Результат интеллектуальной деятельности: ФРИКЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ

Изобретение относится к фрикционным изделиям, предназначенным для эксплуатации в тормозных узлах различных машин и оборудования, например к колодкам дисковых тормозов легковых и грузовых автомобилей, содержащим специальные устройства для снижения шума (визга) при торможении.

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее металлический каркас, фрикционный элемент (накладку) и прокладку с металлическим зажимом, которая расположена на стороне металлического каркаса, противоположной фрикционному элементу (см. патент GB №2 127 918, МПК F 16 D 65/02, 1984). Существенные признаки аналога “металлический каркас, фрикционный элемент” совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является сложность конструкции изделия, сложность его изготовления, необходимость изготовления специальной прокладки и зажима, их фиксации и т.д. для обеспечения необходимого шумоподавления.

Другим аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее металлический каркас, фрикционный элемент и прокладку из слоистого материала, расположенную на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, на которой размещен фрикционный элемент (см. патент РФ №2 171 926, МПК⁷ F 16 D 65/02, 2001). Существенные признаки аналога “металлический каркас, фрикционный элемент” совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога также является сложность конструкции и изготовления изделия, необходимость специальной прокладки, ее монтажа, фиксации и т.д. для обеспечения необходимого шумоподавления.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент и металлический каркас (опорную пластину), поверхность которого покрыта структурированной порошковой краской (см. рекламный лист ОАО “Дафми” 2003 года, открыто демонстрировавшийся и раздававшийся на 6-м Российском междунардном автосалоне 25-31 августа 2003 г., ЗАО “Экспоцентр” на Красной Пресне, Москва). Существенные признаки прототипа “фрикционный элемент и металлический каркас, поверхность которого покрыта краской” совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа являются недостаточные шумопоглощающие свойства красящего покрытия, не обеспечивающего необходимого шумоподавления.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение работы тормозного узла путем обеспечения необходимого шумоподавления за счет красящего покрытия без усложнения конструкции изделия и его изготовления в результате применения специальных прокладок и средств их фиксации на каркасе.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем фрикционный элемент и металлический каркас, поверхность которого покрыта краской, красящее покрытие выполнено твердым с рельефной поверхностью, образованной чередующимися выступами и впадинами, при этом в выступах размещены частицы металла, имеющего меньшую твердость, чем металл каркаса. Существенные признаки заявляемого изобретения “красящее покрытие выполнено твердым с рельефной поверхностью, образованной чередующимися выступами и впадинами, при этом в выступах размещены частицы металла, имеющего меньшую твердость, чем металл каркаса” являются отличительными от признаков прототипа.

На фиг. 1 представлено сечение фрикционного изделия. На фиг. 2 - сечение красящего покрытия.

Фрикционное изделие содержит фрикционный элемент 1, выполненный, например, из полимерного фрикционного композита, включающего полимерную матрицу (вулканизат каучука, резит смолы и т.д.) и дисперсные, в том числе волокнистые, наполнители (минеральные наполнители - барит, сурик и др., волокнистые наполнители - асбест, полиарамидные волокна, стеклянные волокна и др.). Фрикционный элемент зафиксирован на поверхности металлического каркаса 2, который выполнен, например, из стали в виде плоского листа определенной формы. Поверхность металлического каркаса 3, противоположная поверхности 4, на которой зафиксирован фрикционный элемент, покрыта твердым слоем 5 термоструктурированной краски. Также слой краски может покрывать и другие свободные от фрикционного элемента поверхности каркаса. Поверхность красящего слоя представляет собой чередование выступов 6 и впадин 7, при этом в основе выступов лежат частицы 8 металла, например меди, олова и т.д., твердость которого меньше твердости металла каркаса (стали).

Заявляемое изделие может быть изготовлено известными методами, например формованием в пресс-форме фрикционного элемента с металлическим каркасом, механической обработкой изделия, нанесением на каркас красящего покрытия и его отверждением.

Конкретным примером заявляемого изобретения является колодка дискового тормоза автомобиля ВАЗ 2110, каркас которой окрашен порошковой краской ОХТЭК-2Т₃ (бронза-антик). В состав краски входят полиэфирная смола, эпоксидная смола, технический углерод, мел, барит, воск и дополнительно бронзовая пудра с размером частиц 0,05-0,12 мм. Красящее покрытие текстурированное, т.е. имеет рельеф бугорков и впадин.

При изготовлении фрикционного изделия поверхность металлического каркаса, контактирующую с поршнем тормозного цилиндра, покрывают слоем краски, в результате термической обработки (термоструктурирования) которой образуется твердый слой, твердость которого, однако, значительно меньше твердости как металлического каркаса и металлических частиц, так и твердости воздействующего на каркас тормозного механизма. Выполнение этого слоя рельефным предотвращает распространение возникших в результате фрикционного контакта колебаний, не возникают зоны резонанса, выступы выступают как отдельные вибрирующие элементы. При этом наличие в выступах частиц металла сохраняет рельефную поверхность покрытия даже после многократных торможений, обеспечивает контакт каркаса и поршня в отдельных точках. В отсутствие этих частиц под воздействием тормозного механизма поверхность красящего покрытия быстро теряет рельефность. Поскольку твердость частиц металла в покрытии меньше твердости металла каркаса и тормозного поршня, отсутствуют как абразивное воздействие частиц на тормозной поршень, так и внедрение частиц в металлический каркас изделия. Если бы такое внедрение имело место, то рельефная структура поверхности была бы утрачена. Благодаря же указанной структуре красящего покрытия обеспечивается точечный контакт сопряженных поверхностей фрикционного изделия и тормозного поршня, способствующий снижению звукорезонансных явлений.