專利名稱:保安風(fēng)扇離合器的制作方法
本發(fā)明涉及一自動(dòng)風(fēng)扇離合器，特別地涉及一離心力響應(yīng)式離合器。
本發(fā)明的用途是借助連接于一從動(dòng)裝置的多個(gè)內(nèi)部膨脹式離心作用摩擦制動(dòng)片，使自動(dòng)風(fēng)扇起動(dòng)。多個(gè)滑動(dòng)盤有選擇地偏向多個(gè)簧片，從而供給摩擦制動(dòng)片以起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)從動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)。在任何輸入驅(qū)動(dòng)速度時(shí)，將摩擦制動(dòng)片轉(zhuǎn)矩的大小設(shè)計(jì)成大于從動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩，從而提高從動(dòng)裝置的速度，直到達(dá)到一驅(qū)動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)平滑的嚙合。本發(fā)明最好要求從動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩量和內(nèi)部制動(dòng)片的轉(zhuǎn)矩量與速度的平方成函數(shù)關(guān)系。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于借助一離心響應(yīng)式離合機(jī)構(gòu)，使風(fēng)扇起動(dòng)。本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的目的在于多個(gè)不同慣性的轉(zhuǎn)盤的配合下有選擇地在多個(gè)摩擦制動(dòng)片上施加和解脫一預(yù)載力。該轉(zhuǎn)盤可以一限定數(shù)量相對(duì)于其它轉(zhuǎn)盤自由地旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)部份地由一制動(dòng)裝置控制。因此，本發(fā)明包括帶有一嚙合和脫離嚙合工作模式并包括一驅(qū)動(dòng)或輸入部件的離心響應(yīng)式離合器;一個(gè)包括一旋轉(zhuǎn)地與驅(qū)動(dòng)部件隔離并適合于由圓筒驅(qū)動(dòng)的嚙合面和從動(dòng)部件的由主動(dòng)部件使之旋轉(zhuǎn)的圓筒;和一旋轉(zhuǎn)上與驅(qū)動(dòng)和從動(dòng)部件隔離并適合于向從動(dòng)部件施加一制動(dòng)力的制動(dòng)裝置。從動(dòng)部件包括用于驅(qū)動(dòng)地嚙合嚙合面的多個(gè)離心力響應(yīng)式摩擦制動(dòng)片和在摩擦制動(dòng)片上向嚙合表面產(chǎn)生一預(yù)載力的裝置。離合器包括用于嚙合和脫離嚙合包括多個(gè)轉(zhuǎn)盤的摩擦制動(dòng)片的裝置，隨從動(dòng)部件旋轉(zhuǎn)的多個(gè)轉(zhuǎn)盤中的一個(gè)包括引起轉(zhuǎn)盤彼此相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，該相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)引起向摩擦制動(dòng)片上施加嚙合和脫離嚙合的預(yù)載力。一旦施加了制動(dòng)，從動(dòng)部件就減慢直至停止。為了解脫從動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)，最好要求施加這樣的制動(dòng)，該制動(dòng)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩量應(yīng)大于摩擦制動(dòng)片的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩量減去主動(dòng)轉(zhuǎn)矩所得之差值。
圖的扼要說(shuō)明圖1是一風(fēng)扇離合器的截面圖。
圖2和3是分別處在嚙合和脫離工作模式狀態(tài)下的離合器不同部件的示意圖。
圖4和5是分別處在嚙合和脫離工作模式狀態(tài)下的離合器其它部件的示意圖。
圖6是一展示了一備用制動(dòng)機(jī)構(gòu)的局部截面圖。
圖7是一用于起動(dòng)圖6中制動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝置的示意圖。
參照附圖，有一圖示的風(fēng)扇離合器10。離合器10包括一輸入或驅(qū)動(dòng)部件12。如圖1所示，驅(qū)動(dòng)部件12包括一連接于法蘭16的輸入軸14。圖1示意從動(dòng)離件13與驅(qū)動(dòng)部件12嚙合時(shí)處于嚙合工作模式的離合器10。法蘭16以眾所周知的方法安裝在一自動(dòng)引擎的一旋轉(zhuǎn)零件上。軸14和法蘭16通?？梢酝ㄟ^(guò)被標(biāo)明為18的左旋線連接。用于連接軸與法蘭的裝置對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)并不重要。從動(dòng)部件12包括用雙排滾珠軸承22隔離軸14的風(fēng)扇殼20。軸承22通過(guò)開(kāi)口環(huán)26安裝在風(fēng)扇殼20內(nèi)。風(fēng)扇殼20包括一帶有扇形安裝表面24的扇形部件。風(fēng)扇被固定在風(fēng)扇殼20上并與之一起旋轉(zhuǎn)。用多個(gè)螺栓42將風(fēng)扇40和風(fēng)扇殼20固定在第一轉(zhuǎn)盤40上。用螺栓42再將風(fēng)扇接合器盤或襯套44固定在風(fēng)扇殼20上。襯套44，以下將詳細(xì)描述，包括適用于安裝螺帽48的開(kāi)孔46或多個(gè)這樣的開(kāi)孔，而螺帽又螺旋地接受相應(yīng)的螺栓42。第二轉(zhuǎn)盤60用一襯套62旋轉(zhuǎn)地安裝在風(fēng)扇殼20和第一轉(zhuǎn)盤40上。襯套62可由開(kāi)口環(huán)64固定。
離合器10，特別是從動(dòng)部件13進(jìn)一步包括通過(guò)銷72固定在軸14上的圓筒70。圓筒70包括徑向延伸部份74和軸向延伸部分76。軸向凸出部份76限定了圓形摩擦表面78。
第一轉(zhuǎn)盤40包括一最佳地帶有一固定在其上通常被標(biāo)明為52的并被安置靠近第二轉(zhuǎn)盤的一類似的徑向延伸部份62的例如聚四氟乙烯的低摩擦材料的徑向延伸部份50。通常被標(biāo)明為64的例如制動(dòng)卡鉗的固定式制動(dòng)裝置被分別安置在第一和第二轉(zhuǎn)盤40和60的徑向延伸部份50和62的周圍。如下所述，制動(dòng)帶可以代替制動(dòng)長(zhǎng)鉗。在制動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)與撤消驅(qū)動(dòng)時(shí)，離合器10將分別嚙合和脫離。
應(yīng)知道的是第一轉(zhuǎn)盤40的有效慣性量要比第二轉(zhuǎn)盤40的慣性量大，這是由于第一轉(zhuǎn)盤40連接于離合器10的較大的部件并與之一起旋轉(zhuǎn)。
參照?qǐng)D1可以看出，風(fēng)扇殼20進(jìn)一步包括一終止在平面邊界92的軸向延伸部份90。在圖2和圖3中對(duì)平面邊界92作了更清楚的描述。圖2示意離合器處于嚙合工作模式，而圖3示意離合器處于脫離工作模式。更特別的是，風(fēng)扇殼20包括多個(gè)拱形槽94a-c。通過(guò)槽94延伸的是一類似的多個(gè)銷子96a-c。模式銷子96被固定在如圖1所示的第二轉(zhuǎn)盤60上并與之旋轉(zhuǎn)，圖1只標(biāo)明了許多銷子96中的一個(gè)。銷子96進(jìn)而經(jīng)過(guò)位于第一轉(zhuǎn)盤40上的槽98。
平面邊界92進(jìn)而支撐從其中延伸并牢固地嵌入延伸部份90的三對(duì)具有小間距的銷子100a-b，102a-b和104a-b。從中徑向延伸的簧片106，108和110交錯(cuò)結(jié)合在每對(duì)銷子100，102和104之間。每個(gè)簧片終止在通常被標(biāo)明為112的拱形端部。正如下面詳細(xì)描述的，簧片106-110偏向作用于圓筒70的摩擦表面78的多個(gè)內(nèi)部膨脹式離心作用摩擦制動(dòng)片120a-c。
回到圖1再作簡(jiǎn)單的描述，在圖的下部有銷子122。銷子從襯套44延伸進(jìn)圓筒70的內(nèi)部。襯套44支撐三個(gè)在圖2和3中有更清楚地描述的銷子122a，b，c，而在圖1中沒(méi)有展示。這些銷子旋轉(zhuǎn)地支撐多個(gè)摩擦制動(dòng)片120a-c。為了與圓筒70的摩擦表面78嚙合，每個(gè)摩擦制動(dòng)片120支撐摩擦制動(dòng)件126a-c的拱形帶。
第一轉(zhuǎn)盤40進(jìn)一步包括通過(guò)在轉(zhuǎn)盤60上的拱形開(kāi)孔142a-c延伸的多個(gè)軸向延伸突出部140a-c。圖1描述了突出部140c，而圖4對(duì)余下的突出部14a-b作了更清楚的描述。圖4展示處于嚙合工作模式的兩個(gè)轉(zhuǎn)盤40和60的相互關(guān)系。當(dāng)制動(dòng)裝置沒(méi)有起動(dòng)時(shí)，這種狀況是存在的。突出部140通過(guò)轉(zhuǎn)盤60延伸。轉(zhuǎn)盤60進(jìn)一步包括一固定于安置在銷子146和驅(qū)動(dòng)突出部140a之間的例如一延伸彈簧的彈簧148的銷子146或其它類似的裝置。應(yīng)注意的是轉(zhuǎn)盤60可被調(diào)正，從而適應(yīng)2個(gè)或更多的銷子146和彈簧148。彈簧148用于使轉(zhuǎn)盤60相對(duì)于轉(zhuǎn)盤40旋轉(zhuǎn)而把驅(qū)動(dòng)突出部帶入它們?nèi)鐖D4所示的反時(shí)針位置。此外，在嚙合工作模式時(shí)，將制動(dòng)裝置關(guān)閉，由彈簧148在轉(zhuǎn)盤40和轉(zhuǎn)盤60之間提供驅(qū)動(dòng)連接。更特別的是，利用彈簧148連接，轉(zhuǎn)盤60被相應(yīng)地牽引到轉(zhuǎn)盤40。
壓住摩擦制動(dòng)片的簧片106-110的嚙合或脫離嚙合可分別通過(guò)制動(dòng)裝置64的解除驅(qū)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)來(lái)進(jìn)行控制。脫離工行模式是通過(guò)起動(dòng)固定式制動(dòng)裝置64而獲得。如前所述，制動(dòng)裝置可以是接觸每個(gè)轉(zhuǎn)盤62和50的一邊的帶有制動(dòng)墊片的轉(zhuǎn)盤卡鉗式或如圖6所示的外部制動(dòng)片或制動(dòng)帶。圖6分別展示了分別接觸第一轉(zhuǎn)盤40和第二轉(zhuǎn)盤60的摩擦表面171和172的制動(dòng)帶摩擦表面170的寬度。用于把制動(dòng)帶169移進(jìn)與轉(zhuǎn)盤嚙合的裝置是如圖7所示的螺線管驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。正如從以下的描述可以看到，當(dāng)制動(dòng)裝置起動(dòng)時(shí)，較低慣性的轉(zhuǎn)盤60的旋轉(zhuǎn)將停止。較高慣性的轉(zhuǎn)盤40及其摩擦表面50或70將繼續(xù)相對(duì)于較低慣性的轉(zhuǎn)盤60及其摩擦表面62或172以限速順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)引起了銷子96在槽94中旋轉(zhuǎn)。銷子96如圖所示以反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，這樣這些銷子96朝內(nèi)向相應(yīng)的簧中106-110施力或偏壓，使其脫離摩擦制動(dòng)片120。此外，在脫離工作模式時(shí)，使制動(dòng)裝置打開(kāi)，兩個(gè)轉(zhuǎn)盤的相對(duì)旋轉(zhuǎn)將引起突出部140被安置在如圖5所示的槽142順時(shí)針部件上。應(yīng)注意的是，槽142長(zhǎng)度最好稍短于安置在風(fēng)扇殼20上的槽94的長(zhǎng)度。這是由于在上述轉(zhuǎn)盤的相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，防止較大慣性轉(zhuǎn)盤40與從轉(zhuǎn)盤60延伸的薄銷子96相接觸。
在工作中，驅(qū)動(dòng)裝置10有兩種工作模式，這兩種模式之一是嚙合工作式，其間輸入軸14的驅(qū)動(dòng)力傳遞至風(fēng)扇30，另一種模式是脫離工作模式，其間風(fēng)扇與輸入軸14脫離。嚙合和脫離工作模式之間的轉(zhuǎn)換是通過(guò)如制動(dòng)長(zhǎng)鉗64或制動(dòng)帶169的制動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)控制的。在嚙合工作模式期間，制動(dòng)裝置是關(guān)閉的，結(jié)果，轉(zhuǎn)盤60和40可自由地在彈簧148的影響下各自互相驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。在這種嚙合工作模式期間，恢復(fù)彈簧148將使較小慣性的轉(zhuǎn)盤60相對(duì)于較大慣性的轉(zhuǎn)盤40以順時(shí)針?lè)绞叫D(zhuǎn)。相對(duì)于轉(zhuǎn)盤40的轉(zhuǎn)盤60的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)進(jìn)而使固定在轉(zhuǎn)盤64上相對(duì)于風(fēng)扇殼20和襯套44以順時(shí)針?lè)绞叫D(zhuǎn)。因此獲得了如圖2所示的方向。當(dāng)銷子96順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖2所示，簧片106-110迫使制動(dòng)片120壓住旋轉(zhuǎn)圓筒70的摩擦表面78，由于制動(dòng)片120和旋轉(zhuǎn)圓筒70之間的接觸，支撐制動(dòng)片120的風(fēng)扇殼20也被致使旋轉(zhuǎn)。開(kāi)始時(shí)風(fēng)扇30的轉(zhuǎn)速將小于襯套70的轉(zhuǎn)速，這是因?yàn)閴鹤⌒D(zhuǎn)襯套70的輕載摩擦制動(dòng)片120之間有滑動(dòng)。當(dāng)風(fēng)扇30的速度，也就是摩擦制動(dòng)片120的速度增加時(shí)，產(chǎn)生了一離心力，該力進(jìn)而促使摩擦制動(dòng)片120壓住其中的襯套，把風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速提高至圓筒70和軸14的轉(zhuǎn)速。
當(dāng)要使風(fēng)扇30脫離輸入軸14時(shí)，可產(chǎn)生一控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)制動(dòng)裝置，一旦接收到這些信號(hào)，卡鉗64的制動(dòng)墊片或制動(dòng)帶169的摩擦表面170分別嚙合轉(zhuǎn)盤40和60的延伸部份52，62或171，172。正如前述，轉(zhuǎn)盤40的有效慣性量將明顯大于轉(zhuǎn)盤60的慣性量，這是由于轉(zhuǎn)盤40連接許多包括風(fēng)扇30在內(nèi)的驅(qū)動(dòng)裝置10的較大部件之故。因此，在驅(qū)動(dòng)時(shí)，制動(dòng)裝置將分別施給轉(zhuǎn)盤40，60大小相等的制動(dòng)力。較小慣性的轉(zhuǎn)盤60將幾乎趨于立即停止，較大慣性的轉(zhuǎn)盤40將繼續(xù)以如圖5所示的順時(shí)針?lè)绞叫D(zhuǎn)。因此，由于兩個(gè)轉(zhuǎn)盤的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，突出部140將如圖5所示在其相對(duì)的槽142中順時(shí)針旋轉(zhuǎn)并完全放開(kāi)回動(dòng)彈簧148。這種旋轉(zhuǎn)使銷子96相對(duì)于其相應(yīng)的槽94以反時(shí)針?lè)绞叫D(zhuǎn)，并促使彈簧106-110放開(kāi)摩擦制動(dòng)片。在這種脫離工作模式時(shí)，制動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩量和摩擦制動(dòng)片轉(zhuǎn)矩量的組合不足以驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇30。因此風(fēng)扇30將停止。當(dāng)希望再次嚙合風(fēng)扇時(shí)，制動(dòng)裝置64中的控制信號(hào)被消除，因此，如圖2和3所示，回動(dòng)彈簧148再次使轉(zhuǎn)盤60和銷子96以順時(shí)針?lè)绞叫D(zhuǎn)，從而使簧片112再次以上述方式使摩擦制動(dòng)片壓住旋轉(zhuǎn)圓筒70。
當(dāng)然在上述說(shuō)明的實(shí)施例中可以實(shí)現(xiàn)許多變化和調(diào)正而不脫離它的范圍。因此，這個(gè)范圍只是通過(guò)附加權(quán)利要求
的范圍加以限制。
權(quán)利要求
1.一帶有嚙合和脫離嚙合模式的風(fēng)扇離合器(10)包括一驅(qū)動(dòng)或輸入部件(14)，一包括嚙合面(78)的由該驅(qū)動(dòng)部件(14)使之旋轉(zhuǎn)的圓筒(70)，其特征在于該離合器包括一從動(dòng)部件(20，30)，該從動(dòng)部件旋轉(zhuǎn)地與該驅(qū)動(dòng)部件(14)隔離并適合于由包括用于驅(qū)動(dòng)地嚙合該嚙合面(78)的多個(gè)離心力響應(yīng)式摩擦制動(dòng)片(120)的該圓筒(70)驅(qū)動(dòng)；用于使該摩擦制動(dòng)片偏向該嚙合面的裝置；用于嚙合和脫離嚙合的包括多個(gè)轉(zhuǎn)盤(40，60)的該摩擦制動(dòng)片的第一裝置，其中3的轉(zhuǎn)盤與該從動(dòng)部件(20，30)一起旋轉(zhuǎn)，包括用以引起該轉(zhuǎn)盤(40，60)相對(duì)于其它轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的裝置(140，142，148)，該相對(duì)旋轉(zhuǎn)致使摩擦制動(dòng)片和該嚙合面(78)嚙合和脫離嚙合。
2.如權(quán)利要求
1所定義的離合器(10)，其特征在于該第一裝置包括用以有選擇地對(duì)每個(gè)該第一和第二轉(zhuǎn)盤施加一相等的力或轉(zhuǎn)矩的裝置(64)。
3.如權(quán)利要求
2所定義的離合器(10)，其特征在于該第一裝置進(jìn)一步包括一相對(duì)于該從動(dòng)部件(20，30，44)旋轉(zhuǎn)地可移動(dòng)的該第二轉(zhuǎn)盤(60)并在其中包括至少一個(gè)徑向定位的槽(142)、一延伸通過(guò)至少一個(gè)該槽(142)的驅(qū)動(dòng)突出部(140)、固定在該第一轉(zhuǎn)盤(40)上關(guān)與之旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)突出部(140)和連接于該第二轉(zhuǎn)盤(60)的彈簧裝置(146，148)當(dāng)該力或轉(zhuǎn)矩不施加的時(shí)候用以促使該轉(zhuǎn)盤(40，60)旋轉(zhuǎn)到額定位置的該第一轉(zhuǎn)盤(40)
4.如權(quán)利要求
3所定義的離合器(10)，其特征在于該彈簧裝置(146，148)包括一互相連接該第二轉(zhuǎn)盤(60)和該驅(qū)動(dòng)突出部(140)的張力彈簧(148)。
5.如權(quán)利要求
4所定義的離合器(10)，其特征在于該從動(dòng)部件(20，30)包括多個(gè)徑向定位槽(94)，其中該第二轉(zhuǎn)盤(60)包括穿過(guò)并與該偏向裝置(106-110)嚙合的多個(gè)銷子(96)，該轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)到一相對(duì)于該偏向裝置的位置，以引起該銷子使該偏向裝置脫離該摩擦制動(dòng)片(120)，以及旋轉(zhuǎn)到另一相對(duì)位置，以引起該銷子使該偏向裝置嚙合該摩擦制動(dòng)片。
6.如權(quán)利要求
5所定義的離合器(10)，其特征在于該第二轉(zhuǎn)盤(60)的慣性量要小于該從動(dòng)部件和與其旋轉(zhuǎn)的第一轉(zhuǎn)盤(40)的慣性量。
7.如權(quán)利要求
6所定義的離合器(10)，其特征在于該彈簧裝置(106-110)包括多個(gè)固定在該從動(dòng)部件上在簧片，該簧片的另一端部適合于使該摩擦制動(dòng)片的相應(yīng)端部與該圓筒(70)嚙合。
8.如權(quán)利要求
7所定義的離合器(10)，其特征在于每個(gè)該摩擦制動(dòng)片(120)被旋轉(zhuǎn)地固定在該從動(dòng)部件(20，30)上并包括一支撐摩擦件(126)的第二端部，其中該摩擦件在該從動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速增加時(shí)與該圓筒作進(jìn)一步的接觸。
9.如權(quán)利要求
8所定義的離合器(10)，其特征在于該施力裝置(64)包括一用以對(duì)每個(gè)該第一和第二轉(zhuǎn)盤施加一相等的正常力的制動(dòng)卡鉗。
10.如權(quán)利要求
9所定義的離合器(10)，其特征在于該施力裝置包括一用以對(duì)每個(gè)第一和第二轉(zhuǎn)盤施加轉(zhuǎn)矩力的制動(dòng)帶。
11.如權(quán)利要求
10所定義的離合器(10)，其特征在于該制動(dòng)裝置(64)的轉(zhuǎn)矩大小要大于從動(dòng)部件轉(zhuǎn)矩和摩擦制動(dòng)片轉(zhuǎn)矩之差
專利摘要
具有一嚙合和脫離嚙合工作模式的離合器(10)包括用于驅(qū)動(dòng)地嚙合一嚙合面(78)的多個(gè)離心力響應(yīng)式摩擦制動(dòng)片(120)；由多個(gè)轉(zhuǎn)盤(40，60)控制摩擦制動(dòng)片的嚙合和脫離，其中一個(gè)轉(zhuǎn)盤相對(duì)于其它轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F01P7/00GK86103353SQ86103353
公開(kāi)日1986年11月26日 申請(qǐng)日期1986年5月15日
發(fā)明者朱利安·察考斯基, 阿蘭·德瓊 申請(qǐng)人:加拿大福萊姆有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan