专利名称：离合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种操纵离合器，它尤其用于汽车上，具有至少一个离合器盘和至少一个反转件，它们都配有至少一个摩擦面。
这种离合器通常构成所谓的单片干式离合器，其中不可转动地装在从动轴上的离合器盘经弹簧件由压盘压在反转件上。在这种离合器中，在离合器盘的一般为有机材料的摩擦衬片的摩擦面与反转件的摩擦面之间，以及在设置在离合器盘的另一侧上的摩擦衬片的摩擦面与压盘的摩擦面之间发生通过摩擦力进行的力传递。以下不对反转件的摩擦面和压盘的摩擦面进行区分，而主要只说反转件的摩擦面，而不再由此说，反转件和压盘的摩擦面是相同的。
离合器盘的摩擦衬片一般是由一种有机材料构成的，它由纤维、纺织材料、合成树脂或类似的材料强化，根据要求，也可以合有金属颗粒成份或陶瓷成份。反转件的摩擦面尤其在单片干式离合器情况下是由构成反转件和压盘的材料构成的。一般地，反转件同时也是发动机的飞轮，它一般由灰口铸铁构成，在极少情况下由钢构成。
用于摩擦连接传递力的离合器摩擦副一般仅仅通过相应地选择离合器盘上的摩擦衬片达到与所提出的要求相适配。但实践已经表明，这样选择的摩擦副并不能总是满足要求。尤其是离合器盘例如通过摩擦衬片中的金属成分而具有太高的惯性矩，这种力矩对接合过程产生不利的作用。
本发明的目的是提供一种离合器，它能够使摩擦副很容易地与所提出的要求相适配。
按照本发明，上述目的是这样解决的，即用于至少一个摩擦面的摩擦材料是由一种烧结金属材料构成的。本发明尤其涉及到由一种烧结金属材料构成的反转件和压盘的摩擦面。以下只谈由烧结金属材料构成的反转件的摩擦面，但不应由此受到任何限制。
用一种烧结金属材料作为用于摩擦面的摩擦材料具有的好处在于，一方面，利用粉末冶金法可以制备一种材料，这种材料的摩擦特性、导热性和机械强度能够以简单的方法实现优化。另一方面，可以利用粉末冶金制造这种材料，这种材料不能通过铸造来制备或者这样做非常困难。在本发明的一种实施例中规定，摩擦材料含有重量百分比为10～15％的铜(Cu)。应用由烧结金属材料构成的摩擦材料的一个特别的优点在于，烧结金属材料由于其制造上的原因而具有一定的孔隙度，能够对离合器的摩擦性能产生有利的影响。因此不再要求离合器的摩擦衬片有孔隙。有机摩擦衬片的孔隙由于材料的特性随着时间的推移而减少并且由于尤其是一般都存在的连接剂的磨耗而被堵塞。业已表明，金属摩擦面上的空隙不易被堵塞。
应用由烧结金属材料构成的摩擦材料的另一个优点在于，为了优化摩擦副，可以将重的组成部分有目的地包含在反转件中，而不是设置在离合器盘中。此时，有机材料的摩擦衬片中基本上可以没有例如金属颗粒，由此可以减小它的重量，从而减小离合器盘的惯性矩。
根据离合器的大小和对离合器提出的要求的不同情况，将反转件和/或压盘用也是作为摩擦材料的烧结金属材料加工成整体件，可能是符合目的的。尤其是根据大小的情况，在用本发明的结构时，将由烧结金属材料构成的摩擦面设置在至少一个摩擦件上可能是合适的。此时可能符合目的是将摩擦件可脱开地连接到反转件上。这种结构的优点是，反转件及压盘需要有所要求的机械强度，而摩擦件通过相应地选择烧结金属材料能够最佳地与摩擦衬片相匹配。此外，通过应用能够在以后连接到反转件上，必要时又能拆下的摩擦件，可以简化粉末冶金制造过程，因为只需要加工小的部件。
摩擦件传扭地连接在反转件或压盘上，例如可以通过螺钉、铆钉或一种相应结构的挤压或热压配合来实现。由于要传递高的扭矩，因此按照本发明的结构，当将摩擦件与反转件牢固连接时可能是合适的。为此例如可以规定，摩擦件具有至少一个突起和/或一个凹槽，该突起或凹槽与反转件的一个相应的凹槽或突起配合作用。其中，该突起或凹槽可以沿轴向和/或径向延伸。
依据摩擦件所要求的厚度和所选择的摩擦材料，当摩擦件由用作摩擦材料的烧结金属材料加工成整体件时可能是符合目的的。在本发明的另一种实施例中，要以规定将摩擦件沿轴向加工成多层结构，并至少摩擦衬片层是由烧结金属材料构成的。这在摩擦材料不具有所要求的机械强度时可能是尤其合适的。在这种情况下，例如摩擦件可以是两层结构的，与反转件相对的支承层由高机械强度的材料构成。支承层和摩擦衬片层此时两者都可以利用粉末冶金法按照金属复合方法进行制造。当然，由烧结金属材料构成的摩擦衬片层也可以涂覆在例如由钢构成的支承件上，以获取所希望的摩擦件。
在本发明的另一种结构中，摩擦件至少在一个对着摩擦面的边缘区域处具有不同于其余摩擦面的材料的另一种材料。这有以下优点即摩擦面受到严重磨损的边缘区域可以由具有较高的耐磨强度的材料构成。这在制造摩擦件时利用粉末冶金复合法能容易地实现。
一般地，将摩擦件做成环形整体件就够了。尤其按照摩擦面直径的大小，可以根据本发明的结构，采用多个摩擦件是合适的，从而摩擦面沿转动方向设置在至少两个摩擦件上。其优点是可以将各单个摩擦件做得较小些，由此进一步简化粉末冶金制造过程。
在本发明的另一个结构中，规定将摩擦面沿径向设置在至少两个摩擦件上。在这种实施例中，例如可以设置两个基本上相互间同心分布的环形摩擦件。外侧的摩擦件例如可以具有一种较高耐磨强度的摩擦材料，因为较大直径的摩擦面的区域出现较高的摩擦速度，由此出现较大的磨损。此外还可以使这种结构的摩擦件相互间不是精确同心地设置，以避免在相对的摩擦衬片中形成台阶。
在沿周向设置多个摩擦件时，按照本发明的另一个实施例，将并列设置的摩擦件的分界边缘沿周向至少部分地沿一个偏离径向的方向分布是合适的。由此可以可靠地避免从一个摩擦件到另一个摩擦件的硬过渡。此外，在摩擦件之间存在间隙是符合目的的，其优点是，摩擦面得到更好的冷却，并能够更好地排出可能在摩擦面之间形成的气垫。
为了改善冷却，在本发的另一个实施例中，可以使摩擦件至少在其背离摩擦面的一侧上设置至少一条从内周侧延伸到外周侧的槽。此时符合目的的是该槽沿径向从内周侧延伸到外周侧，或者例如是螺旋地和/或弧形地分布。在装配好的情况下，这些槽位于反转件和摩擦件之间，从而冷却空气可以循环，由此有利于排出热量。原则上自然也可以在摩擦件内设置从内周侧延伸到外周侧的孔，但加工设置在底侧上的槽，尤其是对于由烧结金属材料构成的摩擦件来说，则要简单得多。此外也可以将这种槽设置在摩擦面上。
在离合器中，为了提高起动舒适性，通常将摩擦衬片沿轴向在一极小的程度上弹性地设置在离合器盘上。在本发明的另一个实施例中，规定将摩擦件沿轴向弹性地与反转件相连接。其优点是，离合器盘上的摩擦衬片不再需要经弹性件而与离合器盘相连接，从而可以减小离合器盘的重量，尤其是离合器盘的惯性矩。
此外，当将摩擦面沿径向分配在至少两个摩擦件上时，具有不同直径的摩擦件以不同的弹性与反转件相连接，可能是合适的。其优点是，弹性能更好地满足要求，由此尤其提高了接合时的舒适性。例如可以规定，与内径相配的摩擦件比与外外径相配的摩擦件具有较小的弹性(挠性)，从而首先由周向速度较小的区域产生力的传递。
将摩擦件弹性地设置在反转件上时，还可以规定，将由摩擦件构成的摩擦面相对于另一个摩擦面调节地布置。例如可以规定，摩擦面的外区域和相对的另一个摩擦面之间的间距小于摩擦面的内区域和相对的另一个摩擦面之间的间距。其优点是可以补偿摩损现象，这种磨损尤其出现在由于摩擦速度较高的摩擦面的外部区域中。
应用专门的摩擦件，除了可以优化摩擦副外，还有以下优点，即在磨损情况下只需要更换摩擦件就行了。由此可以维持用于已磨损离合器的低的维修费用，同时要处理的废物也较少。
在本发明的另一个实施例中，规定离合器的反转件是双质量的飞轮，具有摩擦面的第一质量是由烧结金属材料构成。双质量飞轮的第一质量一般要大大小于第二质量，从而构成第一质量的飞轮完全由烧结金属材料构成是符合目的的。此时可以规定，将这种飞轮做成例如多层结构，并使构成摩擦面的那层与摩擦情况相匹配。
在本发明的另一个实施例中，规定将摩擦材料烧结在反转件上。尤其可能的是将摩擦材料加到已经存在的反转件上，例如在修理时。此外在磨损情况下也可以仅仅重新加上摩擦材料层。由此同样可以降低修理费用，并且几乎没有要处理掉的废物。
在复盘离合器或盘式离合器的情况下，从动盘或主动盘用烧结金属材料构成是符合目的的。而且此时也可以将离合器的片做成多层的。
在本发明的另一个实施例中，规定使离合器具有整体盘的离合器盘，它至少在摩擦面的区域中是由烧结金属材料构成的。此时摩擦衬片设置在反转件上。此时原则上也可以将摩擦衬片设置在开头所述类型的摩擦件上。由于这种有机摩擦衬片的机械强度较小，此时最好将摩擦件做成多层的，其中摩擦衬片层可以由一个粘接的摩擦衬片构成，支承层由例如钢构成。在这种实施例中尤其可以进一步减小离合器盘的质量，由此减小惯性矩。在这种结构中最好将扭簧装在反转件中。
以下对照附图详细说明本发明。附图中，
图1是本发明的一个离合器的截面图，图2中沿图1中II-II线的一个截面图，图3是一个摩擦件的底视图，图4是在另一种实施例中的一个摩擦件的底视图，图5是一个摩擦件的截面图，图6是一个摩擦件的俯视图，图7是一个摩擦件固定在反转件上的截面图。
附图中所示的离合器10有一个离合器盘11，一个反转件12和一个压盘13。离合器10的各个单独的部件的结构和设置基本上相应于普通的单片干式离合器的结构，因此以下对此不作详细说明，尤其是在附图中末详细示出压盘13的操纵件。
在反转件12上装有摩擦件14，这些摩擦件14与装在离合器盘11的一侧上的摩擦衬片15配合作用。在附图中所示的实施例中，反转件12沿周向上有四个摩擦件14，备大约占1/4的圆周长度。当然也可以采用一个单独的圆环形摩擦件，或者采用另一种数目的摩擦件，为了避免相邻的两个摩擦件之间的硬过渡，分界边缘20不是沿径向延伸的。这样就可以从一个摩擦件到另一个摩擦件之间实现一种平滑的过渡。如图2所示，在装配好的情况下，在摩擦件14之间有一个间隙28，由此能够改善摩擦面和摩擦件的冷却。
摩擦件14在其外周面上有径向向外指向的突起17，它们插入到反转件12的相应凹槽18中，以便形成传递扭矩的牢固连接。凹槽18在所示的实施例中是由反转件12的两个轴向突起29构成。当然也可以将这种突起和凹槽设置在内侧上。在所示的实施例中，摩擦件14用设置在摩擦面19上的固定螺钉16固定在反转件12上。当然也可以将固定螺钉设置在摩擦面19的外部，例如设置在一个环绕的突起上，或者突起17中的至少一个突起上。这种设置的优点在于，它避免在相互配合作用的摩擦面之间形成空气垫。此外还可以规定，利用穿过反转件12中相应通孔的螺钉将摩擦件14从背离摩擦面19的一侧连接到反转件12上。
摩擦件14可以由一种烧结金属材料加工成单层件。这种烧结金属例如可以含有重量百分比为10～15％的铜，它与例如由有机材料构成的摩擦衬片15一起具有较好的摩擦性能。当然，摩擦件14也可以是多层结构的。如尤其图5中所示，这种摩擦件14有一个支承层21，其上设置一层由所要求的摩擦材料22构成的材料层。
如尤其图3中所示，摩擦件14的下侧面上设有径向布置的槽23，该槽从摩擦件14的内周侧24延伸到外周侧25。在图4所示的实施例中，槽27是约成弧形的。在装配好的情况下，这些槽23与反转件12的相应表面26构成一些槽道，空气可以通过槽道流动，以冷却摩擦件和摩擦面。
图6中示出了另一种实施例的摩擦件30。摩擦件30在其边缘区域31上由不同于其余摩擦面32区域的另一种材料构成。这种多层结构的摩擦件30的制造可以用粉末冶金方法毫无困难地实现。边缘区域31例如可以由一种具有较高耐磨强度的材料构成，以便对付通常在该区域出现的高磨损。
图7中示出了将摩擦件40固定到反转件12上的一种可能性，其中将摩擦件40沿轴向41弹性地支承。为此，摩擦件40在其内外周面上具有至少部分地环绕的突起42及43，它们通过相应的可与反转件12(例如用螺钉)连接的固定件44及45配合作用。此时突起42及43可以设有凹槽，其中可以插入固定件44及45的相应突起或者插入直接设置在反转件12上的突起，以便能够牢固地传递扭矩。固定件44、45的横截面基本上是L形的，其中的一个臂构成摩擦件40的一个轴向支承。摩擦件40例如通过由盘簧构成的弹簧件46压在该轴向支承上。利用这种布置可以保证摩擦面47沿轴向在脱开的位置时始终距离合器盘的摩擦衬片有一确定的间距。在接合状态下，摩擦件40在克服盘簧46的弹簧力下被一直压到支承上。这一行程一般只有几个毫米，或者只有几分之一毫米。
上面只对摩擦件14在反转件12上的设置做了说明。当然也可以并且也是可行的是，将这种摩擦件设置在离合器10的压盘13上。摩擦件的固定和设置的详细情况相应于将摩擦件固定和设置在反转件上的情况一样地进行。
权利要求
1.尤其用于汽车的操纵离合器(10)，具有至少一个离合器盘(11)和至少一个反转件(12)和一个压盘(13)，它们都至少配有一个摩擦面，其特征在于，用于至少一个摩擦面(19)的摩擦材料是由一种烧结金属材料构成的。
2.按权利要求1的离合器，其特征是，摩擦材料含有重量百分比为10～15％的铜(Cu)。
3.按权利要求1或2的离合器，其特征是，由烧结金属材料构成的摩擦面(19)设置在至少一个与反转件(12)相连接的摩擦件(14、30、40)上。
4.按权利要求1～3中之一的离合器，其特征是，摩擦件(14、30、40)是可脱开地连接到反转件(12)上的。
5.按权利要求1～4中之一的离合器，其特征是，摩擦件(14、30、40)至少有一个突起(17)和/或一个凹槽，该突出或凹槽与反转件(12)的一个相应的凹槽(18)或一个相应的突起沿转动方向牢固地相互配合作用。
6.按权利要求1～5中之一的离合器，其特征是，摩擦件(14)是由烧结金属材料构成的整体件。
7.按权利要求1～6中之一的离合器，其特征是，摩擦件(14)沿轴向是多层结构的，并且至少摩擦衬片层(22)是由烧结金属材料构成的。
8.按权利要求1-7中之一的离合器，其特征是，摩擦件(30)至少在一个对着摩擦面的边缘区域(31)处具有不同于其余摩擦面(32)的材料的另一种材料。
9.按权利要求1～8中之一的离合器，其特征是，摩擦面(19)沿着周面设置在至少两个摩擦件(14、30、40)上。
10.按权利要求1～9中之一的离合器，其特征是，摩擦面(19)沿径向设置在至少两个摩擦件上。
11.按权利要求1～10中之一的离合器，其特征是，摩擦件(14、30、40)的摩擦面(19)的分界边缘(20)沿周向至少部分地沿着一个偏离径向的方向延伸。
12.按权利要求1～11中之一的离合器，其特征是，在装配好的情况下，摩擦件(14)之间存在一个间隙(28)。
13.按权利要求1～12中之一的离合器，其特征是，摩擦件(14)至少在它的背离摩擦面的一侧上设有至少一个从内周侧延伸到外周侧(24、25)的槽(23、27)。
14.按权利要求13的离合器，其特征是，槽(23)是弧形的。
15.按权利要求1～14中之一的离合器，其特征是，摩擦件(40)沿轴向(41)弹性地与反转件(12)相连接。
16.按权利要求1～15中之一的离合器，其特征是，在将摩擦面(19)沿径向在至少两个摩擦件上分段时，具有不同直径的摩擦件是以不同的弹性(柔度)与反转件(12)相连接的。
17.按权利要求15或16的离合器，其特征是，由摩擦件构成的摩擦面相对于另一个摩擦面是调节地分布的。
18.按权利要求1或2的离合器，其特征是，反转件(12)是双质量的飞轮，构成第一质量的飞轮至少在摩擦面的区域中由烧结金属材料构成。
19.按权利要求1或2的离合器，其特征是，摩擦材料烧结在反转件(12)上和/或压盘(13)上。
20.按权利要求1～19中之一的离合器，其特征是，离合器是单片干式离合器。
21.按权利要求1～19中之一离合器，其特征是，离合器是复盘离合器(盘式离合器)，并且或者是从动盘或者是主动盘至少在摩擦面的区域中是由烧结金属材料构成的。
22.按权利要求1～21中之一的离合器，其特征是，摩擦件至少在摩擦面的区域中不是用烧结金属材料而是用一种有机摩擦衬片构成的，离合器盘至少在摩擦面的区域中是由烧结金属材料构成的。
23.按照权利要求22的离合器，其特征是，离合器盘是一个金属整体件，并至少在摩擦面的区域中由烧结金属材料构成。
24.按前述权利要求中之一的离合器，其特征是，压盘(13)上配有至少一个按权利要求3～18所述的摩擦件。
全文摘要
本发明涉及一种操纵离合器(10)，它尤其用于汽车，具有至少一个离合器盘(11)和至少一个反转件(12)，它们都配有至少一个摩擦面。为了达到摩擦副的最佳化，本发明规定将反转件(12)的摩擦面(19)设置在摩擦件(14)上，该摩擦件(14)则与反转件(12)相连接。摩擦件(14)至少部分地由绕结金属材料构成，该材料与离合器盘(11)的有机摩擦衬片(15)相配。
文档编号F16D13/64GK1125973SQ95190257
公开日1996年7月3日 申请日期1995年3月31日 优先权日1994年4月2日
发明者D·冈尼亚, V·曼诺拉舍, N·舒尔茨 申请人:吉烈舍格金属烧结工厂股份有限公司, 雷贝斯托斯工业产品有限公司