Фрикционное изделие

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к тормозным колодкам транспортных средств и различного оборудования. Фрикционное изделие содержит металлический каркас с отверстиями, приформованный к нему фрикционный элемент, противошумную металлическую пластину с отогнутыми элементами, полимерный демпфирующий слой, зафиксированный к поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован фрикционный элемент. Фрикционный элемент снабжен выступами, размещенными внутри отверстий металлического каркаса. Отогнутые элементы выполнены в виде бортов и зафиксированы в отверстиях металлического каркаса к выступам фрикционного элемента. Поверхность демпфирующего слоя обращена к противошумной металлической пластине и выполнена с выступами. На поверхности противошумной пластины, противоположной поверхности, контактирующей с демпфирующим слоем, зафиксирован дополнительный демпфирующий слой, поверхность которого выполнена с выступами. Достигается повышение шумопоглощающей способности изделия за счет размещения на изделии дополнительного шумопоглощающего слоя. 1 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 с отверстиями и приформованный к нему фрикционный элемент, снабженный выступами, размещенными внутри отверстий каркаса, при этом на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, размещена противошумная металлическая пластина, которая в отверстиях металлического каркаса зафиксирована отогнутыми элементами как к металлическому каркасу, так и к фрикционному элементу (к его выступам), при этом на поверхности металлической пластины, обращенной к поверхности металлического каркаса, зафиксирован полимерный демпфирующий слой (см. MST molded shim technology, www.nucap.com). Существенные признаки аналога «металлический каркас с отверстиями, приформованный к нему фрикционный элемент, снабженный выступами, размещенными внутри отверстий каркаса, противошумная металлическая пластина зафиксирована к выступам фрикционного элемента» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является сложность изготовления противошумной пластины из-за фиксации на ее поверхности слоя полимерного демпфирующего материала, сложность одновременной фиксации имеющей полимерный слой металлической пластины и к металлическому каркасу в его отверстиях (выступами-«защелками»), и к выступам фрикционного элемента, а также 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, приформованный к нему фрикционный элемент, снабженный выступами, размещенными внутри отверстий, противошумную металлическую пластину с отогнутыми элементами, выполненными в виде бортов и зафиксированными в отверстиях металлического каркаса к выступам фрикционного элемента, и полимерный демпфирующий слой, зафиксированный на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован фрикционный элемент, при этом поверхность демпфирующего слоя, обращенная к противошумной металлической пластине, выполнена с выступами (см. патент РФ №2 482 232, МПК F16D 69/02, 2013 г.). Существенные признаки прототипа «фрикционное изделие, содержащее металлический каркас с отверстиями, приформованный к нему фрикционный элемент, снабженный выступами, размещенными внутри отверстий, противошумную металлическую пластину с отогнутыми элементами, выполненными в виде бортов и зафиксированными в отверстиях металлического каркаса к выступам фрикционного элемента, и полимерный демпфирующий слой, зафиксированный на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован фрикционный элемент, при этом 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 наличия единственного демпфирующего слоя.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение шумопоглощающей способности изделия за счет размещения на изделии дополнительного шумопоглощающего слоя.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, содержащем металлический каркас с отверстиями, приформованный к нему фрикционный элемент, снабженный выступами, размещенными внутри отверстий металлического каркаса, противошумную металлическую пластину с отогнутыми элементами, выполненными в виде бортов и зафиксированными в отверстиях металлического каркаса к выступам фрикционного элемента, полимерный демпфирующий слой, зафиксированный на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован фрикционный элемент, при этом поверхность демпфирующего слоя, обращенная к противошумной металлической пластине, выполнена с выступами, на поверхности противошумной пластины, противоположной поверхности, контактирующей с демпфирующим слоем, зафиксирован дополнительный демпфирующий слой, поверхность которого выполнена с выступами.

Существенные признаки заявляемого изобретения «на поверхности противошумной пластины, противоположной поверхности, контактирующей с демпфирующим слоем, зафиксирован дополнительный демпфирующий слой, поверхность которого выполнена с выступами» являются отличительными от признаков прототипа.

На чертеже представлено сечение А-А части фрикционного изделия (в зоне одного из отверстий в каркасе и соответствующего выступа фрикционного элемента).

Фрикционное изделие содержит металлический каркас 1, который может быть плоским или криволинейным (например, в виде части цилиндрической обечайки или более сложной формы). В каркасе выполнены отверстия 2 (одно или несколько). Отверстия могут быть круглой, овальной, прямоугольной или другой формы. К каркасу приформован фрикционный элемент 3, снабженный выступами 4, соответствующими по своему месторасположению отверстиям в каркасе. Количество выступов может равняться количеству отверстий в каркасе или быть меньшим. Форма выступов может повторять форму отверстий или отличаться от нее, при этом высота выступов может быть равна или меньше глубины отверстий. Фрикционный элемент может изготавливаться, например, из полимерного композиционного фрикционного композита, содержащего полимерную матрицу и дисперсные, в том числе волокнистые наполнители. На «тыльной» поверхности каркаса (поверхность 5, противоположная поверхности 6, к которой приформован фрикционный элемент) размещен полимерный демпфирующий слой 7 (слой мастики, грунтовки и др.), зафиксированный (например, за счет адгезии, приклейкой и т.п.) на этой поверхности. Поверх демпфирующего слоя размещена противошумная металлическая пластина 8. Форма металлической пластины может соответствовать форме металлического каркаса или отличаться от нее. Поверхность 9 демпфирующего слоя, обращенная к противошумной металлической пластине, снабжена выступами (между которыми размещены впадины). В противошумной металлической пластине выполнены отверстия с отбортовкой, то есть имеются отогнутые элементы 10 в виде бортов, которые размещены в отверстиях металлического каркаса и зафиксированы в выступах фрикционного элемента. Демпфирующий слой контактирует с металлической пластиной преимущественно в зонах выступов на демпфирующем слое. Противошумная металлическая пластина не зафиксирована к металлическому каркасу (отбортовка не выполняет функцию «защелок»). На поверхности 11 противошумной металлической пластины (поверхности, противоположной поверхности противошумной металлической пластины, контактирующей с демпфирующим слоем) зафиксирован (приклейкой, за счет адгезии и т.д.) дополнительный демпфирующий слой 12, поверхность которого выполнена с выступами.

Конкретным примером заявляемого изобретения является колодка дискового тормоза автомобиля ВАЗ, содержащая плоский металлический каркас с отверстиями. К каркасу приформован фрикционный элемент, снабженный выступами, соответствующими отверстиям в каркасе. Элемент выполнен из полимерного фрикционного композита. В качестве материалов обоих полимерных демпфирующих слоев использована противошумная мастика (материал защитный противошумный марки AR 746 SKL). Толщина слоя мастики в каждом демпфирующем слое ≈0,1 мм и ≈0,15 мм в зонах выступов демпфирующих слоев. Противошумная пластина выполнена из жести толщиной ≈0,5 мм, высота отбортовки ≈3 мм. Колодка может быть окрашена (за исключением рабочей поверхности фрикционного элемента), например, полимерным порошковым красителем.

Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными методами, например формованием, при этом на металлический каркас предварительно наносится демпфирующий слой. Далее в пресс-форму помещают формовочную полимерную композицию, металлический каркас с демпфирующим слоем и металлическую противошумную пластину и осуществляют формование и изготовление колодки известными методами. При этом выступы фрикционного элемента образуются в процессе формования за счет выдавливания в отверстия каркаса полимерной композиции. В результате металлический каркас приформовывается к фрикционному элементу, а отбортовка (борта отверстий) противошумной металлической пластины заформовывается в выступы фрикционного элемента. На полученное изделие наносят дополнительный демпфирующий слой и окрашивают.

Заявляемая конструкция колодки позволяет за счет двух демпфирующих слоев эффективно гасить колебания металлического каркаса. Благодаря тому, что демпфирующий слой касается противошумной пластины только в зонах выступов слоя, а дополнительный демпфирующий слой покрывает всю поверхность противошумной пластины, колебания, передающиеся на противошумную пластину, значительно ослабляются. При этом сама противошумная металлическая пластина надежно зафиксирована в изделии за счет заформовки отбортовки в выступы фрикционного элемента. В результате повышается шумопоглощающая способность изделия.

Фрикционное изделие, содержащее металлический каркас с отверстиями, приформованный к нему фрикционный элемент, снабженный выступами, размещенными внутри отверстий металлического каркаса, противошумную металлическую пластину с отогнутыми элементами, выполненными в виде бортов и зафиксированными в отверстиях металлического каркаса к выступам фрикционного элемента, полимерный демпфирующий слой, зафиксированный к поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован фрикционный элемент, при этом поверхность демпфирующего слоя, обращенная к противошумной металлической пластине, выполнена с выступами, отличающееся тем, что на поверхности противошумной пластины, противоположной поверхности, контактирующей с демпфирующим слоем, зафиксирован дополнительный демпфирующий слой, поверхность которого выполнена с выступами.