ES2336446T3 - Cuerpo de friccion de una pieza con un soporte y revestimiento de friccion situado sobre el asi como procedimiento para su fabricacion. - Google Patents

Abstract

Cuerpo de fricción de una pieza con un soporte y como mínimo un revestimiento de fricción situado sobre él, a base de materiales de fricción que contienen fibras de refuerzo, aglutinantes termoendurecidos y aditivos habituales, caracterizado porque el como mínimo un revestimiento de fricción está unido con el soporte en una unión material firme y a través de las fibras de refuerzo que atraviesan la capa límite entre soporte y revestimiento de fricción en una unión con arrastre de forma.

Description

Cuerpo de fricción de una pieza con un soporte y revestimiento de fricción situado sobre él así como procedimiento para su fabricación.

Es objeto de la invención un cuerpo de fricción de una pieza con un soporte y como mínimo un revestimiento de fricción situado sobre él, a base de materiales de fricción que contienen fibras de refuerzo, aglutinantes termoendurecidos y aditivos habituales, así como un procedimiento para su fabricación.

Cuerpos de fricción que en una matriz de aglutinante endurecido bajo la acción de calor y presión contienen fibras de refuerzo, agentes deslizantes, abrasivos, materiales inorgánicos y cargas, se usan en gran escala en las más diversas áreas de la técnica, a saber como revestimientos de frenos, de embragues o de fricción. Estos cuerpos de fricción comprenden en general un soporte o una placa de soporte de metal o de plástico y al menos un revestimiento de fricción situado sobre él. La unión entre el revestimiento de fricción y el soporte se realiza en general por medio de remachado o de pegado. El soporte metálico puede estar presente en forma de una placa o cubo con dentado interior o exterior o bien igualmente como soporte de zapata de frenos.

El revestimiento de fricción se fabrica normalmente mediante unión forzada a presión de los correspondientes materiales de fricción con calor y estampándolo o recortándolo. El revestimiento de fricción fabricado de esta manera se pega o remacha a continuación sobre el soporte, que puede ser de metal o de un material plástico inyectado. Los adhesivos usados para ello contienen disolventes y se endurecen a alta temperatura en el horno, liberándose entonces los disolventes. Los adhesivos de dos componentes asimismo usados no poseen la resistencia a la temperatura que es necesaria para el uso de los cuerpos de fricción.

El remachado de los revestimientos de fricción con el soporte es complejo y caro y ofrece sólo una fijación por puntos del revestimiento de fricción, de tal manera que éste puede "abombarse" entre los remaches. Otra gran desventaja adicional son los elevados costes de fabricación de los soportes de metal, en especial si presentan un dentado en el interior o en el exterior que deben poseer una gran precisión de adaptación. Por último, debido a la diferente dilatación térmica del soporte metálico y del revestimiento de fricción se producen problemas por alabeamiento de los revestimientos de fricción y desprendimiento del soporte.

Así, el documento DE 21 09 907 A da a conocer un revestimiento para frenos de vehículos, en especial una zapata de freno que consta de varias piezas de diferente naturaleza que están unidas entre sí mediante unión material firme, en concreto mediante pegado. El pegado de estas piezas individuales entre sí y con el necesario soporte, que por ejemplo es de acero, no sólo es costoso debido a la preparación de este soporte metálico y del necesario adhesivo, sino que puede no resultar satisfactorio en lo que respecta a la unión requerida de las piezas del cuerpo de fricción entre sí y con el soporte.

Del documento DE 39 05 627 C2 se conoce un procedimiento para la fabricación de un cuerpo de freno para un freno de disco que presenta una placa de base lisa y, como revestimiento de fricción, un soporte sobre la placa de base con al menos dos secciones de soporte con diferentes propiedades de fricción. El procedimiento consiste en que los materiales configurados de modo granulado y asignados a las distintas secciones de soporte, que dependiendo de las correspondientes secciones de soporte pueden contener por ejemplo porciones diferentes de abrasivos, se introducen en un bastidor de moldeo que presenta una unidad de subdivisión que separa entre sí las diferentes secciones de soporte y, al mismo tiempo, se moldean mediante tratamiento con presión todas las secciones de soporte sobre la placa de base y las secciones de soporte se someten sobre la placa de base a un tratamiento térmico bajo presión.

El documento EP 0 859 164 A1 da a conocer un elemento de fricción, en especial para un freno de vehículos o un embrague de fricción, poseyendo el elemento de fricción un soporte de revestimiento y fijo sobre él un revestimiento de fricción, que según el grado de abrasión presenta un coeficiente de rozamiento \mu variable para evitar de esta manera que se produzcan ruidos no deseados durante el funcionamiento.

Los cuerpos de fricción conocidos según el estado actual de la técnica con un soporte y como mínimo un revestimiento de fricción dispuesto sobre él no resultan satisfactorios en tanto que se fabrican de un modo costoso por separado como revestimiento de fricción y soporte y después deben unirse entre sí, por ejemplo mediante adherencia o remachado, métodos de fijación estos que con frecuencia no presentan la resistencia necesaria para la práctica, de tal modo que el revestimiento de fricción situado sobre el soporte puede deformarse o dado el caso incluso desprenderse.

El objetivo de la presente invención consiste en crear un cuerpo de fricción de una sola pieza del tipo indicado al principio, en el cual el revestimiento de fricción y el soporte se fabriquen en una única etapa de trabajo y se unan entre sí, siendo posible sin más conferir al revestimiento de fricción por un lado y al soporte por otro lado las propiedades requeridas para cumplir su misión y conseguir, no obstante, una unión homogénea de estas piezas. Otro objetivo consiste en crear un cuerpo de fricción de una pieza de este tipo que presente como mínimo dos zonas con diferentes propiedades de rozamiento y/o propiedades mecánicas y que, con ello, posea sobre una o las dos superficies de fricción zonas con diferentes propiedades de rozamiento. Para eso, las superficies de fricción deben estar dispuestas también en forma de varias capas superpuestas y con diferentes grosores de capa, o bien pueden estar conformadas por segmentos o campos de formas arbitrarias, unos junto a otros y con diferentes propiedades de rozamiento, de tal manera que se consiga que el comportamiento de fricción se adapte exactamente a los requisitos técnicos para el uso para el que van destinadas. En todos los casos hay que asegurar que el o los revestimientos de fricción estén unidos entre sí y con el soporte de manera tal que resulte un aumento notable de la resistencia al cizallamiento entre las diversas piezas o capas y, con ello, un aumento de las propiedades de resistencia del cuerpo de fricción.

Este objetivo se consigue conforme a la invención uniendo el revestimiento de fricción con el soporte en una unión material firme y en arrastre de forma mediante fibras de refuerzo, que atraviesan la capa límite entre soporte y revestimiento de fricción.

Es objeto de la invención, por lo tanto, el cuerpo de fricción de una pieza conforme a la reivindicación 1. Las reivindicaciones subordinadas se refieren a formas de realización preferidas de este objeto de la invención así como a un procedimiento para la fabricación de este cuerpo de fricción de una pieza conforme a la invención.

Por consiguiente, la reivindicación 1 se refiere a un cuerpo de fricción de una pieza con un soporte y como mínimo un revestimiento de fricción situado sobre él, a base de materiales de fricción que contienen fibras de refuerzo, aglutinantes termoendurecidos y aditivos habituales, que se caracteriza porque como mínimo un revestimiento de fricción está unido con el soporte en una unión material firme y en arrastre de forma mediante fibras de refuerzo que atraviesan la capa límite entre soporte y revestimiento de fricción.

En el caso del cuerpo de fricción de una pieza conforme a la invención, por consiguiente, tanto el soporte como también el como mínimo un revestimiento de fricción situado encima de él son de materiales de fricción endurecidos a base fibras de refuerzo, aglutinantes termoendurecibles y aditivos habituales. Los componentes y las proporciones de cantidades de los materiales de fricción para el soporte y el como mínimo un revestimiento de fricción dispuesto sobre él, se seleccionan de tal manera que se consiguen las propiedades requeridas para cumplir las correspondientes misiones, a saber, que puedan presentar por un lado los coeficientes de rozamiento pretendidos del revestimiento de fricción y por otro lado los necesarios valores de resistencia para el soporte, los taladros, los engranajes o cualquier otra forma de arrastre de cualquier tipo que puedan fabricarse en un proceso de prensado usando moldes de prensado correspondientes en una etapa de trabajo con alta precisión de prensado.

Conforme a una forma de realización preferida de este cuerpo de fricción, los materiales de fricción del como mínimo un revestimiento de fricción y del soporte se unen entre sí en una unión material firme y en arrastre de forma punzonando las fibras de refuerzo contenidas en los respectivos materiales de fricción, antes del endurecimiento de los materiales de fricción en un molde de prensado correspondiente al cuerpo de fricción que hay que fabricar bajo la acción de calor y presión, desde las superficies exteriores del cuerpo de fricción.

El punzonado conforme a la invención de los respectivos materiales de fricción para el soporte y el como mínimo un revestimiento de fricción situado sobre él da lugar a una unión adicional en arrastre de forma entre las capas por medio de una unión entre fibras, con lo cual puede transmitirse fuerzas de cizallamiento mayores que con sólo la unión material firme, que se produce mediante el endurecimiento de los materiales de fricción que contienen el aglutinante termoendurecible.

El punzonado conforme a la invención se diferencia de la técnica de punzonado convencional, que se usa por ejemplo para la fabricación de fieltros punzonados y que consiste en atravesar con una aguja afilada las dos capas que hay que punzonar y con ayuda del garfio existente en la aguja tirar de la fibra desde la capa inferior hacia la capa superior. Debido a la menor longitud de las fibras de refuerzo, el punzonado conforme a la invención se lleva a cabo de manera que con ayuda de una aguja roma se empujan las fibras desde la primera capa, orientada hacia la aguja, hacia la capa situada en el sentido de empuje de la aguja con, por ejemplo, el material de fricción para el soporte.

De esta manera las fibras de refuerzo de los materiales de fricción para el soporte o para el como mínimo un revestimiento de fricción colocado encima de él son empujados a través de este material de fricción hacia el material de fricción limítrofe para el soporte o un revestimiento de fricción adicional, de tal modo que estas fibras de refuerzo atraviesan la capa límite entre estos materiales de fricción y dan lugar a una unión en arrastre de forma de estos materiales de fricción. Evidentemente el punzonado se produce antes del endurecimiento de los materiales de fricción para el soporte y el revestimiento de fricción dispuesto sobre él bajo la acción del calor y la presión en un molde de prensado correspondiente al cuerpo de fricción pretendido.

Mediante estas fibras de refuerzo que atraviesan de este modo la capa límite entre el soporte y el revestimiento de fricción, después del endurecimiento de los materiales de fricción resulta, además de la unión material firme, una unión en arrastre de forma con estas fibras de refuerzo de tal manera que el cuerpo de fricción obtenido de este modo tiene propiedades que, desde el punto de vista de su aplicación técnica, son claramente superiores a las de los cuerpos de fricción convencionales, en los cuales se remacha o se pega un revestimiento de fricción sobre un soporte metálico. Además, ajustando directamente el tipo y las cantidades de los componentes de los materiales de fricción para el soporte o para el o los revestimientos de fricción, el perfil de propiedades claramente diferentes del soporte o del revestimiento de fricción se puede adaptar de forma selectiva a los requisitos para el uso del cuerpo de fricción de una pieza a tenor de su destino.

Según otra forma de realización preferida de la invención, el cuerpo de fricción comprende como mínimo dos revestimientos de fricción con distintas propiedades de rozamiento y/o propiedades mecánicas, estando estos revestimientos de fricción unidos con el soporte y/o entre sí en una unión material firme y, mediante las fibras de refuerzo que atraviesan la capa límite entre el soporte y el revestimiento de fricción y/o entre los revestimientos de fricción, en arrastre de forma.

Según otra forma de realización ventajosa de la invención, el soporte y el revestimiento de fricción o los revestimientos de fricción están hechos de los mismos o distintos materiales de fricción con las correspondientes iguales o distintas propiedades de rozamiento y/o propiedades mecánicas.

Los materiales de fricción distintos o del mismo tipo de los revestimientos de fricción y del soporte están unidos en una unión material firme y mediante el punzonado de las fibras de refuerzo contenidas en los distintos materiales de fricción de estas zonas, antes del endurecimiento de los materiales de fricción en un molde de prensado correspondiente al cuerpo de fricción que hay que fabricar y sometidos a calor y presión, unidos entre sí y/o con el soporte en arrastre de forma desde las superficies exteriores de los revestimientos de fricción.

Conforme a otra forma de realización ventajosa de la invención, el como mínimo un revestimiento de fricción está dispuesto sobre el soporte formando una capa.

Según otra forma de realización preferida de la invención, el cuerpo de fricción comprende como mínimo dos zonas de diferentes propiedades de rozamiento que están dispuestas una sobre otra a modo de capas. Según otra forma más de realización, las como mínimo dos zonas de diferentes propiedades de rozamiento del cuerpo de fricción conforme a la invención están dispuestas una junto a la otra, de tal modo que forman una superficie de fricción común con diferentes propiedades de rozamiento en las zonas correspondientes de la superficie. Esto puede llevarse a cabo ventajosamente de tal manera que una de las como mínimo dos zonas de diferentes propiedades de rozamiento rodea a la otra zona formando una superficie de fricción conjunta con diferentes propiedades de rozamiento en las zonas correspondientes de la superficie.

Una de las como mínimo dos zonas con diferentes propiedades de rozamiento está presente preferentemente en forma de uno o varios segmentos o campos de forma arbitraria, que está o están alojados en el material de fricción de la otra zona formando una superficie de fricción común con diferentes propiedades de rozamiento en los segmentos o campos correspondientes.

Conforme a una forma de realización preferida de la invención, el soporte está previsto en forma de una capa entre dos revestimientos de fricción con las mismas o distintas propiedades de rozamiento y/o propiedades mecánicas, estando el soporte y los revestimientos de fricción unidos en una unión material firme y mediante punzonado de las fibras de refuerzo contenidas en los materiales de fricción de los revestimientos de fricción de las mismas o diferentes propiedades de rozamiento situadas en el exterior, antes del endurecimiento de los materiales de fricción en un molde de prensado correspondiente al cuerpo de fricción que hay que fabricar y sometidos a calor y presión, unidos en arrastre de forma con los dos revestimientos de fricción.

El cuerpo de fricción conforme a la invención contiene preferentemente del 10 al 60% en peso, preferentemente del 20 al 50% en peso, de fibras de refuerzo, referido al peso del cuerpo de fricción. Como fibras de refuerzo puede haber fibras orgánicas y/o inorgánicas, por ejemplo fibras de vidrio, fibras de cerámica, fibras de óxido de aluminio, fibras de carbono, fibras de aramida, fibras de acero o mezclas de estas fibras.

Las fibras de refuerzo poseen preferentemente una longitud de fibra media que equivale como mínimo a la mitad del espesor de las zonas con diferentes propiedades de rozamiento que hay que unir o de la capa de material de soporte, para garantizar de esta manera que en el proceso de punzonado las fibras de refuerzo son empujadas en cantidad suficiente en el soporte o en la otra zona con diferentes propiedades de rozamiento y asegurar así la unión con arrastre de forma esencial de la invención. Esto se produce de tal suerte que las fibras de refuerzo se extienden en número suficiente desde una zona a través de la capa límite hasta la otra zona y con ello producen la unión con arrastre de forma entre estas zonas esencial de la invención. Las fibras de refuerzo poseen preferentemente una longitud de fibra media de 3 a 15 mm, preferentemente de 5 a 10 mm.

Se ha descubierto que la unión según la invención de soporte y el o los revestimientos de fricción o las zonas con diferentes propiedades de rozamiento mediante la unión en arrastre de forma con ayuda de las fibras de refuerzo que atraviesan la capa límite, incrementa en aproximadamente el 30% la resistencia al cizallamiento de los revestimientos de fricción, lo cual no sólo garantiza una estabilidad esencialmente superior del cuerpo de fricción sino que también hace posible formar de una pieza a partir del material de fricción las placas portadoras, los taladros y engranajes u otras formas de arrastre necesarias según el estado actual de la técnica, pudiéndose adaptar de una manera selectiva en estas áreas las propiedades de resistencia del material de fricción a las fuerzas que allí aparecen. Ya que en este caso el material presenta propiedades de dilatación térmica en gran medida uniformes, también pueden superarse los problemas que surgen al usar materiales de soportes metálicos o de plástico de otro tipo sobre los que haya que sujetar el cuerpo de fricción de manera convencional mediante remachado o pegado.

Otro objeto de la invención es un procedimiento para la fabricación del cuerpo de fricción de una pieza según la invención, que se caracteriza porque los materiales de fricción que contienen fibras de refuerzo, aglutinantes termoendurecibles y aditivos habituales para el soporte y el como mínimo un revestimiento de fricción se ensamblan en la forma y con la disposición deseadas, las fibras de refuerzo contenidas en los materiales de fricción del conjunto ensamblado se punzonan de tal manera que al menos las fibras de refuerzo del material de fricción del como mínimo un revestimiento de fricción atraviesan al menos parcialmente el material de fricción del soporte y/o del otro revestimiento de fricción, y el producto intermedio punzonado se endurece bajo la acción de calor y presión en un molde de prensado que se corresponde con el cuerpo de fricción que hay que fabricar.

Según la invención, el cuerpo de fricción pretendido se moldea así por compresión en una etapa de trabajo a partir de los componentes del material de fricción, que preferentemente no contienen ningún disolvente orgánico, siendo posible dotar al cuerpo de moldeo de un cubo, un engranaje u otros perfiles de arrastre formados de modo arbitrario en el cubo o en el perímetro. La precisión de adaptación de las piezas prensadas también en los engranajes se sitúa, sin repasado, en el ámbito de las piezas metálicas fabricadas mediante técnicas de virutaje, unas circunstancias que son posibles gracias a materiales de fricción homogéneos y de peso optimizado que se preparan preferentemente en un procedimiento húmedo sin la adición de disolventes orgánicos. Los orificios producidos al punzonar el producto intermedio favorecen en el proceso de prensado la desgasificación del material de fricción y además mejoran con ello en gran medida y de modo sorprendente la resistencia del cuerpo de fricción obtenido.

Los materiales de fricción usados en el procedimiento conforme a la invención para el soporte y el como mínimo un revestimiento de fricción contienen, además de las fibras de refuerzo esenciales en la invención, un aglutinante termoendurecible, preferentemente una resina fenólica que dado el caso puede estar mezclada con resinas de melamina, poliamida, resinas epoxi, aceites, resinas cresólicas y similares en cantidades del 1 al 15% en peso. Estos materiales de fricción contienen además como aditivos habituales agentes deslizantes tales como grafito, sulfuro de molibdeno, sulfato de bario, carbonato cálcico o mezclas de los mismos en cantidades del 10 al 25% en peso, preferentemente del 15 al 20% en peso, abrasivos a base de óxidos, nitruros o carburos tales como por ejemplo Al_{2}O_{3}, SiO_{3}, Cr_{2}O_{3}, Fe_{2}O_{3}, Fe_{3}O_{4}, ZrO_{2}, MgO, CaO, SiC, PM, PC, Si_{3}N_{4} y AIN y mezclas de los mismos en cantidades del 0,5 al 10% en peso, preferentemente del 1 al 5% en peso. El material de fricción puede contener además cargas tales como sulfato de bario o sulfato de calcio, caucho natural vulcanizado o sin vulcanizar o caucho sintético en cantidades del 1 al 15% en peso, preferentemente del 5 al 10% en peso. Dependiendo del tipo y de la cantidad de los componentes habituales usados, las propiedades de los materiales de fricción se pueden ajustar de manera selectiva para las distintas áreas a las propiedades finales pretendidas del cuerpo de fricción conforme a la invención.

Después de la preparación de los distintos materiales de fricción para el soporte y para el como mínimo un revestimiento de fricción, se da a los materiales de fricción la forma deseada, por ejemplo el soporte en forma de una capa de soporte y el revestimiento de fricción en forma de una capa de revestimiento de fricción que se colocará sobre esta capa de material de soporte, colocando como mínimo dos revestimientos de fricción en forma de capas sucesivas sobre el soporte o disponiendo uno junto al otro sobre el soporte los como mínimos dos revestimientos de fricción con propiedades de rozamiento distintas. A continuación se comprime el material para formar un cuerpo de fricción de una pieza y se punzona del modo conforme a la invención, de tal manera que como mínimo las fibras de refuerzo de un material de fricción penetran a través de la capa límite hacia el otro material de fricción, después de lo cual el producto intermedio punzonado se prensa de la manera habitual, bajo la acción de calor y de presión y endureciendo el aglutinante termoendurecible para dar el cuerpo de fricción de una pieza conforme a la invención. Con esta compresión y debido a los aglutinantes existentes en los diferentes materiales de fricción las distintas zonas del cuerpo de fricción se unen para dar un cuerpo de fricción de una pieza, con lo cual se produce la unión material firme conforme a la invención debido al aglutinante termoendurecible, preferentemente del mismo tipo, usado para las dos zonas. Con la penetración de las fibras en las superficies límite se produce un encaje mecánico de las distintas zonas y con ello la unión en arrastre de forma conforme a la invención.

Con el procedimiento según la invención, el punzonado de las fibras de refuerzo existentes en los materiales de fricción para el o los revestimientos de fricción y la capa de material de soporte se realiza de tal manera, que las fibras de soporte de la o las capas de revestimiento de fricción atraviesan en parte como mínimo la capa de material de soporte o las fibras de refuerzo de la capa de material de refuerzo atraviesan en parte como mínimo el al menos un revestimiento de fricción.

El punzonado se lleva a cabo preferentemente mediante hincado como mínimo parcial de las fibras de soporte del como mínimo un revestimiento de fricción en el soporte y/o en el otro revestimiento de fricción. Según una forma de realización preferida de la invención, el punzonado se lleva a cabo mediante el hincado parcial de las fibras de soporte con ayuda de agujas romas. El punzonado se lleva a cabo preferentemente mediante el hincado parcial de las fibras de refuerzo con ayuda de agujas romas desde los lados exteriores del conjunto ensamblado. Según otra forma de realización de la invención, el punzonado se lleva a cabo mediante el hincado parcial de las fibras de refuerzo con ayuda de agujas romas desde el lado exterior del como mínimo un revestimiento de fricción y/o del soporte del conjunto ensamblado.

En todos estos casos las agujas romas se hincan a través de las zonas situadas al exterior o de la capa de material de soporte de tal manera que las fibras de soporte se hincan como mínimo en parte en las otras zonas situadas por detrás en el sentido de hincamiento. En el caso del punzonado de un conjunto ensamblado desde ambos lados exteriores, esto se lleva a cabo con ayuda de agujas desplazadas entre sí de tal manera que las agujas que se hincan desde un lado o desde el otro lado no puedan chocar entre sí y no se produzca tampoco ningún debilitamiento del conjunto homogéneo.

Es esencial que con el procedimiento conforme a la invención el punzonado se lleve a cabo de tal manera que las fibras de refuerzo se introduzcan como mínimo parcialmente desde una zona en la zona contigua con diferentes propiedades de rozamiento y en la capa de material de soporte. El punzonado se realiza preferentemente de modo tal que las fibras de refuerzo se introducen como mínimo hasta la mitad de la zona contigua con diferentes propiedades de rozamiento y/o de la capa de material de soporte.

Según una forma de realización preferida, el punzonado se lleva a cabo usando una densidad de agujas de 3 a 50 agujas/cm^{2} -preferentemente de 9 a 16 agujas/cm^{2}- lo cual puede controlarse ajustando de manera correspondiente la distancia entre las agujas, el paso de desplazamiento de las agujas o la disposición de las agujas sobre un lecho de agujas plano.

El punzonado se realiza preferentemente usando agujas cilíndricas de sección discrecional con una superficie frontal embotada perpendicular al eje longitudinal. Estas agujas se diferencian de las usadas habitualmente para el cosido de materiales textiles en que no presentan ninguna punta en su extremo anterior en la dirección de trabajo y tampoco ningún garfio con el que al coser se tira de los hilos desde una capa a la otra. Conforme a la invención, el punzonado se lleva a cabo usando agujas con superficie frontal roma hincando las fibras de refuerzo desde la zona orientada hacia la aguja en la zona situada por debajo con diferentes propiedades de rozamiento o en la capa de material de soporte allí situada. Las agujas cilíndricas, que pueden presentar una sección circular, cuadrada o poligonal, poseen preferentemente un diámetro de 0,1 a 3 mm, preferentemente de 0,5 a 1,5 mm.

De manera efectiva se lleva a cabo el punzonado hasta una profundidad de penetración de las agujas equivalente a la mitad de la longitud de las fibras de refuerzo para garantizar de esta manera que las fibras de refuerzo sólo en parte son empujadas fuera de una zona e hincadas en la otra zona, para conseguir de este modo que las fibras de refuerzo se extiendan por la capa límite entre las dos zonas y sus extremos se encuentren en ambas zonas y den lugar con ello a la unión con arrastre de forma pretendida.

El cuerpo de fricción y el procedimiento para su fabricación conformes a la invención hacen posible una serie de ventajas frente al estado actual de la técnica anteriormente reseñado, pudiéndose fabricar en un paso de manera sencilla conforme a la invención un revestimiento compacto de una pieza reforzado con fibras, que no necesite un soporte de metal sino que esté formado en el soporte de una pieza existiendo también zonas con diferentes propiedades de rozamiento debido a los distintos materiales de fricción usados y obteniéndose, con ello, un producto que en distintas zonas de la superficie puede presentar propiedades de rozamiento, valores de resistencia o propiedades de amortiguación diferentes. De esta manera se consigue ajustar con exactitud los índices de rozamiento pretendidos e incluso en caso de unas dimensiones de construcción pequeñas alcanzar una alta transmisión de fuerza con un comportamiento de amortiguación óptimo.

Puesto que el procedimiento conforme a la invención actúa sin disolventes, es muy respetuoso con el medio ambiente, permite cualquier combinación de materiales de fricción deseada y una unión de los materiales sin un adhesivo adicional. Conforme a la invención, es posible sin más fabricar el cuerpo de fricción completo a partir de revestimientos en bruto individuales previamente preparados a partir de diferentes formulaciones y, mediante punzonado de las capas antes de la compresión en calor y bajo presión, conseguir una unión firme del como mínimo un revestimiento con el soporte y dado el caso de las zonas de diferente comportamiento de rozamiento y lograr fuerzas de cizallamiento esencialmente más altas sin destrucción del material.

Claims (29)

1. Cuerpo de fricción de una pieza con un soporte y como mínimo un revestimiento de fricción situado sobre él, a base de materiales de fricción que contienen fibras de refuerzo, aglutinantes termoendurecidos y aditivos habituales, caracterizado porque el como mínimo un revestimiento de fricción está unido con el soporte en una unión material firme y a través de las fibras de refuerzo que atraviesan la capa límite entre soporte y revestimiento de fricción en una unión con arrastre de forma.

2. Cuerpo de fricción conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque los materiales de fricción del al menos un revestimiento de fricción y del soporte están unidos entre sí en unión material firme y mediante punzonado de las fibras de refuerzo contenidas en los materiales de fricción, antes del endurecimiento de los materiales de fricción en un molde de prensado correspondiente al cuerpo de fricción que hay que fabricar bajo la acción de calor y presión, en arrastre de forma desde las superficies exteriores del cuerpo de fricción.

3. Cuerpo de fricción conforme a la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque presenta como mínimo dos revestimientos de fricción con propiedades de rozamiento y/o propiedades mecánicas diferentes, que están unidos con el soporte y/o entre sí en una unión material firme y a través de las fibras de refuerzo que atraviesan la capa límite entre soporte y revestimiento de fricción y/o entre las capas de revestimiento en una unión con arrastre de forma.

4. Cuerpo de fricción conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque el soporte y el revestimiento de fricción o los revestimientos de fricción son de materiales de fricción del mismo o diferente tipo con propiedades de rozamiento y/o propiedades mecánicas iguales o diferentes correspondientes.

5. Cuerpo de fricción conforme como mínimo a una de las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque los materiales de fricción iguales o diferentes de los revestimientos de fricción y del soporte están unidos en una unión material firme y entre sí y con el soporte en arrastre de forma mediante el punzonado de las fibras de refuerzo contenidas en los diferentes materiales de fricción de estas zonas, antes del endurecimiento de los materiales de fricción en un molde de prensado correspondiente al cuerpo de fricción que hay que fabricar bajo la acción de calor y presión, desde las superficies exteriores del cuerpo de fricción.

6. Cuerpo de fricción conforme como mínimo a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el como mínimo un revestimiento de fricción está dispuesto en forma de capa sobre el soporte.

7. Cuerpo de fricción conforme como mínimo a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los como mínimo dos revestimientos de fricción con distintas propiedades de rozamiento están dispuestas una junto a otra sobre el soporte y forman una superficie de fricción común con propiedades de rozamiento y/o propiedades mecánicas distintas en las correspondientes zonas de la superficie.

8. Cuerpo de fricción conforme a la reivindicación 7, caracterizado porque uno de los como mínimo dos revestimientos de fricción rodea al revestimiento o a los otros revestimientos de fricción formando una superficie de fricción común con propiedades de rozamiento y/o propiedades mecánicas distintas en las correspondientes zonas de la superficie.

9. Cuerpo de fricción conforme a la reivindicación 8, caracterizado porque uno de los como mínimo dos revestimientos de fricción está presente en forma de uno o varios segmentos o campos de forma discrecional, que están incluidos en el material de fricción del otro revestimiento de fricción formando una superficie de fricción común con propiedades de rozamiento y/o propiedades mecánicas distintas en los correspondientes segmentos o campos.

10. Cuerpo de fricción conforme como mínimo a una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el soporte está dispuesto en forma de una capa entre dos revestimientos de fricción con propiedades de rozamiento y/o propiedades mecánicas iguales o distintas, que está unida en una unión material firme y en arrastre de forma con los dos revestimientos de fricción mediante el punzonado de las fibras de refuerzo contenidas en los materiales de fricción de los revestimientos de fricción exteriores con propiedades de rozamiento iguales o distintas, antes del endurecimiento de los materiales de fricción en un molde de prensado correspondiente al cuerpo de fricción que hay que fabricar bajo la acción de calor y presión.

11. Cuerpo de fricción conforme como mínimo a una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque contiene del 10 al 60% en peso, preferentemente del 20 al 50% en peso de fibras de refuerzo, con referencia al peso total del cuerpo de fricción.

12. Cuerpo de fricción conforme como mínimo a una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque contiene fibras de refuerzo orgánicas y/o inorgánicas.

13. Cuerpo de fricción conforme a la reivindicación 12, caracterizado porque como fibras de refuerzo contiene fibras de vidrio, fibras de cerámica, fibras de óxido de aluminio, fibras de carbono, fibras de aramida, fibras de acero o una mezcla de fibras de este tipo.

14. Cuerpo de fricción conforme como mínimo a una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque las fibras de refuerzo presentan una longitud de fibra media que equivale como mínimo a la mitad del grosor del como mínimo un revestimiento de fricción.

15. Cuerpo de fricción conforme a la reivindicación 14, caracterizado porque las fibras de refuerzo presentan una longitud de fibra media de 3 a 15 mm, preferentemente de 5 a 10 mm.

16. Procedimiento para la fabricación del cuerpo de fricción de una pieza conforme como mínimo a una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los materiales de fricción que contienen fibras de refuerzo, aglutinantes termoendurecibles y aditivos habituales para el soporte y el como mínimo un revestimiento de fricción se ensamblan en la forma y la disposición deseadas, se punzonan de tal manera las fibras de refuerzo contenidas en los materiales de fricción del conjunto ensamblado que como mínimo las fibras de refuerzo del material de fricción del como mínimo un revestimiento de fricción atraviesan al menos en parte el material de fricción del soporte y/o el material de fricción del otro revestimiento de fricción, y el producto intermedio punzonado se endurece bajo la acción de calor y presión en un molde de prensado correspondiente al cuerpo de fricción que hay que fabricar.

17. Procedimiento conforme a la reivindicación 15 o 16, caracterizado porque el punzonado se lleva a cabo mediante el hincado al menos parcial de las fibras de refuerzo del como mínimo un revestimiento de fricción en el soporte y/o el otro revestimiento de fricción.

18. Procedimiento conforme a la reivindicación 17, caracterizado porque el punzonado se lleva a cabo mediante hincado parcial de las fibras de refuerzo con ayuda de agujas romas.

19. Procedimiento conforme a la reivindicación 18, caracterizado porque el punzonado se lleva a cabo mediante hincado parcial de las fibras de refuerzo con ayuda de agujas romas desde el lado exterior del conjunto ensamblado.

20. Procedimiento conforme como mínimo a una de las reivindicaciones 15 a 19, caracterizado porque el punzonado se lleva a cabo mediante hincado parcial de las fibras de refuerzo con ayuda de agujas romas desde el lado exterior del como mínimo un revestimiento de fricción y/o del soporte del conjunto ensamblado.

21. Procedimiento conforme a la reivindicación 20, caracterizado porque el punzonado de lados exteriores opuestos del conjunto ensamblado se lleva a cabo con agujas desplazadas entre sí.

22. Procedimiento conforme como mínimo a una de las reivindicaciones 15 a 21, caracterizado porque el punzonado se lleva a cabo de tal manera que las fibras de refuerzo se introducen en el revestimiento de fricción contiguo y/o el soporte.

23. Procedimiento conforme a la reivindicación 22, caracterizado porque el punzonado se lleva a cabo de tal manera que las fibras de refuerzo se introducen como mínimo hasta la mitad del revestimiento de fricción contiguo y/o el soporte.

24. Procedimiento conforme como mínimo a una de las reivindicaciones 15 a 23, caracterizado porque el punzonado se lleva a cabo usando una densidad de agujas de 3 a 50 agujas/cm^{2}, preferentemente de 9 a 16 agujas/cm^{2}.

25. Procedimiento conforme como mínimo a una de las reivindicaciones 15 a 24, caracterizado porque el punzonado se lleva a cabo usando agujas cilíndricas con una superficie frontal embotada perpendicular al eje longitudinal.

26. Procedimiento conforme a la reivindicación 25, caracterizado porque el punzonado se lleva a cabo usando agujas cilíndricas con un diámetro de 0,1 a 3 mm, preferentemente de 0,5 a 1,5 mm.

27. Procedimiento conforme a la reivindicación 26, caracterizado porque el punzonado se lleva a cabo usando agujas cilíndricas con sección circular, cuadrada o poligonal.

28. Procedimiento conforme como mínimo a una de las reivindicaciones 15 a 27, caracterizado porque el punzonado se lleva a cabo hasta una profundidad de penetración de las agujas correspondiente a la mitad de la longitud de las fibras de refuerzo.

29. Procedimiento según como mínimo una de las reivindicaciones 15 a 28, caracterizado porque el endurecimiento se lleva a cabo bajo calor y presión en un molde de prensado correspondiente al producto final.