontro ao material de fricção pré-moídado que absorve a transferência de calor e inicia o processo de polimerização da resina, conformando uma peça com compactação variável de acordo com os picos e depressões do material pré-moldado, e a figura 2C o material de fricção moldado em uma peça rígida e termofixa.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO O processo de fabricação de lonas de freio, objeto da presente invenção, compreende etapas físico-químicas, como moldagem à frio e à quente, com compactação variável e orientada, provendo um produto com superfície dotada de diferenças de densidade que garante maior vida útil e melhor nível de fricção. O processo de fabricação de lonas de freio compreende as etapas de: a) moldagem a frio do material de fricção e compactação utilizando um punção com superfície dotada de sinuosidade (10) que pressiona o material de fricção (100), formando ondas na superfície (110). A pré-moldagem a quente, para melhor formatação do pré-molde, moldagem a frio permite acomodar diferentes quantidades do material de fricção no sentido longitudinal em virtude das concavidades e convexidades do punção (10); b) moldagem a quente do material de fricção pré-formado compactação utilizando um punção com formato curvilíneo (20). O material de fricção (100) sofre pressão de punção superior curvilíneo (20) com a compactação das ondas formados na moldagem a frio, e conseqüente polimerização da resina do material de fricção (100). Na moldagem a quente é provocada uma compactação variável e orientada de acordo com os picos e depressões da superfície anteriormente moldada a frio. O produto obtido compreende um material de fricção que sofre um processo químico-físico, provendo áreas orientadas de densidade maiores e menores intercaladas.

Em uma variante, o processo de fabricação de lonas de freio compreende as etapas de: a) moldagem a frio de uma primeira camada de material de fricção (100) e compactação utilizando um punção com superfície dotada de sinuosidade (10) que pressiona o material de fricção (100), formando ondas (110) na superfície; b) pré-moldagem a quente de uma segunda camada de material de fricção, sobreposto à primeira camada, utilizando um punção com superfície dotada de sinuosidade (10) que pressiona a segunda camada do material de fricção na superfície superior, formando ondas (110); c) moldagem a quente da primeira e da segunda camada do material de fricção pré-formado e compactação utilizando um punção com formato curvilíneo (20). O material de fricção (100) sofre pressão de punção superior curvilíneo (20) com a compactação das ondas (110) e conseqüente polimerização da resina do material de fricção (100).

Em uma variante, o produto obtido compreende duas camada sendo uma primeira camada com áreas de densidade maiores e menores intercaladas, e uma segunda camada, sobreposta à primeira camada mediante termofusão, dita segunda camada dotada de áreas de densidade maiores e menores intercaladas.

Nesta variante, o efeito provocado pela diferença de densidade do material de fricção é aumentado, sendo a primeira camada destinada para a região da lona de freio que serve como lastro, devendo apresentar maior resistência mecânica do que frenagem, e uma segunda camada superior à primeira camada, com maior durabilidade do que resistência de ancoragem.

Conforme apresentado na figura 2B, as linhas verticais que apresentam maior quantidade de material terão maior compactação e as linhas verticais que apresentam menor quantidade de material terão menor compactação, provocado um processo de compactação variável na superfície do material de fricção para lonas de freio.

Assim, nos pontos em que houver maior quantidade de material em função do pico gravado pelo punção, terá uma densidade maior, e nos pontos em que houver menor quantidade de material em função da depressão gravada pelo punção, a densidade será menor.

Os moldes para fabricação de lonas de freio utilizando o processo da presente invenção, compreendem um molde frio e um molde quente. O molde frio apresenta um punção superior (10) dotado de superfície que inclui um perfil dotado de leve concavidade com superfície contínua dotada de curvas côncavas seguidas de curvas convexas (11). O molde quente apresenta um punção superior (20) dotado c superfície com concavidade (21).

Em comparação às lonas de freio do estado da técnica que apresentam a mesma densidade de material em toda a superfície do material de fricção, as lonas de freio obtidas através do processo objeto da presente invenção, com densidades maiores e menores de maneira orientada.

Estudos evidenciaram que a superfície do material de fricção da lona de freio submetida ao calor gerado pelo trabalho de frenagem provoca o comprometimento de aglutinação da resina nas lonas de freio do estado da técnica, enquanto na lona de freio objeto da presente invenção o comprometimento da lona de freio é maior na região menos densa e de forma decrescente. À medida que continua o processo de frenagem, o comprometimento da aglutinação da resina é progressivo nas lonas de freio do estado da técnica, enquanto na lona de freio objeto da presente invenção o comprometimento da lona de freio é decrescente na direção da região de maior densidade.

Mesmo quando o material de fricção está totalmente comprometido em lonas de freio do estado da técnica, nas lonas de freio da presente invenção as colunas verticais com maior densidade garantem a continuidade do material de fricção, com os componentes atritantes ainda exercendo o processo de frenagem. Portanto, além do aumento da vida útil, é prolongado o poder de frenagem em comparação às lonas de freio da técnica. REIVINDICAÇÕES:

Claims

1. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE LONAS DE FREIO' caracterizado por compreender as etapas de: a) Moidagem a frio do material de fricção e compactação utilizando um punção com superfície dotada de sinuosidade (10) que pressiona o material de fricção (100), formando ondas na superfície (110); b) Pré-moldagem a quente e moidagem a quente do material de fricção pré-formado e compactação utilizando um punção com formato curvilíneo (20).

2. PRODUTO OBTIDO de acordo com o processo reivindicado em 1, caracterizado por compreender um material de fricção com áreas orientadas de densidade maiores e menores intercaladas.

3 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE LONAS DE FREIO caracterizado por compreender as etapas de: a) Moidagem a frio de uma primeira camada de material de fricção (100) e compactação utilizando um punção com superfície dotada de sinuosidade (10) que pressiona o material de fricção (100), formando ondas (110) na superfície; b) Pré-moldagem a quente de uma segunda camada de material de fricção, sobreposto à primeira camada, utilizando um punção com superfície dotada de sinuosidade (10) que pressiona a segunda camada do material de fricção na superfície superior, formando ondas (110); c) Moidagem a quente da primeira e da segunda camada do material de fricção pré-formado e compactação utilizando um punção com formato curvilíneo (20).

4. PRODUTO OBTIDO de acordo com o processo reivindicado em 2, caracterizado por compreender duas camadas, sendo u rijai primeira camada com áreas de densidade maiores e menores' intercaladas, e uma segunda camada, sobreposta à primeira camada mediante termofusão, dita segunda camada dotada de áreas de densidade maiores e menores intercaladas.

5. MOLDES PARA FABRICAÇÃO de lonas de freio caracterizado por compreender um molde frio que apresenta um punção superior (10) dotado de superfície que inclui um perfil dotado de leve concavidade com superfície contínua dotada de curvas côncavas seguidas de curvas convexas (11), um pré-molde a quente, e um molde quente que apresenta um punção superior (20) dotado de superfície com concavidade (21).