專利名稱：用于向發動機冷卻風扇傳遞運動的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于向風扇傳遞運動的裝置，其中的風扇用于冷卻機動車中的冷卻劑。
背景技術：
容納在機動車散熱器中的冷卻劑需要進行冷卻，在與此相關的技術領域內，公知的是，需要將空氣強制吹送到散熱器上，以便于能更快地將熱量從冷卻劑發散到外界環境中，所述的強制氣流是通過使風扇轉動而產生的，通常情況下，風扇或者被直接安裝到驅動軸或水泵軸上，或者被安裝到帶有皮帶輪的固定從動軸上，其中的皮帶輪從一條由驅動軸帶動的傳動皮帶接收運動。還公知的是所述風扇必須要被制成只有當冷卻水達到預定溫度時才進行轉動，冷卻水的溫度由恒溫器進行檢測，該恒溫器觸發電磁離合器，電磁離合器的閉合使得風扇開始旋轉。
更具體來講，需要機動車的風扇必須能按照如下條件轉動-以低于傳動軸轉速的低速轉動，用于在外界溫度較低的條件下執行冷卻；-在外界溫度較高、或者使用條件會造成發動機過熱的情況下，轉速等于甚至大于傳動軸的轉速；-在外界溫度特別低、或繼續冷卻將無用甚至有害的情況下，以零轉速轉動，也就是說風扇根本不轉動，相對于傳動軸保持停轉狀態。
為了實現這些性能特征，人們已經研制出了混合型的聯接系統，該混合型聯接系統具有由電磁操作的摩擦離合器和驅動聯軸器，驅動聯軸器的工作則是基于渦流電流，該渦流電流是通過在永久磁體的附近轉動導體元件而產生的。
例如，德國專利文件DE-3203143介紹了一種機構，在該機構中，驅動軸被連接到電磁離合器的轉子上，利用與風扇相連的銜鐵使該離合器接合，以實現直接驅動，而低轉速工況則利用兩部件之間的接合關系來實現，其中的一個部件是導體盤，其隨傳動軸一起轉動，另一部件是與風扇保持一體的永磁體，由于兩部件之間存在相對滑轉，所述的接合關系能實現低速傳動。但是，采用這樣的方案無法使風扇獲得停轉的工況。
為了克服這一缺點，與本申請同申請人的專利文件EP-1130232介紹了一種用于向機動車中的冷卻劑風扇傳遞運動的裝置，該裝置包括運動發生裝置，風扇借助于一個惰動支撐件安裝在該裝置上；第一電磁離合器，該離合器的接合/分離使得風扇以一定的轉數轉動或為零轉速，其中，所述轉數等于運動發生裝置的轉動轉數；第二離合器，該離合器的接合/分離使得風扇以一定的轉數轉動或為零轉速，其中，所述轉數小于運動發生裝置的轉動轉數；用于接合/分離所述第二離合器的電磁型裝置，在該運動傳遞裝置中，所述第一離合器被支撐在一個大體上靠近發動機殼固定基座的位置上，所述第二離合器被軸支撐著，該軸被固定在一個從發動機基座顯著外伸的位置上。
盡管該裝置實現了它的功能，但是存在一些缺點，產生這些缺點的原因是這樣的事實在第二離合器的轉子與固定電磁鐵之間存在一個小的氣隙，在出現意外接觸的情況下，該氣隙會導致不正常的磨損，產生意外接觸的原因或者是由于與內燃機一體的運動產生部件傳遞來振動，或者是由于相對運動的同軸部件在同心度公差方面的問題。
另外，該現有裝置并未考慮到這樣的可能性在離合器線圈的供電出現故障和/或完全中斷時、例如在整個電氣系統發生故障時，維持風扇的轉動—盡管是低速轉動。
發明內容
因而，提出了一個技術問題提供一種用于向機動車冷卻劑冷卻風扇傳遞轉動運動的裝置，該裝置允許風扇以一定的轉數轉動，該轉數是根據發動機的實際冷卻需求而確定出的，該裝置還具有使風扇在停轉狀態保持靜止的可能性，該裝置的尺寸緊湊，且不帶有很大且高成本的外伸轉動質量，該裝置是由數目不多的若干成本低的部件構成的，且在供電和控制裝置失效的情況下，該裝置也能保證風扇的可靠運轉。
根據本發明，通過提供一種用于向機動車冷卻劑冷卻風扇傳遞運動的裝置而解決了上述的技術問題，其中的運動傳遞裝置具備技術方案1中的區別特征。
從下文參照附圖對本發明實施方式的非限定性示例所作的描述，可了解本發明進一步的細節內容，在附圖中圖1是對根據本發明的、用于向風扇傳遞運動的裝置所作的示意性軸向剖視圖。
具體實施例方式
如圖1所示，用于向機動車冷卻風扇1傳遞運動的裝置被設置在風扇1自身與驅動裝置20之間，驅動裝置20與皮帶輪3為一體，皮帶輪3利用傳動皮帶(圖中未示出)與驅動軸相連。為了使下文的描述簡明，可以這樣來理解“縱向方向”的含義該方向與驅動裝置20的縱向軸線重合/平行。
更詳細來講，驅動裝置包括中空的套管21，其一端被連接到與皮帶輪3一體的轉子31上，并被安裝在軸承11上，軸承11利用鍵銷安裝到固定支撐凸緣12的承座12a上，凸緣12與發動機的基座10是一體的。
所述凸緣12具有一個向外側延伸的縱向延長部，該延長部構成了帶有內通孔13a的固定心軸13，電線67可從內通孔13a中穿過。
所述轉子31構成了第一離合器30的轉動元件，第一離合器30是由環形的電磁鐵32構成的，電磁鐵32與轉子31同心，且被設置在轉子31與固定的凸緣12之間，電磁鐵與一恒溫器(圖中未示出)實現電路連接，恒溫器例如用于感測冷卻水的溫度。
離合器30的銜鐵33被設置在電磁鐵32的相對一側(相對于轉子31而言)，其與軸承的推力塊33a相連接，推力塊33a反過來再利用鍵銷安裝到中空套管21上，支撐著風扇1的鐘形件1a也與所述推力塊相聯接。
在中空套管21的自由端上，安裝了一個電感型的第二離合器60，該離合器是基于傅科電流(Foucault currents)或渦流電流(parasiticcurrents)進行工作的，可利用相關的裝置使該離合器實現接合，該相關裝置是由第二環形電磁鐵62構成的，該電磁鐵62反過來又借助于軸承70同軸地安裝在中空套管21上，軸承70被布置在套管21與第二離合器60轉子61的一特殊環形承座61a之間，并被同軸地插入到該特殊的環形承座61a中。
所述轉子61反過來被安裝到一個相關的軸承61上，軸承61利用鍵銷安裝到套管21上。
相對于電磁鐵62，第二離合器的銜鐵63被布置在轉子61的相對一側，并借助于彈性膜片66實現與套管21的轉動互鎖，彈性膜片66允許銜鐵在軸向上進行移動，但阻止其繞縱向軸線轉動。
電磁鐵62屬于帶有永久磁體62a的類型，永磁體62a始終吸引著銜鐵63，直到向線圈62b的受控供電將永磁體62a的磁場中和為止。
如上所述，電感型的第二離合器60是基于傅科電流或渦流電流進行工作的，其包括多個永磁體65，這些永磁體被由非磁性材料制成的保持環65a支撐著，保持環65a與鐘形件1a是一體的；以及環體64a，其是用導電材料制成的，且構成了轉子61的環形部分，在該環體上一體地鑄造了例如用鋁制成的非磁性元件64b。
按照這種方式，保持環65a和磁體65與轉子的環形部分64a構成了感應聯動元件，以促使鐘形件1a轉動，進而使風扇1轉動。
該聯接機構的工作原理如下-如果電磁鐵32和第二離合器60的線圈62b均被保持在失電狀態，則第一離合器30的銜鐵33就保持與轉子31的分離，而第二離合器60的銜鐵63則被磁體62a吸引，與轉子61接合，這樣，轉子61將開始轉動，從而將第二離合器60與鐘形件1a聯接起來，由此使風扇1轉動；所述的轉動會在離合器60的元件64a和65a之間產生渦流感應電流，這將使得鐘形件1a、進而風扇1轉動。
由于借助于轉子61對鐘形件的驅動伴有相對滑動，所以風扇的轉速要低于套管21的轉速。
-如果對第一離合器30的電磁鐵32加電，則銜鐵33將被吸引而與轉子31接觸，并隨其一道開始轉動，使得鐘形件1a、進而風扇1執行轉動，風扇1轉動的轉數等于驅動皮帶輪3的轉數；-如果第二離合器的線圈62b被通電，且將第一離合器30的電磁鐵32斷電，則兩離合器的銜鐵33和63都將保持與對應轉子31/61分離開的狀態，因而，鐘形件1a、進而風扇1將保持相對于產生運動的套管21靜止而處于停轉工況。
在電磁鐵32與62的供電完全失效或中斷的情況下，第二離合器的永磁體62a將吸引著銜鐵63，使得轉子61轉動，轉子61借助于離合器64保持著風扇的轉動—盡管是最低速的轉動(即所謂的“失效保護”效果)，這就使得車輛能繼續行使而無需向服務中心求助。
因而，本發明指明了根據本發明的傳動裝置如何能使風扇實現三級所需的轉速(即與運動發生軸的轉數相比，風扇轉數相等/小于/為零)，以及如何在不對固定支撐件施加很大轉動載荷的前提下實現慢速的安全轉動，其中的原因在于第二離合器的電磁鐵可具有小得多的尺寸，本發明的傳動裝置能確保實現改善的安全狀況，其原因在于同心度的缺陷和/或從內燃機傳遞來的振動對第二離合器轉子的正確轉動不會產生任何影響。換言之，將所有轉動部件設置在運動發生套管上的設計確保了各個同等地受到相同應力的部件保持同心。
盡管未在圖中表示出，但可考慮將根據本發明的裝置設計成這樣第二離合器是磁滯型的，而非電感型的。
在此情況下，被一個環體支撐著的永磁體被布置在第二離合器的轉子上，同時，在鐘形件1a上聯接一個半硬磁材料。
該裝置的工作原理基本上保持不變。
在圖1所述的優選實施方式中，還可考慮如下的特征-第二離合器60銜鐵63的膜片被直接聯接到轉動的套管21上；
-第一離合器30的銜鐵33被直接固定到對應的軸承33a上；-第二離合器的磁體62a與固定心軸13之間的連接關系借助于一個非剛性的元件71實現，該元件例如是橡膠等材料。
權利要求
1.一種用于向機動車中的冷卻劑冷卻風扇(1)傳遞運動的裝置，其包括固定的支撐軸(13)以及運動發生裝置(3，21)，風扇(1)借助于惰動支撐件(1a)安裝在該裝置上；第一電磁離合器(30)，該離合器的轉子與所述運動發生裝置(3，21)是一體的，該離合器的接合使得風扇以一定的轉數轉動，該轉數等于運動發生裝置的轉動轉數；第二離合器(60)，該離合器的轉子(61)被安裝到所述運動發生裝置(21)上，且該離合器的接合/分離使得風扇以一定的轉數轉動或為零轉速，所述轉數小于運動發生裝置(3)的轉動轉數；用于接合/分離所述第二離合器的電磁型裝置(62)，其中，所述第一離合器(30)被支撐在一個很靠近發動機殼的固定基座(10)的位置上，所述第二離合器(60)被一固定軸(13)支撐著，處于一個從發動機的基座(10)顯著外伸的位置上，其特征在于第二離合器(60)的接合裝置(62a、62b)被安裝在所述運動發生裝置(21)上。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一離合器(30)與第二離合器(60)被布置成與固定的支撐軸(13)同軸，且兩離合器相互同軸。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第二離合器(60)的所述接合裝置(62)是由電磁離合器構成的。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于所述電磁離合器包括永磁體(62a)和勵磁可控的線圈(62b)。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于所述磁體(62a)被安裝在運動發生裝置(21)上，且軸承(70)被設置在二者之間。
6.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于磁體(62)的支撐件通過彈性裝置(71)與固定的支撐軸(13)相聯接。
7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于第二離合器(60)的轉子(61)通過軸承(61b)安裝在運動發生套管(21)上。
8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于第二離合器(60)的導電元件是由與運動發生裝置(21)一體的銜鐵(63)構成的。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于相對于電磁鐵(62)，所述銜鐵(63)被布置在轉子(61)的相對側上，借助于彈性膜片(66)使所述銜鐵與運動發生裝置(21)轉動互鎖。
10.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于第二離合器(60)的轉子(61)具有一環周凸緣(64b)，在該凸緣上，一體地鑄造有用非磁性材料制成的環形元件(64b)。
11.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第二離合器(60)是渦流電流型離合器。
12.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第二離合器(60)是磁滯型離合器。
13.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于第一離合器(30)的銜鐵(33)與風扇(1)的支撐鐘形件(1a)被安裝到支撐軸承(33a)上，軸承(33a)利用鍵銷安裝到運動發生套管(21)上。
14.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的固定支撐心軸(13)同軸地設置在運動發生裝置(21)中，運動發生裝置(21)反過來同軸地設置在第二離合器(60)中。
15.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述固定軸(13)具有同軸的通孔(13a)。
16.根據權利要求15所述的裝置，其特征在于用于對第二接合離合器的電磁鐵進行接線的電線被設置在固定軸(13)的所述同軸通孔(13a)中。
全文摘要
一種用于向機動車中的冷卻劑冷卻風扇(1)傳遞運動的裝置，其包括固定的支撐軸(13)以及運動發生裝置(3，21)，風扇(1)借助于惰動支撐件(1a)安裝在該裝置上；第一電磁離合器(30)，該離合器的轉子與所述運動發生裝置(3，21)是一體的，該離合器的接合使得風扇以一定的轉數轉動，該轉數等于運動發生裝置的轉動轉數；第二離合器(60)，該離合器的轉子(61)被安裝到所述運動發生裝置(21)上，且該離合器的接合/分離使得風扇以一定的轉數轉動或為零轉速，所述轉數小于運動發生裝置(3)的轉動轉數；用于接合/分離所述第二離合器的電磁型裝置，其中，所述第一離合器(30)被支撐在一個很靠近發動機殼固定基座(10)的位置上，所述第二離合器(60)被一固定軸(13)支撐著，處于一個從發動機的基座(10)顯著外伸的位置上，第二離合器(60)的接合裝置(62a、62b)被安裝在所述運動發生裝置(21)上。
文檔編號F16D27/00GK1752422SQ20051010637
公開日2006年3月29日 申請日期2005年9月22日 優先權日2004年9月22日
發明者P·博費利 申請人:巴魯法蒂股份公司