帶鎖孔槽的離合器盤的製作方法

2023-04-22 19:44:06

專利名稱：帶鎖孔槽的離合器盤的製作方法
技術領域：
本發明涉及離合器盤組件。更具體地，本發明涉及摩擦材料在離合器 盤組件上的裝配以及摩擦材料在離合器盤組件上的配置。
背景技術：
機動車離合器從動盤組件，即簡稱為離合器盤組件，採用摩擦材料來 限定出接合表面，所述接合表面與離合器壓力盤、飛輪和/或中間板提供的 襯片金屬表面相接合。摩擦材料能夠構造成多種配置。列舉兩個示例性的 配置，摩擦材料可呈單環或多個摩擦片的形式。選定的配置取決於多種因 素，包括但不限於摩擦材料的摩擦性能、接合表面的可用表面積、接合表 面的直徑、可用夾緊力、離合器必需的轉矩傳遞能力、摩擦材料作用到離 合器盤組件上時的轉動慣量以及摩擦材料的磨損特性。通過採用固定到環 形支承背板的多個陶瓷摩擦材料的小弓形部分的離合器盤組件來更好地 滿足某些應用。已經了解到使用這種結構的情況下，所述片在運行過程中 會發生傾斜。這種傾斜導致離合器脫開不完全和與換檔有關的困難。希望 提供一種用於離合器盤組件的配置，其允許使用陶瓷摩擦片且不會產生不 希望有的傾斜現象。

發明內容
本發明提供一種用於離合器盤組件的配置，其允許使用陶瓷摩擦片且 不會產生不希望有的傾斜現象。
一種用於摩擦轉矩裝置的離合器盤組件，其包括離合器減震器組件、 第一摩擦環、第二摩擦環和多個緩沖墊元件。離合器減震器組件包括限定出旋轉軸線的轂部，鋼盤以及布置在該轂部和鋼盤之間的多個減震彈簧。 所述第 一摩擦環可旋轉地裝到與所述旋轉軸線同心的鋼盤上。第 一摩擦環 包括第一鋼背板。第一鋼背板具有第一組多個鎖孔形槽，所述槽從接近所 述第一背板的內徑的位置徑向延伸到並穿過該第一背板的外徑。多個槽限 定出與其數目相同的多個臂，其中每個臂與該鋼盤相反的 一側上連接有一 個摩擦片。第二摩擦環可旋轉地裝到與所述旋轉軸線同心的鋼盤上。第二 摩擦環包括鋼背板。該第二鋼背板具有與第一組的數目相同的且從靠近該 第二背板的內徑的位置徑向延伸到並穿過第二背板的外徑的多個鎖孔形
槽。所述槽限定出與其數目相等的臂，其中每個臂與該鋼盤相反的一側上 連接有一個摩擦片，並且第一摩擦片和第二摩擦片基本對齊。與所述第一 組的數目相等的多個緩衝墊元件被裝到鋼盤上並軸向布置在摩擦環之間。
通過分析下面的詳細說明、附圖和後附的權利要求書，本領域技術人 員將會明白本發明進一步的目的、特徵和優點。


圖1是變速器和離合器的側面正視圖，示出了本發明的周圍情況； 圖2是本發明的離合器盤組件的局部分解圖； 圖3為圖2中的離合器盤組件的局部放大透視圖； 圖4為本發明的第二實施例的局部放大側視圖； 圖5為圖4中的離合器盤組件從箭頭5方向看的端視圖； 圖6為圖2中的摩擦環從箭頭6方向看的側面剖視圖； 圖7為離合器盤組件的一個可替代實施例在卸下其中一個摩擦環時的 局部斜視圖8為圖7中的離合器盤組件在帶有兩個摩擦環時從箭頭8方向看的 側面剖一見圖9為具有帶鎖孔槽的摩擦環的離合器盤組件的端視圖； 圖IO為圖9中的盤組件從箭頭IO方向看的局部側視圖，示出了一種 優選的布置方式。
圖11為圖9中的離合器盤組件的摩擦環的透視具體實施例方式
在下面的描述中將採用確定的術語，僅是為了表述方便，並非是限制
4性的。例如，術語"向前"和"向後"表示當變速器正常布置在車輛中時 向前和向後的方向。術語"向右"和"向左"表示在圖中與使用該術語有 關的方向。術語"向內"和"向外"分別表示朝向和遠離裝置的幾何中心 的方向。術語"向上"或"向下"表示在圖中與4吏用該術語有關的方向。 上面提及的所有前述術語包括它們的標準派生詞和同義詞。
參考附圖中的圖1,示出了離合器/變速器組件IO的局部剖視圖。發 動機飛輪12可旋轉地聯接到離合器蓋14上。齒輪變速器16以不可旋轉 的方式安裝到鐘形外殼18上，該鐘形外殼18安裝在發動機機體(未示出) 上。包括離合器蓋14和發動機飛輪12的離合器組件19布置在鐘形外殼 18中。變速器16通過變速器輸入軸20圍繞軸線21的轉動來被驅動，最 終使連接到車輛傳動系的平衡裝置(未示出)的驅動叉22發生旋轉。
變速器輸入軸20被飛輪12通過離合器組件24和飛輪12的摩擦接合 而轉動。離合器盤組件24通常以不能相對轉動的方式滑動地安裝在齒輪 變速器16的輸入軸20上，並且布置在發動機飛輪12和所述組件19的離 合器壓盤26之間。通常，軸20和盤組件24具有互補的配合花4建，所述 花鍵使盤組件24能沿著軸20軸向滑動，同時與軸作為一個單元轉動。
現參考圖2，圖中示出了離合器盤組件24的局部分解圖。如圖5所示， 組件24包括三個主要的子組件，分別是離合器減震器組件28以及第一和 第二摩擦環30和32。減震器組件28具有多個徑向延伸的緩沖墊元件34, 環30和32通過鉚4丁 35固定在所述緩衝墊元件34上。
第一和第二摩擦環30和32分別包括第一和第二背板36和38。背板 36和38由鋼製成。多個第一摩擦片40固定在第一背板36上，並且多個 第二摩搭V片42固定在第二背板38上。
離合器減震器組件28為離合器中典型的這類組件，其細節並不重要。 呈彈簧形式的減震元件44繞著組件28周向分布。減震元件44被選擇用 來在離合器接合狀態下，當盤組件24被夾緊在壓盤26和飛輪12之間時， 緩沖或衰減傳動系統的扭轉沖擊。組件28配置成允許在花鍵轂部46和摩 擦環30和32之間有限的相對轉動。轂部46可滑動地布置在花4定互補的 輸入軸20上，並且與輸入軸24作為一個單元共同轉動。在離合器接合狀 態下，摩擦環與壓盤26和飛輪12接合，並與之作為一個單元轉動。減震 元件44以現有技術中眾所周知的方式布置在轂部和摩擦環30, 32之間起 作用，以在發動機飛輪12和變速器輸入軸20之間提供所要的隔離。緩衝墊元件34在現有技術中眾所周知，並且可以採用多種形式。緩 衝墊元件34由鋼製成並且有彈性地使環30和32軸向分離。這種軸向分 離為離合器接合提供緩衝效應，緩和調節離合器的接合以利於離合器接合 平順。同樣適合於該目的的替代緩衝墊元件結構在現有技術中很容易找 到。背板36, 38和緩衝墊元件34分別具有多個對齊的接納孔48和50, 所述接納孔的直徑稍大於鉚釘35的鉚釘體或杆的直徑，以使鉚釘體能夠 從孔中穿過但鉚釘頭不能從其中通過。穿過緩衝墊元件、並與將第一摩擦 環30連接到緩衝墊元件34的鉚釘35對齊的接納孔50構成緩衝墊元件上 的第一組接納孔。穿過緩衝墊元件、並與將第二摩擦環32連接到緩衝墊 元件34的鉚4丁 35對齊的接納孔50構成第二組接納孔。緩沖墊元件34的 第一和第二接合區域彼此軸向間隔開，並且分別由與第一摩擦環30的孔 48對齊的孔50和與第二摩擦環32的孔48對齊的孔50最4妾近的區域形成。 尺寸稍大於鉚4丁 35的頭部或形成的鐓粗部的多個間隙孔52在背板36和 38中形成。背板36， 38中的間隙孔52與相對的背板的上述對齊的孔對齊， 最好可參見圖2。當離合器盤組件24在軸向方向上被完全壓縮時，間隙孔 52接納鉚4丁鐓粗部或者是鉚釘頭部。
離合器摩擦材料通常分為有機材料或者陶瓷材料。陶瓷摩擦材料的可 替代或等價特性為金屬性的或金屬陶瓷性的。在本申請中，術語陶瓷一般 用於表示在離合器技術中具有陶瓷、金屬或金屬陶瓷特性的任何一種摩擦 材料。有機材料的一般特徵在於易於獲得緩衝的離合器接合。陶瓷材料的 一般特徵在於相對較難獲得平順的離合器接合。這種差異的一部分原因可 歸因於在離合器接合載荷作用下，通常有機材料比陶瓷材料能夠更多地偏 移。有機材料使壓盤和飛輪的接合表面的磨損較少。 一般認為陶瓷材料比 有機材料更抗磨損，並且對於給定的直徑尺寸和夾緊載荷，可具有更高的 轉矩傳遞能力。
圖1至圖3中的實施例具有相同的摩擦環30和32。摩擦片40和42 因此也相同並且由陶瓷材料製成。直接將摩擦片40和42連接到環形背板 36和38上，和典型的用於加有緩沖墊的陶瓷材料從動盤的連接相比較， 可形成較薄的從動盤和較薄的摩擦環。因為鉚釘不穿過摩擦片，並且摩擦 片42無需為鉚釘35提供接合表面，較薄的盤組件24是可能的。精確的 連接方法對本發明來說不是關鍵。兩種可行的連接方法包括在背板36， 38上或者摩擦片40, 42上塗覆釺焊膏，並且對摩擦片40, 42和背板36,
638之間的接觸區域加熱，使得釺焊膏液化並且將摩擦片40， 42連接到背 板36, 38上。另一種方法是在背板36, 38上直接形成摩擦片40, 42，通 過在背板36， 38上沉積粉末狀的摩擦材料，並且使粉末狀的摩擦材料受 熱受壓，從而使得摩擦材料燒結或熔合在背板36、 38上並形成摩擦片40, 42。在壓制過程中粉末狀的摩擦材料用模子保持住，因此摩擦材料不會延 展超出摩擦片40， 42的期望形狀。
背板36、 38可有利地塗上一層絕熱材料53,以減少那些在離合器接 合過程中產生並被傳遞到緩衝墊元件34的摩擦熱。緩衝墊元件的過熱可 導致緩衝性能降低。在一個實施例中，絕熱材料53位於背板與緩衝墊元 件34接合的一側54上。所述絕熱材料53需要具有抗熱傳遞性，但是不 需特別的抗壓力能力。絕熱材料53可包括但不限於玻璃纖維、軟木和任 何酚類材料。進一步的絕熱可由布置在鉚釘與襯片和緩衝墊元件34的接 合處之間的絕熱墊圈提供。墊圏可採用包覆在鉚釘上的覆蓋層的形式。
如最好參見於圖4和圖5的本發明的第二實施例，在離合器盤組件124 的第 一側上設有有機襯片材料，並且在從動盤的第二側上設有陶瓷襯片材 料。有機襯片材料由其自身形成摩擦環130。摩擦環130具有沿周向分布 的多個接納孔148。摩擦環130由鉚釘35鉚接以與緩沖墊元件34接合。 接納孔48是埋頭孔以使得鉚釘35的頭部或鐓粗部位於摩擦環130的接合 表面156之下。可替代地，有機材料環130可被連接到金屬背板上，其中 接納孔穿過背板並且鉚釘35與該背板接合。
在離合器組件中，從動盤24具有朝向發動機飛輪12布置的有機材料 摩擦環130和朝向壓盤26布置的陶瓷材料摩擦環32。這種定位的結果是， 離合器有利地提供與陶瓷離合器的接合性能類似的接合性能，而飛輪上的 磨損則與有機盤的磨損相同。結果，在飛輪盤的整個使用壽命期間壓盤受 到的磨損比飛輪更大。這使得技術維護人員可以更換蓋14和壓盤26組件， 而讓磨損相對較輕的飛輪保留在原位繼續工作。這顯著降低了維修磨損的 離合器所需的勞動強度。
另一個實施例如圖7和圖8所示。有孔的鋼盤258從離合器減震器組 件徑向延伸。有機材料摩擦環230通過多個鉚釘235固定到該鋼盤258的 第一側上。多個緩沖墊組件234固定到鋼盤258上位於與有機材料摩擦環 230相反的一側上。包括上面布置有陶瓷材料240的鋼背板236的陶瓷材 料摩擦環232通過鉚釘(未示出)固定到與鋼盤258相對的緩衝墊組件234上。陶瓷摩擦材料240可呈襯墊的形式或者呈圓形環的形式。平衡配重可 以選擇性地;改置在鋼盤258內的燕尾槽形的插入槽260中。
與現有技術中所做那樣將摩擦材料直接連接在較小的離散的弓形支 承元件上、接下來將所述弓形支承元件分別裝配到離合器組件上不同，將 陶瓷摩擦材料240直接連接到環形鋼環上具有若干優點。離散元件更易於 形成熱點並導致眾弓形支承元件翹曲。由於緩衝元件中的變化，曾經的熱 點源將在位置上發生變化。在單個弓形環中，所述變化最小化了，因為整 體環防止了任意單個緩沖墊元件產生太多的局部位移。另外，具有整體環
還使離合器盤具有更堅固的結構。本發明比使用眾弓形元件的方案得到更 為一致的緩衝率。
在本發明的另一種方案中，最好參見圖9至11,離合器盤組件324具 有改進的第一和第二摩擦環330和332,所述摩擦環被有利地彼此相對定 向。摩擦環330和332分別具有第一和第二鎖孔槽360和362並且分別將 直接連接的第一和第二摩擦片340和342分隔開。
摩擦環330和332通過鋼盤358被連接到離合器減震器組件328,最 好參見圖9和圖10。盤358以現有技術中公知的方式結合入減震器328中。 減震器328的確切結構可以與減震器28的描述一致，但對本發明來說不 是關鍵。摩擦環332通過布置在其與盤358之間的多個緩衝墊元件334間 接連接到該盤358。緩衝墊元件334相同於或者至少基本類似於緩衝墊元 件34和234。作為替代，緩衝墊元件334可以布置在盤358和摩擦環330 之間。
摩擦環330和332分別包括第一和第二背板336和338。背板336和 338由鋼製成。如圖9至11所示，多個第一摩擦片340被直接連接到第一 背板336,並且多個第二摩擦片242被直接連接到第二背板338。摩擦片 330和332優選由陶乾材料製成。該摩擦片的連接與上文中將摩擦片40和 42連接到背板36和38上的描述一致。可以理解，摩擦片340和342或者 可以通過鉚接來代替直接連接從而固定到背板330和332上。摩擦材料可 以單獨被鉚接到背板330和332上，或者首先裝配到較小尺寸的定位背板 (未示出)上，而所述定位背板將通過鉚釘固定到背板330和332上。背 板336和338分別具有分別由鎖孔槽360和362分隔開的多個第一和第二 臂364和366。槽360和362在它們的端部敞開。摩擦片340以一邊接近 相鄰的槽364並符合該相鄰的槽364的形狀的方式安裝在臂364上。在一
8個實施例中，位於背板338的加緩沖墊一側的摩擦片342的尾緣接近槽 362。如圖9和圖10所示，片340佔據了第一臂364面積的大約一半，從 板336的內徑向外徑延伸，並在周向上乂人多個槽360中的一個延伸到下一 個槽360的大約一半的路程。片340和342可以更寬或更窄。從圖9和圖 ll可以更容易地看出，指狀槽在它們的基部或根部擴大，使所述槽360和 362具有鎖孔形的特徵形狀。有利的效果可通過測試數據進行說明。摩擦 片340和342設有間隙孔來容納鉚釘，但是不被鉚釘夾持或與鉚釘接合。 直接連接與鎖孔狀槽相結合的顯著好處是能量吸收增加且翹曲減小。 摩擦片340和342的完全或接近完全的重疊(最好參見圖IO)被認為有益 於幫助減小翹曲。儘管不能從圖中容易地辨認出，摩擦片340和342同樣 也與緩衝墊元件334對齊，並且緩衝墊元件334的數目等於各個摩擦環330 和332上摩擦片的數目(與圖2中的結構一致，其示出了具有IO個摩擦 片42和10個緩衝墊元件34的無槽摩擦環)。雖然圖中示出了 9個摩擦片 /槽/臂/緩衝墊，但也可以採用更多或更少的數目。組件324的外徑處具有 多層(最好參見圖10)，從一側到另一側的所述多層包括直接連接到帶 有鎖孔槽360的第一背板336的第一摩擦片340,該背板336被鉚接在連 接到離合器減震器組件328的盤358上；鉚接到盤358的多個緩沖墊元件； 鉚接到緩沖墊元件334的第二背板338，以及直接連接到第二背板338上 的第二摩擦片342。盤358可以具有多個槽368,所述多個槽368的數目 等於如圖示出用於盤258的背板336和338上的槽360和362的數目。在 盤258的槽末端處的圓弧不是鎖孔狀，但可以採用鎖孔狀。測試數據證實 了這種配置的組件的效果。在背板36和338上沒有設槽的盤組件在其遭 受顯著損壞之前吸收的總能量為1800 BTU。如上所述的盤組件358在帶 有槽360和362的情況下吸收的總能量為30,900 BTU，並且沒有遭受顯著 損壞。
在一種可替代結構中(未示出)，片358具有更小的直徑，使摩擦環 330和332不會覆蓋該片358。摩擦環330和332直接連接到緩衝墊元件 334，而緩衝墊元件被鉚接到盤358的外徑，類似於圖2所示配置。
前面的敘述披露並描述了本發明的優選實施例。然而，從這樣的敘述、 附圖和權利要求書中，本領域技術人員將會很容易認識到，在不背離由後 續的權利要求書限定的本發明的實質精神和合理範圍的情況下，可以做出 不同的改變、更改和變更。
權利要求
1. 一種用於摩擦轉矩裝置的離合器盤組件，其包括離合器減震器組件，包括限定出旋轉軸線的轂部，並包括同心鋼盤和布置在該轂部和該鋼盤之間的多個減震彈簧；第一摩擦環，其可旋轉地裝到與所述旋轉軸線同心的所述鋼盤上並包括第一鋼背板，所述第一鋼背板具有從接近該第一背板的內徑的位置徑向延伸到且穿過該第一背板的外徑的第一組多個鎖孔形槽，所述槽限定出與其數目相同的臂並具有與其數目相同的多個摩擦片，其中每個臂與該鋼盤相反的一側上固定有一個摩擦片；第二摩擦環，其可旋轉地裝到與所述旋轉軸線同心的所述鋼盤上並包括第二鋼背板，並且所述第二鋼背板具有從接近該第二背板的內徑的位置徑向延伸到並穿過該第二背板的外徑且與所述第一組的數目相同的多個鎖孔形槽，所述槽限定出與其數目相同的臂並具有與其數目相同的多個摩擦片，其中每個臂與該鋼盤相反的一側上固定有一個摩擦片，並且所述第一摩擦片和第二摩擦片大致對齊；和與所述第一組的數目相同的多個緩衝墊元件，其裝到鋼盤上並且軸向布置在所述摩擦環之間。
2. 根據權利要求1所述的離合器盤組件，其中，所述第一摩擦片和 所述第二摩擦片之一被直接連接到所述第一背板和所述第二背板中相應 的一個上。
3. 根據權利要求1所述的離合器盤組件，其中，所述鋼盤在所述第 一和第二摩擦環之間徑向延伸並且軸向布置在所述緩衝墊元件和所述背板中的一個之間。
4. 根據權利要求3所述的離合器盤組件，其中，所述鋼盤具有與所 迷第一組的數目相等的多個槽。
5. 根據權利要求1所述的離合器盤組件，其中，所述鋼盤具有比所 述笫一和第二背板的內徑更小的外徑，並且所述背板被直接連接到所述緩衝墊元件。
6. 根據權利要求1所述的離合器盤組件，其中，所述第一摩擦環和 所述第二摩擦環中的至少一個在與所述摩擦片相反的一側上設有絕熱材 料塗層。
全文摘要
一種用於摩擦轉矩裝置的離合器盤組件，其具有包括限定出旋轉軸線的轂部和同心鋼盤的離合器減震器組件。減震器組件包括裝到鋼盤的多個緩衝墊元件。第一和第二摩擦環布置在緩衝墊元件的相對側上並且可旋轉地裝到鋼盤上。第一和第二摩擦盤具有限定出相同數目的臂的相同數目的鎖孔槽。摩擦片以位於第一摩擦盤上的摩擦片與位於第二摩擦盤上的摩擦片基本對齊的方式被裝到各臂上。
文檔編號F16D13/64GK101512176SQ200780032238
公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月28日 優先權日2006年8月30日
發明者B·T·亞當斯, M·L·羅西特, T·B·奧爾曼丁格, 小S·J·賴尼爾森 申請人:伊頓公司