专利名称：具有摆荡的磁极面的电磁摩擦离合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的电磁摩擦离合器。
背景技术：
已知各种不同的电磁摩擦离合器，其离合器圆盘具有凹凸不平的摩擦面。已知一些电磁离合器，其衔铁圆盘被磁通量多次流过。其各磁极面构成为平面的。通过多次流过提高摩擦力矩。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种离合器，它在节省空间的结构情况下传递相比增大的最大转矩。通过权利要求1的特征达到该目的。在诸从属权利要求中说明本发明的有利的和符合目的的进一步构成。本发明从一个具有两个离合器圆盘的电磁摩擦离合器出发，其中一个离合器圆盘包括一个轴向可移动的衔铁圆盘。离合器圆盘具有多个同心圆形的软磁性环形区域，这些环形区域彼此至少部分地被磁性隔离。轴向可移动的衔铁圆盘具有至少一个导磁的环形区域，导磁的环形区域磁性连接第二离合器圆盘的两个磁性隔离的环形区域。现在本发明的核心在于，各离合器圆盘朝径向横截面看去在软磁性环形区域上具有摆荡的磁极面，在离合器接合时在这些磁极面上发生吸引力。下面将一个离合器圆盘的总是朝向对置的离合器圆盘的那侧称之为工作侧。因此磁极面的摆荡应该理解为，离合器圆盘在其相应的工作侧的表面在横截面上具有一种轮廓，该轮廓随着半径渐增交替地具有沿轴向方向渐升和渐降的区域。这导致，各离合器圆盘在其工作侧的表面显露出同心的突起部或凹槽。各离合器圆盘的表面轮廓绕旋转轴线环绕地优选主要是均勻光滑的，特别是在各离合器圆盘在接合状态下接触的区域内。各离合器圆盘在工作侧上的旋转对称可能在特别相对于各摩擦面轴向后移的那些区域内受到干扰。相对于平面的磁极面，轴向在半径上摆荡的走向提供的优点是，增大可以发生磁性吸引力的面积。特别是当两个离合器圆盘的同心的突起部和凹槽这样相互位错时，以致它们至少部分地相互伸进并且它们的工作侧的表面在接合状态下相互嵌入，所述摆荡的磁极面的优点是，力锁合相对于垂直于旋转轴线的碰撞和振动变得较不敏感。特别符合目的的是本发明的一种实施形式，其中在一个离合器圆盘的一个环形区域的各磁性隔离装置之间的一个离合器圆盘的各软磁性环形区域在横截面走向上具有一个沿轴向方面的最大值。在这方面各软磁性环形区域有利地得到一种轴向的横截面轮廓， 该横截面轮廓随着半径渐增沿轴向方向具有渐升和渐降的侧面并且在这些侧面之间构成一个最大值。因此各导磁的区域可以预定用于各离合器圆盘的相互嵌入，其中各侧面至少部分地起磁极面作用。由此相对于平面的磁极面得出的优点是，为了流过一个导磁的区域， 磁通量不再必须完全逆转其方向，从而可以有利地减少漏磁损失并且可以改善磁力产生的效率。在此还提供的可能性是，在接合状态下将磁通量经由一个较短的路径导过各相互嵌入的软磁性环形区域，从而可以避免以不符合要求的磁短路对各区域的作用。在本发明的一种特别优选的构成中，磁极面至少部分地构成为摩擦面。因为在各磁极面上具有最强的吸引力，各磁极面为通过摩擦力的转矩传递提供最好的条件。特别有利的是本发明的一种实施形式，它使两个离合器的径向横截面轮廓配合精确地相互匹配。这一方面提供的优点是，在两个离合器圆盘位置分开时可以保持各磁极面的小的间距。因此在例如电磁铁接通时，强的力起作用并且能够实现离合器的一种快速的接合。此外各离合器面的配合精确的实施形式还导致，可以将可供使用的表面积最好地用于摩擦力锁合。在一种特别优选的实施形式中，软磁性环形区域具有锥形的磁极面。这提供的优点是，可以特别简单和精确地制造磁极面。在一个离合器圆盘的工作侧的径向的横截面轮廓中，锥形的磁极面优选呈现为沿轴向方向朝对置的离合器圆盘那边直线性渐升或渐降的侧面。由此可以更简单地计算出它们的尺寸。本发明的另一优选的构成的特征在于，一个离合器圆盘的软磁性环形区域在周边通过缝隙彼此分开，并且环形区域通过一些接桥沿径向方向机械固定地相互连接。例如在这方面基本上通过材料去除例如铣出产生软磁性环形区域的磁性隔离。在此用于将软磁性环形区域彼此固定机械连接的材料可以由材料去除取出。这些离合器圆盘的结构可以这样确定尺寸，以致还只需不多的或甚至不需其他的加工步骤用于其制造。同时有利地减小离合器圆盘的重量和惯性矩，借此改善其转换性能。证明有利的是，一个离合器圆盘的一个软磁性环形区域的一个磁极面和/或摩擦面的轴向较低的边界碰到在该离合器圆盘中的一个磁性隔离的区域的边缘。因此，一个离合器圆盘的各隔离区域处于其工作侧的各凹槽中。因为将磁通量基本上导过在各软磁性区域的渐升和渐降的侧面上的磁极面，各隔离区域的这种设置提供的优点是，磁通量从各隔离区域旁边导过，继而通过经由各隔离区域的漏磁通量可以只产生微小的损失。符合目的的是，当离合器圆盘相互处于摩擦接触时，一个离合器圆盘的一个软磁性环形区域的轴向最外面的突起部只达到对置的离合器圆盘的一个磁极面和/或摩擦面的轴向最低的边界。 在吸引的位置，各离合器圆盘优选这样相互嵌入，以致它们沿轴向方向形成一个中心区域， 使磁通量可以以较小的方向改变流过该中心区域。优选的是，在这种情况下，可以这样限定各软磁性区域到对置的离合器圆盘的作用距离，以致在各隔离的区域上可以没有或几乎没有漏磁通量产生，漏磁通量减小在磁极面上的磁性吸引力。因此该措施也改善离合器的效率。本发明的另一符合目的的实施形式设定，在一个离合器圆盘的各软磁性环形区域之间加入固体的、磁性隔离材料，并且在磁性隔离的区域内至少部分地构成一个摩擦面。按这种方式可以进一步增大摩擦面并由此有利地提高可传递的力矩。
附图图Ia 半个电磁摩擦离合器在脱开状态下沿旋转轴线S和一个径向方向的示意剖面视图，图Ib如图Ia的视图，但处于接合状态，图2平分的各离合器圆盘在摩擦接触时沿旋转轴线S的横剖面图透视图。
具体实施例方式图Ia和Ib示意示出本发明的一个示例性的实施形式，图Ia中示出一个未接合的离合器1的状态，而图Ib中示出一个接合的离合器1的状态。视图在此限于主要的构件， 即衔铁圆盘2、转子8和电磁铁14并且只示出其在旋转轴线S上方的空间中的横截面的外形。衔铁圆盘2包括三个软磁性环形区域3a、;3b、3C，它们通过狭缝7a和7b彼此磁性分开。转子8具有四个同心的软磁性环形区域9a、9b、9c和9d。最外面的环形区域9a以及最里面的环形区域9d沿轴向方向进一步延伸，从而它们以U形的轮廓部分地包围环形电磁铁14。转子的软磁性环形区域9a、9b、9c、9d同样由狭缝13a、13b和13c彼此磁性隔离。在脱开状态下，电磁铁14的线圈15是无电流的，从而衔铁圆盘2保持在一个隔开距离的位置。为了接合离合器1，如在图Ib中所示的那样，给线圈15供以电流。电磁铁14 产生一个特别通过转子8的环形区域9a和9d引导到其工作侧的磁通量。在此在其磁极面 10a、10b、10c、10d、IOe和IOf上产生一个对衔铁圆盘2的相应的磁极面^、4b3c、4d3e和 4f的吸引作用。衔铁圆盘2的磁极面4a-4f和转子8的那些磁极面(IOa至IOf)同时承担摩擦面的任务。可以看出在两个离合器圆盘2、8上的软磁性环形区域3a-3C、9a-9d的轴向的材料厚度的直线性增加和减少，以致磁极面^-4f、10a-10f构成为锥形的。全部的磁极面 ^-4f、IOa-IOf相对于旋转轴线S以一个角度定位。示出的是一个约45°的角度。优选各磁极面相对于旋转轴线以小于60°的角度定位，其中45°和更小的角度已证明是适合的。 特别优选的是30°和更小的例如27°的定位角。更陡定位的各磁极面和摩擦面在此如同楔相互嵌入，借此进一步提高离合器的可传递转矩。为了尽可能避免各离合器圆盘卡住，优选采用20°和更大的定位角。衔铁圆盘2的每个软磁性环形区域例如北在工作侧上由两个锥形面例如如和4d 界定，其中一个靠近旋转轴线S而另一个远离旋转轴线S。这样在衔铁圆盘的工作侧上的磁极面4a-4f在横截面上构成一种摆荡的外形，它随着渐增的半径交替地进入到对置的转子圆盘上或重新从其离开。转子8的软磁性环形区域9a、9b、9c、9d以类似的方式由各磁极面界定，它们配合精确地相对于衔铁圆盘的各磁极面交替地朝向旋转轴线S或背离它定位。环形元件9a和 9d分别只具有一个磁极面，因为它们以其轴向延长部使由电磁铁14产生的磁通量聚束并将其引导到离合器圆盘2、8的工作侧。转子8和衔铁圆盘2的软磁性环形区域3a-3C、9a-9d相互这样位错，以致两个离合器圆盘2、8已在分开状态下相互伸进。在此转子8的一个磁极面例如IOd和衔铁圆盘2 的一个磁极面例如4d分别成对彼此面对。磁极面4d的里面的例如圆形环绕的边缘6a碰到磁性分开的区域7b，该区域构成一个在衔铁圆盘2中的凹槽。在其外面的例如圆形环绕的边缘6b上，衔铁圆盘2的磁极面4d邻接端面恥，该端面限定软磁性环形区域北朝转子方向的轴向突起部。以相应的方式，转子8的磁极面IOd在其外面的边缘1 上由磁性隔离的区域13b的凹槽界定，而在其里面的边缘12b上由软磁性环形区域9c在朝衔铁圆盘2 那边轴向最外面的突起部上的端面lib界定。图Ib示出，通过在两个离合器圆盘2、8上的磁极面4a-4f和IOa-IOf的配合精确的实施形式，全部的磁极面同时用作摩擦面。在离合器闭合时，例如衔铁磁极面4d的边缘6a、6b精确地撞到转子磁极面IOd的边缘12b、12a。 借此磁极面4d、10d精确地覆盖并且完全利用可为摩擦力锁合提供的面积。软磁性的环3a-3C、9a-9d的最大材料厚度的区域在此分别伸进对置的离合器圆盘的凹槽中，磁性隔离的狭缝7a、7b、13a、13b、13c处在凹槽处。在此端面5ajb和5c处在衔铁圆盘2的最大材料厚度的区域上，这些端面邻接磁极面^、4b3c、4d3e和4f的上边缘。它们覆盖转子圆盘的狭缝13a、i;3b和13c的径向区域。同样由转子的端面11a、lib完全重叠衔铁圆盘的狭缝7a、7b。在接通电磁铁15的电流供应时，磁通量得到一个经由转子8和衔铁圆盘2的磁极面^-4f、10a-10f的有利的路线，在该路线上磁通量可以在两个离合器圆盘的软磁性区域 3a-3C、9a-9d之间来回变换。通过这样产生的磁性吸引力将离合器1转到图Ib的状态。通过转子8和衔铁圆盘2的锥形的磁极面^_4f、IOa-IOf以及平面的端面fe-5c、lla、llb的配合精确的实施形式，各离合器圆盘现在在全部的磁极面上进入摩擦接触并且同时为磁通量提供一个有利的路径，从而以较强的磁性吸引力相互压紧摩擦面如-4f、10a-10f。通过磁极面^_4f、IOa-IOf的锥形的设置，两个离合器圆盘2、8得出附加侧面的支持和机械对中地定向。在图2中可看出，各软磁性环形区域的磁性分开构成为各圆弧形的狭缝20、所谓肾形狭缝的一种顺序，其中在两个具有相同半径的狭缝20之间分别具有一个接桥状的连接部21，它机械地相互连接两个软磁性环形区域。因此在嵌入的离合器圆盘上的该径向区域内通过各平面的端面界定各软磁性环的材料厚度。各平面的端面还避免经由狭缝20增大漏磁通量。附图标记清单
1宦Α典 1 η 碰
2衔铁圆盘
3a衔铁圆盘的环形区域
3b衔铁圆盘的环形区域
3c衔铁圆盘的环形区域
4a磁极面和摩擦面
4b磁极面和摩擦面
4c磁极面和摩擦面
4d磁极面和摩擦面
4e磁极面和摩擦面
4f磁极面和摩擦面
5a端面
5b端面
5c端面6a较低的边缘
6b较高的边缘
7a狭缝
7b狭缝
8转子
9a环形区域
9b环形区域
9c环形区域
9d环形区域 IOa磁极面和摩擦面 IOb磁极面和摩擦面 IOc磁极面和摩擦面 IOd磁极面和摩擦面 IOe磁极面和摩擦面
IOf磁极面和摩擦面
Ila端面 lib端面 12a较低的边缘 12b较高的边缘 13a狭缝 13b狭缝 13c狭缝
14电磁铁
15电线圈
16离合器圆盘
17衔铁圆盘
18转子
19软磁性环形区域
20狭缝
21接桥
权利要求
1.电磁摩擦离合器，包括两个具有多个同心圆形的软磁性环形区域(3a-3C、9a-9d、 19)的离合器圆盘(2、8、16)，这些软磁性环形区域彼此至少部分地被磁性隔离，其中，一个离合器圆盘包括一个具有至少一个导磁的环形区域(3a-3c、19)的轴向可移动的衔铁圆盘 (2、17)，所述导磁的环形区域磁性连接第二离合器圆盘(8、18)的两个磁性隔离的环形区域(9a-9d、19)，其特征在于，各离合器圆盘0、8、16)朝径向横截面看去在软磁性环形区域 (3a-3C、9a-9d、19)上具有摆荡的磁极面、IOa-IOf)，在离合器接合时在这些磁极面上发生吸引力。
2.按照权利要求1所述的电磁摩擦离合器，其特征在于，离合器圆盘0、8、16)在软磁性环形区域(3a-3C、9a-9d、19)的径向横截面走向中分别具有一个沿轴向方向的最大值， 该最大值朝对置的离合器圆盘那边突起。
3.按照上述权利要求之一所述的电磁摩擦离合器，其特征在于，磁极面Ga-4f、 IOa-IOf)至少部分地构成为摩擦面。
4.按照上述权利要求之一所述的电磁摩擦离合器，其特征在于，两个离合器圆盘(2、 8、16)的径向横截面轮廓至少在摩擦面Ga-4f、10a-10f)的区域内配合精确地相互匹配。
5.按照上述权利要求之一所述的电磁摩擦离合器，其特征在于，软磁性环形区域 (3a-3c、9a_9d、19)具有锥形的磁极面、IOa-IOf)。
6.按照上述权利要求之一所述的电磁摩擦离合器，其特征在于，一个离合器圆盘(2、 8、17、18)的软磁性环形区域(3a-3c、9a-9d、19)在周边通过缝隙(7a_7b、13a_13c、20)彼此分开，并且环形区域(3a-3C、9a-9d、19)通过一些接桥Ql)沿径向方向机械固定地相互连接。
7.按照上述权利要求之一所述的电磁摩擦离合器，其特征在于，当离合器圆盘(2、8、 16)相互处于摩擦接触时，一个离合器圆盘0、8、17、18)的一个软磁性环形区域(3a-3c、 9b-9d、19)的轴向最外面的突起部最多一直达到在对置的离合器圆盘的凹槽中的一个磁极面、10a-10f)和/或一个摩擦面的轴向最里面的边界。
8.按照所述权利要求之一所述的电磁摩擦离合器，其特征在于，在一个离合器圆盘 (2.8U7U8)中的一个软磁性环形区域(3a-3C、9a-9d、19)的轴向最低的边界碰到该离合器圆盘的一个磁性隔离的区域(7a-7b、13a-13C、20)的边缘。
9.按照上述权利要求之一所述的电磁摩擦离合器，其特征在于，在一个离合器圆盘 (2.8U7U8)的各软磁性环形区域(3a-3C、9a-9d、19)之间加入固体的、磁性隔离的材料， 并且在磁性隔离的区域(7a-7b、13a-13C)内至少部分地构成一个摩擦面。
全文摘要
本发明涉及一种电磁摩擦离合器(1)，包括两个具有多个同心圆形的软磁性环形区域(3a-3c、9a-9d)的离合器圆盘(2、8)，这些软磁性环形区域彼此至少部分地被磁性隔离，兹建议，它在紧凑的结构情况下传递较大的转矩。为此在软磁性环形区域(3a-3c、9a-9d)上构成磁极面(4a-4f、10a-10f)，这些磁极面朝径向横截面看去沿轴向方向摆荡。
文档编号F16D27/11GK102422042SQ201080019049
公开日2012年4月18日 申请日期2010年1月15日 优先权日2009年4月29日
发明者M·格布哈特 申请人:康卓力凝有限公司