[发明专利]具有含铁表面的铝离合器构件

说明书

本发明涉及具有含铁表面的铝离合器构件。具体地，用于自动的机动车辆变速器的构件，包括带式制动鼓、具有密封表面的离合器壳体或毂，或在具有花键组的摩擦离合器组件中使用的离合器壳体或毂。所有这些构件由铝制成，且带式制动鼓的外表面、壳体或毂的密封表面和花键组的区域包括热喷涂钢材料的薄涂层。热喷涂钢材料可为低碳钢，如SAE 1008或1010、类似合金、铁或其它金属。所得的构件因此呈现出铝的重量节省，同时由于通过热喷涂钢涂层提供的提高的强度和耐磨性而提供了优异的使用寿命。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年6月13日提交的美国临时专利申请序列第62/ 012,041号的权益，该申请通过引用整体并入本文中。

技术领域

本公开内容涉及用于自动变速器的铝构件，并且更具体地涉及具有设置在其上的钢、铁或类似金属的薄层的铝带制动鼓、离合器毂密封区域、套筒区域和离合器毂花键区域。

背景技术

本段中的声明仅提供了关于本公开内容的背景信息，且可能构成或可能不构成现有技术。

常规自动变速器可包括一个或多个带式制动器、摩擦离合器组件和行星齿轮组件。带式制动器包括联接到旋转构件如行星齿轮组件的元件上且由制动带包绕的带鼓，制动带可通过致动器围绕鼓收紧来使鼓和相关联的构件制动。摩擦离合器包括设置在内毂与外壳之间的多个交错的摩擦板和反应板，摩擦板与内毂一起旋转，反应板与外壳一起旋转。在离合器毂或壳体与其它构件如轴、衬套或行星齿轮构件之间，通常需要建立不透流体的密封，以便将流体填充(即，湿的)区域与干区域分开，或建立用于流体流过旋转和非旋转构件或在它们之间流动的流动通路。这在第一情况下可通过设置在区域之间的通道或凹槽中的回弹性密封件实现，或在第二情况下使用设置在流动通路的两侧上的凹槽中以适当引导流体流的一对回弹性密封件实现。另外，内毂和外壳中的一者或两者可通过花键联接到轴或衬套上。

通常，带式制动鼓、摩擦离合器毂和壳体，以及具有由回弹性密封件接合的表面或包括花键的构件由于各种钢提供的强度和持久性由这些材料制成。

尽管各种钢提供了必要的强度和持久性，但它们并非没有缺陷。钢构件的主要当前问题在于重量。由于这些构件都作为总车辆重量的一部分被传送和平移，且旋转，且因此在它们反复加速时贡献了动力系能量损失，所以它们双重贡献了燃料消耗。因此，从总车辆重量以及动力系效率两种观点看，旋转构件如制动鼓、离合器壳体或毂的任何重量减轻积极地影响了燃料消耗。

重量问题的解决方案在于替换为较轻重量的材料，如铝。铝具有钢密度的大约三分之一，且呈现出良好的热传递，两个特征都在变速器应用中重要且有益。然而，已经发现铝带制动鼓、铝离合器壳体或毂或具有花键或密封表面的铝构件不适合，因为铝并未呈现出适合的耐磨性来用作制动鼓，其可能没有足够的强度来传递转矩穿过变速器中的花键互连，且套筒表面或密封应用中的耐磨性也是问题。

因此，尽管铝从重量和节能观点看是吸引人的，但由于其在涉及摩擦服务和相对高转矩水平的应用中的尤其相对于普通钢的有限强度，故铝仍是不吸引人的替代方案。本发明解决了这些缺陷。

发明内容

本发明提供了用于自动变速器的构件，变速器包括带式制动鼓、具有套筒界面表面或密封表面的离合器壳体或毂，或用于具有花键组的摩擦离合器组件的离合器壳体或毂。所有这些构件都由铝制成，且带式制动鼓的外(摩擦)表面、壳体或毂密封件或套筒的一个或多个表面和花键组和相邻区域包括热喷涂钢材料的薄涂层。热喷涂钢材料可为低碳钢，如SAE 1008或1010、类似合金、铁或其它金属。所得的构件因此呈现出铝的重量节省，同时由于通过热喷涂钢涂层提供的提高的强度和耐磨性而提供了优异的使用寿命。

因此，本发明的方面在于提供一种由铝制成且具有热喷涂钢材料的薄层的自动变速器构件。