CN102848080B - 在摩擦部件摩擦表面中生产凹陷图案的方法及该摩擦部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在摩擦运行装置的摩擦部件（4）的摩擦表面（36）中生产多凹陷图案的方法，该摩擦运行装置优选是一种多片离合器或多片制动器。在准备好该摩擦部件之后，这种多凹陷图案是通过非传统的材料去除来产生的，材料的去除优选是以一种无接触的方式、特别优选是借助一个激光束完成的。此外本发明涉及一种具有摩擦表面（36）的摩擦部件，其中提供了通过根据本发明的方法可生产的或生产的一种多凹陷图案。

Description

在摩擦部件摩擦表面中生产凹陷图案的方法及该摩擦部件

技术领域

本发明涉及用于在摩擦运行装置的摩擦部件的摩擦表面中产生一种多凹陷图案的方法。此外，本发明涉及一种用于摩擦运行装置的摩擦部件，该摩擦部件具有一个摩擦表面，在该摩擦表面中提供了一种多凹陷图案。

背景技术

现有技术已经披露了用于多片离合器的摩擦片，这些摩擦片实质上由一个摩擦面层载体以及一个应用到该摩擦面层载体的一侧或两侧上的摩擦面层构成。摩擦面层的背离摩擦面层载体的这一侧形成了摩擦片的摩擦表面。尤其是在湿式多片离合器中，使用了在其摩擦表面中提供了多个凹陷或凹槽的多个摩擦片，以便对于摩擦片的摩擦表现、使用寿命以及阻力矩表现施加正面效果。

为了获得所提及的这种多凹陷或凹槽的图案，在实践中使用了多种不同的方法。因此，在本文中首先提及的是摩擦面层冲压法。在这种传统成型方法中，带有这种多凹陷或凹槽图案的反形状(negative shape)的一个模具被压靠在摩擦面层上以便在摩擦面层的摩擦表面内获得对应的多个凹陷或凹槽。然而，冲压法具有的缺点是可以实现的凹槽深度不是特别大。而且，冲压一种复杂的多凹陷或凹槽图案所要求的模具对于生产是昂贵的，并且因此只能以相对多的努力以及相对高的成本来进行冲压法。此外，尽管在冲压时在凹槽边缘处没有形成材料积聚，但已经发现凹槽边缘被这种冲压过程修圆，并且因此不可能通过冲压过程来精确或准确地生产一个有角的凹槽边缘。因此，冲压法不允许精确地预先确定凹槽边缘的形状，并且因此也不可能预言摩擦片的后续表现在多片离合器中的使用过程中会具有令人希望的精确度。

除了冲压成型方法之外，当前还使用传统的切削方法，即铣削和研磨，来在摩擦片的摩擦表面中产生多凹陷和凹槽的图案。在提及的这两种方法中，研磨法不能经济地执行，并且因此它在当今扮演着一个附属角色。相比之下，铣削法却给出了增加的杰出性，即便是在一种多凹陷或凹槽图案中通过铣削所产生的这些凹陷或凹槽就凹槽深度而言会遭受严重波动。此外，铣削在凹槽边缘处导致材料的相对严重的积聚，并且这在多片离合器中的操作过程中会影响摩擦片的表现。因此，例如，这种积聚的材料在操作过程中会被磨削，从而引起冷却油或润滑油的污染。而且，积聚的材料可以被迫使向下进入邻接凹槽之中，在此它改变了凹槽的截面并且因此它进而在多片离合器的操作过程中改变了摩擦片的表现。如果摩擦面层是纸质摩擦面层，这进一步在这些被铣削部分的区域中引起碎屑，并且这可以同样引起污染并且在运转表现上产生作用。此外，尽管与冲压法相比有可能通过铣削法实现较大的凹槽深度，但在此也没有可能实现与摩擦面层的厚度相对应的最大凹槽深度，尤其是因为在这种情况中，在刀具与摩擦面层载体之间将存在接触，这会导致刀具磨损或者令人不希望的从摩擦面层载体中去除材料。由于，即便通过铣削法来生产凹槽或凹陷，也必须使用相对昂贵的铣削刀具(如立铣刀)，这种方法也仅能够在一个有限的程度上被经济地使用。

发明内容

因此本发明的一个目的是指明一种用于在摩擦运行的装置的摩擦部件的摩擦表面中生产一种多凹陷图案的方法，通过这种方法可以制造一个具有准确度的摩擦部件从而使得可以可靠地预料在一个摩擦运行装置中使用时该摩擦部件的表现。此外本发明基于为摩擦运行装置提供一种摩擦部件的目的，当使用在一个摩擦运行装置中时这种摩擦部件展现出可靠的可预料的表现并防止了该摩擦运行装置的污染。

这个目的是通过专利权利要求1和9中指明的这些特征实现的。本发明的多个有利的实施方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的方法被用来在一种摩擦运行装置的摩擦部件的摩擦表面中产生一种多凹陷图案。这种多凹陷图案优选是一种凹槽图案，在该凹槽图案中这些凹陷因此具有长形的设计。该摩擦运行装置优选是一种多片离合器或制动器，特别优选是一种湿式多片离合器或多片制动器。在根据本发明的方法的一个方法步骤中，准备一个具有摩擦表面的摩擦部件。该摩擦部件优选是一个“摩擦片”，该摩擦片例如可以在上述这些摩擦运行装置之一(也就是说，例如一种多片离合器或制动器)中使用。在这个实施方案中，进一步特别优选的是如果该摩擦部件是具有被应用到摩擦面层载体上的一个摩擦面层的摩擦片，这于是就在一个先前的方法步骤中将一个摩擦面层应用到摩擦面层载体上以便产生该摩擦表面。因此，例如，该摩擦面层的背离该摩擦面层载体的一侧可以形成这种由摩擦面层载体以及摩擦面层构成的摩擦部件的摩擦表面。在所提及的先前的方法步骤中，该摩擦面层优选被黏附地粘结到摩擦面层载体上。一旦已经准备好摩擦部件，就可以生产这种多凹陷图案(优选凹槽图案)，这根据本发明是通过非传统的材料去除来完成的。术语“非传统的材料去除”在此旨在表示的是在没有机械作用的情况下从一个实体(在这种情况中是摩擦面层)分离材料微粒。因此，例如，这种多凹陷或凹槽图案可以通过材料的热学、化学或电化学去除来产生。由于在非传统的材料去除过程中的这种从摩擦面层分离材料微粒是不需要机械作用而发生的，该方法的过程是独立于摩擦部件的机械性质的，也就是说，例如独立于摩擦面层以及摩擦面层载体的机械性质。而在铣削这些凹陷或凹槽的情况中，就这些凹陷或凹槽的深度而言摩擦部件的材料机械性质可以引起严重波动，而这些机械性质在非传统的材料去除(即当无机械作用地对材料的微粒进行分离时)过程中扮演着可以忽略的角色。相反，通过非传统的材料去除却实现了一种相对大的且恒定的深度的凹陷和凹槽。

为了在通过非传统的材料去除来生产这种多凹陷图案之后消除摩擦部件上的相关清洁操作，这种多凹陷图案或凹槽图案在根据本发明的方法的一个优选的实施方案中是通过无接触式材料去除来产生的。例如这种无接触式材料去除可以包括瞬时放电腐蚀或者通过激光切割来去除。

在根据本发明的方法的一个特别优选的实施方案中，这种多凹陷图案或凹槽图案是通过一个激光束来产生的。借助激光束的材料去除已经被证实其自身是所有非传统材料去除方法中最佳的。因此，不仅有可能借助激光束来在这种多凹陷或凹槽图案中实现特别大的深度的凹陷或凹槽，还已经发现的是借助激光束可以用一种特别准确的方式来产生一个凹槽边缘而没有对该凹槽边缘的明显的修圆(这种修圆例如在冲压的情况中会出现)或者形成伸出超过该摩擦表面的在凹槽边缘的区域中的材料积聚(如在特别是通过铣削就是这种情况)。由于这种凹陷或凹槽的边缘可以生产有特别的准确度，还有可能的是提供对于该摩擦部件在摩擦运行装置内的使用过程中的其随后表现的一个相对准确的预测。此外，在使用根据这个实施方案的摩擦部件时，可以大大避免摩擦运行装置的污染，尤其是因为在这些凹槽边缘处没有材料积聚的发生，而积聚的材料在操作过程中是可以磨削的或者可以被迫使进入邻接的凹陷或凹槽中，在此它将进一步对摩擦部件的表现具有负面效果。另外，根据本发明的方法的这种实施方案可以相对经济地执行，尤其是因为有可能省却昂贵的工具，如冲压模具或立铣刀，而且这些工具是特别易受磨损的。

在根据本发明的方法的另一个优选的实施方案中，一种固态激光束(优选一种Nd:YAG激光束)、或者一种气态激光束(优选CO₂激光束)被用来产生这种多凹陷或凹槽图案。在这个实施方案中，该固态激光束或Nd:YAG激光束已经证实是特别适合的，尤其是因为有可能更加灵活地控制，对准或倾斜以便在多凹陷或凹槽设计中实现最大的自由度。

在根据本发明的方法的另一个特别优选的实施方案中，一种纸质摩擦面层作为一个摩擦面层被应用到摩擦面层载体上并且它优选被黏附地粘结到摩擦面层载体上。无接触式材料去除的上述优点对于纸质摩擦面层是特别明显的，尤其是因为可以实现这些凹陷或凹槽的特别大的深度，而这个深度仅遭受非常轻微的波动。此外，在凹槽边缘的区域中不会出现材料的积聚。而且，已经不可能检测到纸质摩擦面层的任何碎屑，这种碎屑不仅会对于摩擦部件的运行表现产生负面影响而且还会明显缩短其使用寿命，尤其是因为这种碎屑可以导致纸质摩擦面层的进一步的撕裂。在所有无接触式材料去除方法中，当使用纸质摩擦面层时，就凹陷或凹槽深度以及凹陷和凹槽边缘的几何形状而言，通过激光束的无接触式材料去除已经实现了最佳结果。而且，在通过激光束的无接触式材料去除的情况中，没有可能在切削位置的区域中在纸质摩擦面层上检测到任何碎屑。

在根据本发明的方法的一个有利的实施方案中，激光束的焦点以及摩擦部件执行一种彼此相对的运动。术语“焦点”在本发明中使用的意义不是必须具有术语“焦点”的严格的物理意义，而是在此旨在实质上表示激光束照射在摩擦部件上的面积。而且，术语“相对运动”使之清楚的是，首先并非重要的是激光束的焦点是否被安排在一个固定的位置而实际上是摩擦部件在运动、或者该摩擦部件是否被安排在一个固定的位置而实际上是激光束的焦点在运动。另外，在这种背景下同样有可能的是焦点或摩擦部件均未被安排在一个固定的位置处，其结果是焦点和摩擦部件均被实际上或主动地移动。然而，由于激光束的这种倾斜或对准使之有可能在凹陷或凹槽的几何形状上施加一种确切地预期作用而不需要任何较大的花费，在此实施方案中优选的是如果激光束的焦点单独或至少额外地被主动地移动或驱动。在这种实施方案中，激光束的焦点与摩擦部件之间的相对运动表示的是焦点沿至少一个路径被引导过摩擦部件的摩擦表面，而因此允许产生该凹槽图案的一个凹槽。

在根据本发明的方法的一个优选的实施方案中，该焦点沿着一个与直线偏离的路径被引导过摩擦表面。此处，特别清楚的是通过激光束的无接触式材料去除的优点是优于通过铣削来生产凹槽的优点的。而纯粹是由于铣削头的惯量，沿着一个与直线相偏离的路径进行铣削是相对耗时的，而在激光束的焦点区域中通过激光束的无接触式材料去除可以被特别快速地执行，这尤其是因为激光束可以通过借助一个移动式反射镜系统或类似物而以一种特别快速且简单的方式来受到控制，以便沿着与直线偏离的路径来引导该焦点。在这个实施方案中，进一步优选的是如果与直线偏离的路径是弧形、弯曲或螺旋的形状。而且，如果与直线偏离的路径具有一个连续的进展的话(如在这种实施方案是进一步优选的)，这种通过激光束的无接触式材料去除的优点是特别显著的。

在根据本发明的方法的另一个特别优选的实施方案中，激光束的焦点是沿至少两个路径被引导，该至少两个路径在一个交点处相交。由于激光束的焦点在两个路径的交点处作用在摩擦部件或摩擦面层上的频率是在沿对应路径的其它点处上的频率的两倍这一事实，在交点处产生的凹槽深度必然大于沿这两个路径在其他区域中所产生的凹槽深度，而无需一种为此目的的复杂的控制系统。而一个立铣刀，例如，在交点区域中必须被有意地驱动更深地进入到摩擦部件或摩擦面层的材料中，而为了实现同样的结果仅简单地必须使得激光束的焦点沿两个路径对来被引导。在此背景中，可以注意到的是，就这些凹槽内的冷却和润滑流体的冷却和润滑表现而言，在这两个路径的交点的区域中一个较大的凹槽深度是有利的，并且因此在这个实施方案中摩擦部件的冷却和润滑被改善。

在根据本发明的方法的另一个有利的实施方案中，这些路径之一在交点处终止。这使之清楚的是这两个路径不必需是在常规意义上相交的，相比之下，在这种情况中也在交点处实现了带有上述优点的一个较大的凹槽深度。

为了能够在交点的区域中实现不同的凹槽深度而无需额外控制焦点沿这些路径的速度、激光束的功率或类似物，激光束的焦点在根据本发明的方法的另一个有利的实施方案中至少在与交点相邻接的这些路径区段中是以恒定功率的激光束来被引导的。如以上已经指出的，由此有可能不需要进一步的特殊控制而在交点的区域中实现一个较大的凹槽深度，其中这个凹槽深度近似是与交点相邻接的路径区段中的凹槽深度的两倍。

在根据本发明的方法的一个特别有利的实施方案中，在与交点相邻接的这些路径区段中具有恒定功率的激光束与摩擦面层是彼此相配合的方式为，使得摩擦面层在交点处被激光束完全去除而在与交点相邻接的这些路径区段中仅被部分地去除。这个目的是可以实现的，例如，通过使得焦点沿这些路径的速度与所使用的摩擦面层的材料相匹配。

在根据本发明的方法的另一个优选的实施方案中，当焦点沿该路径被引导过摩擦表面时修改该激光束的功率。通过改变激光束的功率，因此简单的事情就是改变有待产生的一个凹槽的沿该路径的凹槽深度以便在不同的区域中在摩擦部件的表现上施加一种特殊作用，而无需调整工具(如一个立铣刀)的复杂且费时的过程。

根据本发明的方法的另一个优选的实施方案，当焦点沿该路径被引导过摩擦表面时修改该焦点的大小。通过这种方式，有待沿该路径产生的凹槽的宽度是能够以一种特别简单的方式来改变以便对不同区域中的摩擦部件的摩擦和润滑表现施加特殊作用。在这种情况中，不存在对于一种复杂控制系统的需要；相比之下，焦点的大小能够以一种相对简单的方式通过与激光束相关联的一个光学系统来修改。因此，也在根据本发明的方法的这个实施方案中，通过激光束的无接触式材料去除明显优于通过铣刀的切削，尤其是因为铣削头的尺寸是不能改变的，其结果是同一个铣削头将必须在这个路径区域中使用几次以便实现有待生产的凹槽的对应宽度。这使得铣削与这个实施方案中根据本发明的方法相比明显更耗时。

在根据本发明的方法的另一个特别有利的实施方案中，有待沿该路径产生的凹槽图案凹槽的凹槽深度有利地是改变的，这是通过在焦点被引导过摩擦表面时改变焦点沿该路径的速度来实现的。在此同样不需要对工具(如一种铣销刀具)的调整，尤其是因为如果与其他位置相比激光束在一个位置处保持更长时间的话，激光束会在摩擦部件或摩擦面层中自动实现一个较大的凹槽深度。因此，也在这种情况中将激光束用于无接触式材料去除允许了以一种特别简单且快速的方式来在摩擦部件的摩擦表面中产生凹槽图案。

在以上给出的说明中，已经说明了多种方法，通过这些方法有待产生的凹槽的沿该路径的凹槽深度借助激光束是可以修改的。在根据本发明的方法的另一个有利的实施方案中，这是通过对该激光束的焦点沿同一个路径被引导至少两次来完成的。这可以是有利的，如果使用一种具有较低且恒定功率的激光，为此原因在此优选的是如果激光束具有一个恒定功率。此外，在此实施方案中有利的是由激光束的作用而引入在该摩擦部件上的热量不会突然发生而是依次地带有一次或多次中断，由此减小将热量引入摩擦部件中的负面效果。然而应该指出，在任何情况中，使用激光束来产生凹槽意味着与这些凹槽被磨削时的情况相比摩擦部件受到的影响更小。在这个实施方案中，进一步特别优选的是如果激光束是以其相对于该摩擦部件的一种修改的倾斜或对准而沿同一个路径被引导两次或更多次。因此，在第一次沿该路径通过的过程中，激光束可以具有一个第一倾斜或对准，通过这样可以以一种有目的的方式来产生一个第一凹槽侧面的坡度，而在第二沿该路径通过的过程中，激光束可以具有相对于该摩擦部件的一个第二倾斜或对准，通过这样可以通过一个有目的的方式来产生该有待产生的该凹槽的相对的第二凹槽侧面。由此，清楚的是使用激光束来产生该凹槽图案的这些凹槽不仅允许凹槽深度而且还允许这些凹槽侧面的特别灵活的构形，例如包括一个凹槽侧面，该凹槽侧面与该摩擦表面包围一个小于90°的角，如将在以下更详细地予以说明的。

在根据本发明的方法的另一个有利的实施方案中，用于产生多凹陷或凹槽图案的激光束进一步被用于从摩擦面层载体上去除材料和/或对其进行切割。换言之，在这个实施方案中，这些通常单独执行的且进一步表示出横向传输必要性的方法步骤直接彼此相跟随，这是因为同一个过程(即通过激光束的材料去除或切割)同样被用来修改该摩擦面层载体。在此优选的是如果这是在同一个机加工站上执行。

在根据本发明的方法的另一个优选的实施方案中，借助激光束在摩擦部件内产生了至少一个通孔。如通过参见以上说明的实施方案已经指明的，激光束因此不仅在此承担产生一个凹槽图案的作用；此外，该摩擦部件通过借助激光束产生通孔而被进一步修改，这是因为该摩擦部件被使用在一个摩擦运行装置中时，在摩擦部件的相反两侧之间可以产生一种压力均等。因此有可能在摩擦部件的润滑和摩擦表现上施加一个正面效果而无需在一个额外的或不同的机加工站上的一个额外的方法步骤。在这个实施方案中，进一步优选的是如果在沿这些路径之一的一个点处产生该通孔，例如当焦点沿该路径被移动时，不需要通过更多的努力而主要通过停止或减速该焦点来实现的某物。

为了减少与将摩擦面层应用到摩擦面层载体上的相关努力，在根据本发明的方法的另一个特别有利的实施方案中的摩擦面层是借助激光束来切割的以便产生该摩擦面层的外缘和/或内缘。由于在这个实施方案中的摩擦面层的外缘和/或内缘只是在摩擦面层已经被应用到摩擦面层载体上之后才由此而产生的，在摩擦面层的前述的应用过程中就不需要相关的并且对其进行精确的定位的过程。取而代之的是，该摩擦面层可以具有一个伸出部分，该伸出部分可以借助激光束而被切下。因此，在这个实施方案中进一步优选的是如果摩擦面层被切割以便借助激光束将超出该摩擦面层载体的外缘和/或内缘的摩擦面层的一个伸出部分去除。为了阻止摩擦面层在其外缘和/或内缘的严重磨损，尤其是使用纸质摩擦面层条件下的摩擦面层的碎屑，在此实施方案中进一步优选的是如果摩擦面被切割以便借助激光束在摩擦面层的外缘和/或内缘上产生一个切角或倒角。在这个实施方案中，进一步优选的是如果焦点在一个环形或圆形路径上被引导以便切割该摩擦面层从而产生该摩擦面层的外缘和/或内缘。

如以上已经指明的，激光束的倾斜或对准是可以通过一个光学系统来相对容易地修改的从而允许了这些凹槽的灵活设计。在根据本发明的方法的另一个优选的实施方案中，激光束被倾斜或对准以便产生一个凹陷或凹槽边缘，该凹陷或凹槽边缘包围小于90°的角。这具有的效果是生产一种摩擦部件，尽管这些凹陷或凹槽有大的保持容积，但该摩擦部件的摩擦表面仍是相对大的。这种在轴向方向上将该凹陷或凹槽的多个部分再定位在摩擦表面之后通过冲压是完全不可能的并且也只能通过一种明显增加努力的铣削来实现，并且在铣削中由摩擦部件或摩擦面层的这些机械性质所引起的不准确性可以在凹槽边缘的区域中引起一种相对不稳定的摩擦表面。在这个实施方案中，进一步优选的是如果激光束被倾斜或被对准以便产生一个凹陷或凹槽边缘，该凹陷或凹槽边缘包围一个小于70°的角以便产生凹陷或凹槽的保持能力，该凹陷或凹槽对于摩擦运行装置内的摩擦部件的表现具有一个明显作用。然而，已经进一步发现的是这个角不应该小于45°，如在这个实施方案中进一步优选的，尤其是因为在较小的角度上摩擦表面在凹槽边缘的区域中的稳定性会下降。为了进一步增强由凹陷或凹槽边缘所包围的小于90°的角的上述优点，在这个实施方案中激光束特别优选被倾斜或被对准以便产生一个楔形凹陷或凹槽截面。表达这的另一种可能的方式也就是说，激光束被倾斜或对准的方式为使得两个相互相对的凹陷或凹槽边缘包围小于90°、优选小于70°的上述角。为了获得这种楔形形状的凹陷或凹槽截面，例如焦点可以沿同一个路径被引导两次，其中这两次经过是通过激光束相对于摩擦部件具有不同的倾斜或对准来执行的，如以上已经通过参见根据本发明的方法的一个不同的实施方案所说明的。

根据本发明的一种用于摩擦运行装置的摩擦部件具有一个摩擦表面，在该摩擦表面中提供了根据本发明的方法是可产生的或产生的一种多凹陷图案。在这种情况中，该摩擦部件优选被设计用于一种多片离合器或制动器，特别优选是用于一种湿式多片离合器或制动器。如以上通过参见根据本发明的方法已经说明的，该摩擦部件优选是摩擦片，特别优选是具有一个摩擦面层的一种摩擦片，该摩擦面层被应用到一个摩擦面层载体上并且形成该摩擦表面，其中该摩擦面层优选是由纸质摩擦面层形成。该摩擦面层载体一方面优选是金属摩擦面层载体，特别优选是一种钢制摩擦面载体，其上优选地黏附地粘结纸质摩擦面层。

在根据本发明的摩擦部件的一个优选的实施方案中，该凹槽图案的至少一个凹槽(优选所有这些凹槽)偏离一条直线，特别优选具有一个弧形、弯曲形或螺旋形并且如果适当的话具有连续的进展。

根据本发明的摩擦部件的另一个优选的实施方案，凹槽图案的两个凹槽在摩擦部件的摩擦表面中在一个交点处相交，在这个交点处的凹槽深度大于在与该交点相邻接的这些凹槽区段的深度。由此有可能实现摩擦部件的一种改善的冷却和润滑表现。在这个实施方案中，优选的是如果这些凹槽之一在这个交点处终止，这两个凹槽因此形成例如一种Y形的凹槽图案。在这个实施方案中进一步优选的是如果这些凹槽的凹槽基底是由摩擦面层形成的，而在交点处这些凹槽的凹槽基底是由摩擦面层载体形成的。以此方式，一方面摩擦面层的结合性在其中的凹槽基底是由摩擦面层自身形成的那些凹槽的区域中得以保持，同时对于冷却或润滑油的最大保持能力是在这些凹槽的交点处产生的，从而在摩擦部件的冷却和润滑表现上展现一种正面效果。

根据本发明的摩擦部件的另一个特别优选的实施方案，该凹槽图案的至少一个凹槽具有一个凹槽边缘，该凹槽边缘包围一个小于90°，优选小于70°的角，其中该凹槽的凹陷或凹槽截面特别优选具有一种楔形的形状。如通过参见根据本发明的方法已经说明的，这产生了具有一个大的保持能力的凹槽而没有过多地减小摩擦表面的尺寸。为了避免对于摩擦面层的稳定性的过多限制，由凹槽边缘包围的这个角特别优选不小于45°。

附图说明

以下通过示例性实施方案并参见附图对本发明进行更详细的说明，在附图中：

图1示出了一个应用了摩擦面层之后的摩擦部件的正视图；

图2示出沿图1中的截面线A-A的截面视图；

图3示出在该摩擦面层已经借助一个激光束来进行切割之后的图2的截面图；

图4示出在借助激光束对该摩擦面层进行切割之后的来自图1的细节，以便展示在生产一个凹槽图案的过程中激光束的焦点被引导所沿的这些路径；

图5示出在借助该激光束生产该凹槽图案之后沿着图4中的第一路径的一个截面图；

图6示出在按照根据本发明的方法的第二变体在借助该激光束生产该凹槽图案之后沿着图4中的第一路径的一个截面图；

图7示出通过激光束所生产的这些凹槽的一个变体实施方案的截面图；

图8示出通过根据本发明的方法的一个另外的变体实施方案生产的凹槽的一个纵向截面图；并且

图9示出通过根据本发明的方法的另一个变体实施方案所生产的一个凹槽的平面图。

具体实施方式

以下将参见图1至图9对根据本发明的方法的一种实施方案予以说明。

因此，首先准备了一个摩擦部件4的摩擦面层载体2。摩擦部件4优选是用于一种摩擦运行装置(优选是一种多片离合器或多片制动器)的一个摩擦片6。摩擦面层载体2基本上是圆形盘片或者环的形式并且它具有一条旋转轴线12，该旋转轴线在两个相反的轴向方向8、10上延伸。同样在图1中通过对应的箭头指示了摩擦面层载体2的以及因此整个摩擦部件4的相互反向的径向方向14、16以及两个相互反向的圆周方向18、20。摩擦面层载体2(该摩擦面层载体由金属，优选由钢构成)具有一个外缘22以及一个内缘24，该外缘面向外在径向方向14上并且该内缘面向内在径向方向16上。在内缘24上形成多个齿26，并且摩擦面层载体2因此形成了一个内部片的基底。然而，应该指出的是同样可以将摩擦部件4或摩擦片6设计为一个外部片，在这种情况中这些齿26将被提供在外缘22上。

在准备了摩擦面层载体2之后，将一个摩擦面层(该摩擦面层在这种情况中是一个纸质摩擦面层28)应用到摩擦面层载体2的前侧30上，这一侧面向轴向方向8，其中优选将纸质摩擦面层28黏附地粘结到前侧30上。以一种对应的形式，准备另一个纸质摩擦面层32并将其应用到摩擦面层载体2的后侧34上，这一侧面向轴向方向10，并且在此也优选的是将纸质摩擦面层32黏附地粘结到摩擦面层载体2的后侧34上。结果在这个过程中形成的摩擦片6是一种在两侧上均配备有摩擦面层的摩擦片6。然而，应当指出，同样适当的是一种仅在一侧上配备摩擦面层的摩擦片6，在这种情况中，将有可能的是省却这两个纸质摩擦面层28、32中的一个。因为这两个摩擦面层28、32的结构基本上相同并且其进一步的加工也基本上类似，以下给出的这些细节首先应用到纸质摩擦面层28上，而这种说明以对应的形式还应用到纸质摩擦面层32上。

纸质摩擦面层28(如同摩擦面层载体2)基本上是环形或圆形盘片的形式。尽管图1中所展示的纸质摩擦面层28被设计成在圆周方向18、20上是连续的，但是纸质摩擦面层28还能以多个区段(因此例如以多个环形盘片区段)来应用到前侧30上。然而为了清楚的原因，在图1中未示出分段的纸质摩擦面层28。在所有情况中，纸质摩擦面层28具有背离该摩擦面层载体2的一侧，而这一侧形成了摩擦部件4或摩擦片6的摩擦表面36。因此，纸质摩擦面层28形成了摩擦部件4或摩擦片6的摩擦表面36，该表面在轴向方向8上面向前，而纸质摩擦面层32形成了摩擦部件4或摩擦片6的摩擦表面38，该表面在轴向方向10上面向后。在这种安排中，这些摩擦表面36和38优选是对应地平行于摩擦面层载体2的前侧30和后侧34而对齐的。

如具体从图2中可以看到，与在相互反向的径向方向14、16中所要求的相比，这些摩擦表面36和38具有更大的尺寸。纸质摩擦面层28因此在径向向外的方向14上具有一个伸出部分40并且在径向向内的方向16上具有一个伸出部分42。伸出部分40甚至在径向向外的方向14上伸出超过该摩擦面层载体2的外缘22。为了去除这两个伸出部分40、42并且为了产生一个精确修边的摩擦表面36，借助一种激光束48来切割该纸质摩擦面层28以便产生纸质摩擦面层28的外缘44和内缘46，这在图3中仅示意性地指示。在这个过程中，激光束48的焦点被引导在一个外部环形或圆形路径50上以便产生纸质摩擦面层28的外缘44。以一种相应的形式，激光束48的焦点被引导在一个内部环形或圆形路径52上以便产生纸质摩擦面层28的内缘46。这些伸出部分40和42由此被去除。如从图3中进一步清楚的是，切下这些伸出部分40和42在各自情况中跟随着对应的在纸质摩擦面层28的外缘44和内缘46上对应地产生一个切角或倒角54、56，由此增强了纸质摩擦面层在外缘44和内缘46处的结合性或稳定性。该切角或倒角54、56优选倾斜45°。

现在由摩擦面层载体2以及纸质摩擦面层28、32构成的摩擦部件4或摩擦片6已经准备好了，一种多凹陷图案(该图案在所考虑的本实例中倾向于是一种凹槽图案)是在纸质摩擦面层28的摩擦表面36中产生的，并且这可以通过一种对应的方式同样在纸质摩擦面层32的摩擦表面38中进行，如以上已经指出的。这种过程将通过参见图4和图5通过对于有待生产的这种凹槽图案的一部分的实例来予以说明。

这种凹槽图案是在没有机械作用的情况下通过从纸质摩擦面层28分离材料的颗粒来产生的，即这是非传统的材料去除。而且，所展示的形式的这种材料去除应该是在没有接触的情况下发生的，并且在所展示的实施方案中，为此目的使用了激光束48，该激光束在先前被用于沿外部路径和内部路径50、52来切割纸质摩擦面层28以便产生纸质摩擦面层28的外缘和内缘44、46。一种固态激光束，优选一种钕钇石榴石(Nd:YAG)激光束，被用作激光束48。作为一个替代方案，除了固态激光束或Nd:YAG激光束是优选的之外，将同样有可能的是使用一种气体激光束，优选CO₂激光束。

为了生产所提及的图案，激光束48的焦点与摩擦部件4或摩擦片6执行一种彼此相对的运动。在此根本不相关的是，激光束48的焦点是否具有静态的设计而摩擦部件4被主动地移动；摩擦部件4是否具有静态的设计而激光束48的焦点被主动地移动；或者激光束48的焦点以及摩擦部件4是否均被主动地移动。然而，有利的是如果至少激光束48的倾斜或对准能够被主动地修改。通过所提及的相对运动，激光束48的焦点沿至少两个路径被引导过摩擦表面36，即沿一个第一路径58以及沿一个第二路径60，这两个路径在图4中指明。两个路径58、60偏离一条直线，其中这两个路径58、60优选具有弧形、弯曲或螺旋形设计。此外从图4中清楚的是，这两个路径58、60各自具有一种连续的进展。而且，这两个路径58、60在一个交点62处相交，其中该第一路径58具有与交点62相邻接的两个路径区段64和66，而第二路径60具有与该交点62相邻接的两个路径区段68、70。尽管在图4中示出了两个路径58、60之间的一个常规的交叉点，同样有可能的是这两个路径之一58或60在交点62处终止，并且因此仅三个路径区段与交点62相邻接。

如从图5中可以看到，由此一个第一凹槽72是沿第一路径58产生，而一个第二凹槽74是沿第二路径60产生。因为激光束48在交点62处作用在纸质摩擦面层28或摩擦部件4上的频率是两倍于与交点62相邻接的这些路径区段64、66、68、70中的情况，所以在交点62的区域中所实现的凹槽深度N_K大于在与交点62相邻接的这些路径或凹槽区段64、66、68、70中的凹槽深度N_B。在图5所示的变体实施方案中，激光束48已经受到的控制方式为在与交点62相邻接的这些路径区段64、66、68、70中以同一个功率被操作。此外，在与交点62相邻接的这些路径区段64、66、68、70中具有同一个功率的激光束48被与纸质摩擦面层32相配合的方式为使得纸质摩擦面层28在交点62处被完全去除而在与交点62相邻接的这些路径或凹槽区段64、66、68、70中仅被部分地去除。以此方式，在交点62处凹槽基底76是由摩擦面层载体2的前侧30形成的，而至少在这些凹槽72、74的对应的凹槽区段64、66、68、70中凹槽基底78是由剩余的纸质摩擦面层28形成的。关于纸质摩擦面层28的结合性而言这具有多个优点并且此外其结果是摩擦面层载体2大体上未受到激光束48的影响。然而，还有可能在交点62处以及在第一和第二凹槽72、74中均实现最大凹槽深度，其结果是交点62处的凹槽基底76以及第一和第二凹槽72、74中的凹槽基底78是由摩擦面层载体2形成，如在图6中所指示的。然而，也在这个变体实施方案中，在交点62处实现的凹槽深度N_K大于在与交点62相邻接的这些路径或凹槽区段64、66、68、70中的凹槽深度N_B，尤其是因为在这个变体实施方案中激光束48使得在交点62处从摩擦面层载体2额外地去除材料。

在图5和图6所示的这两个变体实施方案中，这种激光束48被另外用来去除和/或切割摩擦面层载体2自身。如从图4中(结合图5或图6中任何一个)可以看到，一个通孔82是借助激光束48在第一路径58上的一个点80处产生的，所述孔在轴向方向8、10上延伸通过该摩擦面层载体2以及这两个纸质摩擦面层28、32。如果激光束48被假定具有一个恒定功率，在点80处的这个通孔82例如可以简要地通过以下方式来产生，即在点80处使得该焦点在其沿第一路径58的移动过程中停止或至少减速，从而留下足够的时间借助激光束48来切割通孔82。作为一个替代方案，当然还有可能的是在点80处增加功率。

图7展示了凹槽72或74的设计的另一个变体实施方案。因此，此处，激光束48被倾斜或对准以便产生一个凹陷或凹槽边缘84，这个边缘包围一个小于90°，优选小于70°的角α，然而特别优选是至少为45°。为了精确，凹槽边缘84的角α在各自情况中是由摩擦表面36与对应的凹槽侧面86来包围的。由于，在所考虑的这个实例中，彼此相对的凹槽侧面86均受到影响，凹槽72或74具有一种楔形的凹陷或凹槽截面。在这个实施方案中，有利的是如果焦点沿同一个路径被至少引导两次，并且这优选地是通过恒定功率的激光束48发生的。在这个过程中，为了首先机加工一个凹槽侧面86并且然后机加工相对的凹槽侧面86，最初是沿着该路径以一个第一倾斜或对准来引导激光束48，并且然后是沿着所述路径以一个第二倾斜或对准(它是相对于该第一倾斜或对准被修改的)来第二次引导激光束48。在所有情况中，重要的是激光束48相对于摩擦部件4或摩擦片6的倾斜或对准。

图8展示了用于生产以上所述的这些凹槽72和74的另一个变体实施方案。此处，随着焦点沿着路径58、60移动，修改了激光束48的功率以便在对应的凹槽72和74的延伸方向中实现凹槽深度的一种非连续性变化(此处被示用于纸质摩擦面层28)、或者一种连续变化(此处被指示用于纸质摩擦面层32)。作为一个替代方案或者补充措施，还可以通过对焦点沿着这些路径58和60的速度进行修改来使得在这些凹槽72和74的延伸方向中凹槽深度的发生变化。在焦点相对低速的区域中，因此去除更多的材料，并且因此，此处实现了与焦点被相对快速地移过摩擦表面36的区域中相比的一个更大的凹槽深度N_B。

图9用来展示用于生产这些凹槽72、74的方法的另一个变体实施方案，其中横向于这些凹槽72、74的延伸方向所测量的凹槽宽度B是被修改的。在这种情况中，图9中通过多条虚线来指示的焦点的大小在该焦点沿着路径58和60引导过摩擦表面36的过程中是被修改的。由此凹槽宽度B在凹槽72和74的延伸方向上改变。

参考符号清单

2 摩擦面层载体

4 摩擦部件

6 摩擦片

8 轴向方向

10 轴向方向

12 旋转轴线

14 径向方向

16 径向方向

18 圆周方向

20 圆周方向

22 外缘

24 内缘

26 齿

28 纸质摩擦面层

30 前侧

32 纸质摩擦面层

34 后侧

36 摩擦表面

38 摩擦表面

40 伸出部分

42 伸出部分

44 外缘

46 内缘

48 激光束

50 外部路径

52 内部路径

54 切角或倒角

56 切角或倒角

58 第一路径

60 第二路径

62 交点

64 路径区段

66 路径区段

68 路径区段

70 路径区段

72 第一凹槽

74 第二凹槽

76 凹槽基底

78 凹槽基底

80 点

82 通孔

84 凹槽边缘

86 凹槽侧面

α 角

B 凹槽宽度

N_B 凹槽深度

N_K 凹槽深度

Claims (28)

1.一种用于在摩擦运行装置的摩擦部件（4）的摩擦表面（36）中生产多凹陷图案的方法，该方法包括以下步骤：

准备一个具有摩擦表面（36）的摩擦部件（4），该摩擦部件（4）是具有一个被应用到摩擦面层载体（2）上的摩擦面层的一个摩擦片（6），该摩擦面层是一个纸质摩擦面层（28），该摩擦面层已经在一个先前方法步骤中被应用到该摩擦面层载体（2）上以便产生该摩擦表面（36），并且

生产该多凹陷图案，这是通过借助激光束（48）的材料去除来实现的，其中激光束（48）相对于摩擦部件（4）倾斜，其中，该激光束（48）被倾斜或被对准以便产生带有两个对置的凹陷边缘（84）的至少一个凹陷，该凹陷边缘每一个包围一个小于90°的角（α），其中，该激光束（48）的焦点与该摩擦部件（4）执行一种彼此相对的运动，通过这种相对运动该激光束（48）的焦点沿在一个交点（62）处相交的至少两个路径（58，60）被引导过该摩擦表面（36），其中，至少在与该交点（62）相邻接的这些路径区段（64，66，68，70）中该焦点是以恒定功率的该激光束（48）来被引导的，其中，在与该交点（62）相邻接的这些路径区段（64，66，68，70）中具有恒定功率的该激光束（48）与该摩擦面层彼此相配合的方式为使得该摩擦面层在该交点（62）处被完全去除而在与该交点（62）相邻接的这些路径区段（64，66，68，70）中仅被部分地被去除。

2.如权利要求1所述的方法，该多凹陷图案是凹槽图案。

3.如权利要求1所述的方法，该摩擦运行装置是一种多片离合器或制动器。

4.如权利要求1所述的方法，其中，这些路径之一在该交点（62）处终止。

5.如权利要求1所述的方法，其中，在该焦点被引导过该摩擦表面（36）时对该激光束（48）的功率、该焦点的大小和/或该焦点沿该路径（58，60）的速度进行修改。

6.如权利要求1所述的方法，其中，该焦点沿同一个路径（58,60）被引导至少两次。

7.如权利要求6所述的方法，其中，该激光束（48）具有恒定功率。

8.如权利要求6所述的方法，其中，该激光束（48）相对于该摩擦部件（4）具有一个修改的倾斜或对准。

9.如权利要求1所述的方法，其中，该激光束（48）被进一步用于从该摩擦面层载体（2）去除材料和/或对其进行切割。

10.如权利要求1所述的方法，其中，借助该激光束（48）在该摩擦部件（4）中生产至少一个通孔（82）。

11.如权利要求10所述的方法，该通孔（82）是沿这些路径（58，60）之一在一个点（80）处产生的。

12.如权利要求1所述的方法，其中，借助该激光束（48）切割该摩擦面层以便产生该摩擦面层的外缘和/或内缘（44，46）。

13.如权利要求12所述的方法，其中，这是通过将超过该摩擦面层载体（2）的外缘和/或内缘（22，24）的该摩擦面层的一个伸出部分（40，42）去除来实现的。

14.如权利要求12所述的方法，其中，这是通过在该摩擦面层的外缘和/或内缘（44，46）上产生一个切角或倒角（54，56）来实现的。

15.如权利要求12所述的方法，其中，该焦点是在一个环形或圆形路径（50，52）上被引导的。

16.如权利要求2所述的方法，其中，所述凹陷边缘（84）是凹槽边缘（84）。

17.如权利要求1所述的方法，其中，角（α）小于70°。

18.如权利要求1所述的方法，其中，该激光束（48）被倾斜或对准以便产生一个楔形的凹陷或凹槽截面。

19.一种用于摩擦运行装置的摩擦部件（4），该摩擦部件具有一个纸质摩擦面层（28）的一个摩擦片（6），该纸质摩擦面层被应用到一个摩擦面层载体（2）上并且形成该摩擦表面（36），其中，在该摩擦表面（36）中提供了通过如在以上权利要求之一所述的方法可生产的或生产的一种多凹陷图案。

20.根据权利要求19所述的摩擦部件（4），其中，该多凹陷图案是一种凹槽图案。

21.根据权利要求19所述的摩擦部件（4），该摩擦运行装置是一种多片离合器或制动器。

22.根据权利要求19所述的摩擦部件（4），该摩擦运行装置是一种湿式多片离合器或制动器。

23.如权利要求20所述的摩擦部件（4），其中，该凹槽图案的至少一个凹槽（72，74）或者所有这些凹槽（72，74）具有偏离一条直线的弧形、弯曲形或螺旋形或者具有连续的进展。

24.如权利要求20所述的摩擦部件（4），其特征在于，该凹槽图案的两个凹槽（72，74）在一个交点（62）处相交，在这个交点处的凹槽深度（N_K）大于在与该交点（62）相邻接的这些凹槽区段中的深度。

25.如权利要求24所述的摩擦部件（4），其中，这些凹槽（72，74）之一在该交点（62）处终止。

26.如权利要求24所述的摩擦部件（4），其中，这些凹槽（72，74）的凹槽基底（78）是由该摩擦面层形成，但在该交点（62）处是由该摩擦面层载体（2）形成。

27.如权利要求20所述的摩擦部件（4），其中，该凹槽图案的至少一个凹槽（72，74）具有一个凹槽边缘（84），该凹槽边缘包围一个小于90°的角（α）。

28.如权利要求27所述的摩擦部件（4），其中，该凹槽（72，74）的凹槽截面具有一种楔形的形状。