CN101208530B - 用于离合摩擦装置的渐进功能元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及离合器摩擦盘片(10)的平滑接合元件(29)，特别用于机动车辆，至少部分地包括加成硅树脂。

Description

用于离合摩擦装置的渐进功能元件

本发明涉及一种用于离合器摩擦装置的，特别是用于机动车辆的渐进功能元件，包括这种渐进功能元件的离合器摩擦装置，以及涉及制造这种渐进式摩擦装置的方法。

机动车辆离合器使得它能够选择性地使引擎飞轮和变速箱输入轴连接和脱离。为此，离合器通常包括旋转地固定到引擎飞轮上的机构和旋转地固定到变速箱输入轴上的摩擦装置。

摩擦装置包括在其中央的金属盘片。扁平环状形式的第一衬片(lining)和第二衬片固定至盘片每个面的周边。

所述机构包括压盘和从动盘，与摩擦装置共轴线，分别面对第一衬片和第二衬片。它还包括膜片，也与摩擦装置共轴线，摩擦装置的作用使压盘和从动盘在接合与脱离位置之间彼此接近或分开。

在接合位置中，盘充分夹紧衬片，以允许扭矩在所述机构和摩擦装置之间传递。

另一方面，在脱离位置中，盘充分地分离，使得所述机构和摩擦装置机械地脱离并能独立于彼此转动。

除了扭矩的选择性传递，当车辆启动时以及在换档过程中，摩擦装置还必须提供这种传递的渐进式功能。这种渐进式形式有利于驾驶的舒适性，限制了噪声并改善了衬片和盘上的力的分布。

为此，盘片例如可按照衬片而局部地变形。

如在EP 0 504 033所述的，弹性多孔材料也可设置在衬片和盘片之间，以便确保传递的渐进。多孔材料由属于弹性体泡沫、热塑性材料、或热固性树脂泡沫等组成的组的材料来制造，其中所述弹性体泡沫例如是有机硅泡沫(silicone foam)和氟化橡胶泡沫，所述热塑性材料通过吹入气体以便产生多孔性从而模制而成——例如聚酰胺、聚醚酮(polyether ketones)，所述热固性树脂泡沫具有足够的可挠性——例如改性环氧树脂。

EP 0 504 033还描述了第二实施例，其中盘片通过将组装第一护片和第二护片而形成。盘片的一般形式的每个护片具有扁平的中央连接部分、环状的扁平周边部分和中间部分，所述环状的扁平周边部分径向平行于中央部分延伸，所述中间部分将中央部分与周边部分连接，同时提供周边部分相对于中央部分的轴线偏移。所述护片的中央部分带有中央凹部且是毗邻的。

衬片固定至周边部分的外面。

第一护片和第二护片的中间部分相顺应，以使得通过共轴线地将中央部分固定在一起来形成盘片，周边部分彼此轴线地分离并使中间部分形成径向向外开放的周边沟槽或“插槽”。

弹性多孔材料至少部分地填充盘片的周边插槽。这种材料由此实现渐进功能，而不与衬片向盘片的固定相干涉。

EP 0 419 329还描述了一种摩擦装置，包括的盘片类似于EP 0 504 033的第二实施例的盘片。渐进功能通过多个凸起来确保，所述凸起由硅基橡胶(silicone-based rubber)制造，其在周边插槽中径向延伸。

最后，EP 0 446 098描述了一种摩擦装置，类似于EP 0419 329的摩擦装置，但凸起被制造成环圈的形式。

目前所使用的且由插入两衬片中间的弹性材料制造的缓冲器形式的所有“渐进功能元件”所具有的缺点是要采用很长时间来实施。这是因为所用材料的聚合的持续时间通常超过10分钟且甚至一天。这些渐进功能元件因此不适于以高速进行工业制造。

由此还存在对新颖渐进功能元件的需要，所述元件能插在两衬片之间并能更好地适用于摩擦装置工业制造方法。本发明的目的是满足这一需要。

本发明提出了一种摩擦盘片的渐进功能元件，特别用于机动车辆，它至少部分地包括单组分加成硅树脂。

本发明还提出了一种离合器摩擦装置，用于机动车辆，包括盘片和渐进功能元件，所述渐进功能元件至少部分地包括具有粘合性的单组分加成硅树脂。

根据本发明，该目的可通过至少部分地——优选全部地——包括加成硅树脂(或“加成聚硅氧烷”)的渐进功能元件来实现。

有利地，这种硅树脂的聚合非常快速。

优选的加成硅树脂为由Dow Corning公司提供的Dow3-6096硅树脂弹性体和有GE Bayer Silicones GmbH & Co KG(德国)提供的Addisil6100。

优选的是，渐进功能元件还具有一个或多个以下特点。

-硅树脂为单组分硅树脂。优选的是，由加热导致聚合，优选通过红外辐射。

-硅树脂为聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane)类硅树脂，特别含有乙烯基。

-该硅树脂是粘性硅树脂。优选地该硅树脂足够粘，以限制使用中的衬片的间隙，就是说在摩擦装置的正常使用过程中它们彼此分离。在该例中，渐进功能元件因此还实现了抗间隙功能，以防止这两个衬片以不希望的方式运动离开彼此。

-硅树脂具有的聚合温度在130℃至200℃之间，优选在150℃至180℃之间。

本发明还涉及一种离合器摩擦装置，特别用于机动车辆，包括盘片和根据本发明的渐进功能元件。

优选的是，摩擦装置还具有一个或多个以下特点。

-根据本发明的渐进功能元件设置——优选粘合接合——在固定到盘片的衬片和盘片之间。优选的是，根据本发明的渐进功能元件设置——优选粘合接合——在固定到盘片的每个衬片和盘片之间。

-再次优选的是，至少一个根据本发明的渐进功能元件使得衬片粘合至盘片。其由此具有双重功能：将衬片固定至盘片和确保摩擦装置的渐进功能。

-根据本发明的渐进功能元件设置——优选粘合接合——在位于盘片上的径向露出的周边插槽中。再次优选的是，该插槽通过将两个护片组装在一起而形成，例如EP 0 419 329或EP 0 504 033中披露的。

最后，本发明涉及制造一种制造离合器摩擦装置的方法，特别用于机动车辆，该摩擦装置包括组装在摩擦盘片中的第一护片和第二护片，且具有径向露出的周边插槽，以及固定至第一护片和第二护片的外表面上的第一衬片和第二衬片。

根据本发明，该方法包括以下步骤：

A)对第一衬片的内表面施加粘合剂并将所述内表面固定至第一护片的外表面，且

B)独立于步骤A)，优选在步骤A)之后，对要限定周边插槽的第一护片的表面施加合成物，所述合成物包括能在与粘合剂相同的条件下聚合的加成硅树脂，以便形成根据本发明的渐进功能元件，且随后靠着第一护片装配第二护片，和

C)在步骤A)和B)之后，同时让粘合剂和硅树脂聚合。

一种制造离合器摩擦装置的方法，用于机动车辆，该摩擦装置包括组装在摩擦盘片中的第一护片和第二护片，且具有径向露出的周边插槽以及固定至所述第一护片和所述第二护片的外表面的第一衬片和第二衬片，该方法包括以下步骤：

A)对所述第一衬片的内表面施加粘合剂并将所述内表面固定至所述第一护片的外表面，且

B)独立于步骤A)，在步骤A)之后，对要限定所述周边插槽的所述第一护片的表面施加合成物，所述合成物包括能在与所述粘合剂相同的条件下聚合的加成硅树脂，以便形成根据本发明的渐进功能元件，且随后靠着所述第一护片装配所述第二护片，和

C)在步骤A)和B)之后，同时让粘合剂和硅树脂聚合。

有利的是，由此粘合剂和硅树脂同时固化，这简化了制造方法。

优选的是，所使用的硅树脂为单组分硅树脂，其仅以加热的结果开始聚合。不像所使用的传统硅树脂那样，在离合器摩擦装置组装时就开始聚合，根据本发明的硅树脂在使用中提供很大的灵活性。特别是能观察到组装或部分组装部分的中间存放状态、未聚合的硅树脂等，只要所述部件没有达到聚合启动温度即可。

硅树脂还可被选择来起到用于将至少一个衬片固定到盘片的粘合剂的作用。换句话说，用于固定至少一个衬片的粘合剂与形成渐进功能元件的硅树脂的材料相同。

通过阅读以下描述和参照所附附图，将可理解本发明的其他特点和优点，其中：

图1示出了根据本发明、根据第一实施例的摩擦装置的分解视图；

图2a至2e示出了根据本发明的摩擦装置各个实施例的细部的径向截面图；

图3示出了在载荷应力测试的各个步骤下、根据本发明的摩擦装置的渐进功能曲线。

在各个附图中，相同的参考标记用于指示相同或类似的部件。

图1示出了摩擦装置10。

具有轴线A的摩擦装置10包括金属盘片12，在其中央呈片状，由此具有大致扁平环状的形状。分别为扁平圈形式的第一衬片14和第二衬片16分别固定在盘片12的第一侧向外表面18和第二侧向外表面20。

衬片14和16的外表面22和24应分别与压盘和从动盘(未示出)协同工作。

盘片12包括大致扁平且平行的第一护片25和第二护片26(或“垫片”)，为片状盘的形式。第一衬片14和第二衬片16的内表面27和28例如通过粘接或铆接分别固定至第一护片25和第二护片26的外表面18和20。在一改变例中，护片和相应的衬片可形成为一件产品，例如通过注塑模制。

第一护片25和第二护片26例如可包括合成材料或钢铁，所述钢铁优选包括0.68％或0.75％的碳(根据法国AFNOR标准分别代表XC68和XC75)。它们大致环状、共轴线且具有轴线A，且通过渐进功能元件29而彼此轴向分离，所述渐进功能元件29采取多个具有轴线A的同心垫圈(bead)30插在护片25和26的两个内表面31和32之间的形式。

优选的是，渐进功能元件29包括三个垫圈30。

摩擦装置10还分别包括第一连接扭转件33和第二连接扭转件34，二者分别与第一护片25和第二护片26制造成一件，第二连接扭转件34相对于护片平面朝向摩擦装置的中平面(mid plane)倾斜。每个第一连接扭转件33的自由端相一致且布置为，当第一护片和第二护片相对于彼此轴向地运动时、特别是由于在压盘和从动盘之间夹紧摩擦装置时，与相对应的第二扭转件34的表面连接。第一护片25和第二护片26随后通过沿它们的轴线A进行旋拧而相对于彼此平行运动。连接扭转件33和34的可选存在有利地改善了摩擦衬片与压盘和从动盘的接触。

根据本发明，渐进功能元件29至少部分地为加成硅树脂(additionsilicone)。部分垫圈30、整个垫圈30或优选所有垫圈30由加成硅树脂制造。

这种硅弹性体是交联(cross-link)的结果，也就是说是彼此结合了聚合物链的加成化合物或浓缩聚合物。交联程度以及任何带有矿物填料的加强的程度决定了弹性体的最终机械性能。

还有“浓缩硅树脂”和“加成硅树脂”。

浓缩硅树脂通过所谓“浓缩”反应获得，在该反应中，为了形成硅树脂分子，两个或更多分子相结合，产生副产物。通常，这种浓缩反应除了聚合物外还涉及交联剂和可能的强化填料、水和催化剂，例如钛或锡。浓缩反应很慢，通常花费数小数，无论系统是单组分或双组分的。

加成硅树脂通过所谓“加成”反应获得，在该反应中，硅树脂分子通过两个或更多其他分子的并置形成，没有形成副产物。通常，这种加成反应除了聚合物外还涉及交联剂和可能的填料和催化剂，特别是例如铂、铑或钯这样的贵金属。硅树脂中铂痕迹的存在，特别是按重量约1至20ppm时，通常表明硅树脂是加成硅树脂。加成反应很快，通常花费数分钟，无论系统是单组分或双组分的。

类似于加成硅树脂，过氧化交联硅树脂在高温下分解，以便产生高活性的自由基，所述自由基将促进构成聚合物基质的直链之间的化学键形成。过氧化物已经在固态硅树脂领域使用了数十年。会形成副产物，带有令人不悦的气味且不总是无害的。在一些情况下，可以期望法律上的限制。

与过氧化交联硅树脂相比，加成硅树脂具有很多优点：

-不产生副产物(即没有有毒产物的风险)

-更快速的聚合(高达50％)。

优选的加成硅树脂为Dow3-6096硅树脂弹性体，Addisil 6100和ESA 7142。

由Dow Corning公司提供的Dow3-6096硅树脂弹性体是单组分加成硅树脂，为黑色糊状形式。其在180℃下在不小于5分钟内加热而聚合。

由GE Bayer Silicones GmbH & Co.KG(德国)提供的Addisil 6100为含有带发热硅酸的乙烯基团的二甲基硅氧烷(polydimethyl siloxane)。其在175℃下在小于2分钟内聚合。

ESA 7142为具有聚加成反应类型、无流动热和交联热的单组分硅树脂弹性体。由Rhodia Silicones s.a.s.公司(法国)制造，其推荐用于通过填塞或填充来密封或保护壳体件，以及用于隔离电机。这种粘合剂基于聚甲基乙烯基硅氧烷(polymethyl vinylsiloxanes)、聚甲基丙烯酸甲酯氢化硅氧烷(polymethyl hydrogenosiloxanes)和二氧化硅。

非加成硅树脂的成分可与加成硅树脂混合，以便形成根据本发明的渐进功能元件。

图2a示出了图1所示的摩擦装置10的周边部分的径向截面示意图，是在盘片12不具有任何连接扭转件的区域中。

许多其他的实施例也是可以的。

例如，图2b至2d示出了本发明的实施例，其中第一护片25和第二护片26具有带中央凹部的大致圆盘的形状，带有扁平的中央部分36、扁平的周边部分38和中间部分40，所述周边部分38平行于中央部分36大致径向地延伸，所述中间部分40将中央部分36和周边部分38连接。衬片14和16固定在周边部分38的外表面42上。

如EP 0 504 033中那样，第一护片25和第二护片26的中间部分40相一致，以便使周边部分38沿轴向并相对于中央部分36向外移动，以便形成径向露出的周边插槽44。

根据本发明的渐进功能元件29可通过将垫圈30设置在插槽44内部并压在周边部分38的内表面31和32之间来形成。根据本发明的渐进功能元件29还可通过单个垫圈部分(图2c)或完全(图2d)填塞插槽44来形成。

图2e示出了另一实施例，其中渐进功能元件29插在每个衬片14、16和盘片12之间。优选的是，渐进功能元件29还起到将衬片接合至盘片12的作用。在该实施例中，盘片12为单件形式。将渐进功能元件29布置在衬片14和/或16与盘片12之间可以应用于为两部分25和26形式的盘片12，如上所述。在这种情况下，根据本发明的渐进功能元件还可插在周边插槽44中。

图1和2所示的摩擦装置的制造可以以以下方式执行：

a)衬片14和16的内表面27和28首先胶粘起来，且随后它们分别与护片25和25的外表面18和20接合，所述护片是为此目的预先准备好的。例如通过溶剂和/或施加底漆来清洗，这种制备取决于粘合剂的特性且为本领域技术人员所知。

b)接下来，粘合剂通过加热聚合。

c)随后，根据所用的硅树脂制造商的建议，清理护片25和26的内表面31和32，如有需要，施加底漆。

d)接下来，加成硅树脂垫圈30形成在内表面31上。优选的是，所用的硅树脂为单组分硅树脂，其仅以加热的结果开始聚合。在将硅树脂沉积在内表面31上之后，因此只要有需要护片可进行操作和运输。此外，可避免任何不期望的聚合的风险，例如在用于沉积垫圈30的设备上留下的硅树脂的痕迹。聚合的触发可有利地被完美地控制。由此，使用单组分硅树脂很适于摩擦装置的工业生产的限制。

e)护片25和26的内表面集合起来，将它们布置为彼此分开一小于硅树脂挤压直径的限定距离。沉积在内表面31上的硅树脂由此还与内表面32接触。优选的是，护片25和26被夹住，由此它们被牢固地保持为相对于彼此不能动，以使得它们不会在随后的步骤中经历任何扭曲。

f)取决于硅树脂，垫圈30的材料随后被加热，以使得它通过加成而聚合。优选的是加热通过红外辐射、通过传导或照射来执行。有利的是，加成硅树脂的聚合很快速。

根据本发明的制造方法的改变例，选择粘合剂来对衬片和用于构成渐进功能元件的加成硅树脂进行固定，其具有类似的聚合条件。例如，粘合剂可以是Araldyte 64型，其在180℃下交联，且硅树脂可以是Dow3-6096硅树脂，由Bayer Silicones提供的Addisil 6100或由Rhodia siliconess.a.s.提供的特别是在图2e所示类型的摩擦装置中，还可选择硅树脂起到用于固定衬片的粘合剂的作用。

随后可以与上述步骤a)以及随后步骤c)至f)相符合地进行，即在硅树脂的聚合之前不执行粘合剂的聚合(步骤b))。在步骤f)，摩擦装置的加热允许同时固化粘合剂和硅树脂。制造方法有利地被简化且更经济。

执行轴向应力测试，以便评估根据本发明的渐进功能元件的疲劳强度。该测试包括对离合器的摩擦装置施加循环的、轴向力，相应于该离合器的最大速度。

图2a所示类型的、经过测试的摩擦装置具有215mm直径。其具有由Dow3-6096制造的渐进功能元件。施加的轴向力为7300N。

图3示出了在0次，600,000次、一百万次和三百万循环之后的该摩擦装置的渐进功能曲线。渐进功能曲线示出了在横向载荷的作用下渐进功能元件厚度(以毫米为单位)的减少。

可发现Dow3-6096加成硅树脂的渐进功能曲线具有非常好的结果。通过金属叶片曲率实现渐进功能的传统摩擦装置不具有这样好的结果。

现在很清楚，本发明提供一种能插在两个衬片之间的渐进功能元件(在至少一个衬片和摩擦盘片之间和/或在与衬片相符地延伸的盘片的周边插槽内)且很适于摩擦装置的工业制造过程。渐进功能元件的聚合持续时间实际上有利地非常地短。

自然，本发明并不限于所述和通过示例性且非限制性例子而提供的实施例。

特别地，盘片、护片、周边插槽和衬片的性质或对衬片进行固定的装置的特点也是非限制性的。

此外，形成弹簧的渐进功能元件不必与其插入的每一个护片接合。它可具有任何形状。特别地，垫圈可具有任何形状，闭合的或不闭合的，连续的或不连续的。渐进功能元件还可具有“突出物”的形状。

最后，周边插槽没必要延伸过盘片的整个周边。优选的是，其深度应足够，以使得其符合盘片上的衬片的整个承载表面而延伸。

Claims (6)

1.一种离合器摩擦盘片，用于机动车辆，所述摩擦盘片包括：

第一和第二护片，片状地一起形成盘片，第一和第二护片的每个具有内表面和外表面；

第一和第二护片，在盘片中形成径向露出的周边插槽；

第一和第二摩擦衬片，固定到第一和第二护片的外表面；

第一和第二连接扭转件，与第一和第二护片制造成一件，且该第一和第二连接扭转件具有圆周取向，第二连接扭转件相对于护片平面朝向摩擦装置的中平面倾斜；和

渐进功能元件，设置在径向露出的周边插槽中，压在第一和第二护片的内表面之间；

所述渐进功能元件至少部分地包括具有粘合性的单组分加成硅树脂，且所述渐进功能元件包括垫圈。

2.如权利要求1所述的离合器摩擦盘片，其中，所述加成硅树脂具有的聚合温度在130℃至200℃之间。

3.如权利要求1所述的离合器摩擦盘片，其中，所述硅树脂为含有特定的乙烯基团的聚二甲基硅氧烷类硅树脂。

4.一种制造离合器摩擦盘片的方法，该摩擦盘片包括组装在盘片中的第一护片和第二护片，以便形成径向露出的周边插槽，所述摩擦盘片还包括固定至所述第一护片和所述第二护片的外表面的第一衬片和第二衬片，

该方法包括以下步骤：

对所述第一衬片的内表面施加粘合剂并将所述内表面固定至所述第一护片的外表面，

通过加热使粘合剂聚合；

对要限定所述径向露出的周边插槽的所述第一护片的内表面施加合成物，所述合成物包括具有粘合性的单组分加成硅树脂，

将第一和第二护片的内表面集合起来，将它们布置为彼此分开一小于具有粘合性的单组分加成硅树脂的厚度的限定距离；和

让具有粘合性的单组分加成硅树脂聚合。

5.如权利要求4所述的制造离合器摩擦盘片的方法，其中，用于固定衬片的至少一个的所述粘合剂与具有粘合性的单组分加成硅树脂是相同的材料。

6.如权利要求4所述的制造离合器摩擦盘片的方法，其中，在使具有粘合性的单组分加成硅树脂聚合的步骤之前，第一和第二护片被夹在一起。