本專利申請(qǐng)要求于2014年4月29日提交的序列號(hào)為No.61/985,646的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的全文通過(guò)引用合并于本文。

背景技術(shù)：

用于高轉(zhuǎn)矩應(yīng)用中的摩擦材料需要耐高溫。一個(gè)應(yīng)用實(shí)例是在常見(jiàn)于手動(dòng)雙離合變速器中的同步器環(huán)的情境中的應(yīng)用。同步器環(huán)通常包括具有多個(gè)齒輪齒的外表面和具有摩擦材料的內(nèi)表面，摩擦材料通過(guò)粘合劑粘貼到內(nèi)表面上。

一種已知類(lèi)型的摩擦材料包括機(jī)加工的槽(即切口)。這些摩擦材料包括一致的密度和整體表面光潔度。第二種已知類(lèi)型的摩擦材料也包括壓槽或模制槽和整體一致的表面光潔度。然而，與第一種摩擦材料不同的是，壓槽/模制槽內(nèi)的材料相對(duì)于相鄰的凸起材料具有增大的密度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性方面的一種形成摩擦材料的方法尤其包括：將多個(gè)顆粒沉積在基底上，使得這些顆粒提供多個(gè)突起和在相鄰?fù)黄鹬g的通道。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性方面的一種摩擦材料尤其包括由多個(gè)顆粒提供的工作層。工作層包括第一部分，所述第一部分具有第一表面光潔度和第一密度。工作層進(jìn)一步包括第二部分，所述第二部分具有與第一表面光潔度不同的第二表面光潔度和與第一密度不同的第二密度。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性方面的一個(gè)系統(tǒng)尤其包括：機(jī)械部件；和連接至機(jī)械部件的摩擦材料。所述摩擦材料包括由多個(gè)顆粒提供的工作層。工作層進(jìn)一步包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一表面光潔度和第一密度，所述第二部分具有與第一表面光潔度不同的第二表面光潔度和與第一密度不同的第二密度。

可單獨(dú)或組合地運(yùn)用前述段落的實(shí)施例、實(shí)例和可替代方案，權(quán)利要求或以下描述和附圖，包括它們的各個(gè)方面或相應(yīng)的各自特征。結(jié)合一個(gè)實(shí)施例描述的特征可適用于所有實(shí)施例，除非這些特征不相容。

附圖說(shuō)明

可簡(jiǎn)要描述附圖如下：

圖1示出了一個(gè)機(jī)械部件實(shí)例，在該實(shí)例中，機(jī)械部件為同步器環(huán)。

圖2示出了制造所公開(kāi)的摩擦材料的方法的實(shí)例的流程圖。

圖3示意性地示出了可在圖2的方法中使用的漏斗組件。

圖4A-4B是摩擦材料實(shí)例的剖視圖，示出了摩擦材料的各個(gè)形成階段。

圖5是圖1的畫(huà)圓圈區(qū)域的特寫(xiě)圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了一個(gè)機(jī)械部件的實(shí)例，在示出的實(shí)例中，該機(jī)械部件為同步器環(huán)10。盡管示出了同步器環(huán)10，但應(yīng)理解的是本公開(kāi)可擴(kuò)展成超出同步器環(huán)。本公開(kāi)在其他應(yīng)用(諸如其他高轉(zhuǎn)矩應(yīng)用，包括但不局限于離合器片和轉(zhuǎn)矩變換器)中是有用的。

同步器環(huán)10包括從其徑向外表面14延伸的多個(gè)齒輪齒12。在操作過(guò)程中，同步器環(huán)10的徑向內(nèi)表面16暴露于大量熱中。徑向內(nèi)表面16包括通過(guò)粘合劑粘合至徑向內(nèi)表面的摩擦材料18。同步器環(huán)10可由例如鋼或黃銅制成。

圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)的一種用于形成摩擦材料18的方法20的實(shí)例。在該方法20中，在步驟22，將多個(gè)顆粒24(如圖3所示)沉積在基底26上。可從任意數(shù)量的包括碳、硅、玻璃和蛭石的材料中選擇顆粒24。基底26可以是碳纖維織物、紙、紡織品、芳綸或布料，以舉出幾個(gè)實(shí)例。在一個(gè)實(shí)例中，顆粒24經(jīng)由漏斗28和涂布機(jī)30沉積到基底26上，所述涂布機(jī)包括多個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口32，如圖3所示。并不是所有實(shí)例都需要涂布機(jī)30。

在圖4A中示出了步驟22的結(jié)果。在圖4A中，摩擦材料18包括基底26和由顆粒24提供的工作層34。工作層34包括多個(gè)與基底26相對(duì)的突起36。突起36通過(guò)由涂布機(jī)30上的細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口32引起的顆粒聚集而設(shè)置。

在步驟22之后，突起36自然設(shè)有圓形的輪廓38。進(jìn)一步地，突起36以間距D₁間隔開(kāi)。間距D₁可以依據(jù)具體應(yīng)用而改變(例如，依據(jù)同步器環(huán)10的大小而改變)。在一個(gè)實(shí)例中，間距D₁在0.1875到0.5英寸的范圍內(nèi)。在一個(gè)特定的實(shí)例中，間距D₁為0.375英寸。

相鄰?fù)黄?6之間的空間限定了通道40。在通道40處，摩擦材料18具有高度D₂。在某些實(shí)例中，高度D₂可以相對(duì)小。特別地，在一個(gè)實(shí)例中，間距D₂可以使得通道40的邊界由基底26設(shè)置。另一方面，摩擦材料18在突起36的圓形輪廓38處具有高度D₃。間距D₃大于間距D₂。

在步驟22之后，在步驟42，將樹(shù)脂R(如圖4A示意性所示的)施加到摩擦材料18上。形成工作層34的顆粒24吸收樹(shù)脂R。重復(fù)步驟42以確保適當(dāng)程度的飽和度。

在步驟44，將突起36機(jī)加工(例如，通過(guò)砂紙加工)成使先前的圓形輪廓38基本變平坦。變平坦的高度顯示為D₄。在一個(gè)實(shí)例中，高度D₄小于D₃且大于D₂。如圖4A以陰影示出了突起36的變平坦輪廓46。圖4B示出了呈現(xiàn)平坦輪廓46的機(jī)加工后的突起36。

在步驟48，將摩擦材料18施加到機(jī)械部件，在本實(shí)例中，該機(jī)械部件為同步器環(huán)10。在如圖5示例性示出的一個(gè)實(shí)例中，摩擦材料18通過(guò)粘合劑層50粘合至同步器環(huán)10的徑向內(nèi)表面16。將熱H和壓力P施加到摩擦材料18、粘合劑層50和同步器環(huán)10，以確保適當(dāng)?shù)恼澈?。粘合劑?0可以是任意已知類(lèi)型的適合高溫應(yīng)用的粘合劑。粘合劑層50設(shè)置在摩擦材料18的外表面51之間，該外表面51與摩擦材料18的徑向內(nèi)工作表面53相對(duì)。

在圖5中示出了步驟48的結(jié)果。在圖5中，工作層34被壓縮，使得摩擦材料18整體具有基本統(tǒng)一的高度D₅。高度D₅在一個(gè)實(shí)例中小于或等于高度D₂。

當(dāng)被壓縮時(shí)，工作層34具有交替的第一部分52和第二部分54。在本實(shí)例中，第一部分52對(duì)應(yīng)于設(shè)置突起36的位置(在圖5中以陰影示出突起36)。另一方面，第二部分54對(duì)應(yīng)于設(shè)置通道40的位置(在圖5中以陰影示出通道40)。

由于步驟44中的機(jī)加工，第一部分52具有大于第二部分54的表面光潔度的第一表面光潔度。由于第二部分54在步驟44步?jīng)]有進(jìn)行機(jī)加工，留下第二部分54具有更粗糙、更有粒度的表面光潔度(例如，由于未被機(jī)加工的沉積顆粒24的性質(zhì))。

進(jìn)一步地，由于第一部分52對(duì)應(yīng)于曾經(jīng)存在突起36的位置，第一部分52比第二部分54更密實(shí)。該密度增加的原因是雙重的。第一，形成突起36的顆粒比鄰近通道40位置的顆粒多。因此，在步驟42，突起36吸收了更多的樹(shù)脂R。第二，即使在步驟44之后，變平坦的突起36的高度D₄也大于與通道40相鄰的高度D₂。因此，當(dāng)在步驟48中受到壓縮時(shí)，第一部分52內(nèi)的顆粒比第二部分54內(nèi)的顆粒更為緊密地?cái)D在一起。

通過(guò)提供不同的第一部分52和第二部分54，摩擦材料18由于在工作層53處的第一部分52的表面相對(duì)光滑而呈現(xiàn)良好的磨損特性。摩擦材料18還由于在工作層53處的第二部分54的顆粒狀表面光潔度而呈現(xiàn)良好的摩擦性能。由于第二部分54的顆粒特性幫助破壞與同步器環(huán)10的徑向內(nèi)表面16相鄰的冷卻流體(例如，油)膜，第二部分54的摩擦性能對(duì)于冷轉(zhuǎn)移(cold shifting)而言尤其有益。

另外，由于第一部分52的密度大于第二部分54的密度，冷卻液被引導(dǎo)至第二部分54，并允許冷卻液通過(guò)密度相對(duì)小的第二部分54而滲透摩擦材料18，這加速了對(duì)同步器環(huán)10和摩擦材料18本身的冷卻。加速冷卻繼而提高了同步器環(huán)的性能，延長(zhǎng)了同步器環(huán)和摩擦材料兩者的壽命。

在圖3的實(shí)例中，開(kāi)口32為線性開(kāi)口，其彼此平行地延伸。這為摩擦材料18提供了多個(gè)線性、平行的第一部分52和第二部分54。然而，諸如之字形的其他模式也落于本公開(kāi)的范圍內(nèi)。雖然上面提到平行的第一部分52和第二部分54，但是，第一部分52和第二部分54在施加到同步器環(huán)10的徑向內(nèi)表面16上時(shí)由于徑向內(nèi)表面16可能是圓錐狀的而可能并不平行。

盡管在圖示中不同的實(shí)例具有特定的部件，但本公開(kāi)的實(shí)施例并不局限于那些特定的組合?？赡軐?lái)自一個(gè)實(shí)例的一些部件或特性與來(lái)自另一個(gè)實(shí)例中的部件或特性相組合地使用。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解的是，上述實(shí)施例是示例性的而非限制性的。即，對(duì)本公開(kāi)的修改落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)。因此，應(yīng)研究以下權(quán)利要求以界定它們的真實(shí)范圍和內(nèi)容。