Brevet FR2247343A1 — publié le 19750509

La présente invention c-ncerne une installation de production de garnitures de freins à disques par un procédé de pressage direct et comportant des presses à chaud disposées sur une table tournante avançant pas à pas. La production de garnitures de freins à disques se fait générelement car pressage ou frittage dans des presses étagées, les manipulations telles que l'amenée de la pâte, la préparation et l'insertion des plaquettes, la production d'ébauches, etc... se faisant à la main. En plus d'autres difficultés d'ordre technologique, le pressage dans des presses étagées-présente des complications de travail et un caractère irrationnel ; il ne peut pas être exécuté à haute précision. Dans les derniers temps, on a mis au point des pâtes qui, sous pressions élevées et à des températu res relativenent basses ou moyennes, prennent en très peu de temps (en moins d'une minute).La production de garnitures pour freins dans des presses étagées n'est plus possible du fait des hautes pressions nécessaires ainsi que de l'uniformité alors également nécessaire de la pression de pressage, et va rendre pour partie sans effets les avantages apportés par les nouvelles pâtes ; d'un autre coté, ces nouvelles pâtes sont le plus souvent très difficiles à fluidifier, en sorte que la confection à froid jusqu'ici pratique ment usuelle d'ébauches, avant leur in intoduction consécutive dans le moule d'une presse à chaud, doit disparaître La présente invention a pour but de rendre totalement automatique la production de garnitures de freins à disques et d'éliminer alors toutes les difficultés technologiques intervenant antérieurement, ainsi que d'exploiter à fond les possibilités technologiques offertes par les pâtes récemment mises au point, F'est- à-dire d'obtenir un échauffement parfaitement uniforme de la pâte et d'assurer une répartition parfaitement uniforme de la pression lors du pressage, enfin d'alimenter directement le moule en pâte et, pour obtenir un chauffage sans inertie, de chauffer les moules directement et près de leur surface.L'invention part d'une instal lation de production de garnitures pour freins à disques comportant des presses à chaud disposées sur une table tournante avançant pas à pas et elle propose qu'aux presses chauffées en permanence et mues par voie hydraulique soient offertes, tout autour de la table tournante, un poste de chargement de pâte et éventuellement en outre de plaquettes supports, puis des postes de pressage, le cas échéant entre ceux-ci des postes d'aération, enfin un poste d'éjection des garnitures pressées et un poste de nettoyage éven- tuellement aussi un poste de projection dans le moule d'un agent de démoulaoe. Le nombre de postes peut alors être choisi en fonction de la pâte à travailler et de la cadence de production voulue ; on peut alors exploiter à plein l'avantage pour la production qu'apportent les nouvelles pâtes par leur prise rapide, et aussi les réductions de coOts qui en résultent ; toutes les manipulations manuelles peuvent disparaître. L'installation automatique suivant l'invention permet aussi de lui raccorder des postes de préparation et des postes de finissage correspondant aux prescriptions de l'utilisateur (par exemple meulage et revêtement des plaquettes supports, durcissage ultérieur, examen, etc...). De toutes les presses élémentaires disposées sur la table tournante, on peut toujours prévoir que le premier poste, le second et le dernier dans le sens de la rotation sont affectés au chargement et à la préparation des moules respectivement.Les presses préparatoires sont exécutées dans un intervalle de temps tel que des cadences d'avance pas à pas de 5 secondes sont possibles. Dans chacune des presses, on ne travaille que sur un seul type de garniture, par des éléments de moule interchangeables qui peuvent être incorporés selon la forme à donner aux garnitures ; il en résulte que la structure de l'équ-- pement est suffisamment simple pour offrir de bonnes possibilités d'amortissement. Les différents moules peuvent être construits avec des marges de tolérance très étroites et en présentant de bons états de surface, en sorte que la qualité des produits finis répond aux exigences les plus dures. On peut produire des garnitures avec ou sans plaquettes supports ; dans le premier cas, ces plaquettes peuvent être retirées d'un magasin où elles sont empilées et être fournies automatiquement à la machine. Suivant une forme préférée de réalisation de l'inven -tion, chaque presse à chaud comporte un accouplement encaisseur lié à un cylindre à deux pistons superposés, dont un piston supérieur lié à un piston pilote, lui-même associé à un cylindre pratiqué dans le piston inférieur, lui-même lié à un accouplement inférieur de presse, auquel sont fixées des barres de traction, guidées à leur traversée de l'accouplement encaisseur et porteuses d;un accouplement supérieur de presse, disposé au-dessus d'un corps de moule, lui-même porté par l'accouplement enc-aisseur et dans lequel s'engage, à partir du bas, un poinçon de presse, lié audit piston supérieur. Le piston supérieur est alors à simple effet et a une surface frontale plus petite que celle du piston inférieur lequel, ainsi que le piston pilote, sont à double effet.En outre, l'accouplement supérieur de presse-est monté pivotant autour de ltune des barres de traction et peut s'écarter de l'autre. D'un autre cOté, à l'accouplement supérieur de presse, est liée une plaque de guidage, conçue pour l'amenée et la retenue des plaquettes supports, au moins un ergot de guidage étant disposé entre ladite plaque et le corps de moule. -Le poinçon de presse est guidé dans le corps de moule et reste constamment engagé dans celui-ci. Le corps de moule et l'ac couplement encaisseur d'une part, le poinçon de presse et les piston supérieur d'autre part sont montés démontables et remplaçables. Il est avantageux que l'espace creux du corps de moule soit dtun volume multiple, par exemple triple, de celui d'une garniture de frein une fois pressée. Entre les barres de traction et l'accouplement encaisseur ou de guidage de ces barres, sont disposés des moyens de centrage, par exemple des cônes de centrage coopérant avec des évidements coniques. Enfin, l'installation suivant l'invention comporte, pour le chargement en p te des corps de moule, un dispositif de dosage et de prXcompression qui peut'être levé et abaissé par rapport audit corps de moule et se raccorder étroitement à lui. Ledit dispositif de précompression est constitué par une vis transporteuse montée rotative dans un tube transporteur, vis constituée de préférence par un fil métallique hélicoldal à section carrée. invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'une forme de réalisatisn prise comme exemple, et à l'examen des dessins annexés correspondants qui sont schématiques et ont été débarrassés des éléments n'intéressant pas l'invention, dessins dans lesquels : La figure 1 est une vue en coupe de la presse ouverte en position de chargement. La figure 2 est une vue en coupe de la presse fermée au cours d'un processus de pressage. a figure 3 est une vue en coupe de la presse fermée mais - cours d'un processus d'aération. La figure 4 est une vue en coupe de la -presse ouverte au cours de éjection de la garniture finie t et La figure 5 est une vue de la presse ouverte en cours dé chargement. Chaque presse à chaud en elle-meme est une presse à barres de traction et peut donc être conçue pour exercer des efforts de pressage élevés (par exemple jusqutà 60 tonnes). La commande des mouvements de la presse se fait au moyen d > un ensemble de deux pistons qui sont guidés dans un cylindre 16. Une fois l'accouplement supérieur de presse 1 en position fermée, les efforts des pistons peuvent agir ; plus précisément, un pressage de garniture se produit quand une pression d'huile est créée dans la grande chambre du cylindre, entre le piston supérieur 4 et le piston inférieur 5. Pour obtenir-la pression nécessaire à la fermeture du moule, le piston inférieur a une plus grande surface frontale que le piston supérieur.Du fait de la différence des -forces pressantes ainsi créée, le moule est maintenu en position fermée, ce qui veut dire que la plaque supérieure de guidage 14 est appliquée à force contre le corps de moule B. Pour arriver à ce que les temps d'ouverture et de fermeture de la presse soient courts, la dépense d'énergie restant acceptable, le piston inférieur 5 renferme un piston pila te 6. Ce piston est à double effet et provoque, lorsque la chambre supérieure est remplie d'huile sous pression, la descente du piston supérieur 4 et par conséquent du poinçon de presse 9, et lorsque la chambre inférieure ltestoltéloignement mutuel des deux pistons 5, 4 et par conséquent la fermeture de la presse.Comme il n'est pas nécessaire d'exercer un gros effort par les pistons pendant la course de fermeture, on peut faire parcourir la longue course par la petite surface frontale du piston du cylindre pilote 6, en consommant peu d'huile. Ce n'est que lorsqu'une certaine pression s'est établie au fond du cylindre auxiliaire 6, que la pression est appliquée dans la chambre principale et sur toute la surface frontale des pistons 4, 5. A la figure 1 le presse a été représentée en positin ouverte. Une certaine pression règne dans la chambre supérieure du cylindre auxiliaire 6 et dans la chambre inférieure du piston à double effet 5. Il en résulte que d'une part, le poinçon 9 est retiré de la matrice 8 et que d'autre part, du fait du piston inférieur 5, l'accouplement inférieur de presse et les barres de traction 3 sont poussées vers le haut. En cette position, les barres de traction sont arrêtées par 1' intermédiaire de cônes de centrage 13 dans l'accouplement encaisseur 15 de la presse ; cet arrêt résulte une position définie de façon précise des barres de traction 3 qui,autrement, sont librement mobiles dans la limite d'un certain jeu.Ce jeu est nécessaire pour assurer que la plaque de centrage 14 se centrera grâce à un ergot de guidage 7 lié au moule. Le poinçon 9 est maintenu contre la plaque de retenue 10 du piston par l'intermédiaire d'une fermeture à baïonnette ; il a également la liberté de mouvement voulue pour se centrer dans le moule a. En cette position, l'accouplement monté sur palier d'un côté peut s'éloigner de la seconde barre de traction par pivotement, de sorte que le moule est alors ouvert vers le haut. Du fait du centrage réalisé dans l'accouplement encaisseur 15 par les cônes 13, I'ac- couplement 1 peut tout à coup reprendre par pivotement inversé sa place sur la barre de traction.Du fait que le poinçon 9 est descendu, l'espace creux du moule 8 est accessible et prêt à être rempli de pâte ; en même temps, la face inférieure de la plaque 14 de l'accouplement 1 peut être chargée d'une plaquette porteuse qui est retenue par des aimants permanents ou des électro-aimants in corporés dans la plaque 14. Lors de la fermeture de la presse, c'est tout dtabord la chambre inférieure du cylindre auxiliaire 6 qui est remplie d'huile, les deux pistons principaux 4, 5 slécartant alors l'un de l'autre et, grâce aux ressorts 12, on produit d'abord le déplacement voulu du piston inférieur 5, en sorte que la presse est tout d'abord fermée. Une certaine pression une fois atteinte, de l'huile est refoulée dans la chambre principale, et un processus de pressage se déroule, à la manière déjà décrite ci-dessus. On peut échauffer la plaque 14, le moule 8 et même le poinçon 9. Pour réduire la conduction de chaleur vers le bas, une isolation 11 est réalisée entre le poinçon et le piston. Cette position de la presse est représentée à la figure 2. Si l'on veut aérer au cours du processus de pressage pour permettre l'échappement des gaz qui se dégagent lors de la prise, on applique la pression dans la chambre supérieure du piston auxiliaire 6, les autres chambres étant mises en communication avec l'air libre. il en résulte que la presse reste fermée, mais que le poinçon 9 s'écarte simplement de la garniture pesse. Une position d'aération est représentée à titre d'exemple à la figure 3. La figure 4 représente la presse en position ouverte d'éjection ou de nettoyage. Ce sont alors la chambre inférieure du piston 5 et la-chambre inférieure du piston pilote 6 qui sont mises an pression. Il en résulte que les barres de guidage sont poussées vers le haut, ce qui entraîne l'ouverture de l'accouple- ment supérieur 1. En même temps, la pièce finie est poussée vers le haut par le poinçon, de sorte quelle peut être chassée par un mécanisme d'éjection. En cette position, on peut prévoit, après éjection de la pièce finie, un nettoyage au moyen de brosses en laiton ou autres accessoires analogues, entraînés par voie électrique (moteur) ou pneumatique.Si une projection interne d'agent de démoulage est nécessaire, celle-ci est exécutée en une position de la presse correspondant au chargement, car en cette position, la chambre du moule est entièrement accessible. Si plusieurs presses de la sorte sont montées sur une table ronde, on utilise, comme on l'a déjà précisé, deux postes pour les presses de chargement et d'éjection-préparaticn respectivement. L'éjection et la préparation, c 'est-à-dire la projection à l'intérieur du moule d'un agent de démoulage et le nettoyage ont déjà été décrits plus haut. La figure 5 représente un dispositif type de chargement. Le dosage de la pâte à faire des garnitures de freins, se fait dans une balance automatique, et pour attendre des cadences plus rapides cn utilise avantageusement deux de ces balances.Ces deux balances déversent alternativement des quantités dosées de pâte par les puits de remplissage 17 dans la trémie du dispositif de remplissage au moyen d'un mécanisme de levage 18. Ce dispositif est étroitement appliqué contre le moule, puis soulevé après remplissage, pour que la presse puisse être fermée. Une fois la pâte introduite, une vs de compression 19 est entrainée par un moteur et précomprime la pâte si fortement qu'elle prend place dans le moule B. A cette fin r le moule a est conçu d'une hauteur environ triple de celle nécessaire au chargement fini. Dans le cas particulier où la pâte est fibreuse,,on utilise comme vis 19 une hélice en fil métallique de section carrée.Un forme ainsi une vis intérieurement creuse, qui élimine tout risque d'engorgement. Dans le cas d'une pâte granuleuse ou d'amiante à fibres courtes, on peut utiliser une vis transporteuse habituelle à paroi pleine, ou encore, au lieu de vis un poinçon mu par voie pneumatique ou hydrau Tique ou électrique, et qui assure la-précompression par un mouvement de plongeur. En même temps que le remplissage du moule, une plaquette porteuse peut etre apportée par une alimentation 20 débouchant à la face inférieure de. l'accouplement ouvert. Le posi tionnement peut ici-se faire par une goulotte qui stengage, de façon réglable avec précision, dans la machine. Le processus de fermeture de la presse peut se faire, lors de- l'avance d'un pas de la table ronde, au moyen d'une came. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée à il'exemple décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans qu'on s'écarte pour ceia de son esprit. Il est possible, en particulier, d'inclure dans le cycle automatique plusieurs phases de travail relatives à la préparation des plaquettes. REVENDICATIONS 1. Installation de production de garnitures de freins à disques par un procédé de pressage direct, cette installation qui comporte des presses à chaud disposés sur une table tournante avånçant pas à pas, étant en outre caractérisée par le fait qu'aux presses chauffées en permanence et mues par voie hydraulique, sont affectés,tout autour de la table tournante, un poste de chargement de pâte et éventuellement en outre de plaquettes supports, puis des postes de pressage, le cas échéant entre ceux-ci des postes d'aération, enfin un poste d'éjection des garnitures pressées et un poste de. nettoyage, éventuellement aussi un poste de- projection dans le moule d'un agent de démoulage. 2. Installation-selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque presse à chaud comporte un accouplement encaisseur (15) lié à un cylindre (16) à deux piston-s (4,5) superposés, dont un piston supérieur (4) lié à un piston pilote (6) luimême associé à un cylindre pratiqué dans le piston inférieur (5), lui-même lié à-un accouplement inférieur de presse (2), auquel sont fixées des barres de traction (3), guidées à leur traversée de l'accouplement encaisseur (15) et porteuses d'un accouplement supérieur de presse (t), disposé au-dessus d'un corps de moule (B), lui-même porté par l'accouplement encaisseur (15) et dans-lequel s'engage à partir du bas. un poinçon de presse (9) lié au piston supérieur (4). 3. Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le piston supérieur (4) est à simple effet et a une surface frontale plus petite que celle du piston inférieur (5), lequel ainsi que le piston pilote (6) sont à double effet. 4. Installation selon l'une des revendications-1 à 3, caractérisée par le fait que l'accouplement supérieur de presse (1) est monté pivotant autour de l'une des barres de traction (3) et peut s'écarter de l'autre. 5. Installation selon l'une des revendications 1 à.4, caractérisée par le fait qu'à l'accouplement supérieur de presse (1), est liée une plaque de guidage (14) conçue pour l'amenée et la retenue de plaquettes supports, au moins un ergot de guidage (7) étant disposé entre ladite plaque et le corps de moule (8). 6. Installation selon l'une des revendications t à 5, caractérisée par le fait que le poinçon de presse (9) est guidé dans le corps de moule (8) et reste constamment engagé dans celui ci. 7. Installation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que le corps de moule (8) et l'accouple ment encaisseur (15) d'une part, le poinçon de presse (9) et le piston supérieur (4) d'autre part, sont montés démontables et rem plaçables. 8. Installation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que l'espace creux des corps de moule (8) est d'un volume multiple, par exemple triple, de celui d'une garni ture de frein uns foins pressée. 9. Jnstallation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait qu'entre les barres de traction (3) et l'ac couplement encaisseur (15), sont disposés des moyens de centrage, par exemple des cônes de centrage (13) coopérant avec des évidements - coniques. 10. Installation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait qu'il comporte en outre, pour le charge ment en pâte du corps de moule (8),-un dispositif de dosage et de précompression (17, 16, 19) qui peut être levé et abaissé par rapport audit corps de moule et se raccorder étroitement à lui. Il. Installation selon la revendication 10, caractérisée par le fait que ledit dispositif de précompression est constitué par une vis transporteuse (t9) montée rotative dans un tube transpor teur, ou constituée de préférence par un fil métallique hélicoïdal à section carrée.