专利名称：粘结摩擦材料的夹具和方法
技术领域：
本发明涉及液体冷却，摩擦连接的能量吸收装置，例如离合器和制动器。本发明尤其涉及将摩擦材料粘结在这些装置中使用的锥形表面上。
由化学汽相淀积(CVD)方法喷镀有热解碳的碳纤维基层形成的开孔碳/碳复合摩擦材料是公知的，可以参考现有技术中的美国专利4，291，794和4，700，823。这些公开的资料被结合在本文中作为参考。
单一和混合型的闭锁变速齿轮传动也是公知的，可参考现有技术中的美国专利3，983，979;4，141，440;4，176，736以及4，703，667。这些公开的资料也结合于本文中作参考。
用在这些变速齿轮转动中的闸瓦离合器组件包括第一和第二非摩擦，或在啮合和松开位置之间轴向移动的爪形离合器，以实现齿轮变换。每个组件包括一个可摩擦连接的闭锁环，以防止离合爪在最初的啮合运动中产生的不同步连接。该闭锁环由第一爪形离合器支撑，以限制与其相对的转动，它还包括一个相对爪形离合器的最初啮合运动啮合第二摩擦表面的摩擦表面，该摩擦表面与第二爪形离合器相卡紧一起转动。在最初的啮合运动中，如果爪形离合器以不同的速度旋转，则该摩擦啮合限制闭锁环的旋转，以至使爪形离合器阻止其啮合一直到爪形离合器达到基本上同步时为止。
上面所述的闸瓦离合器组件已经大大地减少了实现齿轮变换所要求的复杂性和作用力。然而，由于各种推测的原因，已发现该闭锁环在爪形离合器达到同步或基本上为同步的速度之前，过早地移至来闭锁位置，从而产生爪形离合器的不同步啮合，其结果是在那里出现过度的磨损，并且在一些情况下离合器出现故障。至少在摩擦表面上提供上述的复合摩擦材料如果这材料被合适地粘在这些表面上，则可以有效地解决了过早未闭锁问题。
本发明的目的是提供一种粘结摩擦材料的夹具和方法，由此获得最佳特性。
本发明的另一目的是通过摩擦材料的适当粘结，以获得最佳特性，从而在同步装置或闭锁组件中消除或基本上消除爪形离合器的不同步啮合。
根据本发明的特点，提供的夹具用于将若干个多孔摩擦材料段以环形间隔开的状态粘结在由一闭锁环限定的截头圆锥表面上。这些摩擦材料段由碳纤维材料编织成单层的纤维基层，其上用化学汽相淀积淀积上密度为0.3至1.3gm/cc的碳层。该摩擦材料段的一面有贴在其上的的粘结材料。该夹具的特点在于底座具有一水平面;至少有一个环件支撑在水平面上的轴线，垂直定位并垂直于水平面，该支撑件包括一个截头圆锥表面，附加于支撑件截头圆锥表面和从支撑表面以一小于摩擦材料段厚度的距离径向延伸的凸像装置，该支撑件截头圆锥表面与环件截头圆锥表面同轴并相邻定位，其间夹有若干个摩擦材料段，粘结剂靠在闭锁环表面，每个摩擦材料段的一个边缘靠在该凸缘装置上，由此形成一个环形的组件;还包括用一预定的作用在材料段上的弹力将组件夹紧在底座上，以使该夹具可以被放置于热源中，在相当恒定的夹紧力下固化粘结剂。
根据本发明的方法，这些部件的截头圆锥表面以大于摩擦材料段厚度的距离间隔的关系定位，并且，凸缘装置和闭锁环表面之间的距离小于摩擦材料段厚度，这些摩擦材料段以环形间隔开的关系插入在这些表面之间，使粘结剂面对着闭锁环表面并使每个摩擦材料段的一个侧面靠在凸缘装置上，以一个方向相互轴向地移动这些部件减少这些表面之间的间隔距离，以便将摩擦材料段夹住在这些表面之间;对这些部件，以趋向进一步减小间隔距离的方向施加弹性夹紧力;在维持该夹紧力的同时，加热这些部件，以固化粘结剂。
本发明的最佳实施例表示在附图中，其中
图1是一个闸瓦离合器的剖面图;其中包含能使用本发明的场合。
图2至5表示图1中组件的特征;
图6A至6C分别表示闸瓦离合器组件在空档或非选择位置、预选择位置和啮合位置的情况;
图7至8表示根据本发明的碳/碳复合摩擦材料的形状和位置;
图9至10是该材料的摩擦表面放大的照相平面图;
图11是用于将碳/碳摩擦材料粘结在图1所示的闸瓦离合器组件的闭锁环上的夹具断开剖视图;
图12是图11中所示夹具的透视图;
图13是一另外的夹具装置的透视图。
在进行详细地说明之前，先提供几个技术语的定义，以便清楚地理解本发明。
1.热解碳复合材料-一种碳纤维基层，其上用化学汽相淀积法(CVD)涂镀或增浓有热解碳。
2.基层-一种碳纤维或长纤维的集合。
3.长纤维-一种纤维，其尺寸比(长度与有效直径)实际上是无限大的，即一种连续的纤维。
4.纤维-相对短的长度，非常小的横截面，可以是切断的长纤维。
5.合股线-一束连续的长纤维，不加捻编组成的单一紧密单元。
6.纱-一种捻合纤维或合股线的总体，形成一种适用于编织的连续纱或精纺纱。
7.粘结材料-主要通过表面接触能保持二种材料在一起的元素或物质，如粘结剂或钎接剂。
8.粘结-在交界面上通过力或连接作用或两者的结合，使二个表面保持在一起的状态。
9.机械粘结-两表面之间的粘结，通过连接作用，表面上的粘结剂使各部件保持在一起。
10.碳-此处所指的术语碳包括石墨，除非明显地使用石墨这个术语。
11.总孔隙度-包括复合材料中开启的和闭合的孔隙或空穴。开启孔对着复合物的表面开放，并可扩展到全部复合物。
12.同步装置-一种装置，它带有防止非摩擦离合器部件的或花键齿不同步啮合的闭锁装置，并带有在大多数工作情况时，有效地实现闭锁装置的连接，产生足够的转矩来驱动非摩擦离合器部件实现同步的装置。
13.闭锁器-一种类似于同步装置的装置，但是，绝大多数工作情况下，不能用以产生足够的转矩，有效地驱动非摩擦离合器部件实行同步。这里揭示的普通型的闭锁器是公知的，在现有技术中可参考前面提到的美国专利3，983，979;4，141，440;4，176，763;和4，703，667。
现在参考图1、图2，图中表示了一个闸瓦离合器组件10，它具有第一和第二非摩擦离合器部件12、14和防止该离合器部件不同步啮合的闭锁机构16，该离合部件分别与轴20和齿轮18连接。齿轮18和轴20可以形成一个4×3混合传动部分，例如，公开在美国专利4，703，667中的十二正向速度，半闭锁的分离式混合传动。其中轴20是传动主轴，配置在它左端的延伸段上形成一个具有四种变速比的主传动部分。齿轮18拖动一个设置在一辅助传动部分中的恒定啮合分离机齿轮。
离合部件12装备有内花键22，它与装在轴20上的外花键槽24对应设置，使离合器部件12与轴连接与其一起转动。配合的花键允许离合部件相对于轴20轴向自由地滑动。止动环26座落在轴的外圆周上形成的合适的槽内，并布置成与离合部件12相接触，限制它向右的轴向移动。离合器部件12由弹簧28弹性地向右顶住，弹簧28以它的左端顶住弹簧座30，该弹簧座30以与止动环26相类似的方法固定在轴20上。
离合部件12上装备有外花键齿32，它适合于啮合地连接离合部件14的内花键齿34，它们提供在齿轮18上。离合部件12的内花键与32是楔削的，如在36处类似于齿轮18上的内花键齿34的前缘38。由楔削的前缘所限定的楔削的锥面相对于轴的纵轴线延伸形成30°和40°之间的角度。楔削的精确角度及其优点详细地解释在美国专利3，265，173中。
选定数量的外花齿键齿32，此处是三个，被部分地移开以允许闭锁机构的闭销环40存在，该闭锁机构在后面还要进一步说明。这种部分的移开留下三个轴向缩短的闭锁齿部42，以便与闭销环40配合。这些齿部最好设置在一共同的平面内，并在圆周上间隔开相等的距离，但不对称的布置，如公开在美国专利4，703，667中的布置也可用于一些用途。该闭锁环包括一个包围着离合部件12的不会变形的环。也可参考图3至图5，该环包括一些径向向内延伸的齿对44、46，此处是三对，当适当地定位时，这些齿对44、46与外花键齿32相啮合。每一对齿对44、46具有小于由部分移去齿部所限定的对应圆周间隔的总体圆周尺寸，从而允许闭锁环相对于离合部件12从图3所示位置限定的顺时针和逆时针旋转，其中齿对44、46之间的空间与齿部42是对齐的。齿对44、46的任何一个的侧面或齿侧面与外花键齿32的侧面或齿侧面在由部分齿移开提供的空间任一边上的接触将限制这些相对转动，并使闭锁环40与离合部件12一起旋转。每个向内突出的齿对44、46之间的空间具有一大于齿部42的对应圆周尺寸的间隙距离，以便，当在同步时正当对齐时(更准确地说，当闭锁环40和离合部件12的相对速度完全同步时)，齿对44、46将跨在齿部42上，而离合部件12可以整个地轴向移动，但不通过闭锁环，以实现与齿轮18的内花键齿34相啮合。
如图3至图5所示，起闭锁齿作用的齿对44、46的端面是楔削或倾斜形的，如在48、50年所示。每个齿部42的端面最好也具有与楔削或倾斜面48、50对应的楔削或倾斜面52、54。倾斜面48至54的角度56被选择，以使齿对44、46和齿部42保持在适当的闭锁位置，虽然未表示出，但预先安装在轴20左端的主传动部分不是处于空档，而是在一接触力，如由弹簧28提供的力的作用下，趋向于使闭锁装置和离合部件在主传动处于空档，而且齿轮18被选择用于啮合时，呈现未闭锁的位置。这种倾斜面在现有技术中被称为传感器未闭锁的倾斜面。相对于垂直于轴20的旋转轴线的平面P约为15°-25°，最好是20°的倾斜面角度56被认为是非常适用于大部分的已知半闭锁传动。
正如参考文献美国专利3，921，469和3，924，484中极为详细的描述那样，闭锁环40的径向内侧可带有一槽58，用于容纳一个裂口、环状的弹性环60。环60的内径稍小于离合部件内花键齿34的外径，以便当这些部件在装配好的状态时，环60稍微向外变形，从而对着内花键齿34的外表面施加一个少量，但是限制性的弹性夹紧力。由于环60松动地装配在槽58的壁内，所以，该弹性夹紧力实现了有效地阻止闭锁环和离合部件之间的轴向移动，但对它们之间的相对旋转运动仅仅施加很小的阻力。
闭锁环40包括一个大致为面朝外的平截头圆锥体或截头圆锥表面62，该表面的位置能由于图6中示意性表示的拔叉66使齿轮18向左的初始轴向连接运动而与齿轮18的径向内壁上一般为面朝内的平截头圆锥体内表面，或截头圆锥表面64摩擦连接。由弹性环60提供的轴向牵引力阻止闭锁环40相对于离合部件12的轴向运动，该离合部件12由弹簧28压向右边。因此，弹性环60起一预增能环的作用，它的轴向牵引力在闭锁环40轴向移动之前，使表面62、64初始连接。一止动环68当齿轮18向右移动，实现非摩擦离合部件12、14的松开时限制了闭锁环40的运动使其不致离开截头圆锥表面64。
根据图2至图5假定轴20、离合部件12和齿轮18一般为顺时针(图2中箭头A所示)方向驱动，很明显，包括齿轮18的旋转快于轴20和离合部件12的不同步状态，当截头圆锥表面62、64一啮合就会使闭锁环40趋向于顺时针相对于离合部件12作少量地转动。当然，表面62、64的初始啮合是由于由拔叉66和弹性环60提供的轴向牵引力产生的齿轮18的初始连接运动促成的。拔叉66连接在一个往复运动气缸72内的活塞70上，该气缸72接受压缩的空气，以已知的方式往复地移动活塞。由于弹性环的牵引由初始摩擦连接施加在闭锁环40上的转矩，虽然相当小，但它对闭锁齿44的轴向倾斜面48与齿部42的倾斜面52而言，在这些倾斜面轴向连接之前的对准已是足够的。一旦这些倾斜面连接，弹簧28的弹力通过倾斜面的交接面传递，增加摩擦表面的啮合力，因而，成比例地增加闭锁转矩，该转矩是与倾斜面48、52提供的未闭锁转矩方向相反。理论上，这种增加的闭锁转矩一直到离合部件12、14达到同步时为止足够维持这些倾斜面的闭锁连接。
到目前为止所描述的闸瓦离合器组件10一般是公知的，在现有技术中可参考上述的美国专利4，703，667。这些组件可以预先选择与它们相连的变速齿轮，例如，连接非摩擦离合部件12、14的驱动装置(拔叉66和活塞72)完全可以在它们之间的同步之前移动。非摩擦离合部件的实际啮合在稍后的时间出现，这些内容可参考图6A-6C。简而言之，图6A表示闸瓦离合器组件10的空档或未选择位置。图6B表示一个预先选择的位置，其中齿轮18、离合部件14、拔叉66和活塞72完全与顶着弹簧28的抗力并与以摩擦连接维持一个闭锁位置的截头圆截表面62、64一起向左移动的离合部件12脱开，一直等到由于人工或自动装置施加轴20和/或齿轮18的速度达到同步时为止。这些装置是公知的，并且典型地是由与轴20连接的变速原如发动机和/或利用与轴或齿轮连接的制动器提供。当未闭锁状态出现，离合部件达到同步时，弹簧28的抗力移动或引发离合部件12进入与离合部件14相连接的位置。由于相当高的同步跨接速率经常出现，所以，弹簧28必须给以足够的力使其能快速地将离合部件12移至啮合位置。图6C表示非摩擦离合部件的啮合位置。
就本发明的总体而论，如美国专利4，703，667中所公开的，具有未闭锁倾斜面，如倾斜面48至58的闸瓦离合器在一定的动力运行条件下，有过早地未闭锁或撞坏的趋势，和允许离合部件12、14的不同步啮合的趋势，下文中公开了一种在截头圆锥表面间的交接面上的改进型摩擦材料结构，到目前为上，这种材料结构已经完全解决了过早未闭锁或撞坏的问题，同时大大地降低了闸瓦离合器组件的制造成本。
现在参考图7至图10，图中公开了一种碳/碳复合摩擦材料74。图9、图10是该材料74的放大照相平面图。图9表示试验前该材料摩擦表面的结构和疏松度，图10表示未经碰撞试验之后的摩擦表面，其寿命是闸瓦离合器组件10的三倍多。图7、图8表示这种材料在闭锁环表面62上的形状和位置。
材料74最好是由一种碳纤维单层编织的基层，其上用化学汽相淀积(CVD)工艺涂镀或渗透有热解的碳制成。这些纤维可以由许多已知的材料形成，但最好是由渗碳的人造纤维或聚丙烯腈(PAN)制成。碳长纤维也可用来代替这些纤维，条件是织物的编织在使用时在垂直于织物的平面，即垂直于材料的摩擦平面方向上有足够的弹性。在美国专利4，291，794和专利3，944，686中进到了令人满意的CVD生产工艺，第一个专利讲到了一种分批的生产工艺，第二个专利讲到了一种连续的生产工艺。该复合材料在CVD生产过程后，和粘接在表面62之前可以具有0.3至1.3克/立方厘米范围的密度，但是，在该范围下限的材料可能会有更高的磨损率。该范围上限的材料目前是很贵的，并且对理想的性能来说，可能趋向于太硬。因此，0.7至1.1克/立方厘米的范围被认为是较理想的。标定密度在0.8至1.0克/立方厘米范围的材料获得了极好的特性，经试验，测定密度值约为0.84克/立方厘米的材料。
对这种材料的制造规格要求所用纤维基于切断的PAN长纤维并精纺成纱，纱重是2/10精纺支数;织物编织是2×2均匀拉紧的每英寸(2.54厘米)18至20对的篮形四方编织，通过在不超过1200℃温度的CVD增浓方法密度是0.8至1.1克/立方厘米，厚度是0.045英寸(0.11厘米)。增浓的或成品材料质地在肉眼看来是与编织的基层基本上相同的。成品材料是相当柔韧的，在前述的垂直于纤维平面的方向上是相当有弹性的，这种弹性归因于使用的精纺纱，编织和密度，以及带有许多开启的孔，这些孔是通孔。
材料74的最低限度浪费是这样实现的，将该材料切割成多边形的段76，当贴在或粘在支撑件，如闭锁环40的表面62上时，这些材料段可以在圆周上间隔开。另一种方法是将这些材料段互相邻接以限定一个连续的摩擦环形面。当这些材料段在圆周上间隔开时，如图7所示，材料段的前缘76a可以设置成倾斜于由材料段76限定的摩擦表面76b的旋转方向，以利于迅速地将过量的油(冷却流体)从相咬合的表面64上擦去，因而，在摩擦材料表面76b和表面64的交接面上快速地达到最大的或设计的摩擦系数以适应由弹性环60传动的力引起的初始啮合。这些材料段最好切成平行四边形，并粘贴在闭锁环表面62上，该材料的侧边76c一般定位平行于垂直旋转轴线延伸的平面，但是，这种定位不认为是关键的。此外，三个相当均匀间隔的材料段是理想的。
使用晴酚醛塑料粘结剂，对于将这种材料粘结在表面62具有极好效果，这种粘结剂在本技术领域中是众所周知的。这种粘结剂能在短期内经受400°F(200℃)范围的工作温度。对于产生更高温度的应用中，建议使用其它的粘结材料，如公开在1988年1月29日申请的美国专利申请系列号150，355中的材料。
已经成功地进行用晴酚醛塑料将该复合材料对闭锁环40保存弹性的粘接，其中使用了图13中的定位夹具80和图11，12中的粘结夹具82，其使用方法如下1.将该材料切割成便于操作的尺寸，2.将该材料加热至约150-180°F(65°-85℃)，3.在该材料上以片状形式滚上一层粘结剂，4.将带有粘结剂的材料斩断或切割成要求的形状和尺寸段，5.将闭锁环40放置在定位夹具中，该夹具在下文中还要说明，形成包括闭锁环，环件或粘结锥面86和若干摩擦材料段76的环形粘结组件84，6.在粘结夹具82中放置一个或多个组件84，以施加一个相当均匀分布的，每平方英寸约200磅(138牛顿/平方厘米)的压力。
7.在一个对流炉中加热该夹具和其内的材料，约40分钟，同时保持上述的力基本上不变。
用在上述例中所用的粘结剂是具有8密耳(0.2毫米)厚度的B.F.古德里奇酚醛树脂粘合剂601(氮化酚醛塑料)。该对流炉的初绐温度最好在500°F，其尺寸，以能使粘结层以一控制的速率在40分钟内达到450°F。控制粘接温度的更详细资料可以从纽约的B.F.古德里奇分司获得。
为防止该材料失去弹性，重要的是当粘结过程时，应限制粘结剂渗透至该材料的开启孔隙内，并在粘结剂加热固化的同时限制施加在该材料上的压力。正如可以推想的那样，粘结剂的渗透性是易于能过严格的控制粘结剂的量和/或严格控制施加在该材料上的压力来控制。大的粘接结压力趋向于将适量施加的粘结剂深深地压入材料的孔隙内。此外，过大的粘结压力趋向于将材料压偏式压实，其结果使材料失去弹性和多孔性。因此，合适的粘结压力是易于掌握的，只要记住在粘结过程中所用压力只需足够牢固地固定该材料就行，不应过度地压紧或压碎该材料。
另外，对于多孔性和弹性而言，精纺纱和该纱的编织提供了一种开启多孔的基层或织物，它们在垂直于织物编织的方向上是相当有弹性的。基层的大部分开启孔隙和弹性通过对复合材料限制CVD涂镀层或基层的增浓范围在0.3至1.3(最好是0.8至1.1)克/立方厘米来保留。而且，在它拉摩擦表面面积内的复合材料的开启孔隙和弹性在粘结过程中通过使用少于复合材料的开启孔隙容量的量，并通过限制粘结过程中压力的大小使复合材料压碎的可能性减至最低，并维持复合材料的开启孔隙容量大于粘结剂的容量，从而，邻近复合材料粘结侧边的开启孔隙容量吸收粘结剂，而邻近于摩擦侧边的孔隙不吸收粘结剂。小于每平方英寸250磅(170牛顿/平方厘米)的粘结压力被认为是适用于大部分碳/碳复合材料，这种材料可以为闸瓦离合器组件10所使用。
已发现，通过控制材料74的摩擦表面76C上的单位载荷在每平方英寸150-300磅(100-200牛顿/平方厘米)范围内，过早的未闭锁情况就可以有效地消除。因为在一组件，如闸与离合器组件10中的这种单位载荷主要是弹簧28抗力的函数，并且由于弹簧28的力必须在一相当窄的范围内，所以单位载荷已经通过材料74的裁剪或成形的表面面积76C来控制。作为例子，在使用三个平行四边形状材料段76它有1.17平方英寸(7.55平方厘米)的综合摩擦表面面积的闸瓦离合器组件10的试验中已获得无压碎的操作过程。在这个例子中，圆锥表面62、64具有一个约10°的角度，和约4.35英寸(11厘米)的平均直径，倾斜面48至54的角度约20°，弹簧28在图6B中压缩时提供约50磅(35牛顿)的抗力。
在这个例子中的闸瓦离合器组件中，综合摩擦表面面积76C在总的摩擦材料表面面积上相对于美国专利4，703，667中公开的闸瓦离合器组件构成了83%的减少，并且该综合表面面积76C间的交接面上的压力是每平方英寸210磅(145牛顿/平方厘米)。
如图13所示，定位夹具80包括一个三角形底座和固定在底座的水平表面88a上的三个在圆周上间隔开的定位块90。在图13的透视图中只能看见其中一个定位块。一个垂直可调的制动螺钉92螺旋地容纳于每个定位块中。定位夹具80简化了环形粘结组件84的形成。图11中以剖面的形式表示了三个环形粘结组件，如前所述，每一个环形粘结组件包括一个环件或粘结圆锥86，一个闭锁或支撑环40和若干个摩擦材料段76。环件86包括一个面朝内的截头圆锥表面86a，与闭锁环的面朝外的截头圆锥表面62相对;一个摩擦材料段定位凸缘86b从表面86a径向向内延伸一小于材料段的厚度极小值的距离;和带有一环形定位槽86d的环形底面86c。每个组件84是这样形成的，将环件86套叠盖在定位块90上，环形表面86c靠在水平表面88a上，将支撑环40部分地设置在环件86内，闭锁环底面40a靠在制动螺钉92上，使这些部件的截头圆锥表面与定位凸缘86b的径向内延相对，该定位凸缘86b从闭锁环表面62隔开一小于摩擦材料段厚度的距离，以便在这些相对的表面之间容易地插入三个圆周上间隔的材料段，使粘结边对着表面62，每个材料段的边76b对着凸缘86b，使该组件由抓紧环件86从定位夹具上卸下时，确定闭锁环的底面和顶面40a和40b之间的表面62上材料段的竖直位置。
粘结夹具82包括一带水平面94a、环形轴肩94b的底座94;一固定在底座，并有从底座垂直向上延伸轴线的管状柱96;弹簧机构98，和其一端100a由水平孔96a或96b中任一水平孔穿过管状柱容纳的U型锁销100。二个或三个组件84可以通过定位槽86d套在底座94上，每个组件的轴线与管状柱的轴线重合。弹簧机构98包括一个第一部件或装置102，它具有一个面朝下的环形水平延伸表面102a，用于碰接叠放在顶部的环件面朝上的顶部表面40b;一个第二部件或管状装置104，它有一个伸缩式地容纳管状柱96的内表面104a，和一个面朝轴向的轴肩104b;以及三个互连部件102，104的在圆周间隔的弹簧装置105，用于对应于部件104的向下位移，对组件84施加一个夹紧力。每个弹簧装置105包括一个通过部件102内的孔102b和通过环件106内的孔106a延伸的螺栓108，该环件106带有一与轴肩104b连接的轴肩106b;一个螺旋压弹簧110容纳在部件106和可螺旋地在螺栓上移动的螺母112之间，用以变化弹簧的预加载荷。当锁销100安置好时，该弹簧的预加载荷对摩擦材料段的表面施加约200磅/平方英寸的力。弹簧机构98的三角形安排，尤其是摩擦材料段的三角形布置保证了摩擦材料段平面上有相对均匀的压力分布，并且，在未显示的炉中进行固化过程中，粘结剂渗透摩擦材料的开启孔隙时弹簧保证了所要求的相对恒定的压力。
为了解说本发明已公开了一最佳实施例。该最佳实施例的许多变化和变更被认为属于本发明的范围之内。下面的权利要求书打算覆盖本发明的最佳实施例和属于本发明范围内的各种变更。
权利要求
1.一种将若干个多孔摩擦材料段(76)以在圆周上间隔开位置粘结在由闭锁环(40)限定的截头圆锥表面(62)上的夹具(82)，该材料段(76)由碳纤维材料编织成单层的织物基层，其上用化学汽相淀积法淀积有密度为0.3至1.3克/立方厘米的碳层形成，该材料段的一面具有一层附在其上的粘结剂，所述夹具(82)的特征在于一个具有一水平面(94a)的底座(94)，至少一个环件(86)支撑在水平面(94a)上，环件(86)的轴线垂直定位，并垂直于水平支撑，所述的环件(86)包括一个附加给支撑件截头圆锥表面的截头圆锥表面(86a)和从所述环件表面(86a)以一小于材料段(76)厚度的距离径向延伸凸缘装置(86b)，所述闭锁件截头圆锥表面(62)与环件截头圆锥表面(86a)同轴定位，摩擦材料段(76)夹在其中，粘结剂贴在闭锁件表面、每一个材料段的一个边缘(76b)靠在凸缘装置(86b)上定位，由此形成一个环形的组件，以一预定的弹性力作用在材料段(76)上将组装件夹紧在底座(94)上的装置(96、98)，由此该夹具可以放置在热源中，在相当大的恒定力下固化该粘结剂。
2.如权利要求1所述的夹具，其特征在于若干个材料段(76)由三个基本上等距离隔开的大致相等表面面积的材料段组成，以实现均匀分布作用在每一材料段上的夹紧力。
3.如权利要求1所述的夹具，其特征在于所述的夹紧装置包括从底座垂直向上延伸，并与组装件同轴设置的柱(96)，弹簧机构(98)，它包括带有面朝下的水平面(102a)，用于连接闭锁件(40)的面朝上的表面(40b)的第一部件(102)，伸缩地容纳柱(96)的第二部件(104)与部件(102、104)内连的弹簧装置(105)用于将夹紧力施加在一个闭锁环(40)上以对应于第二部件(104)的向下移动和用于保持第二部件(104)位于向下位置的锁销装置(100)。
4.如权利要求3所述的夹具，其特征在于底座(94)包括一与所述轴线同轴设置的环形圆周形轴肩(94b)，带一环形槽(86d)，以容纳该轴肩(96b)的环件(86)，使所述组装件与所述轴同心对准。
5.如权利要求4所述的夹具，其特征在于它包括若干垂直相互叠放的组件(84)，在每个环件(86)中形成的环形槽(86d)容纳相邻下部闭锁环(40)的配合轴肩(40b)，使各组件(84)与轴线同心对准。
6.如权利要求3所述的夹具，其特征在于该弹簧装置(105)包括若干个预加载荷的压缩弹簧(110)和变化该预加载荷的装置(108、112)。
7.如权利要求1所述的夹具，其特征在于闭锁环(40)是用于闸瓦离合器(10)的一个闭锁环。
8.如权利要求1所述的夹具，其特征在于粘结剂的量由摩擦材料的开启孔隙量和厚度来决定。
9.一种将若干开启多孔摩擦材料段(76)，以在圆周间隔开位置粘结在由闸瓦离合器(10)的闭锁环(40)限定的截头圆锥表面(62)上的夹具，该材料段(76)由碳纤维材料编织成单层的织物基层，其上用化学汽相淀积法淀积有密度为0.3至1.3克/立方厘米的碳层形成，该材料段的一面具有一层附在其上的粘结剂，所述夹具的特征在于至少一个带有垂直定位轴线的环状组件(84)，该组件包括环件(86)，闭锁环(40)和三个在圆周间隔开的材料段(76)，该材料段夹在闭锁环截头圆锥表面(62)和环件(86)的附加截头圆锥表面(86a)之间，该附加表面(86a)具有从环件表面(86a)径向延伸一小于材料段(76)厚度距离的凸缘装置(86b)，以将材料段垂直设置在闭锁环表面(62)上，该材料段(76)的粘结边靠着闭锁环表面(62)设置，用一预定弹性力以竖直相对方向夹紧闭锁环(40)、环件(86)的装置(96、98)，由此，该夹具可放置在一热源中，在相当恒定的力的作用下固化该粘结剂。
10.一种将若干开启多孔摩擦材料段(76)以在圆周上间隔开位置相对闭锁环(40)的截头圆锥表面(62)设置，并由环件(86)提供的截头圆锥表面(86a)环绕的定位和粘结方法，所述表面(86a)上具有一从该处径向延伸一小于材料段(76)厚度距离的圆周延伸凸缘装置(86b)，该材料段由碳纤维材料编织成单层的织物基层，其上用化学汽相淀积法淀积有密度为0.3至1.3克/立方厘米的碳层，该材料段的一面附有贴在其上的粘结剂，所述方法的特征在于它包括下列步骤将截头圆锥表面(62、86a)以大于材料段(76)厚度的距离间隔定位，凸缘(86a)和闭锁环表面(62)之间的距离小于材料(76)的厚度;在表面(62、86a)之间以圆周间隔的关系插入材料段(76)，粘结剂朝着支撑件表面(62)，材料段(76)的一个边缘(76)靠着凸缘装置(86b);轴向相互相对地朝着减少表面(62、86a)之间距离间隔的方向移动部件(40、86)，使材料段(76)夹在这些表面之间;以进一步减少所述间隔距离的方向对部件(40、86)施加一弹性夹紧力;在保持所述夹紧力的同时，加热这些部件以固化粘结剂。
11.如权利要求10所述的夹具，其特征在于它包括叠放把若干个材料段夹在其内的部件(40、86)的步骤，和随后施加夹紧力和加热的步骤。
12.如权利要求10所述的夹具，其特征在于它包括根据与摩擦材料段的开启孔隙量和厚度的比例决定粘结剂用量的步骤。
全文摘要
一种含有开启孔隙的热解碳复合摩擦材料(74)，其形状能获得最佳特性的闸瓦离合器组件(10)，它能防止由于闭锁齿倾斜面(48-54)的过早未闭锁而产生的非摩擦离合部件(12、14)的不同步啮合。该复合摩擦材料制成在垂直它的摩擦表面(76C)方向上具有弹性，并被切割成材料段(76)，使用夹具(80、82)相对截头圆锥表面(62)定位和粘结，以便保持弹性，并使材料段在圆周上间隔开，其构形能控制其上的连接力在100-200牛顿/平方厘米范围。
文档编号F16D65/02GK1046212SQ9010161
公开日1990年10月17日 申请日期1990年3月21日 优先权日1989年3月22日
发明者托马斯·阿伦·吉尼斯 申请人:易通公司