[发明专利]未经炉内后固化的乙烯-丙烯酸粘结活塞

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年1月8日提交的第61/293307号美国临时申请的权益，其全部内容通过引用并入此处。

技术领域

本发明涉及一种适用于偶联至自动变速器活塞的金属材料的弹性体，以及制造该弹性体的方法。

背景技术

自动变速器活塞通常用于液压地连接和启动离合器、变速杆和制动带，还用于执行其它机械操作。自动变速器活塞必须牢固、可靠、且具有长久的使用寿命，这是因为这种活塞的失效会导致整个变速器失效。因此，通常围绕着活塞的金属部件设置橡胶环或者弹性体环，以使液体密封在活塞与汽缸或者传动轴之间，活塞沿着该传动轴运动。弹性体密封件提供了高耐摩擦磨损性，用以提高活塞的使用寿命并增强活塞的整体强度。

一种现有的具有极佳的强度、可靠性和使用寿命的自动变速器活塞为Federal-Mogul公司的它是单件的、粘结的且密封的活塞。相对于多件设计来说，该单件设计减小了渗漏通道的数量，增强了可靠性，并且设计更加紧凑。然而，自动变速器活塞的制造过程需要足够的时间和制造成本。该过程通常包括形成金属基底，制备弹性体，将弹性体压缩成型或注射成型至金属基底，炉内后固化活塞，及各种其它步骤。大量的工序、时间和相应的制造成本阻碍了这种可靠的自动变速器活塞的生产。

发明内容

本发明一方面提供了一种用于自动变速器的活塞，其包括由金属材料制成的圆柱部和偶联至该圆柱部的弹性体。该弹性体包括重量占弹性体总重量的25%-75%的乙烯-丙烯酸聚合物和至少0.5%的固化剂。该乙烯-丙烯酸聚合物包括重量占乙烯-丙烯酸聚合物总重量的40%-70%的丙烯酸甲酯和20%-60%的乙烯单体。该弹性体通过将其连续暴露在至少100℃的温度下一段时间来固化。而不需要再将弹性体连续暴露在至少100℃的温度下另外一段时间来固化弹性体。

本发明还提供了一种制造活塞的方法。该方法包括：提供一种弹性体，该弹性体包括重量占弹性体总重量的25%-75%的乙烯-丙烯酸聚合物和至少0.5%的固化剂，其中，该乙烯-丙烯酸聚合物包括重量占乙烯-丙烯酸聚合物总重量的40%-70%的丙烯酸甲酯和20%-60%的乙烯单体。该方法其次包括将弹性体偶联至由金属材料制成的圆柱部。该偶联步骤包括固化弹性体。该固化步骤包括将弹性体连续暴露在至少100℃的温度下一段时间。而不需要再将弹性体连续暴露在至少100℃的温度下另外一段时间来形成活塞。

单件粘结的活塞不需要经过炉内后固化步骤制成，该后固化步骤包括这样的步骤：在将弹性体偶联至圆柱部之后，再次将该弹性体连续暴露在至少100℃的温度下另外一段时间。在将弹性体偶联至圆柱部的步骤中，弹性体发生足够的交联，以提供适用于自动变速器应用（例如液压地接合离合器以启动变速杆）中的活塞的强度、耐热性和其它物理性质。与需要后固化步骤制成的对比弹性体相比，不需要经过炉内后固化步骤制成的弹性体可以提供更低的磨损率和更长的预期寿命。

相较于其它的需要后固化步骤的制造单件粘结的活塞的方法，本发明的制造活塞的方法显著地节省了制造成本。与包括后固化步骤的方法相比，本方法还减少了环境足迹，包括显著地减少CO₂的排放和天气然的消耗。

附图说明

结合下文的详细描述和附图，本发明的其它优点将更加容易理解，其中：

图1是第一个实施例的活塞的立体图；

图2是图1中的活塞沿线2-2剖开的局部放大剖视图；

图3是另一个实施例的活塞的立体图；以及

图4是另一个实施例的活塞的立体图。

具体实施方式

如图1所示，一种用于自动变速器的典型的活塞20包括由金属材料制成的圆柱部22和偶联至该圆柱部22的弹性体24。制造活塞20的方法包括将弹性体偶联至圆柱部22，而不需要经过后固化步骤。

活塞20的圆柱部22由金属材料（例如钢1010）制成。圆柱部22还可以由其它种类的钢、铝、铝合金或其它金属材料制成。如图1所示，活塞20的圆柱部22可以包括冠部26和围绕着中心开口的裙部28。如图3和4所示，圆柱部22还可以包括圆柱环30，或者适用于自动变速器系统的其它设计。圆柱部22通常包括顶面、内表面和外表面。