Фрикционное изделие

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к тормозным фрикционным изделиям, эксплуатирующимся в тормозных и фрикционных узлах. Фрикционное изделие содержит металлический каркас и приформованный к нему полимерный композиционный фрикционный элемент. На поверхности металлического каркаса зафиксирован полимерный демпфирующий слой и размещена противошумная металлическая пластина с отогнутыми элементами. Поверхность полимерного демпфирующего слоя, обращенная к противошумной металлической пластине, выполнена с выступами. На содержащей выступы поверхности полимерного демпфирующего слоя, зафиксированного на поверхности металлического каркаса, зафиксирован дополнительный полимерный слой. Достигается повышение шумопоглощающей способности изделия, упрощение фиксации противошумной пластины, а также упрощение конструкции противошумной пластины в целом. 4 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим армирующий металлический каркас, например колодкам дисковых тормозов автомобилей, фрикционным изделиям для различных машин и оборудования и т.д.

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и приформованный к нему полимерный композиционный фрикционный элемент, при этом поверхность металлического каркаса, противоположная поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент («тыльная» сторона каркаса), покрыта противошумной грунтовкой (мастикой), которая зафиксирована на поверхности металлического каркаса и образует так называемый «демпфер внешний» (см. МарКон. Стиль профессионалов. Каталог продукции. Ярославль, 2003 г., с.6; Искусство тишины. Журнал «За рулем», №04, 2005 г., с.179). Существенные признаки аналога «металлический каркас, приформованный полимерный композиционный фрикционный элемент, поверхность каркаса, противоположная поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, покрыта противошумной мастикой, зафиксированной на поверхности металлического каркаса» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является возможность быстрого выдавливания противошумной мастики из зон контакта каркаса колодки с рабочими элементами тормозного суппорта (поршнем, скобой и др.), в результате чего прекращается эффект подавления шума и вибраций при торможениях.

Другим аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и приформованный к нему полимерный композиционный фрикционный элемент, при этом на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, размещена противошумная металлическая пластина, зафиксированная двумя загибающимися элементами к поверхности металлического каркаса, к которой приформован полимерный композиционный элемент (см. патент RU 2478844, МПК F16D 65/097, 2013 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, приформованный полимерный композиционный фрикционный элемент, размещена противошумная металлическая пластина, зафиксированная элементами к поверхности металлического каркаса» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является отсутствие между металлической пластиной и поверхностью металлического каркаса демпфирующего слоя, поглощающего вибрации и звуковые волны. В результате не удается добиться достаточного противошумного эффекта.

Другим аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и приформованный к нему полимерный композиционный фрикционный элемент, при этом на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, размещена противошумная металлическая пластина, у которой на поверхности, обращенной к поверхности металлического каркаса, зафиксирован полимерный демпфирующий слой, при этом пластина зафиксирована к торцевой поверхности металлического каркаса изогнутыми элементами - «пальцами» (см. NU-LOK on the Brake Pad, http://www.nucap.com/http://www.nu-lokshims.com, 2011 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, приформованный полимерный композиционный фрикционный элемент, размещена противошумная металлическая пластина, пластина зафиксирована к торцевой поверхности металлического каркаса изогнутыми элементами» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является недостаточная шумопоглощающая способность изделия из-за отсутствия фиксации демпфирующего слоя непосредственно на поверхности металлического каркаса изделия.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас с отверстиями и приформованный к нему полимерный композиционный фрикционный элемент с выступами, размещенными в отверстиях каркаса, при этом на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксирован полимерный демпфирующий слой и размещена противошумная металлическая пластина с отогнутыми элементами, зафиксированными в отверстиях металлического каркаса к выступам фрикционного элемента без фиксации к металлическому каркасу, а поверхность демпфирующего слоя, обращенная к противошумной металлической пластине, выполнена с выступами и впадинами (см. патент RU 2483232, МПК F16D 65/092, 2013 г.). Существенные признаки прототипа «металлический каркас, приформованный полимерный композиционный фрикционный элемент, на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксирован полимерный демпфирующий слой, размещена противошумная металлическая пластина с отогнутыми элементами, поверхность демпфирующего слоя, обращенная к противошумной металлической пластине, выполнена с выступами» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является недостаточная шумопоглощающая способность изделия из-за отсутствия демпфирующего слоя непосредственно на поверхности металической противошумной пластины.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение шумопоглощающей способности изделия за счет размещения шумопоглощающих слоев как на поверхности металлического каркаса изделия, так и на поверхности металлической противошумной пластины, упрощение фиксации противошумной пластины и уменьшение сложности процесса изготовления изделия.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, содержащем металлический каркас и приформованный к нему полимерный композиционный фрикционный элемент, при этом на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксирован полимерный демпфирующий слой и размещена противошумная металлическая пластина с отогнутыми элементами, а поверхность полимерного демпфирующего слоя, обращенная к противошумной металлической пластине, выполнена с выступами, на поверхности противошумной металлической пластины, обращенной к металлическому каркасу, зафиксирован полимерный демпфирующий слой, металлическая пластина зафиксирована отогнутыми элементами к торцевой поверхности металлического каркаса, а на содержащей выступы поверхности полимерного демпфирующего слоя, зафиксированного на поверхности металлического каркаса, зафиксирован дополнительный полимерный слой.

Существенные признаки заявляемого изобретения «на поверхности противошумной металлической пластины, обращенной к металлическому каркасу, зафиксирован полимерный демпфирующий слой, металлическая пластина зафиксирована отогнутыми элементами к торцевой поверхности металлического каркаса, на содержащей выступы поверхности полимерного демпфирующего слоя, зафиксированного на поверхности металлического каркаса, зафиксирован дополнительный полимерный слой» являются отличительными от признаков прототипа.

На фиг.1 представлено фрикционное изделие, вид со стороны металлического каркаса. На фиг.2 представлено фрикционное изделие, вид со стороны полимерного композиционного фрикционного элемента. На фиг.3 представлено сечение части фрикционного изделия. На фиг.4 представлена металлическая противошумная пластина.

Фрикционное изделие содержит металлический каркас 1, который может быть плоским или криволинейным (например, в виде части цилиндрической обечайки или более сложной формы). К каркасу приформован фрикционный элемент 2. Фрикционный элемент может изготавливаться, например, из полимерного фрикционного композита, содержащего полимерную матрицу и дисперсные, в том числе волокнистые, наполнители. На «тыльной» поверхности каркаса (поверхность 3, противоположная поверхности 4, к которой приформован фрикционный элемент) размещен полимерный демпфирующий слой 5 (слой мастики, грунтовки и др.), зафиксированный (например, за счет адгезии, приклейкой и т.п.) на этой поверхности. Поверх демпфирующего слоя размещена противошумная металлическая пластина 6. Форма металлической пластины может соответствовать форме металлического каркаса или отличаться от нее. Противошумная металлическая пластина выполнена с отогнутыми элементами 7, фиксирующими металлическую пластину к торцевой поверхности 8 металлического каркаса. Поверхность 9 демпфирующего слоя, обращенная к противошумной металлической пластине, снабжена выступами 10. Противошумная металлическая пластина выполнена с демпфирующим слоем 11, зафиксированным на поверхности 12 металлической пластины (на поверхности, обращенной к металлическому каркасу), например, за счет адгезии, приклейки и т.п. Этот слой может быть выполнен из полимера, находящегося в высокоэластическом состоянии, например из резины. На содержащей выступы поверхности демпфирующего слоя, зафиксированного на поверхности металлического каркаса, зафиксирован дополнительный полимерный слой 13 (например, за счет адгезии, приклейки и т.п.). Этот слой может быть выполнен из различных полимеров, например полимеров, применяемых для защиты металлических и других поверхностей (порошковых красителей и т.п.).

Конкретным примером заявляемого изобретения является колодка дискового тормоза автомобиля ВАЗ, содержащая плоский металлический каркас. К каркасу приформован фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита. В качестве полимерного демпфирующего слоя, зафиксированного на металлическом каркасе, использована противошумная мастика (материал защитный противошумный марки AR 746 SKL). Толщина слоя мастики ≈0,20 мм в зонах выступов демпфирующего слоя мастики. На слой мастики нанесен слой из полимерного порошкового красителя толщиной ≈0,10 мм. Противошумная пластина выполнена из металла толщиной ≈0,50 мм, толщина демпфирующего слоя, зафиксированного на противошумной пластине, ≈0,25 мм. Противошумная металлическая пластина выполнена с четырьмя отогнутыми элементами.

Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными методами, например формованием. После формования и необходимой обработки на изделие наносится противошумная мастика, на мастику наносится дополнительный слой полимера и надевается содержащая демпфирующий слой противошумная пластина.

Заявляемая конструкция колодки позволяет за счет фиксации одного демпфирующего слоя на поверхности металлического каркаса, а другого демпфирующего слоя - к металлической противошумной пластине эффективно гасить колебания металлического каркаса и изделия в целом. Благодаря тому что демпфирующий слой с выступами отделен от демпфирующего слоя противошумной пластины слоем полимера, а также благодаря наличию промежутков между демпфирующими слоями вне зон выступов демпфирующего слоя, колебания значительно ослабляются. При этом исключена взаимная деформация, смещение и смешение противошумных слоев за счет наличия промежуточного слоя.

В результате повышается шумопоглощающая способность изделия, упрощается фиксация противошумной пластины, поскольку фиксация осуществляется путем «защелкивания» отогнутых элементов на каркасе колодки. Также упрощается конструкция противошумной пластины, поскольку не требуется создание многослойного (более двух или трех слоев) металло-полимерного листа и, соответственно, упрощается процесс изготовления из этого листа противошумной пластины.

Фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и приформованный к нему полимерный композиционный фрикционный элемент, где на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксирован полимерный демпфирующий слой и размещена противошумная металлическая пластина с отогнутыми элементами, при этом поверхность полимерного демпфирующего слоя, обращенная к противошумной металлической пластине, выполнена с выступами, отличающееся тем, что на обращенной к металлическому каркасу поверхности противошумной металлической пластины зафиксирован полимерный демпфирующий слой, металлическая пластина зафиксирована отогнутыми элементами к торцевой поверхности металлического каркаса, а на содержащей выступы поверхности полимерного демпфирующего слоя, зафиксированного на поверхности металлического каркаса, зафиксирован дополнительный полимерный слой.