[發(fā)明專利]永磁體繞簧離合器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980121230.0
• 申請(qǐng)日: 2009-05-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102057178A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 布賴恩·W·巴扎德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美國(guó)精密工業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): F16D27/105
• 分類號(hào): F16D27/105
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 劉建功;車文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及繞簧離合器的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

繞簧離合器(wrap?spring?clutch)在現(xiàn)有技術(shù)中已熟知，且以多種形式用于傳遞旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)力。如在圖1中圖示，繞簧離合器1的基本設(shè)計(jì)涉及圍繞兩個(gè)軸(或轂)的螺旋彈簧3，以在彈簧卷繞在兩個(gè)軸上時(shí)將轉(zhuǎn)矩從輸入或主動(dòng)軸5通過(guò)彈簧傳遞到輸出或從動(dòng)軸7。通常，彈簧在一端上固定到軸其中的一個(gè)。當(dāng)離合器被激活時(shí)，彈簧的未固定的端部接附到另一個(gè)軸并且被旋轉(zhuǎn)直至彈簧卷繞在兩個(gè)軸上，因此允許轉(zhuǎn)矩從一個(gè)軸傳遞到另一個(gè)軸。

繞簧離合器可通過(guò)多種方式激活。美國(guó)專利6,247,569描述了通常稱為標(biāo)準(zhǔn)邏輯繞簧離合器的一個(gè)設(shè)備。在標(biāo)準(zhǔn)邏輯繞簧離合器中，彈簧的靜止或自由內(nèi)徑略大于軸的外徑，使得在不存在一些形式的接合動(dòng)作時(shí)，彈簧的自由端不夾緊其相應(yīng)軸，且離合器不在軸之間傳遞轉(zhuǎn)矩。因此，當(dāng)無(wú)動(dòng)力提供到標(biāo)準(zhǔn)邏輯繞簧離合器時(shí)，沒(méi)有轉(zhuǎn)矩通過(guò)離合器傳遞。為接合美國(guó)專利6,247,569的標(biāo)準(zhǔn)邏輯繞簧離合器，使用電磁體以將彈簧的自由端與驅(qū)動(dòng)軸連接，因此導(dǎo)致彈簧卷繞在兩個(gè)軸上。此設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯繞簧離合器要求電力以傳遞轉(zhuǎn)矩，這在一些應(yīng)用中是缺點(diǎn)。

也已知了反向邏輯繞簧離合器。在反向邏輯繞簧離合器中，螺旋彈簧的靜止或自由內(nèi)徑略微小于軸的外徑，使得在不存在一些形式的分離動(dòng)作時(shí)，兩個(gè)軸被彈簧夾緊且轉(zhuǎn)矩通過(guò)離合器傳遞。因此，反向邏輯繞簧離合器設(shè)計(jì)消除了為傳遞轉(zhuǎn)矩而對(duì)電力的需求。為將反向邏輯繞簧離合器分離，施加電力以磁性地將連接到彈簧的輸入端的控制圈拉靠在離合器殼體上，因此導(dǎo)致在從動(dòng)軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)彈簧展開(kāi)，最終導(dǎo)致彈簧內(nèi)徑增加得足夠大以使得兩個(gè)軸相互分離。然而，此設(shè)計(jì)的操作要求在旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)軸中存在充分程度的動(dòng)量以將彈簧展開(kāi)。對(duì)于低速應(yīng)用或當(dāng)存在低動(dòng)量的從動(dòng)載荷或高的輸出阻力程度時(shí)，從動(dòng)軸的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)可能不足以完全使彈簧展開(kāi)。離合器的這樣的不完全分離能導(dǎo)致裝置的過(guò)度磨損、生熱和過(guò)早失效。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明在下文中參考附圖解釋。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的繞簧離合器的透視圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的繞簧離合器的橫截面視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的繞簧離合器的部分橫截面視圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種繞簧離合器，所述繞簧離合器為傳遞轉(zhuǎn)矩不要求電力，而同時(shí)即使在輸出處動(dòng)量很小或阻力高的應(yīng)用中也保證了輸出從輸入的完全分離。在繞簧離合器設(shè)計(jì)中，特征的此組合至今尚不可獲得。本發(fā)明提供了新穎的螺旋彈簧接合設(shè)備，所述螺旋彈簧接合設(shè)備合并了永磁體和電磁體用于選擇地推動(dòng)可移動(dòng)的控制圈進(jìn)入與離合器輸入摩擦接合和使其脫離與離合器輸入的摩擦接合。施加到控制圈的摩擦力提供了卷繞螺旋彈簧的能量，所述螺旋彈簧處于靜止時(shí)尺寸略微比輸入元件和輸出元件的直徑大。控制圈通過(guò)永磁體的動(dòng)力被推動(dòng)進(jìn)入摩擦接合，因此避免了引發(fā)離合器接合而對(duì)電力的需求。當(dāng)電磁體通電時(shí)，永磁體的磁力線被重新定向而離開(kāi)控制圈，因此允許控制圈從離合器輸入移開(kāi)。這消除了摩擦力且允許彈簧展開(kāi)到其靜止直徑，因此將輸入轂和輸出轂解耦，且將離合器分離。解耦動(dòng)作僅取決于彈簧復(fù)原到其靜止直徑，且不取決于離合器輸出的持續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此保證了即使在輸出處動(dòng)量很小或阻力高的應(yīng)用中的離合器的完全分離。本發(fā)明的繞簧離合器在電力消耗必須被最小化且從動(dòng)載荷具有相對(duì)低的動(dòng)量和/或高阻力的應(yīng)用中是特別有用的。一個(gè)這樣的應(yīng)用是農(nóng)業(yè)播種機(jī)中，其中多行相對(duì)輕質(zhì)量、低速度的種子輸送裝置必須以低動(dòng)力消耗單獨(dú)地被控制且進(jìn)行安全的種子輸送。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的繞簧離合器10的橫截面視圖。提供了輸入軸12以從例如馬達(dá)或渦輪機(jī)的動(dòng)力源(未示出)接收軸旋轉(zhuǎn)形式的機(jī)械能。輸入軸12聯(lián)接到輸入轂14和輸入凸緣16，所述輸入轂14和輸入凸緣16都一起圍繞旋轉(zhuǎn)軸線18旋轉(zhuǎn)。軸12、轂14和凸緣16圖示為結(jié)合在一起的分離零件，例如通過(guò)收縮配合結(jié)合；然而，在其它實(shí)施例中，它們可整體地形成或具有不同的結(jié)構(gòu)組合。這些特征可共同地或單獨(dú)地被稱為輸入元件20，且其它實(shí)施例中的輸入元件可包括聯(lián)接在一起的其它結(jié)構(gòu)用于裝置輸入處的一致旋轉(zhuǎn)。

輸出轂22沿旋轉(zhuǎn)軸線18布置在輸入轂14附近。在圖2的實(shí)施例中未示出輸出軸，但本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到輸出軸或聯(lián)接為與輸出轂22一致旋轉(zhuǎn)的其它結(jié)構(gòu)可在多種實(shí)施例中使用，且可共同地或單獨(dú)地稱為輸出元件24。輸入元件20和輸出元件24分別被輸入軸承28和輸出軸承30支承以在離合器殼體26內(nèi)旋轉(zhuǎn)。