CN102562856A - 磁粉式涡轮离合器 - Google Patents

Abstract

一种磁粉式涡轮离合器，其以涡轮风扇为其主体，以提升动力传递连接与放开、张力控制、寸动、缓冲起动、煞车制动、过载保护及主动散热降温等功能，简化其结构，增加密封式磁粉室，进而提高其耐用性及适应各种使用环境等优点，改善传统磁粉式离合器的缺点。

Description

磁粉式涡轮离合器

技术领域

本发明涉及磁粉式涡轮离合器，主要是应用于具有主动散热降温、简化结构及增加密封式磁粉室，进而提高其耐用性及适应各种使用环境的磁粉式涡轮离合器的技术上。

背景技术

传统现有的磁粉式离合器是以转筒与被动转筒的媒介，利用线圈产生的磁场大小，加以控制磁粉的活动性，以此达到传递动能连接或是放开的效果，其被广泛应用于各式机床上，如印刷业、纺织业、输送带、金属加工业或制造业等。

然而，传统现有的磁粉式离合器在实际操作应用上仍然至少存在下列几项尚待克服解决的问题与缺陷：

一、传统磁粉式离合器的结构中转筒与被动转筒并存着，结构复杂，使得制造时组装困难度高，维修较困难。

二、传统磁粉式离合器的结构受限于转筒与被动转筒结构，外径尺寸及宽度受限，动能传递接合与放开功能性较差。

三、由于传统磁粉式离合器的结构中的转筒设计间隙过大，因此容易导致磁粉外漏，磁粉减少的现象发生，降低其工作效率。

四、传统磁粉式离合器的结构因无设计空气流通的空间，散热不易。

五、传统磁粉式离合器的结构于运转中产生高温，必须另外增加外在的散热装置或元件，以避免降低其工作效率，及提高成本。

六、传统磁粉式离合器的结构磁粉室并无密封的结构，磁粉容易受潮影响失去其功能。

七、传统磁粉式离合器的结构无法使固定转筒与被动转筒同时并存，所以失去很多功能性。

发明内容

本发明的目的在于针对传统习用的磁粉式离合器所既存的问题与缺陷提供一磁粉式涡轮离合器，以提供降温冷却效果，进而提高其耐用性及适应各种使用环境。

本发明提供一种磁粉式涡轮离合器，包括：传动轴心、第一风扇转子叶面、第二风扇转子叶面、线圈、前定子风扇面、后定子风扇面、前外壳、后外壳、双线圈固定座、被动轴心、滚珠轴承、密封胶圈、扣环、固定螺丝、埋头螺丝；其中：该传动轴心贯穿于该前定子风扇面、该第一风扇转子叶面、该第二风扇转子叶面、该后定子风扇面的中心，该传动轴心与该第一风扇转子叶面之间设有可互相结合的键与槽，该传动轴心与该前定子风扇面、该第二风扇转子叶面、该后定子风扇面之间设有滚珠轴承，该传动轴心转动时能够带动该第一风扇转子叶面一起转动，而所述前、后定子风扇面则维持固定不动；该第一风扇转子叶面外围对应于第二风扇转子叶面处设有磁粉室，该磁粉室的内部设有磁粉，该磁粉室的外部设有可抽真空的螺孔，可供置入封密元件并由该埋头螺丝锁固于该螺孔中，以将该磁粉室内部抽制成真空状态，并填充入惰性气体，该磁粉室外围设有凹槽，可供安装密封胶圈，让该磁粉室与该第二风扇转子叶面之间保持密封状态；该第二风扇转子叶面外围对应于该第一风扇转子叶面的磁粉室处设有动能传递部件，该动能传递部件与该磁粉室内壁面之间预留间隙，让磁粉可以受到该线圈所产生的磁力而充塞于间隙中，以产生磨擦与动能传递接合与放开的作用，该第二风扇转子叶面外围对应于后定子风扇面处设有磁粉室，该磁粉室的内部设有磁粉，该磁粉室的外部设有可抽真空的螺孔，可供置入封密元件并由该埋头螺丝锁固于该螺孔中，以此将该磁粉室内部抽制成真空状态，并填充入惰性气体，该磁粉室外围设有凹槽，可供安装密封胶圈，让该磁粉室与该后定子风扇面之间保持密封状态；该线圈分别设置于双线圈固定座的第一、第二容置室，利用该线圈所产生的磁场大小，控制磁粉的活动性；该前定子风扇面周围利用该固定螺丝锁固于该前外壳；该后定子风扇面周围利用该固定螺丝锁固于该后外壳，该后定子风扇面对应于该第二风扇转子叶面的磁粉室处设有制动部件，该制动部件与该磁粉室内壁面之间预留间隙，使磁粉可以受到该线圈所产生的磁力而充塞于间隙中，以产生磨擦与制动的作用；该前外壳周围利用该固定螺丝锁固于该双线圈固定座的一侧；该后外壳周围利用该固定螺丝锁固于该双线圈固定座的另一侧；该双线圈固定座两侧对应于第一、第二风扇转子叶面的磁粉室处设有第一、第二容置室，用于装设前、后两组线圈；该被动轴心外部利用该滚珠轴承枢设于该后定子风扇面轴心处，该被动轴心一侧利用该固定螺丝锁固于该第二风扇转子叶面上。

本发明的主要技术手段和效果在于：

一、本发明涡轮离合器是以多个涡轮转子风扇为主要主体结构，利用其最大外径，构成最佳化的动能传递接合与放开功能效果。

二、本发明涡轮离合器是以涡轮转子风扇，以主动的方式将空气吸入，从而达到降温及冷却涡轮离合器本身的功能。

三、本发明涡轮离合器是以涡轮转子风扇叶面作为磁粉及磁粉室的降温及冷却的功能。

四、本发明涡轮离合器是以后定子风扇为制动的其中一元件，用以制止风扇转子转动而达到制动的效果。

五、本发明涡轮离合器是以前定子风扇面、第一风扇转子叶面、第二风扇转子叶面以及后定子风扇面，四方面以不同的叶片数量及叶片相隔的间隔疏密不一，而造成空气流速与风压的改变，来增加其降温冷却涡轮离合器的功能效果。

六、本发明涡轮离合器是以密封式磁粉室采真空方式，或充填各式惰性气体来防止磁粉受潮与丧失其功能。

七、本发明涡轮离合器是以第一风扇转子叶面与第二风扇转子叶面以磁粉为中间媒介构成磁粉式涡轮离合器动力传递连接、放开主要的功能。

八、本发明涡轮离合器是以多个风扇转子与多个风扇定子的组合，以磁粉为各涡轮风扇的媒介，使得涡轮离合器可做出动力传递连接、放开、寸动、过载保护、缓冲起步、张力控制、煞车制动等多项功能。

本发明对照先前技术的有益技术效果在于：

一、涡轮离合器本身就是一种冷却机构，所以相较于传统的磁粉式离合器结构，涡轮离合器，不需要靠外加的散热原件或装置，就可以达到最佳化的降温冷却效果。

二、涡轮离合器本身采旋转方式动作，所以相较于传统的磁粉式离合器结构，涡轮离合器不需刻意加装转筒与被动转筒的结构来达到传递动能连接与放开的功能。

三、涡轮离合器本身采密封磁粉室结构，相较于传统的磁粉式离合器，涡轮离合器可以适应于较潮湿或容易受潮的环境下使用，因为是密封式磁粉室结构，所以不会有磁粉渗漏的现象产生。

四、涡轮离合器本身主体结构简单化，相较于传统的磁粉式离合器，涡轮离合器零件较少，组装容易，维修快速，故障机会也相对会少很多。

五、涡轮离合器可以通过控制电流大小，来控制磁粉的活动，以产生动力传递连接或放开、寸动、过载保护、缓冲起步、张力控制、煞车制动等功能，相较于传统磁粉式离合器因碍于结构问题，普遍只有动力传递连接与放开、缓冲起步三项功能，若需其它功能需靠外加磁粉式制动器来辅助。

附图说明

图1：为本发明的立体组合示意图一。

图2：为本发明的立体组合示意图二。

图3：为本发明的立体分解示意图。

图4：为本发明的装配状态示意图。

图5：为本发明的抽真空示意图。

图6：为本发明的充入惰性气体示意图。

图7：为本发明的传动轴心空转状态示意图。

图8：为本发明的传动轴心带转被动轴心转动状态示意图。

图9：为本发明的被动轴心制动状态示意图。

其中，附图标记说明如下：

10  传动轴心            11  键

20  第一风扇转子叶面    21  槽

22  磁粉室              23  磁粉

24  螺孔                25  封密元件

26  凹槽

30  第二风扇转子叶面    31  动能传递部件

32  磁粉室              33  磁粉

34  螺孔            35  封密元件

36  凹槽

40  线圈

50  前定子风扇面

60  后定子风扇面    61  制动部件

70  前外壳

80  后外壳

90  双线圈固定座    91  第一容置室

92  第二容置室

100 被动轴心

B   滚珠轴承        Q  密封胶圈

C   C型扣环         P  固定螺丝

N   埋头螺丝

具体实施方式

为使本领域技术人员易于深入了解本发明的装置内容以及所能达成的功能效益，兹列举一具体实施例，并配合附图详细介绍说明如下。

一种磁粉式涡轮离合器，敬请参阅图1、2所示的本发明的立体组合示意图一、二，图3所示的本发明的立体分解示意图，以及图4所示的本发明的装配状态示意图。该磁粉式涡轮离合器主要由：传动轴心10、第一风扇转子叶面20、第二风扇转子叶面30、线圈40、前定子风扇面50、后定子风扇面60、前外壳70、后外壳80、双线圈固定座90、被动轴心100、滚珠轴承B、密封胶圈Q、C型扣环C、固定螺丝P、埋头螺丝N所共同组合而成。其中：传动轴心10贯穿于第一风扇转子叶面20、第二风扇转子叶面30、前定子风扇面50、后定子风扇面60的中心，传动轴心10与第一风扇转子叶面20之间设有对应可相结合的键11与槽21，让传动轴心10可以带动第一风扇转子叶面20转动，传动轴心10与前定子风扇面50、第二风扇转子叶面30、后定子风扇面60之间设有前、中、后三个滚珠轴承B，让前定子风扇面50、后定子风扇面60维持固定不动，传动轴心10则可以在前定子风扇面50、后定子风扇面60的中心自由转动，上述前定子风扇面50的叶片数量最多，第一风扇转子叶面20的叶片数量次之，第二风扇转子叶面30的叶片数量再次之，而后定子风扇面60的叶片数量最少，利用四方面不同的叶片数量及叶片相隔之间隔疏密不一，而造成空气流速与风压的改变，来达到增加其降温冷却涡轮离合器的功能效果。

第一风扇转子叶面20两侧对应于第二风扇转子叶面30处设有磁粉室22，磁粉室22的内部设有适量的磁粉23，磁粉室22的外部设有可抽真空的螺孔24，可供置入一封密元件25并由埋头螺丝N锁固于螺孔24中，以将磁粉室22内部抽制成真空状态(如图5所示)，并填充入惰性气体(如图6所示)，例如：氮气，磁粉室22外围设有凹槽26，可供安装密封胶圈Q，让磁粉室22与第二风扇转子叶面30之间保持密封状态，避免磁粉23泄漏及受潮情形发生。

第二风扇转子叶面30两侧对应于第一风扇转子叶面20的磁粉室22处设有动能传递部件31，动能传递部件31与磁粉室22内壁面之间预留间隙，让磁粉23可以受到线圈40所产生的磁力而充塞于间隙中，以产生磨擦与动能传递接合与放开的作用，第二风扇转子叶面30两侧对应于后定子风扇面60处设有磁粉室32，磁粉室32的内部设有适量的磁粉33，磁粉室32的外部设有可抽真空的螺孔34，可供置入一封密元件35并由埋头螺丝N锁固于螺孔34中，以将磁粉室32内部抽制成真空状态，并填充入惰性气体，例如：氮气，磁粉室32外围设有凹槽36，可供安装密封胶圈Q，让磁粉室32与后定子风扇面60之间保持密封状态，避免磁粉33泄漏及受潮情形发生。

线圈40分别设置于双线圈固定座90的第一容置室91、第二容置室92，第一容置室91、第二容置室92的位置分别对应于第一风扇转子叶面20的磁粉室22、第二风扇转子叶面30的磁粉室32处，利用线圈40所产生的磁场大小，可以控制磁粉23、33的活动性。前定子风扇面50中心设有滚珠轴承B，让传动轴心10可以贯穿于前定子风扇面50中心，并由C形扣环C予以扣定，让传动轴心10可以在滚珠轴承B自由转动，前定子风扇面50周围系利用固定螺丝P锁固于前外壳70。后定子风扇面60中心设有滚珠轴承B，让传动轴心10可以贯穿于后定子风扇面60中心，并由C形扣环C予以扣定，让传动轴心10可以在滚珠轴承B自由转动，后定子风扇面60周围系利用固定螺丝P锁固于后外壳80，后定子风扇面60对应于第二风扇转子叶面30的磁粉室32处设有制动部件61，制动部件61与磁粉室32内壁面之间预留间隙，让磁粉33可以受到线圈40所产生的磁力而充塞于间隙中，以产生磨擦与制动的作用。前外壳70周围利用固定螺丝P锁固于双线圈固定座90的一侧；后外壳80周围利用固定螺丝P锁固于双线圈固定座90的另一侧；双线圈固定座90两侧对应于第一风扇转子叶面20的磁粉室22、第二风扇转子叶面30的磁粉室32处设有第一容置室91、第二容置室92，用于装设两组线圈40。被动轴心100外部利用滚珠轴承B枢设于后定子风扇面60轴心处，被动轴心100一侧并利用固定螺丝P锁固于第二风扇转子叶面30上。

通过本发明所提供的结构、装置所制作而成的磁粉式涡轮离合器，其实际操作应用如下。

敬请参阅图7所示的本发明的传动轴心空转状态示意图。本发明所提供的磁粉式涡轮离合器，其中：第一风扇转子叶面20、第二风扇转子叶面30的最外围即为磁粉室22、32，也是第二风扇转子叶面30与后定子风扇面60的动能传递部件31与制动部件61，所以制动与传递动能效果为最好。特殊的风扇转子叶面20设计，可以主动将涡轮离合器外的空气吸入，用于使磁粉23与线圈30以及涡轮离合器内部降温，磁粉23与磁粉室22的热能会因风扇转子叶面20表面温度较低而传导热能至风扇转子叶面20的表面，经过风扇转子叶面20持续的转动，而通过空气与风扇转子叶面20的表面摩擦来达到冷热交换作用，降低了风扇转子叶面20表面的温度，因而达到第一阶段的磁粉23与磁粉室22的冷却降温效果功能。当空气进入涡轮离合器内部，经由后定子风扇面60而离开至涡轮离合器外部时，也同时将离合器内部较高的热空气带出于涡轮离合器外部，因而达到第二阶段的降温作用。

敬请参阅图8所示的本发明的传动轴心带转被动轴心转动状态示意图。本发明所提供的磁粉式涡轮离合器，其中：利用前面一组线圈40所产生的磁场大小，控制第一风扇转子叶面20其磁粉室22的磁粉23卡死在第二风扇转子叶面30的动能传递部件31，让传动轴心10的动力可以带动被动轴心100转动。敬请参阅图9所示的本发明的被动轴心制动状态示意图。本发明所提供的磁粉式涡轮离合器，其中：利用后面一组线圈40所产生的磁场大小控制第二风扇转子叶面30其磁粉室32的磁粉33卡死在后定子风扇面60的制动部件61，形成煞车制动状态。

综上所述的本发明，提供了一种磁粉式涡轮离合器，经过本发明人实际制作完成以及反复操作测试后，证实的确可以达到本发明所预期的功能效益。

Claims (3)

1.一种磁粉式涡轮离合器，包括：传动轴心、第一风扇转子叶面、第二风扇转子叶面、线圈、前定子风扇面、后定子风扇面、前外壳、后外壳、双线圈固定座、被动轴心、滚珠轴承、密封胶圈、扣环、固定螺丝、埋头螺丝；其中：

该传动轴心贯穿于该前定子风扇面、该第一风扇转子叶面、该第二风扇转子叶面、该后定子风扇面的中心，该传动轴心与该第一风扇转子叶面之间设有可互相结合的键与槽，该传动轴心与该前定子风扇面、该第二风扇转子叶面、该后定子风扇面之间设有滚珠轴承，该传动轴心转动时能够带动该第一风扇转子叶面一起转动，而所述前、后定子风扇面则维持固定不动；

该第一风扇转子叶面外围对应于第二风扇转子叶面处设有磁粉室，该磁粉室的内部设有磁粉，该磁粉室的外部设有可抽真空的螺孔，可供置入封密元件并由该埋头螺丝锁固于该螺孔中，以将该磁粉室内部抽制成真空状态，并填充入惰性气体，该磁粉室外围设有凹槽，可供安装密封胶圈，让该磁粉室与该第二风扇转子叶面之间保持密封状态；

该第二风扇转子叶面外围对应于该第一风扇转子叶面的磁粉室处设有动能传递部件，该动能传递部件与该磁粉室内壁面之间预留间隙，让磁粉可以受到该线圈所产生的磁力而充塞于间隙中，以产生磨擦与动能传递接合与放开的作用，该第二风扇转子叶面外围对应于后定子风扇面处设有磁粉室，该磁粉室的内部设有磁粉，该磁粉室的外部设有可抽真空的螺孔，可供置入封密元件并由该埋头螺丝锁固于该螺孔中，以此将该磁粉室内部抽制成真空状态，并填充入惰性气体，该磁粉室外围设有凹槽，可供安装密封胶圈，让该磁粉室与该后定子风扇面之间保持密封状态；

该线圈分别设置于双线圈固定座的第一、第二容置室，利用该线圈所产生的磁场大小，控制磁粉的活动性；

该前定子风扇面周围利用该固定螺丝锁固于该前外壳；

该后定子风扇面周围利用该固定螺丝锁固于该后外壳，该后定子风扇面对应于该第二风扇转子叶面的磁粉室处设有制动部件，该制动部件与该磁粉室内壁面之间预留间隙，使磁粉可以受到该线圈所产生的磁力而充塞于间隙中，以产生磨擦与制动的作用；

该前外壳周围利用该固定螺丝锁固于该双线圈固定座的一侧；

该后外壳周围利用该固定螺丝锁固于该双线圈固定座的另一侧；

该双线圈固定座两侧对应于第一、第二风扇转子叶面的磁粉室处设有第一、第二容置室，用于装设前、后两组线圈；

该被动轴心外部利用该滚珠轴承枢设于该后定子风扇面轴心处，该被动轴心一侧利用该固定螺丝锁固于该第二风扇转子叶面上。

2.如权利要求1所述的磁粉式涡轮离合器，其中：该前定子风扇面的叶片数量最多，该第一风扇转子叶面的叶片数量次之，该第二风扇转子叶面的叶片数量再次之，而该后定子风扇面的叶片数量最少。

3.如权利要求1所述的磁粉式涡轮离合器，其中：所述惰性气体为氮气。

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