CN103629265B - 带调整片的离合器板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及带调整片的离合器板。具体地，提供了一种多板式摩擦离合器，其包括离合器板或盘，具有降低的摩擦损失或旋转损失，且因此具有降低的热量产生和提高的使用寿命。离合器板包括在其外周缘处的板簧或弹簧调整片以及与相邻的反作用板接触的减少面积的摩擦材料，其中所述板簧或弹簧调整片将相邻的板彼此远离地轴向偏置。在典型的机动车辆自动变速器离合器中，利用了一共六个或八个板簧或调整片：三个或四个向一侧偏移，并且三个或四个向另一侧偏移。

Description

带调整片的离合器板
技术领域
本发明涉及用于自动变速器中的摩擦离合器的离合器板和类似装置，且更具体地涉及用于这样的自动变速器中的摩擦离合器的离合器板和类似装置，其具有弹簧偏置的调整片以及减少的摩擦表面面积，这减少了旋转损失并且改进了燃料经济性。
背景技术
该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能会或可能不会构成现有技术。
安装在机动车辆中的大量的自动变速器利用了多个摩擦离合器和制动器。基本上，这些装置包括联接到第一构件的多个第一离合器板或盘，所述多个第一离合器板或盘与联接到第二构件的多个第二离合器板或盘交织间置。可被电气地、液压地或气动地驱动的相邻的致动器接合以及释放该装置。如果该装置是离合器，那么这些构件都能够旋转，并且一个典型地是输入，而另一个是输出。如果该装置是制动器，那么一个构件能够旋转，而另一个被固接（固定）。
这些装置是常见的，并且也正因为这样，所以在这些装置上进行工程努力之后，可能令人惊奇的是这些装置还是存在缺点。当这些装置被用于自动变速器中、典型地在行星齿轮组件的部件之间时，脱开的离合器或制动器上的速度可能超过5000转每分。在这种速度下的操作不可避免地导致热量产生，该热量产生本身可能是问题，而且还可能导致旋转损失，从而降低变速器和整个动力系的效率。降低离合器或制动器上的速度是一种可能的方案，但是这种方案通常包括许多操作折衷。因此，涉及在全部操作速度下减少离合器拖拽的问题的研究一直在进行，而本发明正是这种研究的成果。
发明内容
本发明提供了用于多板式摩擦离合器的离合器板或盘，其具有降低的摩擦（旋转）损失，且因此具有降低的热量产生以及提高的使用寿命。离合器板包括在其外周缘处的板簧或弹簧调整片以及与相邻的反作用板接触的减少面积的摩擦材料，所述板簧或弹簧调整片将相邻的板彼此远离地轴向偏置。在结合本发明的典型的机动车辆自动变速器离合器中，利用了一共六个或八个板簧或调整片：三个或四个向一侧偏移，并且三个或四个向另一侧偏移。摩擦材料的表面面积减少，但仍足够大，以使得当由离合器致动器施加最大接合（即，压缩力）时，该摩擦材料的压缩（弹性）极限不被超过。
因此，本发明的一方面在于提供一种离合器盘，所述离合器盘具有在其外周缘周围设置的多个板簧或调整片。
本发明的另一方面在于提供一种离合器盘，所述离合器盘与现有离合器设计相比具有减少面积的摩擦材料。
本发明的又另一方面在于提供一种离合器盘，所述离合器盘具有在其外周缘周围设置的多个板簧以及具有减少面积的摩擦材料。
本发明的又另一方面在于提供一种具有离合器板或盘的摩擦离合器，所述离合器盘具有减少面积的摩擦材料，该面积足以在由操作器向离合器施加最大接合力时使得该摩擦材料的弹性极限不被超过。
本发明的又另一方面在于提供一种具有降低的旋转损失的摩擦离合器。
本发明的又另一方面在于提供一种摩擦离合器，所述摩擦离合器在脱离状态中产生较少的热量。
本发明的又另一方面在于提供一种摩擦离合器，所述摩擦离合器具有提高的使用寿命。
本发明还包括以下方案：
1. 一种摩擦离合器组件，所述摩擦离合器组件具有降低的旋转损失，所述摩擦离合器组件以组合的方式包括下述：
第一构件，所述第一构件限定多个轴向取向的凹花键；
第二构件，所述第二构件与所述第一构件同轴地设置，并且限定多个轴向取向的凸花键；
多个第一离合器板，所述多个第一离合器板具有与所述第一构件中的所述凹花键互补并接合的凸花键；
多个第二离合器板，所述多个第二离合器板与所述多个第一离合器板交织间置，并且具有与所述第二构件上的所述凸花键互补并接合的凹花键；以及
所述多个离合器板中的一个具有偶数计数的多个板簧以及在其表面上的多个摩擦材料的断续区域，所述多个板簧中的一半沿远离所述多个离合器板的一个方向延伸，并且所述多个板簧中的另一半沿远离所述多个离合器板的相反方向延伸。
2. 根据方案1所述的摩擦离合器组件，还包括液压致动器，所述液压致动器设置成相邻于所述多个离合器板，用于向所述离合器板施加压缩力。
3. 根据方案1所述的摩擦离合器组件，还包括固定壳体，并且其中，所述多个离合器板中的一个可操作地联接到所述壳体。
4. 根据方案1所述的摩擦离合器组件，其中，所述多个板簧包括八个板簧，所述板簧中的四个板簧沿一个方向延伸，并且与所述板簧中沿相反方向延伸的四个板簧交替布置。
5. 根据方案1所述的摩擦离合器组件，其中，所述摩擦材料的区域包括多个三角形部段，所述三角形部段中的一部分沿第一方向取向，并且所述三角形部段的第二部分沿与所述第一方向相反的第二方向取向。
6. 根据方案1所述的摩擦离合器组件，其中，所述摩擦材料的区域在所述离合器板的两个表面上的所述板簧附近被省除。
7. 根据方案1所述的摩擦离合器组件，其中，所述摩擦材料的区域包括较大的梯形区域以及设置在所述较大的梯形区域之间的较小的矩形区域。
8. 根据方案1所述的摩擦离合器组件，其中，所述多个离合器板中的其他板是反作用板。
9. 一种具有降低的旋转损失的改进的摩擦离合器，所述摩擦离合器以组合的方式包括下述：
输入构件，所述输入构件限定了多个轴向取向的外花键；
输出构件，所述输出构件与所述输入构件同轴地设置，并且限定了多个轴向取向的内花键；
多个第一离合器板，所述多个第一离合器板具有与所述输入构件中的所述外花键互补并接合的内花键；
多个第二离合器板，所述多个第二离合器板与所述多个第一离合器板交织间置，并且具有与所述输出构件上的所述内花键互补并接合的外花键；
所述多个离合器板中的一个具有多个板簧以及在其上的多个摩擦材料的断续区域，所述多个板簧中的一部分沿远离所述多个离合器板中的每个离合器板的一个方向延伸，并且所述多个板簧中的另一部分沿远离所述多个离合器板中的每个离合器板的相反方向延伸。
10. 根据方案9所述的摩擦离合器组件，还包括液压致动器，所述液压致动器设置成相邻于所述多个离合器板，用于向所述离合器板施加压缩力。
11. 根据方案9所述的摩擦离合器组件，还包括固定壳体，并且其中，所述多个离合器板中的一个可操作地联接到所述壳体。
12. 根据方案9所述的摩擦离合器组件，其中，所述多个板簧包括八个板簧，所述板簧中的四个沿一个方向延伸，并且所述板簧中的四个沿相反方向延伸。
13. 根据方案9所述的摩擦离合器组件，其中，所述摩擦材料的区域包括多个三角形部段。
14. 根据方案9所述的摩擦离合器组件，其中，所述多个离合器板中的其他板是反作用板。
15. 一种摩擦离合器组件，所述摩擦离合器组件具有降低的旋转损失，所述摩擦离合器组件以组合的方式包括下述：
第一构件，所述第一构件限定多个轴向取向的花键；
第二构件，所述第二构件与所述第一构件同轴地设置，并且限定多个轴向取向的花键；
多个第一离合器板，所述多个第一离合器板具有与所述第一构件中的所述花键互补并接合的花键；
多个第二离合器板，所述多个第二离合器板与所述多个第一离合器板交织间置，并且具有与所述第二构件上的所述花键互补并接合的花键；
所述多个离合器板中的一个离合器板包括多个板簧以及在其每个表面上的多个摩擦材料的断续区域，所述多个板簧中的一半沿远离所述多个离合器板中的所述一个离合器板的一个方向延伸，并且所述多个板簧中的另一半沿远离所述多个离合器板中的所述一个离合器板的相反方向延伸；以及
所述多个离合器板中的其他板是反作用板。
16. 根据方案15所述的摩擦离合器组件，还包括致动器，所述致动器设置成相邻于所述多个离合器板，用于向所述离合器板施加压缩力。
17. 根据方案15所述的摩擦离合器组件，其中，所述摩擦材料的区域包括多个三角形部段，所述三角形部段中的一部分沿第一方向取向，而所述三角形部段的第二部分沿与所述第一方向相反的第二方向取向。
其它特征、优势和应用领域从本文提供的说明将显而易见。应当理解的是，该说明和具体示例仅旨在用于描述目的，并且不旨在限制本发明的范围。
附图说明
本文所述的附图仅用于描述目的，且绝不旨在限制本发明的范围。
图1是典型的自动变速器的局部截面图，所述自动变速器具有设置在其中的根据本发明的摩擦离合器组件；
图2是根据本发明的摩擦离合器板或盘的第一实施方式的平面图；
图3是根据本发明的摩擦离合器板或盘的第一实施方式的一部分的放大局部视图；
图4是根据本发明的摩擦离合器板或盘的第一实施方式的放大侧视图；
图5是根据本发明的摩擦离合器板或盘的第二实施方式的平面图；以及
图6是根据本发明的摩擦离合器板或盘以及反作用板的第二实施方式的放大侧视图。
具体实施方式
下述说明本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本发明、其应用或使用。
参考图1，结合了根据本发明的摩擦离合器组件的自动变速器的一部分被描述，并且总体上用附图标记10表示。自动变速器10包括壳体12，所述壳体包围、支承、定位并保护各个部件，例如具有第一元件16、第二元件18和第三元件的行星齿轮组件14以及摩擦离合器组件20。摩擦离合器组件20包括：输入构件或第一构件22，其可联接到例如行星齿轮组件的第一元件16或者由该第一元件驱动；以及输出构件或第二构件24，其可联接到例如壳体12或行星齿轮组件14的元件，或者是所述壳体12或行星齿轮组件14的元件的一部分。在前一种情况中，该装置可以更常见地称为摩擦制动器，对于本发明而言，区别在于没有力矩。
现参考图1和图2，摩擦离合器组件20的输入构件或第一构件22典型地限定或包括毂26，所述毂在其外表面上具有轴向外（凸）花键28。多个第一摩擦离合器板或盘32包括内（凹）花键34，所述内花键与所述第一构件或输入构件22的毂26上的外花键28互补并接合。多个第一摩擦离合器板32包括摩擦材料36的隔开的三角形区域或岛。多个第一摩擦离合器板32因此随第一构件或输入构件22旋转，但是能够在第一构件22的毂26上自由地轴向平移。
包括外（凸）花键54的多个第二反作用板或盘52与所述多个第一摩擦离合器板32交织间置。反作用板或盘52是大致圆形的平坦钢板，摩擦板或盘32抵靠所述平坦钢板实现旋转的摩擦接触。多个第二反作用板或盘52设置在具有内（凹）花键58的筒状壳体56内，所述内（凹）花键与所述多个第二反作用板或盘52上的外花键54互补并接合。多个第二反作用板或盘52因此联接到输出构件24，并且在筒状壳体56内自由地轴向平移。
摩擦离合器组件20还包括致动器或操作器60，其可被电气地（或电动地）、液压地或气动地启动以挤压交织间置的多个离合器板或盘32和52，从而将扭矩从输入构件22传递到输出构件24；或被停用以释放交织间置的多个离合器板或盘32和52上的压力，并且终止扭矩从输入构件22到输出构件24的传递。摩擦离合器组件20还可包括诸如止动板62和止推轴承（未示出）之类的部件。
现参考图2和图3，摩擦板或盘32的第一实施方式包括摩擦材料36构成的交替设置的三角块或三角形部段的均匀图案，其具有第一部分38和第二部分40，所述第一部分设置成使平边相邻于板或盘32的外周缘，所述第二部分与所述第一部分38交织间置并且其平边相邻于板或盘32的内缘。摩擦材料36的三角块或三角形部段的径向向内端和径向向外端具有圆弧角部42，而相反的一对角部44则稍微截头。因此，摩擦材料36的三角块形成了摩擦材料构成的间断或断续的隔离的区域或岛的重复图案。应当理解的是，虽然与常规离合器中的情况相比，在本发明中摩擦材料36的总面积更小，但是该减小的面积并不很小，并且不能太小而导致当由如图1所示的离合器操作器60向所述摩擦材料施加完全压缩力时剩余摩擦材料36将超过其弹性极限。
如图2、3和4所示的，在围绕摩擦板或盘32的外周缘的八个位置处是板簧或调整片46A和46B。这些板簧或调整片中的四个板簧或调整片46A沿远离摩擦板或盘32的平面的一个方向形成或取向，并且其他的交替设置的四个板簧或调整片46B沿远离摩擦板或盘32的平面的相反方向形成或取向。板簧或调整片46A和46B的实际数量取决于摩擦板或盘32的尺寸，即外径。优选地，一共六个板簧或调整片46A和46B将是形成并使用在较小的摩擦板或盘32上的最小数量，而一共八个、十个、十二个或更多个板簧或调整片46A和46B将形成并使用在较大摩擦板或盘32上。每个板簧或调整片46A和46B具有大致三角形主体48，所述主体48逐渐变细至圆弧（或圆角）端部50，如图3所示。
在板簧或调整片46A和46B的每个位置处，在摩擦板或盘32的每侧上，摩擦材料36的三角块被省除，以提供板簧或调整片46A和46B的不受阻碍且不受限制的运动。以示例的方式，在如图2所示的构造中，在摩擦板或盘32的每个表面上相邻于每个板簧或调整片46A和46B的地方省除了两个摩擦材料36的三角块。
现参考图5和图6，根据本发明的摩擦离合器板或盘以及反作用板组件的第二实施方式被示出，并且总体上用附图标记80表示。摩擦离合器板或盘以及反作用板组件80将以多重的方式用于诸如图1的摩擦离合器组件20的摩擦离合器中，并且所述摩擦离合器板或盘以及反作用板组件包括具有内（凹）花键84的第一纤维芯离合器板或盘82，所述内花键84与诸如图1中所示的毂26上的外花键28之类的外花键互补并接合。纤维芯离合器板82包括摩擦材料86的隔开的区域或岛。具体地，摩擦材料86以两种图案来设置，第一图案包括三个较大的梯形区域或垫86A，它们优选地设置在纤维芯离合器板82的两个表面上的以120°隔开的周向位置处，第二图案包括多个较小的矩形86B，这些矩形断续地设置在纤维芯离合器板82的一个表面或两个表面上，处于与梯形区域86A的大致径向中点对齐的圆中。同样应当理解的是，虽然与常规离合器板上的情况相比，在纤维芯离合器板或盘82上的摩擦材料86的总表面面积更小，但是面积减少是有限的，也就是说，该面积并不是很小，并且不能太小而导致当如图1所示的离合器操作器60传输最大压缩力时剩余摩擦材料86上的压缩力超过其弹性极限。
在纤维芯离合器板82的一个或两个表面上的三个位置处，板簧或调整片88被附接，以将相邻的反作用板90轴向远离纤维芯离合器板82偏置。同样，用于纤维芯离合器板82上的板簧或调整片88的数量将取决于所述纤维芯离合器板的直径，较小的板82采用较少的弹簧或调整片，而较大的板82采用更多的弹簧或调整片88。
如上所述，反作用板90是大致平坦的圆形的钢板，其具有关于其外周缘设置的多个外（凸）花键92。外花键92与诸如如图1所示的筒状壳体56上的内花键58之类的内花键互补并接合。
将理解的是，由于通过板簧或调整片46A、46B和88提供的板或盘的分离力，本文所述的摩擦离合器板或盘32和纤维芯离合器板或盘82的两个实施方式提供了离合器中减少的旋转损失。这种减少的旋转损失自身表明了离合器内降低的热量产生以及改进的车辆燃料经济性，这是两个十分想要的操作益处。
本发明的描述本质上仅是示例性的，并且不偏离本发明实质的变形都旨在落入本发明的范围内。这种变形被认为不偏离本发明的精神和范围。

Claims (17)

1.一种摩擦离合器组件，所述摩擦离合器组件具有降低的旋转损失，所述摩擦离合器组件以组合的方式包括下述：
第一构件，所述第一构件限定多个轴向取向的凸花键；
第二构件，所述第二构件与所述第一构件同轴地设置，并且限定多个轴向取向的凹花键；
多个第一离合器板，所述多个第一离合器板具有与所述第一构件中的所述凸花键互补并接合的凹花键，以及具有圆形的外边缘；
多个第二离合器板，所述多个第二离合器板与所述多个第一离合器板交织间置，并且具有与所述第二构件上的所述凹花键互补并接合的凸花键；以及
所述多个第一离合器板具有偶数计数的周向延伸的多个板簧以及在其表面上的多个摩擦材料的断续区域，所述多个板簧中的一半还沿远离所述多个第一离合器板的一个轴向方向延伸，并且所述多个板簧中的另一半还沿远离所述多个第一离合器板的相反轴向方向延伸，所述多个板簧中的每一个具有的外边缘与所述圆形的外边缘重合，并且每个板簧的位置处省除了摩擦材料，由此所述第一离合器板具有减少面积的摩擦材料，所述面积足以在所述第一离合器板被施加最大接合力时使得所述摩擦材料的弹性极限不被超过，其中，所述多个板簧中的每一个构造成：沿着所述周向具有第一端和第二端，所述第一端结合到所述第一离合器板，并且所述第二端沿远离所述第一离合器板的一个轴向方向偏置。
2.根据权利要求1所述的摩擦离合器组件，还包括液压致动器，所述液压致动器设置成相邻于所述多个离合器板，用于向所述离合器板施加压缩力。
3.根据权利要求1所述的摩擦离合器组件，还包括固定壳体，并且其中，所述多个离合器板中的一个可操作地联接到所述壳体。
4.根据权利要求1所述的摩擦离合器组件，其中，所述多个板簧包括八个板簧，所述板簧中的四个板簧沿一个轴向方向延伸，并且与所述板簧中沿相反轴向方向延伸的四个板簧交替布置。
5.根据权利要求1所述的摩擦离合器组件，其中，所述摩擦材料的区域包括多个三角形部段，所述三角形部段中的一部分沿第一方向取向，并且所述三角形部段的第二部分沿与所述第一方向相反的第二方向取向。
6.根据权利要求1所述的摩擦离合器组件，其中，在所述多个第一离合器板的每一个的两个表面上在所述板簧附近，所述摩擦材料的区域被省除。
7.根据权利要求1所述的摩擦离合器组件，其中，所述摩擦材料的区域包括较大的梯形区域以及设置在所述较大的梯形区域之间的较小的矩形区域。
8.根据权利要求1所述的摩擦离合器组件，其中，所述多个第二离合器板是反作用板。
9.一种具有降低的旋转损失的改进的摩擦离合器，所述摩擦离合器以组合的方式包括下述：
输入构件，所述输入构件限定了多个轴向取向的外花键；
输出构件，所述输出构件与所述输入构件同轴地设置，并且限定了多个轴向取向的内花键；
多个第一离合器板，所述多个第一离合器板具有与所述输入构件中的所述外花键互补并接合的内花键，以及具有圆形的外边缘；
多个第二离合器板，所述多个第二离合器板与所述多个第一离合器板交织间置，并且具有与所述输出构件上的所述内花键互补并接合的外花键；
所述多个第一离合器板具有多个周向延伸的板簧以及在其上的多个摩擦材料的断续区域，所述多个板簧中的一部分还沿远离所述多个第一离合器板的一个轴向方向延伸，并且所述多个板簧中的另一部分还沿远离所述多个第一离合器板的相反轴向方向延伸，所述多个板簧中的每一个具有的外边缘形成所述圆形的外边缘的一部分，并且每个板簧的位置处省除了摩擦材料，由此所述第一离合器板具有减少面积的摩擦材料，所述面积足以在所述第一离合器板被施加最大接合力时使得所述摩擦材料的弹性极限不被超过，其中，所述多个板簧中的每一个构造成：沿着所述周向具有第一端和第二端，所述第一端结合到所述第一离合器板，并且所述第二端沿远离所述第一离合器板的一个轴向方向偏置。
10.根据权利要求9所述的摩擦离合器组件，还包括液压致动器，所述液压致动器设置成相邻于所述多个离合器板，用于向所述离合器板施加压缩力。
11.根据权利要求9所述的摩擦离合器组件，还包括固定壳体，并且其中，所述多个离合器板中的一个可操作地联接到所述壳体。
12.根据权利要求9所述的摩擦离合器组件，其中，所述多个板簧包括八个板簧，所述板簧中的四个沿一个轴向方向延伸，并且所述板簧中的四个沿相反轴向方向延伸。
13.根据权利要求9所述的摩擦离合器组件，其中，所述摩擦材料的区域包括多个三角形部段。
14.根据权利要求9所述的摩擦离合器组件，其中，所述多个第二离合器板是反作用板。
15.一种摩擦离合器组件，所述摩擦离合器组件具有降低的旋转损失，所述摩擦离合器组件以组合的方式包括下述：
第一构件，所述第一构件限定多个轴向取向的第一花键；
第二构件，所述第二构件与所述第一构件同轴地设置，并且限定多个轴向取向的第二花键；
多个第一离合器板，所述多个第一离合器板具有与所述第一构件中的多个所述第一花键互补并接合的花键；
多个第二离合器板，所述多个第二离合器板与所述多个第一离合器板交织间置，并且具有与所述第二构件上的多个所述第二花键互补并接合的花键；
所述多个第一离合器板和所述多个第二离合器板中的一者包括沿周向延伸的多个板簧以及在其每个表面上的多个摩擦材料的断续区域，所述多个板簧中的一半还沿远离多个离合器板中的一个离合器板的一个轴向方向延伸，并且所述多个板簧中的另一半还沿远离多个离合器板中的一个离合器板的相反轴向方向延伸，并且每个板簧的位置处省除了摩擦材料，由此所述第一离合器板具有减少面积的摩擦材料，所述面积足以在所述第一离合器板被施加最大接合力时使得所述摩擦材料的弹性极限不被超过，其中，所述多个板簧中的每一个构造成：沿着所述周向具有第一端和第二端，所述第一端结合到所述第一离合器板，并且所述第二端沿远离所述第一离合器板的一个轴向方向偏置；以及
所述多个第一离合器板和所述多个第二离合器板中的另一者是反作用板。
16.根据权利要求15所述的摩擦离合器组件，还包括致动器，所述致动器设置成相邻于所述多个离合器板，用于向所述离合器板施加压缩力。
17.根据权利要求15所述的摩擦离合器组件，其中，所述摩擦材料的区域包括多个三角形部段，所述三角形部段中的一部分沿第一方向取向，而所述三角形部段的第二部分沿与所述第一方向相反的第二方向取向。
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