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Procédé de fabrication de matière de friction pour les freins et les accouplements.-
On emploie de plus en plus,comme garnitures de friction pour les freins et les accouplements ou embrayages à friction, des corps moulés,constitués par un mélange durci de matières fibreuses,par exemple d'amiante,avec des liants stables à l'eau et la chaleur,par exemple la bakelite,et autres résines artificielles.La fabrication de ces corps de friction,lorsqu?on utilise de la bakélite comme liant se fait généralement en soumet tant,après un processus de dessication préalable,à une forte pression,le mélange constitué par la'manière fibreuse,et une solution de bakélite,ce traitement s'effectuant dans le moule qui donne au corps sa forme définitive.
On soumet ensuite la masse,tout en maintenant cette pression,.à la température élevée nécessaire pour le durcissement final du produit. En général on opère en chauffant la masse moulée et pressée, dans la presse ou avec la presse, pendant un temps. assez long, pour que le processus de durcissement soit achevé. Ce procédé et très peu économique
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en ce sens qu'un grand nombre de presses, représentant un capital investi notable, doit 'être maintenu.en action pendant toute la durée du processus de durcissement rien que pour maintenir sous pression les pièces travaillées pendant tout ce temps.
Une fabrication en série économique est inimagina.- ble de cette manière*
C'est pourquoi on en est tenu à l'idée de ne porter la, masse qu'à la pression nécessaire pour le durcissement dans des moules spéciaux chauffés dans la presse, de verrouiller ensuite le moule pour maintenir cette pression, et de le pas.. ter dans cet état dans le four de durcissement, oû le chauffage se fait à la température ve ulule- Mais ce procédé aussi présen- te des inconvénients notables, Ainsi, spécialement, la manipu- lation des moules brûlants exige des dispositifs de protectim particuliers;
et cependant les moules ne sont pas traités par les ouvriers avec le soin qu'il faudrait pour des objets di délicats et si coûteux* Quant on choisi la matière des moules il faut tenir compte du chauffage, relativement considérable qu'ils subissent avant d'être introduits dans la presse. On ne peut donc choisir pour la fabrication des moulas, la matiè re qui, sans cela, serait la plus avantageuse. Ensuite, on doit employer des moyens spéciaux pour empêcher la masse du corps de friction de coller aux parois des moules chauds. Ces moyens ont pour conséquence de salir les moules.
En outre, même dans le procédé indiqué en seconde ligne, les moules sont soustraits à. leur destination propre, c'est-à-dire au moulage, pendant toute la durée du processus de durcissement, de sorte que, dans la fabrication en série, il faut avoir une réserve considérable de-, moules, ce qui correspond à l'immobilisation de capitaux relativement considérables.
Le procédé qui fait l'objet de la présente invention, permet d'éviter tous ces inconvénients. Il repose sur la constatation surprenante qu'il n'est pas absolument nécessaire, comme on l'avait admis universellement jusqu'ici, pour durcir
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la résine artificielle employée comme liant de la matière fibreuse, de maintenir sous pression le mélange pendant la durée du chauffage qui produit le durcissement. Au contraire, on peut faire agir successivement sur la masse, les facteurs essentiels au durcissement, savoir, la pression et la chaleur, à condition de soumettre cette masse d'abord à l'état froid à une pression particulièrement élevée. On peut ensuite mettre en oeuvre, sans élever la pression/l'action calorique qui aboutit au durcissement définitif.
Pour mettre en oeuvre pratiquement le procédé on opère avantageusement de la manière suivante:
La masse fibreuse, par exemple de l'amiante à l'état de fibres lâches, est additionnée à la manière usuelle de la résine artificielle (bakélite) en solution alcoolique , et elle est travaillée à fond dans la machine mélangeuse.
¯Après un séchage préalable qu'on effectue aussitôt après, et au cours duquel l'alcool solvant s'évaporee on introduit la masse froide dans le moule où elle reçoit sa forme définitive. Sous cette forme , la masse est alors soumis se à une pression élevée, qui dépasse de beaucoup la pression usuellement utilisée pour le durcissement de la bakélite,
Pour produire cette pression, qui est de l'ordre de grandeur de plusieurs milliers de kilogs par/centimètre carré, on emploie avantageusement une presse hydraulique. La pression n'a nulle... ment besoin d'être maintenue longtemps) 11 suffit au contraire . que la pression de, par 'exemple/6 tonnes au/centimètre carré, se maintienne un instant seulement.
Il en résulte que la presse peut travailler relativement très vite, de sorte qu'elle est utilisée économiquement. Après sortie de la presse on laisse sécher les corps moulés à la température normale. La durée dépend de la grandeur des corps moulés; elle peut 'être, dans certains cas, de 14 jours et morne plus, Après achèvement du séchage, les corps moulés, afin d'obtenir une transformation @ du corps d'imprégnation en un solide, sont encore chauffés
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quelques heures à haute température, par exemple 1500 à 200 où il ne se produit plus aucun changement de forme. Les corps de friction sont alors utilisables sans autre traitement.
Ils sont au moins équivalents, tant au point de vue des qualités de friction qu'au point de vue de la résistance à la chaleur, à l'humidité, et aux autres influences de nature chimique à ceux qui sont fabriqués d'après le procédé usuel. Au point de vue de la résistance mécanique, ils sont encore supérieure. EN outre, la fabrication est notablement plus simple et plus économique.
Le procédé, bien entendu, n'est pas limité à l'emploi d'amiante et de bakelite comme matières brutes; au contraire le nouveau procédé est utilisable aussi pour d'autres malle'* res fibreuses à l'état de fibres lâches ou non, par exemple à l'état de tissu. Comme matières fibreuses, on doit non seu- lament comprendre ce que ces mots signifie au sens étroit, mais en dehors de l'amiante, qui entre principalement en ligne de compte , également par exemple des tissus ou des complexes fibreux ou autres en fil métallique mince , parti- culièrement en combinaison avec des matières fibreuses au sens étroit. Au lieu de bakélite, on peut aussi employer d'autres liants, en particulier des résines artificielles, de proprié- tés analogues.
Lorsqu'on emploie, pour la pression préalable, des presses à excentrique, et presses analogues ayant une course déterminée, il est nécessaire, en raison de la pression extra- ordinairement élevée, et aussi en raison du changement de vo- lume considérable de la marchandise à comprimer, de tenir compte du fait que le moule n'est pas toujours rempli exacte- ment de la quantité de matière, qui correspond précisément à la hauteur donnée par la course du poinçon de la presse sous la pression maxima à fournir.
Si, par exemple, on met dans dans le moule une trop grande quantité de marchandise, ce qui ne peut 'tre pratiquement évité, étant donné que le degré de
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oohésion de la masse n'est pas exadement déterminé, la pression maxima sera atteinte dès avant le point mort du piston de la presse, de sorte que si le poinçon continue à se déplacer, une pièce quelconque de la presse doit se briser, ou du moins s'endommager gravement.
Afin d'éviter cet inconvénient, conformément à la pré- sente invention, le moule de presse est pourvu d'orifices de passage, qui sont placés avantageusement à hauteur de la face inférieure du poinçon lorsqu'il se trouve au point mort bas, et qui sont répartis régulièrement sur la périphérie de l'en- oeinte du moule* Grâce à cette disposition, la matière compri- mée, lorsque par suite d'un remplissage originaire trop consi- dérable, la pression menace de s'élever par trop, peut sortir par les trous, ce qui évite un accroissement de pression exa- géré.
Au dessin annexé, on a représenté à titre d'exemple, un moule ainsi constitué, en coupe verticale. On a supposé qu'il s'agissait d'un/moule destiné à comprimer et à mouler des corps de friction doua forme: de disques plats et ronds.
Le moule est formé par un corps creux cylindrique 1 en acier,
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dans l'alisage cylindriqueduquel se déplace le poinçon 3 .
Ce poinçon est montré en traits pleins dans la position qu'il prend à la partie supérieure de sa course vers/le haut. La ligne pointillée horizontale 4 désigne le point mort inférieur du bord du poinçon. Immédiatement au-dessus de cette ligne, on a prévu ,répartis régulièrement sur la périphérie de l'enceinte du moule , des -.%orifices horizontaux 5, de diamètre relativement faible dans la paroi du moule. Les trous sont à degrés vers l'extérieur, de façon à s'élargir vers la péri... phérie extrème du moule. De cette manière,les parties des perforations qui ont un petit diamètre, sont réduites à peu de chose, ce qui évite-les obstructions, sans que la solidité des parois du moule y perde beaucoup.
Les dimensions des extrémités internes des perforations sont calculées, tant au
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point de vue du diamètre que de la longueur, -de façon que la matière ne sorte en proportion notable par les perforations, que quand la pression maxima admissible est dépassée* De cette façon, on parvient à ce que,même quand le remplissage a été trop considérable, la pression maxima à fournir par la presse n'est pas dépassée
Il n'est pas indispensable que les orifices 5 aient - précisément une section circulaire, ils peuvent avoir des formes différentes, constituer par exemple des fentes horizon- tales. Egalement ces orifices ne doivent pas se trouver né- cessairement dans le, plan.,- du point mort inférieur.
REVENDICATIONS:
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Ayant ainsi décrit mohvfnvention, evb8USréservant d'y apporter tous perfectionnements ou modifications qui nous paraîtraient nécessaires, nous revendiquons comme notre propriété exclusive et privative s
1 - Procédé de fabrication de corps de friction
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4:e frie tiozr pour freins/ accouplements, embrayages etc,* par moulage et cissement d'une matière fibreuse mélangée à de la bakélite ou substance analogue, caractérisé par le fait que l'on moule d'abord simplement le mélange sous une pression très élevée(plusieurs milliers d'atmosphères) et que l'on dur- cit ensuite par chauffage sans autre emploi.de pression.
2- Procédé suivant 1 caractérisé par le fait que l'on soumet les corps moulés avant le chauffage durcissant à un processus de dessication, à la température ordinaire.
3- Moule de presse par la mise en oeuvre ou procédé suivant 1, caractérisé par des orifices de passage ménagés dans les parois du moule, de préférence dans le plan du point mort du'bord inférieur du poincon, et répartis de préférence régu- lièrement sur la périphérie.
4 Houle de presse suivant 3, caractérisé par le fait que les orifices de passage sont constitués par des perfora- .
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Manufacturing process of friction material for brakes and couplings.
More and more, as friction linings for brakes and friction couplings or clutches, molded bodies are used, consisting of a hardened mixture of fibrous materials, for example asbestos, with binders stable to water and heat, for example bakelite, and other artificial resins. The manufacture of these friction bodies, when bakelite is used as a binder is generally done by subjecting so much, after a preliminary drying process, to a high pressure, the mixture consisting of la'manière fiber, and a bakelite solution, this treatment being carried out in the mold which gives the body its final shape.
The mass is then subjected, while maintaining this pressure, to the high temperature necessary for the final hardening of the product. In general, the operation is carried out by heating the molded and pressed mass, in the press or with the press, for a time. long enough for the hardening process to be completed. This process is very uneconomical
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in that a large number of presses, representing a significant invested capital, must be kept in action during the whole duration of the hardening process just to keep the worked pieces under pressure during this time.
Economical serial production is unimaginable in this way *
This is why we are held to the idea of bringing the mass only to the pressure necessary for hardening in special molds heated in the press, then locking the mold to maintain this pressure, and not ..ter in this state in the curing furnace, where the heating takes place to the temperature ve ulule. But this process also presents notable drawbacks. Thus, especially, the handling of hot molds requires protective devices. individuals;
and yet the molds are not treated by the workers with the care that would be required for difficult and expensive objects. When choosing the material of the molds it is necessary to take into account the heating, relatively considerable that they undergo before be introduced in the press. We can not therefore choose for the manufacture of mussels, the material which, otherwise, would be the most advantageous. Then, special means must be employed to prevent the mass of the friction body from sticking to the walls of the hot molds. These means result in the mussels being dirty.
Moreover, even in the method shown in the second line, the molds are subtracted from. their proper destination, that is to say in molding, during the whole duration of the hardening process, so that in mass production there must be a considerable reserve of molds, which corresponds to the Relatively considerable capital immobilization.
The method which is the subject of the present invention makes it possible to avoid all these drawbacks. It is based on the surprising finding that it is not absolutely necessary, as had been universally accepted until now, to harden
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the artificial resin employed as a binder of the fibrous material, to maintain the mixture under pressure during the heating period which produces the hardening. On the contrary, one can make act successively on the mass, the factors essential to the hardening, namely, the pressure and the heat, on condition of subjecting this mass first in the cold state to a particularly high pressure. It is then possible to carry out, without increasing the pressure / the caloric action which results in the final hardening.
In order to implement the process in practice, the following procedure is advantageously carried out:
The fibrous mass, for example asbestos in the state of loose fibers, is added in the usual manner with artificial resin (bakelite) in alcoholic solution, and it is worked thoroughly in the mixing machine.
¯ After a preliminary drying which is carried out immediately afterwards, and during which the solvent alcohol evaporates, the cold mass is introduced into the mold where it receives its final shape. In this form, the mass is then subjected to a high pressure, which greatly exceeds the pressure usually used for the hardening of bakelite,
To produce this pressure, which is of the order of magnitude of several thousand kilograms per / square centimeter, a hydraulic press is advantageously used. The pressure does not need to be maintained for a long time) on the contrary, it is sufficient. that the pressure of, for example / 6 tons per / square centimeter, be maintained only for a moment.
As a result, the press can work relatively very quickly, so that it is used economically. After leaving the press, the molded bodies are allowed to dry at normal temperature. The duration depends on the size of the moldings; it can be, in some cases, 14 days and dull more. After completion of the drying, the moldings, in order to obtain a transformation of the impregnation body into a solid, are further heated.
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a few hours at high temperature, for example 1500 to 200 where no change in shape occurs. The friction bodies can then be used without further treatment.
They are at least equivalent, both in terms of frictional qualities and in terms of resistance to heat, humidity, and other influences of a chemical nature, to those produced by the process. usual. From the point of view of mechanical resistance, they are even higher. In addition, the manufacture is significantly simpler and more economical.
The process, of course, is not limited to the use of asbestos and bakelite as raw materials; on the contrary, the new method can also be used for other fibrous trunk '* res in the state of loose fibers or not, for example in the state of fabric. As fibrous materials, one must understand not only what these words mean in the narrow sense, but apart from asbestos, which is mainly taken into account, also for example fabrics or fibrous complexes or the like made of metal wire. thin, especially in combination with narrow fibrous materials. Instead of bakelite, other binders, in particular artificial resins, of similar properties can also be employed.
When using eccentric presses, and similar presses having a determined stroke, for the pre-pressure, it is necessary, because of the extraordinarily high pressure, and also because of the considerable change in volume of the product to be compressed, to take into account that the mold is not always filled with the exact quantity of material, which precisely corresponds to the height given by the stroke of the punch of the press under the maximum pressure to be supplied.
If, for example, too much merchandise is placed in the mold, which cannot in practice be avoided, given that the degree of
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oohesion of the mass is not exactly determined, the maximum pressure will be reached before the neutral point of the press piston, so that if the punch continues to move, any part of the press must break, or less seriously damage.
In order to avoid this drawback, in accordance with the present invention, the press mold is provided with passage orifices, which are advantageously placed at the height of the lower face of the punch when it is at the bottom dead center, and which are evenly distributed over the periphery of the mold enclosure * Thanks to this arrangement, the compressed material, when, as a result of too much original filling, the pressure threatens to rise too much, can come out through the holes, avoiding an exaggerated pressure build-up.
In the accompanying drawing, there is shown by way of example a mold thus formed, in vertical section. It was assumed that this was a / mold intended to compress and mold friction bodies of a shape: flat and round discs.
The mold is formed by a cylindrical hollow body 1 made of steel,
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in the cylindrical bore in which the punch 3 moves.
This punch is shown in solid lines in the position it assumes at the top of its up / down stroke. The horizontal dotted line 4 denotes the lower dead point of the edge of the punch. Immediately above this line, there is provided, distributed regularly over the periphery of the enclosure of the mold, horizontal orifices 5 of relatively small diameter in the wall of the mold. The holes are in degrees towards the outside, so as to widen towards the extreme periphery of the mold. In this way, the parts of the perforations which have a small diameter, are reduced to little, which avoids obstructions, without the strength of the walls of the mold losing much.
The dimensions of the internal ends of the perforations are calculated, both at
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point of view of the diameter as of the length, -so that the material does not come out in a notable proportion through the perforations, until the maximum admissible pressure is exceeded * In this way, it is achieved that, even when the filling has been too considerable, the maximum pressure to be supplied by the press is not exceeded
It is not essential that the orifices 5 have - precisely a circular section, they can have different shapes, for example constituting horizontal slots. Also, these orifices must not necessarily be in the plane., - of the lower dead center.
CLAIMS:
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Having thus described mohvfnvention, evb8US reserving to make any improvements or modifications that we deem necessary, we claim as our exclusive and private property.
1 - Friction body manufacturing process
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4: e frie tiozr for brakes / couplings, clutches etc, * by molding and curing a fibrous material mixed with bakelite or the like, characterized in that the mixture is first simply molded under pressure very high (several thousand atmospheres) and which are then hardened by heating without further use of pressure.
2- Process according to 1, characterized in that the molded bodies are subjected before the hardening heating to a drying process at ordinary temperature.
3- Press mold by the implementation or method according to 1, characterized by passage orifices formed in the walls of the mold, preferably in the plane of the dead center of the lower edge of the punch, and preferably distributed regularly on the outskirts.
4 following press wave 3, characterized in that the passage openings are constituted by perfora-.
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