专利名称：具有直接粘接的陶瓷摩擦材料的离合器盘组件的制作方法
技术领域：
本申请涉及离合器盘组件。更明确地，本申请涉及摩擦材料在离合器盘组件上的装配以及摩擦材料在离合器盘组件上的排布。
背景技术：
机动车离合器从动盘组件，或者只是离合器盘组件，典型地采用两种类型的摩擦材料陶瓷材料和/或有机材料。有机摩擦材料固有地比陶瓷材料软，在接合时偏移更多。这使得接合具有有机材料的离合器比接合具有陶瓷材料的离合器更容易，不存在不理想的生硬接合也不会使车辆发动机失速。有机材料比陶瓷材料磨损更快。然而，陶瓷材料比有机材料更快地磨损接合盘元件的接合表面，通常是机加工的铸铁表面。陶瓷材料能够比有机摩擦材料承受更高的温度和更大的载荷，尽管存在磨损和接合方面的考虑，对于一些重载应用，采用陶瓷材料是有吸引力的。带有陶瓷摩擦材料的离合器盘组件趋向于比有机材料离合器盘组件在惯性方面更高，因为摩擦材料装配技术被普遍采用，特别是当铆钉被用于将摩擦材料保持在背板上时。陶瓷盘以完全异于有机盘组件的方式被组装，在有机材料和陶瓷材料之间转换比仅将有机摩擦环换为陶瓷摩擦环更复杂，反之亦然。希望提供一种采用陶瓷摩擦材料的低惯量离合器盘组件。还希望提供一种采用陶瓷材料的离合器从动盘，该从动盘具有与有机材料离合器盘组件大体相同的轴向厚度。还希望提供一种采用陶瓷摩擦材料的离合器从动盘，该从动盘可以采用与有机材料离合器相同的工具和组装程序来组装。还希望提供一种具有陶瓷离合器盘组件和有机离合器盘组件二者的部分或全部优点的离合器盘组件。进一步还希望提供一种在离合器飞轮上具有有机磨损特性的离合器盘组件。
发明内容
本发明提供一种采用陶瓷摩擦材料的低离合器惯量盘。本发明还提供一种离合器盘组件，在该组件中，可以容易地在陶瓷和有机材料之间变换。本发明还提供一种具有与有机材料离合器盘组件大体相同轴向厚度的离合器。本发明还提供一种具有陶瓷离合器盘组件和有机离合器盘组件二者的部分或全部优点的离合器盘组件。本发明还提供一种在离合器飞轮上具有有机磨损特性的离合器盘组件。
用于摩擦转矩装置的离合器盘组件，具有带有毂部的离合器减震器元件，所述毂部限定出一旋转轴线。减震器组件包括多个从旋转轴线开始径向向外延伸出去的缓冲垫元件。所述缓冲垫元件总共具有第一组和第二组接纳孔。第一摩擦环具有多个沿周向分布的间隙孔和接纳孔，并且所述第一摩擦环与所述旋转轴线同心被固定在缓冲垫元件上。第一摩擦环的接纳孔与缓冲垫元件的第一组孔对齐。第二摩擦环具有多个沿周向分布的间隙孔和接纳孔。第二摩擦环与所述旋转轴线同心地固定在缓冲垫元件上，此时所述第二摩擦环接纳孔与缓冲垫元件的第二组孔对齐。至少第一摩擦环和第二摩擦环中的一个包括环形背板，所述环形背板具有多个沿周向分布的间隙孔和接纳孔，以及多个沿周向分布的由陶瓷材料形成的摩擦片在各孔之间的位置处粘接到背板上。第一批铆钉放置在第一摩擦环的多个接纳孔和缓冲垫元件中的相应的多个第一组孔中。第二批铆钉放置在第二摩擦环的多个接纳孔和缓冲垫元件中的相应的多个第二组孔中，由此将背板固定在缓冲垫元件上。
用于摩擦转矩装置的离合器盘组件具有离合器减震器组件，该减震器组件包括限定出一旋转轴线的毂部。所述减震器组件包括从旋转轴线径向向外延伸出去的装配特征。第一摩擦环与所述旋转轴线同心固定到所述装配特征上，并包括有机摩擦材料而不包括陶瓷摩擦材料。第二摩擦环与所述旋转轴线同心固定到所述装配特征上，并包括陶瓷摩擦材料。
通过分析下面撰写的描述、附图和所附的权利要求，本领域技术人员将明白本发明的进一步的目的、特征和优点。
图1是变速器和离合器的侧面正视图，显示了本发明的周围情况。
图2是本发明离合器盘组件的局部分解视图。
图3是图2离合器盘组件的特写透视图。
图4是本发明第二实施方式的特写侧视图。
图5是图4离合器盘组件在箭头5方向上的端视图。
图6是图2摩擦环在箭头6方向上的剖面端视图。
图7是离合器盘组件的一个可替代的实施方式在卸下其中一个摩擦环时的角视图。
图8是图7离合器盘组件在带有两个摩擦环时在箭头8方向上的剖面侧视图。
具体实施例方式
在下面的描述中将采用一定的术语，仅是为了表述方便，并非是限定性的。例如，术语“向前”和“向后”表示当变速器正常布置在车辆中时向前和向后的方向。术语“向右”和“向左”表示在与使用术语相关的图中的方向。术语“向内”和“向外”分别表示朝向和远离装置的几何中心的方向。术语“向上”和“向下”表示在与使用该术语相关的图中的方向。上面提及的前述术语包括它们的一般派生词和近义词。
参考图1，其中显示了离合器/变速器组件10的局部剖面图。发动机飞轮12以可旋转的方式连接到离合器罩14上。齿轮变速器16以不可旋转的方式装配到飞轮壳18上，该飞轮壳18装配在发动机体(未示出)上。包括离合器罩14和发动机飞轮12的离合器组件19布置在飞轮壳18中。变速器16由变速器输入轴20围绕轴线21的转动而驱动，最终转动与车辆传动系统的平衡配重(未示出)相连的驱动轭22。
变速器输入轴20由飞轮12通过离合器盘组件24和飞轮12的摩擦接合而驱动转动。离合器盘组件24典型地以不能相对转动但能相对滑动的方式装配在齿轮变速器16的输入轴20上，并且布置在发动机飞轮12和所述组件19的离合器压盘26之间。通常，轴20和盘组件24具有互补的配合花键，所述花键使得盘组件24沿着轴20轴向滑动，同时就此如同一个单元转动。
现在参考图2，其中显示了离合器盘组件24的部件分解视图。如图5中所示，组件24分别包括三个主要的分组件离合器减震器组件28、以及第一和第二摩擦环30和32。减震器组件28具有多个径向延伸的缓冲垫元件34，环30和32由铆钉35固定在所述缓冲垫元件34上。
第一和第二摩擦环30和32各包括第一和第二背板36和38。背板36和38由钢制成。多个第一摩擦片40固定在第一背板36上，并且多个第二摩擦片42固定在第二背板38上。
离合器减震器组件28具有离合器中的这种组件的典型形式，其细节并不重要。弹簧形式的减震元件44围绕组件28周向分布。选用减震元件44以便在离合器接合状态下，当盘组件24夹紧在压盘26和飞轮12之间时，缓冲或衰减传动系统的扭转冲击。组件28配置成允许在花键毂46和摩擦环30和32之间相对有限地转动。毂46以可滑动的方式布置在互补花键式输入轴24上，并且与输入轴24作为一个元件共同转动。在离合器接合状态下，摩擦环与压盘26和飞轮12接合，并就此如同一个单元转动。减震元件44以现有技术中众所周知的方式布置在毂和摩擦环30、32之间，以便在发动机飞轮12和变速器输入轴20之间提供理想的隔断。
缓冲垫元件34在现有技术中众所周知，并且可以采用多种形式。缓冲垫元件34由钢制成并且带有回弹力地使环30和32轴向分离。这种轴向分离为离合器接合提供缓冲效应，其有助于调节离合器的接合以使离合器的接合平顺。同样适合于该目的的替代的缓冲垫元件结构在现有技术中很容易找到。背板36、38和缓冲垫元件34分别具有多个对齐的直径稍大于铆钉35的铆钉体或杆的接纳孔48和50，以便使得铆钉体能够从其中通过而铆钉头不能从其中通过。穿过缓冲垫元件、与连接第一摩擦环30和缓冲垫元件34的铆钉35对齐的接纳孔50构成缓冲垫元件中的第一组接纳孔。穿过缓冲垫元件、与连接第二摩擦环32和缓冲垫元件34的铆钉35对齐的接纳孔50构成第二组接纳孔。缓冲垫元件34的第一和第二接合区域彼此轴向间隔，并且分别由与第一摩擦环30的孔48对齐的孔50和与第二摩擦环32的孔48对齐的孔50最接近的区域形成。多个尺寸稍大于铆钉35头部或铆镦的间隙孔52形成在背板36和38中。背板36、38上的间隙孔52与相对的背板的对齐的孔成一直线，图2中很好地示出了这一点。当离合器盘组件24在轴向方向上被完全压缩时，间隙孔52容纳铆钉铆镦，或者是铆钉头部。
离合器摩擦材料通常分为有机材料或者陶瓷材料。陶瓷摩擦材料的可替代或等价特性为金属的或金属陶瓷的。在本申请中，将用术语陶瓷代表在离合器技术中任意的具有陶瓷材料、金属材料或金属陶瓷材料特性的摩擦材料。有机材料的一般特征在于易于获得调整的离合器接合状态。陶瓷材料的一般特征在于相对较难获得平顺的离合器接合过程。这种差异的一部分原因可归于在离合器接合载荷作用下，有机材料一般能够比陶瓷材料更多地偏移。有机材料使得压盘和飞轮的接合表面较少磨损。陶瓷材料一般认为比有机材料更抗磨损，并且对于给定直径尺寸和夹紧载荷，可具有更高的转矩传递能力。
图1到图3的实施方式具有相同的摩擦环30和32。摩擦片40和42因此也相同，并且由陶瓷材料制成。直接将摩擦片40和42粘接到环形背板36和38上相比较于加衬垫的陶瓷材料从动盘的典型形式可形成较薄的从动盘和相同的摩擦环。较薄的盘组件24是可能的，因为铆钉不穿过摩擦片，并且摩擦片42无需为铆钉35提供接合表面。精确的粘接方法对本发明不是关键。两种可行的粘接方法包括在背板36、38上或者在摩擦片40、42上涂敷钎焊软膏，并且对摩擦片40、42和背板36、38之间的接触区域加热，使得钎焊软膏液化并且将摩擦片40、42粘接到背板36、38上。另一种方法是在背板36、38上直接形成摩擦片40、42，通过在背板36、38上铺撒粉末状的摩擦材料，并且使粉末状的摩擦材料受热受压，从而使得摩擦材料烧结或熔合在背板36、38上并形成摩擦片40、42。在压制过程中，粉末状的摩擦材料被保持成形，因此不会延展超过摩擦片40、42的理想形状。
背板36、38可有利地具有绝热材料53的涂层，以减少在传递到缓冲垫元件34上的离合器接合过程中产生的摩擦热。缓冲垫元件上的过多的热量可导致缓冲性能降低。在一种实施方式中，绝热材料53位于背板与缓冲垫元件34接合的一侧54上。所述绝热材料53需要提供对热传递的抵抗性，但是不需要特别抗应力。绝热材料53可包括但不仅限于玻璃纤维、软木和任意的酚类材料。进一步的绝热可由布置在铆钉和衬片与缓冲垫元件34之间的接合处之间的绝热扣环提供。所述扣环可采用包覆在铆钉上的涂层的形式。
如最好参见图4和图5的本发明的第二种实施方式，在离合器盘组件124的第一侧上具有有机衬片材料，并且在从动盘的第二侧上具有陶瓷衬片材料。有机衬片材料由自身形成摩擦环130。摩擦环130具有多个沿周向分布的接纳孔148。摩擦环130由铆钉35铆接以与缓冲垫元件34接合。接纳孔148是埋头孔以使得铆钉35的头部或敦粗部布置在摩擦环130的接合表面156下方。可替代的方式是，有机材料环130可被粘接到金属背板上，在这种情况下接纳孔穿过背板，并且铆钉35接合在背板中。
在离合器组件中，从动盘24具有朝着发动机飞轮12布置的有机摩擦环130，以及朝着压盘26布置的陶瓷摩擦环32。这种朝向的结果是，离合器有利地提供与陶瓷离合器的接合性能类似的接合性能，而飞轮上的磨损则与有机盘的磨损相同。结果，在飞轮盘的整个寿命期间压盘承受比飞轮更大的磨损。这使得维修技师可以更换罩14和压盘26组件，而让磨损相对较轻的飞轮12保留在原位继续工作。这显著降低了维修磨损的离合器所需的努力。
另一种实施方式示于图7和图8中。打孔的钢盘258从离合器减震器组件径向延伸。有机材料摩擦环230由多个铆钉235固定在钢盘258的第一侧上。多个缓冲垫组件234固定到在相对有机材料摩擦环230的一侧上的钢盘258上。陶瓷材料摩擦环232包括布置有陶瓷摩擦材料240的钢质背板236，由铆钉(未示出)固定到与钢盘258相对的缓冲垫元件234上。陶瓷摩擦材料240可采用片状的形式或者采用环状的形式。平衡配重可选择地置于盘258内的楔形插入槽260中。
并非如现有技术中所做那样将摩擦材料直接粘接在较小的离散的弓形支撑元件上、再回过头来将所述弓形支撑元件分开地装配到离合器组件上，将陶瓷摩擦材料240直接粘接到环形钢质环上，具有诸多优点。离散元件更易于形成热点并导致拱形支撑元件翘曲。由于缓冲垫元件中的变化，曾经的热点源将在位置上发生变化。在单个弓形环中，所述变化降到最小，因为整体环防止了任意单个缓冲垫元件产生太大的局部位移。并且，具有整体环还使得离合器盘具有更坚固的结构。本发明可比具有比弓形元件的方案得到更为一致的缓冲率。
前面的论述披露并描述了本发明的优选实施方式。然而，本领域技术人员能从这种论述和图以及权利要求中认识到，可以作出各种不同的变化、改进和变更而不脱离如所附的权利要求中所限定的本发明的实质精神和合理范围。
权利要求
1.一种用于摩擦转矩装置的离合器盘组件(24，124)，包括离合器减震器组件(28)，包括限定出一旋转轴线(21)的毂部(46)，多个从所述旋转轴线(21)开始径向向外延伸的缓冲垫元件(34)，所述缓冲垫元件总共具有第一组和第二组接纳孔(50)；第一摩擦环(30，130)，具有多个沿周向分布的间隙孔(52)和接纳孔(48)，并且所述第一摩擦环与所述旋转轴线同心固定到所述缓冲垫元件上，所述第一摩擦环的接纳孔与所述缓冲垫元件的第一组孔对齐；第二摩擦环(32)，具有多个沿周向分布的间隙孔(52)和接纳孔(48)，并且所述第二摩擦环与所述旋转轴线同心固定到缓冲垫元件上，所述第二摩擦环的接纳孔与所述缓冲垫元件的第二组孔对齐；第一摩擦环(30)和第二摩擦环(32)中的至少一个包括环形背板(36，38)，所述环形背板(36，38)具有多个沿周向分布的间隙孔(52)和接纳孔(48)，并且具有多个沿周向分布的摩擦片(40，42)，所述摩擦片由陶瓷材料形成并且在各孔之间的位置处粘接到背板上；第一批铆钉(35)，其放置在第一摩擦环(30)的多个接纳孔(48)和缓冲垫元件(34)中的相应的多个第一组孔中；以及第二批铆钉(35)，其放置在第二摩擦环(32)的多个接纳孔(48)和缓冲垫元件中的相应的多个第二组孔中，由此将背板固定在缓冲垫元件上。
2.如权利要求1所述的离合器盘组件，其特征在于，所述第一摩擦环和第二摩擦环中的至少一个在与所述摩擦片相对的一侧上具有绝热材料(53)的涂层。
3.一种用于摩擦转矩装置的离合器盘组件(24，124)，包括离合器减震器组件(28)，包括限定出一旋转轴线的毂部(46)，多个从所述旋转轴线(21)开始径向向外延伸的缓冲垫元件(34)，所述缓冲垫元件总共具有第一组和第二组接纳孔(50)；第一摩擦环(30，130)，具有多个沿周向分布的间隙孔(52)和接纳孔(48)，并且所述第一摩擦环与所述旋转轴线同心固定到所述缓冲垫元件上，所述第一摩擦环的接纳孔与所述缓冲垫元件的第一组孔对齐；第二摩擦环(32)，具有多个沿周向分布的间隙孔(52)和接纳孔(48)，并且所述第二摩擦环与所述旋转轴线同心固定到缓冲垫元件上，所述第二摩擦环的接纳孔与所述缓冲垫元件的第二组孔对齐；第一摩擦环(30，130)和第二摩擦环(32)中的每一个都包括环形背板(36，38)，所述环形背板(36，38)具有多个沿周向分布的间隙孔(52)和接纳孔(48)，并且具有多个沿周向分布的摩擦片(40，42)，所述摩擦片由陶瓷材料形成并且在各孔之间的位置处粘接到背板(36，38)上；第一批铆钉(35)，其放置在第一摩擦环(30)的多个接纳孔和缓冲垫元件(34)中的相应的多个第一组孔中；以及第二批铆钉(35)，其放置在第二摩擦环(32)的多个接纳孔(48)和缓冲垫元件中的相应的多个第二组孔中，由此将背板固定在缓冲垫元件上。
4.如权利要求3所述的离合器盘组件，其特征在于，所述第一摩擦环和第二摩擦环中的每一个都在与所述摩擦片相对的一侧上具有绝热材料(53)的涂层。
5.一种用于摩擦转矩装置的离合器盘组件(24，124)，包括离合器减震器组件，包括限定出一旋转轴线(21)的毂部(46)，和从所述旋转轴线开始径向向外延伸的装配特征(34，258)；第一摩擦环(30，130，230)，其与所述旋转轴线同心固定到所述装配特征元件(34，258)上，并包括有机摩擦材料而不包括陶瓷摩擦材料；以及第二摩擦环(32，232)，其与所述旋转轴线同心固定到所述装配特征(34，258)上，并包括陶瓷摩擦材料(40，240)。
6.一种用于摩擦转矩装置的离合器盘组件(24，124)，包括离合器减震器组件(28)，包括限定出一旋转轴线(21)的毂部(46)，和多个从所述旋转轴线(21)开始径向向外延伸的缓冲垫元件(34，234)，所述缓冲垫元件总共具有第一组和第二组接纳孔(50)；第一摩擦环(30，130，230)，具有多个沿周向分布的间隙孔(52)和接纳孔(48)，并且所述第一摩擦环与所述旋转轴线同心固定到所述缓冲垫元件上，所述第一摩擦环的接纳孔与所述缓冲垫元件的第一组孔对齐；第二摩擦环(32)，具有多个沿周向分布的间隙孔(52)和接纳孔(48)，并且所述第二摩擦环与所述旋转轴线同心固定到缓冲垫元件上，所述第二摩擦环的接纳孔与所述缓冲垫元件的第二组孔对齐；第一摩擦环(30，130)包括有机摩擦材料而不包括陶瓷摩擦材料，所述第一摩擦环具有多个沿周向分布的间隙孔(52)和接纳孔(48)；第二摩擦环包括环形背板(38)，所述环形背板(38)具有多个沿周向分布的间隙孔(52)和接纳孔(48)，并且具有多个沿周向分布的摩擦片(42)，所述摩擦片由陶瓷材料形成并且在各孔之间的位置处粘接到背板(38)上；第一批铆钉(35)，其放置在第一摩擦环(30，130)的多个接纳孔(50)和缓冲垫元件中的相应的多个第一组孔中；以及第二批铆钉(35)，其放置在第二摩擦环(32)的多个接纳孔(50)和缓冲垫元件中的相应的多个第二组孔中，由此将背板(38)固定在缓冲垫元件上。
7.一种用于摩擦转矩装置的离合器盘组件，包括离合器减震器组件(28)，包括限定出一旋转轴线(21)的毂部(46)，和多个从所述旋转轴线开始径向向外延伸的缓冲垫元件(34)，以及轴向间隔的第一和第二接合区域；第一摩擦环(30，130，230)，其在所述第一接合区域处固定到缓冲垫元件上，所述第一摩擦环包括有机摩擦材料而不包括陶瓷摩擦材料；第二摩擦环(32，232)，其在所述第二接合区域处固定到缓冲垫元件上，所述第二摩擦环包括陶瓷摩擦材料(240)，并且通过缓冲垫元件与所述第一摩擦环轴向间隔开；第一摩擦环和第二摩擦环中的至少一个包括环形背板(36，38，236)，所述环形背板朝向所述缓冲垫元件布置并且与之接合。
全文摘要
一种用于摩擦转矩装置的离合器盘组件，具有离合器减震器组件，该减震器组件包括限定出一旋转轴线的毂部。所述减震器组件包括多个从旋转轴线开始径向向外延伸的缓冲垫元件。第一摩擦环包括由沿周向分布的铆钉固定到缓冲垫元件上的背板。至少一个陶瓷摩擦元件被粘接到所述背板上。
文档编号F16D69/00GK1854555SQ200610082078
公开日2006年11月1日 申请日期2006年4月15日 优先权日2005年4月15日
发明者M·L·巴塞特, S·J·小赖尼尔森 申请人:易通公司