CN101512176B - 带锁孔槽的离合器盘 - Google Patents

Abstract

一种用于摩擦转矩装置的离合器盘组件，其具有包括限定出旋转轴线的毂部和同心钢盘的离合器减震器组件。减震器组件包括装到钢盘的多个缓冲垫元件。第一和第二摩擦环布置在缓冲垫元件的相对侧上并且可旋转地装到钢盘上。第一和第二摩擦盘具有限定出相同数目的臂的相同数目的锁孔槽。摩擦片以位于第一摩擦盘上的摩擦片与位于第二摩擦盘上的摩擦片基本对齐的方式被装到各臂上。

Description

带锁孔槽的离合器盘

相关申请

本部分继续申请要求2006年4月3号提交的申请号为No.11/396,445的美国专利申请和2006年8月30号提交的申请号为No.60/841,081的美国临时专利申请的优先权，上述申请的公开内容通过引用结合在本文中。

技术领域

本发明涉及离合器盘组件。更具体地，本发明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配置。

背景技术

机动车离合器从动盘组件，即简称为离合器盘组件，采用摩擦材料来限定出接合表面，所述接合表面与离合器压力盘、飞轮和/或中间板提供的衬片金属表面相接合。摩擦材料能够构造成多种配置。列举两个示例性的配置，摩擦材料可呈单环或多个摩擦片的形式。选定的配置取决于多种因素，包括但不限于摩擦材料的摩擦性能、接合表面的可用表面积、接合表面的直径、可用夹紧力、离合器必需的转矩传递能力、摩擦材料作用到离合器盘组件上时的转动惯量以及摩擦材料的磨损特性。通过采用固定到环形支承背板的多个陶瓷摩擦材料的小弓形部分的离合器盘组件来更好地满足某些应用。已经了解到使用这种结构的情况下，所述片在运行过程中会发生倾斜。这种倾斜导致离合器脱开不完全和与换档有关的困难。希望提供一种用于离合器盘组件的配置，其允许使用陶瓷摩擦片且不会产生不希望有的倾斜现象。

发明内容

本发明提供一种用于离合器盘组件的配置，其允许使用陶瓷摩擦片且不会产生不希望有的倾斜现象。

一种用于摩擦转矩装置的离合器盘组件，其包括离合器减震器组件、第一摩擦环、第二摩擦环和多个缓冲垫元件。离合器减震器组件包括限定出旋转轴线的毂部，钢盘以及布置在该毂部和钢盘之间的多个减震弹簧。所述第一摩擦环可旋转地装到与所述旋转轴线同心的钢盘上。第一摩擦环包括第一钢背板。第一钢背板具有第一组多个锁孔形槽，所述槽从接近所述第一背板的内径的位置径向延伸到并穿过该第一背板的外径。多个槽限定出与其数目相同的多个臂，其中每个臂与该钢盘相反的一侧上连接有一个摩擦片。第二摩擦环可旋转地装到与所述旋转轴线同心的钢盘上。第二摩擦环包括钢背板。该第二钢背板具有与第一组的数目相同的且从靠近该第二背板的内径的位置径向延伸到并穿过第二背板的外径的多个锁孔形槽。所述槽限定出与其数目相等的臂，其中每个臂与该钢盘相反的一侧上连接有一个摩擦片，并且第一摩擦片和第二摩擦片基本对齐。与所述第一组的数目相等的多个缓冲垫元件被装到钢盘上并轴向布置在摩擦环之间。

通过分析下面的详细说明、附图和后附的权利要求书，本领域技术人员将会明白本发明进一步的目的、特征和优点。

附图说明

图1是变速器和离合器的侧面正视图，示出了本发明的周围情况；

图2是本发明的离合器盘组件的局部分解图；

图3为图2中的离合器盘组件的局部放大透视图；

图4为本发明的第二实施例的局部放大侧视图；

图5为图4中的离合器盘组件从箭头5方向看的端视图；

图6为图2中的摩擦环从箭头6方向看的侧面剖视图；

图7为离合器盘组件的一个可替代实施例在卸下其中一个摩擦环时的局部斜视图；

图8为图7中的离合器盘组件在带有两个摩擦环时从箭头8方向看的侧面剖视图；

图9为具有带锁孔槽的摩擦环的离合器盘组件的端视图；

图10为图9中的盘组件从箭头10方向看的局部侧视图，示出了一种优选的布置方式。

图11为图9中的离合器盘组件的摩擦环的透视图；

具体实施方式

在下面的描述中将采用确定的术语，仅是为了表述方便，并非是限制性的。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”表示在图中与使用该术语有关的方向。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”或“向下”表示在图中与使用该术语有关的方向。上面提及的所有前述术语包括它们的标准派生词和同义词。

参考附图中的图1，示出了离合器/变速器组件10的局部剖视图。发动机飞轮12可旋转地联接到离合器盖14上。齿轮变速器16以不可旋转的方式安装到钟形外壳18上，该钟形外壳18安装在发动机机体(未示出)上。包括离合器盖14和发动机飞轮12的离合器组件19布置在钟形外壳18中。变速器16通过变速器输入轴20围绕轴线21的转动来被驱动，最终使连接到车辆传动系的平衡装置(未示出)的驱动叉22发生旋转。

变速器输入轴20被飞轮12通过离合器组件24和飞轮12的摩擦接合而转动。离合器盘组件24通常以不能相对转动的方式滑动地安装在齿轮变速器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，所述花键使盘组件24能沿着轴20轴向滑动，同时与轴作为一个单元转动。

现参考图2，图中示出了离合器盘组件24的局部分解图。如图5所示，组件24包括三个主要的子组件，分别是离合器减震器组件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通过铆钉35固定在所述缓冲垫元件34上。

第一和第二摩擦环30和32分别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为离合器中典型的这类组件，其细节并不重要。呈弹簧形式的减震元件44绕着组件28周向分布。减震元件44被选择用来在离合器接合状态下，当盘组件24被夹紧在压盘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部46和摩擦环30和32之间有限的相对转动。毂部46可滑动地布置在花键互补的输入轴20上，并且与输入轴24作为一个单元共同转动。在离合器接合状态下，摩擦环与压盘26和飞轮12接合，并与之作为一个单元转动。减震元件44以现有技术中众所周知的方式布置在毂部和摩擦环30，32之间起作用，以在发动机飞轮12和变速器输入轴20之间提供所要的隔离。

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由钢制成并且有弹性地使环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，缓和调节离合器的接合以利于离合器接合平顺。同样适合于该目的的替代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接纳孔48和50，所述接纳孔的直径稍大于铆钉35的铆钉体或杆的直径，以使铆钉体能够从孔中穿过但铆钉头不能从其中通过。穿过缓冲垫元件、并与将第一摩擦环30连接到缓冲垫元件34的铆钉35对齐的接纳孔50构成缓冲垫元件上的第一组接纳孔。穿过缓冲垫元件、并与将第二摩擦环32连接到缓冲垫元件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开，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。尺寸稍大于铆钉35的头部或形成的镦粗部的多个间隙孔52在背板36和38中形成。背板36，38中的间隙孔52与相对的背板的上述对齐的孔对齐，最好可参见图2。当离合器盘组件24在轴向方向上被完全压缩时，间隙孔52接纳铆钉镦粗部或者是铆钉头部。

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性的或金属陶瓷性的。在本申请中，术语陶瓷一般用于表示在离合器技术中具有陶瓷、金属或金属陶瓷特性的任何一种摩擦材料。有机材料的一般特征在于易于获得缓冲的离合器接合。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。这种差异的一部分原因可归因于在离合器接合载荷作用下，通常有机材料比陶瓷材料能够更多地偏移。有机材料使压盘和飞轮的接合表面的磨损较少。一般认为陶瓷材料比有机材料更抗磨损，并且对于给定的直径尺寸和夹紧载荷，可具有更高的转矩传递能力。

图1至图3中的实施例具有相同的摩擦环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连接到环形背板36和38上，和典型的用于加有缓冲垫的陶瓷材料从动盘的连接相比较，可形成较薄的从动盘和较薄的摩擦环。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，较薄的盘组件24是可能的。精确的连接方法对本发明来说不是关键。两种可行的连接方法包括：在背板36，38上或者摩擦片40，42上涂覆钎焊膏，并且对摩擦片40，42和背板36，38之间的接触区域加热，使得钎焊膏液化并且将摩擦片40，42连接到背板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上沉积粉末状的摩擦材料，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用模子保持住，因此摩擦材料不会延展超出摩擦片40，42的期望形状。

背板36、38可有利地涂上一层绝热材料53，以减少那些在离合器接合过程中产生并被传递到缓冲垫元件34的摩擦热。缓冲垫元件的过热可导致缓冲性能降低。在一个实施例中，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需要具有抗热传递性，但是不需特别的抗压力能力。绝热材料53可包括但不限于玻璃纤维、软木和任何酚类材料。进一步的绝热可由布置在铆钉与衬片和缓冲垫元件34的接合处之间的绝热垫圈提供。垫圈可采用包覆在铆钉上的覆盖层的形式。

如最好参见于图4和图5的本发明的第二实施例，在离合器盘组件124的第一侧上设有有机衬片材料，并且在从动盘的第二侧上设有陶瓷衬片材料。有机衬片材料由其自身形成摩擦环130。摩擦环130具有沿周向分布的多个接纳孔148。摩擦环130由铆钉35铆接以与缓冲垫元件34接合。接纳孔48是埋头孔以使得铆钉35的头部或镦粗部位于摩擦环130的接合表面156之下。可替代地，有机材料环130可被连接到金属背板上，其中接纳孔穿过背板并且铆钉35与该背板接合。

在离合器组件中，从动盘24具有朝向发动机飞轮12布置的有机材料摩擦环130和朝向压盘26布置的陶瓷材料摩擦环32。这种定位的结果是，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，在飞轮盘的整个使用寿命期间压盘受到的磨损比飞轮更大。这使得技术维护人员可以更换盖14和压盘26组件，而让磨损相对较轻的飞轮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劳动强度。

另一个实施例如图7和图8所示。有孔的钢盘258从离合器减震器组件径向延伸。有机材料摩擦环230通过多个铆钉235固定到该钢盘258的第一例上。多个缓冲垫组件234固定到钢盘258上位于与有机材料摩擦环230相反的一侧上。包括上面布置有陶瓷材料240的钢背板236的陶瓷材料摩擦环232通过铆钉(未示出)固定到与钢盘258相对的缓冲垫组件234上。陶瓷摩擦材料240可呈衬垫的形式或者呈圆形环的形式。平衡配重可以选择性地放置在钢盘258内的燕尾槽形的插入槽260中。

与现有技术中所做那样将摩擦材料直接连接在较小的离散的弓形支承元件上、接下来将所述弓形支承元件分别装配到离合器组件上不同，将陶瓷摩擦材料240直接连接到环形钢环上具有若干优点。离散元件更易于形成热点并导致众弓形支承元件翘曲。由于缓冲元件中的变化，曾经的热点源将在位置上发生变化。在单个弓形环中，所述变化最小化了，因为整体环防止了任意单个缓冲垫元件产生太多的局部位移。另外，具有整体环还使离合器盘具有更坚固的结构。本发明比使用众弓形元件的方案得到更为一致的缓冲率。

在本发明的另一种方案中，最好参见图9至11，离合器盘组件324具有改进的第一和第二摩擦环330和332，所述摩擦环被有利地彼此相对定向。摩擦环330和332分别具有第一和第二锁孔槽360和362并且分别将直接连接的第一和第二摩擦片340和342分隔开。

摩擦环330和332通过钢盘358被连接到离合器减震器组件328，最好参见图9和图10。盘358以现有技术中公知的方式结合入减震器328中。减震器328的确切结构可以与减震器28的描述一致，但对本发明来说不是关键。摩擦环332通过布置在其与盘358之间的多个缓冲垫元件334间接连接到该盘358。缓冲垫元件334相同于或者至少基本类似于缓冲垫元件34和234。作为替代，缓冲垫元件334可以布置在盘358和摩擦环330之间。

摩擦环330和332分别包括第一和第二背板336和338。背板336和338由钢制成。如图9至11所示，多个第一摩擦片340被直接连接到第一背板336，并且多个第二摩擦片242被直接连接到第二背板338。摩擦片330和332优选由陶瓷材料制成。该摩擦片的连接与上文中将摩擦片40和42连接到背板36和38上的描述一致。可以理解，摩擦片340和342或者可以通过铆接来代替直接连接从而固定到背板330和332上。摩擦材料可以单独被铆接到背板330和332上，或者首先装配到较小尺寸的定位背板(未示出)上，而所述定位背板将通过铆钉固定到背板330和332上。背板336和338分别具有分别由锁孔槽360和362分隔开的多个第一和第二臂364和366。槽360和362在它们的端部敞开。摩擦片340以一边接近相邻的槽364并符合该相邻的槽364的形状的方式安装在臂364上。在一个实施例中，位于背板338的加缓冲垫一例的摩擦片342的尾缘接近槽362。如图9和图10所示，片340占据了第一臂364面积的大约一半，从板336的内径向外径延伸，并在周向上从多个槽360中的一个延伸到下一个槽360的大约一半的路程。片340和342可以更宽或更窄。从图9和图11可以更容易地看出，指状槽在它们的基部或根部扩大，使所述槽360和362具有锁孔形的特征形状。有利的效果可通过测试数据进行说明。摩擦片340和342设有间隙孔来容纳铆钉，但是不被铆钉夹持或与铆钉接合。

直接连接与锁孔状槽相结合的显著好处是能量吸收增加且翘曲减小。摩擦片340和342的完全或接近完全的重叠(最好参见图10)被认为有益于帮助减小翘曲。尽管不能从图中容易地辨认出，摩擦片340和342同样也与缓冲垫元件334对齐，并且缓冲垫元件334的数目等于各个摩擦环330和332上摩擦片的数目(与图2中的结构一致，其示出了具有10个摩擦片42和10个缓冲垫元件34的无槽摩擦环)。虽然图中示出了9个摩擦片/槽/臂/缓冲垫，但也可以采用更多或更少的数目。组件324的外径处具有多层(最好参见图10)，从一侧到另一侧的所述多层包括：直接连接到带有锁孔槽360的第一背板336的第一摩擦片340，该背板336被铆接在连接到离合器减震器组件328的盘358上；铆接到盘358的多个缓冲垫元件；铆接到缓冲垫元件334的第二背板338，以及直接连接到第二背板338上的第二摩擦片342。盘358可以具有多个槽368，所述多个槽368的数目等于如图示出用于盘258的背板336和338上的槽360和362的数目。在盘258的槽末端处的圆弧不是锁孔状，但可以采用锁孔状。测试数据证实了这种配置的组件的效果。在背板36和338上没有设槽的盘组件在其遭受显著损坏之前吸收的总能量为1800BTU。如上所述的盘组件358在带有槽360和362的情况下吸收的总能量为30,900BTU，并且没有遭受显著损坏。

在一种可替代结构中(未示出)，片358具有更小的直径，使摩擦环330和332不会覆盖该片358。摩擦环330和332直接连接到缓冲垫元件334，而缓冲垫元件被铆接到盘358的外径，类似于图2所示配置。

前面的叙述披露并描述了本发明的优选实施例。然而，从这样的叙述、附图和权利要求书中，本领域技术人员将会很容易认识到，在不背离由后续的权利要求书限定的本发明的实质精神和合理范围的情况下，可以做出不同的改变、更改和变更。

Claims (6)

1.一种用于摩擦转矩装置的离合器盘组件，其包括：

离合器减震器组件，包括限定出旋转轴线的毂部，并包括同心钢盘和布置在该毂部和该钢盘之间的多个减震弹簧；

第一摩擦环，其可旋转地装到与所述旋转轴线同心的所述钢盘上并包括第一钢背板，所述第一钢背板具有从接近该第一钢背板的内径的位置径向延伸到且穿过该第一钢背板的外径的第一组多个锁孔形槽，所述槽限定出与其数目相同的臂并具有与其数目相同的多个第一摩擦片，其中每个臂与该钢盘相反的一侧上固定有一个摩擦片；

第二摩擦环，其可旋转地装到与所述旋转轴线同心的所述钢盘上并包括第二钢背板，并且所述第二钢背板具有从接近该第二钢背板的内径的位置径向延伸到并穿过该第二钢背板的外径且与所述第一组多个锁孔形槽的数目相同的多个锁孔形槽，所述槽限定出与其数目相同的臂并具有与其数目相同的多个第二摩擦片，其中每个臂与该钢盘相反的一侧上固定有一个摩擦片，并且所述第一摩擦片和第二摩擦片大致对齐；和

与所述第一组多个锁孔形槽的数目相同的多个缓冲垫元件，其装到钢盘上并且轴向布置在所述摩擦环之间。

2.根据权利要求1所述的离合器盘组件，其中，所述第一摩擦片和所述第二摩擦片之一被直接连接到所述第一钢背板和所述第二钢背板中相应的一个上。

3.根据权利要求1所述的离合器盘组件，其中，所述钢盘在所述第一和第二摩擦环之间径向延伸并且轴向布置在所述缓冲垫元件和所述钢背板中的一个之间。

4.根据权利要求3所述的离合器盘组件，其中，所述钢盘具有与所述第一组多个锁孔形槽的数目相等的多个槽。

5.根据权利要求1所述的离合器盘组件，其中，所述钢盘具有比所述第一和第二钢背板的内径更小的外径，并且所述钢背板被直接连接到所述缓冲垫元件。

6.根据权利要求1所述的离合器盘组件，其中，所述第一摩擦环和所述第二摩擦环中的至少一个在与所述摩擦片相反的一侧上设有绝热材料涂层。

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