摩擦片及其不同的制造方法.pdf

提供了一种汽车和卡车变速器离合器模块摩擦片及其制造方法，其中，所述摩擦片由一种聚合物材料制成，它比可比较的钢摩擦片成本更低且重量更轻。

权利要求书
1.  一种用于汽车和卡车的机动车辆变速器的湿式摩擦离合器模块的摩擦片，包括：
一个环形聚合物芯板；以及
与所述芯板连接的一个摩擦面。

2.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，所述芯板是由来自包括热塑性塑料和热固性塑料的一组材料制成。

3.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，所述芯板由一种半晶质塑料制成。

4.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，所述摩擦面是分段的。

5.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，所述摩擦面焊接至所述芯板上。

6.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，所述摩擦面铆接至所述芯板上。

7.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，所述摩擦面粘接至所述芯板上。

8.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，所述摩擦面粘合连接至所述芯板上。

9.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，其中所述摩擦面被插入模制在所述芯板上。

10.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，所述摩擦面具有一个聚合物背衬。

11.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，所述摩擦面浸渍了一种聚合渗透物。

12.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，邻近所述面的所述芯板具有一种有纹理的表面。

13.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，所述摩擦面可以取自一组材料，包括纤维质纤维、烧结金属、陶瓷、或泡沫。

14.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，所述摩擦面具有形成于其上的多个油槽。

15.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，所述芯板具有形成于其上的多个油槽。

16.  根据权利要求1所述的摩擦片，其中，所述芯板具有多个径向花健齿，它们的厚度大于所述摩控擦片的其余部分。

17.  一种制造一种摩擦片的方法，包括：
提供一个模具腔；
将一个摩擦面放置在所述模具腔中；
在所述模具腔内注入一种聚合物芯板材料，形成所述芯板的几何形状，并由此将所述摩擦面和一个芯板连接。

18.  根据权利要求17所述的方法，进一步包括在所述模具腔中形成多个脊以便在所述模具腔中的所述面上形成多个油槽。

19.  根据权利要求17所述的方法，进一步包括在所述模具腔中形成多个脊以便在所述模具腔中的所述芯板上形成多个油槽。

20.  一种制造一种摩擦片的方法，包括：
由一种聚合物材料形成一个芯板；
使用热和压力将一个摩擦面热连接至所述芯板上。

21.  根据权利要求20所述的方法，其中，通过使用一个加热压板来通过多个摩擦面传递热以在所述塑料芯板的一个表面上实现所需的熔化温度来将所述摩擦面粘接至所述芯板，以及施加压力以实现粘接和最终的摩擦片厚度。

22.  根据权利要求20所述的方法，其中，通过预热所述塑料芯板表面以实现一个所需要的熔化温度，以及施加所述面并施加压力以实现一种粘接和最终的摩擦片厚度来将所述摩擦面粘接至所述芯板。

说明书摩擦片及其不同的制造方法
相关申请的交叉参考
本申请要求于2005年8月4日提交的美国临时申请60,705,581的权益。
技术领域
本发明的领域属于摩擦片领域。更具体地说，本发明涉及用于汽车和卡车车辆的机动车变速器中的湿式离合器模块中的摩擦片。
背景技术
当前，用于汽车变速器的摩擦片即使不是全部也是大多数都是由钢冲压片制造的。作为一种商品的钢最近已经经历了一种高需求，这使其成本大量增加。为了满足所涉及的各种环境、经济、以及国防的考虑，对机动车辆中的燃料效率有更高的要求。因此，期望在车辆部件中实现减轻重量和成本节约。
发明内容
为了使上述期望变得清楚，提出了本发明的一种披露。在一个优选实施例中，本发明提供了一种摩擦片及其制造的方法，其中，该摩擦片由一种聚合物材料制造，该聚合物材料要比可比较的钢摩擦片价格更低以及重量更轻。
当在附图和详细说明中对本发明进行进一步披露时，对于本领域技术人员来说，本发明的其他特征将变得显而易见。
附图说明
图1和图1A是本发明的优选实施例摩擦片的正视图。
图2是用于图1所示的摩擦片中的芯板的一个侧视图。
图3是图2所示的芯板的放大图并且是图1所示的一种摩擦盘的一个部分截面图。
图4A～图4C是使用本发明的摩擦片的不同实施例的部分摩擦封装模块的一个部分的侧视图。
图5是本发明的一个替代的优选实施例摩擦片的类似于图1的视图。
图6是一个放大的部分截面图，示出一个芯板和一个背衬之间的界截面。
具体实施方式
图1中提供了一个摩擦片7。该摩擦片7具有一个环形芯板10。优选地，该芯板10由一种聚合物材料制成。一种优选的材料是一种诸如尼龙的半晶质热塑性塑料的或其他适合的塑料。可以使用玻璃纤维或用于增加强度和/或热容量的其他材料来加固该芯板材料。还可以使用热固塑料材料。
该芯板10具有一个整体的减小了厚度的边缘部14。该芯板10可以由一个薄片材料制成或可以由注塑、压缩、或挤压模制。典型的芯板10具有根据应用而定的从0.76-1.20mm范围的厚度以及75-225mm的外径。对于该塑料设计还可以考虑该尺寸范围之外的芯板。
典型芯板的内径具有一系列径向向内的花键齿16(图1A)。某些芯板应用将代替向内的花键齿而具有径向向外的花键齿。这些花键齿16为摩擦片7提供了与一个转动构件(未示出)的一个扭转界面。此外，一些应用可以根本没有任何花键齿。
与边缘14连接的是一个摩擦面18。该摩擦面可以位于该芯板两侧上，或只在一侧上。该摩擦面18典型地是一种纤维质纤维基的摩擦材料，尽管还可以使用其他的摩擦材料，诸如烧结金属、陶瓷、或泡沫。如图所示，摩擦面18是一种基于纸纤维的摩擦材料。该摩擦面可以是一个连续的环或可以由径向排列的多个独立的弧形段组成。这些段的优选数量为3-5个。摩擦面18的分段在摩擦材料成本方面提供了显著的节约。各个弧形段22具有互锁的凸片24和凹槽26。另一个分段的摩擦面设计提供了独立的或非互锁的摩擦面弧段，并能够在多个面部分之间形成一条油流动路径。该摩擦基底面18可以通过粘合剂或通过本文中所述的其他手段与边缘14连接。
在其他实施例中，该摩擦面(完整环或分段)首先被放置到一个注塑模具的打开的半模中。将这些半模具闭合。在一个优选应用中，然后对该模型进行加压以将摩擦面保持在一个半模具表面的位置中。在一个替代应用中，可以由固定设备和或通过一个真空来保持该摩擦面。在相对高温和高压下，将熔化的芯板10的材料注塑到这些半模之间。随着塑料材料固化并形成芯板的几何形状，摩擦面18的纤维108被芯板10的材料112部分地包覆，在摩擦面和芯板之间产生一个边界层110和一种机械粘接。为了便于芯板材料与摩擦面的连接，该摩擦面可以具有一个聚合物背衬或浸渍以一种聚合渗透物。在任一种情况中，该聚合物背衬或渗透物都应该具有芯板材料的22.2℃(40)以内的一个熔点温度。
在另一个实施例中，该摩擦面18是焊接上的。摩擦面18可以通过振动焊、旋转焊、或超声焊或铆接(staking)，或其他适当的技术进行焊接。摩擦面18可以具有一个聚合背衬以帮助它通过焊接进行的连接。在另一个实施例中，可以用一种聚合材料来浸渍摩擦面18以有利于焊接操作。该聚合渗透物和背衬均应具有如前所述的融化温度。
在另一个实施例中，摩擦面18通过热压板粘接与边缘14相连接。该处理能够以多种方式来实现。首先，该处理利用加热的压板来通过摩擦面传导热，实现芯板的局部表面熔化，以使当芯板处于压力下时当芯板塑料冷却时在该表面和芯板之间提供一种粘接。可以将热施加至装在芯板两侧上的摩擦面，或者可以将热只施加至一个摩擦面以及将两个摩擦面都连接至芯板边缘。其次，一种粘接处理可以使用预先加热的塑料芯板来实现局部表面熔化然后又转移到一台粘接压机中，在此将摩擦面定位至芯板上，并在压力下实现粘接。此外，可以将粘合材料添加至摩擦面或芯板以有助于和/或改善所有前述粘接处理中的粘接。
参见图4A，所提供的一个离合器包模块(clutch pack module)27的部分视图包括两个分离的片34。当这些分离片34与摩擦片的摩擦面粘接时，分离片34被分隔开第一距离36。花键齿16的厚度大于边缘14的厚度，但是等于完成的摩擦片的最后设计厚度36，以便为花键齿16提供更大的强度。参见图4B，具有一个摩擦片47的一个离合器模块40包括具有小于第一距离36的厚度的花键齿46。参见图4C，具有摩擦片57的一个离合器模块50包括花键齿56，它们的宽度大于第一距离36。
参见图5，提供了一种摩擦片67，其中，摩擦面71具有多个径向延伸的油槽74。这些油槽74在摩擦面与芯板连接前可以形成在摩擦面71上。在另一个实施例中，在摩擦面71和下面的芯板连接之后可以将这些油槽74切出。切出的油槽74还可以延伸进入芯板。
在另一个实施例中，在一种注塑模制操作中这些油槽74可以形成在摩擦面71中以及任选形成在芯板中。一个模具腔将被加工成具有一个肋以给予一个稍微大的油槽以补偿材料中的任何弹性回复。在另一个实施例中，在将摩擦面超声焊接至芯板10上时，可以在摩擦面71中以及在下面的芯板中利用超声形成油槽74。
在另一个实施例中，这些油槽可以形成为替代的几何形状，诸如单向平行、双向平行(十字交叉)，非标准线性或非线性图案。油槽可以完全透过摩擦面而延伸，形成一条穿通油路，或可以在未达到外径处终止以产生一个末端封闭的槽。
在另一个实施例中，这些油槽可以通过使用塑料注塑模制工艺(插入件的装载如本文之前的描述)来形成，而各个单独的、非连接的弧形段以这些段之间的一个限定的间隙安置在模具中，且该模制工艺形成芯板并在摩擦材料和芯板之间实现所需的粘接。
尽管已经公开了本发明的优选实施例，应该理解这只是通过举例方法进行了描述，并且在不背离如所附权利要求所包含的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。