专利名称：制造用于具有至少一个摩擦面元件的电磁离合器或电磁制动器的离合器和制动器盘的方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1所述的用于制造离合器和/或制动器盘的方法， 所述离合器和/或制动器盘用于具有至少一个摩擦面元件的电磁离合器和/或电磁制动器，所述摩擦面元件被磁场通流。
背景技术：
根据在电磁离合器或电磁制动器中的摩擦面元件，例如转子和圆盘的不同结构形式，已建议一系列用于其制造的不同方法。为了经济地进行制造，一种摩擦面元件的结构常常被分成由其组合的尽可能少的部分。例如，摩擦面元件一个主要部分或作为整个部分由软磁性薄钢板通过由冲压和压制构成的组合工艺制成一种符合其功能的形状。为了提高摩擦力，由薄板冲压或剪切出多个圆弧形的狭槽，以便以这种方式相互分开多个同心的极面。 由单件构成的摩擦面元件也可以这种方式进行制造，以致所有功能的几何构造基本上都在铸造结构件时形成。接着的方法步骤仅仅还用于达到结构件的最后尺寸的期望精度，以至于还仅须去掉较小的材料量。
发明内容
本发明的任务是，在不降低磁性导引特性情况下简单而成本合算地制造可磁化的摩擦面元件，如作为摩擦盘用在电磁离合器或电磁制动器中的摩擦面元件。该任务通过权利要求1的特征解决。在此，该方法可以有利地匹配于摩擦面元件的几乎所有实际相关的外形尺寸和几何形状。该方法特别适用于制造这种摩擦面元件的多种变化方案或适用于较小的生产批量。在从属权利要求中给出本发明的有利的和合乎目的的进一步构成。本发明从一个例如平的圆柱形的环盘出发，该环盘的一侧确定为摩擦面且其表面为此例如通过车削或磨削被整平。为了能将一个第二摩擦面元件的摩擦面磁性吸引到这个面上，相互磁性地分开至少两个同心的极区域。本发明的核心在于，通过机械车削加工在摩擦面元件中从一个摩擦接触面开出至少一个圆形的狭槽。特别是圆形狭槽的开出仅一直到盘毛坯的材料厚度的一小部分，例如半个盘厚度。车削加工显出的优点是，与其深度相比可以产生比较窄的狭槽。以此，留下的摩擦面通过极区域的磁性分开仅仅稍有减小。由于工件在车削过程中只从一个方向进行加工，其中，去掉的材料沿相反方向运走，未开槽的材料的厚度不影响加工。这显出的优点是，对于圆柱形的初始形状的高度不存在上限。在车削加工时，切削刀具的导引路径可以偏离平行于车削轴线的导引方向。由此得出的优点是，可以开出一个具有不同于矩形而例如可以相当于一个梯形的径向横断面轮廓的圆形狭槽。由于在车削时连续不断旋转的做功运动，可以开出具有高几何精度的圆形狭槽。在此，狭槽由具有小的表面粗糙度的壁界定。这自身证明对摩擦面元件的制造是有利的，尽管狭槽宽度小，但是极面的磁性通流几乎不受在狭槽内的漏磁通量影响并且减小了形成裂缝的危险。取决于方法，狭槽在极面中沿着整个圆周开出。因此，避免了在极面之间的摩擦接触平面附近留下材料桥。这防止了磁场分布的不均勻性和沿着极面边缘的不均勻摩擦力。 还相应很大程度地避免了不规则的磨损或使其最小化。与例如用一种激光的加工相比，机械车削显出另外的优点是，对在加工区附近留下材料的热影响很小。因而有利地避免了不希望的副作用，例如避免了边缘区域硬化和熔化材料在不希望的部位的沉积。在本发明的一个有利的实施例中，摩擦面元件的磁性分开的部分的轴向厚度至少多数或大多数通过车出的狭槽确定。从盘材料的磁特性可以算出摩擦面元件的外形尺寸， 该外形尺寸最佳地与对结构件的磁性和机械要求相互协调一致。由于其精度原因，车削加工针对一种快速而节省材料的加工有利地适合于一种如此确定尺寸的摩擦面元件的几何形状。在本发明的一个另外的有利的实施例中，摩擦面元件的相邻部分沿径向方向的磁性分开基本上通过开出的狭槽沿轴向方向从摩擦接触面直至连接桥的简单连通的空间产生。在摩擦接触面和在摩擦面元件的各部分之间的磁性传导连接部之间如此形成的距离极为有效地减小了磁性桥在极面附近可能对磁通量的聚束和导引产生的影响。因此，有利地提高了磁性吸引力并且改善了用于扭矩传输的摩擦力锁合。另外，优选的是，一个摩擦面元件从背面部分地被挖空。在此，为了缩短加工时间， 例如借助一个较粗的铣削刀具去掉具有较大的、连通的材料体积的空隙。在此特别是一方面去除对摩擦面元件的机械稳定性来说不需要的材料，而另一方面去除由于其软磁特性作为不期望的磁性桥在极面旁使磁通量短路的材料。另外，以这种方式还可将结构件的重量减小到必要的程度，并且此外，摩擦面元件与在其安装地点的空间现实情况匹配。在本发明的一种另外的有利的应用中，背面的一个空隙如此程度地贯穿，以致将摩擦面元件的材料打通一直到开出的狭槽为止。因此，狭槽在这些区域中形成气隙，该气隙沿轴向方向从极面或摩擦接触面的平面一直到摩擦面元件的背面连续不断地通过。经此， 极为有效地提高了在通过狭槽分开的相邻极面之间的磁性阻力。电磁离合器或制动器的工作效率可以相应得以改善。由于结构件在这一方法步骤中从与摩擦接触平面相反的面进行加工，所以可以将不同的方法和刀具用于加工，而与在摩擦接触面那侧上的精度要求无关。优选的是，可以以这种方式应用本发明，即通过机械车削在一个摩擦面元件的摩擦接触面中开出一个同心的圆形的第二狭槽，以至于在径向最外极面和最内极面之间构成一个磁性绝缘的极面环。通过磁性阻力在作用的对置的摩擦面元件中的适当配置，可以经此强制磁通量几乎垂直地穿过极面的较大的面区域，从而提高在摩擦接触面上的力锁合。 机械车削的精度在此以这种方式自身表明的优点是，与其他方法相比，这一步骤用较小直径的摩擦面元件也可实施。在按照本发明的方法的一个特别优选的变化方案中，在同一摩擦面元件的与摩擦接触面对置的那侧去掉如此多的材料，以致多个特别是仅还有两个径向延伸的连接桥将极面环与另外的摩擦面元件连接起来。由此显出的优点是，在一个摩擦面元件上仅还留有要么确保磁通量的最佳导引的要么是摩擦面元件的机械稳定性和可靠性所需要的材料。因为 除了连接桥之外的极面环通过气隙与邻接极面分开并且连接桥自身够不到摩擦接触面的 平面，该方法以有利的方式允许极面环在其摩擦面元件内磁性绝缘。经此，在两个作用的摩 擦面元件之间沿径向方向支持磁通量的多重转换并且以有利的方式附加地提高在两个摩 擦面元件之间的吸引力。另外优选的是，使极面相互分开的圆形的狭槽以均勻的深度制造。经此将实现磁 场カ线在摩擦接触面的平面中沿着圆形的狭槽只有微小改变并且几乎不受留下的连接桥 所形成的磁性短路的影响。这显出的优点是，在ー个极面环的整个面上存在ー种相当均勻 的力作用，因此减小了单侧磨损的危险。在按照本发明方法的一个特别有利的实施例中，在ー个摩擦面元件的与摩擦接触 面相反的那侧上，材料例如通过机械车削被去棹。这样可以有利地沿轴向方向构成ー个圆 柱形内壁和一个圆柱形外壁。在此，特别是内壁的外套面和外壁的内套面如此被加工出来， 以致ー个用以操纵离合器和/或制动器的电磁铁的绕组在这些面之间无接触地伸延。接着 通过铣削加工出用于制造连接桥元件的凹槽。另外的优点是，ー个摩擦面元件的与摩擦接触面对置的结构上的、几何的构造例 如借助铸造和/或锻造方法在一个毛坯中以超出的材料体积预成型。在为结构件的最终造 型而去掉材料吋，这能够实现减小刀具磨损和缩短加工时间。特别是通过锻造有利地适于 毛坯的成形，因为经此摩擦面元件的负荷能力得到提高并且可以减小裂纹形成的危险。另外，优选的是，极面环的材料厚度在ー个区域内通过机械的车削加工从摩擦接 触面减小，其中，沿轴向方向看，所述区域相对ー个在对置设置的摩擦面元件的摩擦接触面 中的极面狭槽至少部分覆盖地定位。在这种情况下，有利的是，通过机械的车削加工只去掉 如此多的材料，以致沿径向方向对于磁通量不低于一个预定的通流横断面。在此，磁通量的 聚束和导引得以改善，从而在极面的区域内的磁性吸引力得到提高。特別有利的是，减小材 料厚度的一个这样的区域在一个径向伸展上延伸，该径向伸展精确地覆盖ー个在共同作用 的第二摩擦面元件中的狭槽。经此实现了磁通量的特別有效的导引并且同时在摩擦接触面 中供摩擦接触使用的面积部分得到最佳利用。
作为用于实施按照本发明的方法的实例，下面借助图说明用于ー种电磁离合器的 摩擦面元件的制造方法。这种范例性离合器具有一个转子和ー个圆盘作为摩擦面元件。这 里不描述其结构以及其驱动装置或从动装置的实施形式。在两个摩擦面元件中，极面同时 承担摩擦接触面的功能。其中图Ia —个平分的圆盘的透视图，朝摩擦接触面看，图Ib —个平分的圆盘的透视图，从相关摩擦接触面的背面看，图加ー个平分的转子的透视图，朝摩擦接触面看，图2b —个平分的转子的透视图，从相关摩擦接触面的背面看。
具体实施方式
在图Ia和Ib中示出一个按照本发明方法制造的圆盘1。优选的是，从一个例如通过冲压或铸造制成的圆柱形盘环形式的毛坯开始进行圆盘的制造。该盘环的一侧例如通过车削预加工作为摩擦接触面，以至于材料厚度相当于厚度d。圆盘1具有一个摩擦接触面h-2d。从摩擦接触面的一个平面通过沿圆柱轴线方向的机械车削开出一个圆形的狭槽。经此限定两个极面环6a、6b。狭槽3a被加工到盘体积的一个预定深度t，该深度t在这里大致相当于盘环的厚度d的一半。狭槽的径向横断面为一个矩形，其中矩形的较短边相当于狭槽的宽度W。在极面环6a、6b上，可以看出在极面2a、2b和2c、2d之间的凹陷8a、8b的区域，这些凹陷用于改善对磁通量的导引。在图Ib中示出了圆盘1在铣出空隙^、4b之后的背面。在此，空隙^、4b通过铣削被如此程度地推进，以致圆形的狭槽3a部分地被打通成一个贯通的气隙，例如5a。经此， 带有极面的区域变成独立式的极面环6a、6b，这些极面环只会经由连接桥7a、7b相互连接。在图Ib中可以看出多个连接桥7a、7b，圆盘总共具有其中的三个。它们在圆盘1 背面把外极面环6a与的内极面环6b连接起来。在图Ib中，所示剖面沿着圆柱轴线通过一个连接桥7b延伸。在此，由剖面视图可以看出，通过在摩擦接触面中开出圆形的狭槽3a，所有连接桥7a、7b都朝圆盘1的内部那边位移一段距离，该距离正好相当于狭槽3a的开出深度t。圆盘的极面2a_2d是磁偶极，因为它们接收一个转子的一个极面的磁通量，以便使磁通量继续传导到一个转子的一个邻接的、通过一个狭槽磁性绝缘的极面上。因此，磁通量的导引由此得以改善，即在对着在一个转子的极面之间的圆形狭槽的区域内，极面稍微凹陷一点儿。这样的凹陷8a、8b在极面环6a、6b中形成。与圆形狭槽3a的深度t相比，在极面环6a、6b中的凹陷的区域的深度ν是很小的，因为通过这一措施可以不阻碍磁通量。然而，随着半径的增大，一个按照比例增大的圆柱套形横断面可供磁通量使用。因此，只要例如通过铣削从背面去除材料，极面环6a、6b的厚度可以向外那边相应地减小。因而，圆盘1的极面环6a具有比极面环6b更小的材料厚度。图加和2b示出一个转子9，该转子可以用按照本发明的方法进行制造。转子9的摩擦接触面10具有一个与图Ia中的圆盘1类似的结构。两个以相同深度s在摩擦接触面 IOa-IOd中开出圆形狭槽Ila和lib把摩擦接触面分成三个极面环12a、12b和12c，其中， 中间的极面环12b具有一个圆形的凹陷13，用于导引在两个极面IOb和IOc之间的磁通量。转子9总共具有六个连接桥，其中四个连接桥14a、14b、14c、14d至少部分地在图 2b中示出。这些连接桥部分地例如通过铣削空隙15a、15b、15c进行制造。转子也总共具有六个空隙，其中在图2b中示出三个空隙15a、15b、15c。比较图Ib和2b清楚表明的可能性是，通过铣削加工，在摩擦面元件背面的空隙4a、4b或和连接桥7a、7b或Ha-14d 在其造型方面与确定的机械的和磁性的要求匹配。在空隙15a_15c中，材料被如此程度地去除，以致在连接桥14a_14d的区域之外产生从摩擦接触面直至背面贯通的气隙16a、16b。断面图沿着转子轴线延伸通过两个连接桥14a、14d并且可以看出，所有连接桥Ha-14d在极面环之间由于开出圆形狭槽 IlaUlb而与摩擦接触面具有一个相应距离S。图2b的视图示出转子的连接桥14a_14d以及被圆柱形的内壁17和外壁18包围的U-形的环形通道。该环形的通道设定用于无接触地容纳一个电磁铁的线圈。内壁17和外壁18使由电流通流的电磁铁产生的磁通量聚束并使其对准摩擦接触面的区域。为了尽可能紧密地然而无接触地包围线圈，这些壁17、18优选通过机械车削进行制造。U-形的通 道的深度继而车削加工的深度在这一区域通过外形尺寸和特别是通过连接桥14a-14d的 所需高度^！界定。附图标记清单1圆盘2a.2b.2c.2d摩擦接触面或极面3a圆形的狭槽4a、4b空隙5a气隙6a、6b极面环7a、7b连接桥8a、8b凹陷9转子10a、10b、10c、10d摩擦接触面或极面llaUlb圆形的狭槽12a、12b、12c极面环13凹陷14a、14b、14c、14d连接桥15a、15b、15c空隙16aU6b气隙17内壁18外壁
权利要求
1.用于制造离合器和/或制动器摩擦盘的方法，所述离合器和/或制动器摩擦盘用于具有至少一个摩擦面元件的电磁离合器和/或电磁制动器，所述至少一个摩擦面元件被磁场通流，其特征在于，通过机械车削加工在摩擦面元件中从一个摩擦接触面开出至少一个圆形的狭槽。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，摩擦面元件的磁性分开的部分的轴向厚度至少多数或大多数通过车出的狭槽确定。
3.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，摩擦面元件的相邻部分沿径向方向的磁性分开基本上通过开出的狭槽沿轴向方向从摩擦接触面直至连接桥的简单连通的空间产生。
4.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，从背面将摩擦面元件部分地挖空。
5.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，背面的一个空隙如此程度地贯穿， 以致将摩擦面元件的材料打通一直到开出的狭槽。
6.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在摩擦面元件中开出两个同心的狭槽，以便在摩擦接触面中限定一个极面环。
7.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，从与摩擦接触面对置的那侧在摩擦面元件中这样地加工出至少两个将极面环与留下的/另外的摩擦面元件连接起来的连接桥，以致将从摩擦接触面开出的狭槽在连接桥旁打通成贯通的气隙。
8.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，以均勻的深度制造各圆形的狭槽。
9.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，径向剖面在背向摩擦接触面的那侧构成为U-形的。
10.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，与摩擦接触面对置的结构上的、 几何的构造借助铸造、压制或铣削方法在一个主体(毛坯)中以超出的材料体积预成型，继而为方法步骤做准备。
11.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，极面环的材料深度在面对一个在对置的摩擦面元件的摩擦接触面中的极面狭槽的区域内通过机械的车削加工从摩擦接触面减小。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造用于电磁离合器和/或电磁制动器的可磁化摩擦面元件的方法，为了构成特别有效的磁性极面边界，该方法采用机械的车削加工。
文档编号F16D27/14GK102449340SQ201080023118
公开日2012年5月9日 申请日期2010年1月15日 优先权日2009年4月24日
发明者M·格布哈特 申请人:康卓力凝有限公司