離合器片的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種主要在汽車行業中用于手動變速汽車和卡車的摩擦離合器組件。本發明特別涉及摩擦離合器組件的離合器片，并且因為涉及到該應用，所以將方便地描述本發明。
【背景技術】
[0002]本發明的背景的以下討論旨在便于理解本發明。然而，應當理解的是，所述討論并非承認或認可任何提到的材料都已在本申請的優先權日前出版、熟知或成為公知常識的一部分。
[0003]汽車或具有手動變速器或變速箱的其它車輛的摩擦離合器組件或“離合器” 一般位于發動機和傳動系之間。發動機和傳動系之間的部件通常包括若干相鄰的環形片，包括由發動機輸出(通常為曲軸)以可旋轉的方式驅動的飛輪、離合器片(另外被稱為從動片)以及壓片，由諸如一個或多個彈簧的儲能裝置使壓片偏向離合器片和飛輪，以將離合器片夾緊在飛輪和壓片之間。
[0004]車輛的離合器基于離合器片的結合面與飛輪和壓片的相鄰結合面之間的摩擦接合而運行，以允許離合器片將發動機所產生的功率傳輸至傳動系的剩余部分(開始于變速箱)。然而，除非在傳動線中存在某種形式的減震以消散不規則的沖量(這在內燃汽油或柴油發動機中自然會發生)，否則這些沖量將造成不必要的傳動線噪聲和振動。
[0005]為了防止將發動機沖量傳送到變速箱，出于減震目的，現有技術離合器片包括驅動彈簧。驅動彈簧通常是螺旋彈簧。由此，典型的離合器片包括花鍵轂，該花鍵轂接收花鍵軸，以將發動機旋轉傳送給變速箱或變速器。或者剛性地或者以某一角位移將花鍵轂連接到轂凸緣，用于使怠速時的發動機振動(“怠速振動”)減震，并且轂凸緣被夾在固定到一起的主板和側板之間。當經由固定至主板周緣的摩擦材料使主板移入與發動機的飛輪的摩擦接合時，轂凸緣被驅動而旋轉。由驅動彈簧將主板和側板組件(下文為“板組件”)與轂凸緣連接，以在它們之間響應于發動機的不規則沖量通過驅動彈簧的小幅收縮和擴張而提供有限的角位移。提供角位移使車輛的驅動模式和超速模式(與諸如怠速振動的其它振動比較而言)下的扭轉振動減震。
[0006]驅動彈簧通常為直彈簧，以往，通常提供圍繞花鍵轂等距地間隔的3或4根彈簧。使用直螺旋壓縮彈簧的偏好是在它們易于制造且因此廉價的基礎上出現的。直驅動彈簧還偏于時新，因為這樣的驅動彈簧的運行無需沿著其長度進行引導來維持驅動彈簧平直。這樣的間接好處是，彈簧不會摩擦離合器組件的其它部件，否則這種摩擦將另外造成磨損并產生熱量，這都可能有損于離合器片的壽命。
[0007]隨著驅動彈簧長度的增加，離合器中可用的減震量增加，因為這增加了轂凸緣和板組件之間可用的角位移量。然而，隨著直驅動彈簧長度的增加，彈簧載荷可能不再與彈簧軸線的對準，并且可能降低彈簧的正常抗壓強度。通過經由彈簧使轂凸緣作用在離合器片的側板和主板上，彈簧可能實際上被迫形成梯形形狀。而且，離合器中的可用空間非常有限，因此并非總能得到彈簧長度的增加。
[0008]申請人已調查出采用彎曲的驅動彈簧的離合器片。與直彈簧比較，這樣的彈簧可以允許增加長度，由此有利地增加可用的減震和角位移。彎曲的驅動彈簧已經公開在JP8121535(A)中。該專利公開的彎曲彈簧具有較大直徑的中心線圈，并且確定彈簧磨損和隨后的彈簧失效為要解決的問題。該專利接著為磨損和失效問題提出了解決方案。
[0009]申請人的共同未決的國際專利申請PCT/AU2012/000610的主題還公開了彎曲的驅動彈簧的使用。本公開認識到與彎曲的驅動彈簧關聯的潛在問題，包括當彎曲的驅動彈簧用于傳送發動機扭矩時，彈簧自然被迫沿徑向向外移動，帶動彈簧與離合器片的其它部分(包括離合器片殼體)接合，造成彈簧在這些部分上摩擦。這種摩擦可能造成發熱、磨損、噪聲、不穩定的扭矩減震以及彈簧的過早失效。
[0010]申請人因此研發一種裝置，其中驅動彈簧被部分地布置在套筒內，該套筒保護彈簧不與離合器片的其它部分摩擦接合，但仍允許彎曲的驅動彈簧的使用和正常運行。
[0011]申請人繼續研發離合器片以便提高阻尼特性和角位移，并且本發明轉到這樣的新裝置中。
【發明內容】
[0012]根據本發明，提供了一種離合器片，該離合器片包括:
[0013]板組件，所述板組件包括軸向間隔開的第一板和第二板并且具有從所述第一板延伸的環形周邊，摩擦材料組件被施加至所述環形周邊以面向每個相反方向，
[0014]轂，所述轂用于連接到輸出軸，
[0015]轂凸緣，所述轂凸緣被定位在所述第一板和第二板之間并且能由所述板組件驅動而旋轉，
[0016]所述轂能由所述轂凸緣驅動而旋轉，
[0017]所述板組件和所述轂凸緣由驅動裝置結合到一起，該驅動裝置允許所述板組件與所述轂凸緣之間在預定范圍內的角位移，
[0018]所述驅動裝置包括一對彎曲的驅動組件，這一對彎曲的驅動組件圍繞所述轂同心地安裝并且至少部分地定位在所述第一板和第二板之間，所述驅動組件的每端均與所述轂凸緣的抵接部和所述板組件的抵接部接合，所述驅動組件施加偏置載荷以抵抗所述板組件與所述轂凸緣之間的相對角位移，
[0019]所述驅動組件中的每個均包括殼體和多個彈性阻尼器，所述殼體由布置成曲線的多個相鄰殼體段形成，所述多個相鄰殼體段能相對于彼此移動并且在容納所述阻尼器的所述段之間限定出空腔，所述阻尼器與相鄰殼體段的襯片表面接觸，其中
[0020]所述板組件與所述轂凸緣之間沿第一方向的角位移導致相鄰殼體段朝向彼此移動，這使得所述殼體段的所述襯片表面朝向彼此移位并且使在相鄰殼體段之間的所述空腔內的所述阻尼器變形，增加了所述偏置載荷來抵抗所述板組件與所述轂凸緣之間的進一步相對角位移，
[0021]所述殼體段與所述板組件的支撐表面處于滑動支撐接合并且在所述板組件與所述轂凸緣之間發生角位移時相對于所述支撐表面滑動。
[0022]本發明還提供了一種采用上述離合器片的離合器。
[0023]用在所述離合器片中的所述彈性阻尼器可以由任何適當的類型或材料制成。金屬彈簧線圈可以用作阻尼器。可替代地，能變形且可以從變形狀態彈性回復或恢復的非金屬材料或構件可以用作阻尼器。這樣的非金屬材料或構件阻尼器包括作為打開或閉合的單元結構的聚合物阻尼器、彈性體或橡膠阻尼器、塑料阻尼器、彈性泡沫。所述阻尼器可以是天然的或合成的。所述阻尼器可以是手風琴或波紋管構造。要求所述阻尼器允許所述板組件與所述轂凸緣之間沿所述第一方向在沿此方向的扭轉載荷下進行角位移，并且一旦所述扭轉載荷被釋放或降低就進行反向角位移。能以此方式作用的任何形式的阻尼器都是供本發明的所述離合器片使用的可接受的阻尼器。
[0024]所述阻尼器可以由單種材料或材料的組合構成，或者可以采用阻尼器部件。由此，所述驅動組件可以包括多個不同的阻尼器，諸如位于一些殼體段之間的彈性體阻尼器以及位于其它殼體段之間的螺旋彈簧，并且這些類型的布置將在本文中稍后進行討論。各個阻尼器可以包括材料的組合。這種類型的阻尼器構造可以提供進一步增強或細化的所述阻尼器特性。
[0025]各個阻尼器可以包括恒定的彈簧比率或可變的彈簧比率。對于恒定的彈簧比率，所述阻尼器可以具有恒定的硬度和恒定的橫截面面積。相對于為造成此位移而施加的扭矩，當在所述板組件與所述轂凸緣之間繪制角位移時，這種形式的阻尼器將具有線性曲線(所謂的“扭矩棱角曲線”)。
[0026]對于可變的彈簧比率，所述阻尼器可以具有可變或非恒定的橫截面面積。作為具有可變的彈簧比率的阻尼器的示例，橫截面在載荷下通過阻尼器壓縮的首先20%可以相對較小，然后橫截面可以在載荷下阻尼器壓縮的剩余80%增加。這種形式的阻尼器將給出兩階段線性扭矩棱角曲線，這反映了所述板組件與所述轂凸緣之間角位移的首先20%上的輕微減震，以及角位移的剩余部分上更大或全部的減震。
[0027]可以通過使所述阻尼器的硬度改變而在阻尼器中可替代地提供可變的彈簧比率。這可以通過由不同硬度的不同材料構建所述阻尼器來實現。例如，硬度變化的彈性體可以層壓到一起，以在所述板組件與所述轂凸緣之間角位移的第一部分上實現輕微減震，并且在角位移的剩余部分上實現更大或全部的減震。以這種方式，可以在全部程度的角位移上實現逐級減震。例如，可以實現三級減震，包括輕微減震、中等的減震和大規模的減震。根據需要，可以提供更多的級數。
[0028]可以通過使所述阻尼器的橫截面和硬度變化在阻尼器中可替代地提供可變的彈簧比率。還可以采用其它布置。
[0029]所述阻尼器的變形可以通過壓縮所述阻尼器而在所述阻尼器的體積不縮小(或者改變忽略不計)的情況下改變所述阻尼器的形狀。可替代地，通過壓縮的變形可以包括形狀和/或體積縮小，即在改變或不改變形狀的情況下使所述阻尼器尺寸減小。可替代地，變形可以通過兩者的組合實現。例如，阻尼器可能填充相鄰殼體段之間的所述空腔，使得當所述殼體段朝向彼此移位并且它們之間的空腔體積降低時，所述阻尼器的變形通