摩擦材料和系統及生產所述摩擦材料的方法

2023-10-09 04:56:49

專利名稱：摩擦材料和系統及生產所述摩擦材料的方法
摩擦材料和系統及生產所述摩擦材料的方法
背景技術：
1. 發明領域
本發明涉及一種生產具有限定通道或凹槽以控制流體流過或流 經摩擦材料片段的線跡構造樣式的墊或纖網的系統和方法。
2. 相關技術描述
離合器、剎車、自動變速器、限止滑動差速器、絞車及類似的摩 擦能傳送和吸收裝置中通常提供有一套或多套協作構件，其中協作構 件之一帶動其他協作構件。這些協作構件在冷卻介質或液體中運動的 情況是平常的，其中所述冷卻介質或液體通常為某些類型的潤滑油且 所述油常常在協作構件的接合表面周圍和之間循環以便連續地潤滑 和冷卻構件。例如，滑動扭矩轉換離合器應用中的協作構件需要消散
摩擦材料滑動界面的熱並需要相應的接合表面防止高溫下常見的摩 擦材料與連接摩擦材料的構件之間粘性結合的變弱、防止傳動液內常 見的摩擦改良劑的氧化以及防止高溫下常經歷的摩擦性質的破壞。自 協作構件散熱也減少摩擦材料吸收的熱，從而減少摩擦材料的結構破 壞，結構破壞是基於纖維素的摩擦材料在大約400°F-500°F下常經歷 的。當協作構件暴露於高溫下較長時間時，已發現傳動液內的摩擦改 良劑將氧化並沉積於摩擦材料上，從而降低動力傳動裝置內扭矩的有 效和平穩傳動。所有情況下均需要適當的冷卻以改善摩擦系統的性能 和壽命。
此外，在協作構件如人力操縱傳動同步器組件中，協作構件之間 常存在流體動力油膜，其可阻止扭矩在協作構件之間的有效傳輸。流 體動力油膜的存在在高流體粘度情況如低環境溫度下最普遍。在這類 情況下，需要引導流體離開協作構件的界面以在這類構件之間有效地傳輸扭矩。為這類流體動力膜的消散提供通道或凹槽已發現能提供改 進的性能、換檔性和駕駛員舒適性，尤其是在低溫環境中。除上面的 應用外，離合器盤應用、限止滑動差速器、閉鎖離合器、啟動離合器、 傳動帶及其他類似的扭矩傳輸裝置也需要相同的原理。為.實現冷卻介 質在阻擋環、離合器片、傳動帶等內的循環，現有技術已提供直接位 於協作構件之一或二者的接合表面中或位於固定於其上的摩擦材料 中的凹槽或狹縫。例如，摩擦材料可為需要凹槽以實現冷卻和液膜消
散的黃銅鍍層或紙襯片，如授予Bauer等的美國專利4,267,912、授予 Bauer的美國專利4,878,282和授予Nels的美國專利4,260,047。在各 情形下，這些材料均需要在結合到相應的應用中之前、之後或過程中 在摩^^材料中增加凹槽。
在協作構件的摩擦材料內形成凹槽或在織造材料結構中形成凹 槽不僅給這類摩擦材料和動力傳輸-吸收裝置的生產增加複雜性，而 且其限制冷卻介質有效循環的能力。為減小或消除起源於位於與驅動 構件接合的摩擦材料的表面上的油或冷卻介質的流體動力摩擦，需要 改進的摩擦材料以循環冷卻介質，尤其是可根據所需參數而變的摩搭^ 材料。
現有技術摩擦材料也包括某些熱解碳材料，如授予Winckler的 美國專利4,700,823和授予Bauer的美國專利4,291,794中可見。在這 類摩擦材料中，由碳纖維形成的孔眼布基材提供有碳或其他材料的塗 層，所述塗層通過化學蒸氣沉積法沉積於纖維上。這種類型的摩擦材 料具有孔眼較開放的特徵，這使粘合劑可輕鬆地滲透而改善結合，另 外具有一定程度的多孔性。但如專利4,291,794中所指出的，增加凹
槽是用來改善動力傳輸或功率吸收裝置的協作構件的摩擦面間的流 體循環的。這種類型的摩擦材料也不提供材料交界的摩擦表面處高強 度的纖維結合，從而導致工作環境中碎屑的引入。也已發現，這種類 型的摩擦材料提供不適當的流體滲透率水平，具體而言，這是由於隨 著摩擦表面的磨損，流體凹槽的橫截面實質性的減小所致。另外已發現，氧化的摩擦改良劑阻塞流體通過織造材料常窄且淺的凹槽。而且 已發現，這類摩擦材料難以在例如使其與構件結合的過程中壓縮至所 需的厚度而同時保持高度的多孔性。
現有技術的其他摩擦材料也可為梳理、搭接或針刺材料，如授予
Menard等的美國專利6835448和授予Menard等的美國專利5,807,618 中可見。這些材料在為高能應用提供高強度的同時也因這些材料的致 密性質(由於材料緊密的纖維-纖維接觸結構而致)而在流體自然地流 經或流過材料方面具有缺陷。在這些材料的粘性結合之後或過程中增 加凹槽常常是提供必要量的流體流動從而消散油膜並提供必要的冷
卻所必要的。
現有技術摩擦材料也包括某些織造碳材料，如授予Nels的美國 專利6,439,363和授予Winckler的美國專利5,662,993中可見。這些材 料由然後進行輔助碳化過程的織造PAN或預氧化PAN布組成。已經 發現，後-碳化的織造P AN材料由於材料緊密的織造結構而在流體流 過和流經材料方面具有缺陷。許多織造結構不具有嚴格限定的允許流 體自由流經材料的凹槽，從而導致明顯的流體流動損失。也已發現， 這類材料的經紗和緯紗間的材料空隙創造了氧化的ATF摩擦改良劑 沉積和累積的區域，這也限制流體流經織造孔眼的能力。也已發現， 這些ATF摩擦改良劑沉積物對這類材料的摩擦性能具有有害影響。 另外，織造材料中經紗和緯紗交迭的位置也創造了不能在材料表面上 均勻分配壓縮力的峰形接觸表面。已經發現這種結構的材料在高壓縮 載荷下在材料完整性方面具有缺陷，導致在高單位負荷不為纖維和紗 線破碎和碎裂，導致傳動裝置內不希望有的碎屑以及不希望的材料磨 損。需要向材料中引入可使流體流過和流經協作構件的交界面並均勻 分配載荷以及允許一 定程度的適形性的表面織構的方法以改進現有技術。
與P。凹槽的紙、針刺、梳理、搭接、針織、起絨針織材料相比 提供較高流動性的織造和化學蒸氣沉積材料目前通常生產率低下且生產工藝複雜。需要現有織造和化學蒸氣沉積材料的低成本替代品， 所述替代品提供改進的流體流過和流經材料的性質。


圖1A-1C示意了美國專利US 3967472中所示的若干現有:f支術線 跡樣式。
因此需要的是克服了現有技術中的問題的摩擦材料。 發明概述
因此本發明的一個目的是提供一種具有預定的通道構造或樣式 的縫合墊或纖網。
本發明的另 一 目的是提供一種創造多個材料片段的具有多個由 線跡限定的通道的系統和方法。
本發明的另 一 目的是提供一種在摩擦材料或摩擦材料片段中限 定一系列通道的樣式的系統和方法，所述樣式促進摩擦材料或摩擦材 料片段安裝於其上的部件的冷卻。
在一個方面， 一個實施方案包含一種摩擦材料，所述摩擦材料包 含形成以提供自其提供摩擦材料片段的纖網的多個材料；纖網中的多 個線跡以提供縫合纖網；所述多個線跡限定摩^Tv材料片段中的多個通 道以促進熱自其上布置了所述摩擦材料片段的摩擦元件處轉移走。
在另一方面，本發明的另一實施方案公開了一種摩擦材料，所述 摩擦材料包含材料片段；和各材料片段中以預定樣式縫合的多個線 跡；所述多個線跡限定多個通道，流體可通過所述通道流動以促進其 上粘附了所述材料片段的摩擦元件的冷卻。
在又一方面，本發明的另 一實施方案公開了一種生產摩擦材料的 方法，所述方法包括如下步驟提供多個粗紗、纖維、長絲、線束或 紗線；將所述多個粗紗、纖維、長絲、紗線和/或線束通過梳理、紡 粘、編織、搭接、針刺、針織、水刺、起絨針織、氣流成網、溼法成 網或其組合加工成墊或纖網；和用多個線跡增強所述墊或纖網。在再一方面，本發明的另 一實施方案公開了 一種生產摩擦元件的
方法，所述方法包括如下步驟提供用在摩擦環境中的部件；提供包 含多個粗紗、纖維、長絲、線束或紗線的墊或纖網；以預定線跡樣式 縫合所述墊或纖網以分別形成多個通道；加工所述墊或纖網以提供多 個材料片段；和粘附所述多個材料片段於所述部件上使所述多個通道 就位以促進流體從與摩擦元件的笫 一側相關的第 一 區域流到與摩擦 元件的第二側相關的第二區域。
在又一方面，本發明的另 一實施方案包含一種生產摩擦元件的系 統，所述系統包含產生墊的墊站，所述墊包含多個粗紗、纖維、長絲、 線束或紗線；以預定線跡樣式縫合所述墊以分別形成多個通道的縫合 站；碳化所述墊的碳化站；用粘合劑材料增強所述墊的加工站；在所 述材料的表面上沉積^碳的化學蒸氣沉積站；加工所述墊或纖網以提供 多個材料片段的加工站；和粘合所述多個材料片段於部件上以提供摩 擦元件的粘合站，以便所述多個通道以預定順序就位而促進流體從與 摩擦元件的第 一側相關的第 一 區域流到與摩擦元件的第二側相關的 第二區域。
在另 一方面，本發明包含一種摩擦材料，所述摩擦材料包含形成 以提供自其提供摩擦材料片段的纖網的多個材料；和所述纖網中的多 個線跡以提供縫合纖網；所述多個線跡限定所述摩擦材料片段中的多 個通道以促進熱自其上布置了所述摩擦材料片段的摩擦元件處轉移 走，其中所述多個線跡包含多個天然粗紗、多個天然纖維、多個天然 長絲、多個天然線材、線束、多個天然紗線或多個天然編帶。
在又一方面，本發明包含一種摩擦材料，所述摩擦材料包含形成 以提供自其提供摩擦材料片段的纖網的多個材料；和所述纖網中的多 個線跡以提供縫合纖網；所述多個線跡限定所述摩擦材料片段中的多 個通道以促進熱自其上布置了所述摩擦材料片段的摩擦元件處轉移 走，其中所述多個線跡包含多個粗紗、多個纖維、多個長絲、多個線材、多個線束、多個紗線或多個編帶，其中所迷多個線跡包含天然和 合成纖維、長絲、線材、線束、紗線或編帶的組合。
在再一方面，本發明包含一種摩擦材料，所述摩擦材料包含形成
以提供自其才是供摩擦材料片段的纖網的多個材料；和所述纖網中的多 個線跡以4是供縫合纖網；所述多個線跡限定所迷摩擦材料片段中的多 個通道以促進熱自其上布置了所述摩擦材料片段的摩擦元件處轉移 走，其中所述多個通道是基本平行的。
在又一方面，本發明包含一種摩擦材料，所述摩擦材料包含形成 以提供自其提供摩擦材料片段的纖網的多個材料；和所述纖網中的多 個線跡以提供縫合纖網；所述多個線跡限定所述摩擦材料片段中的多 個通道以促進熱自其上布置了所述摩擦材料片段的摩擦元件處轉移 走，其中所述摩擦元件包含第一邊緣和第二邊緣，所述多個通道在所 述第一和第二邊緣間伸展，其中所述多個通道是基本平行的並在所述 第一和笫二邊緣間伸展。
在又一方面，提供了一種摩擦材料，所述摩擦材料包含形成以提 供自其提供摩擦材料片段的纖網的多個材料；和所述纖網中的多個線 跡以提供縫合纖網；所述多個線跡限定所述摩擦材料片段中的多個通 道以促進熱自其上布置了所迷摩擦材料片段的摩擦元件處轉移走，其 中所述摩擦材料包含扭矩傳輸裝置，其中所述扭矩傳輸裝置為傳動 帶。
在再一方面，本發明包含一種摩擦材料，所述摩擦材料包含材料 片段；和各材料片段中以預定樣式縫合的多個線跡；所述多個線跡限 定多個通道，流體可通過所述通道流動以促進其上粘附了所述材料片 段的摩擦元件的冷卻，其中所述多個線跡限定為基本線形的多個基本 平4亍的通道。
在再一方面，本發明包含一種摩擦材料，所述摩擦材料包含材料 片段；和各材料片段中以預定樣式縫合的多個線跡；所述多個線跡限 定多個通道，流體可通過所述通道流動以促進其上粘附了所述材料片段的摩擦元件的冷卻，其中所述多個線跡限定通常為非線形的多個基 本非平行的通道。
在再一方面，本發明包含一種摩擦材料，所述摩擦材料包含材料
片段；和各材料片段中以預定樣式縫合的多個線跡；所述多個線跡限 定多個通道，流體可通過所述通道流動以促進其上粘附了所述材料片 段的摩擦元件的冷卻，其中所述材料片段包含第 一邊緣和基本相對的 第二邊緣，所述多個線跡限定為基本線形並相對於所述第一邊緣成預 定角度布置的多個基本平行的通道，其中所述多個線跡布置為相對於 材料片段的中心線成預定銳角。
在再一方面，本發明包含一種摩擦材料，所述摩擦材料包含材料 片段；和各材料片段中以預定樣式縫合的多個線跡；所述多個線跡限 定多個通道，流體可通過所述通道流動以促進其上粘附了所述材料片 段的摩擦元件的冷卻，其中所述摩擦元件包含扭矩傳輸裝置，其中所 述扭矩傳輸裝置為傳動帶。
在再一方面，本發明包含一種生產摩擦元件的方法，所述方法包 括如下步驟提供用在摩擦環境中的部件；提供包含多個粗紗、纖維、 長絲、線束或紗線的墊或纖網；以預定線跡樣式縫合所述墊或纖網以 分別形成多個通道；加工所述墊或纖網以提供多個材料片段；和粘附 所述多個材料片段於所述部件上使所述多個通道就位以促進流體從 與所述摩擦元件的第 一側相關的第 一 區域流到與所述摩^Tv元件的第 二側相關的第二區域，其中所述縫合步驟還包括步驟以採用預定張 力張緊的預定線跡樣式縫合所述墊或纖網，其中所述方法還包括基於 所述多個通道中的至少 一個的尺寸的確定選擇所述預定張力的步驟， 其中對於較大橫截面積的多個通道，所述預定張力較大，對於較小橫 截面積的多個通道，所述預定張力較小。
通過下面的描述、附圖和附隨的權利要求，本發明的其他目的和 優勢將變得顯而易見。附圖簡述
圖1A-1C示出了現有技術中的線跡；
圖2為縫合或粘合前墊或纖網的顯微照片；
圖3為按本發明的一個實施方案的系統的示意圖4為按本發明的一個實施方案的方法的示意圖5A-5D為縫合前墊或纖網的各種視圖6A-6D示意了縫合前包含纖維或顆粒的組合的墊或纖網；
圖7A-7C為若干顯微照片，所述照片示出了限定多個通道的多
個線跡的若干樣式；
圖8A-8B為圖7A-7C中的墊或纖網在向其上施加了粘合劑後的
顯微照片；
圖9A-9E為墊或纖網中的線跡樣式的各種視圖； 圖10A-10D示意了本發明的另一實施方案，其中示出了縫合在 一起的多個墊；
圖11A-11B示意了本發明的另一實施方案；
圖12A-12B示意了本發明的另一實施方案；
圖13A-13B示意了以預定角度e布置的多個線跡或多行線跡；
圖14A-14B示意了以不同方向排列的多個線跡行；
圖15示意了自墊或纖網或材料衝壓的多個材料片段；
圖16A-16C示意了布置於部件上的片段；
圖17A-17C示意了本發明的另一實施方案，其中示出了布置於 部件上的摩擦材料；
圖18示意了所述摩擦材料片段向部件上的另一應用，其中所述 片段具有多個交叉通道；
圖19示意了本發明的另一實施方案；
圖20A-20B示意了本發明的又一實施方案；
圖21A-21C示意了所述材料片段的又一應用；和圖22A-22F示意了多個顯微照片，所述照片示出了壓縮對所述 墊或纖網的效果。
優選實施方案詳細描述
現在描述按本發明的一個實施方案的系統10 (圖3)和方法12 (圖 4)。在該實施方案中，系統IO適於製作摩擦材料的墊或纖網14以用 於產生和製作可以本文中所述的方式用於摩擦環境(未示出)中的摩擦 材料和摩擦材料片段26(圖15A)。
方法12 (圖4)包括為摩擦材料確定應用的步驟(圖4中框40)。例 如，對圖4的框40處示出對摩擦材料片段26(圖15)將安裝於何種摩 擦元件(例如同步器環、扭矩轉換器、離合器活塞、離合器盤、傳動 帶)上做出決定。在應用確定後，在框42 (圖4)中通過確定該應用的 流動性質需要或所需的特性而繼續所述方法或過程。接著如圖IOA和 14A中所示實施例中那樣確定具體的線跡樣式或構造19以提供所需 的流動性質，包括為達到所需或預定的流動性質需要而可能必要的墊 或纖網14的纖維直徑、密度、線跡材料、線跡類型、線跡樣式、線 跡張力、線跡方向和線跡取向。這在圖4中框44處進行。
系統10從框16(圖3)處開始，其中提供了多個成分13(圖6D), 如纖維17 (圖5D)和顆粒21 (圖6D)。在所述示例中，所述多個成分 13可包含長度在0.1毫米到300毫米之間、直徑在1微米到500微米 之間的多個粗紗、纖維、長絲、紗線或線束。例如，纖維或纖維材料 17 (圖5A-5D)可包含主要以彼此平行的取向布置的天然或合成纖維 如棉、玻璃、羊毛、陶瓷、碳纖維、PAN、預氧化的PAN、 Kevlar 、 聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺-醯亞胺、腈綸、變性腈綸或聚烯烴。但_ 也應理解，纖維材料的墊或纖網14也可為以任何無規取向或交叉鋪 放取向布置的纖維、紗線、粗紗和/或線束。
相應地，在站20(圖3)處，系統10含將多個粗紗、纖維、長絲、 紗線和/或線束形成為墊或纖網14 (圖4所示方法中的框46)的站18(圖3)。圖2和5A-5D示意了按所述加工成的墊或纖網14。在框18(圖 3)處產生或形成墊或纖網14 (圖9A、 0A、 1A、 12A、 13A、 14A、 15A、 16A和17A中有示)。所述多個纖維、長絲、粗紗、長絲、紗線和/或 線束可通過多種工藝中的一種或多種固結和形成為墊或纖網14，所 述多種工藝包括但不限於紡粘、編織、梳理、搭接、起絨針織、針刺、 水刺、溼法成網或氣流成網、或其任意組合，以形成具有足夠強度以 被帶過適宜的加工裝置如梳理機、成網機或針刺機(未示出)的連續的 墊或纖網14。圖2示意了縫合前形成的墊或纖網14。
在形成墊或纖網14後，其在縫合站20 (圖3)處經進一步加工。 在縫合站20處，如圖7A-8C、 9A、 IOA、 IIA、 12A、 13A和14A中 所示，多個線跡22^皮縫進墊或纖網14中。在縫合站20(圖3)處，圖 4中框44處確定的預定樣式或構造19 (例如圖9A)被縫合(圖4中框 48)進墊或纖網14中以形成或引入預定樣式或構造的多個凹槽或通道 24從而促進熱自其上覆蓋(圖4中框56)了多個片段26的摩擦元件或 部件28 (圖16)處轉移走。關於這點，縫合站20 (圖3)可包括馬利弗 裡斯縫編機、馬利莫縫編機、馬利瓦特縫編機或其他縫合裝置。
所述多個線跡22形成多個行或通道24，所述多個行或通道24 便於增強纖網或墊14並便於強化纖網或墊14。所述多個線跡22也 便於引入或限定織構或接合區域或表面如接合表面14a (例如圖 9A-9C中)。所述多個線跡22不僅向表面14引入織構和接合區域或 表面14a，而且產生多個通道，例如圖9C、 9D、 IOC、 IIB、 12D、 13B、 14B、 15B、 16B、 22、 23B、 24B和19中所示的通道24。在該 示例中，所述多個線跡22限定多個基本平行的行、示例中凹陷或凹 進的區域，其又分別限定或提供多個通道24。纖網或墊14以本文後 面所述的方式加工成例如前面所^提到的多個材^f片"R26 (圖15)。材 料片段26被置於部件例如離合器盤30 (圖17A-17B、 21A-21B)、同 步器環32(圖18-19)或圓盤或環34(圖20A-20B)上，這將在本文後面 描述。注意所述多個線跡22限定預定的樣式或構造19 (圖9A和1 IB), 在所迷示例中，所述樣式或構造19組織在多個行或通道24中。應理 解，線跡22的預定樣式或構造選擇為能分別形成多個通道24以促進 熱自摩擦構件或部件例如本文中前面提到的部件28 (圖16A)和34 (圖 20A)處轉移走。因此，在確定具體的應用需要何種流動需要後，預定 的多個通道24被定型或構造為能提供所需的流動性質和冷卻需要。
圖7A-7C示意了為示例的目的示出的具有不同類型的線跡22的 墊或纖網14的各種顯微照片。注意所述多個線跡22分別形成了截然 不同的多個通道24。當然，取決於所選的線跡構造、所選的線跡才羊 式等，也可形成其他的線跡樣式和通道24。
所述多個通道24中的每一個可自單個線跡(例如線跡22a)(圖9E) 或多個線跡22形成，其任一個均包含連續的長絲、纖維、線材、線 束或紗線，所述長絲、纖維、線材、線束或紗線可包含任何天然或合 成材料纖維，如棉、玻璃、羊毛、陶瓷、碳纖維、PAN、預氧化的 PAN，其直徑可為例如1微米到500微米。線跡22a的針距(gauge) 可為約二到六十，也就是說，在所述示例中每英寸二到六十個縫骨。 還要注意，在所述示例中線跡長度L(圖9E)可為0.05毫米到約10毫 米。
應理解，墊或纖網14可含等距或不等距隔開或以共同或不同的 方向取向的多個通道24。材料墊或纖網14中也可縫合進單個或多個 連續的通道(未示出)。例如，圖9A、 IOA、 IIA、 12A和13A中的線 跡樣式示出了限定基本平行的多個行或通道24的多個線跡22。在圖 9A-12A所示的示例中，所述多個通道24沿與墊或纖網14的邊緣14b 或14c間的中心線Cl (圖9A和IIA)基本平行的方向伸展。
注意圖IIA中的示例，其中多個通道24以多個對或組即通道或 行24a-24b、 24c-24d、 24e-24f布置，各個對或組隔開預定距離Dl (圖 11A),各個對內的各個行或線跡22隔開距離D2。因此，所述多個通 道24不必等距隔開並可按需取向為任何排列或構造。例如，圖11A中所示的多個通道24可取向為與纖網或墊14的任一中心線C1或一 個或多個邊緣14b和14c不平行。注意到在圖13A所示的示例中，多 個行或通道24在墊或纖網14上以預定角度e取向，其又可根據流體 流動和冷卻需要或所需的特性來選擇。
因此，應理解，墊或纖網14可縫合為使所述多個線跡22限定等 距或不等距隔開或以與中心線Cl (圖IIA)平行或不平行的方式取向 的多個通道24，其又將取決於墊14和摩擦材料片段26可能的應用。 所述多個線跡22不必平行或線形排列，且各線跡樣式19和構成該樣 式的線跡22可含非線形的、彎曲的弓形線跡或樣式或具有任何所需 的線跡形狀。
應理解，可使用多種不同類型的線跡22或線跡樣式來形成所述 多個通道24。這包括但不限於經編線跡、改進的經編線跡、撩縫線 跡、布拉特線跡、豆形針、墊針、十字針、桂花針、鏈式線跡、網眼 針、單線鏈式線跡、單線暗縫線跡、鎖式線跡、曲折鎖式線跡、鏈式 線跡、曲折鏈式線跡、雙針底部包縫線跡、三針底部包縫線跡、帶繃 縫線的雙針鏈式線跡、雙線拷邊、三線拷邊、假安全縫線跡、雙針四 線拷邊、四線安全線跡、五線安全線跡、雙針四線包縫線跡、三針五 線包縫線跡、四針九線包縫線跡、四針六線包縫線跡或及其組合。
應理解，通過使用下面將描述的多種預定加工技術，本發明人已 發現引起所述多個通道或凹槽24的各種特性如寬度Wl (圖IOD)、深 度、橫截面形狀或尺寸的意外改變結果的多種技術或方式。如本文前 面間接提到的， 一種技術是改變各種線跡通道或縫骨24的取向。例 如，所述取向可為例如圖12A-12B中所示的平行取向、交叉平行樣式 (圖14A-14B中所示)、或多個圓形、弓形或曲線形縫骨或通道24(未 示出)。所述多個通道24中的一個或多個可相對於所述多個通道或縫 骨24的其他部分而言根本沒有取向。
改變至少一個或多個通道24的織構或構造的另一種預定技術是 調節所述多個線跡22中的一個或多個(例如圖9E中所示的線跡22a)的張力。關於這點，本發明人已發現，通過減小引入墊或纖網14中 的線跡22a的張力，含在線跡22內的墊或纖網14的線束的密度將減 小而得到具有所需預定深度(例如圖9E中的深度D4)的通道。相反， 通過增大線跡22的張力，含在線跡22內的墊或纖網14的線束的密 度將增大。張力的減小或增大分別引起相關通道24的深度D4(圖9E) 的減小或增大。關於這點，注意在圖9E和圖11B中所示的示例中， 墊或纖網14具有深度D3，所示的通道24具有深度D4，線跡22a的 深度D5構成總厚度或深度D3的剩餘部分。通過張緊線跡22，深度 D4將增大，從而使通道24所限定的區域變大。使用較小的張力將使 各通道24的深度D4減小。因此，增大、減小或改變構成所述多個線 跡22的線跡22的一個或多個長絲22a(圖9E)的張力將可對墊或纖網 14的強度和流體流動特性加以控制。
調節所述多個通道24中的一個或多個的特性的另 一種預定技術 是增大或減小限定所述多個通道24中的各個的每英寸線跡數。例如， 本發明人已發現，增大限定所述多個通道24中的各個的各線跡22a 的每英寸線跡數將導致線跡22a中各環23a的約束內含墊或纖網14 的更多線跡和更小體積。關於這點，注意在圖9E中，線跡22a包含 例如環23b和23c間的部分23a。如圖所示，部分23a約束^f主墊或纖 網14的材料14e(圖IOB)。通過增大每英寸線跡數，各線跡22a內將 含更小體積的墊或纖網14(即材料14e被線跡22a的環23a約束住)。 減小每英寸線跡數將導致更大體積的墊或纖網14 #:約束在各線跡例 如線跡22a內。換句話說，隨著線跡變大，各線跡將約束住更多的墊 或纖網14，而當線跡變小時，各線跡將約束住更少的墊或纖網14。
也已發現每英寸線跡數對墊或纖網14的整體強度有很大影響。 通過例如增大每英寸的線跡數，墊或纖網14的整體強度將增強，而 減小每英寸的線跡數將使墊或纖網14的整體強度和增強程度降低。 有時，當墊或纖網14在縫合前強度4支^^時，向墊或纖網中增加線跡 將引起墊或纖網強度各向同性地增加。但有時，通過增加線跡引起的強度增加可能是各向異性的，從而需要增加多個方向上的線跡構造來 獲得整個材料內的高強度水平。
改變所述多個通道24中的一個或多個的特性的另 一有效途徑是 改變用來形成墊或纖網14的粗紗、纖維、長絲、線束和/或紗線的特 性。例如，與較小直徑的相同纖維相比，當向較大直徑的纖維中引入 所述多個線跡22時，增大粗紗、纖維、長絲、線束或紗線的直徑已 發現將減小通道的深度和寬度。構成墊材的粗紗和纖維等的直徑的增 大將增大墊的剛性，從而減少墊或纖網14在線跡引入處的變形。墊 或纖網14在線跡位置處的較少變形將導致較淺的通道深度和較窄的 通道寬度。相反，在墊或纖網14內使用較小的直徑可能導致墊或纖 網的較小剛性，從而導致線跡內所含的各個或各組粗紗、纖維、線材、 長絲、線束或紗線的彎曲度和變形的增加，繼而產生比較深和寬的通 道。另外，由於因接觸的大纖維直徑的幾何界面而存在的較大空隙， 故大直徑纖維、粗紗等不能成束或緻密化到較小直徑纖維、粗紗等的 程度。當緻密化被各線跡所約束的材料時，較小直徑組分的墊或纖網 14因相鄰纖維、粗紗等間更易獲得緊密接觸而可獲得更有效的緻密 化。小直徑纖網典型的更有效的緻密化將產生較深和較寬的通道。大 直徑纖網典型的較不有效的緻密化將產生較淺和^1窄的通道。
所選線跡構造也可用來改變材料的壓縮性。引入的低張力、每英 寸線跡數低的線跡將產生低密度線跡材料。低密度墊將在載荷下具有 高適形性或擁有較低的壓縮模量。增大張力和每英寸的線跡數將導致 整體較高密度的材料，這樣的材料適形性較低或擁有較高的壓縮才莫 量。
如前面所提到的，增大張力可改變墊或纖網14的表面織構。長 絲或線材例如圖11B中的線材21的幾何形狀或直徑TD(圖IOD)的改 變將引起墊或纖網14的織構的改變。較大直徑的線跡22a可降低通 道24的深度D4 (圖IIB)或賦予墊或纖網14上的織構，同時也在墊 或纖網14的表面14a處產生淨交寬的通道Wl。此外，通過例如增大用來形成線跡22之一的線材或長絲21 (圖IIB)的直徑而增大用來縫合 墊或纖網14的纖維、線材、線束、長絲、粗紗或紗線的直徑TD時， 通道24的寬度Wl (圖IOD)可被增加。較小直徑的線跡22a可增大通 道24的深度D4 (圖IIB)或賦予墊或纖網14上的織構，同時也在墊 或纖網14的表面14A處產生較窄的通道W1。
改變所述多個通道24中的一個或多個的特性的再一有效途徑是 改變用來形成墊或纖網14的粗紗、纖維、長絲、線束和/或紗線的組 合體的特性。可採用工藝如長網網部上溼法成網、梳理、招:接、針刺、 或針織或其他工藝來形成織造或非織造材料，所述織造或非織造材料 的預定密度可用這類工藝領域中的技術人員熟知的方法通過增加或 減少纖維、粗紗等的填充來改變這類墊或纖網的形成而達到。高密度 墊材對縫合過程中線材、線束、紗線等施加的張力具有高抗性。含在 線跡內的墊的體積4氐抗線跡所施加的張力，/人而形成淺通道。相反， 含在低密度墊的線跡內的墊的體積對線跡所施加的張力不具有抵抗 性，從而形成較深的通道。
注意在圖9A-9B、 10A-10B、 16A隱16B、 11A-11B、 12A-12B、 13A-13B、 16A-16B中，所述多個行或通道24如圖10D中的通道24、 24f和24g限定接合表面如圖10D中的表面14a，所述接合表面包含 基本相同的總寬度或尺寸D6。可是，通過改變由所述多個線跡22所 限定的行、縫骨或通道24間的間距，摩擦接合區域如圖11A中的區 域14b和14c可邱皮改變。該特徵示意於圖11B中。注意通道24d和
域14b。因此應理解，通過改變所述多個線跡22的縫骨的相鄰行間 的距離，摩擦接合表面區域如圖11B中所示的表面區域14b和14c 可相應改變。
有利的是，增大用來縫合限定所述多個通道24中的一個的線跡 22a的纖維、線材、線束和/或紗線的直徑TD (圖IOD)時，與具有較 小直徑的線跡22的元件相比，纖網或墊14將增大可施加到該元件上的最大張力。如本文中前面所提到的，增大的張力可用來改變墊或纖
網14的表面織構。命支大直徑的線跡22的幾何形狀也可減小相關通道 24的深度D4 (圖IIB)以及賦予纖網或墊14上的織構如表面區域14a (圖9C)。線跡22直徑TD—的增大也可在墊或纖網14的表面14a處產 生較寬的通道24。較小直徑的線跡22的幾何形狀也可增大賦予纖網 或墊14上的織構的深度，同時也在墊或纖網14的表面14處產生車交 窄的通道24。
在至少一個或多個墊或纖網14 4皮縫合以提供縫合的墊或纖網14 後，墊或纖網14的定量可在20磅/3000平方英尺到1200磅/3000平 方英尺之間(無粘合劑),但優選所需定量在20磅/3000平方英寸到600 磅/3000平方英寸之間(無粘合劑)，但也可根據應用提供其他定量。墊 或纖網14的厚度可在0.1毫米到20毫米之間；但優選0.4毫米到1 毫米之間。因線跡的引入引起的凹槽或通道24或織構深度D4(圖9E) 可在墊或纖網14的整個厚度減去線跡元件的直徑後的0%到100%之 間變化。
重新看圖3和4,縫合墊或纖網14被轉移(圖4框50)至加工站e, 在這裡墊或纖網任選^^碳化。碳化可在縫合前或後進行。在站30a後 可再任選進行另外的化學蒸氣沉積步驟。在任選的碳化和/或化學蒸 氣沉積步驟後，墊可^t轉移至加工站30a (圖3框30a),在這裡墊或 纖網14經飽和站30a(圖3)處的粘合劑所飽和(圖4框50)。圖2示意 了縫合墊或纖網14在施加粘合劑前的顯微照片。圖7A-7C示出了完 成加工的縫合墊或纖網14的顯微照片，圖8A-8C示出了相同的墊或 纖網14在施加粘合劑後的顯微照片。圖7A-7C和圖8A-8C也示出了 產生良好限定的通道24或凹槽的各種線跡樣式，流體可通過所述通 道或凹槽流動且所述通道或凹槽為纖網或墊14提供增強的強度。
應理解，粘合劑也可增強墊或纖網14的強度。當在^t包和站30a(圖 3)處用粘合劑所飽和時，使纖網或墊14浸沒並通過浴或盤(未示出)並用粘合劑浸漬。在所描述的示例中，所述粘合劑可為熱固性樹脂、 改性熱固性樹脂、熱塑性樹脂、粉末樹脂或樹脂共混物。
墊或纖網14中的粘合劑含量可為飽和、乾燥並固化了的墊或纖 網14材料的1%到約90%。但最優選需要墊或纖網14的粘合劑含量 為飽和、乾燥並固化了的墊或纖網14的重量的約20%到50%之間。 在所描述的示例中，所述粘合劑可為熱固性樹脂如Ashland Aerofene 295-E-50、改性熱固性樹脂如Schenectady Chemical SP6493C、熱塑 性樹脂如Dow Corning P84、線形酚醛樹脂如Schenectady Chemical SP6300A、聚矽氧烷樹脂如Dow Coming 1107、基於漆樹的樹脂 (cashew-based resin)如Cardolite 334、環氧樹脂如Shell Epon 1001B、 聚醯胺如Skybond 701 、三聚氰胺樹脂如Borden Cascomel MF-2LM、 腈-丁二烯樹脂如Noveon 1562117、丙烯酸類粘合劑如HB Fuller PN 3178F。
此外，粘合劑可呈由為線形(novaloid)酚醛樹脂如American Kynol 10BT的樹脂製得的纖維、三聚氰胺纖維如BASFBasofil、狹縫纖維 (slot fiber)、或粉狀酚醛樹脂如Plenco 12114或聚醯亞胺纖維如 Lenzing纖維的形式。
因此，在所描述的示例中，所述粘合劑由一種或多種本文中前面 提到的前述樹脂組成。注意例如圖5A和5B,圖5A中的纖網或墊 14包含在站18處加工以提供墊或纖網14的各種纖維17。在飽和站 30a後，墊或纖網14可如圖6D中所示那樣用多個微粒材料21或多 種顆粒浸漬以便顆粒21在纖維17間和整個纖維17中分配。如前面 所提到的，雖然未示出，但所述多個微粒材料或顆粒21可只施加到 表面如表面14a(圖6C)上。
所述粘合劑可含微粒材料21 (圖6D),微粒材料21包含小到1 納米(nm)的小尺寸或直徑或大到約500微米的大尺寸或直徑。在一 個實施方案中，在所描述的示例中，顆粒具有約1微米的小尺寸和 約150微米的大尺寸。微粒材料21可包^^含碳材料如冶金焦、石油焦、碳化的PAN或瀝青、石墨、活性炭、工業用金剛石或其他材料。 這類其他材料可包括例如金屬氧化物材料(如氧化鐵、氧化鋁、氧化 鉻亞鐵)、含矽材料(如硼鋁矽酸鹽、石英、硅藻土)、粒狀彈性體材 料(如腈顆粒、腈-丁二烯顆粒、丙烯酸類顆粒、源自漆樹的聚合物顆 粒等)。此外，糹鼓粒材料21可具有對稱形狀、不對稱形狀並可包含 碳化物如碳化矽；聚合物顆粒如漆樹樹脂顆粒、改性丙烯腈、酚醛 環氧樹脂或礦物質如碳酸鉤、偏矽酸鈣、燧石和少許玄武巖。
在所描述的示例中，微粒材料21 (圖6D)的含量在飽和、乾燥並 固化了的墊/纖網材料的約1%到約8%重量之間。最優選微粒材料21 佔飽和、乾燥並固化了的墊或纖網14材料的約1%到2%重量之間。 微粒材料21也可包含切碎的纖維(未示出)，所述切碎的纖維可為小 到被認為是顆粒的纖維。此外，如果需要，顆粒或微粒材料21可只 ,皮施加到表面如表面14a(圖6C)上。
在墊或纖網14在如框50 (圖4)所述的飽和站30a (圖3)處^皮飽和 (有或沒有顆粒21 (圖6D))後，墊或纖網14被轉移(圖4框52)至千燥 站(圖3中框30b),自這裡其被固化或B-階化。
接下來纖網或墊14被轉移(圖4框54)至膠粘站30c (圖3),在膠 粘站30c中，膠粘劑31 (圖19、 20B和21C)^皮施加到墊或纖網14 上。
其後，墊或纖網14被轉移(圖4框56)至進一步加工站30d(圖3)， 在這裡，墊或纖網14可布置(如圖15中所示)為使凹槽按預定方向取 向(圖4框56)從而提供所述多個摩擦材料片段26。關於這點，注意 當材料片段26在站30d(圖5)處布置時，所述多個通道24的預定構 造或樣式19 (圖11A)取向為與邊緣14b成預定的角度以便凹槽或通 道24相對於中心線C(圖IIA)或邊緣如圖11A中的邊緣14b和14c 以預定方向耳又向。應理解，在應用到功率吸收傳輸元件或裝置例如板30 (圖16A和 17A)上之前，飽和的墊或纖網14必須基本或完全固化或B-階化至 揮發性物的含量介於0.1%到約25%之間或固化75%到99.9%之間。
在縫合纖網或墊14被固化後，其被布置(圖3中框30d、圖4中 框56)成多個材料片段26,所述多個材料片段26以本文前面關於站 30d(圖3)所描述的方式產生。如前面所提到的，所述多個材料片段 26被轉移至粘結站33 (圖3)且所述多個材料片段26被粘結或粘附 (圖4框58)到摩擦元件或部件28 (圖16A-WC)上。在粘結過程中， 所述多個材料片段26暴露於足以將所述多個材料片段26粘結到部 件28上的溫度和壓力下。注意纖網或墊14被布置為使通道24位於 其上粘附了片段26的部件28上的所需位置或地點處。通道24的方
所述多個摩擦材料片段26可在圖3中站35處被進一步加工，所 述加工可通過在粘結步驟過程中將摩擦片段26壓縮1%到95%之間 進行，這也將促進材料向摩擦元件如圖16A-16C、 17A-17C、 18-19、 20A-20B和21A-21C中所示部件上的粘附以及為所需的應用創造足 夠的織構冷卻凹槽或通道24。關於這點，可在前面提到的壓縮步驟 中使用沖模(未示出)來壓縮所述多個摩擦材料片段26。衝模(未示出) 可包含壓花設備(未示出)以壓印附加的凹槽如圖19中的凹槽27從而 提供除限定所述多個通道24的所述多個線跡、線跡的行或線跡才羊式 所限定的那些或足以在材料上提供表面織構的那些外的凹槽。例如，
元件(其在該示例中為同步器環32)的軸基本平行的實施方案。注意， 舉例來說，通道24如圖所示自第一側32a (圖19)向第二側32b伸展。 至少一個或多個交叉凹槽或通道27可通過衝才莫縫合或壓花。如前面 所提到的，應理解，通道24的預定構造或樣式19應根據部件如部 件28(圖16A)、 30 (圖16A)、 32 (圖18)和34 (圖20A)所需要的冷卻 量或流體流動傳送來選擇。可進行任選的壓縮步驟(圖4中框58)來改變多個通道24的特性。 例如，圖22A-22F為不同壓縮程度的顯微照片及壓縮程度對所述多 個通道24的總體影響的比4^。圖22A示意了經壓縮0%的縫合墊或 纖網14的顯^:照片，圖22B對應壓縮7%,圖22C對應壓縮22%， 圖22D對應壓縮30%，圖22E對應壓縮40%,圖22F對應壓縮55.6%。 一般來說，隨著壓縮增加，通道的總體深度和尺寸減小。相反，當 壓縮減小時，所述多個凹槽或通道24保持相對限定而維持其特性， 特別是當壓縮0%時。
重新看圖3和4,注意可在框35 (圖3)處包括進一步加工站以提 供進一步的加工，如壓花、切削、雷射作用或其組合。
雖然未示出，但應理解形成所述多個通道24的所述多個線跡22 或線跡22的行可分別包含相同的橫截面尺寸如寬度Wl (圖IOD)， 或其可以不同。具有由第一紗線所限定的第一寬度的通道24可例如 遠比由包含不同類型的紗線、不同的直徑或不同的線跡樣式的笫二 線跡22所限定的相鄰或其他通道24小或大。應理解，所述多個線 跡22不必相同而是可根據需要採用例如不同類型的粗紗、紗線、纖 維或線束，即便沿線跡22的單個行也如此，以便提供通道24的所 需樣式或構造19。因此，雖然本示例示出了沿其橫截面長度基本不 變的線跡22a，但可在單個行中使用纖維線跡、線材張力和線材直徑 等的組合以改變所述多個通道24中的一個或多個沿其長度的尺寸如 寬度TD (圖IOD)或深度D4 (圖9E)。
如前面間接提到的，所述多個通道24不必平行而是可相對於彼 此採取任何取向。因此，舉例來說， 一個通道24可如圖19中通道 27和24所示提供為大體與另 一通道垂直，或一行線跡22可例如與 另一行線跡22垂直。如果例如需要通過在所述多個通道24中提供 線跡22的行而在所述多行通道24中的一個或多個與一個或多個其 他通道間提供流體流通，則這可能是需要的。因此應理解，雖然所示實施方案示出了大體平行和線形的多個凹
槽或通道24,但也可選擇其他樣式或構造19。例如，當多個摩擦材 料片段26 ^皮粘結到部件28上時，可通過縫合(未示出)或壓花提供交 叉通道或凹槽27(圖21B)。此外也可採用非線形的線跡行或線跡22 樣式如圓形、弧形、弓形。
有利的是，系統10 (圖3)和方法12 (圖4)提供具有多個線跡22 的纖網或墊14,所述多個線跡22以預定的構造或樣式19分別形成 多個行或凹槽或通道24，所述預定的構造或樣式19基於流體流動特 性和所需的冷卻確定。
已發現所述實施方案中的一個或多個在具有多個從完全接合位 置到脫離接觸位置變化的配合摩擦元件的類型的功率吸收或功率傳 輸組件中特別有用。在這樣的環境中，所述組件(未示出)含笫一構件 (如圖21A中的部件28)和配合的第二相對構件(未示出)。
材料片段26的方法，所述方法包括以前面描述的方式固結原始纖網 或墊14並如前面所示用例如線跡22a或經紗縫合所述原始纖網或墊 14的步驟。上述過程或方法使廣泛的樣式和表面織構成為可能且樣 式的改變可如前所述通過調節經紗針距、經紗線跡長度、經紗直徑 和張力實現。
如前所述，原始纖網或墊14可經多次針織、起絨針織、梳理、 紡粘、編織、搭接、水刺、氣流成網、溼法成網、搭接或其組合或 甚至可與其他纖網或墊14組合。所述多個墊或纖網14可經針織、 起絨針織、梳理、紡粘、編織、搭接、水剌、針刺並然後縫合在一 起以提供多層墊或纖網，其可然後按前面關於前述示例所描述的方 式加工。在所描述的示例中，例如圖IIA中示出了呈單層墊或纖網 14的固結墊或纖網14。 ^f旦墊或纖網14可縫合成多層如圖IOD中所 示的兩層14d和14e。有利的是，系統10 (圖3)和方法12 (圖4)提供縫合的摩擦材料和 生產這類可用在摩擦環境如同步器環32 (圖18)、離合器盤34 (圖 20A)、扭矩轉換器30(圖17A)、活塞等中的具有預定通道24的材料 的方法。但本發明人預計所述材料可^皮應用到其他環境如溼制動器 應用、幹制動器應用、千式離合器、傳動帶、啟動離合器、旋轉斜 盤泵(pump swash plate)、差動離合器、錐形離合器、輸入軸制動器 或跨接離合器中。
雖然本文中所描述的材料、部件和方法以及實施所述方法的裝置 和系統的形式構成本發明的優選實施方案，但應理解本發明不限於 這種明確的方法和裝置形式，在不偏離隨附權利要求所限定的本發 明範圍的真正精神的前提下可作改變。
權利要求
1. 一種摩擦材料，所述摩擦材料包含形成以提供自其提供摩擦材料片段的纖網的多個材料；和所述纖網中的多個線跡以提供縫合纖網；所述多個線跡限定所述摩擦材料片段中的多個通道以促進熱自其上布置了所述摩擦材料片段的摩擦元件處轉移走。
2. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所迷多個材料包含組裝 成織造或非織造纖網的多個粗紗、多個纖維、多個長絲、多個線束、 或多個紗線。
3. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述多個線跡包含多個 粗紗、多個纖維、多個長絲、多個線材、多個線束、多個紗線或多個 編帶。
4. 如權利要求3所述的摩擦材料，其中所述多個線跡包含合成 粗紗、纖維、長絲、線材、線束、紗線或編帶。
5. 如權利要求3所述的摩擦材料，其中所述多個線跡包含金屬 和/或非金屬纖維、長絲、線材、線束、紗線或編帶。
6. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述多個線跡由纖維、 長絲、線材、線束、紗線或編帶組成。
7. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中當所述摩擦材料片段4皮 布置在所述摩擦元件上時，所述多個通道布置在所述摩擦元件的表面 上。
8. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述多個通道是基本平 行的。
9. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述摩擦元件包含第一 邊緣和第二邊緣，所述多個通道在所述第一和第二邊緣間伸展。
10. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述多個線跡限定多個 位於所述摩擦材料片段的內部區域中的通道。
11. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述縫合纖網用粘合劑 飽和。
12. 如權利要求11所述的摩擦材料，其中所述粘合劑為樹脂焦 絲質。
13. 如權利要求l所述的摩擦材料，其中所述纖網用粘合劑飽和， 所述粘合劑包含遍散於其中的多個顆粒。
14. 如權利要求13所述的摩擦材料，其中所述顆粒包^^含石灰材 料、氮化物材料、金屬氧化物材料、含矽材料、粉狀彈性體材料、石友 化物材料、聚合物材料或礦物質。
15. 如權利要求13所述的摩擦材料，其中所述顆粒的直徑在1 納米到500微米範圍內。
16. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述縫合纖網具有施加 到其至少一個表面上的顆粒。
17. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中墊材在向所述墊中引入 線跡前被碳化。
18. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中至少一部分墊材在向所 述墊中引入線跡後4皮石友化。
19. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中至少一部分所述墊材含 通過化學蒸氣沉積工藝沉積於至少 一個表面上的材料。
20. 如權利要求13所述的摩擦材料，其中所述粘合劑含石油焦 顆粒。
21. 如權利要求13所述的摩擦材料，其中所述粘合劑含冶金焦 顆粒。
22. 如權利要求13所述的摩擦材料，其中所述粘合劑含活性炭。
23. 如權利要求13所述的摩擦材料，其中所述粘合劑含石墨碳。
24. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述摩擦元件包含扭矩 傳輸裝置。
25. 如權利要求24所述的摩擦材料，其中所述扭矩傳輸裝置為 同步器。
26. 如權利要求24所述的摩擦材料，其中所述扭矩傳輸裝置為 扭矩轉換離合器活塞。
27. 如權利要求24所述的摩擦材料，其中所述扭矩傳輸裝置為 離合器盤。
28. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述纖網包含多個層。
29. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述多個線跡包含預定 的特性。
30. 如權利要求29所述的摩擦材料，其中所述多個線跡中的每 一個用具有預定直徑的長絲、纖維、線材、線束、編帶或紗線形成， 其中所述預定直徑直接隨其將形成的通道的尺寸而變。
31. 如權利要求29所述的摩擦材料，其中所述預定的特性為施 加到所述多個線跡中的至少一個上的預定張力。
32. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述多個線跡各自限定 具有二到六十個線跡每英寸之間的線跡行。
33. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述多個線跡中的每一 個包括至少一個經編線跡、改進的經編線跡、撩縫線跡、布4i特線跡、 豆形針、墊針、十字針、桂花針、鏈式線跡、網眼針、單線鏈式線跡、 單線暗縫線跡、鎖式線跡、曲折鎖式線跡、鏈式線跡、曲折鏈式線跡、 雙針底部包縫線跡、三針底部包縫線跡、帶繃縫線的雙針鏈式線跡、 雙線拷邊、三線拷邊、^f〖i安全縫線跡、雙針四線拷邊、四線安全線跡、 五線安全線跡、雙針四線包縫線跡、三針五線包縫線跡、四針九線包 縫線跡、四針六線包縫線跡或及其組合。
34. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述墊材包含預定的特性。
35. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述墊材包含具有預定 直徑的多個纖維、多個長絲、多個線束或多個紗線。
36. 如權利要求1所述的摩擦材料，其中所述墊材包含通過溼法 成網、氣流成網、梳理、搭接、針刺或針織工藝組裝為預定密度的織 造或非織造材料的多個纖維、多個長絲、多個線束、多個紗線。
37. —種摩擦材料片段，所述摩擦材料片段包含材料片段；和所述材料片段中以預定樣式縫合的多個線跡；所述 多個線跡限定多個通道，流體可通過所述通道流動以促進其上粘附了 所述材料片段的摩擦元件的冷卻。
38. 如權利要求37所述的摩擦材料片段，其中所述多個通道是 基本平行的通道。
39. 如權利要求37所述的摩擦材料片段，其中所述材料片段包 含第一邊緣和基本相對的第二邊緣；所述多個線跡限定為基本線形並 相對於所述第一邊緣成預定角度布置的多個基本平行的通道。
40. 如權利要求39所述的摩擦材料片段，其中所述多個線跡布置為相對於所述材料片l殳的中心線成預定角度。
41. 如權利要求40所述的摩擦材料片段，其中所述材料片段自 包含所述多個線跡的縫合纖網衝壓而成。
42. 如權利要求37所述的摩擦材料，其中所述材料片段包含多 個材料，所述多個材料包含通過溼法成網、氣流成網、梳理、搭接、 針刺或針織工藝組裝為織造或非織造材料的多個粗紗、多個纖維、多 個長絲、多個線束、多個紗線或多個紗線。
43. 如權利要求37所述的摩擦材料，其中所述多個線跡包含纖 維、長絲、線材、線束、紗線或編帶。
44. 如權利要求43所述的摩擦材料，其中所述多個線跡包含合 成纖維、長絲、線材、線束、紗線或編帶。
45. 如權利要求43所述的摩擦材料，其中所述多個線跡包含天 然纖維、長絲、線材、線束、紗線或編帶。
46. 如權利要求37所述的摩擦材料，其中所述縫合樣式限定多 個位於所述摩擦材料片段的內部區域中的通道。
47. 如權利要求37所述的摩擦材料，其中所述材料片段用粘合 劑々包和。
48. 如權利要求37所述的摩擦材料，其中所述材料片段包含施 加到其至少一個表面上的顆粒。
49. 如權利要求48所述的摩擦材料，其中所述顆粒包含^^談材 料、氮化物材料、金屬氧化物材料、含矽材料、粉狀彈性體材料、石灰 化物材料、聚合物材料或礦物質。
50. 如權利要求49所述的摩擦材料，其中所述顆粒的直徑在1 納米到500微米範圍內。
51. 如權利要求47所述的摩擦材料，其中所述粘合劑包含遍散於其中的多個顆粒。
52. 權利要求51的摩擦材料，其中所述粘合劑含石油焦顆粒。
53. 權利要求51的摩擦材料，其中所述粘合劑含冶金焦顆粒。
54. 權利要求51的摩擦材料，其中所述粘合劑含活性炭。
55. 權利要求51的摩擦材料，其中所述粘合劑含石墨碳。
56. 如權利要求37所述的摩擦材料，其中所述摩擦元件包含扭 矩傳輸裝置。
57. 如權利要求56所述的摩擦元件，其中所述扭矩傳輸裝置為 同步器。
58. 如權利要求56所述的摩擦材料，其中所述扭矩傳輸裝置為 扭矩轉換離合器活塞。
59. 如權利要求56所述的摩擦材料，其中所述扭矩傳輸裝置為 離合器盤。
60. 如權利要求56所述的摩擦材料，其中所述摩擦材料包含縫 合在一起的多個材料片段。
61. —種生產摩擦材料的方法，所述方法包括步驟 提供多個粗紗、纖維、長絲、線束或紗線；將所述多個粗紗、纖維、長絲、紗線和/或線束通過梳理、紡粘、 編織、搭接、針刺、針織、水刺、起絨針織、氣流成網、溼法成網或其糹且合加工成墊或纖網；和用多個線跡增強所述墊或纖網，所述多個線跡分別限定多個通道。
62. 如權利要求61所述的方法，其中所述增強步驟還包括步驟 用包含纖維、長絲、線材、線束、紗線或編帶的所述多個線跡增強所迷墊或纖網。
63. 如權利要求61所述的方法，其中所述墊或纖網經化學蒸氣 沉積工藝向其至少 一個表面上沉積材料。
64. 如權利要求61所述的方法，其中所述墊或纖網經粘合劑浸 漬以形成飽和的纖網或墊。
65. 如權利要求61所述的方法，其中所述墊或纖網含樹脂焦炭 基質作為粘合劑。
66. 如權利要求63所述的方法，其中所述化學蒸氣沉積工藝在 所述墊或纖網經粘合劑浸漬後在墊或纖網的至少 一部分上進行。
67. 如權利要求63所述的方法，其中所述化學蒸氣沉積工藝在 所述墊經粘合劑浸漬之前進行。
68. 如權利要求61所述的方法，其中所述墊或纖網經歷碳化工 藝以碳化墊或纖網的至少一部分。
69. 如權利要求68所述的方法，其中所述碳化工藝在所述增強 步驟之前進行。
70. 如權利要求68所述的方法，其中所述碳化工藝在所述增強 步驟之後進行。
71. 如權利要求64所述的方法，其中所述粘合劑包含分散於其 中的多個顆粒材料，所述方法還包括步驟向所述墊或纖網的至少 一部分上施加粘合劑與所述多個顆粒材 料的混合物。
72. 如權利要求64所述的方法，其中所述方法還包括步驟 乾燥所述飽和的纖網或墊以提供千燥的纖網或墊。
73. 如權利要求72所述的方法，其中所述方法還包括步驟 將所述乾燥的纖網或墊加工成多個摩擦材料片段。
74. 如權利要求73所述的方法，其中所述方法還包括步驟 粘附所述多個摩擦材料片段到部件上。
75. 如權利要求74所述的方法，其中所述部件為同步器環、離 合器盤、扭矩轉換器或其他扭矩傳輸裝置。
76. —種生產摩擦元件的方法，所述方法包括步驟 提供用在摩擦環境中的部件；提供包含多個粗紗、纖維、長絲、線束或紗線的墊或纖網； 以預定線跡樣式縫合所述墊或纖網以分別形成多個通道； 加工所述墊或纖網以提供多個材料片段；和粘附所述多個材料片段於所述部件上使所述多個通道就位以 促進流體從與所述摩擦元件的第 一側相關的笫 一 區域流到與所述摩 擦元件的第二側相關的笫二區域。
77. 如權利要求76所述的方法，其中所述墊或纖網的至少一部 分經歷化學蒸氣沉積工藝。
78. 如權利要求77所述的方法，其中所述化學蒸氣沉積工藝在 所述墊或纖網經粘合劑增強之後進行。
79. 如權利要求77所述的方法，其中所述化學蒸氣沉積工藝在 所述墊經粘合劑增強之前進行。
80. 如權利要求76所述的方法，其中所述墊或纖網經歷碳化工 藝以碳化所述纖網的至少一部分。
81. 如權利要求80所述的方法，其中所述> 友化工藝在所述增強 步驟之前進行。
82. 如權利要求80所述的方法，其中所述碳化工藝在所述增強 步驟之後進行。
83. 如權利要求76所述的方法，其中所述方法還包括步驟 通過梳理、紡粘、編織、搭接、針刺、針織、水刺、起絨針織、氣流成網、溼法成網或其組合將所述多個粗紗、纖維、長絲、紗線和 /或線束形成所述纖網或墊。
84. 如權利要求83所述的方法，其中所述方法還包括形成具有 預先選定的纖維幾何形狀的所述纖網的步驟。
85. 如權利要求83所述的方法，其中所述方法還包括形成具有 預先選定的密度的所述纖網的步驟。
86. 如權利要求76所述的方法，其中所述縫合步驟用纖維、長 絲、線材、紗線、線束或編帶進行。
87. 如權利要求76所述的方法，其中所述方法還包括步驟 用粘合劑浸漬所述墊或纖網以形成飽和的纖網或墊。
88. 如權利要求87所述的方法，其中所述墊或纖網含樹脂焦炭 基質作為粘合劑。
89. 如權利要求87所述的方法，其中所述方法還包括步驟顆粒的混合物；向所述墊或纖網上施加粘合劑與所述多個顆粒材料的所述混合物。
90. 如權利要求76所述的方法，其中所述方法還包括步驟 乾燥所述飽和的纖網或墊以提供乾燥的纖網或墊。
91. 如權利要求90所迷的方法，其中所述方法還包括步驟 將所述乾燥的纖網或墊加工成多個摩擦材料片段。
92. 如權利要求91所述的方法，其中所迷方法還包括步驟 粘附所述多個摩擦材料片段於部件上。
93. 如權利要求92所述的方法，其中所述方法還包括步驟 在所述粘附工藝之前、過程中或之後將所述多個摩擦材料片段壓縮至預定的深度。
94. 如權利要求92所述的方法，其中所述部件為同步器環、離 合器盤、扭矩轉換器或其他扭矩傳輸裝置。
95. 如權利要求76所述的方法，其中所述縫合步驟還包含步驟 以預定的線跡樣式縫合，該線跡樣式以預定的張力張緊所述墊或纖網。
96. 如權利要求95所述的方法，其中所述方法還包括基於所述 多個通道中的至少 一個的尺寸的確定選擇所述預定張力的步驟。
97. 如權利要求76所述的方法，其中所述縫合步驟還包含選擇 具有預定直徑的多個纖維、粗紗、長絲、線材、線束或紗線的步驟， 其中所述預定直徑基於所述多個通道中的至少一個的尺寸選定。
98. 如權利要求76所述的方法，其中所述縫合步驟通過使用如 下線跡樣式中的至少一種進行經編線跡、改進的經編線跡、撩縫線 跡、布拉特線跡、豆形針、墊針、十字針、桂花針、鏈式線跡、網眼 針(openpillar)、單線鏈式線跡、單線暗縫線跡、鎖式線跡、曲折鎖式 線跡、鏈式線跡、曲折鏈式線跡、雙針底部包縫線跡、三針底部包縫 線跡、帶繃縫線的雙針鏈式線跡、雙線拷邊、三線拷邊、假安全縫線 跡、雙針四線拷邊、四線安全線跡、五線安全線跡、雙針四線包縫線 跡、三針五線包縫線跡、四針九線包縫線跡、四針六線包縫線跡或及 其組合。
99. 如權利要求89所述的方法，其中所述多個顆粒材料包括如 下材料中的至少一種含碳材料如冶金焦、石油焦、碳化的PAN或 瀝青、石墨、活性炭、工業金剛石、金屬氧化物材料、含矽材料或粉 狀彈性體材料。
100. —種生產摩擦元件的系統，所述系統包含 產生包含多個粗紗、纖維、長絲、線束或紗線的墊的墊站； 以預定線跡樣式縫合所述墊以分別形成多個通道的縫合站； 加工所述墊或纖網以提供多個材料片段的加工站；和粘合所述多個材料片段於部件上以提供所述摩擦元件的粘合站， 以便所述多個通道以預定順序就位而促進流體從與所述摩擦元件的 第 一側相關的第 一 區域流到與所述摩擦元件的第二側相關的第二區 域。
101. 如權利要求100所述的生產摩擦元件的系統，其中所述墊在經所述縫合站加工之前經碳化站加工。
102. 如權利要求100所述的系統，其中所述系統還包含至少一 個任選的碳化站以碳化所述墊的至少一部分；任選的化學蒸氣沉積站以向所述墊的至少 一部分上沉積材料。
103. 如權利要求100所述的系統，其中所述墊站還包含 將所述多個粗紗、纖維、長絲、線束或紗線進行梳理、紡粘、編織、搭接、.針刺、針織、水刺、起絨針織、氣流成網、溼法成網中的 至少一個或其組合以形成墊或纖網的設備。
104. 如權利要求103所述的系統，其中所迷設備包含長網紙機、 針刺機、針織機、水刺機、起絨針織機、真空圓網抄紙機、氣流成網 才幾或編織才幾。
105. 如權利要求100所述的系統，其中所述系統還包含用於將 包含纖維、長絲、線材、線束、紗線或編帶的所述預定樣式的線跡縫 合成所述預定樣式的縫編機。
106. 如權利要求100所述的系統，其中所述縫編機為單針才幾、 多針機、馬利莫縫編機、馬利瓦特縫編機、馬利弗裡斯縫編機。
107. 如權利要求100所述的系統，其中所述系統還包含用於在 縫合前或後碳化所述墊或纖網的碳化爐以形成碳化至預定水平的縫 合或非縫合纖網。
108. 如權利要求100所述的系統，其中所述系統還包含用於在 縫合前或後向所述墊或纖網上沉積材料的化學蒸氣沉積氛。
109. 如權利要求100所述的系統，其中所述系統還包含用於用 粘合劑浸漬所述墊或纖網以形成飽和的纖網或墊的浸漬機。
110. 如權利要求100所述的系統，其中所述系統還包含用於分散多個顆粒材料於所述粘合劑中以提供粘合劑與所述多 個顆粒的混合物並向所述墊或纖網上施加粘合劑與所述多個顆粒材 料的所述混合物的設備。
111. 如權利要求100所述的系統，其中所述系統還包含 分散多個材料顆粒於所述墊或纖網的至少 一個表面上的設備。
112. 如權利要求100所述的系統，其中所述系統還包含步驟 粘附所述多個摩擦材料片段於部件上。
113. 如權利要求100所述的系統，其中所述系統還包含步驟 在所述粘附步驟之前、過程中或之後壓縮所述多個摩擦材料片段。
114. 如權利要求113所述的系統，其中所述部件為同步器環、 離合器盤、扭矩轉換器或其他扭矩傳輸裝置。
115. 如權利要求114所述的系統，其中所述扭矩轉換器的外徑 大於或等於282.5mm且內徑小於或等於254mm,且所述系統被連接 到厚度至少為0.6mm的載體上，當在至少400kPa的壓力下和運動粘 度為約9.32cSt的流體中試驗而無其他非縫合的通道時，通過溼法成 網摩擦材料的流率在約0.2 1/min到5.0 1/min之間。
116. 如權利要求114所述的系統，當在包含摩擦材料組件的扭 矩轉換器活塞上試驗時，其中所述扭矩轉換器部件在200kPa、400kPa、 700kPa下於20到60RPM之間提供高於-.35NM/RPM的斜率，其中所 述摩擦材料組件的外徑小於或等於282.5mm且內徑大於或等於 254mm且有效活塞表面大於或等於102.32平方英寸。
全文摘要
本發明公開了一種提供用於功率傳輸-吸收組件的摩擦元件的材料的系統和方法及生產所述材料的方法。所述材料具有預先選定的通道構造，所述通道構造提供至少部分由線跡樣式如多個線跡行所限定的多個通道。
文檔編號F16D69/02GK101454589SQ200780017812
公開日2009年6月10日 申請日期2007年4月25日 優先權日2006年5月18日
發明者E·A·舒勒, J·M·李, M·J·特裡佩爾 申請人:蘇舍摩擦系統(美國)有限公司