RU2536567C1

RU2536567C1 - Friction item

Info

Publication number: RU2536567C1
Application number: RU2013135834/11A
Authority: RU
Inventors: Михаил Захарович Левит; Евгений Григорьевич Пивень
Original assignee: Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерые разработки" (ОАО "ТИИР")
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2014-12-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: friction item includes a metal frame with holes. A friction element moulded onto it is equipped with projections arranged inside the holes. A polymer damping layer and an anti-noise metal plate with bent elements is fixed in the holes of the metal frame to the projections of the friction element. An additional polymer damping layer is fixed on the surface of the metal plate, which is opposite to its surface facing the metal frame. The surface of the additional damping layer, which is opposite to its surface facing the metal plate, has projections.

EFFECT: increasing the noise absorbing ability of an item.

2 dwg

Description

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.The claimed invention relates to mechanical engineering, namely to friction products containing a reinforcing metal frame, for example, brake disc pads for cars, friction products for various machines and equipment, etc.

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 грунтовкой, зафиксированной на поверхности металлического каркаса» - совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.An analogue of the claimed invention is a friction product containing a metal frame and a polymer composite friction element molded to it, the surface of the metal frame opposite to the surface to which the polymer composite friction element is formed (the “back” side of the frame) is coated with an anti-noise primer (mastic), which is fixed on the surface of the metal frame and forms the so-called “external damper” (see Marcon. Style of professionals. Product Catalog tion Yaroslavl, 2003, p.6;. The art of silence "at the wheel" magazine, №04, 2005, p.179).. The essential features of the analogue - "the metal frame, the molded polymer composite friction element, the surface of the frame opposite the surface to which the polymer composite friction element is molded, is coated with an anti-noise primer fixed on the surface of the metal frame" - coincide with the essential features of the claimed invention.

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.A disadvantage of the analogue is the ability to quickly squeeze out anti-noise mastic from the contact areas of the shoe frame with the working elements of the brake caliper (piston, bracket, etc.), as a result of which the effect of suppressing noise and vibration during braking is terminated.

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, зафиксирована противошумная металлическая пластина (см. Shinox. Brake Noise Bulletin/ http://www.trelleborg.com/en/Automotive/Technology/Brake-Bulletin/, 21.01.2011 г.). Существенные признаки аналога - «металлический каркас, приформованный полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксирована противошумная металлическая пластина» - совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.Another analogue of the claimed invention is a friction product containing a metal frame and a polymer composite friction element formed on it, while an anti-noise metal plate is fixed on the surface of the metal frame opposite the surface to which the polymer composite friction element is molded (see Shinox. Brake Noise Bulletin / http://www.trelleborg.com/en/Automotive/Technology/Brake-Bulletin/, January 21, 2011). The essential features of the analogue - “a metal frame, a molded polymer composite friction element, an anti-noise metal plate is fixed” - coincide with the essential features of the claimed invention.

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.The disadvantage of the analogue is the absence between the metal plate and the surface of the metal frame of the damping layer, which absorbs vibrations and sound waves. As a result, it is not possible to achieve a sufficient anti-noise effect.

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, зафиксирована противошумная металлическая пластина, у которой на поверхности, обращенной к поверхности металлического каркаса, зафиксирован полимерный демпфирующий слой (см. Hinox. Brake Noise Bulletin/ http://www.trelleborg.com/en/Automotive/Technology/Brake-Bulletin/, 21.01.2011 г.). Существенные признаки аналога - «металлический каркас, приформованный полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксирована противошумная металлическая пластина» - совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.Another analogue of the claimed invention is a friction product containing a metal frame and a polymer composite friction element formed on it, while an anti-noise metal plate is fixed on the surface of the metal frame opposite the surface to which the polymer composite friction element is molded, with the surface facing towards the surface of the metal frame, a polymer damping layer is fixed (see Hinox. Brake Noise Bulletin / http://www.trelleborg.com/en/Automotive/Techno logy / Brake-Bulletin /, 01/21/2011). The essential features of the analogue - “a metal frame, a molded polymer composite friction element, an anti-noise metal plate is fixed” - coincide with the essential features of the claimed invention.

Недостатком аналога является сложность достаточно надежной фиксации противошумной пластины на поверхности металлического каркаса, для которой требуется наличие на поверхности каркаса специальных крепежных элементов и/или клеевых слоев, а также специальных операций по фиксации (например, развальцовки, склейки и т.д.).The disadvantage of the analogue is the difficulty of sufficiently reliable fixing of the anti-noise plate on the surface of the metal frame, which requires the presence of special fasteners and / or adhesive layers on the surface of the frame, as well as special fixing operations (e.g., flaring, gluing, etc.).

Другим 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.Another analogue of the claimed invention is a friction product containing a metal frame with holes and a friction element formed thereon, provided with protrusions placed inside the frame openings, while an anti-noise metal plate is placed on the surface of the metal frame, opposite the surface to which the polymer composite friction element is molded. , which in the holes of the metal frame is fixed by bent elements to both the metal frame and the friction element (to its protrusions), while on the surface of the metal plate facing the surface of the metal frame, a polymer damping layer is fixed (see MST molded shim technology, www.nucap.com). The essential features of the analogue - “a metal frame with holes, a friction element molded thereto, provided with protrusions located inside the frame holes, an anti-noise metal plate is fixed to the protrusions of the friction element” - coincide with the essential features of the claimed invention.

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.The disadvantage of the analogue is the difficulty of manufacturing an anti-noise plate due to the fixation of a layer of polymer damping material on its surface, the difficulty of simultaneously fixing a metal plate having a polymer layer both to the metal frame in its holes (protrusions - “latches”), and to the protrusions of the friction element, insufficient noise absorption ability of the product due to the lack of fixation of the damping layer directly on the surface of the metal frame of the product.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас с отверстиями, приформованный к нему фрикционный элемент, снабженный выступами, размещенными внутри отверстий металлического каркаса, полимерный демпфирующий слой и противошумную металлическую пластину с отогнутыми элементами, зафиксированными в отверстиях металлического каркаса к выступам фрикционного элемента, при этом полимерный демпфирующий слой зафиксирован на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован фрикционный элемент, поверхность демпфирующего слоя, обращенная к противошумной металлической пластине, выполнена с выступами, а отогнутые элементы противошумной металлической пластины выполнены в виде бортов и зафиксированы в отверстиях металлического каркаса к выступам фрикционного элемента (см. патент RU 2483232, МПК F16D 65/092, 2013 г.).The prototype of the claimed invention is a friction product containing a metal frame with holes, a friction element molded thereto, provided with protrusions located inside the holes of the metal frame, a polymer damping layer and an anti-noise metal plate with bent elements fixed in the holes of the metal frame to the protrusions of the friction element, when this polymer damping layer is fixed on the surface of the metal frame, the opposite surface, to which the friction element is molded to, the surface of the damping layer facing the anti-noise metal plate is made with protrusions, and the bent elements of the anti-noise metal plate are made in the form of flanges and fixed in the holes of the metal frame to the protrusions of the friction element (see patent RU 2483232, IPC F16D 65 / 092, 2013).

Существенные признаки прототипа - «металлический каркас с отверстиями, приформованный фрикционный элемент с выступами, размещенными внутри отверстий металлического каркаса, полимерный демпфирующий слой, металлическая пластина с отогнутыми элементами, зафиксированными в отверстиях металлического каркаса к выступам фрикционного элемента, полимерный демпфирующий слой зафиксирован на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован фрикционный элемент, поверхность демпфирующего слоя, обращенная к противошумной металлической пластине, выполнена с выступами, отогнутые элементы противошумной металлической пластины выполнены в виде бортов и зафиксированы в отверстиях металлического каркаса к выступам фрикционного элемента» - совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.The essential features of the prototype are “a metal frame with holes, a molded friction element with protrusions located inside the holes of the metal frame, a polymer damping layer, a metal plate with bent elements fixed in the holes of the metal frame to the protrusions of the friction element, the polymer damping layer is fixed on the surface of the metal frame opposite to the surface to which the friction element is molded, the surface of the damping layer facing I am to the anti-noise metal plate, made with protrusions, the bent elements of the anti-noise metal plate are made in the form of flanges and fixed in the holes of the metal frame to the protrusions of the friction element ”- coincide with the essential features of the claimed invention.

Недостатком прототипа является снижение шумопоглощающей способности изделия из-за отсутствия демпфирующего слоя на поверхности металлической пластины, обращенной к элементам тормозного суппорта. Обычно имеющийся на этой поверхности слой полимерного красителя не обладает необходимой демпфирующей способностью, а способствует только антикоррозионной защите металлической пластины и металлического каркаса.The disadvantage of the prototype is to reduce the noise absorption of the product due to the absence of a damping layer on the surface of the metal plate facing the elements of the brake caliper. Usually, the polymer dye layer on this surface does not have the necessary damping ability, but only contributes to the corrosion protection of the metal plate and the metal frame.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение шумопоглощающей способности изделия за счет размещения на изделии дополнительного шумопоглощающего слоя переменной толщины.The problem to which the invention is directed is to increase the noise absorption capacity of the product by placing an additional noise-absorbing layer of variable thickness on the product.

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 в виде бортов, 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 металлической пластине, выполнена с выступами, на поверхности металлической пластины, противоположной поверхности металлической пластины, обращенной к металлическому каркасу, зафиксирован дополнительный полимерный демпфирующий слой, при этом поверхность дополнительного демпфирующего слоя, противоположная его поверхности, обращенной к металлической пластине, выполнена с выступами.To achieve the specified technical result in a friction product containing a metal frame with holes, a friction element molded thereto, provided with protrusions located inside the holes of the metal frame, an anti-noise metal plate with bent elements in the form of sides fixed in the holes of the metal frame to the protrusions of the friction element, a polymer damping layer fixed on the surface of the metal frame opposite to the surface to which a friction element is moved, while the surface of the damping layer facing the metal plate is protruded, an additional polymer damping layer is fixed on the surface of the metal plate opposite the surface of the metal plate facing the metal frame, while the surface of the additional damping layer is opposite to its surface facing the metal plate is made with protrusions.

Существенные признаки заявляемого изобретения - «на поверхности металлической пластины, противоположной поверхности, обращенной к металлическому каркасу, зафиксирован дополнительный полимерный демпфирующий слой, при этом поверхность дополнительного демпфирующего слоя, противоположная его поверхности, обращенной к металлической пластине, выполнена с выступами» - являются отличительными от признаков прототипа.The essential features of the claimed invention - “on the surface of the metal plate opposite the surface facing the metal frame, an additional polymer damping layer is fixed, while the surface of the additional damping layer opposite its surface facing the metal plate is made with protrusions” - are distinctive from the features prototype.

На фиг.1 представлено фрикционное изделие, вид со стороны металлического каркаса. На фиг.2 представлено сечение А-А части фрикционного изделия (в зоне одного из отверстий в каркасе и соответствующего выступа фрикционного элемента).Figure 1 presents the friction product, a view from the side of the metal frame. Figure 2 presents a section aa of the friction product (in the area of one of the holes in the frame and the corresponding protrusion of the friction element).

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 материала, 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. 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. На поверхности 11 металлической пластины (поверхность, противоположная поверхности 12, обращенной к металлическому каркасу) размещен дополнительный полимерный демпфирующий слой 13 (слой мастики, грунтовки и др.), зафиксированный (например, за счет адгезии, приклейкой и т.п.) на этой поверхности. Поверхность 14 дополнительного демпфирующего слоя (поверхность, противоположная поверхности 15, обращенной к металлической пластине, снабжена выступами.The friction product contains a metal frame 1, which can be flat or curved (for example, in the form of a part of a cylindrical shell or more complex shape). The frame has holes 2 (one or more). The holes can be round, oval, rectangular or other shape. A friction element 3 is molded to the frame, provided with protrusions 4 corresponding in their location to the holes in the frame. The number of protrusions may be equal to the number of holes in the frame or be less. The shape of the protrusions may repeat the shape of the holes or differ from it, while the height of the protrusions may be equal to or less than the depth of the holes. The friction element can be made, for example, of a polymer composite friction material containing a polymer matrix and dispersed, including fibrous, fillers. On the “back” surface of the carcass (surface 5, opposite to surface 6 to which the friction element is molded) a polymer damping layer 7 (layer of mastic, primer, etc.) is placed, fixed (for example, due to adhesion, gluing, etc.) on this surface. An anti-noise metal plate 8. is placed on top of the damping layer. The shape of the metal plate may correspond to or differ from the shape of the metal frame. The surface 9 of the damping layer facing the anti-noise metal plate is provided with protrusions. The anti-noise metal plate has holes with a flange, that is, there are bent elements 10 in the form of sides, which are placed in the holes of the metal frame and are fixed in the protrusions of the friction element. The damping layer is in contact with the metal plate mainly in the areas of the protrusions on the damping layer. On the surface 11 of the metal plate (the surface opposite to the surface 12 facing the metal frame) an additional polymer damping layer 13 (a layer of mastic, primer, etc.) is placed, fixed (for example, due to adhesion, gluing, etc.) on this surface. The surface 14 of the additional damping layer (the surface opposite to the surface 15 facing the metal plate is provided with protrusions.

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 полимерного демпфирующего слоя использована противошумная мастика (материал защитный противошумный марки AR 746 SKL). Толщина слоя мастики вне выступов ≈0,1 мм и ≈0,15 мм в зонах выступов демпфирующего слоя мастики. Противошумная пластина выполнена из жести толщиной ≈0,5 мм, высота отбортовки ≈3 мм. Дополнительный демпфирующий слой также выполнен из противошумной мастики с толщиной слоя вне выступов ≈0,1 мм и ≈0,15 мм в зонах выступов. Колодка может быть окрашена (за исключением рабочей поверхности фрикционного элемента), например, полимерным порошковым красителем.A specific example of the claimed invention is a disk brake pad of a VAZ vehicle, comprising a flat metal frame with holes. A frictional element is molded to the frame, provided with protrusions corresponding to holes in the frame. The element is made of a polymer friction composite. As a polymer damping layer used anti-noise mastic (material protective anti-noise brand AR 746 SKL). The thickness of the mastic layer outside the protrusions is ≈0.1 mm and ≈0.15 mm in the zones of the protrusions of the damping layer of the mastic. The anti-noise plate is made of tin with a thickness of ≈0.5 mm, the flange height is ≈3 mm. An additional damping layer is also made of anti-noise mastic with a layer thickness outside the protrusions of ≈0.1 mm and ≈0.15 mm in the zones of the protrusions. The block may be painted (except for the working surface of the friction element), for example, with a polymer powder dye.

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 с последующим нанесением дополнительного демпфирующего слоя. 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.The inventive friction product can be manufactured by known methods, for example by molding, while a damping layer is previously applied to the metal frame. Next, a molding polymer composition, a metal frame with a damping layer and a metal anti-noise plate are placed in the mold and molding and manufacturing of the block are carried out by known methods, followed by the application of an additional damping layer. In this case, the protrusions of the friction element are formed in the molding process by extruding the polymer composition into the holes of the carcass. As a result, the metal frame is molded to the friction element, and the flanging (the sides of the holes) of the anti-noise metal plate is molded into the protrusions of the friction element.

Заявляемая конструкция колодки позволяет за счет двух демпфирующих слоев, разделенных металлической пластиной, эффективно гасить колебания металлического каркаса. Благодаря взаимодействию двух демпфирующих слоев колебания значительно ослабляются. В результате повышается шумопоглощающая способность изделия.The claimed design of the block allows, due to two damping layers separated by a metal plate, to effectively dampen vibrations of the metal frame. Due to the interaction of two damping layers, the oscillations are significantly weakened. As a result, the noise absorption capacity of the product is increased.

Claims

A friction product comprising a metal frame with holes, a friction element molded thereto, provided with protrusions placed inside the holes, a polymer damping layer fixed on the surface of the metal frame opposite to the surface to which the friction element is formed, while the surface of the damping layer facing the anti-noise a metal plate, made with protrusions, and an anti-noise metal plate with bent elements in the form of sides fixed in the metal frame to the protrusions of the friction element, characterized in that on the surface of the metal plate opposite its surface facing the metal frame, an additional polymer damping layer is fixed, while the surface of the additional damping layer opposite its surface facing the metal plate is made with protrusions.