專利名稱：粘結摩擦材料的夾具和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液體冷卻，摩擦連接的能量吸收裝置，例如離合器和制動器。本發(fā)明尤其涉及將摩擦材料粘結在這些裝置中使用的錐形表面上。
由化學汽相淀積(CVD)方法噴鍍有熱解碳的碳纖維基層形成的開孔碳/碳復合摩擦材料是公知的，可以參考現(xiàn)有技術中的美國專利4，291，794和4，700，823。這些公開的資料被結合在本文中作為參考。
單一和混合型的閉鎖變速齒輪傳動也是公知的，可參考現(xiàn)有技術中的美國專利3，983，979;4，141，440;4，176，736以及4，703，667。這些公開的資料也結合于本文中作參考。
用在這些變速齒輪轉動中的閘瓦離合器組件包括第一和第二非摩擦，或在嚙合和松開位置之間軸向移動的爪形離合器，以實現(xiàn)齒輪變換。每個組件包括一個可摩擦連接的閉鎖環(huán)，以防止離合爪在最初的嚙合運動中產生的不同步連接。該閉鎖環(huán)由第一爪形離合器支撐，以限制與其相對的轉動，它還包括一個相對爪形離合器的最初嚙合運動嚙合第二摩擦表面的摩擦表面，該摩擦表面與第二爪形離合器相卡緊一起轉動。在最初的嚙合運動中，如果爪形離合器以不同的速度旋轉，則該摩擦嚙合限制閉鎖環(huán)的旋轉，以至使爪形離合器阻止其嚙合一直到爪形離合器達到基本上同步時為止。
上面所述的閘瓦離合器組件已經大大地減少了實現(xiàn)齒輪變換所要求的復雜性和作用力。然而，由于各種推測的原因，已發(fā)現(xiàn)該閉鎖環(huán)在爪形離合器達到同步或基本上為同步的速度之前，過早地移至來閉鎖位置，從而產生爪形離合器的不同步嚙合，其結果是在那里出現(xiàn)過度的磨損，并且在一些情況下離合器出現(xiàn)故障。至少在摩擦表面上提供上述的復合摩擦材料如果這材料被合適地粘在這些表面上，則可以有效地解決了過早未閉鎖問題。
本發(fā)明的目的是提供一種粘結摩擦材料的夾具和方法，由此獲得最佳特性。
本發(fā)明的另一目的是通過摩擦材料的適當粘結，以獲得最佳特性，從而在同步裝置或閉鎖組件中消除或基本上消除爪形離合器的不同步嚙合。
根據(jù)本發(fā)明的特點，提供的夾具用于將若干個多孔摩擦材料段以環(huán)形間隔開的狀態(tài)粘結在由一閉鎖環(huán)限定的截頭圓錐表面上。這些摩擦材料段由碳纖維材料編織成單層的纖維基層，其上用化學汽相淀積淀積上密度為0.3至1.3gm/cc的碳層。該摩擦材料段的一面有貼在其上的的粘結材料。該夾具的特點在于底座具有一水平面;至少有一個環(huán)件支撐在水平面上的軸線，垂直定位并垂直于水平面，該支撐件包括一個截頭圓錐表面，附加于支撐件截頭圓錐表面和從支撐表面以一小于摩擦材料段厚度的距離徑向延伸的凸像裝置，該支撐件截頭圓錐表面與環(huán)件截頭圓錐表面同軸并相鄰定位，其間夾有若干個摩擦材料段，粘結劑靠在閉鎖環(huán)表面，每個摩擦材料段的一個邊緣靠在該凸緣裝置上，由此形成一個環(huán)形的組件;還包括用一預定的作用在材料段上的彈力將組件夾緊在底座上，以使該夾具可以被放置于熱源中，在相當恒定的夾緊力下固化粘結劑。
根據(jù)本發(fā)明的方法，這些部件的截頭圓錐表面以大于摩擦材料段厚度的距離間隔的關系定位，并且，凸緣裝置和閉鎖環(huán)表面之間的距離小于摩擦材料段厚度，這些摩擦材料段以環(huán)形間隔開的關系插入在這些表面之間，使粘結劑面對著閉鎖環(huán)表面并使每個摩擦材料段的一個側面靠在凸緣裝置上，以一個方向相互軸向地移動這些部件減少這些表面之間的間隔距離，以便將摩擦材料段夾住在這些表面之間;對這些部件，以趨向進一步減小間隔距離的方向施加彈性夾緊力;在維持該夾緊力的同時，加熱這些部件，以固化粘結劑。
本發(fā)明的最佳實施例表示在附圖中，其中

圖1是一個閘瓦離合器的剖面圖;其中包含能使用本發(fā)明的場合。
圖2至5表示圖1中組件的特征;
圖6A至6C分別表示閘瓦離合器組件在空檔或非選擇位置、預選擇位置和嚙合位置的情況;
圖7至8表示根據(jù)本發(fā)明的碳/碳復合摩擦材料的形狀和位置;
圖9至10是該材料的摩擦表面放大的照相平面圖;
圖11是用于將碳/碳摩擦材料粘結在圖1所示的閘瓦離合器組件的閉鎖環(huán)上的夾具斷開剖視圖;
圖12是圖11中所示夾具的透視圖;
圖13是一另外的夾具裝置的透視圖。
在進行詳細地說明之前，先提供幾個技術語的定義，以便清楚地理解本發(fā)明。
1.熱解碳復合材料-一種碳纖維基層，其上用化學汽相淀積法(CVD)涂鍍或增濃有熱解碳。
2.基層-一種碳纖維或長纖維的集合。
3.長纖維-一種纖維，其尺寸比(長度與有效直徑)實際上是無限大的，即一種連續(xù)的纖維。
4.纖維-相對短的長度，非常小的橫截面，可以是切斷的長纖維。
5.合股線-一束連續(xù)的長纖維，不加捻編組成的單一緊密單元。
6.紗-一種捻合纖維或合股線的總體，形成一種適用于編織的連續(xù)紗或精紡紗。
7.粘結材料-主要通過表面接觸能保持二種材料在一起的元素或物質，如粘結劑或釬接劑。
8.粘結-在交界面上通過力或連接作用或兩者的結合，使二個表面保持在一起的狀態(tài)。
9.機械粘結-兩表面之間的粘結，通過連接作用，表面上的粘結劑使各部件保持在一起。
10.碳-此處所指的術語碳包括石墨，除非明顯地使用石墨這個術語。
11.總孔隙度-包括復合材料中開啟的和閉合的孔隙或空穴。開啟孔對著復合物的表面開放，并可擴展到全部復合物。
12.同步裝置-一種裝置，它帶有防止非摩擦離合器部件的或花鍵齒不同步嚙合的閉鎖裝置，并帶有在大多數(shù)工作情況時，有效地實現(xiàn)閉鎖裝置的連接，產生足夠的轉矩來驅動非摩擦離合器部件實現(xiàn)同步的裝置。
13.閉鎖器-一種類似于同步裝置的裝置，但是，絕大多數(shù)工作情況下，不能用以產生足夠的轉矩，有效地驅動非摩擦離合器部件實行同步。這里揭示的普通型的閉鎖器是公知的，在現(xiàn)有技術中可參考前面提到的美國專利3，983，979;4，141，440;4，176，763;和4，703，667。
現(xiàn)在參考圖1、圖2，圖中表示了一個閘瓦離合器組件10，它具有第一和第二非摩擦離合器部件12、14和防止該離合器部件不同步嚙合的閉鎖機構16，該離合部件分別與軸20和齒輪18連接。齒輪18和軸20可以形成一個4×3混合傳動部分，例如，公開在美國專利4，703，667中的十二正向速度，半閉鎖的分離式混合傳動。其中軸20是傳動主軸，配置在它左端的延伸段上形成一個具有四種變速比的主傳動部分。齒輪18拖動一個設置在一輔助傳動部分中的恒定嚙合分離機齒輪。
離合部件12裝備有內花鍵22，它與裝在軸20上的外花鍵槽24對應設置，使離合器部件12與軸連接與其一起轉動。配合的花鍵允許離合部件相對于軸20軸向自由地滑動。止動環(huán)26座落在軸的外圓周上形成的合適的槽內，并布置成與離合部件12相接觸，限制它向右的軸向移動。離合器部件12由彈簧28彈性地向右頂住，彈簧28以它的左端頂住彈簧座30，該彈簧座30以與止動環(huán)26相類似的方法固定在軸20上。
離合部件12上裝備有外花鍵齒32，它適合于嚙合地連接離合部件14的內花鍵齒34，它們提供在齒輪18上。離合部件12的內花鍵與32是楔削的，如在36處類似于齒輪18上的內花鍵齒34的前緣38。由楔削的前緣所限定的楔削的錐面相對于軸的縱軸線延伸形成30°和40°之間的角度。楔削的精確角度及其優(yōu)點詳細地解釋在美國專利3，265，173中。
選定數(shù)量的外花齒鍵齒32，此處是三個，被部分地移開以允許閉鎖機構的閉銷環(huán)40存在，該閉鎖機構在后面還要進一步說明。這種部分的移開留下三個軸向縮短的閉鎖齒部42，以便與閉銷環(huán)40配合。這些齒部最好設置在一共同的平面內，并在圓周上間隔開相等的距離，但不對稱的布置，如公開在美國專利4，703，667中的布置也可用于一些用途。該閉鎖環(huán)包括一個包圍著離合部件12的不會變形的環(huán)。也可參考圖3至圖5，該環(huán)包括一些徑向向內延伸的齒對44、46，此處是三對，當適當?shù)囟ㄎ粫r，這些齒對44、46與外花鍵齒32相嚙合。每一對齒對44、46具有小于由部分移去齒部所限定的對應圓周間隔的總體圓周尺寸，從而允許閉鎖環(huán)相對于離合部件12從圖3所示位置限定的順時針和逆時針旋轉，其中齒對44、46之間的空間與齒部42是對齊的。齒對44、46的任何一個的側面或齒側面與外花鍵齒32的側面或齒側面在由部分齒移開提供的空間任一邊上的接觸將限制這些相對轉動，并使閉鎖環(huán)40與離合部件12一起旋轉。每個向內突出的齒對44、46之間的空間具有一大于齒部42的對應圓周尺寸的間隙距離，以便，當在同步時正當對齊時(更準確地說，當閉鎖環(huán)40和離合部件12的相對速度完全同步時)，齒對44、46將跨在齒部42上，而離合部件12可以整個地軸向移動，但不通過閉鎖環(huán)，以實現(xiàn)與齒輪18的內花鍵齒34相嚙合。
如圖3至圖5所示，起閉鎖齒作用的齒對44、46的端面是楔削或傾斜形的，如在48、50年所示。每個齒部42的端面最好也具有與楔削或傾斜面48、50對應的楔削或傾斜面52、54。傾斜面48至54的角度56被選擇，以使齒對44、46和齒部42保持在適當?shù)拈]鎖位置，雖然未表示出，但預先安裝在軸20左端的主傳動部分不是處于空檔，而是在一接觸力，如由彈簧28提供的力的作用下，趨向于使閉鎖裝置和離合部件在主傳動處于空檔，而且齒輪18被選擇用于嚙合時，呈現(xiàn)未閉鎖的位置。這種傾斜面在現(xiàn)有技術中被稱為傳感器未閉鎖的傾斜面。相對于垂直于軸20的旋轉軸線的平面P約為15°-25°，最好是20°的傾斜面角度56被認為是非常適用于大部分的已知半閉鎖傳動。
正如參考文獻美國專利3，921，469和3，924，484中極為詳細的描述那樣，閉鎖環(huán)40的徑向內側可帶有一槽58，用于容納一個裂口、環(huán)狀的彈性環(huán)60。環(huán)60的內徑稍小于離合部件內花鍵齒34的外徑，以便當這些部件在裝配好的狀態(tài)時，環(huán)60稍微向外變形，從而對著內花鍵齒34的外表面施加一個少量，但是限制性的彈性夾緊力。由于環(huán)60松動地裝配在槽58的壁內，所以，該彈性夾緊力實現(xiàn)了有效地阻止閉鎖環(huán)和離合部件之間的軸向移動，但對它們之間的相對旋轉運動僅僅施加很小的阻力。
閉鎖環(huán)40包括一個大致為面朝外的平截頭圓錐體或截頭圓錐表面62，該表面的位置能由于圖6中示意性表示的拔叉66使齒輪18向左的初始軸向連接運動而與齒輪18的徑向內壁上一般為面朝內的平截頭圓錐體內表面，或截頭圓錐表面64摩擦連接。由彈性環(huán)60提供的軸向牽引力阻止閉鎖環(huán)40相對于離合部件12的軸向運動，該離合部件12由彈簧28壓向右邊。因此，彈性環(huán)60起一預增能環(huán)的作用，它的軸向牽引力在閉鎖環(huán)40軸向移動之前，使表面62、64初始連接。一止動環(huán)68當齒輪18向右移動，實現(xiàn)非摩擦離合部件12、14的松開時限制了閉鎖環(huán)40的運動使其不致離開截頭圓錐表面64。
根據(jù)圖2至圖5假定軸20、離合部件12和齒輪18一般為順時針(圖2中箭頭A所示)方向驅動，很明顯，包括齒輪18的旋轉快于軸20和離合部件12的不同步狀態(tài)，當截頭圓錐表面62、64一嚙合就會使閉鎖環(huán)40趨向于順時針相對于離合部件12作少量地轉動。當然，表面62、64的初始嚙合是由于由拔叉66和彈性環(huán)60提供的軸向牽引力產生的齒輪18的初始連接運動促成的。拔叉66連接在一個往復運動氣缸72內的活塞70上，該氣缸72接受壓縮的空氣，以已知的方式往復地移動活塞。由于彈性環(huán)的牽引由初始摩擦連接施加在閉鎖環(huán)40上的轉矩，雖然相當小，但它對閉鎖齒44的軸向傾斜面48與齒部42的傾斜面52而言，在這些傾斜面軸向連接之前的對準已是足夠的。一旦這些傾斜面連接，彈簧28的彈力通過傾斜面的交接面?zhèn)鬟f，增加摩擦表面的嚙合力，因而，成比例地增加閉鎖轉矩，該轉矩是與傾斜面48、52提供的未閉鎖轉矩方向相反。理論上，這種增加的閉鎖轉矩一直到離合部件12、14達到同步時為止足夠維持這些傾斜面的閉鎖連接。
到目前為止所描述的閘瓦離合器組件10一般是公知的，在現(xiàn)有技術中可參考上述的美國專利4，703，667。這些組件可以預先選擇與它們相連的變速齒輪，例如，連接非摩擦離合部件12、14的驅動裝置(拔叉66和活塞72)完全可以在它們之間的同步之前移動。非摩擦離合部件的實際嚙合在稍后的時間出現(xiàn)，這些內容可參考圖6A-6C。簡而言之，圖6A表示閘瓦離合器組件10的空檔或未選擇位置。圖6B表示一個預先選擇的位置，其中齒輪18、離合部件14、拔叉66和活塞72完全與頂著彈簧28的抗力并與以摩擦連接維持一個閉鎖位置的截頭圓截表面62、64一起向左移動的離合部件12脫開，一直等到由于人工或自動裝置施加軸20和/或齒輪18的速度達到同步時為止。這些裝置是公知的，并且典型地是由與軸20連接的變速原如發(fā)動機和/或利用與軸或齒輪連接的制動器提供。當未閉鎖狀態(tài)出現(xiàn)，離合部件達到同步時，彈簧28的抗力移動或引發(fā)離合部件12進入與離合部件14相連接的位置。由于相當高的同步跨接速率經常出現(xiàn)，所以，彈簧28必須給以足夠的力使其能快速地將離合部件12移至嚙合位置。圖6C表示非摩擦離合部件的嚙合位置。
就本發(fā)明的總體而論，如美國專利4，703，667中所公開的，具有未閉鎖傾斜面，如傾斜面48至58的閘瓦離合器在一定的動力運行條件下，有過早地未閉鎖或撞壞的趨勢，和允許離合部件12、14的不同步嚙合的趨勢，下文中公開了一種在截頭圓錐表面間的交接面上的改進型摩擦材料結構，到目前為上，這種材料結構已經完全解決了過早未閉鎖或撞壞的問題，同時大大地降低了閘瓦離合器組件的制造成本。
現(xiàn)在參考圖7至圖10，圖中公開了一種碳/碳復合摩擦材料74。圖9、圖10是該材料74的放大照相平面圖。圖9表示試驗前該材料摩擦表面的結構和疏松度，圖10表示未經碰撞試驗之后的摩擦表面，其壽命是閘瓦離合器組件10的三倍多。圖7、圖8表示這種材料在閉鎖環(huán)表面62上的形狀和位置。
材料74最好是由一種碳纖維單層編織的基層，其上用化學汽相淀積(CVD)工藝涂鍍或滲透有熱解的碳制成。這些纖維可以由許多已知的材料形成，但最好是由滲碳的人造纖維或聚丙烯腈(PAN)制成。碳長纖維也可用來代替這些纖維，條件是織物的編織在使用時在垂直于織物的平面，即垂直于材料的摩擦平面方向上有足夠的彈性。在美國專利4，291，794和專利3，944，686中進到了令人滿意的CVD生產工藝，第一個專利講到了一種分批的生產工藝，第二個專利講到了一種連續(xù)的生產工藝。該復合材料在CVD生產過程后，和粘接在表面62之前可以具有0.3至1.3克/立方厘米范圍的密度，但是，在該范圍下限的材料可能會有更高的磨損率。該范圍上限的材料目前是很貴的，并且對理想的性能來說，可能趨向于太硬。因此，0.7至1.1克/立方厘米的范圍被認為是較理想的。標定密度在0.8至1.0克/立方厘米范圍的材料獲得了極好的特性，經試驗，測定密度值約為0.84克/立方厘米的材料。
對這種材料的制造規(guī)格要求所用纖維基于切斷的PAN長纖維并精紡成紗，紗重是2/10精紡支數(shù);織物編織是2×2均勻拉緊的每英寸(2.54厘米)18至20對的籃形四方編織，通過在不超過1200℃溫度的CVD增濃方法密度是0.8至1.1克/立方厘米，厚度是0.045英寸(0.11厘米)。增濃的或成品材料質地在肉眼看來是與編織的基層基本上相同的。成品材料是相當柔韌的，在前述的垂直于纖維平面的方向上是相當有彈性的，這種彈性歸因于使用的精紡紗，編織和密度，以及帶有許多開啟的孔，這些孔是通孔。
材料74的最低限度浪費是這樣實現(xiàn)的，將該材料切割成多邊形的段76，當貼在或粘在支撐件，如閉鎖環(huán)40的表面62上時，這些材料段可以在圓周上間隔開。另一種方法是將這些材料段互相鄰接以限定一個連續(xù)的摩擦環(huán)形面。當這些材料段在圓周上間隔開時，如圖7所示，材料段的前緣76a可以設置成傾斜于由材料段76限定的摩擦表面76b的旋轉方向，以利于迅速地將過量的油(冷卻流體)從相咬合的表面64上擦去，因而，在摩擦材料表面76b和表面64的交接面上快速地達到最大的或設計的摩擦系數(shù)以適應由彈性環(huán)60傳動的力引起的初始嚙合。這些材料段最好切成平行四邊形，并粘貼在閉鎖環(huán)表面62上，該材料的側邊76c一般定位平行于垂直旋轉軸線延伸的平面，但是，這種定位不認為是關鍵的。此外，三個相當均勻間隔的材料段是理想的。
使用晴酚醛塑料粘結劑，對于將這種材料粘結在表面62具有極好效果，這種粘結劑在本技術領域中是眾所周知的。這種粘結劑能在短期內經受400°F(200℃)范圍的工作溫度。對于產生更高溫度的應用中，建議使用其它的粘結材料，如公開在1988年1月29日申請的美國專利申請系列號150，355中的材料。
已經成功地進行用晴酚醛塑料將該復合材料對閉鎖環(huán)40保存彈性的粘接，其中使用了圖13中的定位夾具80和圖11，12中的粘結夾具82，其使用方法如下1.將該材料切割成便于操作的尺寸，2.將該材料加熱至約150-180°F(65°-85℃)，3.在該材料上以片狀形式滾上一層粘結劑，4.將帶有粘結劑的材料斬斷或切割成要求的形狀和尺寸段，5.將閉鎖環(huán)40放置在定位夾具中，該夾具在下文中還要說明，形成包括閉鎖環(huán)，環(huán)件或粘結錐面86和若干摩擦材料段76的環(huán)形粘結組件84，6.在粘結夾具82中放置一個或多個組件84，以施加一個相當均勻分布的，每平方英寸約200磅(138牛頓/平方厘米)的壓力。
7.在一個對流爐中加熱該夾具和其內的材料，約40分鐘，同時保持上述的力基本上不變。
用在上述例中所用的粘結劑是具有8密耳(0.2毫米)厚度的B.F.古德里奇酚醛樹脂粘合劑601(氮化酚醛塑料)。該對流爐的初紿溫度最好在500°F，其尺寸，以能使粘結層以一控制的速率在40分鐘內達到450°F?？刂普辰訙囟鹊母敿氋Y料可以從紐約的B.F.古德里奇分司獲得。
為防止該材料失去彈性，重要的是當粘結過程時，應限制粘結劑滲透至該材料的開啟孔隙內，并在粘結劑加熱固化的同時限制施加在該材料上的壓力。正如可以推想的那樣，粘結劑的滲透性是易于能過嚴格的控制粘結劑的量和/或嚴格控制施加在該材料上的壓力來控制。大的粘接結壓力趨向于將適量施加的粘結劑深深地壓入材料的孔隙內。此外，過大的粘結壓力趨向于將材料壓偏式壓實，其結果使材料失去彈性和多孔性。因此，合適的粘結壓力是易于掌握的，只要記住在粘結過程中所用壓力只需足夠牢固地固定該材料就行，不應過度地壓緊或壓碎該材料。
另外，對于多孔性和彈性而言，精紡紗和該紗的編織提供了一種開啟多孔的基層或織物，它們在垂直于織物編織的方向上是相當有彈性的?；鶎拥拇蟛糠珠_啟孔隙和彈性通過對復合材料限制CVD涂鍍層或基層的增濃范圍在0.3至1.3(最好是0.8至1.1)克/立方厘米來保留。而且，在它拉摩擦表面面積內的復合材料的開啟孔隙和彈性在粘結過程中通過使用少于復合材料的開啟孔隙容量的量，并通過限制粘結過程中壓力的大小使復合材料壓碎的可能性減至最低，并維持復合材料的開啟孔隙容量大于粘結劑的容量，從而，鄰近復合材料粘結側邊的開啟孔隙容量吸收粘結劑，而鄰近于摩擦側邊的孔隙不吸收粘結劑。小于每平方英寸250磅(170牛頓/平方厘米)的粘結壓力被認為是適用于大部分碳/碳復合材料，這種材料可以為閘瓦離合器組件10所使用。
已發(fā)現(xiàn)，通過控制材料74的摩擦表面76C上的單位載荷在每平方英寸150-300磅(100-200牛頓/平方厘米)范圍內，過早的未閉鎖情況就可以有效地消除。因為在一組件，如閘與離合器組件10中的這種單位載荷主要是彈簧28抗力的函數(shù)，并且由于彈簧28的力必須在一相當窄的范圍內，所以單位載荷已經通過材料74的裁剪或成形的表面面積76C來控制。作為例子，在使用三個平行四邊形狀材料段76它有1.17平方英寸(7.55平方厘米)的綜合摩擦表面面積的閘瓦離合器組件10的試驗中已獲得無壓碎的操作過程。在這個例子中，圓錐表面62、64具有一個約10°的角度，和約4.35英寸(11厘米)的平均直徑，傾斜面48至54的角度約20°，彈簧28在圖6B中壓縮時提供約50磅(35牛頓)的抗力。
在這個例子中的閘瓦離合器組件中，綜合摩擦表面面積76C在總的摩擦材料表面面積上相對于美國專利4，703，667中公開的閘瓦離合器組件構成了83%的減少，并且該綜合表面面積76C間的交接面上的壓力是每平方英寸210磅(145牛頓/平方厘米)。
如圖13所示，定位夾具80包括一個三角形底座和固定在底座的水平表面88a上的三個在圓周上間隔開的定位塊90。在圖13的透視圖中只能看見其中一個定位塊。一個垂直可調的制動螺釘92螺旋地容納于每個定位塊中。定位夾具80簡化了環(huán)形粘結組件84的形成。圖11中以剖面的形式表示了三個環(huán)形粘結組件，如前所述，每一個環(huán)形粘結組件包括一個環(huán)件或粘結圓錐86，一個閉鎖或支撐環(huán)40和若干個摩擦材料段76。環(huán)件86包括一個面朝內的截頭圓錐表面86a，與閉鎖環(huán)的面朝外的截頭圓錐表面62相對;一個摩擦材料段定位凸緣86b從表面86a徑向向內延伸一小于材料段的厚度極小值的距離;和帶有一環(huán)形定位槽86d的環(huán)形底面86c。每個組件84是這樣形成的，將環(huán)件86套疊蓋在定位塊90上，環(huán)形表面86c靠在水平表面88a上，將支撐環(huán)40部分地設置在環(huán)件86內，閉鎖環(huán)底面40a靠在制動螺釘92上，使這些部件的截頭圓錐表面與定位凸緣86b的徑向內延相對，該定位凸緣86b從閉鎖環(huán)表面62隔開一小于摩擦材料段厚度的距離，以便在這些相對的表面之間容易地插入三個圓周上間隔的材料段，使粘結邊對著表面62，每個材料段的邊76b對著凸緣86b，使該組件由抓緊環(huán)件86從定位夾具上卸下時，確定閉鎖環(huán)的底面和頂面40a和40b之間的表面62上材料段的豎直位置。
粘結夾具82包括一帶水平面94a、環(huán)形軸肩94b的底座94;一固定在底座，并有從底座垂直向上延伸軸線的管狀柱96;彈簧機構98，和其一端100a由水平孔96a或96b中任一水平孔穿過管狀柱容納的U型鎖銷100。二個或三個組件84可以通過定位槽86d套在底座94上，每個組件的軸線與管狀柱的軸線重合。彈簧機構98包括一個第一部件或裝置102，它具有一個面朝下的環(huán)形水平延伸表面102a，用于碰接疊放在頂部的環(huán)件面朝上的頂部表面40b;一個第二部件或管狀裝置104，它有一個伸縮式地容納管狀柱96的內表面104a，和一個面朝軸向的軸肩104b;以及三個互連部件102，104的在圓周間隔的彈簧裝置105，用于對應于部件104的向下位移，對組件84施加一個夾緊力。每個彈簧裝置105包括一個通過部件102內的孔102b和通過環(huán)件106內的孔106a延伸的螺栓108，該環(huán)件106帶有一與軸肩104b連接的軸肩106b;一個螺旋壓彈簧110容納在部件106和可螺旋地在螺栓上移動的螺母112之間，用以變化彈簧的預加載荷。當鎖銷100安置好時，該彈簧的預加載荷對摩擦材料段的表面施加約200磅/平方英寸的力。彈簧機構98的三角形安排，尤其是摩擦材料段的三角形布置保證了摩擦材料段平面上有相對均勻的壓力分布，并且，在未顯示的爐中進行固化過程中，粘結劑滲透摩擦材料的開啟孔隙時彈簧保證了所要求的相對恒定的壓力。
為了解說本發(fā)明已公開了一最佳實施例。該最佳實施例的許多變化和變更被認為屬于本發(fā)明的范圍之內。下面的權利要求書打算覆蓋本發(fā)明的最佳實施例和屬于本發(fā)明范圍內的各種變更。
權利要求
1.一種將若干個多孔摩擦材料段(76)以在圓周上間隔開位置粘結在由閉鎖環(huán)(40)限定的截頭圓錐表面(62)上的夾具(82)，該材料段(76)由碳纖維材料編織成單層的織物基層，其上用化學汽相淀積法淀積有密度為0.3至1.3克/立方厘米的碳層形成，該材料段的一面具有一層附在其上的粘結劑，所述夾具(82)的特征在于一個具有一水平面(94a)的底座(94)，至少一個環(huán)件(86)支撐在水平面(94a)上，環(huán)件(86)的軸線垂直定位，并垂直于水平支撐，所述的環(huán)件(86)包括一個附加給支撐件截頭圓錐表面的截頭圓錐表面(86a)和從所述環(huán)件表面(86a)以一小于材料段(76)厚度的距離徑向延伸凸緣裝置(86b)，所述閉鎖件截頭圓錐表面(62)與環(huán)件截頭圓錐表面(86a)同軸定位，摩擦材料段(76)夾在其中，粘結劑貼在閉鎖件表面、每一個材料段的一個邊緣(76b)靠在凸緣裝置(86b)上定位，由此形成一個環(huán)形的組件，以一預定的彈性力作用在材料段(76)上將組裝件夾緊在底座(94)上的裝置(96、98)，由此該夾具可以放置在熱源中，在相當大的恒定力下固化該粘結劑。
2.如權利要求1所述的夾具，其特征在于若干個材料段(76)由三個基本上等距離隔開的大致相等表面面積的材料段組成，以實現(xiàn)均勻分布作用在每一材料段上的夾緊力。
3.如權利要求1所述的夾具，其特征在于所述的夾緊裝置包括從底座垂直向上延伸，并與組裝件同軸設置的柱(96)，彈簧機構(98)，它包括帶有面朝下的水平面(102a)，用于連接閉鎖件(40)的面朝上的表面(40b)的第一部件(102)，伸縮地容納柱(96)的第二部件(104)與部件(102、104)內連的彈簧裝置(105)用于將夾緊力施加在一個閉鎖環(huán)(40)上以對應于第二部件(104)的向下移動和用于保持第二部件(104)位于向下位置的鎖銷裝置(100)。
4.如權利要求3所述的夾具，其特征在于底座(94)包括一與所述軸線同軸設置的環(huán)形圓周形軸肩(94b)，帶一環(huán)形槽(86d)，以容納該軸肩(96b)的環(huán)件(86)，使所述組裝件與所述軸同心對準。
5.如權利要求4所述的夾具，其特征在于它包括若干垂直相互疊放的組件(84)，在每個環(huán)件(86)中形成的環(huán)形槽(86d)容納相鄰下部閉鎖環(huán)(40)的配合軸肩(40b)，使各組件(84)與軸線同心對準。
6.如權利要求3所述的夾具，其特征在于該彈簧裝置(105)包括若干個預加載荷的壓縮彈簧(110)和變化該預加載荷的裝置(108、112)。
7.如權利要求1所述的夾具，其特征在于閉鎖環(huán)(40)是用于閘瓦離合器(10)的一個閉鎖環(huán)。
8.如權利要求1所述的夾具，其特征在于粘結劑的量由摩擦材料的開啟孔隙量和厚度來決定。
9.一種將若干開啟多孔摩擦材料段(76)，以在圓周間隔開位置粘結在由閘瓦離合器(10)的閉鎖環(huán)(40)限定的截頭圓錐表面(62)上的夾具，該材料段(76)由碳纖維材料編織成單層的織物基層，其上用化學汽相淀積法淀積有密度為0.3至1.3克/立方厘米的碳層形成，該材料段的一面具有一層附在其上的粘結劑，所述夾具的特征在于至少一個帶有垂直定位軸線的環(huán)狀組件(84)，該組件包括環(huán)件(86)，閉鎖環(huán)(40)和三個在圓周間隔開的材料段(76)，該材料段夾在閉鎖環(huán)截頭圓錐表面(62)和環(huán)件(86)的附加截頭圓錐表面(86a)之間，該附加表面(86a)具有從環(huán)件表面(86a)徑向延伸一小于材料段(76)厚度距離的凸緣裝置(86b)，以將材料段垂直設置在閉鎖環(huán)表面(62)上，該材料段(76)的粘結邊靠著閉鎖環(huán)表面(62)設置，用一預定彈性力以豎直相對方向夾緊閉鎖環(huán)(40)、環(huán)件(86)的裝置(96、98)，由此，該夾具可放置在一熱源中，在相當恒定的力的作用下固化該粘結劑。
10.一種將若干開啟多孔摩擦材料段(76)以在圓周上間隔開位置相對閉鎖環(huán)(40)的截頭圓錐表面(62)設置，并由環(huán)件(86)提供的截頭圓錐表面(86a)環(huán)繞的定位和粘結方法，所述表面(86a)上具有一從該處徑向延伸一小于材料段(76)厚度距離的圓周延伸凸緣裝置(86b)，該材料段由碳纖維材料編織成單層的織物基層，其上用化學汽相淀積法淀積有密度為0.3至1.3克/立方厘米的碳層，該材料段的一面附有貼在其上的粘結劑，所述方法的特征在于它包括下列步驟將截頭圓錐表面(62、86a)以大于材料段(76)厚度的距離間隔定位，凸緣(86a)和閉鎖環(huán)表面(62)之間的距離小于材料(76)的厚度;在表面(62、86a)之間以圓周間隔的關系插入材料段(76)，粘結劑朝著支撐件表面(62)，材料段(76)的一個邊緣(76)靠著凸緣裝置(86b);軸向相互相對地朝著減少表面(62、86a)之間距離間隔的方向移動部件(40、86)，使材料段(76)夾在這些表面之間;以進一步減少所述間隔距離的方向對部件(40、86)施加一彈性夾緊力;在保持所述夾緊力的同時，加熱這些部件以固化粘結劑。
11.如權利要求10所述的夾具，其特征在于它包括疊放把若干個材料段夾在其內的部件(40、86)的步驟，和隨后施加夾緊力和加熱的步驟。
12.如權利要求10所述的夾具，其特征在于它包括根據(jù)與摩擦材料段的開啟孔隙量和厚度的比例決定粘結劑用量的步驟。
全文摘要
一種含有開啟孔隙的熱解碳復合摩擦材料(74)，其形狀能獲得最佳特性的閘瓦離合器組件(10)，它能防止由于閉鎖齒傾斜面(48-54)的過早未閉鎖而產生的非摩擦離合部件(12、14)的不同步嚙合。該復合摩擦材料制成在垂直它的摩擦表面(76C)方向上具有彈性，并被切割成材料段(76)，使用夾具(80、82)相對截頭圓錐表面(62)定位和粘結，以便保持彈性，并使材料段在圓周上間隔開，其構形能控制其上的連接力在100-200牛頓/平方厘米范圍。
文檔編號F16D65/02GK1046212SQ9010161
公開日1990年10月17日 申請日期1990年3月21日 優(yōu)先權日1989年3月22日
發(fā)明者托馬斯·阿倫·吉尼斯 申請人:易通公司