CN108138861A - 用于制造湿式摩擦离合器的离合器片组的方法和摩擦离合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造离合器片组的方法和用于湿式摩擦离合器的离合器片组，所述离合器片组具有多个分层布置的、在沿片层方向的压力载荷下形成摩擦式连接的离合器片，即摩擦片和钢片，所述摩擦片具有在两侧的摩擦衬片，其中，在存在工作流体的情况下湿式地操作所述离合器片组。为了改善离合器片组的摩擦特性，在所述离合器片组投入使用之前通过至少一种添加剂加工处理所述离合器片的至少一部分，其中，所述至少一种添加剂由与所述离合器片连接的极性的残基和与工作流体结合的非极性的残基构成。

Description

用于制造湿式摩擦离合器的离合器片组的方法和摩擦离合器
技术领域
本发明涉及一种用于制造离合器片组的方法以及用于湿式摩擦离合器的离合器片组，所述离合器片组具有多个分层布置的、在沿片层方向的压力载荷下形成摩擦式连接的离合器片，即摩擦片和钢片，所述摩擦片带有两侧的摩擦衬片，其中，在存在工作流体的情况下湿式地操作所述离合器片组。
背景技术
已知湿式摩擦离合器例如应用于自动变速器，双离合器，差速器，皮带轮等。DE 102012 220 892 A1示出了例如具有两个摩擦离合器的湿式双离合器，所述摩擦离合器分别具有离合器片组，离合器片组具有在输入侧和输出侧交替地分层布置的离合器片，离合器片在挤压离合器片组的压力下在输入侧和输出侧之间形成摩擦式连接。在没有压力载荷的情况下，在输入侧和输出侧的离合器片之间产生滑摩，因此摩擦式连接结束并且摩擦离合器被断开。在此，离合器片按类型被划分为摩擦片和钢片。摩擦片在两侧带有摩擦衬片，摩擦衬片例如由纤维材料制成，纤维材料例如是含有用于加固的添加剂的纸，添加剂例如是芳族聚酰胺纤维。摩擦片与钢片形成摩擦面，钢片在两侧具有用于摩擦片的摩擦面的配对摩擦面。相应地由交替分层布置的摩擦片和钢片构成的离合器片组用于在接合状态下传递在摩擦离合器上的出现的扭矩。在这种情况下，在湿式摩擦离合器中，扭矩通过在离合器片之间的工作流体(例如油)传递。工作流体的膜厚在这种情况下决定了摩擦离合器的摩擦系数和舒适性。为了改善离合器片组的摩擦性能，例如在US2014/0087982A1中将添加剂混合到工作流体中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在改善摩擦特性方面改进离合器片组，使得摩擦特性至少部分地不受所使用的工作流体影响。特别地，离合器片组的动态和/或静态摩擦系数应当有所增加。特别地，摩擦系数的梯度应当有所优化。特别地，应当在使用寿命方面和/或在高负载情况下改善摩擦系数和/或摩擦系数梯度。
该技术问题通过根据权利要求1的方法和根据权利要求8的装置解决。权利要求1和8的从属权利要求描述权利要求1和8的主题的有利的实施方式。
所提出的方法用于制造用于湿式摩擦离合器的离合器片组，离合器片组具有多个分层布置的、在沿片层方向的压力载荷下形成摩擦式连接的离合器片。离合器片例如由摩擦片和钢片构成，摩擦片在两侧具有摩擦衬片，摩擦片和钢片优选在离合器片组中交替地分层布置。摩擦片能够被安置在离合器片组的输出侧或输入侧。钢片能够被安置在离合器片组的输入侧或输出侧。离合器片组在存在工作流体的情况下被湿式地操作。工作流体能够是油，例如ATM(自动变速器液)。工作流体能够添加用于改善摩擦离合器的摩擦性能的添加剂。添加剂能够至少是涂覆到离合器片上的至少一种添加剂的组分。根据所提出的方法和所提出的离合器片组，在离合器片组投入使用之前通过至少一种添加剂加工处理离合器片的至少一部分，其中，所述至少一种添加剂由与离合器片连接的极性的残基和结合工作流体的非极性的残基构成。这说明，在新的离合器片组中已经形成离合器片的预处理的表面，该表面能够进一步使得摩擦系数的改善不受工作流体的成分的影响，其中，工作流体借助所述至少一种添加剂被固持在离合器片上，并且因此能够在加工处理的离合器片的表面上产生工作流体的限定的、由至少一种添加剂的特性预先确定的膜。
离合器片的加工处理能够在组装离合器片组之前进行，以便能够有针对性地处理离合器片的形成摩擦式连接的摩擦面。所述至少一种添加剂能够例如借助喷涂工艺，辊涂工艺(Aufrollverfahren)，浸渍工艺等涂覆到离合器片的表面上。
在加工处理摩擦片时，能够在粘贴被装在支承片两侧上的摩擦衬片之后将所述至少一种添加剂涂覆到摩擦片上。在特别的应用中，能够在制造纸基衬片期间添加所述至少一种添加剂，该纸基衬片例如由纤维制成，该纤维例如是纤维素纤维，芳族聚酰胺纤维，填料和树脂。例如，所述至少一种添加剂能够在制造摩擦衬片期间或之后借助微胶囊沉积到摩擦衬片中，其中，所述至少一种添加剂在沉积之后的更晚的时间点得到激活，所述沉积例如通过破坏或溶解微胶囊实现，所述破坏或溶解例如通过机械应力或升高的温度实现。
在加工处理钢片时，能够至少在涂覆所述至少一种添加剂之前激活钢片的表面，例如配对摩擦面，以实现所述至少一种添加剂的更好的附着性。例如，表面粗糙度(例如粗糙深度)能够基于工具或后续加工得到调整，以改善所述至少一种添加剂的附着性。备选地或附加地，能够例如通过等离子处理，激光处理等方法对表面进行预处理。备选地或附加地，能够例如借助酸洗法，碱洗法等方法化学式地激活表面。
为了改善离合器片的涂层，能够在将所述至少一种添加剂涂覆到摩擦片和/或钢片上之前，期间和/或之后对离合器片进行热处理。例如，能够在涂覆所述至少一种添加剂期间应用较低温度(例如室温)的热处理程序。在涂覆添加剂之后，例如为了预处理，产生键合等，能够将温度增加至或超过离合器片组的工作温度。
所述至少一种添加剂能够以液体形式或作为溶液涂覆到离合器片上。如果所述至少一种添加剂在溶液中涂覆，那么能够通过在室温条件下，在升高的温度和/或在减压情况下蒸发溶剂来进行。
所述至少一种添加剂能够由单一的化合物制成，或者作为由多种用作添加剂的化合物形成的添加剂混合物。至少一种添加剂还添加有例如用于稳定所述至少一种添加剂的添加物。
离合器片组适用于湿式摩擦离合器，例如，简单的、设置在热力发动机合变速器之间的摩擦离合器，用于双离合变速器的具有两个摩擦离合器的双离合器，自动变速器中的换挡离合器，全轮驱动车辆的车轴之间的同步离合器，差速器离合器，变矩器锁止离合器，在热力发动机合电动机之间的混合离合器或者其它离合器。离合器片组具有多个分层布置的，在沿片层方向的压力载荷下形成摩擦式连接的离合器片，即摩擦片和钢片，所述摩擦片带有两侧的摩擦衬片。在新的离合器片组中，通过至少一种添加剂加工处理离合器片的至少一部分，其中，所述至少一种添加剂由与离合器片连接的极性的残基和结合工作流体的非极性的残基构成。
所述至少一种添加剂的极性残基能够含有醚基，酯基，胺基，氨基和/或巯基。所述至少一种添加剂的非极性残基能够具有有机烷基和/或芳基。例如能够设置长链的、必要时由支链的有机残基，该有机残基与工作流体例如形成非极性的相互作用。
所述至少一种添加剂能够具有以下物质类别之一的至少一部分：
-脂肪酸，特别是长链脂肪酸，特别是具有带支链的有机残基的脂肪酸，
-脂肪酸酯，
-胺类脂肪酸，
-酰胺脂肪酸，
-亚胺酸脂肪酸，
-磷酯，
-硫代磷酸酯，
-含硫脂肪酸，特别是硫醇，或硫醚和/或硫酯，
-有机金属硫代磷酸盐。
换句话说，通过适当选择添加剂已经得到摩擦片和/或钢片的新的表面。这说明，通过对摩擦片和/或钢片的适当的加工处理，具有一种或多种添加剂的功能特性的各个表面能够借助吸附作用或吸收作用得到调整。在这种情况下，添加剂的任务在于，将其自身通过极性的分子结构(例如残基)粘附到摩擦片的各摩擦衬片表面上或钢片表面上，并且通过非极性的长链的结构形成在摩擦片的各摩擦衬片表面上或钢片表面上的“分子刷”。其功能在于，即使工作流体的厚度(例如油膜厚度)很小的情况下，也能够避免离合器片相互之间的固态接触。非极性残基的支化能够通过与工作流体的相互作用产生，并且通过更高度支化的“分子刷”更大程度地与工作流体例如由范德华力结合。因此，能够增加工作介质膜的厚度并由此增加离合器片组的摩擦系数。对于摩擦片，能够在摩擦衬片在支承片上的粘合过程之后通过喷涂，辊涂或浸渍在摩擦衬片的材料表面或内部增添添加剂。摩擦片的表面(更确切地说，衬片表面)能够在涂覆一种或多种添加剂之前例如借助热处理得到改变，该热处理涉及到一种或多种添加剂的热处理的吸收能力。
同样，通过上述方法也能够将添加剂涂覆或结合到钢片上。例如，能够在由添加剂润湿之前例如通过酸洗工艺来激活钢片表面。
同样，能够证明有利的是，在涂覆添加剂之后对钢片或摩擦片进行后续的热处理。由此能够实现添加剂与各个表面更剧烈的作用。实质上，物质类别由极性部分和非极性部分组成，其中，极性部分能够承担与摩擦片表面和/或钢片表面的“对接功能”。长链的非极性部分能够构成“分子刷”并且引起与离合器片组的工作流体或者说与变速器油等的相互作用。为了增强效果，提供非极性的，即不是用于与离合器片的表面结合的残基能够是合理的，非极性的残基例如是通过引入醚基，酯基，胺基，氨基和/或巯基而具有更大极性的，长直链的或支链的有机残基。
添加剂能够以液体形式并在适当的溶剂系统中涂覆到离合器片上。
在一个有利的变形方案中，能够将添加剂填充到材料中，该材料能够用作用于制造摩擦衬片或者说摩擦衬片的纸基材料预备阶段的原材料，并且例如能够在更高的表面温度下产生作用。

Claims (10)

1.一种用于制造湿式摩擦离合器的离合器片组的方法，所述离合器片组具有多个分层布置的、在沿片层方向的压力载荷下形成摩擦式连接的离合器片，即摩擦片和钢片，所述摩擦片具有在两侧的摩擦衬片，其中，在存在工作流体的情况下湿式地操作所述离合器片组，其特征在于，在所述离合器片组投入使用之前通过至少一种添加剂加工处理所述离合器片的至少一部分，其中，所述至少一种添加剂由与所述离合器片连接的极性的残基和与工作流体结合的非极性的残基构成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在组装所述离合器片组之前进行所述离合器片的加工处理。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一种添加剂能够被涂覆到所述离合器片的表面上，特别地，借助喷涂工艺，辊涂工艺，浸渍工艺进行涂覆。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在粘贴被装在支承片两侧上的摩擦衬片之后将所述至少一种添加剂涂覆到所述摩擦片上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，钢板在涂覆所述至少一种添加剂之前被化学式激活。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，在涂覆所述至少一种添加剂之前，期间和/或之后对所述离合器片进行热处理。
7.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一种添加剂能够以液体形式或作为溶液被涂覆到所述离合器片上。
8.一种用于湿式摩擦离合器的离合器片组，所述离合器片组具有多个分层布置的、在沿片层方向的压力载荷下形成摩擦式连接的离合器片，即摩擦片和钢片，所述摩擦片具有在两侧的摩擦衬片，其特征在于，在所述离合器片组的新状态中通过至少一种添加剂加工处理所述离合器片的至少一部分，其中，所述至少一种添加剂由与所述离合器片连接的极性的残基和结合工作流体的非极性的残基构成。
9.根据权利要求8所述的离合器片组，其特征在于，所述至少一种添加剂的极性残基能够含有醚基，酯基，胺基，氨基和/或巯基。
10.根据权利要求8或9所述的离合器片组，其特征在于，所述至少一种添加剂能够具有以下物质类别之一的至少一部分：
-脂肪酸，特别是长链脂肪酸，特别是具有带支链的有机残基的脂肪酸，
-脂肪酸酯，
-胺类脂肪酸，
-酰胺脂肪酸，
-亚胺酸脂肪酸，
-磷酯，
-硫代磷酸酯，
-含硫脂肪酸，特别是硫醇，或硫醚和/或硫酯，
-有机金属硫代磷酸盐。
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