CN102927179A

CN102927179A - 一种具有离合或制动功能的装置

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Publication number: CN102927179A
Application number: CN2012104507444A
Authority: CN
Inventors: 庄德胜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2032-11-12
Also published as: CN102927179B; WO2014071887A1

Abstract

本发明涉及离合制动领域，具体为一种具有离合或制动功能的装置，该装置即可作为离合器、又可作为制动器使用。该装置设有主轴部件、外壳组件和推杆组件，主轴部件上设置外壳组件，主轴部件为中空结构，其内相对设置推杆组件，推杆组件位于主轴部件中的主轴组件内；推杆组件包括相互垂直设置的纵推杆、横推杆，纵推杆一端开槽，所述开槽内加工有螺纹，横推杆插装于所述开槽中，螺钉与所述螺纹配合，顶住纵推杆，使纵推杆与横推杆固定，横推杆两端开有连接孔；主轴组件包括主轴、固定盘，固定盘安装于主轴上，固定盘与主轴上的连接件通过螺钉连接。本发明具有结构简单，维护方便，接合平稳，重量轻，承载大，同时具有成本低廉的特点。

Description

一种具有离合或制动功能的装置

技术领域

本发明涉及离合制动领域，具体为一种具有离合或制动功能的装置，该装置即可作为离合器、又可作为制动器使用。

背景技术

离合器有多种，常见多为端面接触的型式。为了提高传动扭矩，则必须增大接触压力；而为了增大接触压力，人们又设计了很多的机构，相应地又带来了新的问题，如：机构变得复杂等。虽然有离心离合器的增力方案，但基于离心力的设计使得其应用又局限于一定的场合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、维护方便、接合平稳、重量轻、承载大，同时成本低廉的具有离合或制动功能的装置。

本发明的技术方案是：

一种具有离合或制动功能的装置，该装置设有主轴部件、外壳组件和推杆组件，主轴部件上设置外壳组件，主轴部件为中空结构，其内相对设置推杆组件，推杆组件位于主轴部件中的主轴组件内；

推杆组件包括相互垂直设置的纵推杆、横推杆，纵推杆一端开槽，所述开槽内加工有螺纹，横推杆插装于所述开槽中，螺钉与所述螺纹配合，顶住纵推杆，使纵推杆与横推杆固定，横推杆两端开有连接孔；

主轴组件包括主轴、固定盘，固定盘安装于主轴上，固定盘与主轴上的连接件通过螺钉连接；主轴组件中的主轴在其轴线上相应位置的方向开有主轴槽孔，横推杆横穿主轴槽孔，固定盘上与主轴槽孔相应位置开有固定盘槽孔，滑块设置于固定盘槽孔中，固定盘槽孔容纳滑块在其中滑动，两滑块在固定盘槽孔中的运动轨迹平行并共线；

该装置作为普通的离合器或制动器。

所述的具有离合或制动功能的装置，主轴部件上分别设置电磁线圈组件、外壳组件，电磁线圈组件与主轴部件之间通过两个角接触球轴承传动连接，以承受线圈工作时产生的轴向力；两个角接触球轴承置于电磁线圈组件内侧的两端，位于外侧的轴承端部通过主轴部件上的轴用弹性挡圈给轴承A定位；外壳组件与主轴部件之间通过轴承A、轴承B传动连接，轴承A、轴承B置于外壳组件内侧的两端；电磁线圈组件和外壳组件内侧的轴承相对设置，所述轴承之间设置隔套B；同时，外壳组件内侧的轴承A内侧通过孔用弹性挡圈定位；

主轴部件为中空结构，其内相对设置推杆组件和铁芯，推杆组件与铁芯相对端之间留有间隙δ，铁芯通过螺纹与主轴部件上的主轴相连；

当带有电磁线圈组件时，该装置作为电磁离合器或制动器。

所述的具有离合或制动功能的装置，电磁线圈组件包括：电磁线圈、线圈端盖、线圈衬套、角接触球轴承Ⅰ、角接触球轴承Ⅱ，角接触球轴承Ⅰ、角接触球轴承Ⅱ设置于电磁线圈内侧，电磁线圈与角接触球轴承Ⅰ、角接触球轴承Ⅱ之间设置线圈衬套。

所述的具有离合或制动功能的装置，线圈衬套的一端通过线圈端盖与电磁线圈固定。

所述的具有离合或制动功能的装置，电磁线圈、线圈衬套、线圈端盖合并成为一个整体，形成所谓的一体化电磁线圈，线圈衬套、线圈端盖作为电磁线圈的骨架，在骨架上绕制电磁线圈。

所述的具有离合或制动功能的装置，主轴部件包括拉簧、连接销Ⅰ、摇臂、滑块、连杆、连接销Ⅱ、主轴组件、垫圈、轴用弹性挡圈、连接销Ⅲ，具体结构如下：

摇臂的一端通过连接销Ⅰ与固定盘连接，摇臂上设置连接销Ⅲ，相邻摇臂上的连接销Ⅲ通过拉簧连接；摇臂按圆周对称布置，并通过拉簧使其端部与滑块一端的圆周面紧密接触；滑块另一端穿过固定盘上相应的固定盘槽孔，在固定盘槽孔的另一侧用配套使用的垫圈及轴用弹性挡圈固定；滑块与横推杆之间通过连杆连接，连杆两端的连接孔分别通过连接销Ⅱ与滑块、横推杆铰接。

所述的具有离合或制动功能的装置，摇臂设置四个，并通过拉簧使其端部与滑块紧密接触。

所述的具有离合或制动功能的装置，两个连杆之间的夹角为：120°≤α<180°。

所述的具有离合或制动功能的装置，外壳组件包括孔用弹性挡圈Ⅰ、端盖、孔用弹性挡圈Ⅱ、摩擦材料、外壳，外壳的一端设有端盖，端盖设置于外壳内表面安装的孔用弹性挡圈Ⅰ和孔用弹性挡圈Ⅱ之间，外壳内表面相应部位与摇臂曲面组成摩擦副。

所述的具有离合或制动功能的装置，在摇臂曲面和外壳内表面二者之间加入相应的摩擦材料组成摩擦副。

本发明运用理论力学中力的放大原理，实现了用较小的驱动力产生较大夹紧力的设计目的。具体而言，就是当两个连杆间的夹角在120°以上、接近180°时，作用在外壳组件上的力将会非常大以至于接近无穷大，而此时，只需在横推杆上作用非常小的力。为实现上述设计目的，采用了滑块机构，且使两滑块组件的运动轨迹平行并共线。

本发明的有益效果是：

1、本发明外形尺寸小，消耗材料少，零件结构简单，加工维护方便，接合平稳，承载大，成本低廉。

2、本发明通过圆周接触，实现了在推杆上作用较小的驱动力，就可在圆周上产生非常大的接触力，提高了输出扭矩。

3、与传统的离合器相比，本发明具有尺寸小，重量轻，扭矩大的特点。

4、本发明通过改变主轴部件两端的键槽A（或A＇）、外壳组件端面B的连接方式，离合器可作为制动器来使用。

5、当作为电磁离合器（或电磁制动器）使用时，在轴承的作用下，电磁线圈可以保持固定不动（不参加旋转运动），没有滑环，因此结构紧凑。

附图说明

图1（a）-（b）是离合器（制动器）结构示意图。其中，图1（a）是主视图；图1（b）是立体图。

图2是外壳组件结构示意图。

图3是主轴部件示意图。

图4是推杆组件示意图。

图5（a）-（b）是主轴组件示意图。其中，图5（a）是立体图Ⅰ；图5（b）是立体图Ⅱ。

图6、图7是两种电磁线圈组件的装配示意图。

图中：1、铁芯；2、轴用弹性挡圈A；3、电磁线圈组件；4、推杆组件；5、主轴部件；6、外壳组件；7、轴承A；8、轴承B；9、隔套A；10、孔用弹性挡圈；11、隔套B。

301、电磁线圈；301A、电磁线圈（衬套与线圈一体）；302、线圈端盖；303、线圈衬套；304、角接触球轴承Ⅰ；305、角接触球轴承Ⅱ；401、纵推杆；402、横推杆；403、螺钉Ⅰ；501、拉簧；502、连接销Ⅰ；503、摇臂；504、滑块；505、连杆；506、连接销Ⅱ；507、主轴组件；508、垫圈；509、轴用弹性挡圈；510、连接销Ⅲ；5071、主轴；5072、固定盘；5073、螺钉Ⅱ；601、孔用弹性挡圈Ⅰ；602、端盖；603、孔用弹性挡圈Ⅱ；604、摩擦材料；605、外壳。

C、连接孔；D主轴槽孔；E固定盘槽孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-7所示，本发明具有离合或制动功能的装置主要包括：铁芯1、轴用弹性挡圈A2、电磁线圈组件3、推杆组件4、主轴部件5、外壳组件6、轴承A7、轴承B8、隔套A9、孔用弹性挡圈10、隔套B11等组成，具体结构如下：

主轴部件5上分别设置电磁线圈组件3、外壳组件6，电磁线圈组件3与主轴部件5之间通过两个轴承传动连接，两个轴承置于电磁线圈组件3内侧的两端，位于外侧的轴承端部通过主轴部件5上的轴用弹性挡圈A2定位；外壳组件6与主轴部件5之间通过轴承（轴承A7、轴承B8）传动连接，轴承A7、轴承B8置于外壳组件6内侧的两端。电磁线圈组件3和外壳组件6内侧的轴承相对设置，所述轴承之间设置隔套B11。同时，外壳组件6内侧的轴承A7内侧通过轴承孔用弹性挡圈10定位。

主轴部件5为中空结构，其内相对设置推杆组件4和铁芯1，推杆组件4与铁芯1相对端之间留有间隙δ，铁芯1通过螺纹与主轴部件5上的主轴5071相连。

如图1（b）所示，本发明通过改变主轴部件两端的键槽A（或A＇）、外壳组件端面B的连接方式，离合器可作为制动器来使用。如：

当键槽A（或A＇）连接运动部件，外壳组件端面B连接静止的基座时，线圈通过制动外壳组件实现制动，此时具备制动器的功能。当然，也可将B连接到运动部件，键槽A（或A＇）连接到静止部件，当线圈工作时，同样具备制动器的功能。

而当键槽A（或A＇）连接到动力源（如电机），B连接到工作机时，此时线圈就可根据要求进行工作，从而在不切断电机电源的情况下，实现工作机的运动或停止，此时该装置具有离合器的功能。也可将B接到电机，键槽A（或A＇）连接工作机，离合器的工作原理是一样的。

如图1（a）、图4所示，推杆组件4位于主轴组件507内，工作时，由作用在推杆组件4上的驱动力驱动，做往复运动。推杆组件4包括相互垂直设置的纵推杆401、横推杆402，纵推杆401一端开槽，所述开槽内加工有螺纹，横推杆402插装于所述开槽中，螺钉Ⅰ403与所述螺纹配合，顶住纵推杆401，使纵推杆401与横推杆402固定，横推杆402两端开有连接孔C。

如图1（a）、图3、图5（a）、图5（b）所示，主轴部件5主要包括：拉簧501、连接销Ⅰ502、摇臂503、滑块504、连杆505、连接销Ⅱ506、主轴组件507、垫圈508、轴用弹性挡圈509、连接销Ⅲ510等，具体结构如下：

主轴组件507包括主轴5071、固定盘5072，固定盘5072安装于主轴5071上，固定盘5072与主轴5071上的连接件通过螺钉Ⅱ5073连接。主轴组件507中的主轴5071在其轴线上相应位置的径向开有主轴槽孔D；优选地，该主轴槽孔D为通槽孔，横推杆402横穿主轴槽孔D。相应地，固定盘5072上与主轴槽孔D相应位置开有固定盘槽孔E，滑块504设置于固定盘槽孔E中，固定盘槽孔E容纳滑块504在其中滑动，两滑块504在固定盘槽孔E中的运动轨迹平行并共线。

摇臂503的一端通过连接销Ⅰ502与固定盘5072连接，摇臂503上设置连接销Ⅲ510，相邻摇臂503上的连接销Ⅲ510通过拉簧501连接。摇臂503按圆周对称布置，并通过拉簧501使其端部与滑块504一端的圆周面紧密接触。滑块504另一端穿过固定盘5072上相应的固定盘槽孔E，在固定盘槽孔E的另一侧用配套使用的垫圈508及轴用弹性挡圈509固定。优选地，摇臂503设置4个，并通过拉簧501使其端部与滑块504紧密接触。滑块504与横推杆402之间通过连杆505连接，连杆505两端的连接孔C分别通过连接销Ⅱ506与滑块504、横推杆402铰接，两个连杆505之间的夹角为：120°≤α<180°。

如图1（a）、图2所示，外壳组件6主要包括孔用弹性挡圈Ⅰ601、端盖602、孔用弹性挡圈Ⅱ603、摩擦材料604、外壳605等，外壳605的一端设有端盖602，端盖602设置于外壳605内表面安装的孔用弹性挡圈Ⅰ601和孔用弹性挡圈Ⅱ603之间，外壳605内表面相应部位与摇臂503曲面组成摩擦副，也可在摇臂503曲面和外壳605内表面二者之间加入相应的摩擦材料604组成摩擦副，以便起到降温，增大摩擦力等作用。

如图1（a）、图6、图7所示，电磁线圈组件3主要包括：电磁线圈301、电磁线圈（衬套与线圈一体）301A、线圈端盖302、线圈衬套303、角接触球轴承Ⅰ304、角接触球轴承Ⅱ305等，角接触球轴承Ⅰ304、角接触球轴承Ⅱ305设置于电磁线圈301内侧，电磁线圈301与角接触球轴承Ⅰ304、角接触球轴承Ⅱ305之间设置线圈衬套303，线圈衬套303的一端通过线圈端盖302与电磁线圈301固定。角接触球轴承Ⅰ304、角接触球轴承Ⅱ305可承受轴向力与径向力，也可将电磁线圈301、线圈衬套303、线圈端盖302合并成为一个整体，形成所谓的一体化电磁线圈301A（即把线圈衬套303、线圈端盖302作为电磁线圈的骨架，再进行电磁线圈的绕制）。这样，电磁线圈的结构较为紧凑，使得装配大为简化。

本发明的工作过程如下：

当电磁线圈通电时，电磁线圈产生磁力，并通过铁芯1得以强化，吸引推杆组件4的纵推杆401向铁芯1运动，从而连杆505带动摇臂503运动，摇臂503以连接销Ⅰ502为轴心向外侧方向（外壳组件6的内侧）扩张，当间隙δ逐渐减小至零时，摇臂503与摩擦材料604的压力达到最大，此时产生最大扭矩，进而对外做功。

当线圈断电时，在拉簧501的作用下，摇臂503被拉回初始位置，摇臂503和摩擦材料604脱离，此时不产生扭矩。

为了消除磁屏蔽现象对铁芯1的影响，要求被电磁线圈包围的部分使用非磁性材料，如线圈骨架，即线圈端盖302、线圈衬套303可采用非金属材料；主轴5071采用无磁钢。

当带有电磁线圈组件3时，本发明可以作为电磁离合器或制动器；当去掉电磁线圈组件3时，本发明可变为普通的离合器或制动器。例如：去掉电磁线圈后，加长纵推杆401的长度使之超出主轴5071端面，就将具有制动器的功能，拓展了使用范围。

Claims

1.一种具有离合或制动功能的装置，其特征在于，该装置设有主轴部件、外壳组件和推杆组件，主轴部件上设置外壳组件，主轴部件为中空结构，其内相对设置推杆组件，推杆组件位于主轴部件中的主轴组件内；

该装置作为普通的离合器或制动器。

2.按照权利要求1所述的具有离合或制动功能的装置，其特征在于，主轴部件上分别设置电磁线圈组件、外壳组件，电磁线圈组件与主轴部件之间通过两个角接触球轴承传动连接，以承受线圈工作时产生的轴向力；两个角接触球轴承置于电磁线圈组件内侧的两端，位于外侧的轴承端部通过主轴部件上的轴用弹性挡圈给轴承A定位；外壳组件与主轴部件之间通过轴承A、轴承B传动连接，轴承A、轴承B置于外壳组件内侧的两端；电磁线圈组件和外壳组件内侧的轴承相对设置，所述轴承之间设置隔套B；同时，外壳组件内侧的轴承A内侧通过孔用弹性挡圈定位；

当带有电磁线圈组件时，该装置作为电磁离合器或制动器。

3.按照权利要求2所述的具有离合或制动功能的装置，其特征在于，电磁线圈组件包括：电磁线圈、线圈端盖、线圈衬套、角接触球轴承Ⅰ、角接触球轴承Ⅱ，角接触球轴承Ⅰ、角接触球轴承Ⅱ设置于电磁线圈内侧，电磁线圈与角接触球轴承Ⅰ、角接触球轴承Ⅱ之间设置线圈衬套。

4.按照权利要求3所述的具有离合或制动功能的装置，其特征在于，线圈衬套的一端通过线圈端盖与电磁线圈固定。

5.按照权利要求3所述的具有离合或制动功能的装置，其特征在于，电磁线圈、线圈衬套、线圈端盖合并成为一个整体，形成所谓的一体化电磁线圈，线圈衬套、线圈端盖作为电磁线圈的骨架，在骨架上绕制电磁线圈。

6.按照权利要求1或2所述的具有离合或制动功能的装置，其特征在于，主轴部件包括拉簧、连接销Ⅰ、摇臂、滑块、连杆、连接销Ⅱ、主轴组件、垫圈、轴用弹性挡圈、连接销Ⅲ，具体结构如下：

7.按照权利要求6所述的具有离合或制动功能的装置，其特征在于，摇臂设置四个，并通过拉簧使其端部与滑块紧密接触。

8.按照权利要求6所述的具有离合或制动功能的装置，其特征在于，两个连杆之间的夹角为：120°≤α＜180°。

9.按照权利要求1或2所述的具有离合或制动功能的装置，其特征在于，外壳组件包括孔用弹性挡圈Ⅰ、端盖、孔用弹性挡圈Ⅱ、摩擦材料、外壳，外壳的一端设有端盖，端盖设置于外壳内表面安装的孔用弹性挡圈Ⅰ和孔用弹性挡圈Ⅱ之间，外壳内表面相应部位与摇臂曲面组成摩擦副。

10.按照权利要求9所述的具有离合或制动功能的装置，其特征在于，在摇臂曲面和外壳内表面二者之间加入相应的摩擦材料组成摩擦副。