具有含铁表面的铝离合器构件的制作方法
【专利说明】具有含铁表面的铝离合器构件
[0001]相关串请的交叉引用
本申请要求2014年6月13日提交的美国临时专利申请序列第62/ 012，041号的权益，该申请通过引用整体并入本文中。
技术领域
[0002]本公开内容涉及用于自动变速器的铝构件，并且更具体地涉及具有设置在其上的钢、铁或类似金属的薄层的铝带制动鼓、离合器毂密封区域、套筒区域和离合器毂花键区域。
【背景技术】
[0003]本段中的声明仅提供了关于本公开内容的背景信息，且可能构成或可能不构成现有技术。
[0004]常规自动变速器可包括一个或多个带式制动器、摩擦离合器组件和行星齿轮组件。带式制动器包括联接到旋转构件如行星齿轮组件的元件上且由制动带包绕的带鼓，制动带可通过致动器围绕鼓收紧来使鼓和相关联的构件制动。摩擦离合器包括设置在内毂与外壳之间的多个交错的摩擦板和反应板，摩擦板与内毂一起旋转，反应板与外壳一起旋转。在离合器毂或壳体与其它构件如轴、衬套或行星齿轮构件之间，通常需要建立不透流体的密封，以便将流体填充(即，湿的)区域与干区域分开，或建立用于流体流过旋转和非旋转构件或在它们之间流动的流动通路。这在第一情况下可通过设置在区域之间的通道或凹槽中的回弹性密封件实现，或在第二情况下使用设置在流动通路的两侧上的凹槽中以适当引导流体流的一对回弹性密封件实现。另外，内毂和外壳中的一者或两者可通过花键联接到轴或衬套上。
[0005]通常，带式制动鼓、摩擦离合器毂和壳体，以及具有由回弹性密封件接合的表面或包括花键的构件由于各种钢提供的强度和持久性由这些材料制成。
[0006]尽管各种钢提供了必要的强度和持久性，但它们并非没有缺陷。钢构件的主要当前问题在于重量。由于这些构件都作为总车辆重量的一部分被传送和平移，且旋转，且因此在它们反复加速时贡献了动力系能量损失，所以它们双重贡献了燃料消耗。因此，从总车辆重量以及动力系效率两种观点看，旋转构件如制动鼓、离合器壳体或毂的任何重量减轻积极地影响了燃料消耗。
[0007]重量问题的解决方案在于替换为较轻重量的材料，如铝。铝具有钢密度的大约三分之一，且呈现出良好的热传递，两个特征都在变速器应用中重要且有益。然而，已经发现铝带制动鼓、铝离合器壳体或毂或具有花键或密封表面的铝构件不适合，因为铝并未呈现出适合的耐磨性来用作制动鼓，其可能没有足够的强度来传递转矩穿过变速器中的花键互连，且套筒表面或密封应用中的耐磨性也是问题。
[0008]因此，尽管铝从重量和节能观点看是吸引人的，但由于其在涉及摩擦服务和相对高转矩水平的应用中的尤其相对于普通钢的有限强度，故铝仍是不吸引人的替代方案。本发明解决了这些缺陷。
【发明内容】
[0009]本发明提供了用于自动变速器的构件，变速器包括带式制动鼓、具有套筒界面表面或密封表面的离合器壳体或毂，或用于具有花键组的摩擦离合器组件的离合器壳体或毂。所有这些构件都由铝制成，且带式制动鼓的外(摩擦)表面、壳体或毂密封件或套筒的一个或多个表面和花键组和相邻区域包括热喷涂钢材料的薄涂层。热喷涂钢材料可为低碳钢，如SAE 1008或1010、类似合金、铁或其它金属。所得的构件因此呈现出铝的重量节省，同时由于通过热喷涂钢涂层提供的提高的强度和耐磨性而提供了优异的使用寿命。
[0010]因此，本发明的方面在于提供一种由铝制成且具有热喷涂钢材料的薄层的自动变速器构件。
[0011]本发明的又一个方面在于提供一种用于摩擦鼓制动组件的制动鼓，其由铝制成且具有其外表面上的热喷涂钢材料的薄层。
[0012]本发明的再一个方面在于提供一种用于摩擦离合器组件的构件，其由铝制成且具有在一个或多个密封表面上的热喷涂钢材料的薄层。
[0013]本发明的再一个方面在于提供一种用于摩擦离合器组件的构件，其由铝制成且具有在一个或多个套筒界面表面上的热喷涂钢材料的薄层。
[0014]本发明的又一个方面在于提供一种用于摩擦离合器组件的壳体或毂，其由铝制成且具有花键组上的热喷涂钢材料的薄层。
[0015]本发明的再一个方面在于提供一种用于摩擦鼓制动组件的制动鼓，其由铝制成且具有在其外表面上的热喷涂SAE 1008或1010钢、铁或其它材料的薄层。
[0016]本发明的再一个方面在于提供一种用于摩擦离合器组件的构件，其由铝制成且具有在一个或多个密封表面上的热喷涂的SAE 1008或1010钢、铁或其它材料的薄层。
[0017]本发明的再一个方面在于提供一种用于摩擦离合器组件的构件，其由铝制成且具有在一个或多个套筒界面表面上的热喷涂的SAE 1008或1010钢、铁或其它材料的薄层。
[0018]本发明的再一个方面在于提供一种用于摩擦离合器组件的整体式壳体或毂，其由铝制成且具有设置在花键组上的热喷涂的SAE 1008或1010钢、铁或其它材料的薄层。
[0019]适用性的其它方面、优点和领域将从本文提供的描述中变得清楚。应当理解的是，描述和特定实例旨在仅用于图示的目的，且不意于限制本公开内容的范围。
[0020]本发明还提供如下方案:
1.一种用于自动的机动车辆变速器的鼓式制动器组件，组合地包括:
设置成围绕中心轴线旋转的大体上圆柱形的铝制动鼓，所述制动鼓具有外表面，所述外表面包括围绕所述中心轴线布置的环形区域，其具有非铝金属涂层，
支承所述制动鼓的至少一个轴承，以及
围绕所述制动鼓设置且具有内表面的制动带，摩擦材料层设置在所述内表面上且接合所述环形区域上的所述非铝金属涂层。
[0021]2.根据方案1所述的鼓式制动器组件，其特征在于，所述非铝金属涂层为SAE1008钢、SAE 1010钢、铁、合金和其它金属中的一者。
[0022]3.根据方案1所述的鼓式制动器组件，其特征在于，所述金属涂层由热喷涂过程施加到所述环形区域上。
[0023]4.根据方案1所述的鼓式制动器组件，其特征在于，还包括行星齿轮组件，且其中所述制动鼓联接到所述行星齿轮组件。
[0024]5.根据方案1所述的鼓式制动器组件，其特征在于，所述大体上圆柱形的铝制动鼓具有至少两个不同的直径。
[0025]6.根据方案1所述的鼓式制动器组件，其特征在于，所述制动带包绕所述制动鼓。
[0026]7.根据方案1所述的鼓式制动器组件，其特征在于，还包括支承轴的静止壳体，所述轴限定所述中心轴线。
[0027]8.一种用于自动的机动车辆变速器的流体操作的离合器组件，组合地包括:
设置成围绕中心轴线旋转的大体上圆柱形的铝离合器壳体，所述离合器壳体包括外表面、具有至少一个流体室的液压操作器、穿过与所述室连通的所述壳体和所述外表面的第一通路、以及所述外表面上的非铝金属涂层，以及
邻近所述壳体的支承件，所述支承件具有大体上沿轴向与所述第一通路对准的至少一个第二通路，以及设置在所述至少一个第二通路的相对侧上且与所述离合器壳体上的所述非铝金属涂层对准和接合的一对密封件。
[0028]9.根据方案8所述的流体操作的离合器组件，其特征在于，所述支承件包括包含所述第二通路的圆柱形部分，且所述密封件设置在所述离合器壳体内。
[0029]10.根据方案8所述的流体操作的离合器组件，其特征在于，所述支承件为静止的且由铝制成。
[0030]11.根据方案8所述的流体操作的离合器组件，其特征在于，还包括设置成围绕所述中心轴线旋转的轴，所述轴包括与所述第二通路连通的第三通路。
[0031]12.根据方案8所述的流体操作的离合器组件，其特征在于，所述非铝金属涂层为SAE 1008钢、SAE 1010钢、铁、合金和其它金属中的一者。
[0032]13.根据方案8所述的流体操作的离合器组件，其特征在于，所述非铝金属涂层由热喷涂过程施加到所述外表面。
[0033]14.根据方案8所述的流体操作的离合器组件，其特征在于，所述密封件设置在相应成对凹槽中，且所述非铝金属涂层施加到所述支承件中的所述成对凹槽。
[0034]15.一种用于自动的机动车辆变速器的整体式壳体和毂组件，组合地包括: 第一大致圆柱形的外部铝壳体部分和联接到所述外部部分上的第二大致圆柱形铝内部毂部分，所述外部壳体部分和所述内部毂部分具有限定摩擦离合器收纳区域的内表面，所述内部毂部分也具有包括多个内花键和套筒表面的外表面，所述花键和所述套筒表面包括非招金属涂层。
[0035]16.根据方案15所述的整体式壳体和毂组件，其特征在于，还包括设置在所述摩擦离合器收纳区域中的摩擦离合器，所述摩擦离合器具有联接到所述外部壳体部分的所述内表面上的元件。
[0036]17.根据方案16所述的整体式壳体和毂组件，其特征在于，所述摩擦离合器包括至少一个液压流体室，且所述壳体和毂组件包括与所述液压流体室连通的所述套筒表面中的至少一个流体通路。
[0037]18.根据方案17所述的整体式壳体和毂组件，其特征在于，还包括设置在所述至少一个流体通路的相对侧上且接合所述套筒表面的至少一对密封件。
[0038]19.根据方案15所述的整体式壳体和毂组件，其特征在于，所述非铝金属涂层为SAE 1008钢、SAE 1010钢、铁、合金和其它金属中的一者。
【附图说明】
[0039]本文描述的附图仅为了图示目的，且不意于以任何方式限制本公开内容的范围。
[0040]图1为包括鼓式制动组件的自动变速器的一部分的局部完整截面视图，鼓式制动组件具有在其摩擦表面上带有热喷涂涂层的铝制动鼓或壳体；
图2为包括具有密封表面上的热喷涂涂层的铝离合器壳体或支承件的自动变速器的一部分的局部截面视图；以及
图3为包括具有在花键组和套筒界面表面上的热喷涂涂层的整体式铝离合器壳体或支承件的自动变速器的一部分的局部截面视图。
【具体实施方式】
[0041]以下描述在性质上仅为示例性的，且不意在限制本公开内容、应用或使用。
[0042]参看图1，示出了机动车辆的自动变速器的一部分，且其大体上由参考标号10标示。自动变速器10包括壳体12，其安装、定位和保护各种构件，如，输入轴14、