CN105317868A - 具有含铁表面的铝离合器部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有含铁表面的铝离合器部件。一种用于自动变速器中所使用的摩擦离合器组件的部件，诸如外壳、毂或载架，显示减轻的重量和速度感测性能。包括整体式转速脉冲轮开口的外离合器壳体、离合器毂或载架是由铝制成，并且转速脉冲轮包含一薄层热喷涂钢材料的涂层。可替代地，可在间断的或不连续的路径中对没有转速脉冲轮开口的壳体、毂或载架的周向区域进行遮蔽并且进行热喷涂，以提供钢的齿状区域或小块区域。热喷涂的钢材料可以是低碳钢，诸如SAE？1008或1010、或者类似的合金或铁。因此，所得到的部件显示铝的重量减轻，并且与磁速度传感器合作而提供旋转速度感测性能。

Description

具有含铁表面的铝离合器部件

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年6月13日提交的美国临时专利申请序列号62/011,988的权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及铝离合器部件，更具体地涉及一种包括包含设置在表面上的一薄层钢或铁的转速脉冲轮（tonewheel）的铝离合器壳体、毂或载架。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息并且可以或可以不构成现有技术。

典型的和常规的自动变速器包括多个行星齿轮组件和摩擦离合器组件。摩擦离合器包括多个交替的摩擦片和反作用板，这些摩擦片和反作用板被设置在摩擦片随之一起旋转的内毂与反作用板随之一起旋转的外壳之间。当摩擦片和反作用板被压缩时，在内毂与外壳之间传递扭矩。

常常期望或者必须感测外壳、毂或载架的旋转速度以便监控变速器的操作，这是通过将转速脉冲轮包括在壳体中并且将磁速度传感器设置在这种转速脉冲轮的附近而实现。通常，转速脉冲轮将包括多个齿，这些齿类似于齿轮齿或者一串或一排周向的开孔或开口。

壳体、毂或载架通常是由各种钢制成，因为钢材料可提供强度和耐久性。转速脉冲轮也是由钢制成，并且可以是通过例如铆接或者与壳体整体式地铸造或成型而固定到壳体、毂或载架的单独部件，但在这种情况下并不是因为强度和耐久性，而是因为与磁速度传感器合作的钢的磁性能。

虽然各种钢在此使用中提供必需的强度、耐久性和磁感测，但它们并非没有缺点。这种钢部件的主要现存问题是重量。因为这些部件是作为总车辆重量的一部分而被承载和转移并且旋转并因此在它们被反复加速时导致动力传动系统的能量损失，所以它们两倍地导致燃料消耗。因此，从总车辆重量以及动力传动系统效率的观点来看，旋转部件（诸如离合器壳体或毂）的任何重量减轻对燃料消耗有正面影响。

重量问题的一个解决方案是用重量较轻的材料——诸如铝——进行替代。铝具有钢的大约三分之一的密度并且显示良好的热传递性能，这两种特性在变速器应用中都是有利的。然而，已发现包括转速脉冲轮的铝制壳体或毂是不适宜的，因为铝制转速脉冲轮的旋转不能被常规的磁速度传感器诸如霍尔（Hall）效应传感器感测到。

此问题的一个解决方案需要：制造铝的壳体或毂、和磁性材料（诸如钢）的转速脉冲轮，并且将转速脉冲轮挤压并铆接到毂的壳体上。然而，这两个单独部件的制造和组装操作使得该替代方案并无吸引力。

发明内容

本发明提供用于自动变速器中所使用的摩擦离合器组件的部件，诸如外壳、毂或载架，这些部件具有减小的重量以及速度感测性能。包括整体式转速脉冲轮开口的离合器外壳、离合器（从动盘）毂或载架是由铝、铸造铝或成型铝板所制成，并且转速脉冲轮区域包含一薄层热喷涂钢材料的涂层。可替代地，可在间断或不连续的路径中将没有转速脉冲轮开口的壳体、毂或载架的周向区域或径向面进行掩模，然后进行热喷涂以提供钢的齿状区域或小块区域。热喷涂的钢材料可以是低碳钢，诸如SAE1008或1010或者类似的合金、金属或铁。因此，所得到的部件显示铝的重量减轻，并且与磁速度传感器合作而提供旋转速度感测性能。

作为另一个替代方案，可对没有转速脉冲轮开口的壳体、毂或载架的周向区域或径向面进行热喷涂，以提供钢的齿状区域或小块区域。热喷涂的材料可以是低碳钢，诸如SAE1008或1010或者类似的合金、金属或铁。然后，可以利用滚削、仿形切割、铣磨或者类似工艺进行机械加工，以除去热喷涂的钢和铝的小块区域或区域。剩下的是钢涂覆的铝齿状区域或小块区域。因此，所形成的部件也显示铝的重量减轻并且与磁速度传感器合作而提供旋转速度感测性能。

因此，本发明的一个方面提供一种摩擦离合器部件，该摩擦离合器部件是由铝制成并且具有设置在转速脉冲轮上的一薄层热喷涂钢材料。

本发明的另一方面提供一种用于摩擦离合器组件的外壳，该外壳是由铝制成并且具有设置在转速脉冲轮上的一薄层喷涂钢材料。

本发明的又一个方面提供一种用于摩擦离合器组件的毂，该毂是由铝制成并且具有设置在转速脉冲轮上的一薄层热喷涂钢材料。

本发明的再一方面提供一种用于摩擦离合器组件的载架，该载架是由金属铝粉末、铸造铝或成型铝板所制成并且具有设置在转速脉冲轮上的一薄层热喷涂钢材料。

本发明的又一个方面提供一种用于摩擦离合器组件的外壳，该外壳是由铝制成并且具有设置在转速脉冲轮上的一薄层热喷涂SAE1008或1010钢材料。

本发明的又一个方面提供一种用于摩擦离合器组件的毂，该毂是由铝制成并且具有设置在转速脉冲轮上的一薄层热喷涂SAE1008或1010钢材料。

本发明的又一个方面提供一种用于摩擦离合器组件的载架，该载架是由金属铝粉末、铸造铝或成型铝板所制成并且具有设置在转速脉冲轮上的一薄层的热喷涂SAE1008或1010钢材料。

本发明的又一个方面提供一种用于摩擦离合器组件的外壳，该外壳是由铝制成并且具有设置在周向表面或径向面上的热喷涂钢材料的多个间断区域。

本发明的又一个方面提供一种用于摩擦离合器组件的毂，该毂是由铝制成并且具有设置在周向表面或径向面上的热喷涂钢材料的多个间断区域。

本发明的又一个方面提供一种用于摩擦离合器组件的载架，该载架是由金属铝粉末、铸造铝或者成型铝板所制成并且具有设置在周向表面或径向面上的喷涂带来的钢材料的多个间断区域。

本发明提供以下技术方案：

1.一种用于自动变速器的离合器的铝壳体，所述铝壳体组合地包括：

环形部，所述环形部具有第一端和径向隔开的第二端，

径向延伸的端部构件，所端部构件与所述环形部的所述第二端合并，及

安装衬套，所述安装衬套位于所述端部构件的中心，所述壳体的所述环形部限定多个周向地布置且间隔的开口以及在与所述开口相邻的所述环形部上的含铁涂层。

2.如方案1所述的用于离合器的铝壳体，其中所述含铁涂层是SAE1008钢、SAE1010钢和铁中的一种。

3.如方案1所述的用于离合器的铝壳体，其中所述端部构件限定多个辐条。

4.如方案1所述的用于离合器的铝壳体，其中所述环形部包括内表面并且所述含铁涂层存在于所述内表面上。

5.如方案1所述的用于离合器的铝壳体，其中所述含铁涂层的厚度为大约0.0197英寸。

6.如方案1所述的用于离合器的铝壳体，还包括以与所述多个周向地布置且间隔的开口为感测关系所设置的磁速度传感器。

7.如方案1所述的用于离合器的铝壳体，还包括具有阴花键的内表面，所述阴花键适合于与摩擦离合器组件的板接合。

8.一种适合使用于自动变速器的铝离合器壳体，所述离合器壳体组合地包括：

圆柱形部，所述圆柱形部具有外表面、第一端和径向间隔的第二端，

径向延伸的端板，所述端板与所述圆柱形部的所述第二端和所述端板中的安装开口合并，所述壳体的所述圆柱形部限定多个周向的间隔的开口和在与所述开口相邻的所述圆柱形部上的含铁涂层。

9.如方案8所述的铝离合器壳体，其中所述含铁涂层是SAE1008钢、SAE1010钢和铁中的一种。

10.如方案8所述的铝离合器壳体，其中所述端板包括多个辐条。

11.如方案8所述的铝离合器壳体，其中所述圆柱形部包括外表面并且所述含铁涂层存在于所述外表面上。

12.如方案8所述的铝离合器壳体，其中所述含铁涂层的厚度大约为0.0197英寸。

13.如方案8所述的铝离合器壳体，还包括以与所述多个周向的间隔的开口为感测关系而设置的磁速度传感器。

14.如方案8所述的铝离合器壳体，还包括具有阴花键的内表面，所述阴花键适合于与摩擦离合器组件的板接合。

15.一种适合使用于自动变速器的铝离合器壳体，所述离合器壳体组合地包括：

圆柱形部，所述圆柱形部具有外表面、第一端和径向间隔的第二端，

径向延伸的端板，所述端板与所述圆柱形部的所述第二端和所述端板中的安装开口合并，所述壳体的所述圆柱形部的所述外表面具有包括轴向取向的平行边缘的铁类材料的多个区域，所述多个区域形成转速脉冲轮。

16.如方案15所述的铝离合器壳体，其中所述含铁涂层是SAE1008钢、SAE1010钢和铁中的一种。

17.如方案15所述的铝离合器壳体，其中所述含铁涂层的厚度为大约0.0197英寸。

18.如方案15所述的铝离合器壳体，还包括以与所述铁类材料的多个区域为感测关系而设置的磁速度传感器。

19.如方案15所述的铝离合器壳体，还包括具有阴花键的内表面，所述阴花键适合于与摩擦离合器组件的板接合。

从本文中所提供的描述，本发明的其它方面、优点和应用范围将变得显而易见。应当理解的是，描述和具体实例意图只是为了说明的目的而并非意图限制本公开的范围。

附图说明

本文中所述的附图只是为了说明的目的而并非意图以任何方式限制本公开的范围。

图1是包括速度传感器及包含热喷涂涂层的相邻旋转部件的自动变速器的一部分的局部剖视图。

图2是包括具有涂覆于不连续表面上的热喷涂涂层的转速脉冲轮的铝制毂、壳体或载架的放大局部透视图。

图3是其中在将薄金属带或条热喷涂于连续表面上之前将离合器毂、壳体或载架的一部分的连续表面进行掩模的局部透视图。

图4是根据本发明的包括转速脉冲轮的铝毂、壳体或载架的局部透视图，所述转速脉冲轮具有在不连续区域中被涂覆于周向表面上的热喷涂涂层。

具体实施方式

下面的描述在本质上仅是示例性而并非意图限制本公开、、其用途或使用。

参照图1，图中示出了机动车辆自动变速器的一部分，并且总的用附图标记10标示。自动变速器10包括壳体12，该壳体12安放、定位并且保护各种部件，诸如多个轴或空心轴14（图1中示出了其中的一个）、多个轴承18、多个摩擦离合器组件22、多个液压离合器致动器组件24和多个流体通路26。

壳体、毂或载架30设置在摩擦离合器组件22中的两个之间并且与这两个摩擦离合器组件22一起发挥功能且相关，该壳体、毂或载架围绕轴14的轴线而旋转。壳体、毂或载架30包括环形或圆柱形部32，该环形或圆柱形部32具有与摩擦离合器22之一中的摩擦片36接合的内或阴花键34、及与另一个摩擦离合器22中的摩擦片42接合的外或阳花键38。

现在参照图1和图2，壳体、毂或载架30包括端板44，该端板44将环形部32与接纳轴14的安装衬套或轴承壳体46连接。端板44可以是实心的，或者为了减轻重量并且如图2中所示包括多个径向延伸的辐条48。

壳体、毂或载架30的环形部32还包括转速脉冲轮50，该转速脉冲轮50限定多个开口或开孔52，这些开口或开孔52被周向地设置在壳体、毂或载架30的环形部32的开口端边缘54的周围并且与开口端边缘54相邻。磁速度传感器60，诸如霍尔（Hall）效应传感器或者类似装置，以与壳体、毂或载架30的转速脉冲轮50有感测关系的方式而设置。速度传感器60的输出被提供至变速器控制模块（TCM）或者其它类似的车辆或发动机控制装置（未图示）。

壳体、毂或载架30是由铝制成。与开口端边缘54相邻并且轴向地稍微超过开口或开孔52的壳体、毂或载架30的环形部32的内表面56被热喷涂有薄的钢或铁涂层58。已发现SAE1008和1010钢和铁以及其它铁类金属是合适的。

在热喷涂之前，与开口端边缘54相邻的壳体、毂或载架30的环形部32的内表面56优选地经历处理以提供不规则的表面粗糙度，其改善喷涂的薄钢涂层58的附着。钢涂层的近似厚度为0.5mm（0.0197英寸），但可以是更厚或更薄。热喷涂工艺是若干类似工艺中的一种，即，高速氧气燃料、等离子粉末、等离子转移丝电弧或者双丝电弧。

因此，由铝制成的本发明的壳体、毂或载架30提供显著的重量减轻，这减小总车辆重量和旋转（动力传动系统）重量，同时也起具有常规磁速度传感器的转速脉冲轮的作用。此外，铝壳体、毂或载架30可制成尺寸上相同的替代物，以便它可以改装到现有装置和应用中。

现在参照图3和图4，应当理解的是，设计和工程要求可能强迫要求使用不能包括常规转速脉冲轮开口或开孔的壳体、毂、载架或者类似部件，亦即，旋转的圆柱形或环形部件必须限定没有中断的实心壁。可以是壳体、毂、载架或自动变速器的其它旋转部件的图3中所示的环形或圆柱形部件70，被如此地被限制并且包括实心的、亦即不间断的外圆柱形壁和表面72。否则，环形或圆柱形部件70通常构造成像壳体、毂或载架30一样，包括开口端74、封闭端76、有或没有辐条、具有衬套或轴承安装件78并且由铝制成。

在热喷涂之前，与开口端74或封闭端76相邻的环形或圆柱形部件70的圆柱形外表面72优选地经历处理以提供不规则的表面粗糙度，该不规则表面粗糙度改善喷涂的薄钢涂层80的附着。也在热喷涂之前，掩模82，其可以是具有多个齿或指状物84的物理装置或者是化学抗蚀剂，被设置为与开口端74或封闭端76相邻，以提供周向均匀的交替区域或小块区域86的图案，在那里薄钢涂层80将附着并且存在、或者在那里薄钢涂层80将不存在。钢涂层的近似厚度为0.5mm（0.0197英寸)，但它可以是更厚或更薄。热喷涂工艺可以是若干类似工艺中的一种，即，高速氧气燃料、等离子粉末、等离子转移丝电弧或者双丝电弧。

可替代地，可对没有转速脉冲轮开口的圆柱形部件70（诸如壳体、毂或载架）的周向区域或圆柱形表面72或者径向端面76进行热喷涂，以提供连续的薄金属涂层80。热喷涂的薄金属涂层80可以是低碳钢，诸如SAE1008或1010或者类似的合金、金属或铁。然后，可以利用滚削、仿形切割、铣磨或者类似的工艺对其进行机加工，以除去热喷涂钢涂层80和铝的小块区域或区域。剩下的是在圆柱形部件70的圆柱形表面72或径向端面76上的钢涂覆的铝齿状区域或小块区域86，如图4中所示。

图4示出了图3的成品，其中环形或圆柱形部件70是由铝制成并且具有实心的、亦即不间断的圆柱形外表面72，该圆柱形外表面72还包括多个周向间隔的薄钢热喷涂涂层80的区域或小块区域86，该热喷涂涂层80与磁速度传感器60（示于图1)合作起转速脉冲轮的作用。因此，再次，将铝的重量减轻结合在尺寸上可与现有部件相同的变速器部件中，从而它可以是改型的并且包括用常规磁速度传感器来感测旋转速度的能力。

对本发明的描述在本质上仅是示例性的，并且不背离本发明要旨的变型意图是在本发明的范围内。这种变型不应被认为背离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于自动变速器的离合器的铝壳体，所述铝壳体组合地包括：

环形部，所述环形部具有第一端和径向隔开的第二端，

径向延伸的端部构件，所端部构件与所述环形部的所述第二端合并，及

安装衬套，所述安装衬套位于所述端部构件的中心，所述壳体的所述环形部限定多个周向地布置且间隔的开口以及在与所述开口相邻的所述环形部上的含铁涂层。

2.如权利要求1所述的用于离合器的铝壳体，其中所述含铁涂层是SAE1008钢、SAE1010钢和铁中的一种。

3.如权利要求1所述的用于离合器的铝壳体，其中所述端部构件限定多个辐条。

4.如权利要求1所述的用于离合器的铝壳体，其中所述环形部包括内表面并且所述含铁涂层存在于所述内表面上。

5.如权利要求1所述的用于离合器的铝壳体，其中所述含铁涂层的厚度为大约0.0197英寸。

6.如权利要求1所述的用于离合器的铝壳体，还包括以与所述多个周向地布置且间隔的开口为感测关系所设置的磁速度传感器。

7.如权利要求1所述的用于离合器的铝壳体，还包括具有阴花键的内表面，所述阴花键适合于与摩擦离合器组件的板接合。

8.一种适合使用于自动变速器的铝离合器壳体，所述离合器壳体组合地包括：

圆柱形部，所述圆柱形部具有外表面、第一端和径向间隔的第二端，

径向延伸的端板，所述端板与所述圆柱形部的所述第二端和所述端板中的安装开口合并，所述壳体的所述圆柱形部限定多个周向的间隔的开口和在与所述开口相邻的所述圆柱形部上的含铁涂层。

9.如权利要求8所述的铝离合器壳体，其中所述含铁涂层是SAE1008钢、SAE1010钢和铁中的一种。

10.一种适合使用于自动变速器的铝离合器壳体，所述离合器壳体组合地包括：

圆柱形部，所述圆柱形部具有外表面、第一端和径向间隔的第二端，

径向延伸的端板，所述端板与所述圆柱形部的所述第二端和所述端板中的安装开口合并，所述壳体的所述圆柱形部的所述外表面具有包括轴向取向的平行边缘的铁类材料的多个区域，所述多个区域形成转速脉冲轮。