專利名稱：改善了的摩擦材料結構的制作方法
本申請與美國申請150，355(1988年1月29日申請)，和美國申請174，475(1988年3月28日申請)有關。這兩個申請已轉讓給本申請的受讓人。
本發明是關于液體冷卻的摩擦嚙合的能量吸收裝置，如離合器和制動器。更具體地說，本發明是關于摩擦材料表面面積和形狀的構形，以提高性能和降低成本。
從參考文獻美國專利4，291，794和4，700，823可知，在由碳纖維基片制成的帶敞開孔隙的碳/碳復合摩擦材料上用化學蒸鍍(CVD)方法鍍上熱解碳已成為現有技術。這些文件的說明書在這里作為參考文獻。
從美國專利3，983，979;4，141，440;4，176，736;和4，703，667中可知，單級和多級型的交換齒輪變速器已成為現有技術，這些文件的說明書在這里作為參考文獻。
在這些交換齒輪變速器中使用的阻擋器-離合器組件包括第一和第二剛性或爪式離合件，它們沿軸向在嚙合和解脫位置之間移動以實現齒輪交換。每個組件包括一個可摩擦嚙合的阻擋環，隨著離合件的初始嚙合位移，阻擋環可防止爪式離合件的非同步嚙合，阻擋環由第一爪式離合件支承以限制它相對于該離合件的轉動，阻擋環包括一個摩擦面，隨著爪式離合件的初始嚙合位移，該摩擦面與第二爪式離合件的第二摩擦表面嚙合，以與第二爪式離合件一起轉動。如果在離合件初始嚙合位移時，離合件以不同轉速旋轉，上述摩擦嚙合會使阻擋環有限地轉動到阻擋爪式離合件嚙合的位置，直到爪式離合件大致同步為止。
上述的阻擋器-離合器組件大大降低了復雜性和實現齒輪交換所需的作用力。但是由于各種原因，在爪式離合件達到同步或大致同步之前，阻擋環就有可能過早移動到非阻擋位置，而使得爪式離合件的齒非同步嚙合，結果造成過分磨損，某些情況下會造成爪式離合件失效。
本發明的目的是成形一種摩擦材料，使其性能最佳。
本發明的另一目的是構形一種性能最佳的摩擦材料，以便在同步器和阻擋器組件中避免或基本避免爪式離合件的非同步嚙合。
根據本發明的特征，如前述美國專利4，291，794和4，700，823中所描述的能量吸收裝置包括至少兩個相對轉動的件，它們有可相互嚙合的摩擦表面以阻礙相對轉動;一個碳/碳復合摩擦材料，它固定于其中一個件上以限定至少一個摩擦表面，該材料的密度為0.3-1.3g/cc，其加工方法是在固定于一個件上之前，在一塊碳纖維基片上通過化學蒸鍍工藝(CVD)鍍上碳;與表面相通的冷卻液，和用來摩擦嚙合兩表面的致動裝置。
摩擦材料的特征是被構形而形成一個摩擦表面，其上的嚙合壓力范圍為150-300磅/平方英吋(10-20kg/cm2)。
附圖中示出了本發明的一個最佳實施例，其中
圖1是一可以采用本發明的阻擋器-離合器組件的斷面視圖;
圖2-5示明了圖1所示組件的特征;
圖6A-6C分別示出了阻擋器-離合器裝置處于空擋或未選擇位置，處于預選擇位置，和處于嚙合后的位置。
圖7-8示出了根據本發明的碳/碳復合摩擦材料的結構和位置。
圖9-10是放大了照片，示出了材料的摩擦表面的平面視圖。
在進行詳細描述前，先定義幾個技術詞匯，以便易于清楚地理解本發明。
1.熱解碳復合材料通過一種化學蒸鍍工藝(CVD)在一碳纖維基片上鍍上或致密熱解碳。
2.基片-碳纖維或碳纖絲的一種組合。
3.纖絲-一種纖維，其長度和直徑之比(長度/有效直徑)對所有實際應用來說是無窮大，即一種連續的纖維。
4.纖維-橫斷面很小，長度相對較短，可以是截斷的纖絲。
5.單紗-一股連續的纖絲結合成一個單獨緊密的實體而無絞扭。
6.紗-絞扭的纖維或纖絲一種組合，形成一根織造中使用的連續的紗或精紡紗。
7.粘結材料-通過表面接觸能將兩個物體保持在一起的物質，如粘結劑或釬焊。
8.附著-兩個表面在分界面上被外力或自鎖作用或兩者保持在一起的狀態。
9.機械附著-兩個表面之間的附著，其中通過自鎖作用，用粘結劑將零件保持在一起。
10.碳-這里“碳”一詞包括石墨，除非明確地使用了“石墨”一詞。
11.總孔隙率-包括復合材料中的敞開的和封閉孔隙或孔穴。敞開的孔隙是指在復合材料的表面敞開的并可能沿整個復合材料延伸。
12.同步裝置-具有能防止剛性離合件的爪或花鍵齒異步嚙合的阻擋裝置，該裝置還有摩擦件，它能實現阻擋件的嚙合并能在多數工作條件下產生足夠的扭矩驅動剛性離合件同步。
13.阻擋件-類似于同步裝置的一種裝置，但在多數工作條件下不能產生足夠的扭矩以有效地迫使剛性離合件同步。這里公開的普通類型的阻擋件在現有技術中是已知的，可參見前面提到的美國專利3，983，979;4，141，440;4，176，736;和4，703，667。
現在參照圖1，2，這里示出了一個阻擋器離合器組件10，它有第一和第二剛性離合件12，14，和一個防止離合件異步嚙合的阻擋機構16，離合件分別與軸20和齒輪18連接，齒輪18和軸20可以形成4×3多級變速器的一部分，例如美國專利4703667中公開的十二種前進速度的半阻擋分動型多級變速器。這里軸20可以是變速器主軸，其左端的延長部分位于一個有四種變速比的主變速器部分內。齒輪18可以是一個連續嚙合的分動齒輪，位于一個輔助變速器部分內。
離合件12帶有內花鍵22，它位于加工在軸20上的外花鍵24內，以便將離合件12與軸連接并與其一同旋轉。相配合的花鍵允許離合件在軸20上自由地軸向滑動。一個擋環26位于一個適當加工在軸外圓周上的槽內，用以與離合件12接觸并限制它的軸向向右側的位移。一個彈簧28有彈性地迫使離合件12向右位移，彈簧的左端抵在彈簧座30上，采用類似于固定擋環26的方法將彈簧座30固定在軸20上。
離合件12上面帶有外花鍵齒32，花鍵齒32用來與齒輪18上的離合件14的內花鍵齒34齒合。離合件12的齒32在36處有錐度，方式與齒輪18上的齒34的導向邊緣38類似。由斜切導向邊緣限定的錐狀面相對于軸的縱軸線以30°-40°的角度延伸。錐度的精確角度及其優點在美國專利3，265，173中有詳細解釋。
選擇花鍵齒32中的幾個，這里是三個，將其局部地切除，以允許存在阻擋機構的一個阻擋環40，阻擋機構以后將被進一步描述。這種局部的切除形成了三個與阻擋環40配合的軸向減短的阻擋半切除齒42。阻擋半切除齒最好位于一個共同平面內并且周向等間距隔開;然而在某些應用中也可以使用美國專利4，703，667中公開的對稱排布。阻擋環包括一個環繞離合件12的不變形的環。正如圖3-5所示的，該環包括適當數量的，這里是三對，徑向向內延伸的凸起44，46，當適當定位后，凸起與外花鍵齒32嚙合。每對凸起44，46的總的周向尺寸小于由局部切除的阻擋齒所限定的相應周向間隔，故允許阻擋環相對于離合件12從圖3所示位置進行有限的順時針和逆時針轉動，其中凸起44，46之間的間隔與半切除齒42對中。凸起44，46中任何一個的側部與半切除齒住一側的花鍵齒32的側部的接觸會限制這種相對轉動并使得阻擋環40與離合件12一起旋轉。每對向內的凸起44，46之間的間距比相應的阻擋半切除齒42的周向尺寸寬，從而當適當地同步對準時(或更準確地說當阻擋環40和離合件12的相對速度同步并對準時)，凸起44，46可以跨在半切除齒42上，這樣離合件12可軸向位移，但不越過阻擋環與齒輪18的花鍵齒34嚙合。
如圖3-5所示，起阻擋齒作用的凸起44，46的端面在48，50處被加工成斜面。每個半切除齒42的端面也最好帶有與斜面48，50相應的斜面52，54。這樣選擇斜面48和50的角度56，即當未示出的但前面提到的位于軸20左端的主變速器部分不處于空檔位置時，凸起44，46和半切除齒42仍處于適當的阻擋位置，但當主變速器部分處于空檔位置并且選擇齒輪18嚙合時，在一接觸力如彈簧28的力作用下凸起44，46和半切除齒42將趨向于使阻擋件和離合件處于非阻擋位置。在現有技術中這種斜面被稱為敏感非阻擋斜面。業已證明相對于與軸20的旋轉軸線垂直的平面P，成15°-25°角，最好是20°角，的斜面角56對于大多數已知的半阻擋變速器來說是非常令人滿意的。
正如美國專利3，921，469和3，924，484中所詳細描述的，阻擋環40的徑向內側可以帶有一個槽58，它容納一個分隔的環形彈性環60。環60的內徑通常略小于離合件齒32的外徑，所以在部件被裝配后的條件下，環60略向外變形從而向齒32的外表面施加一個不大的但一定的彈性夾緊力。由于環60與槽58的壁是松配合，故彈性夾緊力對阻擋環和離合件之間的軸向位移有較大阻力，而對它們間的轉動阻力不大。
阻擋環40有一個面向外的截頭錐體形或截錐形表面62，齒輪18的徑向內壁上有一個面向內的截頭錐體形或截錐形表面64，在圖6示意性示出的浮動拔叉66作用下齒輪18向左側進行初始嚙合位移，隨之表面62和64摩擦嚙合。由彈性環60產生的軸向阻力阻礙了阻擋環40相對于離合件12的軸向位移，離合件12在彈簧28作用下偏向右側。這樣，環60起著一種預增能環的作用，在阻擋環40軸向運動以前環60的阻力實現了表面62，64的初始嚙合。當齒輪18向右側位移使得剛性離合件12，14脫離嚙合時，擋環68限制了阻擋阻40脫離截錐形表面64的位移。
參照圖2-5，并假定軸20，離合件12和齒輪18沿順時針方向被驅動(如圖2中箭頭A所示)，很明顯，一旦截錐形表面62，64嚙合，齒輪18的轉速高于軸20和離合件12的不同步條件就會使得阻擋環40相對于離合件12順時針轉動一有限的角度。當然，表面62，64的初始嚙合取決于拔叉66作用下的齒輪18的初始嚙合位移以及預增能環60產生的軸向阻力。浮動拔叉66與致動器72的活塞70連接，在壓縮空氣作用下致動器以已知方式來回移動該活塞。由于預增能環的阻力，施加到阻擋環40上的用于初始摩擦嚙合的扭矩雖然小，但足以使得在斜面嚙合前凸起44的斜面48軸向對準齒部分42的斜面52。一旦斜面嚙合，彈簧28的彈力就經斜面的表面傳遞，從而增加了摩擦表面的嚙合力，這樣就成比例地增加了阻擋扭矩，該阻擋扭矩與斜面48，52產生的非阻擋扭矩反向。理論上講，該增加的阻擋扭矩足以維持斜面的阻擋嚙合，直到離合件12，14相互同步。
正如參照前述美國專利4，703，667中描述的，目前為止所描述的阻擋器-離合器組件一般在現有技術是已知的。這種組件保證了與它們相連的變速齒輪的預選，例如，在離合件12，14同步之前，可以充分地位移用于嚙合剛性離合件的致動裝置(浮動拔叉66和活塞72)。剛性離合件要晚些時間才實際進入嚙合，如圖6A-6C所示。簡而言之，圖6A示出了阻擋器-離合器組件10處于空檔或未被選擇的位置。圖6B示出了一個被預選的位置，其中齒輪18，離合件14，浮動拔叉60和活塞72已被充分位移，而離合件12反抗彈簧28的偏置力向左位移，截錐形表面62，64摩擦嚙合，保持阻擋位置，直到采用手動或自動裝置改變軸20和/或齒輪18的轉速而達到同步為止。這種裝置是已知的，其典型原理是改變與軸20相連的原動機的速度和/或采用一個與軸或齒輪連接的制動器。當產生無阻擋條件時，由于離合件相互同步，彈簧28的偏置力就使得離合件12移入離合件14。由于同步速度常常相對較高，故彈簧28必須提供足夠的力量迅速使離合件12進入嚙合。圖6C示出了剛性離合件的嚙合位置。
現在考慮本發明。如美國專利4，703，667所公開的具有非阻擋斜面，如斜面48-54的阻擋器-離合器組件在某些動態工作條件下，往往過早地不阻擋或解脫并允許離合件12，14非同步嚙合。下面所要公開的是一種改善了的位于截錐形表面上的摩擦材料結構，它完全解決了過早不阻擋或解脫這一問題，同時大大降低了阻擋器-離合器組件的制造成本。
現在參照圖7-10，這里公開的是一種碳/碳復合摩擦材料74。圖9-10是材料74的放大照片。圖9示出了試驗前材料摩擦表面的組織和多孔結構，圖10是經相當于阻擋器-離合器組件三次壽命周期以上的無解脫試驗后的摩擦表面。圖7、8示出了材料在阻擋環表面62上的結構和位置。
材料74最好這樣制成，即在一塊碳纖維的單一編織層基片上用化學蒸鍍工藝(CVD)鍍上或滲入熱解碳。纖維可以由許多種材料制成，但最好由碳化人造纖維或聚丙烯腈(PAN)制成。只要織品沿垂直于織品平面的方向上(即在使用中垂直于材料摩擦平面的方向上)有足夠的彈力，也可以使用碳纖絲代替纖維。可采用的CVD工藝公開于美國專利4，291，794和3，944，686上。第一個專利描述了間歇工藝，第二個專利描述了連續工藝。在CVD工藝后和粘結到表面62之前，復合材料的密度范圍可以是0.3到1.3gm/cc。然而，該范圍下限的材料可能有較高的編織速率。該范圍上限的材料一般較貴并且太硬而不能呈現最佳性能。相應地，范圍為0.7-1.1gm/cc被認為似乎是最佳的。
密度為0.8-1.0gm/cc的材料，經試驗密度為0.84gm/cc的材料能呈現良好性能。
這種材料的制造說明書要求纖維基于切斷異織成紗的PAN纖絲上，紗的重量是21.0精紡毛紗支數，纖維織物是2×2等張力筐形正方織物，每英吋(2.54cm)18-22對;經溫度不超過1，200℃的CVD處理后的密度是0.8-1.1gm/cc;厚度是0.045英寸(0.11cm)。致密或成品后的材料的組織肉眼看上去與編織的纖維基片大致一樣。成品材料相對來說較柔軟，在前述垂直于織物平面的方向上相對來說較有彈性，這是因為使用了精紡紗，編織物及其密度，并且有許多敞開的孔隙，其中許多相互貫穿。
將材料切割成多邊形切片76將會使材料74的浪費最小，當將切片76固定或粘結在支承件如阻擋環40的表面62上時，切片可以沿周向分隔開。除此之外，切片也可以相互貼靠從而限定一個連續的摩擦環表面。當切片如圖7所示的沿周向相互隔開時，切片的前邊緣76a傾斜于切片76限定的摩擦表面76的轉動方向，以便易于從嚙合表面64上迅速除去過量的油(冷卻流體)，所以，隨著因預增能環60傳遞的力而完成的初始嚙合，摩擦材料表面76C和表面64的接合面之間的摩擦力可以迅速達到最大或設計指標。切片最好切割成平行四邊形并粘結在阻擋環表面62上，材料側邊76b通常平行于與旋轉軸線垂直而延伸的平面;然而，這種布置并非十分重要。此外，最好有三個大致等距間隔的切片。
使用周知的腈-酚醛粘接劑可以理想地將材料粘接在表面62上。這種粘接劑可以承受范圍為400°F(200℃)內的短時工作溫度峰值。對于產生高溫的場合，可以使用其它粘接材料，如美國專利150，355(1988年1月29日申請)所公開的粘接材料。
使用下述方法，可以利用腈酚醛粘接劑將復合材料粘接到阻擋環40上并保留彈性1.將材料切割成易于處理的尺寸，2.將材料加熱到約150-180°F(65-85℃)，3.將粘接劑以薄膜的形式滾覆在材料上，4.將覆有粘接劑的材料剪或切割成所需形狀和大小的切片，5.將阻擋環放在夾具上，將切片的粘結劑側面放于支承表面62上，并向材料的摩擦側面施加一每平方英吋二百磅的均勻壓力，6.將夾具和其上的材料放在一對流爐里加熱約40分鐘，保持壓力不變。
上例中所用的粘接劑是B.F.GoodrichPlastilock601，厚度為8mil(0.2mm)。
為了防止材料的彈性失效，重要的是在粘接過程中限制粘接劑滲入材料敞開的孔隙中，并在熱固化粘接劑時限制施加于材料上的壓力。不難推想，通過嚴格控制粘接劑數量和/或嚴格控制施加于材料上的壓力就可控制粘接劑滲透。過大的粘接壓力往往會將涂覆數量正確的粘接劑深深擠入材料的孔隙。此外，過大的粘接壓力也往往壓實材料造成彈性和孔隙失效。只要記住在粘接過程中壓力應當足以將材料牢固保持住而不會過分壓實材料就可以決定適當的粘接壓力了。
關于孔隙率和彈性，精紡紗和紗的織造提供了敞開孔隙基片或織物，在垂直于織物織造的方向上有彈性。通過把基片的CVD蒸鍍限制在0.3-1.3g/cc范圍內(最好是0.8-1.1g/cc)，可以保留其復合材料基片上相當部分的敞開孔隙和彈性。此外，在粘結過程中，通過使用體積少于復合材料粘敞開孔隙體積的粘合劑，和為盡量減小壓實材料的可能性以及為保持復合材料的敞開孔隙體積大于粘接劑體積而限制粘接壓力的強度，就可保持摩擦表面區域上的復合材料的敞開孔隙度和彈性，這是因為靠近復合材料粘接側面的敞開孔隙的體積要消耗粘接劑，而靠近摩擦側面的孔隙卻不接觸粘接劑。對于大多數用于阻擋器-離合器組件10的碳/碳復合材料來說，小于250磅/平方英吋(17.6kg/cm2)的粘接壓力就足夠了。
已經發現，通過把摩擦材料74的摩擦表面76c上的單位負荷控制在150-300磅/平方英吋(10-20kg/cm2)的范圍內，就能有效地防止過早不阻擋或解脫，由于阻擋器-離合器組件10中的這一單位負荷來源于彈簧28的偏置力，并且又由于彈簧28的力肯定是在一相當窄的范圍內，就必須通過切裁或成形材料74的表面76c來控制單位負荷。在使用三塊總摩擦表面積為1.17平方英吋(7.55cm2)的平行四邊形切片76的阻擋器-離合器10的試驗中，獲得了無解脫運行結果。在這一例子中，錐形表面62，64的角度約為10°，平均直徑約為4.35英吋(11cm)，斜面48-54的角度約為20°，彈簧28在如圖6中那樣被壓縮時的偏置力約為50磅(27kg)。
在此例中的阻擋器-離合器組件中，相對于美國專利4，703，667公開的阻擋器-離合器組件來說，總摩擦表面積76c在整個摩擦表面積中減小了83%，總摩擦表面76c的接合而上的壓力是210磅/平方英吋(14.8kg/cm2)。
這里為說明目的公開了本發明的一個最佳實施例。最佳實施例的許多改變和變化均在本發明范圍之內。下面的權利要求書用于覆蓋最佳實施例的發明部分，所有變化均在本發明的范圍之內。
權利要求
1.一種阻擋器-離合器組件(10)，包括第一和第二可相對轉動的爪式離合件(14，12)；當嚙合時用來防止爪式離合件非同步嚙合的阻擋裝置(16)；第一和第二摩擦面(64，76c)，它們隨爪式離合件(14)的初始嚙合位移而進入嚙合，并在爪式離合件(14，12)非同步旋轉期間產生阻擋扭矩以嚙合阻擋裝置(16)；在第一和第二位置之間移動用以實現爪式離合件(14、12)嚙合和脫離的致動裝置(72)；可彈性壓縮的彈簧件(28)，在阻擋裝置(16)嚙合期間該彈簧允許致動裝置(72)移動到第二位置，該彈簧還可彈性擴張，隨著離合裝置(16)解脫可使爪式離合件(14、12)嚙合，在彈簧裝置被壓縮以允許致動裝置移動到第二位置期間彈簧裝置的彈性力作用于摩擦面(64，76c)上并達到最大；其特征在于
一個限定其中至少一摩擦面(76c)的碳/碳復合材料(74)，材料的密度為0.3-1.3g/cc，其加工方法是在一塊碳纖維基片上用化學蒸鍍工藝鍍上碳，彈簧件(28)的最大彈力決定了材料上的最大嚙合力，具有摩擦面該材料的尺寸使得該材料在最大嚙合力作用下的嚙合壓力在150-300磅/平方英吋(10-20kg/cm2)的范圍內。
2.根據權利要求1所述的組件，其特征在于阻擋裝置(16)反抗彈簧件(28)的力并產生一非阻擋扭矩以解脫阻擋件(16)。
3.根據權利要求1所述的組件，其特征在于嚙合齒力在175-245磅/平方英吋(12-17kg/cm2)范圍內。
4.根據權利要求3所述的組件，其特征在于復合材料(74)的密度在0.7-1.1g/cc的范圍內。
5.根據權利要求1所述的組件，其特征在于材料(74)包括至少兩個沿周向間隔的切片(76)。
6.根據權利要求5所述的組件，其特征在于切片(76)被切割成多邊形，并被固定于支承表面(62)上，切片(72)的前、后邊緣(76a)傾斜于摩擦面(64)的轉動方向。
7.根據權利要求6所述的組件，其特征在于另一摩擦面(62)為截錐形，它與摩擦材料切片(76)的表面(76c)的轉動軌跡所限定的截錐形表面配合。
8.根據權利要求7所述的組件，其特征在于復合材料的密度在0.7-1.1g/cc的范圍內，復合摩擦表面(76c)的嚙合壓力在175-245磅/平方英吋(12-17kg/cm2)的范圍內。
9.根據權利要求7所述的組件，其特征在于材料(74)包括至少三塊切片(76)，它們沿周向等距分隔并粘結在支承面(62)上。
10.根據權利要求9所述的組件，其特征在于阻擋裝置(16)反抗彈簧裝置(28)的力并產生一非阻擋扭矩以解脫阻擋裝置(16)。
11.根據權利要求8所述的組件，其特征在于每個切片(76)的多邊形狀為平行四邊形，其兩個側邊(76b)大致平行于離合件(14，12)的一個旋轉平面。
12.一種阻擋器-離合器組件，包括第一和第二可相對轉動及軸向移動進入嚙合的爪式離合件(14，12);將第二爪式離合件(12)沿軸線推向第一爪式離合件(14)的彈簧裝置(28);一個將第一爪式離合件(14)從第一位置沿軸向移入第二位置的致動器(72)，在第一位置爪式離合件(12、14)不嚙合，在第二位置，第一爪式離合件(14)與第二爪式離合件(12)嚙合;阻擋裝置(16)，它包括第一和第二摩擦面(64，76c)以及用于防止爪式離合件非同步嚙合的阻擋齒(48，50和52)，隨著第一爪式離合件進入第二位置的初始嚙合位移，摩擦面(64，76c)相互嚙合，并在爪式離合件(12、14)非同步旋轉期間產生一個扭矩以使阻擋齒(48，50和52)嚙合，阻擋齒的嚙合將第一爪式離合件(14)的嚙合位移經摩擦面(64，76c)傳遞到第二爪式離合件(12)和彈簧件(28)上，因此當第一爪式離合件(14)到達第二位置時將彈簧(28)的偏置力增加到預定最大值;其特征在于一塊碳/碳復合材料(74)限定了至少其中一個摩擦面(76c)，材料的密度為0.3-1.3g/cc，其加工方法是在一塊碳纖維基片上用化學蒸鍍工藝鍍上碳，彈簧28的最大彈力決定了材料(74)上的最大嚙合力，材料(74)的摩擦面(76c)的尺寸使得其上的嚙合壓力在最大嚙合力作用下在150-300磅/平方英吋(10-20kg/cm2)范圍內。
13.根據權利要求12所述的組件，其特征在于阻擋件(16)反抗彈簧(28)的力并產生一非阻擋扭矩以解脫阻擋件(16)。
14.根據權利要求12所述的組件，其特征在于嚙合壓力在175-245磅/平方英吋(12-17kg/cm2)的范圍內。
15.根據權利要求14所述的組件，其特征在于復合材料(74)的密度在0.7-1.1g/cc的范圍內。
16.根據權利要求12所述的組件，其特征在于摩擦面(64，76c)有截錐形表面(64，76c)，第二爪式離合件可滑動地花鍵安裝在一級傳動比變速器的軸(20)上，并在彈簧(28)作用下沿軸線偏向一個方向，第一爪式離合件(14)與變速器的一個連續嚙合的變速齒輪(18)一體連接在一起，致動器(72)使第一爪式離合件(14)軸向朝第二爪式離合件(12)位移并與之嚙合，并且反抗彈簧(28)的偏置力。
17.根據權利要求16所述的組件，其特征在于復合材料(74)包括至少兩個周向隔開的切片(76)。
18.根據權利要求17所述的組件，其特征在于切片(76)被切割成多邊形并被固定于支承表面(62)上，切片(76)的前、后邊緣(76a)傾斜于摩擦面(64，76c)的轉動方向。
19.根據權利要求18所述的組件，其特征在于復合材料(74)的密度在0.7-1.1g/cc的范圍內，復合摩擦表面(76c)的嚙合壓力在175-245磅/每平方英吋(12-17kg/cm2)的范圍內。
20.根據權利要求19所述的組件，其特征在于每塊切片(76)的多邊形狀是一平行四邊形，其兩個側邊(76b)大致平行于離合件(14，12)的一個旋轉平面。
21.根據權利要求20所述的組件，其特征在于切片(76)的前、后邊緣(76a)傾斜于離合件(14，12)的轉動方向。
22.根據權利要求21所述的組件，其特征在于復合材料(74)包括至少三塊切片(76)，它們周向等距隔開并粘結在由支承表面62限定的截錐形表面(62)上。
23.根據權利要求22所述的組件，其特征在于阻擋裝置(16)反抗彈簧(28)的力并產生非阻擋扭矩以解脫阻擋裝置(16)。
24.一種離合器組件(10)，包括一個相對于第一爪式離合件(14)不能轉動的第一截錐形表面(64);一個阻擋環(40)，它可相對于第二爪式離合件(12)轉動一有限角度并有一第二截錐形表面(62)，隨著爪式離合件(14，12)在致動器(72)作用下的軸向初始嚙合位移，該第二截錐形表面(62)與第一表面(64)嚙合;與摩擦表面(64，76c)相通的冷卻液;阻擋環(40)，它帶有裝置(48，50和52)，以阻止爪式離合件(14、12)的非同步嚙合;其特征在于至少兩塊摩擦材料切片(76)被粘結在至少其中一個截錐形表面(62)上，切片(76)的前、后邊緣(76a)沿周向大致等距隔開。
25.根據權利要求24所述的組件，其特征在于切片(76)包括三個沿周向等距隔開的切片(76)。
26.根據權利要求25所述的組件，其特征在于摩擦材料切片(76)為碳/碳復合材料，密度在0.3-1.3g/cc范圍內，加工方法是在一塊碳纖維基片上用化學蒸鍍工藝鍍上碳。
27.根據權利要求26所述的組件，其特征在于復合材料的密度在0.7-1.1g/cc的范圍內。
28.根據權利要求27所述的組件，其特征在于致動裝置(72)包括將復合材料(74)的表面(76c)和第一截錐形表面(64)之間的嚙合力限制在150-300磅/平方英吋(10-20kg/cm2)內的裝置。
29.根據權利要求28所述的裝置，其特征在于嚙合壓力在175-245磅/平方英吋(12-17kg/cm2)的范圍內。
全文摘要
一各阻擋器-離合器組件，包括一個有最佳性能的多孔隙熱解碳復合摩擦材料(74)，能夠防止剛性離合件(12，14)的非同步嚙合。復合摩擦材料沿垂直于其摩擦面(76b)的方向上有彈性，并被切割成切片(76)，然后粘結在截錐形表面(62)上，同時保留其彈性并沿周向等距隔開，其構形方式可以將其上的嚙合力控制在150-300磅/平方英寸(10-20kg/cm
文檔編號F16D69/02GK1037198SQ8910169
公開日1989年11月15日 申請日期1989年3月27日 優先權日1988年3月28日
發明者斯奧馬思·阿蘭·杰納塞 申請人:伊頓公司