专利名称：摩擦材料和系统及生产所述摩擦材料的方法
摩擦材料和系统及生产所述摩擦材料的方法
背景技术：
1. 发明领域
本发明涉及一种生产具有限定通道或凹槽以控制流体流过或流 经摩擦材料片段的线迹构造样式的垫或纤网的系统和方法。
2. 相关技术描述
离合器、刹车、自动变速器、限止滑动差速器、绞车及类似的摩 擦能传送和吸收装置中通常提供有一套或多套协作构件，其中协作构 件之一带动其他协作构件。这些协作构件在冷却介质或液体中运动的 情况是平常的，其中所述冷却介质或液体通常为某些类型的润滑油且 所述油常常在协作构件的接合表面周围和之间循环以便连续地润滑 和冷却构件。例如，滑动扭矩转换离合器应用中的协作构件需要消散
摩擦材料滑动界面的热并需要相应的接合表面防止高温下常见的摩 擦材料与连接摩擦材料的构件之间粘性结合的变弱、防止传动液内常 见的摩擦改良剂的氧化以及防止高温下常经历的摩擦性质的破坏。自 协作构件散热也减少摩擦材料吸收的热，从而减少摩擦材料的结构破 坏，结构破坏是基于纤维素的摩擦材料在大约400°F-500°F下常经历 的。当协作构件暴露于高温下较长时间时，已发现传动液内的摩擦改 良剂将氧化并沉积于摩擦材料上，从而降低动力传动装置内扭矩的有 效和平稳传动。所有情况下均需要适当的冷却以改善摩擦系统的性能 和寿命。
此外，在协作构件如人力操纵传动同步器组件中，协作构件之间 常存在流体动力油膜，其可阻止扭矩在协作构件之间的有效传输。流 体动力油膜的存在在高流体粘度情况如低环境温度下最普遍。在这类 情况下，需要引导流体离开协作构件的界面以在这类构件之间有效地传输扭矩。为这类流体动力膜的消散提供通道或凹槽已发现能提供改 进的性能、换档性和驾驶员舒适性，尤其是在低温环境中。除上面的 应用外，离合器盘应用、限止滑动差速器、闭锁离合器、启动离合器、 传动带及其他类似的扭矩传输装置也需要相同的原理。为.实现冷却介 质在阻挡环、离合器片、传动带等内的循环，现有技术已提供直接位 于协作构件之一或二者的接合表面中或位于固定于其上的摩擦材料 中的凹槽或狭缝。例如，摩擦材料可为需要凹槽以实现冷却和液膜消
散的黄铜镀层或纸衬片，如授予Bauer等的美国专利4,267,912、授予 Bauer的美国专利4,878,282和授予Nels的美国专利4,260,047。在各 情形下，这些材料均需要在结合到相应的应用中之前、之后或过程中 在摩^^材料中增加凹槽。
在协作构件的摩擦材料内形成凹槽或在织造材料结构中形成凹 槽不仅给这类摩擦材料和动力传输-吸收装置的生产增加复杂性，而 且其限制冷却介质有效循环的能力。为减小或消除起源于位于与驱动 构件接合的摩擦材料的表面上的油或冷却介质的流体动力摩擦，需要 改进的摩擦材料以循环冷却介质，尤其是可根据所需参数而变的摩搭^ 材料。
现有技术摩擦材料也包括某些热解碳材料，如授予Winckler的 美国专利4,700,823和授予Bauer的美国专利4,291,794中可见。在这 类摩擦材料中，由碳纤维形成的孔眼布基材提供有碳或其他材料的涂 层，所述涂层通过化学蒸气沉积法沉积于纤维上。这种类型的摩擦材 料具有孔眼较开放的特征，这使粘合剂可轻松地渗透而改善结合，另 外具有一定程度的多孔性。但如专利4,291,794中所指出的，增加凹
槽是用来改善动力传输或功率吸收装置的协作构件的摩擦面间的流 体循环的。这种类型的摩擦材料也不提供材料交界的摩擦表面处高强 度的纤维结合，从而导致工作环境中碎屑的引入。也已发现，这种类 型的摩擦材料提供不适当的流体渗透率水平，具体而言，这是由于随 着摩擦表面的磨损，流体凹槽的横截面实质性的减小所致。另外已发现，氧化的摩擦改良剂阻塞流体通过织造材料常窄且浅的凹槽。而且 已发现，这类摩擦材料难以在例如使其与构件结合的过程中压缩至所 需的厚度而同时保持高度的多孔性。
现有技术的其他摩擦材料也可为梳理、搭接或针刺材料，如授予
Menard等的美国专利6835448和授予Menard等的美国专利5,807,618 中可见。这些材料在为高能应用提供高强度的同时也因这些材料的致 密性质(由于材料紧密的纤维-纤维接触结构而致)而在流体自然地流 经或流过材料方面具有缺陷。在这些材料的粘性结合之后或过程中增 加凹槽常常是提供必要量的流体流动从而消散油膜并提供必要的冷
却所必要的。
现有技术摩擦材料也包括某些织造碳材料，如授予Nels的美国 专利6,439,363和授予Winckler的美国专利5,662,993中可见。这些材 料由然后进行辅助碳化过程的织造PAN或预氧化PAN布组成。已经 发现，后-碳化的织造P AN材料由于材料紧密的织造结构而在流体流 过和流经材料方面具有缺陷。许多织造结构不具有严格限定的允许流 体自由流经材料的凹槽，从而导致明显的流体流动损失。也已发现， 这类材料的经纱和纬纱间的材料空隙创造了氧化的ATF摩擦改良剂 沉积和累积的区域，这也限制流体流经织造孔眼的能力。也已发现， 这些ATF摩擦改良剂沉积物对这类材料的摩擦性能具有有害影响。 另外，织造材料中经纱和纬纱交迭的位置也创造了不能在材料表面上 均匀分配压缩力的峰形接触表面。已经发现这种结构的材料在高压缩 载荷下在材料完整性方面具有缺陷，导致在高单位负荷不为纤维和纱 线破碎和碎裂，导致传动装置内不希望有的碎屑以及不希望的材料磨 损。需要向材料中引入可使流体流过和流经协作构件的交界面并均匀 分配载荷以及允许一 定程度的适形性的表面织构的方法以改进现有技术。
与P。凹槽的纸、针刺、梳理、搭接、针织、起绒针织材料相比 提供较高流动性的织造和化学蒸气沉积材料目前通常生产率低下且生产工艺复杂。需要现有织造和化学蒸气沉积材料的低成本替代品， 所述替代品提供改进的流体流过和流经材料的性质。
图1A-1C示意了美国专利US 3967472中所示的若干现有:f支术线 迹样式。
因此需要的是克服了现有技术中的问题的摩擦材料。 发明概述
因此本发明的一个目的是提供一种具有预定的通道构造或样式 的缝合垫或纤网。
本发明的另 一 目的是提供一种创造多个材料片段的具有多个由 线迹限定的通道的系统和方法。
本发明的另 一 目的是提供一种在摩擦材料或摩擦材料片段中限 定一系列通道的样式的系统和方法，所述样式促进摩擦材料或摩擦材 料片段安装于其上的部件的冷却。
在一个方面， 一个实施方案包含一种摩擦材料，所述摩擦材料包 含形成以提供自其提供摩擦材料片段的纤网的多个材料；纤网中的多 个线迹以提供缝合纤网；所述多个线迹限定摩^Tv材料片段中的多个通 道以促进热自其上布置了所述摩擦材料片段的摩擦元件处转移走。
在另一方面，本发明的另一实施方案公开了一种摩擦材料，所述 摩擦材料包含材料片段；和各材料片段中以预定样式缝合的多个线 迹；所述多个线迹限定多个通道，流体可通过所述通道流动以促进其 上粘附了所述材料片段的摩擦元件的冷却。
在又一方面，本发明的另 一实施方案公开了一种生产摩擦材料的 方法，所述方法包括如下步骤提供多个粗纱、纤维、长丝、线束或 纱线；将所述多个粗纱、纤维、长丝、纱线和/或线束通过梳理、纺 粘、编织、搭接、针刺、针织、水刺、起绒针织、气流成网、湿法成 网或其组合加工成垫或纤网；和用多个线迹增强所述垫或纤网。在再一方面，本发明的另 一实施方案公开了 一种生产摩擦元件的
方法，所述方法包括如下步骤提供用在摩擦环境中的部件；提供包 含多个粗纱、纤维、长丝、线束或纱线的垫或纤网；以预定线迹样式 缝合所述垫或纤网以分别形成多个通道；加工所述垫或纤网以提供多 个材料片段；和粘附所述多个材料片段于所述部件上使所述多个通道 就位以促进流体从与摩擦元件的笫 一侧相关的第 一 区域流到与摩擦 元件的第二侧相关的第二区域。
在又一方面，本发明的另 一实施方案包含一种生产摩擦元件的系 统，所述系统包含产生垫的垫站，所述垫包含多个粗纱、纤维、长丝、 线束或纱线；以预定线迹样式缝合所述垫以分别形成多个通道的缝合 站；碳化所述垫的碳化站；用粘合剂材料增强所述垫的加工站；在所 述材料的表面上沉积^碳的化学蒸气沉积站；加工所述垫或纤网以提供 多个材料片段的加工站；和粘合所述多个材料片段于部件上以提供摩 擦元件的粘合站，以便所述多个通道以预定顺序就位而促进流体从与 摩擦元件的第 一侧相关的第 一 区域流到与摩擦元件的第二侧相关的 第二区域。
在另 一方面，本发明包含一种摩擦材料，所述摩擦材料包含形成 以提供自其提供摩擦材料片段的纤网的多个材料；和所述纤网中的多 个线迹以提供缝合纤网；所述多个线迹限定所述摩擦材料片段中的多 个通道以促进热自其上布置了所述摩擦材料片段的摩擦元件处转移 走，其中所述多个线迹包含多个天然粗纱、多个天然纤维、多个天然 长丝、多个天然线材、线束、多个天然纱线或多个天然编带。
在又一方面，本发明包含一种摩擦材料，所述摩擦材料包含形成 以提供自其提供摩擦材料片段的纤网的多个材料；和所述纤网中的多 个线迹以提供缝合纤网；所述多个线迹限定所述摩擦材料片段中的多 个通道以促进热自其上布置了所述摩擦材料片段的摩擦元件处转移 走，其中所述多个线迹包含多个粗纱、多个纤维、多个长丝、多个线材、多个线束、多个纱线或多个编带，其中所迷多个线迹包含天然和 合成纤维、长丝、线材、线束、纱线或编带的组合。
在再一方面，本发明包含一种摩擦材料，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纤网的多个材料；和所述纤网中的多 个线迹以4是供缝合纤网；所述多个线迹限定所迷摩擦材料片段中的多 个通道以促进热自其上布置了所述摩擦材料片段的摩擦元件处转移 走，其中所述多个通道是基本平行的。
在又一方面，本发明包含一种摩擦材料，所述摩擦材料包含形成 以提供自其提供摩擦材料片段的纤网的多个材料；和所述纤网中的多 个线迹以提供缝合纤网；所述多个线迹限定所述摩擦材料片段中的多 个通道以促进热自其上布置了所述摩擦材料片段的摩擦元件处转移 走，其中所述摩擦元件包含第一边缘和第二边缘，所述多个通道在所 述第一和第二边缘间伸展，其中所述多个通道是基本平行的并在所述 第一和笫二边缘间伸展。
在又一方面，提供了一种摩擦材料，所述摩擦材料包含形成以提 供自其提供摩擦材料片段的纤网的多个材料；和所述纤网中的多个线 迹以提供缝合纤网；所述多个线迹限定所述摩擦材料片段中的多个通 道以促进热自其上布置了所迷摩擦材料片段的摩擦元件处转移走，其 中所述摩擦材料包含扭矩传输装置，其中所述扭矩传输装置为传动 带。
在再一方面，本发明包含一种摩擦材料，所述摩擦材料包含材料 片段；和各材料片段中以预定样式缝合的多个线迹；所述多个线迹限 定多个通道，流体可通过所述通道流动以促进其上粘附了所述材料片 段的摩擦元件的冷却，其中所述多个线迹限定为基本线形的多个基本 平4亍的通道。
在再一方面，本发明包含一种摩擦材料，所述摩擦材料包含材料 片段；和各材料片段中以预定样式缝合的多个线迹；所述多个线迹限 定多个通道，流体可通过所述通道流动以促进其上粘附了所述材料片段的摩擦元件的冷却，其中所述多个线迹限定通常为非线形的多个基 本非平行的通道。
在再一方面，本发明包含一种摩擦材料，所述摩擦材料包含材料
片段；和各材料片段中以预定样式缝合的多个线迹；所述多个线迹限 定多个通道，流体可通过所述通道流动以促进其上粘附了所述材料片 段的摩擦元件的冷却，其中所述材料片段包含第 一边缘和基本相对的 第二边缘，所述多个线迹限定为基本线形并相对于所述第一边缘成预 定角度布置的多个基本平行的通道，其中所述多个线迹布置为相对于 材料片段的中心线成预定锐角。
在再一方面，本发明包含一种摩擦材料，所述摩擦材料包含材料 片段；和各材料片段中以预定样式缝合的多个线迹；所述多个线迹限 定多个通道，流体可通过所述通道流动以促进其上粘附了所述材料片 段的摩擦元件的冷却，其中所述摩擦元件包含扭矩传输装置，其中所 述扭矩传输装置为传动带。
在再一方面，本发明包含一种生产摩擦元件的方法，所述方法包 括如下步骤提供用在摩擦环境中的部件；提供包含多个粗纱、纤维、 长丝、线束或纱线的垫或纤网；以预定线迹样式缝合所述垫或纤网以 分别形成多个通道；加工所述垫或纤网以提供多个材料片段；和粘附 所述多个材料片段于所述部件上使所述多个通道就位以促进流体从 与所述摩擦元件的第 一侧相关的第 一 区域流到与所述摩^Tv元件的第 二侧相关的第二区域，其中所述缝合步骤还包括步骤以采用预定张 力张紧的预定线迹样式缝合所述垫或纤网，其中所述方法还包括基于 所述多个通道中的至少 一个的尺寸的确定选择所述预定张力的步骤， 其中对于较大横截面积的多个通道，所述预定张力较大，对于较小横 截面积的多个通道，所述预定张力较小。
通过下面的描述、附图和附随的权利要求，本发明的其他目的和 优势将变得显而易见。附图简述
图1A-1C示出了现有技术中的线迹；
图2为缝合或粘合前垫或纤网的显微照片；
图3为按本发明的一个实施方案的系统的示意图4为按本发明的一个实施方案的方法的示意图5A-5D为缝合前垫或纤网的各种视图6A-6D示意了缝合前包含纤维或颗粒的组合的垫或纤网；
图7A-7C为若干显微照片，所述照片示出了限定多个通道的多
个线迹的若干样式；
图8A-8B为图7A-7C中的垫或纤网在向其上施加了粘合剂后的
显微照片；
图9A-9E为垫或纤网中的线迹样式的各种视图； 图10A-10D示意了本发明的另一实施方案，其中示出了缝合在 一起的多个垫；
图11A-11B示意了本发明的另一实施方案；
图12A-12B示意了本发明的另一实施方案；
图13A-13B示意了以预定角度e布置的多个线迹或多行线迹；
图14A-14B示意了以不同方向排列的多个线迹行；
图15示意了自垫或纤网或材料冲压的多个材料片段；
图16A-16C示意了布置于部件上的片段；
图17A-17C示意了本发明的另一实施方案，其中示出了布置于 部件上的摩擦材料；
图18示意了所述摩擦材料片段向部件上的另一应用，其中所述 片段具有多个交叉通道；
图19示意了本发明的另一实施方案；
图20A-20B示意了本发明的又一实施方案；
图21A-21C示意了所述材料片段的又一应用；和图22A-22F示意了多个显微照片，所述照片示出了压缩对所述 垫或纤网的效果。
优选实施方案详细描述
现在描述按本发明的一个实施方案的系统10 (图3)和方法12 (图 4)。在该实施方案中，系统IO适于制作摩擦材料的垫或纤网14以用 于产生和制作可以本文中所述的方式用于摩擦环境(未示出)中的摩擦 材料和摩擦材料片段26(图15A)。
方法12 (图4)包括为摩擦材料确定应用的步骤(图4中框40)。例 如，对图4的框40处示出对摩擦材料片段26(图15)将安装于何种摩 擦元件(例如同步器环、扭矩转换器、离合器活塞、离合器盘、传动 带)上做出决定。在应用确定后，在框42 (图4)中通过确定该应用的 流动性质需要或所需的特性而继续所述方法或过程。接着如图IOA和 14A中所示实施例中那样确定具体的线迹样式或构造19以提供所需 的流动性质，包括为达到所需或预定的流动性质需要而可能必要的垫 或纤网14的纤维直径、密度、线迹材料、线迹类型、线迹样式、线 迹张力、线迹方向和线迹取向。这在图4中框44处进行。
系统10从框16(图3)处开始，其中提供了多个成分13(图6D), 如纤维17 (图5D)和颗粒21 (图6D)。在所述示例中，所述多个成分 13可包含长度在0.1毫米到300毫米之间、直径在1微米到500微米 之间的多个粗纱、纤维、长丝、纱线或线束。例如，纤维或纤维材料 17 (图5A-5D)可包含主要以彼此平行的取向布置的天然或合成纤维 如棉、玻璃、羊毛、陶瓷、碳纤维、PAN、预氧化的PAN、 Kevlar 、 聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、腈纶、变性腈纶或聚烯烃。但_ 也应理解，纤维材料的垫或纤网14也可为以任何无规取向或交叉铺 放取向布置的纤维、纱线、粗纱和/或线束。
相应地，在站20(图3)处，系统10含将多个粗纱、纤维、长丝、 纱线和/或线束形成为垫或纤网14 (图4所示方法中的框46)的站18(图3)。图2和5A-5D示意了按所述加工成的垫或纤网14。在框18(图 3)处产生或形成垫或纤网14 (图9A、 0A、 1A、 12A、 13A、 14A、 15A、 16A和17A中有示)。所述多个纤维、长丝、粗纱、长丝、纱线和/或 线束可通过多种工艺中的一种或多种固结和形成为垫或纤网14，所 述多种工艺包括但不限于纺粘、编织、梳理、搭接、起绒针织、针刺、 水刺、湿法成网或气流成网、或其任意组合，以形成具有足够强度以 被带过适宜的加工装置如梳理机、成网机或针刺机(未示出)的连续的 垫或纤网14。图2示意了缝合前形成的垫或纤网14。
在形成垫或纤网14后，其在缝合站20 (图3)处经进一步加工。 在缝合站20处，如图7A-8C、 9A、 IOA、 IIA、 12A、 13A和14A中 所示，多个线迹22^皮缝进垫或纤网14中。在缝合站20(图3)处，图 4中框44处确定的预定样式或构造19 (例如图9A)被缝合(图4中框 48)进垫或纤网14中以形成或引入预定样式或构造的多个凹槽或通道 24从而促进热自其上覆盖(图4中框56)了多个片段26的摩擦元件或 部件28 (图16)处转移走。关于这点，缝合站20 (图3)可包括马利弗 里斯缝编机、马利莫缝编机、马利瓦特缝编机或其他缝合装置。
所述多个线迹22形成多个行或通道24，所述多个行或通道24 便于增强纤网或垫14并便于强化纤网或垫14。所述多个线迹22也 便于引入或限定织构或接合区域或表面如接合表面14a (例如图 9A-9C中)。所述多个线迹22不仅向表面14引入织构和接合区域或 表面14a，而且产生多个通道，例如图9C、 9D、 IOC、 IIB、 12D、 13B、 14B、 15B、 16B、 22、 23B、 24B和19中所示的通道24。在该 示例中，所述多个线迹22限定多个基本平行的行、示例中凹陷或凹 进的区域，其又分别限定或提供多个通道24。纤网或垫14以本文后 面所述的方式加工成例如前面所^提到的多个材^f片"R26 (图15)。材 料片段26被置于部件例如离合器盘30 (图17A-17B、 21A-21B)、同 步器环32(图18-19)或圆盘或环34(图20A-20B)上，这将在本文后面 描述。注意所述多个线迹22限定预定的样式或构造19 (图9A和1 IB), 在所迷示例中，所述样式或构造19组织在多个行或通道24中。应理 解，线迹22的预定样式或构造选择为能分别形成多个通道24以促进 热自摩擦构件或部件例如本文中前面提到的部件28 (图16A)和34 (图 20A)处转移走。因此，在确定具体的应用需要何种流动需要后，预定 的多个通道24被定型或构造为能提供所需的流动性质和冷却需要。
图7A-7C示意了为示例的目的示出的具有不同类型的线迹22的 垫或纤网14的各种显微照片。注意所述多个线迹22分别形成了截然 不同的多个通道24。当然，取决于所选的线迹构造、所选的线迹才羊 式等，也可形成其他的线迹样式和通道24。
所述多个通道24中的每一个可自单个线迹(例如线迹22a)(图9E) 或多个线迹22形成，其任一个均包含连续的长丝、纤维、线材、线 束或纱线，所述长丝、纤维、线材、线束或纱线可包含任何天然或合 成材料纤维，如棉、玻璃、羊毛、陶瓷、碳纤维、PAN、预氧化的 PAN，其直径可为例如1微米到500微米。线迹22a的针距(gauge) 可为约二到六十，也就是说，在所述示例中每英寸二到六十个缝骨。 还要注意，在所述示例中线迹长度L(图9E)可为0.05毫米到约10毫 米。
应理解，垫或纤网14可含等距或不等距隔开或以共同或不同的 方向取向的多个通道24。材料垫或纤网14中也可缝合进单个或多个 连续的通道(未示出)。例如，图9A、 IOA、 IIA、 12A和13A中的线 迹样式示出了限定基本平行的多个行或通道24的多个线迹22。在图 9A-12A所示的示例中，所述多个通道24沿与垫或纤网14的边缘14b 或14c间的中心线Cl (图9A和IIA)基本平行的方向伸展。
注意图IIA中的示例，其中多个通道24以多个对或组即通道或 行24a-24b、 24c-24d、 24e-24f布置，各个对或组隔开预定距离Dl (图 11A),各个对内的各个行或线迹22隔开距离D2。因此，所述多个通 道24不必等距隔开并可按需取向为任何排列或构造。例如，图11A中所示的多个通道24可取向为与纤网或垫14的任一中心线C1或一 个或多个边缘14b和14c不平行。注意到在图13A所示的示例中，多 个行或通道24在垫或纤网14上以预定角度e取向，其又可根据流体 流动和冷却需要或所需的特性来选择。
因此，应理解，垫或纤网14可缝合为使所述多个线迹22限定等 距或不等距隔开或以与中心线Cl (图IIA)平行或不平行的方式取向 的多个通道24，其又将取决于垫14和摩擦材料片段26可能的应用。 所述多个线迹22不必平行或线形排列，且各线迹样式19和构成该样 式的线迹22可含非线形的、弯曲的弓形线迹或样式或具有任何所需 的线迹形状。
应理解，可使用多种不同类型的线迹22或线迹样式来形成所述 多个通道24。这包括但不限于经编线迹、改进的经编线迹、撩缝线 迹、布拉特线迹、豆形针、垫针、十字针、桂花针、链式线迹、网眼 针、单线链式线迹、单线暗缝线迹、锁式线迹、曲折锁式线迹、链式 线迹、曲折链式线迹、双针底部包缝线迹、三针底部包缝线迹、带绷 缝线的双针链式线迹、双线拷边、三线拷边、假安全缝线迹、双针四 线拷边、四线安全线迹、五线安全线迹、双针四线包缝线迹、三针五 线包缝线迹、四针九线包缝线迹、四针六线包缝线迹或及其组合。
应理解，通过使用下面将描述的多种预定加工技术，本发明人已 发现引起所述多个通道或凹槽24的各种特性如宽度Wl (图IOD)、深 度、横截面形状或尺寸的意外改变结果的多种技术或方式。如本文前 面间接提到的， 一种技术是改变各种线迹通道或缝骨24的取向。例 如，所述取向可为例如图12A-12B中所示的平行取向、交叉平行样式 (图14A-14B中所示)、或多个圓形、弓形或曲线形缝骨或通道24(未 示出)。所述多个通道24中的一个或多个可相对于所述多个通道或缝 骨24的其他部分而言根本没有取向。
改变至少一个或多个通道24的织构或构造的另一种预定技术是 调节所述多个线迹22中的一个或多个(例如图9E中所示的线迹22a)的张力。关于这点，本发明人已发现，通过减小引入垫或纤网14中 的线迹22a的张力，含在线迹22内的垫或纤网14的线束的密度将减 小而得到具有所需预定深度(例如图9E中的深度D4)的通道。相反， 通过增大线迹22的张力，含在线迹22内的垫或纤网14的线束的密 度将增大。张力的减小或增大分别引起相关通道24的深度D4(图9E) 的减小或增大。关于这点，注意在图9E和图11B中所示的示例中， 垫或纤网14具有深度D3，所示的通道24具有深度D4，线迹22a的 深度D5构成总厚度或深度D3的剩余部分。通过张紧线迹22，深度 D4将增大，从而使通道24所限定的区域变大。使用较小的张力将使 各通道24的深度D4减小。因此，增大、减小或改变构成所述多个线 迹22的线迹22的一个或多个长丝22a(图9E)的张力将可对垫或纤网 14的强度和流体流动特性加以控制。
调节所述多个通道24中的一个或多个的特性的另 一种预定技术 是增大或减小限定所述多个通道24中的各个的每英寸线迹数。例如， 本发明人已发现，增大限定所述多个通道24中的各个的各线迹22a 的每英寸线迹数将导致线迹22a中各环23a的约束内含垫或纤网14 的更多线迹和更小体积。关于这点，注意在图9E中，线迹22a包含 例如环23b和23c间的部分23a。如图所示，部分23a约束^f主垫或纤 网14的材料14e(图IOB)。通过增大每英寸线迹数，各线迹22a内将 含更小体积的垫或纤网14(即材料14e被线迹22a的环23a约束住)。 减小每英寸线迹数将导致更大体积的垫或纤网14 #:约束在各线迹例 如线迹22a内。换句话说，随着线迹变大，各线迹将约束住更多的垫 或纤网14，而当线迹变小时，各线迹将约束住更少的垫或纤网14。
也已发现每英寸线迹数对垫或纤网14的整体强度有很大影响。 通过例如增大每英寸的线迹数，垫或纤网14的整体强度将增强，而 减小每英寸的线迹数将使垫或纤网14的整体强度和增强程度降低。 有时，当垫或纤网14在缝合前强度4支^^时，向垫或纤网中增加线迹 将引起垫或纤网强度各向同性地增加。但有时，通过增加线迹引起的强度增加可能是各向异性的，从而需要增加多个方向上的线迹构造来 获得整个材料内的高强度水平。
改变所述多个通道24中的一个或多个的特性的另 一有效途径是 改变用来形成垫或纤网14的粗纱、纤维、长丝、线束和/或纱线的特 性。例如，与较小直径的相同纤维相比，当向较大直径的纤维中引入 所述多个线迹22时，增大粗纱、纤维、长丝、线束或纱线的直径已 发现将减小通道的深度和宽度。构成垫材的粗纱和纤维等的直径的增 大将增大垫的刚性，从而减少垫或纤网14在线迹引入处的变形。垫 或纤网14在线迹位置处的较少变形将导致较浅的通道深度和较窄的 通道宽度。相反，在垫或纤网14内使用较小的直径可能导致垫或纤 网的较小刚性，从而导致线迹内所含的各个或各组粗纱、纤维、线材、 长丝、线束或纱线的弯曲度和变形的增加，继而产生比较深和宽的通 道。另外，由于因接触的大纤维直径的几何界面而存在的较大空隙， 故大直径纤维、粗纱等不能成束或致密化到较小直径纤维、粗纱等的 程度。当致密化被各线迹所约束的材料时，较小直径组分的垫或纤网 14因相邻纤维、粗纱等间更易获得紧密接触而可获得更有效的致密 化。小直径纤网典型的更有效的致密化将产生较深和较宽的通道。大 直径纤网典型的较不有效的致密化将产生较浅和^1窄的通道。
所选线迹构造也可用来改变材料的压缩性。引入的低张力、每英 寸线迹数低的线迹将产生低密度线迹材料。低密度垫将在载荷下具有 高适形性或拥有较低的压缩模量。增大张力和每英寸的线迹数将导致 整体较高密度的材料，这样的材料适形性较低或拥有较高的压缩才莫 量。
如前面所提到的，增大张力可改变垫或纤网14的表面织构。长 丝或线材例如图11B中的线材21的几何形状或直径TD(图IOD)的改 变将引起垫或纤网14的织构的改变。较大直径的线迹22a可降低通 道24的深度D4 (图IIB)或赋予垫或纤网14上的织构，同时也在垫 或纤网14的表面14a处产生净交宽的通道Wl。此外，通过例如增大用来形成线迹22之一的线材或长丝21 (图IIB)的直径而增大用来缝合 垫或纤网14的纤维、线材、线束、长丝、粗纱或纱线的直径TD时， 通道24的宽度Wl (图IOD)可被增加。较小直径的线迹22a可增大通 道24的深度D4 (图IIB)或赋予垫或纤网14上的织构，同时也在垫 或纤网14的表面14A处产生较窄的通道W1。
改变所述多个通道24中的一个或多个的特性的再一有效途径是 改变用来形成垫或纤网14的粗纱、纤维、长丝、线束和/或纱线的组 合体的特性。可采用工艺如长网网部上湿法成网、梳理、招:接、针刺、 或针织或其他工艺来形成织造或非织造材料，所述织造或非织造材料 的预定密度可用这类工艺领域中的技术人员熟知的方法通过增加或 减少纤维、粗纱等的填充来改变这类垫或纤网的形成而达到。高密度 垫材对缝合过程中线材、线束、纱线等施加的张力具有高抗性。含在 线迹内的垫的体积4氐抗线迹所施加的张力，/人而形成浅通道。相反， 含在低密度垫的线迹内的垫的体积对线迹所施加的张力不具有抵抗 性，从而形成较深的通道。
注意在图9A-9B、 10A-10B、 16A隱16B、 11A-11B、 12A-12B、 13A-13B、 16A-16B中，所述多个行或通道24如图10D中的通道24、 24f和24g限定接合表面如图10D中的表面14a，所述接合表面包含 基本相同的总宽度或尺寸D6。可是，通过改变由所述多个线迹22所 限定的行、缝骨或通道24间的间距，摩擦接合区域如图11A中的区 域14b和14c可邱皮改变。该特征示意于图11B中。注意通道24d和
域14b。因此应理解，通过改变所述多个线迹22的缝骨的相邻行间 的距离，摩擦接合表面区域如图11B中所示的表面区域14b和14c 可相应改变。
有利的是，增大用来缝合限定所述多个通道24中的一个的线迹 22a的纤维、线材、线束和/或纱线的直径TD (图IOD)时，与具有较 小直径的线迹22的元件相比，纤网或垫14将增大可施加到该元件上的最大张力。如本文中前面所提到的，增大的张力可用来改变垫或纤
网14的表面织构。命支大直径的线迹22的几何形状也可减小相关通道 24的深度D4 (图IIB)以及赋予纤网或垫14上的织构如表面区域14a (图9C)。线迹22直径TD—的增大也可在垫或纤网14的表面14a处产 生较宽的通道24。较小直径的线迹22的几何形状也可增大赋予纤网 或垫14上的织构的深度，同时也在垫或纤网14的表面14处产生车交 窄的通道24。
在至少一个或多个垫或纤网14 4皮缝合以提供缝合的垫或纤网14 后，垫或纤网14的定量可在20磅/3000平方英尺到1200磅/3000平 方英尺之间(无粘合剂),但优选所需定量在20磅/3000平方英寸到600 磅/3000平方英寸之间(无粘合剂)，但也可根据应用提供其他定量。垫 或纤网14的厚度可在0.1毫米到20毫米之间；但优选0.4毫米到1 毫米之间。因线迹的引入引起的凹槽或通道24或织构深度D4(图9E) 可在垫或纤网14的整个厚度减去线迹元件的直径后的0%到100%之 间变化。
重新看图3和4,缝合垫或纤网14被转移(图4框50)至加工站e, 在这里垫或纤网任选^^碳化。碳化可在缝合前或后进行。在站30a后 可再任选进行另外的化学蒸气沉积步骤。在任选的碳化和/或化学蒸 气沉积步骤后，垫可^t转移至加工站30a (图3框30a),在这里垫或 纤网14经饱和站30a(图3)处的粘合剂所饱和(图4框50)。图2示意 了缝合垫或纤网14在施加粘合剂前的显微照片。图7A-7C示出了完 成加工的缝合垫或纤网14的显微照片，图8A-8C示出了相同的垫或 纤网14在施加粘合剂后的显微照片。图7A-7C和图8A-8C也示出了 产生良好限定的通道24或凹槽的各种线迹样式，流体可通过所述通 道或凹槽流动且所述通道或凹槽为纤网或垫14提供增强的强度。
应理解，粘合剂也可增强垫或纤网14的强度。当在^t包和站30a(图 3)处用粘合剂所饱和时，使纤网或垫14浸没并通过浴或盘(未示出)并用粘合剂浸渍。在所描述的示例中，所述粘合剂可为热固性树脂、 改性热固性树脂、热塑性树脂、粉末树脂或树脂共混物。
垫或纤网14中的粘合剂含量可为饱和、干燥并固化了的垫或纤 网14材料的1%到约90%。但最优选需要垫或纤网14的粘合剂含量 为饱和、干燥并固化了的垫或纤网14的重量的约20%到50%之间。 在所描述的示例中，所述粘合剂可为热固性树脂如Ashland Aerofene 295-E-50、改性热固性树脂如Schenectady Chemical SP6493C、热塑 性树脂如Dow Corning P84、线形酚醛树脂如Schenectady Chemical SP6300A、聚硅氧烷树脂如Dow Coming 1107、基于漆树的树脂 (cashew-based resin)如Cardolite 334、环氧树脂如Shell Epon 1001B、 聚酰胺如Skybond 701 、三聚氰胺树脂如Borden Cascomel MF-2LM、 腈-丁二烯树脂如Noveon 1562117、丙烯酸类粘合剂如HB Fuller PN 3178F。
此外，粘合剂可呈由为线形(novaloid)酚醛树脂如American Kynol 10BT的树脂制得的纤维、三聚氰胺纤维如BASFBasofil、狭缝纤维 (slot fiber)、或粉状酚醛树脂如Plenco 12114或聚酰亚胺纤维如 Lenzing纤维的形式。
因此，在所描述的示例中，所述粘合剂由一种或多种本文中前面 提到的前述树脂组成。注意例如图5A和5B,图5A中的纤网或垫 14包含在站18处加工以提供垫或纤网14的各种纤维17。在饱和站 30a后，垫或纤网14可如图6D中所示那样用多个微粒材料21或多 种颗粒浸渍以便颗粒21在纤维17间和整个纤维17中分配。如前面 所提到的，虽然未示出，但所述多个微粒材料或颗粒21可只施加到 表面如表面14a(图6C)上。
所述粘合剂可含微粒材料21 (图6D),微粒材料21包含小到1 纳米(nm)的小尺寸或直径或大到约500微米的大尺寸或直径。在一 个实施方案中，在所描述的示例中，颗粒具有约1微米的小尺寸和 约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或沥青、石墨、活性炭、工业用金刚石或其他材料。 这类其他材料可包括例如金属氧化物材料(如氧化铁、氧化铝、氧化 铬亚铁)、含硅材料(如硼铝硅酸盐、石英、硅藻土)、粒状弹性体材 料(如腈颗粒、腈-丁二烯颗粒、丙烯酸类颗粒、源自漆树的聚合物颗 粒等)。此外，纟鼓粒材料21可具有对称形状、不对称形状并可包含 碳化物如碳化硅；聚合物颗粒如漆树树脂颗粒、改性丙烯腈、酚醛 环氧树脂或矿物质如碳酸钩、偏硅酸钙、燧石和少许玄武岩。
在所描述的示例中，微粒材料21 (图6D)的含量在饱和、干燥并 固化了的垫/纤网材料的约1%到约8%重量之间。最优选微粒材料21 占饱和、干燥并固化了的垫或纤网14材料的约1%到2%重量之间。 微粒材料21也可包含切碎的纤维(未示出)，所述切碎的纤维可为小 到被认为是颗粒的纤维。此外，如果需要，颗粒或微粒材料21可只 ,皮施加到表面如表面14a(图6C)上。
在垫或纤网14在如框50 (图4)所述的饱和站30a (图3)处^皮饱和 (有或没有颗粒21 (图6D))后，垫或纤网14被转移(图4框52)至千燥 站(图3中框30b),自这里其被固化或B-阶化。
接下来纤网或垫14被转移(图4框54)至胶粘站30c (图3),在胶 粘站30c中，胶粘剂31 (图19、 20B和21C)^皮施加到垫或纤网14 上。
其后，垫或纤网14被转移(图4框56)至进一步加工站30d(图3)， 在这里，垫或纤网14可布置(如图15中所示)为使凹槽按预定方向取 向(图4框56)从而提供所述多个摩擦材料片段26。关于这点，注意 当材料片段26在站30d(图5)处布置时，所述多个通道24的预定构 造或样式19 (图11A)取向为与边缘14b成预定的角度以便凹槽或通 道24相对于中心线C(图IIA)或边缘如图11A中的边缘14b和14c 以预定方向耳又向。应理解，在应用到功率吸收传输元件或装置例如板30 (图16A和 17A)上之前，饱和的垫或纤网14必须基本或完全固化或B-阶化至 挥发性物的含量介于0.1%到约25%之间或固化75%到99.9%之间。
在缝合纤网或垫14被固化后，其被布置(图3中框30d、图4中 框56)成多个材料片段26,所述多个材料片段26以本文前面关于站 30d(图3)所描述的方式产生。如前面所提到的，所述多个材料片段 26被转移至粘结站33 (图3)且所述多个材料片段26被粘结或粘附 (图4框58)到摩擦元件或部件28 (图16A-WC)上。在粘结过程中， 所述多个材料片段26暴露于足以将所述多个材料片段26粘结到部 件28上的温度和压力下。注意纤网或垫14被布置为使通道24位于 其上粘附了片段26的部件28上的所需位置或地点处。通道24的方
所述多个摩擦材料片段26可在图3中站35处被进一步加工，所 述加工可通过在粘结步骤过程中将摩擦片段26压缩1%到95%之间 进行，这也将促进材料向摩擦元件如图16A-16C、 17A-17C、 18-19、 20A-20B和21A-21C中所示部件上的粘附以及为所需的应用创造足 够的织构冷却凹槽或通道24。关于这点，可在前面提到的压缩步骤 中使用沖模(未示出)来压縮所述多个摩擦材料片段26。冲模(未示出) 可包含压花设备(未示出)以压印附加的凹槽如图19中的凹槽27从而 提供除限定所述多个通道24的所述多个线迹、线迹的行或线迹才羊式 所限定的那些或足以在材料上提供表面织构的那些外的凹槽。例如，
元件(其在该示例中为同步器环32)的轴基本平行的实施方案。注意， 举例来说，通道24如图所示自第一侧32a (图19)向第二侧32b伸展。 至少一个或多个交叉凹槽或通道27可通过冲才莫缝合或压花。如前面 所提到的，应理解，通道24的预定构造或样式19应根据部件如部 件28(图16A)、 30 (图16A)、 32 (图18)和34 (图20A)所需要的冷却 量或流体流动传送来选择。可进行任选的压缩步骤(图4中框58)来改变多个通道24的特性。 例如，图22A-22F为不同压缩程度的显微照片及压缩程度对所述多 个通道24的总体影响的比4^。图22A示意了经压缩0%的缝合垫或 纤网14的显^:照片，图22B对应压缩7%,图22C对应压缩22%， 图22D对应压缩30%，图22E对应压缩40%,图22F对应压缩55.6%。 一般来说，随着压缩增加，通道的总体深度和尺寸减小。相反，当 压缩减小时，所述多个凹槽或通道24保持相对限定而维持其特性， 特别是当压缩0%时。
重新看图3和4,注意可在框35 (图3)处包括进一步加工站以提 供进一步的加工，如压花、切削、激光作用或其组合。
虽然未示出，但应理解形成所述多个通道24的所述多个线迹22 或线迹22的行可分别包含相同的横截面尺寸如宽度Wl (图IOD)， 或其可以不同。具有由第一纱线所限定的第一宽度的通道24可例如 远比由包含不同类型的纱线、不同的直径或不同的线迹样式的笫二 线迹22所限定的相邻或其他通道24小或大。应理解，所述多个线 迹22不必相同而是可根据需要采用例如不同类型的粗纱、纱线、纤 维或线束，即便沿线迹22的单个行也如此，以便提供通道24的所 需样式或构造19。因此，虽然本示例示出了沿其横截面长度基本不 变的线迹22a，但可在单个行中使用纤维线迹、线材张力和线材直径 等的组合以改变所述多个通道24中的一个或多个沿其长度的尺寸如 宽度TD (图IOD)或深度D4 (图9E)。
如前面间接提到的，所述多个通道24不必平行而是可相对于彼 此采取任何取向。因此，举例来说， 一个通道24可如图19中通道 27和24所示提供为大体与另 一通道垂直，或一行线迹22可例如与 另一行线迹22垂直。如果例如需要通过在所述多个通道24中提供 线迹22的行而在所述多行通道24中的一个或多个与一个或多个其 他通道间提供流体流通，则这可能是需要的。因此应理解，虽然所示实施方案示出了大体平行和线形的多个凹
槽或通道24,但也可选择其他样式或构造19。例如，当多个摩擦材 料片段26 ^皮粘结到部件28上时，可通过缝合(未示出)或压花提供交 叉通道或凹槽27(图21B)。此外也可采用非线形的线迹行或线迹22 样式如圓形、弧形、弓形。
有利的是，系统10 (图3)和方法12 (图4)提供具有多个线迹22 的纤网或垫14,所述多个线迹22以预定的构造或样式19分别形成 多个行或凹槽或通道24，所述预定的构造或样式19基于流体流动特 性和所需的冷却确定。
已发现所述实施方案中的一个或多个在具有多个从完全接合位 置到脱离接触位置变化的配合摩擦元件的类型的功率吸收或功率传 输组件中特别有用。在这样的环境中，所述组件(未示出)含笫一构件 (如图21A中的部件28)和配合的第二相对构件(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结原始纤网 或垫14并如前面所示用例如线迹22a或经纱缝合所述原始纤网或垫 14的步骤。上述过程或方法使广泛的样式和表面织构成为可能且样 式的改变可如前所述通过调节经纱针距、经纱线迹长度、经纱直径 和张力实现。
如前所述，原始纤网或垫14可经多次针织、起绒针织、梳理、 纺粘、编织、搭接、水刺、气流成网、湿法成网、搭接或其组合或 甚至可与其他纤网或垫14组合。所述多个垫或纤网14可经针织、 起绒针织、梳理、纺粘、编织、搭接、水剌、针刺并然后缝合在一 起以提供多层垫或纤网，其可然后按前面关于前述示例所描述的方 式加工。在所描述的示例中，例如图IIA中示出了呈单层垫或纤网 14的固结垫或纤网14。 ^f旦垫或纤网14可缝合成多层如图IOD中所 示的两层14d和14e。有利的是，系统10 (图3)和方法12 (图4)提供缝合的摩擦材料和 生产这类可用在摩擦环境如同步器环32 (图18)、离合器盘34 (图 20A)、扭矩转换器30(图17A)、活塞等中的具有预定通道24的材料 的方法。但本发明人预计所述材料可^皮应用到其他环境如湿制动器 应用、干制动器应用、千式离合器、传动带、启动离合器、旋转斜 盘泵(pump swash plate)、差动离合器、锥形离合器、输入轴制动器 或跨接离合器中。
虽然本文中所描述的材料、部件和方法以及实施所述方法的装置 和系统的形式构成本发明的优选实施方案，但应理解本发明不限于 这种明确的方法和装置形式，在不偏离随附权利要求所限定的本发 明范围的真正精神的前提下可作改变。
权利要求
1. 一种摩擦材料，所述摩擦材料包含形成以提供自其提供摩擦材料片段的纤网的多个材料；和所述纤网中的多个线迹以提供缝合纤网；所述多个线迹限定所述摩擦材料片段中的多个通道以促进热自其上布置了所述摩擦材料片段的摩擦元件处转移走。
2. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所迷多个材料包含组装 成织造或非织造纤网的多个粗纱、多个纤维、多个长丝、多个线束、 或多个纱线。
3. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述多个线迹包含多个 粗纱、多个纤维、多个长丝、多个线材、多个线束、多个纱线或多个 编带。
4. 如权利要求3所述的摩擦材料，其中所述多个线迹包含合成 粗纱、纤维、长丝、线材、线束、纱线或编带。
5. 如权利要求3所述的摩擦材料，其中所述多个线迹包含金属 和/或非金属纤维、长丝、线材、线束、纱线或编带。
6. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述多个线迹由纤维、 长丝、线材、线束、纱线或编带组成。
7. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中当所述摩擦材料片段4皮 布置在所述摩擦元件上时，所述多个通道布置在所述摩擦元件的表面 上。
8. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述多个通道是基本平 行的。
9. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述摩擦元件包含第一 边缘和第二边缘，所述多个通道在所述第一和第二边缘间伸展。
10. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述多个线迹限定多个 位于所述摩擦材料片段的内部区域中的通道。
11. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述缝合纤网用粘合剂 饱和。
12. 如权利要求11所述的摩擦材料，其中所述粘合剂为树脂焦 絲质。
13. 如权利要求l所述的摩擦材料，其中所述纤网用粘合剂饱和， 所述粘合剂包含遍散于其中的多个颗粒。
14. 如权利要求13所述的摩擦材料，其中所述颗粒包^^含石灰材 料、氮化物材料、金属氧化物材料、含硅材料、粉状弹性体材料、石友 化物材料、聚合物材料或矿物质。
15. 如权利要求13所述的摩擦材料，其中所述颗粒的直径在1 纳米到500微米范围内。
16. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述缝合纤网具有施加 到其至少一个表面上的颗粒。
17. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中垫材在向所述垫中引入 线迹前被碳化。
18. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中至少一部分垫材在向所 述垫中引入线迹后4皮石友化。
19. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中至少一部分所述垫材含 通过化学蒸气沉积工艺沉积于至少 一个表面上的材料。
20. 如权利要求13所述的摩擦材料，其中所述粘合剂含石油焦 颗粒。
21. 如权利要求13所述的摩擦材料，其中所述粘合剂含冶金焦 颗粒。
22. 如权利要求13所述的摩擦材料，其中所述粘合剂含活性炭。
23. 如权利要求13所述的摩擦材料，其中所述粘合剂含石墨碳。
24. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述摩擦元件包含扭矩 传输装置。
25. 如权利要求24所述的摩擦材料，其中所述扭矩传输装置为 同步器。
26. 如权利要求24所述的摩擦材料，其中所述扭矩传输装置为 扭矩转换离合器活塞。
27. 如权利要求24所述的摩擦材料，其中所述扭矩传输装置为 离合器盘。
28. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述纤网包含多个层。
29. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述多个线迹包含预定 的特性。
30. 如权利要求29所述的摩擦材料，其中所述多个线迹中的每 一个用具有预定直径的长丝、纤维、线材、线束、编带或纱线形成， 其中所述预定直径直接随其将形成的通道的尺寸而变。
31. 如权利要求29所述的摩擦材料，其中所述预定的特性为施 加到所述多个线迹中的至少一个上的预定张力。
32. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述多个线迹各自限定 具有二到六十个线迹每英寸之间的线迹行。
33. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述多个线迹中的每一 个包括至少一个经编线迹、改进的经编线迹、撩缝线迹、布4i特线迹、 豆形针、垫针、十字针、桂花针、链式线迹、网眼针、单线链式线迹、 单线暗缝线迹、锁式线迹、曲折锁式线迹、链式线迹、曲折链式线迹、 双针底部包缝线迹、三针底部包缝线迹、带绷缝线的双针链式线迹、 双线拷边、三线拷边、^f〖i安全缝线迹、双针四线拷边、四线安全线迹、 五线安全线迹、双针四线包缝线迹、三针五线包缝线迹、四针九线包 缝线迹、四针六线包缝线迹或及其组合。
34. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述垫材包含预定的特性。
35. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述垫材包含具有预定 直径的多个纤维、多个长丝、多个线束或多个纱线。
36. 如权利要求1所述的摩擦材料，其中所述垫材包含通过湿法 成网、气流成网、梳理、搭接、针刺或针织工艺组装为预定密度的织 造或非织造材料的多个纤维、多个长丝、多个线束、多个纱线。
37. —种摩擦材料片段，所述摩擦材料片段包含材料片段；和所述材料片段中以预定样式缝合的多个线迹；所述 多个线迹限定多个通道，流体可通过所述通道流动以促进其上粘附了 所述材料片段的摩擦元件的冷却。
38. 如权利要求37所述的摩擦材料片段，其中所述多个通道是 基本平行的通道。
39. 如权利要求37所述的摩擦材料片段，其中所述材料片段包 含第一边缘和基本相对的第二边缘；所述多个线迹限定为基本线形并 相对于所述第一边缘成预定角度布置的多个基本平行的通道。
40. 如权利要求39所述的摩擦材料片段，其中所述多个线迹布置为相对于所述材料片l殳的中心线成预定角度。
41. 如权利要求40所述的摩擦材料片段，其中所述材料片段自 包含所述多个线迹的缝合纤网冲压而成。
42. 如权利要求37所述的摩擦材料，其中所述材料片段包含多 个材料，所述多个材料包含通过湿法成网、气流成网、梳理、搭接、 针刺或针织工艺组装为织造或非织造材料的多个粗纱、多个纤维、多 个长丝、多个线束、多个纱线或多个纱线。
43. 如权利要求37所述的摩擦材料，其中所述多个线迹包含纤 维、长丝、线材、线束、纱线或编带。
44. 如权利要求43所述的摩擦材料，其中所述多个线迹包含合 成纤维、长丝、线材、线束、纱线或编带。
45. 如权利要求43所述的摩擦材料，其中所述多个线迹包含天 然纤维、长丝、线材、线束、纱线或编带。
46. 如权利要求37所述的摩擦材料，其中所述缝合样式限定多 个位于所述摩擦材料片段的内部区域中的通道。
47. 如权利要求37所述的摩擦材料，其中所述材料片段用粘合 剂々包和。
48. 如权利要求37所述的摩擦材料，其中所述材料片段包含施 加到其至少一个表面上的颗粒。
49. 如权利要求48所述的摩擦材料，其中所述颗粒包含^^谈材 料、氮化物材料、金属氧化物材料、含硅材料、粉状弹性体材料、石灰 化物材料、聚合物材料或矿物质。
50. 如权利要求49所述的摩擦材料，其中所述颗粒的直径在1 纳米到500微米范围内。
51. 如权利要求47所述的摩擦材料，其中所述粘合剂包含遍散于其中的多个颗粒。
52. 权利要求51的摩擦材料，其中所述粘合剂含石油焦颗粒。
53. 权利要求51的摩擦材料，其中所述粘合剂含冶金焦颗粒。
54. 权利要求51的摩擦材料，其中所述粘合剂含活性炭。
55. 权利要求51的摩擦材料，其中所述粘合剂含石墨碳。
56. 如权利要求37所述的摩擦材料，其中所述摩擦元件包含扭 矩传输装置。
57. 如权利要求56所述的摩擦元件，其中所述扭矩传输装置为 同步器。
58. 如权利要求56所述的摩擦材料，其中所述扭矩传输装置为 扭矩转换离合器活塞。
59. 如权利要求56所述的摩擦材料，其中所述扭矩传输装置为 离合器盘。
60. 如权利要求56所述的摩擦材料，其中所述摩擦材料包含缝 合在一起的多个材料片段。
61. —种生产摩擦材料的方法，所述方法包括步骤 提供多个粗纱、纤维、长丝、线束或纱线；将所述多个粗纱、纤维、长丝、纱线和/或线束通过梳理、纺粘、 编织、搭接、针刺、针织、水刺、起绒针织、气流成网、湿法成网或其纟且合加工成垫或纤网；和用多个线迹增强所述垫或纤网，所述多个线迹分别限定多个通道。
62. 如权利要求61所述的方法，其中所述增强步骤还包括步骤 用包含纤维、长丝、线材、线束、纱线或编带的所述多个线迹增强所迷垫或纤网。
63. 如权利要求61所述的方法，其中所述垫或纤网经化学蒸气 沉积工艺向其至少 一个表面上沉积材料。
64. 如权利要求61所述的方法，其中所述垫或纤网经粘合剂浸 渍以形成饱和的纤网或垫。
65. 如权利要求61所述的方法，其中所述垫或纤网含树脂焦炭 基质作为粘合剂。
66. 如权利要求63所述的方法，其中所述化学蒸气沉积工艺在 所述垫或纤网经粘合剂浸渍后在垫或纤网的至少 一部分上进行。
67. 如权利要求63所述的方法，其中所述化学蒸气沉积工艺在 所述垫经粘合剂浸渍之前进行。
68. 如权利要求61所述的方法，其中所述垫或纤网经历碳化工 艺以碳化垫或纤网的至少一部分。
69. 如权利要求68所述的方法，其中所述碳化工艺在所述增强 步骤之前进行。
70. 如权利要求68所述的方法，其中所述碳化工艺在所述增强 步骤之后进行。
71. 如权利要求64所述的方法，其中所述粘合剂包含分散于其 中的多个颗粒材料，所述方法还包括步骤向所述垫或纤网的至少 一部分上施加粘合剂与所述多个颗粒材 料的混合物。
72. 如权利要求64所述的方法，其中所述方法还包括步骤 干燥所述饱和的纤网或垫以提供千燥的纤网或垫。
73. 如权利要求72所述的方法，其中所述方法还包括步骤 将所述干燥的纤网或垫加工成多个摩擦材料片段。
74. 如权利要求73所述的方法，其中所述方法还包括步骤 粘附所述多个摩擦材料片段到部件上。
75. 如权利要求74所述的方法，其中所述部件为同步器环、离 合器盘、扭矩转换器或其他扭矩传输装置。
76. —种生产摩擦元件的方法，所述方法包括步骤 提供用在摩擦环境中的部件；提供包含多个粗纱、纤维、长丝、线束或纱线的垫或纤网； 以预定线迹样式缝合所述垫或纤网以分别形成多个通道； 加工所述垫或纤网以提供多个材料片段；和粘附所述多个材料片段于所述部件上使所述多个通道就位以 促进流体从与所述摩擦元件的第 一侧相关的笫 一 区域流到与所述摩 擦元件的第二侧相关的笫二区域。
77. 如权利要求76所述的方法，其中所述垫或纤网的至少一部 分经历化学蒸气沉积工艺。
78. 如权利要求77所述的方法，其中所述化学蒸气沉积工艺在 所述垫或纤网经粘合剂增强之后进行。
79. 如权利要求77所述的方法，其中所述化学蒸气沉积工艺在 所述垫经粘合剂增强之前进行。
80. 如权利要求76所述的方法，其中所述垫或纤网经历碳化工 艺以碳化所述纤网的至少一部分。
81. 如权利要求80所述的方法，其中所述> 友化工艺在所述增强 步骤之前进行。
82. 如权利要求80所述的方法，其中所述碳化工艺在所述增强 步骤之后进行。
83. 如权利要求76所述的方法，其中所述方法还包括步骤 通过梳理、纺粘、编织、搭接、针刺、针织、水刺、起绒针织、气流成网、湿法成网或其组合将所述多个粗纱、纤维、长丝、纱线和 /或线束形成所述纤网或垫。
84. 如权利要求83所述的方法，其中所述方法还包括形成具有 预先选定的纤维几何形状的所述纤网的步骤。
85. 如权利要求83所述的方法，其中所述方法还包括形成具有 预先选定的密度的所述纤网的步骤。
86. 如权利要求76所述的方法，其中所述缝合步骤用纤维、长 丝、线材、纱线、线束或编带进行。
87. 如权利要求76所述的方法，其中所述方法还包括步骤 用粘合剂浸渍所述垫或纤网以形成饱和的纤网或垫。
88. 如权利要求87所述的方法，其中所述垫或纤网含树脂焦炭 基质作为粘合剂。
89. 如权利要求87所述的方法，其中所述方法还包括步骤颗粒的混合物；向所述垫或纤网上施加粘合剂与所述多个颗粒材料的所述混合物。
90. 如权利要求76所述的方法，其中所述方法还包括步骤 干燥所述饱和的纤网或垫以提供干燥的纤网或垫。
91. 如权利要求90所迷的方法，其中所述方法还包括步骤 将所述干燥的纤网或垫加工成多个摩擦材料片段。
92. 如权利要求91所述的方法，其中所迷方法还包括步骤 粘附所述多个摩擦材料片段于部件上。
93. 如权利要求92所述的方法，其中所述方法还包括步骤 在所述粘附工艺之前、过程中或之后将所述多个摩擦材料片段压縮至预定的深度。
94. 如权利要求92所述的方法，其中所述部件为同步器环、离 合器盘、扭矩转换器或其他扭矩传输装置。
95. 如权利要求76所述的方法，其中所述缝合步骤还包含步骤 以预定的线迹样式缝合，该线迹样式以预定的张力张紧所述垫或纤网。
96. 如权利要求95所述的方法，其中所述方法还包括基于所述 多个通道中的至少 一个的尺寸的确定选择所述预定张力的步骤。
97. 如权利要求76所述的方法，其中所述缝合步骤还包含选择 具有预定直径的多个纤维、粗纱、长丝、线材、线束或纱线的步骤， 其中所述预定直径基于所述多个通道中的至少一个的尺寸选定。
98. 如权利要求76所述的方法，其中所述缝合步骤通过使用如 下线迹样式中的至少一种进行经编线迹、改进的经编线迹、撩缝线 迹、布拉特线迹、豆形针、垫针、十字针、桂花针、链式线迹、网眼 针(openpillar)、单线链式线迹、单线暗缝线迹、锁式线迹、曲折锁式 线迹、链式线迹、曲折链式线迹、双针底部包缝线迹、三针底部包缝 线迹、带绷缝线的双针链式线迹、双线拷边、三线拷边、假安全缝线 迹、双针四线拷边、四线安全线迹、五线安全线迹、双针四线包缝线 迹、三针五线包缝线迹、四针九线包缝线迹、四针六线包缝线迹或及 其组合。
99. 如权利要求89所述的方法，其中所述多个颗粒材料包括如 下材料中的至少一种含碳材料如冶金焦、石油焦、碳化的PAN或 沥青、石墨、活性炭、工业金刚石、金属氧化物材料、含硅材料或粉 状弹性体材料。
100. —种生产摩擦元件的系统，所述系统包含 产生包含多个粗纱、纤维、长丝、线束或纱线的垫的垫站； 以预定线迹样式缝合所述垫以分别形成多个通道的缝合站； 加工所述垫或纤网以提供多个材料片段的加工站；和粘合所述多个材料片段于部件上以提供所述摩擦元件的粘合站， 以便所述多个通道以预定顺序就位而促进流体从与所述摩擦元件的 第 一侧相关的第 一 区域流到与所述摩擦元件的第二側相关的第二区 域。
101. 如权利要求100所述的生产摩擦元件的系统，其中所述垫在经所述缝合站加工之前经碳化站加工。
102. 如权利要求100所述的系统，其中所述系统还包含至少一 个任选的碳化站以碳化所述垫的至少一部分；任选的化学蒸气沉积站以向所述垫的至少 一部分上沉积材料。
103. 如权利要求100所述的系统，其中所述垫站还包含 将所述多个粗纱、纤维、长丝、线束或纱线进行梳理、纺粘、编织、搭接、.针刺、针织、水刺、起绒针织、气流成网、湿法成网中的 至少一个或其组合以形成垫或纤网的设备。
104. 如权利要求103所述的系统，其中所迷设备包含长网纸机、 针刺机、针织机、水刺机、起绒针织机、真空圓网抄纸机、气流成网 才几或编织才几。
105. 如权利要求100所述的系统，其中所述系统还包含用于将 包含纤维、长丝、线材、线束、纱线或编带的所述预定样式的线迹缝 合成所述预定样式的缝编机。
106. 如权利要求100所述的系统，其中所述缝编机为单针才几、 多针机、马利莫缝编机、马利瓦特缝编机、马利弗里斯缝编机。
107. 如权利要求100所述的系统，其中所述系统还包含用于在 缝合前或后碳化所述垫或纤网的碳化炉以形成碳化至预定水平的缝 合或非缝合纤网。
108. 如权利要求100所述的系统，其中所述系统还包含用于在 缝合前或后向所述垫或纤网上沉积材料的化学蒸气沉积氛。
109. 如权利要求100所述的系统，其中所述系统还包含用于用 粘合剂浸渍所述垫或纤网以形成饱和的纤网或垫的浸渍机。
110. 如权利要求100所述的系统，其中所述系统还包含用于分散多个颗粒材料于所述粘合剂中以提供粘合剂与所述多 个颗粒的混合物并向所述垫或纤网上施加粘合剂与所述多个颗粒材 料的所述混合物的设备。
111. 如权利要求100所述的系统，其中所述系统还包含 分散多个材料颗粒于所述垫或纤网的至少 一个表面上的设备。
112. 如权利要求100所述的系统，其中所述系统还包含步骤 粘附所述多个摩擦材料片段于部件上。
113. 如权利要求100所述的系统，其中所述系统还包含步骤 在所述粘附步骤之前、过程中或之后压缩所述多个摩擦材料片段。
114. 如权利要求113所述的系统，其中所述部件为同步器环、 离合器盘、扭矩转换器或其他扭矩传输装置。
115. 如权利要求114所述的系统，其中所述扭矩转换器的外径 大于或等于282.5mm且内径小于或等于254mm,且所述系统被连接 到厚度至少为0.6mm的载体上，当在至少400kPa的压力下和运动粘 度为约9.32cSt的流体中试验而无其他非缝合的通道时，通过湿法成 网摩擦材料的流率在约0.2 1/min到5.0 1/min之间。
116. 如权利要求114所述的系统，当在包含摩擦材料组件的扭 矩转换器活塞上试验时，其中所述扭矩转换器部件在200kPa、400kPa、 700kPa下于20到60RPM之间提供高于-.35NM/RPM的斜率，其中所 述摩擦材料组件的外径小于或等于282.5mm且内径大于或等于 254mm且有效活塞表面大于或等于102.32平方英寸。
全文摘要
本发明公开了一种提供用于功率传输-吸收组件的摩擦元件的材料的系统和方法及生产所述材料的方法。所述材料具有预先选定的通道构造，所述通道构造提供至少部分由线迹样式如多个线迹行所限定的多个通道。
文档编号F16D69/02GK101454589SQ200780017812
公开日2009年6月10日 申请日期2007年4月25日 优先权日2006年5月18日
发明者E·A·舒勒, J·M·李, M·J·特里佩尔 申请人:苏舍摩擦系统(美国)有限公司