专利名称：制动板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制动系统的制动垫片(brake pad)，优选地用于机动车的制动系统的制动垫片。
背景技术：
制动垫片与制动圆盘相协作，以通过摩擦消耗动能并减小圆盘的角速度。具体地， 制动圆盘能刚性地连接至汽车或摩托车的车轮，以在制动过程中使车辆减速。原理上，制动垫片由刚性支承板或承载件中的至少一者以及摩擦材料层构成。制动垫片与制动圆盘之间的摩擦产生热和噪声。具体地，后一种效果是不期望的。从W0-A-0014425获知，在制动系统中使用颗粒阻尼装置，以避免不期望的噪声。 上述应用涉及由热结构材料(即碳-碳复合材料)制成的保险垫片。具体地，摩擦层由碳-碳复合材料制成，以使该层还具有单独的结构功能并能与支承板并行地制造且然后组装。具体地，上述文献公开了由摩擦层限定用于颗粒的空腔壳体。然而，一些制动垫片包括布置在支承板上且然后烧结的摩擦层。由于摩擦层在热处理和压力处理之前大致是不一致的(即为有机粉末和无机粉末与粘合剂的混合物)这一事实，因此设置有非结构的摩擦层的制动垫片提出了一些与制造方法的成本效率有关的开放性问题。
发明内容
本发明的范围是提供一种设置有颗粒阻尼装置的制动垫片以及一种节省成本的用于烧结的摩擦层的制造方法。本发明的范围通过根据权利要求1的制动垫片来实现。
现在将参照附图以非限制性的优选实施方式来描述本发明，附图中图1是根据本发明的制动板的透视图的横截面；以及图2是将传统制动板的频率响应函数(虚线)与根据本发明的制动板的频率响应函数(实线)相比较的图表。
具体实施例方式在图1中，参考标号1从整体上表示用于机动车(具体地是汽车或摩托车)的制动系统的制动板。制动板1包括优选地由钢或铸铁制成的支承板2、优选地烧结在支承板2上的摩擦层3、以及颗粒阻尼装置4。支承板2具有第一表面5，限定与摩擦层3的交界面；以及第二表面6，与第一表面5相对并接触制动系统的已知支撑元件，诸如活塞和卡钳。摩擦层3优选地是需要热处理(例如热压或烧结)到支承板2上的由粉末和基质(matrix)构成的复合材料。这种粉末是不同化合物的混合物，即擦胶剂的混合物、润滑剂化合物的混合物、惰性化合物的混合物、以及金属的混合物。因此，粉末是有机化合物和无机化合物的混合物。 基质优选地是聚合化合物，更优选地是酚醛树脂。颗粒阻尼装置4包含具有多个颗粒7的粒状材料，这些颗粒至少容纳在优选地由制动板1限定的且优选地具有矩形/正方形的周界的空腔8中。颗粒7在空腔8中自由地移动，这意味着在三个正交方向上自由地平移并围绕三个相互正交的轴线自由地旋转，即这些颗粒具有6个自由度(DOF)。颗粒7能具有任何形状，优选地是球形的，并且它们的特征尺寸(具体地是直径) 在几毫米的范围内，例如从0. Imm到10mm，取决于制动板的尺寸。根据本发明，通过干燥颗粒阻尼，即颗粒没有结合流体，获得了良好的实验结果。然而，如果在某些制造处理过程中打开空腔，则结合有凝胶体的颗粒可能是有利的。根据一个优选设计实践，颗粒7的尺寸形成为占据空腔8的体积的不到90%，以使这些颗粒在空腔自身中自由地移动。此外，颗粒7的材料能基于预期的应用来选择，例如可使用钢球。作为后面描述的在烧结过程中在空腔中具有颗粒7的优选解决方案的替代方案，能在摩擦层的烧结工艺之后将颗粒填充到空腔中，于是对于颗粒材料的选择来说，仅需要考虑常规工作温度。有利地，空腔8的位置可根据以下步骤来识别在没有阻尼装置4的情况下执行支承板2的自由-自由(free-free)分析，以获得频率响应函数；识别至少振幅的最高峰以及相关的振动模式；远离节点(node)并靠近所选振动模式的最大振幅点定位空腔8。优选地，最大振幅点应落在空腔8的周界内。制动板1包括多个固定部，以与抵抗制动系统的制动圆盘而致动的已知支撑元件相连接。因此，可能出现最高振幅点位于这种固定部(未示出)附近，这对于定位空腔8来说是不适合的。在这种情况中，可在对制动板1的固定部没有任何干扰的情况下将空腔8 定位在该点附近。根据本发明的一个优选实施方式，空腔8是具有表面6的凹槽并能由通常面向致动元件在制动板1上使用的衬垫(shim) 9封闭。根据一个实施方式，如下地将颗粒7组装到空腔8中。将颗粒封装在空腔8中所容纳的封装件中。封装件由在封闭空腔8之后在保持制动板1的所有其它部件的功能的一温度下燃烧/熔化例如纤维素的材料而制成，即纤维素的燃烧温度远低于摩擦层3的烧结温度和/或支承板2和/或颗粒7的钢的退火温度。根据本发明的一个优选实施方式，封装件的燃烧/熔化温度低于将摩擦层3烧结到支承板2上时的温度。图2示出了根据本发明的具有颗粒阻尼装置4的制动板1与具有传统抗噪声衬垫的支承板的比较。频谱是相似的，这意味着与制动板的整个主体相比空腔的尺寸较小。具体地，低频率下的小移位是由于重量不同。对高频率(即噪声频率)的良好阻尼是明显的。根据本发明的制动板具有以下优点。
在几乎没有对制造工艺和制造成本造成影响的情况下，噪声衰减高达80%。具体地，可在摩擦层3的热处理之前制造空腔8，并且之后用与通常用来将制动板组装至支撑元件的衬垫9等效的板封闭空腔。因此，制动系统的交界面能适于改进的制动板。此外，空腔8由支承板限定，从而可在没有对与摩擦板相关的制造步骤造成影响的情况下布置任何种类的摩擦材料。因此，根据本发明的制动垫片适于任何摩擦材料，包括烧结的摩擦材料。此外，由于在碰撞中消耗能量且温度对这种过程具有很小的影响，因此阻尼与温度无关。当粒状材料的封装件的燃烧/熔化温度低于摩擦层3的烧结温度时，在没有对制造工艺造成任何影响的情况下，需要单个制造阶段。最后，显然，在不背离所附权利要求中所限定的本发明的保护范围的情况下，能对在此所公开和例示的制动板1做出修改和变形。具体地，根据构成摩擦层的化合物的混合物，摩擦层能通过热压而非烧结固定至支承板。
权利要求
1.一种用于机动车的制动系统的制动板(1)，包括支承板O)；摩擦层(3)，由烧结在所述支承板( 上并由所述支承板支撑的制动摩擦材料构成；以及颗粒阻尼装置，限定空腔(8)，其特征在于，所述空腔(8)由所述支承板O)限定在与面向所述摩擦层(3)的表面相对的表面( 上。
2.根据权利要求1所述的制动板，其特征在于，包括衬垫(9)，并且所述空腔(8)由所述衬垫(9)封闭。
3.根据权利要求1或2所述的制动板，其特征在于，所述颗粒阻尼装置(4)包含至少在空腔(8)中自由地移动的粒状材料(7)。
4.根据权利要求3所述的制动板，其特征在于，所述粒状材料(7)具有高达所述空腔 (8)的90%的体积。
5.根据上述权利要求中任一项所述的制动板，其特征在于，所述颗粒阻尼装置(4)至少靠近所述支承板O)的振动模式的最大振幅点而定位。
6.根据上述权利要求中任一项所述的制动板，其特征在于，所述最大振幅点位于所述空腔(8)的周界内。
7.根据上述权利要求中任一项所述的制动板，其特征在于，所述摩擦层包含具有无机化合物和有机化合物的粉末的混合物。
8.—种制造根据上述权利要求中任一项所述的制动板(1)的方法，包括以下阶段 将包含所述粒状材料的封装件容纳在所述空腔(8)中；封闭所述空腔⑶；在高于所述封装件的材料的燃烧/熔化温度的一温度下加热所述制动板(1)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述燃烧/熔化温度低于所述摩擦层(3)的烧结/热压温度。
全文摘要
一种用于机动车的制动系统的制动板(1)，包括支承板(2)、摩擦层(3)以及颗粒阻尼装置(4)。
文档编号F16D65/092GK102483115SQ201080036124
公开日2012年5月30日 申请日期2010年6月15日 优先权日2009年6月15日
发明者卢卡·马蒂诺托, 达尼埃莱·多泽利, 拉佐 迭戈·A·桑塔玛丽亚 申请人:Itt制造企业公司