自定中心濕式離合器或制動板的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種用于制動組件的制動盤。所述盤包括具有內徑和外徑的環狀主體。盤還包括摩擦材料，所述摩擦材料連接到主體并且基本上覆蓋它的至少一個側面。摩擦材料形成第一直徑和第二直徑，其中第一直徑比第二直徑小。盤進一步包括限定在摩擦材料中的凹槽圖案。凹槽圖案包括多個凹槽，其中所述多個凹槽的每個凹槽包括限定在第一直徑處的入口和限定在第二直徑處的出口。入口限定第一寬度，并且出口限定第二寬度，使得第一寬度比第二寬度大。
【專利說明】自定中心濕式離合器或制動板

【技術領域】
[0001]本發明涉及離合器或制動板，并且特別涉及濕式離合器或制動板，所述濕式離合器或制動板具有凹槽圖案，用于在脫離位置液壓地對中，以及用于在接合位置保持容量。

【背景技術】
[0002]多年來，濕式制動器系統已經應用到機械或拖拉機的后軸設計中。在這些系統中，一個或更多個制動盤被設置在反應板之間。這些制動盤以軸速旋轉，并且壓力能夠通過活塞施加到所述制動盤，以控制機械或拖拉機的速度。
[0003]在濕式制動器系統中，一個或更多個制動盤可以局部地浸沒在油盆中，從而當盤旋轉時，油流被引導通過限定在盤中的凹槽。傳統的制動盤可以由內金屬芯以及設置在金屬芯兩側的類似于紙的材料形成。制動盤中的凹槽可以是限定在的盤的紙中的整個凹槽圖案的一部分。凹槽圖案可以具有等于或小于紙的整體厚度的深度。當制動盤旋轉時，油可以從盤的內徑流向它的外徑。隨著油從內徑流到外徑，可以從制動盤傳遞或移除熱量。結果，當制動盤被應用時產生的熱量，可以被顯著地移除，以保護系統中的制動盤的完整性。
[0004]不幸的是，盡管許多傳統的制動盤具有能夠從制動盤移除熱量的凹槽圖案，但制動盤具有其他的限制。例如，參照圖1，傳統的制動盤100包括由紙102構成的外層。方形切槽圖案104被限定在紙層102中，并且包括多個水平的凹槽112和多個垂直的凹槽114。如圖所示，所述多個水平凹槽112和垂直凹槽114中的一些凹槽從盤100的內徑106延伸到外徑108。然而，有一些水平和垂直的凹槽并非在內徑106和外徑108之間延伸。例如，水平凹槽112和垂直凹槽116從外徑108處的一個位置延伸到外徑108處的第二位置。
[0005]當制動盤旋轉時，油僅能夠通過有限數量的凹槽從內徑106流到外徑108。按照這種方式，制動盤100包括一些較佳地定位以接收和傳遞油穿過制動盤的凹槽，以及一些未較佳地定位以實現上述目的的其他凹槽。結果，制動盤100可能包括滯留空氣的區域，在這些區域中，油或其他的流體不能流動或流量降低。在存在滯留空氣的情況下，穿過制動盤的熱傳遞不足，因而在盤上形成熱區，并且可能因熱而導致制動盤的損壞或缺陷。
[0006]用圖1的制動盤的另一個問題在于它缺少分離或定中心特征。在剎車過程中，制動盤100通過設置在該盤的兩側上的分離器板接合。當制動動作解除時，活塞釋放抵靠分離器板的壓力。然而，制動盤100不包括用于將制動盤100與分離器板液壓地分離的分離特征。因此，制動盤100可能拖曳分離器板并導致機械或拖拉機的動力性能降低。
[0007]為克服這種拖曳，一些傳統的制動盤包括分離特征。例如，在圖2中，示出的傳統制動盤200包括金屬芯和紙層202。紙層202在盤200的內徑206和外徑208之間限定了的矩形切槽圖案204。矩形切槽圖案204限定了由第一凹槽212和第二凹槽214形成的多個正方形210。第一凹槽212和第二凹槽214彼此垂直。與第一傳統制動盤盤100的凹槽圖案104類似，盤200的第二凹槽圖案204也包括與內徑206和外徑208 二者都相交的一些凹槽，以及僅與外徑208相交的其他凹槽。結果，制動盤200中的某些區域能夠較好地將熱量從制動盤中移除，而另一些區域則不能。
[0008]制動盤200還包括六個狹槽216。每個狹槽216在內徑206處形成入口部分218，并且包括位于外徑208附近的封閉的端部或閉合部分220。封閉的端部或閉合部分220與外徑208不相交，所以流過狹槽216的油或其他流體在那里聚積。因此，當制動動作被解除時，在每個狹槽216中油或流體的聚積導致制動盤200與分離器板液壓地分離。然而，每個狹槽216的封閉的端部或閉合部分220導致缺少熱傳遞，并且阻止制動盤200被冷卻。
[0009]因此，這是理想的，即提供有凹槽圖案的制動盤，所述凹槽圖案可以有效地促進熱傳遞，并且將制動盤與分離器板液壓地分離。


【發明內容】

[0010]在本發明的示例性實施例中，提供了用于制動組件的制動盤。所述盤包括具有內徑和外徑的環狀主體。盤還包括摩擦材料,所述摩擦材料連接到主體并且基本上覆蓋它的至少一個側面。摩擦材料形成第一直徑和第二直徑，其中第一直徑比第二直徑小。盤進一步包括限定在摩擦材料中的凹槽圖案。凹槽圖案包括多個凹槽，其中所述多個凹槽的每個包括限定在第一直徑處的入口和限定在第二直徑處的出口。入口限定第一寬度，并且出口限定第二寬度，使得第一寬度比第二寬度大。
[0011]一方面，凹槽圖案可以在第一直徑和第二直徑之間形成多個大致V形的凹槽。每個大致V形的凹槽與兩個或更多個其他大致V形的凹槽交叉。另一方面，第二直徑可以與外徑大致對齊。可替換地，第二直徑可以等于或小于外徑。在一個相關方面中，每個凹槽的寬度從入口向出口漸縮。例如，第一寬度可以是第二寬度的大致兩倍。
[0012]另一方面，摩擦材料可以在多個凹槽之間形成多個大致三角形的部分和大致菱形的部分。與之相關地，所述多個大致三角形的部分的至少一側可以與第一直徑或第二直徑中的任一個重合。此外，所述多個大致菱形的部分可以與第一直徑和第二直徑隔開。另一方面，摩擦材料可以基本覆蓋主體的兩個側面，并且凹槽圖案可以被限定在主體的兩個側面上的摩擦材料中。
[0013]在本發明的另一個實施例中，盤組件包括活塞、彼此隔開的第一板和第二板、和配置在第一板與第二板之間的盤。活塞被設置成鄰近第一板和第二板中的一個。另外，盤包括具有內徑和外徑的主體、連接到主體并且至少部分地覆蓋它的兩個側面的摩擦材料、和被限定在摩擦材料中的凹槽圖案。摩擦材料形成第一直徑和第二直徑，其中第一直徑比第二直徑小。此外，凹槽圖案包括多個凹槽，其中所述多個凹槽中的每個凹槽包括限定在第一直徑處的入口和限定在第二直徑處的出口。入口限定第一寬度，并且出口限定第二寬度，其中第一寬度比第二寬度大。
[0014]在本實施例的一個方面中，凹槽圖案可以在第一直徑和第二直徑之間形成多個大致V形的凹槽。每個大致V形的凹槽可以與兩個或更多個大致V形的凹槽相交。另一方面，第二直徑可以與外徑大致對齊。另一方面，每個凹槽的寬度從入口向出口漸縮。在一個例子中，第一寬度可以大約是第二寬度的兩倍。
[0015]在一個不同的方面，摩擦材料可以在多個凹槽之間形成多個大致三角形的部分和大致菱形的部分。例如，所述多個大致三角形部分的至少一側可以與第一直徑或第二直徑中的任一個重合。而且，所述多個大致菱形的部分可以與第一直徑和第二直徑隔開。
[0016]在相關實施例中，制動組件可以包括接合狀態和分離狀態。在接合狀態中，活塞接觸第一板與第二板中的一個板，并且盤接觸兩個板。在脫離狀態中，盤在兩個板之間隔開。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]本發明的上述方面和獲得他們的方式將變得更明顯，并且通過參考本發明的實施例的以下描述(所述描述聯系附圖獲得)，公開本身將較好理解，其中:
[0018]圖1是制動盤的第一傳統實施例的示意圖；
[0019]圖2是制動盤的第二傳統實施例的示意圖；
[0020]圖3是示例性的制動組件的示意圖；
[0021]圖4是具有錐形(tapered)凹槽的制動盤的示例性實施例的正視圖；和
[0022]圖5是圖4的制動盤的一部分的放大視圖。
[0023]在這些視圖中，相應的附圖標記用于指代相應的部件。

【具體實施方式】
[0024]下面描述的本發明的實施例并不意圖窮舉或將本發明限定為以下詳細描述的精確的形式。相反地，實施例是被選擇和描述的，從而本領域其他技術人員可以認識并且理解本發明的原理和實踐。
[0025]本發明所提供的實施例能夠用于制動系統或離合器系統的任何板組。例如，制動盤可以是制動器組件的一部分，其中每個制動盤通過分離器板隔開。可選擇地，制動盤可以形成離合器組件的一部分，其中制動盤被反應板隔開的離合器板。對于本發明的目的，術語"盤"和"板"是可互換的。同樣地，術語"分離器板"和"反應板"是可互換的。
[0026]參照圖3,示出了制動組件300的示例性實施例。制動組件300包括設置在第一分離器板304和第二分離器板306之間的制動盤302。制動盤302可以包括內金屬芯310和設置在芯310兩側的紙層312。凹槽圖案314被限定在紙層312中，以促進從制動盤302的熱傳遞。
[0027]制動盤302、第一分離器板304和第二分離器板306可以形成制動盤組件。活塞308被設置成鄰近第二分離器板306。當制動系統接合時，活塞308可以被液壓地動作抵靠第二分離器板306。第二分離器板306被壓靠著制動盤302，因而將制動盤302與兩個分離器板接合。
[0028]在圖4中，示出了制動盤400的示例性實施例。制動盤400可包括多個內花鍵402，用于接合后軸的輪軸、輪轂、輪鼓或一部分。與圖3的制動盤302相似，制動盤400可以包括由鋼或其他材料形成的金屬芯。紙層404可以粘結或連接到金屬芯的任一側或兩側。紙可以是任意類型的摩擦材料，諸如Borg Warner4501或Borg Warner4429摩擦材料。制動盤400的尺寸可取決于它的用途。在一個非限定性的例子中，金屬芯可具有約2-4_的厚度并且紙層可具有0.5-1.0mm的厚度。
[0029]制動盤400的紙層404包括內徑406和外徑408。如圖所示，凹槽圖案410形成在紙層404中。凹槽圖案410由多個凹槽420形成。如圖4所示，凹槽圖案410的多個凹槽420中的每個凹槽從內徑406延伸到外徑408。在這種布置中，每個凹槽420限定了位于內徑406處的入口 412和位于外徑408處的出口 414。因此，當制動盤400旋轉時，油或其他流體可以從入口 412流過所述多個凹槽420中的每個凹槽至出口 414。與圖1和2中示出的傳統制動盤不同，圖4的凹槽圖案410是徑向對稱的，并且便于通過每個凹槽420執行熱傳遞。結果，每個凹槽都可以被充分地填滿油，并且空氣被滯留在任何一個凹槽中的可能性被降低。
[0030]摩擦材料(例如，紙層404)被凹槽圖案410分隔成多個大致三角形的部分416和多個大致菱形的部分418。所述多個大致三角形的部分416被設置在內徑406和外徑408附近。特別地，所述多個大致三角形的部分416的至少一側形成紙層404的內徑406或外徑408。所述多個鉆石形的部分418與內徑406和外徑408隔開。
[0031]在圖5中進一步描繪了圖4的凹槽圖案410。在圖5中，示出了制動盤400的一部分500。這里，多個凹槽502與圖4中示出的多個凹槽420相對應。每個凹槽502包括入口 504和出口 506，因此油或其他的流體可以在入口和出口之間流動。在入口 504處，兩個凹槽502在點524處相交。第一凹槽516和第二凹槽518形成大致V形的凹槽圖案。每個凹槽被設置成相對于通過中點514和盤400的中心點C的軸線528成角度Θ。中點514沿著內弧分布，所述內弧具有比內徑510和外徑512 二者都小的直徑。
[0032]同樣如圖所示，多個凹槽502在不同的交叉點508處彼此相交，以形成大致交叉影線的設計。因此，由多個凹槽502形成的凹槽圖案形成由摩擦材料構成的多個大致三角形的部分520和由摩擦材料構成的多個大致菱形的部分522。大致三角形的部分520和菱形的部分524分別類似于圖4中示出的大致三角形的部分416和菱形的部分418。
[0033]制動盤400的凹槽圖案410還包括自對中或分離特征以減少制動拖曳或風阻(windage)。由于制動盤與分離器板之間的拖曳，風阻在制動系統中是無效率的。例如，在后軸中，理想的是減少或基本上消除風阻以在速度范圍內的任意規定速度下實現接近旋轉所述系統所需的最大能量。如圖5所示，為達到自對中或分離特性，每個凹槽502從入口 504至出口 506逐漸變窄。凹槽502從入口 504至出口 506可以是錐形的。
[0034]在圖5中，凹槽502在出口 506處可具有第一寬度W1，并且在入口 504處可具有第二寬度W2，其中第一寬度Wl小于第二寬度W2。例如，在一個實施例中，第一寬度Wl與第二寬度W2的比值可能約為1: 2或更小。在另一個實施例中，比值可能約為1: 2.5或更小。在進一步的實施例中，比值可能約為1: 5或更銷。其他的配置也是可能的，使得角度和凹槽寬度相對于制動盤的尺寸是可縮放的。
[0035]在圖5的實施例中，制動盤旋轉，導致離心加速度迫使油通過多個凹槽502。每個凹槽502從入口 504到出口 506縮窄成錐形，油保持在每個凹槽中并且可以充滿凹槽，從而導致軸向力使制動盤移動離開分離器板。結果，錐形凹槽實現制動盤的自對中或分離特性，從而能量不會通過以不同的速度旋轉車軸而消耗。特別地，油可以使制動盤大致設置在分離器板之間的中心，從而減少制動拖曳并且增加能量和延長制動盤壽命。制動盤400的凹槽圖案410因此可以實現制動組件的期望的熱傳遞量，這提高了系統的耐久性。此外，油被保持在錐形凹槽中，從而制動盤400可以自對中或與系統中的相鄰的分離器板分離。結果，通過減少制動拖曳和風阻，制動盤400可以有利地實現期望的能量效率和制動性能水平。
[0036]盡管包含本發明原理的可仿效實施例已經在上文得到公開，本發明不限于公開的實施例。而是，本申請意圖覆蓋使用本發明的一般原理的、本發明的任何變化、應用、或修改。進一步，本申請意圖覆蓋在已知范圍內的、這種對本發明的偏離，或在本【技術領域】中習慣的實踐，所述偏離和實踐與本發明有關，并且應列入隨附權利要求限制的范圍內。
【權利要求】
1.一種用于制動組件的制動盤，包括: 環狀主體,所述環狀主體具有內徑和外徑； 摩擦材料，所述摩擦材料被連接到所述主體并且基本覆蓋所述主體的至少一個側面，所述摩擦材料形成第一直徑和第二直徑，其中第一直徑小于第二直徑；和 凹槽圖案，所述凹槽圖案被限定在所述摩擦材料中，所述凹槽圖案包括多個凹槽； 其中，所述多個凹槽中的每個凹槽包括限定在第一直徑處的入口和限定在第二直徑處的出口 ； 并且其中，所述入口限定第一寬度，并且所述出口限定第二寬度，所述第一寬度大于所述第二寬度。
2.根據權利要求1所述的制動盤，其中所述凹槽圖案在第一直徑和第二直徑之間形成多個大致V形的凹槽。
3.根據權利要求2所述的制動盤，其中每個大致V形的凹槽與兩個或更多個其他的大致V形的凹槽交叉。
4.根據權利要求1所述的制動盤，其中第二直徑與所述外徑大致對齊。
5.根據權利要求1所述的制動盤，其中每個凹槽的寬度從入口向出口漸縮。
6.根據權利要求1所述的制動盤，其中第一寬度大約是第二寬度的兩倍。
7.根據權利要求1所述的制動盤，其中摩擦材料在所述多個凹槽之間形成多個大致三角形的部分和大致菱形的部分。
8.根據權利要求7所述的制動盤，其中: 所述多個大致三角形的部分的至少一側與第一直徑或第二直徑重合；并且 所述多個大致菱形的部分與第一直徑和第二直徑隔開。
9.根據權利要求1所述的制動盤，其中所述多個凹槽中的每個凹槽從所述內徑延伸到所述外徑。
10.根據權利要求1所述的制動盤，其中: 所述摩擦材料基本上覆蓋所述主體的兩個側面；并且 所述凹槽圖案被限定在所述主體的兩個側面上的摩擦材料中。
11.一個盤組件，包括: 活塞; 第一板和第二板，所述第一板和第二板彼此隔開，其中所述活塞被設置成鄰近所述第一板和第二板之一；和 盤，所述盤被設置在所述第一板和第二板之間，所述盤包括: 主體，所述主體具有內徑和外徑； 摩擦材料，所述摩擦材料被連接到所述主體并且至少局部地覆蓋所述主體的兩個側面，所述摩擦材料形成第一直徑和第二直徑，其中第一直徑小于第二直徑；和 凹槽圖案，所述凹槽圖案被限定在所述摩擦材料中，所述凹槽圖案包括多個凹槽； 其中，所述多個凹槽中的每個凹槽包括限定在第一直徑處的入口和限定在第二直徑處的出口 ； 并且其中，所述入口限定第一寬度，所述出口限定第二寬度，所述第一寬度大于所述第二寬度。
12.根據權利要求11所述的盤組件，其中所述凹槽圖案在第一直徑和第二直徑之間形成多個大致V形的凹槽。
13.根據權利要求12所述的盤組件，其中每個大致V形的凹槽與兩個或更多個其他的大致V形的凹槽交叉。
14.根據權利要求11所述的盤組件，其中第二直徑與所述外徑大致對齊。
15.根據權利要求11所述的盤組件，其中每個凹槽的寬度從入口向出口漸縮。
16.根據權利要求11所述的盤組件，其中第一寬度大約是第二寬度的兩倍。
17.根據權利要求11所述的盤組件，其中摩擦材料在所述多個凹槽之間形成多個大致三角形的部分和大致菱形的部分。
18.根據權利要求17所述的盤組件，其中所述多個大致三角形的部分的至少一側與第一直徑或第二直徑重合。
19.根據權利要求17所述的盤組件，其中所述多個大致菱形的部分與第一直徑和第二直徑隔開。
20.根據權利要求11所述的盤組件，進一步包括接合狀態和分離狀態，其中: 在接合狀態中，所述活塞接觸所述第一板和第二板中的一個板，并且所述盤與兩個板都接觸；并且 在分離狀態中，所述盤在兩個板之間隔開。
【文檔編號】F16D65/12GK104343858SQ201410360147
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2013年7月26日
【發明者】蘭德爾·K·比爾 申請人:迪爾公司