用于干式离合器的环形摩擦衬垫的制作方法

本发明涉及一种用于干式单或双离合器的环形摩擦衬垫，尤其用于机动车辆，诸如客车或商用车。
背景技术：
：通常，机动车辆离合器包括摩擦片，该摩擦片在其表面中的每个上承载有被固定到可选地共用的支撑件的摩擦衬垫，支撑件被固定到开槽的毂，与变速箱输入轴接合。通常，扭转减振器被插设在摩擦衬垫的一个或多个支撑件与开槽的毂之间。另外，累进装置被传统地安置在两个摩擦衬垫之间。摩擦片被安置在一方面的直接或间接地连接到车辆发动机曲轴的反作用板和另一方面的包括被连接到反作用板的盖件和离合器毂的离合器机构的压板之间，例如环形膜片，其轴向促动旋转联接到盖件的压板，并可相对于该盖件以受限的方式轴向移动。在接合位置中，摩擦片的衬垫被夹持在反作用板与压板之间，以将热力发动机的转矩传递至变速箱的输入轴。已知在摩擦衬垫中设置径向槽，以排除可出现在摩擦表面上的可能的污染物(油脂、油、灰尘)。这种槽还有助于尤其在磨合期间去除任何磨屑，由此允许避免咬刹(grippage)。这些槽还为离合器片(衬垫固定到该离合器片)提供柔性，由此改善间隙的消除并最小化离合器的振动和噪声。然而，这些槽使得摩擦衬垫脆化并减小了它们的抗破裂性。另外，这种槽不会改善面临所谓的“衰减”现象时的离合器的性能。在长时间的表面摩擦期间，衬垫承受明显的发热，其具有显著减小摩擦系数的效果。这是由衬垫表层的劣化引起的，由此充当衬垫的完好部分与相对材料的相反摩擦表面之间的润滑剂。该劣化与摩擦期间的耗能和衬垫的冷却质量直接相关。已知在现有技术中，摩擦衬垫旨在通过衬垫中的一方面径向或倾斜的且另一方面周向的、具有直边缘的槽网络限制摩擦系数的该减小。这些衬垫在车辆的正常使用条件下在抗热性和摩擦系数稳定性方面表现得令人满意。然而在严酷的使用条件下，例如在坡路上的连续起动期间，待消散的热能显著增加。衬垫的耐热性被再次减小。这导致摩擦系数的减小。因此，在严酷的使用条件下，未以令人满意的方式传递发动机扭矩。这样的缺陷还限制了这些摩擦衬垫在涉及功率级的传递的车辆中的使用，这样的车辆如商用车、载客车辆。技术实现要素：本发明的目的尤其在于提供一种针对该问题的简单、有效且经济的解决方案。为此，本发明提供用于干式离合器(特别地用于机动车辆)的摩擦衬垫，该摩擦衬垫包括被固定在金属支撑件上且包括摩擦面的摩擦材料，至少一个截头圆锥形槽被设置在摩擦材料中，其特征在于，截头圆锥形槽的锥度为10％至35％范围内、更具体地为17％至30％范围内。在待通过摩擦衬垫消散的能量是时，尤其是在严酷的使用条件下，这种截头圆锥形槽允许以满意的方式冷却摩擦材料，以限定其耐热性的退化并由此保持其传递发动机扭矩的能力。截头圆锥形槽的锥度可相对于与摩擦面正交的轴线被定义。摩擦面可能够接触相对材料，诸如离合器的反作用板或压板，用于传递发动机扭矩。根据本发明第一变型，截头圆锥形槽与金属支撑件远离地扩张。根据本发明第二变型，截头圆锥形槽接近金属支撑件地扩张。第一变型允许以令人满意的方式排除灰尘和/或碎屑，而第二变型允许保留最大化的摩擦表面。截头圆锥形槽可限定纵向轴线，所述截头圆锥形槽的与该纵向轴线正交的截面可具有：-梯形轮廓，和-属于包括摩擦材料的摩擦面的平面的外部基部，和-与外部基部平行的内部基部。连续的内部基部可限定截头圆锥形槽的底部。该底部可与摩擦面平行。作为变型，槽的底部在与纵向轴线正交平面中可以是倾斜的、尤其是弯曲的。在本发明第一变型中，外部基础的尺寸可为1.5mm至3mm范围内，而内部基部的尺寸可为0.5mm至2.5mm范围内。而在发明的第二变形中，外部基部的尺寸可为0.5mm至2.5mm范围内，而每部基部的尺寸可为1.5mm至3mm范围内。根据本发明另一方面：-截头圆锥形槽底部和金属支撑件之间的摩擦材料的最小厚度，与-摩擦材料的厚度之间的比可小于0.2。在槽之下的该少量材料允许降低随着时间而导致平面度缺陷的轴向变形能力。该平面度缺陷可使摩擦面采取锥形或扭曲的形状。该少量材料还赋予摩擦材料柔性，其允许摩擦衬垫与离合器的相对材料的良好适应性。这由此允许摩擦材料具有根据温度的稳定摩擦和槽内的最佳散热(或热交换)，并由此允许进行更多次的高能量式起动。摩擦材料的厚度可被定义为摩擦材料沿与该摩擦面正交的轴线的尺寸。摩擦材料可在摩擦面和面对金属支撑件的固定面之间延伸。该比优选地为0.08至0.14范围内。根据本发明的一个方面：-截头圆锥形槽底部和金属支撑件之间摩擦材料的最小厚度，与-摩擦材料的厚度之间的比小于1。这样的比率允许摩擦材料符合离合器抗摩材料，尤其是在金属支撑件的厚度大约为0.3mm和钢材可容易地变形时。事实上，具有在所述范围之外比率的摩擦材料具有使金属支撑件与摩擦表面相粘着的问题，这将造成负面影响。因此，无论金属支撑件的厚度如何和温度如何，这样的比率允许保证接触表面结构的令人满意的平面度和规则性。该比优选地为0.2至0.8范围内。根据本发明的另一方面，截头圆锥形槽沿基本直线的、圆周的或椭圆周的方向延伸。摩擦材料可以报考径向内部边沿和径向外部边沿。直线的截头圆锥形槽在两个边沿之间以连接的方式延伸。根据本发明的另一方面，截头圆锥形槽相对穿过所述槽的任何半径倾斜。纵向轴线可在径向内部边沿处与和纵向轴线相交的半径尤其形成10至20°范围内的角度、尤其为15°的角度。根据本发明的另一方面，多个截头圆锥形槽被设置在摩擦材料中。一些可沿直线方向延伸，另一些可沿圆周或椭圆周方向延伸，这些截头圆锥形槽互相交叉并形成摩擦垫，摩擦垫形成摩擦面。这样的截头圆锥形槽允许最大化摩擦面的表面积，尤其是在这些槽随着与金属支撑件靠近而扩张时。根据本发明的另一方面，金属支撑件的厚度为0.1至1mm范围内、更特别地为0.3至0.6mm范围内。根据本发明的另一方面，摩擦材料的厚度为1.5mm至4mm范围内。根据本发明的另一方面，摩擦材料可被粘贴或包覆模制在金属支撑件上。根据本发明的另一方面，摩擦衬垫可为环形的。根据本发明的另一方面，摩擦材料具有通过有机基质连接在一起的纤维(例如玻璃纤维)。该基质可包括聚合物(诸如热固性树脂)、弹性体(诸如橡胶)和有机或无机填充物。摩擦材料的不同元素可被预先设置以形成预制件。一旦获得了摩擦衬垫的环形形状，即可通过材料的切削加工来获得截头圆锥形槽。在变型中，通过在形成对应于环形形状和截头圆锥形槽形状的型腔的模具中灌注获得呈其最终形状的摩擦材料。本发明另外涉及根据本发明的摩擦衬垫在机动车辆的湿式离合器中的使用。这种离合器包括具有之前对于干式离合器中的衬垫描述的特征中的全部或部分的衬垫。本发明最后涉及离合器盘，该离合器盘更特别地用于机动车辆的，其包括至少一个如前所述的摩擦衬垫。附图说明通过阅读以下参照附图以示例性而非限制性的方式给出的说明，本发明将被更好地理解，且本发明其它细节、特征和优点将变得显而易见，在附图中：图1是根据本发明的摩擦衬衬垫的例子的立体视图；图2a和2b是分别根据本发明的第一变型和第二变型的截头圆锥形槽的细节图；图3是根据第一变型的另一例子的截头圆锥形槽的细节图；图4a、4b、5a和5b是在本发明范围中的和在本发明范围之外的摩擦衬垫的性能对比图；图6是示出根据本发明的摩擦衬垫的例子的轴向变形在不同使用条件下的减小的示意图。具体实施方式图1示出用于干式离合器的环形摩擦衬垫1的例子。衬垫1包括被固定在金属支撑件(其将在下文中被描述)上的摩擦材料2。材料2包括径向内部边沿3和径向外部边沿4、面对金属支撑件的固定面5、和背对固定面且能够接触相对材料的摩擦面6，该相对材料诸如离合器的反作用板或压板，其用于传递发动机扭矩。在所描述的例子中，材料2被粘贴或包覆模制在金属支撑件上。在所描述的例子中，多个截头圆锥形槽7、8被设置在材料2中，一些截头圆锥形槽7沿直线方向延伸，另一些截头圆锥形槽8沿圆周方向延伸，这些截头圆锥形槽互相交叉并形成摩擦垫9，这些摩擦垫9的集合限定材料2，并且这些垫9的距金属支撑件最远的表面形成摩擦面6。此外，直线的截头圆锥形槽7在材料2的两个径向内部边沿3和径向外部边沿4之间延伸，并且被设置在材料2中的全部槽为锥形的。各个直线的截头圆锥形槽7的纵向轴线在径向内部边沿3处与同纵向轴线交叉的半径形成15°的角度。在所描述的例子中，材料2可具有通过有机基质连接在一起玻璃纤维。该基质可包括热固性树脂、弹性体、橡胶和有机或无机填充物。摩擦材料的不同元素可被预先设置以形成预制件。一旦获得摩擦衬垫的环形形状，即可通过材料的切削加工获得截头圆锥形槽。在变型中，可通过在对应于环形形状和截头圆锥形槽形状的型腔模具中灌注获得材料2。图2a和2b每个示出截头圆锥形槽7、8的与所示槽的纵向轴线正交的截面。在图2a中，根据第一变型，截头圆锥形槽7、8自金属支撑件12远离地扩张，而在图2b中，根据第二变型，截头圆锥形槽7、8与金属支撑件12靠近地扩张。根据第二变型，截头圆锥形槽7、8具有梯形轮廓、属于包括摩擦面6的平面的外基部、和与外基部平行的内基部15。相继的内基部15于此处限定截头圆锥形槽的底部16，且该底部与摩擦面6平行。在变型中，槽的底部在垂直于纵向轴线的平面上是倾斜的、尤其是弯曲的。根据图2a和2b的例子，截头圆锥形槽7、8的锥度为10至35％范围内、更具体地为17至30％范围内，该锥度相对垂直于摩擦面6的轴线而被定义。最后，在图2a和2b中所示的实施例中，截头圆锥形槽7、8延伸直至金属支撑件12，以使摩擦垫9彼此分离，材料2由此是不连续的。应当注意，然而，可在截头圆锥形槽7、8之下保留少量材料2，以便不接触钢材表面，并且以便最终不将粘着接头中的剪切应力传递到材料2与金属支撑件之间的界面。在图2a中所示的第一变型的例子中，外基部的尺寸为1.5mm至3mm范围内，而内基部的尺寸为0.5mm至2.5mm范围内。在图2b中所示的第一变型的例子中，外基部14的尺寸为0.5mm至2.5mm范围内，而内基部15的尺寸为1.5mm至3mm范围内。这些尺寸是在诸如图2a和2b所示的正交平面中计算的。在图2a和2b中描述的截头圆锥形槽的材料2可用另一种方法实施，以将截头圆锥形槽布置为延伸直至金属支撑件，而不必担心脆化粘着接头。2a和2b的材料2可通过不同于已述方法的另一方法获得。该方法尤其包括如下步骤：-实现包括仅在固定面处敞开的截头圆锥形槽的材料2，-通过固定面的粘附而将摩擦主体固定在金属支撑件上，-加工与固定面背对的摩擦面，直至所述槽在摩擦主体的第二面处敞开。图3所示的截头圆锥形槽7、8为第一变型的另一种例子。在该例子中，在摩擦面6和固定面5之间限定的材料厚度d1为1.5mm至4mm范围内，金属支撑件的厚度d2为0.1至1mm范围内、更特别地为0.3至0.6mm范围内。在图3描述的例子中：-截头圆锥形槽的底部与金属支撑件之间的材料的厚度d3，与-摩擦材料的厚度d1之间的比r1小于0.2。仍然在该例子中：-截头圆锥形槽的底部16与金属支撑件12之间的材料2的最小厚度d3，与-摩擦材料的厚度d2之间的比r2小于1。在所描述的例子中，摩擦材料的厚度d1被定义为材料2沿与摩擦面6正交的轴线的尺寸。在图3所示的例子中，以百分比表达的锥度等于：图4a、4b、5a和5b示出在本发明范围内的衬垫1与在本发明范围外的衬垫的对照的测试结果。在使用手动变速箱的测试平台上实施了这些测试。为了模拟严酷的使用条件、尤其是坡路起动，强制摩擦衬垫1消散约为364j/cm2的能量。用于这些测试的衬垫1具有的约为137mm的内直径和约为200mm的外直径。截头圆锥形槽的外基部的尺寸大于1.5mm。在这些测试期间，对每个衬垫强加一系列起动，并记录了这样的起动次数：对于该起动次数，衬垫令人满意地传递发动机扭矩。在测试条件下，在无打滑时，衬垫以令人满意的方式传递扭矩，摩擦系数在恒定的整定值或板负载条件下保持为大于0.2。用于测试的、在本发明范围之外的衬垫的结构特征在表i中示出，而用于测试的、在本发明范围内的衬垫1在表ii中示出。r1r2锥度衬垫n°10.271.7537衬垫n°20.271.7537衬垫n°30.271.7537衬垫n°40.271.7537衬垫n°50.282.526衬垫n°60.040.250衬垫n°70.040.250表ir1r2锥度衬垫n°80.040.2521衬垫n°90.120.7527衬垫n°100.120.7527衬垫n°110.020.1317表ii应当注意，仅衬垫n°11随着与金属支撑件12靠近而扩张。表i的衬垫测试结果涉及图4a和4b，表ii的衬垫测试涉及图5a和5b。按顺序地发现，在令人满意的扭矩传递条件下，起动次数或者表达为r1的函数(图4a和5a)、或者表达为r2的函数(图4b和5b)。观察到，表ii的衬垫是特别有利的，并且例如，它们在严酷条件下相对于表i中衬垫允许起动次数增加一倍。根据上述例子的衬垫1还允许减小随时间导致平面度缺陷的轴向变形的能力。在25℃时对衬垫进行测试(初始状态)，然后对在140℃时已经运行(ayantpassé)4小时的衬垫进行测试，最后对在40℃时并在90％潮湿度中已经运行24小时的衬垫进行测试(分别为图6中的a、b和c)。这些阶段结束时，使这些衬垫承受自1000n渐渐减至20n的负载。每个矩形a、b、c以百分比示出在包括摩擦面的平面中、在根据本发明的摩擦衬垫与本发明范围之外的范例衬垫之间的位移减小量。对于测试a、b和c，轴向位置被分别减小至少65％、至少40％和至少50％。在所示的每个测试中，在本发明范围之内和在本发明范围之外的衬垫的例子的不同之处仅在于它们的槽的形状。它们的内部组成、它们的金属支撑件、它们的槽的数量相同，以强调根据本发明的槽的形状的影响。本发明不限于所描述的例子。当前第1页12