CN109563890B - 粘性离合器和关联的电磁线圈 - Google Patents

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Abstract

一种粘性离合器(20)包括输入构件(26)、输出构件(24)、界定于所述输入构件与所述输出构件之间的工作室(30)、用于盛放一定量的剪切液的容器(28)、控制剪切液沿着将所述容器与所述工作室流体连接的液体回路在所述容器与所述工作室之间流动的阀门(32)、轴承(48)和所述轴承支承的电磁线圈(34)。所述电磁线圈包括线圈外壳(34－1)和绕组(34－2)，所述绕组在所述线圈外壳的内部容积(34－3)内形成多个线匝，其中所述线圈外壳具有将所述轴承至少部分地容纳在第一阶梯(34－4)内的阶梯式配置。对所述电磁线圈选择性通电来驱动阀门。

Description

粘性离合器和关联的电磁线圈
技术领域
本发明总体上涉及离合器，更具体地涉及粘性离合器以及适于与粘性离合器一起使用的电磁线圈。
背景技术
离合器(又称为驱动器或联轴器)应用于多种场合，以便选择性地控制输入与输出之间的扭矩传递。例如，风扇离合器用于控制风扇(如用于自动化或工业应用的冷却风扇)的旋转。当离合器接合时，冷却风扇的受控操作不仅提供与冷却流关联的所有优点，还允许风扇能够在不需要时关闭，从而减少寄生损耗并提高燃料效率。关闭冷却风扇还允许额外电能能够转移到其他用途。
在某些轻负荷应用中，如用于微型挖掘机、发电机、灯塔和物料搬运设备等小型工业设备的应用中，存在严重的可用空间约束，限制了风扇离合器的使用。这些应用中许多不包含任何风扇离合器，并且目前使用的是由发动机的皮带轮直接驱动的风扇。此类“常开”型冷却风扇配置结构紧凑，但是在燃料消耗和寄生损耗方面远未达到最优效果。引入风扇驱动器的空间在所述设计中从未被纳入考虑范围。此外，这些应用中许多采用的是安装在水泵上的风扇，以便可以主要使用相同的带传动系统为水流和风扇提供动力，从而节省成本和复杂性。然而，许多水泵设计成仅支撑风扇的质量。由风扇离合器引入的重量增量可能需要在水泵中有更大的轴承，会增加水泵的尺寸和成本。而且，由于风扇(和风扇离合器)悬置在水泵轴承系统的前面，长度同样是需要轴承系统承载的悬臂负荷量中要考虑的较大因素。
虽然有一些相对较小的双金属控制的粘性风扇离合器可供使用，但是许多工业应用采用的是鼓风式风扇而非抽风式风扇，这意味着将相对较热的空气从发动机舱内吹出，而非将相对较凉的空气吸入发动机舱。双金属控制的粘性离合器不适于此类鼓风式应用，这是因为来自发动机舱的空气的热度往往使得离合器在任何时候或几乎任何时候都保持接合。
因此，本发明期望提供一种具有适于轻负荷应用的紧凑尺寸的可控风扇驱动器。此外，或者可选地，本发明期望提供一种适于配置在紧凑型粘性离合器中的电磁线圈组件。
发明内容
一方面，粘性离合器包括输入构件、输出构件、界定于输入构件与输出构件之间的工作室、用于盛放一定量剪切液的容器、用于控制剪切液沿着流体地连接容器与工作室的液体回路在容器与工作室之间流动的阀门、轴承和轴承支撑的电磁线圈。电磁线圈包括线圈外壳和绕组，绕组在线圈外壳的内部容积内形成多个线匝，其中线圈外壳具有将轴承至少部分地容纳在第一阶梯内的阶梯式配置。对电磁线圈选择性通电来驱动阀门。
另一方面，方法包括将导线缠绕在电磁线圈外壳的内部容积内以提供线圈，并且在所述阶梯上将轴承与电磁线圈外壳接合。所述导线在内部容积内形成多个线匝，以便横跨径向外部容积和相邻的径向内部容积。径向外部容积位于电磁线圈外壳壁形成的阶梯的径向外侧。
另一方面，与离合器一起使用的电磁线圈组件包括具有内部和外座圈以及位于内部与外座圈之间的多个滚动元件的轴承、绕组以及由轴承的外座圈支撑的壁体界定的线圈外壳。线圈外壳还界定内部容积，绕组的多个线匝设在内部容积内，绕组的线匝与穿过壁体的轴承相对。内部容积包括具有第一轴向深度的第一部分和具有第二轴向深度的第二部分。第一轴向深度大于第二轴向深度。第一部分位于轴承的外座圈径向外侧，且第二部分从轴承的外座圈径向向内延伸。
另一方面，粘性离合器包括轴杆；旋转地附接到轴杆以便在任何时候都与轴杆一起旋转的转子盘；具有基座和盖体的外壳；界定于转子盘与外壳之间的工作室；用于盛放一定量的剪切液的容器，所述容器通过液体回路流体地连接工作室且由转子盘承载；用于控制剪切液沿着液体回路在容器与工作室之间的流动的阀门；能够通过选择性地通电来控制阀门的驱动的电磁线圈；以及穿过外壳的导磁体。转子盘包括由导磁材料制成的导磁部分以及由不同材料制成的另一个部分。导磁部分形成与轴接触的转子盘的轮毂。基座包括具有轴向延伸环的轮毂，以及阀门的电枢位于轴向延伸环的径向外侧。电磁线圈位于从容器方向看的转子盘的对侧。磁通回路从电磁线圈延伸到导磁体，然后到阀门的电枢，然后到转子盘的导磁部分，然后到轴杆，然后返回到电磁线圈。根据工作室中存在的剪切液容量来选择性地提供转子盘与外壳之间的扭矩耦合。
另一方面，操作粘性离合器的方法包括对电磁线圈通电以便产生磁通，使得磁通从电磁线圈穿过第一气隙到达粘性离合器的外壳中的导磁体，使得磁通从第一导磁体穿过第二气隙到达阀门的电枢，使得磁通从阀门电枢穿过第三气隙到达转子的导磁轮毂部分，根据电枢的移动驱动阀门以控制粘性离合器内的剪切液的流动，使得磁通从转子的导磁轮毂部分穿过活动轴，并且使得磁通从活动轴穿过第四气隙到达电磁线圈。
另一方面，粘性离合器包括轴杆；旋转地附接到轴杆以便在任何时候都与轴杆一起旋转的转子盘；外壳；界定于转子盘与外壳之间的工作室；用于盛放一定量的剪切液且通过液体回路流体地连接工作室的容器；用于控制剪切液沿着液体回路在容器与工作室之间的流动的阀门；电磁线圈；穿过外壳的第一导磁体；以及穿过外壳且位于第一导磁体径向外侧的第二导磁体。转子盘包括由导磁材料制成的导磁部分以及由不同材料制成的另一个部分。阀门包括电枢。电磁线圈位于从容器方向看的转子盘的对侧。容器由转子盘承载。磁通回路从电磁线圈延伸到第一导磁体，然后到转子盘的导磁部分，然后到阀门的电枢，然后到第二导磁体，然后返回到电磁线圈。根据工作室中存在的剪切液容量来选择性地提供转子盘与外壳之间的扭矩耦合。对线圈选择性地通电以控制阀门的驱动。
再一方面，操作粘性离合器的方法包括对电磁线圈通电以便产生磁通，使得磁通从电磁线圈穿过第一气隙到达粘性离合器的外壳中的第一导磁体，使得磁通从第一导磁体穿过第二气隙到达转子的导磁部分，使得磁通从转子的导磁部分穿过第三气隙到达阀门电枢，根据电枢的移动驱动阀门以控制粘性离合器内的剪切液的流动，使得磁通从电枢穿过第四气隙到达第二导磁体，并且使得磁通从第二导磁体穿过第五气隙到达电磁线圈。
本发明内容是仅通过示例而非限制的方式来提供的。根据本发明公开的全部内容(包括整个文本、权利要求和附图)，将领会到本发明的其他方面。
附图说明
图1是根据本发明的粘性离合器的实施例的透视图。
图2是沿着图1的线2－2截取的离合器的横断面视图。
图3是离合器的一部分的横断面视图。
图4是离合器中仅中轴线以上的电磁线圈组件的一部分的横断面视图。
图5是单独示出的离合器的转子、容器和阀门组件的横断面透视图。
图6是根据本发明的粘性离合器的另一个实施例的透视图。
图7是图6的离合器的一部分的横断面视图。
虽然上述附图阐明了本发明的多个实施例，但是正如论述中提到的，也可设想到其他实施例。在任何情况下，本文均通过代表性而非限制性的方式来呈现本发明。应该理解，本领域技术人员能够设想到许多其他变型和实施例，这些变型和实施例均在本发明原则的范围和精神内。这些附图可能不是按比例绘制的，并且本发明的应用和实施例可能包括附图中未具体示出的特征、步骤和/或部件。
具体实施方式
一般来说，本发明提供了电子控制的粘性离合器，其适于用作风扇离合器，所述离合器的发动机一侧具有电磁线圈，其中所述离合器非常窄(即，在轴向长度上较短)以便减少关联的轴承系统(例如，向离合器提供扭矩输出的水泵的轴承系统)支撑的悬臂式负荷。已发现具有相对较短轴向长度的离合器能够促成具有相对较低质量的紧凑型离合器设计，并且有利于减少悬臂式负荷。虽然根据包括附图的本文的全部内容将认识到本发明的许多特征和优点，但是所述离合器的多个特征有助于将轴向长度减到最小，包括阶梯式电磁线圈、穿过输入转子盘以驱动位于电磁线圈与转子盘之间的阀门电枢的磁通回路，以及整体穿过所述离合器外壳的轴杆。
图1是粘性离合器20的实施例的透视图，图2是沿着图1的线2－2截取的离合器20的横断面视图。如图1和图2所示，离合器20包括轴杆22、外壳24、转子26、容器28、工作室30、阀门(或阀门组件)32和电磁线圈34。如图所示，轴A界定离合器20的旋转轴。应该注意，图示的实施例仅是通过示例而非限制的方式来公开的，并可能存在许多替代实施例，其一些特征在下文中予以描述。
轴杆22位于离合器20的中心，并且延伸穿过包括外壳24的离合器20的整个轴向长度。轴杆22可以用作整个离合器20的主要结构支撑件，即离合器20的质量可以主要由轴杆22来支撑，以及在图示的实施例中，离合器20的质量基本上完全由轴杆22来承载。如图1的实施例所示，轴杆22在第一端或驱动端22D(也称为后端)包括第一接合特征22－1以及在相对的第二端或前端(或从动端)22F包括第二接合特征22－2。轴杆22还可以具有阶梯式配置，在驱动端22D处直径较大并且逐渐递减成前端22F处的较小直径。图示的实施例中的轴杆22是“活动”或从动输入轴，这意味着无论何时存在扭矩输入，轴杆22就会接受对离合器20的扭矩输入并进行旋转。然后，轴杆22将扭矩输入分配到离合器的其他部件。
第一接合特征22－1能够实现与提供外部原动机(未示出)(如发动机驱动轴或水泵的轴)进行接合。在一个实施例中，第一接合特征22－1配置为内(母)螺纹，但在替代实施例中也能使用其他接合机构(例如，用于螺栓连接的法兰、绳轮/皮带轮等)。内部第一接合特征22－1的外侧可以是小轴向限位件22－3和圆柱形外表面22－4。
第二接合特征22－2能够进行适合的制模以接合轴杆22以便将整个离合器20与原动机附接或与之脱离。例如，第二接合特征22－2可以是艾伦头套接件或其他适合类型的套接件(例如，Reynolds、
Figure BDA0001924879190000061
等)。第二接合特征22－2配置为内(即，母)结构有助于减少离合器20的整个轴向长度，但在替代实施例中也可能存在其他配置，下文将进一步论述。
轴杆22的前端22F处具有第二接合特征22－2，使得驱动端22D处或附近无需外部接合特征，如法兰或六角模具接受特征(即，扳手面)，并且使轴杆22的驱动端22D能够仅在内部接合原动机的从动部件。这种在轴杆22的驱动端22D处进行的内部接合有助于缩短离合器20的整个轴向长度，而不会明显地增大离合器20的径向尺寸。减少轴向离合器长度是有可能的，部分原因是电磁线圈34等周边部件能够轴向重叠于具有内部第一接合特征22－1的轴杆22的驱动端22D，所述内部第一接合特征22－1在正常情况下允许比外部接合特征更具有扩展性，因为需要保持工具对此类外部接合特征的接入。而且，在许多应用中，轴的前端22F通常比驱动端22D更方便接入，例如，在风扇离合器应用中，固定于离合器20的风扇叶片将对驱动端22D的接入限于发动机舱范围内。
外壳24包括以旋转固定的方式固定于彼此的基座24－1和盖体24－2。外壳24被旋转支撑在轴杆22上，从而使得外壳24能够根据离合器20的工作状态(例如，轴杆22的旋转速度约0％至约100％)选择性地相对于轴杆22旋转。在这方面，当轴杆22(和转子26)接受到离合器20的扭矩输入时，外壳24可以用作离合器20的输出或输出构件。可以在外壳24的外表面上、基座24－1上和/或盖体24－2上设置冷却风扇24－3，以便促进向周围空气散热。
在图示的实施例中，基座24－1通过后轴承40支撑于轴杆22上，并且盖体24－2通过前轴承42支撑于轴杆22上。后轴承40和前轴承42设在转子26的相对侧，并且在轴向上彼此间隔开。在图示的实施例中，轴承40和42各自为单列球轴承，但是在替代实施例中，可以具有其他配置。现有技术的许多粘性离合器则是在离合器驱动(发动机)一侧具有单个轴承组，以便支撑离合器的质量和输出装置(例如风扇)的质量，根据具体应用，其可以是单列或双列轴承。在此类单轴承现有技术离合器中，单列轴承可能存在问题，这是由于其负载能力较低且与双列轴承相比单列周围潜在的缺陷相对较大。然而，在此类现有技术离合器中，双列轴承在离合器的重要轴向中部占据相对较大的轴向长度，往往会不合需要地增加离合器的整体轴向长度。使用两个单列轴承40和42具有三个主要好处。第一，与一个单列轴承相比，两个间隔开的轴承40和42能够实现相对较高的稳定性和较低的偏转。其次，可以将附加的前轴承42置于外壳24的盖体24－2中轴杆22前端22F处或附近通常未被使用的空间中，这样不会明显增加离合器20的整个轴向长度。最后，盖体24－2中的前轴承42为轴杆22提供了盖体24－2中的密封开口。这样能够在轴杆22上添加第二接合特征22－2，其可从离合器20的前侧接入，用于相对于发动机或水泵等安装以及拆除整个离合器20。
外壳24可以由铝材或另一种或多种适合的材料制成。盖体24－2可以是压铸部件，其具有作为单一部件且将粘性剪切液(例如，硅油)保持在离合器20中以及将杂物隔绝在离合器20外的优点。如下文论述，可以在外壳24的多个部位(例如，基座24－1中)设置嵌件以用于磁通传导。可以沿着外壳24设置一个或多个密封件(未示出)以进一步将剪切液保持在离合器20内，但是在图示的实施例中，前轴承42和后轴承40将剪切液密封在外壳24内而无需附加专用的密封元件。此外，可以将风扇等输出装置(未示出)固定于外壳24以接收来自离合器20的扭矩输出。
将转子26至少部分地设在外壳24内，并且优选地，完全设在外壳24内，并且可以具有盘形形状(相应地，转子26可以称为转子盘)。转子26旋转地固定到轴杆22，并且在任何时候随轴杆22一起旋转。在这方面，当轴杆22接受扭矩输入时，转子26可以用作离合器20的输入或输入构件。
在图示的实施例中，转子26具有导磁部分26－1和非导磁部分26－2，其中在此情况下，“导磁”是指磁通传导性。导磁部分26－1可以由钢或另一种合适的导磁材料(例如，任何铁磁材料)制成，并且非导磁部分26－2可以由铝或不容易传导磁通的另一种适合的材料制成。导磁部分26－1可以配置为转子26的径向内部轮毂，其能够直接固定于轴杆22且与容器28隔开并分离。而且，在图示的实施例中，导磁部分26－1与后轴承40和前轴承42邻接。非导磁部分26－2可以设在转子26的径向外部。在图示的实施例中，导磁部分26－1包括轴向错位区域，其包含具有向内的圆柱形表面26－3的圆柱形部分，以及外露的轴向向后部分26－4。此外，在图示的实施例中，导磁部分26－1在给定径向范围内(例如，到达或超过圆柱形表面26－3)形成转子26的整体，并且在这方面，导磁部分26－1是结构部件，其区分于嵌入转子的周边结构材料中或以其它方式穿过其中的仅用于传导磁通的非结构导磁嵌件。导磁部分26－1还可以从轴杆22径向向外延伸超过显著的距离，使得导磁部分26－1比单独的轮毂或内部套筒更大。正如图示的实施例中所示，导磁部分26－1延伸超出轴向错位区域和圆柱形表面26－3，但是位于工作室30的径向内侧。此外，在图示的实施例中，导磁部分26－1从轴杆22延伸到外壳24的基座24－1的轮毂处或从外壳24的基座24－1的轮毂径向向外(和/或下文论述的内部轮毂/第二导磁体)以及后轴承40的外侧。
容器28提供盛放一定量剪切液的储存容积。在图示的实施例中，容器28设在转子26上或其内。容器28的板件28－1可以附接到转子26上且由转子26承载以形成边界部分，以便保持剪切液并且将容器28与离合器20的其他部分隔开。板件28－1可以设在离合器20的内部，并且可以布置在转子26面向盖体24－2的前侧。所有或部分剪切液可以在不需要用于接合离合器20时存储在容器28中。在图示的实施例中，容器28由转子26承载，以使容器28和内含的剪切液随转子26一起旋转。以此方式，当轴杆22和转子26用作对离合器20的输入时，只要有对离合器20的扭矩输入，容器28就以输入速度旋转，从而向承载转子的容器28中的剪切液施加动能，以便获得相对较快的离合器接合响应时间。沿着容器28的边界提供排放孔44，使得剪切液沿着离合器20的液体回路通过，到达工作室30。在图示的实施例中，转子26形成容器28的边界部分，并且排放孔44穿过转子26。更具体地，在图示的实施例中，排放孔44在从导磁部分26－1向外的位置处大致轴向地穿过转子26的非导磁部分26－2。
工作室30被界定于(或可操作地设在)转子26与外壳24之间。工作室30可以延伸到转子26的两侧。正如下文进一步阐明的，选择性地将剪切液(例如，硅油)引入到工作室30能够通过产生粘性剪切耦合以在转子26与外壳24之间传递扭矩来接合离合器20，其中扭矩传递的程度(以及相关的输出速度)根据工作室30中存在的剪切液容积可进行变化。正如本领域中所知，可以在转子26和外壳24上提供同心环形挡边、沟槽和/或其他适合的结构，以便增加沿着工作室30的表面积以及当工作室30中存在剪切液时促进剪切耦合。此外，可以在转子26的外径区域设置开口(未示出)以使工作室30中的剪切液能够以本领域中公知的方式在转子26的相对侧之间移动。
剪切液沿着返回孔46从工作室30泵回到容器28，在图示的实施例中，所述返回孔46设在外壳24中。正如本领域中所知，可以使用坝体或隔板(未具体示出)来连续地将剪切液泵入返回孔46。此类坝体可以设在外壳24临近返回孔46的入口。因此，离合器20的液体回路从容器28穿过排放孔44延伸到工作室30，然后从工作室30穿过返回孔46返回容器28。
阀门32选择性地控制剪切液在容器28与工作室30之间的流动。可以电磁方式来控制离合器20，这意味着对电磁线圈34选择性地通电可以控制阀门32的操作以便控制工作室30中存在的剪切液的体积，进而依次控制接合的程度和输入与输出构件之间的扭矩传递。在图示的实施例中，阀门32的所有移动部分被包含在外壳24内，并且阀门32设在转子26与电磁线圈34之间转子26的后侧。虽然离合器20的磁通回路和阀门32的细节将在下文予以进一步描述，但是简言之，来自电磁线圈34的磁通可以移动(例如，轴向枢转)电枢32－1，进而能够移动(例如，通过推压同时枢转)阀门元件32－2(例如，簧片阀)。阀门元件32－2可以选择性地限制或阻止剪切液沿着所述液体回路流动。在图示的实施例中，阀门元件32－2遮盖以及开启排放孔44以选择性地控制剪切液从容器28流出。在一些实施例中，称为“讯响(fail on)”配置，在缺省情况下，可以将阀门元件32－2机械偏压到开启位置，对电磁线圈34通电使得阀门元件32－2移到关闭位置从而限制或阻止剪切液流动。
在图示的实施例中，通过线圈轴承48将电磁线圈34支撑在轴杆22上。更具体地，可以将电磁线圈34支撑在外壳24外侧轴杆22的驱动端22D处，同时线圈轴承48邻接轴向限位器22－3。电磁线圈34通常通过系链等(未示出)旋转地固定，同时线圈轴承48允许非旋转电磁线圈34与可旋转轴杆22之间的相对旋转。下文将论述电磁线圈34配置的进一步细节。
图3是离合器20仅在轴A以上的部分的横断面视图，其中用虚线50示意性地表示磁通回路。外壳24包括第一导磁体24－4和第二导磁体24－5，它们均由导磁材料制成。在图示的实施例中，第一导磁体24－4和第二导磁体24－5固定或嵌入在基座24－1中转子26的后侧或驱动侧。此外，第一导磁体24－4和第二导磁体24－5中的每一个可以在相对前侧和/或后侧从基座24－1伸出。第一导磁体24－4和第二导磁体24－5均允许磁通穿透外壳24，但是外壳24通常由不能高效传输磁通的材料(如铝材)制成。第二导磁体24－5可以配置为设在基座24－1的径向内部的轮毂，并且能够直接接合后轴承40。在这方面，除了提供磁通传输功能外，第二导磁体24－5还可以是外壳24的结构部分。第二导磁体24－5还可以包括轴向限位器以接合后轴承40，以及嵌入基座24－1中的径向延伸部分。第二导磁体24－5可以设为从第一导磁体24－4径向向内且与之间隔开。在图示的实施例中，第一导磁体24－4具有相对的前端和后端，二者以阶梯方式彼此径向错位。
在图示的实施例中，离合器20的磁通回路传输磁通以便驱动阀门32，其具有如下配置。所述磁通回路从电磁线圈34穿过第一气隙延伸到第一导磁体24－4。接着，磁通从第一导磁体24－4穿过第二气隙延伸到阀门32的电枢32－1。然后，磁通从阀门32的电枢32－1穿过第三气隙延伸到转子26的导磁部分26－1。第三气隙可以设为与轴向向后表面26－4相邻。此外，当驱动电枢32－1并朝向转子26或抵住转子拖拉时，可以有效关闭第三气隙。接着，磁通回路从转子26的导磁部分26－1穿过第四气隙延伸到第二导磁体24－5。第四气隙可以设为与圆柱形部分26－3相邻。最后，磁通回路从第二导磁体24－5穿过第五气隙延伸返回电磁线圈34。
在图示的实施例中，离合器20的磁通回路的一些特征如下。第一、第二、第四和第五气隙中的任何一个或全部可以径向朝向。磁通回路中径向朝向的气隙可以保持相对较小，且具有相对紧密公差，并且有助于促进高效且一致的磁通传输。第三气隙可以轴向朝向。如上所述，当驱动电枢32－1并朝向转子26或抵住转子拖拉时，可以有效关闭第三气隙。第一和第二气隙可以设为与轴A相距大约相同的径向距离，并且由于第一导磁体24－4的径向错位，从电磁线圈34穿过电枢32－1的磁通可以在径向向内方向上均穿过第一和第二气隙。第五气隙可以设置在电磁线圈34的径向内周的外侧，并且第一气隙可以设置在电磁线圈34的径向外周的内侧。整个磁通回路可以设置在轴承40和48外侧，并且除了穿过转子26的导磁部分26－1外，还可以设置在离合器20的驱动侧或后侧处。
图4是离合器20仅在轴A以上的电磁线圈组件一部分的横断面视图。图4所示的组件包括电磁线圈34和线圈轴承48。
在图示的实施例中，线圈轴承48包括外座圈48－1和内座圈48－2以及多个滚动元件48－3。滚动元件48－3布置在外座圈48－1与内座圈48－2中间并且接合座圈48－1和48－2中的每一个。在图示的实施例中，线圈轴承具有单列球型滚动元件48－3，但是在替代实施例中也可以使用其他类型的轴承(例如，滚柱轴承或滚针轴承)。
如图4所示，电磁线圈34包括线圈外壳34－1和绕组或导线34－2。线圈外壳34－1由导磁材料制成的壁体34－1W形成，用于界定内部容积34－3。在图示的实施例中，线圈外壳34－1配置为杯形，其中壁体34－1W一面(例如，向前一面)是开口。线圈外壳34－1的壁体34－1W还形成了向内部容积34－3伸出(或伸入其中)的凹口或台阶34－4。线圈轴承48完全或部分地容纳在台阶34－4内及线圈外壳34－1的壁体34－1W外，即，从内部容积34－3和绕组34－2的线匝看在壁体34－1W的相对侧。台阶34－4的存在产生了内部容积34－3的不同部分(或子容积)，包括径向内部部分PI和径向外部部分PO。内部容积34－3的内部部分PI和外部部分PO可以彼此相连并相邻，并且彼此开放且其间没有任何阻隔或遮挡。此外，内部容积PI和外部容积PO可以布置成使得内部容积34－3从横截面观看时具有L形。外部部分PO具有轴向深度(或长度)DO，并且内部部分PI具有轴向深度(或长度)DI。在图示的实施例中，轴向深度DO大于轴向深度DI。外部部分PO可以布置在线圈轴承48的外座圈48－1径向外侧，而内部部分PI可以从外座圈48－1径向向内延伸，可以在径向方向上与滚动元件48－3重叠(以及在进一步实施例中，可选地也与内座圈48－2重叠)。换言之，外部部分PO可以布置在线圈轴承48径向外侧，而内部部分PI可以与线圈轴承48轴向并排布置或与之重叠。在进一步实施例中，可以在线圈外壳34－1的壁体34－1W中设置一个或多个附加台阶(例如，以便容纳附加的线圈轴承)，并且内部容积34－3可以具有对应的附加部分。
通过形成位于线圈外壳34－1的内部容积34－3内的多个线匝，绕组34－2形成线圈。在图示的实施例中，绕组34－2的线匝横跨内部容积34－3的内部部分PI和外部部分PO，使得绕组34－2形成的线圈具有与线圈外壳34－1相似的阶梯式形状。此外，当对电磁线圈34通电时，在内部容积34－3的内部部分PI和外部部分PO内均生成磁通。内部容积34－3的配置使得绕组34－2的线匝能够在径向和轴向方向上均横跨线圈轴承48的至少多个部分，例如绕组34－2的线匝可以在径向和轴向上横跨线圈轴承48的滚动元件48－3。
可以使用适合的封装材料34－5将绕组34－2封装在线圈外壳34－1内。此外，可以设置连接塔34－6以便形成绕组34－2与电源(未示出)之间的电连接。还可以将系链或其他旋转阻止装置(未示出)连接到电磁线圈34。
电磁线圈34的“阶梯式”配置有助于缩短离合器20的整个轴向长度。电磁线圈34能够生成的磁通量主要与绕组34－2的线匝匝数以及绕组34－2中的电流量相关。两种替代设计突显了存在这些局限的难题。从纯粹质量/重量的角度而言，最高效的设计是利用长且窄的线圈，其中将绕组的每个线匝的直径以及由此产生的周长减小或最小化。这种长且窄的线圈配置使用最少量的材料，从而减少了质量/重量和成本。由于长且窄的电磁线圈由轴杆可旋转地支撑，所以这种长且窄的线圈布置往往由电磁线圈和并排布置在轴上的线圈轴承组成。长且窄的电磁线圈与轴的紧密靠近使得轴能够在需要的情况下用作磁通回路的一部分从而操作阀门。另一方面，从轴向长度的角度而言，最高效的离合器设计是让电磁线圈位于线圈轴承正上方，使得电磁线圈与线圈轴承共有轴向占用空间(footprint)。然而，由于共有轴向占用空间的线圈绕组的每个线匝目前在周长方向实质上更长(因为线圈轴承外围的直径更大)，所以制造电磁线圈所需的材料明显更大，导致所述设计的成本和重量增加。此外，当使用共有轴向占用空间的电磁线圈时，轴杆可能难以用作磁通回路的一部分而不增加其他部件(例如，嵌入导磁体)。在离合器20的实施例中，电磁线圈34具有的阶梯式配置是这两种替代设计的组合(即，长且窄的线圈与共有轴向占有空间的设计)，其能够保留每种替代设计的优点。与线圈轴承48并排的径向内部部分PI中的绕组34－2的线匝能使得线匝直径相对较小并且紧邻轴杆22-虽然离合器20的图示实施例中未使用轴杆22作为磁通回路的一部分进行导磁，但是离合器20的替代实施例可以容易地做到如此(参见，图6和图7)。此外，位于线圈轴承48上方(即，从线圈轴承48径向向外)的径向外部部分PO中的绕组34－2的线匝采用与线圈轴承48共有的轴向占用空间，否则将成为离合器20内未使用的轴向长度。此配置使得电磁线圈34的轴向占用空间小且质量/重量损失相对较小，同时还能够以适合的磁通密度来驱动阀门32。
图5是单独示出的转子26、容器28和阀门32的横断面透视图。在图示的实施例中，阀门32由转子26承载并与之固定，并且阀门32也完全设在与容器28相对的转子26后侧(或驱动侧)上。
如上所述，阀门32包括电枢32－1和阀门元件32－2。此外，如图5所示，阀门32包括弹簧32－3。在图示的实施例中，电枢32－1包括具有中心开口32－1C的环形体32－1B。中心开口32－1C使得环形体32－1B环绕轴杆22以及第一导磁体24－4的伸出部分、后轴承40和/或其他期望的部件(参见图2和图3)。在图示的实施例中，中心开口32－1C具有比转子26的导磁部分26－1的圆柱形表面26－3稍大的直径。如上文所述，电枢32－1形成离合器20的磁通回路的一部分。电枢32－1的本体32－1B还可以按压阀门元件32－2(其可以单独地附接到转子26)，以便移动阀门元件32－2以封盖排放口44。
在一些实施例中，阀门32的配置和操作可以与共同受让的美国专利申请8881881中描述的配置和操作相似，所述美国专利申请采用的是簧片阀元件。然而，应该注意，本文公开的阀门32的具体配置仅是通过举例而非限定的方式来提供的。在替代实施例中可以采用多种其他类型的阀门配置，如具有平移或旋转元件的阀门，以及选择性地封盖返回孔46的阀门。而且，正如本领域中公知的，在进一步实施例中可以使用双金属控制的阀门组件来取代电磁控制的阀门组件。
弹簧32－3(也称为锚定弹簧)，在图示的实施例中是在轴向方向上沿着径向投影线弯曲的片簧，其被固定在电枢32－1的本体32－1B与转子26之间(例如，非导磁部分26－2处)。以此方式，弹簧32－3将电枢32－1灵活安装到转子26，并且能够施加偏压以使得电枢32－1偏置，以及在缺省情况下将阀门32整个偏置于打开位置。
在图示的实施例中，弹簧32－3相对于电枢32－1回缩，这有助于减少离合器20的轴向长度和径向尺寸。可以在本体32－1B中设置轴向凹部32－1D和相邻的径向延伸切口32－1R。在图示的实施例中，切口32－1R具有大致矩形周边并且从本体32－1B的外径边缘32－1E向内延伸到中心开口32－1C，并完全穿过相对的前后两侧(即，在轴向方向上)，同时本体32－1B在切口32－1R与中心开口32－1C之间的部分保持完整。凹部32－1D设为与切口32－1R位置直接相邻且与之相连，并且径向上设在切口32－1R与中心开口32－1C之间。凹部32－1D具有从本体32－1B的后侧轴向穿过本体32－1B的一部分的深度。弹簧32－3伸入凹部32－1D和切口32－1R，并且在图示的实施例中，弹簧32－3大致完整地包含在切口32－1R和凹部32－1D内(不存在使弹簧32－3一部分弯折到切口32－1R和/或凹部32－1D外的极端弯曲情况)。弹簧32－3的一端可以在切口32－1R内且在外径边缘32－1E的径向内侧(例如，使用螺钉等适合的紧固件)附接到转子26，并且弹簧32－3的对端可以在凹部32－1D内附接到电枢32－1的本体32－1B。
可以在电枢32－1的本体32－1B中提供限位开口32－1S，其在径向上位于中心开口32－1C与外径边缘32－1E之间。限位开口32－1S可以进一步设在排放孔44的径向内侧且与之在角度上间隔开。限位开口32－1S可以与电枢限位器60协同，电枢限位器可以从转子26轴向地延伸。在图示的实施例中，限位开口32－1S为圆形且完全穿过本体32－1B延伸在相对的前后侧之间。图示的实施例中的限位器60类似于定位螺钉或类似的螺纹可调构件，并且可以进行调整来确定电枢32－1相对于转子26移动的轴向极限。限位器60布置成在通过对电磁线圈34通电而驱动电枢32－1时与限位开口32－1S对齐且伸入其中。虽然图5中仅可见到一个限位开口32－1S和限位器60，但是还可以设置一个或多个附加的对称布置的限位开口32－1S和限位器60。
图6是粘性离合器120的另一个实施例的横断面视图，图7是图120的离合器一部分的横断面视图。如图6和图7的实施例所示，离合器120包括轴杆122、外壳124、转子126、容器128、工作室130、阀门(或阀门组件)132和电磁线圈134。图示了轴A，其界定离合器120的旋转轴。离合器120的常规操作与上文描述的离合器20的常规操作类似，且在图6和图7中，相似的部件以相似的附图标记加上100和附带文本进行表示。相似地，离合器120包括离合器20的大多数相同特征和优点。应该注意到，图6和图7的图示实施例仅是通过举例而非限定的方式来公开的，并且可能存在许多替代实施例，其一些特征将在下文中予以描述。
轴杆122位于离合器120的中心，并且延伸穿过离合器120的整个轴向长度，包括外壳124。如图6的实施例所示，轴杆122在第一端或驱动端122D(也称为后端)包括第一接合特征122－1以及在相对的第二端或前端(或从动端)122F包括第二接合特征122－2。在图示的实施例中，轴杆122是“活动”或从动输入轴杆，类似于轴杆22。在图示的实施例中，第一接合特征122－1配置为内(母)螺纹，以及第二接合特征122－2配置为外接合特征，例如，类似外六角螺栓、扳手面或其他适合的外部工具接合结构。内部第一接合特征122－1的外侧可以是小轴向限位件122－3和圆柱形外表面122－4。
外壳124包括以转动固定的方式彼此固定的基座124－1和盖体124－2。基座124－1可以包括具有轴向延伸突起环124－6的轮毂124－5，所述轴向延伸突起环124－6可以在朝向转子126的向前方向上延伸。外壳124被转动地支撑在轴122上，从而使得外壳124能够根据离合器120的工作状态(例如，轴122的旋转速度约0％至约100％)来选择性地相对于轴122旋转。在这方面，在轴122(和转子126)接受至离合器120的扭矩输入的情况中，外壳124可以用作离合器120的输出或输出构件。可以在外壳124的外表面上设置散热翅片，类似于上文描述的离合器20的情况。
在图示的实施例中，基座124－1被后轴承140支承在轴杆122上，以及盖体124－2被前轴承142支承在轴杆122上。前轴承140和后轴承142设在转子126的相对两侧，以及轴向上彼此间隔开。轮毂124－5的环124－6可以提供用于支承后轴承140且将其与外壳124的基座124－1接合的适合的轴向空间。在图示的实施例中，轴承140和142分别是单列球轴承，其中后轴承140大于前轴承142，但是在替代实施例中，轴承140和142可以具有其他配置。
外壳124可以由铝材或另一种或多种适合的材料制成，并且可以是压铸件。一个或多个导磁体嵌件可以穿过外壳124，下文将进行进一步论述。然而，应该注意离合器120的优点在于只需要少量的导磁体嵌件(例如，一个导磁体)。可以将风扇等输出装置(未示出)固定于外壳124以接收来自离合器120的扭矩输出。
可以设置与后轴承140相邻的垫片125。在图示的实施例中，垫片包括前接触表面125－1和相对的后接触表面125－2。前接触表面125－1和后接触表面125－2可以是平行且轴向相对的表面，可以在径向上彼此错位。所述前接触表面可以与后轴承140接合，以及后接触表面125－2可以接合轴杆122的肩部。在图示的实施例中，垫片125具有横截面为六边形的周沿，以便利于前接触表面125－1和后接触表面125－2的径向错位以及契合轴杆122的阶梯式配置。垫片125可以由非导磁材料或导磁材料制成(并且由此能够可选地作为磁通回路的一部分，下文将进行进一步论述)。
将转子126至少部分地设在外壳124，以及优选地完全设在外壳124内，并且可以具有盘形形状(相应地，转子126可以称为转子盘)。转子126旋转地固定到轴122，并且在任何时候随轴122一起旋转。在这方面，在轴122接受扭矩输入的情况中，转子126可以用作离合器120的输入或输入构件。
在图示的实施例中，转子126具有导磁部分126－1和非导磁部分126－2，其中在本实例中的“导磁”是指磁通传导性。导磁部分126－1可以由钢或另一种适合的导磁材料(例如，任何铁磁材料)制成，以及非导磁部分126－2可以由铝或不容易导磁的另一种适合的材料制成。导磁部分126－1可以配置为转子126的径向内部轮毂，其提供对整个转子126的结构支承，并且导磁部分126－1可以直接固定到轴杆122。非导磁部分126－2可以设在转子126的径向外部。导磁部分126－1可以与容器128间隔开且与之分离。而且，在图示的实施例中，导磁部分126－1兼顾地与后轴承140和前轴承142邻接。在图示的实施例中，导磁部分126－1包括轴向错位区域，所述轴向错位区域又包含具有向内的圆柱形表面126－3的圆柱形部分，以及外露的轴向向后部分126－4。再者，在图示的实施例中，导磁部分126－1在给定径向范围(例如，到达或超过圆柱形表面126－3)上形成转子126的整体，以及在这方面，它是结构部件，区分于被嵌入转子的周边结构材料中或以其它方式穿过其中仅用于导磁的非结构导磁嵌件。导磁部分126－1还可以从轴122径向向外延伸超过显著的距离，使得导磁部分126－1比单独的轮毂或内部套筒更大。正如图示的实施例中所示，导磁部分126－1延伸到轴向错位区域和圆柱形表面126－3，但是设在工作室130的径向内侧。而且，在图示的实施例中，导磁部分126－1从轴杆122延伸到外壳124的基座124－1的环124－6和/或轮毂124－5处或其径向外侧以及后轴承140的外侧。导磁体部分126－1和非导磁部分126－2可以在给定径向距离上重叠以利于这些部分之间的结构接合126－5(例如，金属工艺的连接或机械连接)。结构接合126－5可以是转子126的轴向加厚部分，其轴向厚度大于转子126的正对径向向内和径向向外的部分。转子126可以与外壳124的基座124－1的轮毂124－5的一部分轴向重叠，使得外壳124的基座124－1的轮毂124－5的轴向延伸环124－6的远端在圆柱形表面126－3邻近轴向错位区域处与转子26轴向重叠。这种布置有助于促成离合器120的紧凑型整体轴向长度。
容器128提供维持剪切液供给的储存容积在图示的实施例中，容器128设在转子126上或其内。容器128的板件128－1可以附接到且由转子126承载以形成边界的部分，以便保持剪切液以及将容器128与离合器120的其他部分隔开。板件128－1可以设在离合器120的内部，并且可以布置在转子126面向盖体124－2的前侧。所有或部分剪切液可以在不需要用于接合离合器120时被存储在容器128中。在图示的实施例中，容器128由转子126承载，以使容器128和内含的剪切液随转子126一起旋转。沿着容器128的边界设置排放孔144以使剪切液沿着离合器120的液体回路通过到达工作室130。在图示的实施例中，转子126形成容器128的边界部分，以及排放孔144穿过转子126。更具体地，在图示的实施例中，排放孔144在从导磁部分126－1向外的位置处大致轴向地穿过转子126的非导磁部分126－2。
工作室130被界定于(或可操作地设在)转子126与外壳124之间。工作室130可以延伸到转子126的两侧。正如关于离合器20所述的内容，选择性地将剪切液(例如，硅油)引入到工作室130能够通过产生粘性剪切耦合以在转子126与外壳124之间传递扭矩来接合离合器120，其中扭矩传递的程度(以及关联的输出速度)是随着工作室130中存在的剪切液的体积变化的。可以在转子126和外壳124上提供同心环形挡边、沟槽和/或其他适合的结构，以便增加沿着工作室130的表面积以及在工作室130中存在剪切液时促进剪切耦合，正如本领域中公知的。而且，可以在转子126的外径区域中提供开口(未示出)以使工作室130中的剪切液能够以本领域中公知的方式在转子126的相对侧之间移动。
剪切液沿着返回孔146从工作室130泵回到容器128，在图示的实施例中，所述返回孔设在外壳124中。将剪切液泵入返回孔146可以使用坝体或隔板(未具体示出)来连续地进行，正如本领域中所公知的。此类坝体可以设在外壳124紧邻返回孔146的入口。因此，离合器120的液体回路从容器128穿过排放孔144延伸到工作室130，然后从工作室130穿过返回孔146返回容器128。
阀门132选择性地控制剪切液在容器128与工作室130之间的流动。可以电磁方式来控制离合器120，这意味着对电磁线圈134选择性地通电可以控制阀门132的操作以便控制工作室130中存在的剪切液32的体积，进而控制接合的程度和输入与输出构件(例如，转子126与外壳124)之间的扭矩传递。在图示的实施例中，阀门132的所有移动部分被包含在外壳124内，并且阀门132设在转子126与电磁线圈134之间的转子126后侧处。上文描述的离合器20的阀门32类似，来自电磁线圈134的磁通可以移动电枢132－1(例如，使之轴向枢转)，进而能够移动阀门元件132－2(例如，簧片阀)(例如，通过推压使之同时枢转)。电枢132－2可以是圆形的，并且可以设为围绕外壳124的轮毂124－5的环124－6和后轴承140，从而能够帮助减少离合器120的轴向长度。通过电枢132－2驱动阀门元件132－2可以选择性地限制或阻止剪切液沿着所述液体回路流动。在图示的实施例中，阀门元件132－2遮盖以及开启排放孔144以选择性地控制剪切液离开容器128的流动。在一些实施例中，称为“讯响(failon)”配置，在缺省情况下，可以将阀门元件132－2机械偏压到开启位置，而对电磁线圈134通电使得阀门元件132－2移到关闭位置而限制或组织剪切液流动。再者，阀门132可以具有与上述以及图5所示的阀门32相似或完全相同的配置，包括具有锚定弹簧的限位器和切口。此外，因为阀门132和电枢132－1由转子盘126承载，并且可以配置成在对电磁线圈134通电时被推压向转子盘126，无需限位器来阻止相对于外壳124的移动，从而能够有助于减少离合器120的轴向长度。
在图示的实施例中，电磁线圈134被线圈轴承148支承在轴杆122上，所述线圈轴承包括内座圈148－1和外座圈148－2以及滚动元件148－3。更具体地，电磁线圈134可以被支承在外壳124外侧轴杆122的驱动端122D处，其中线圈轴承148邻接轴向限位器122－3。电磁线圈134通常通过系链等(未示出)旋转地固定，其中线圈轴承148允许非旋转电磁线圈134与可旋转轴122之间的相对旋转。电磁线圈134和线圈轴承148一起可以提供与上文结合图4所描述的类似的线圈组件。
图7所示为离合器120的磁通回路，由虚线150示意性地表示。在图示的实施例中，外壳124包括导磁体124－4，所述导磁体由导磁材料制成，且被固定或嵌入在基座124－1中转子126的后侧或驱动侧。导磁体124－4可以在相对前侧和/或后侧从基座124－1伸出。导磁体124－4允许磁通透过外壳124，在其他情况中所述外壳通常采用不能有效传输磁通的材料(如铝材)制成。在图示的实施例中，导磁体124－4具有相对的前端和后端，二者以阶梯方式径向彼此错位，且具有径向向内的突起环。
在图示的实施例中，离合器120的磁通回路传输磁通以帮助阀门132的驱动，其具有如下配置。所述磁通回路从电磁线圈134穿过第一气隙延伸到导磁体124－4。接下来，磁通从导磁体124－4穿过第二气隙延伸到阀门132的电枢132－1。然后，磁通从阀门132的电枢132－1穿过第三气隙延伸到转子126的导磁部分126－1。第三气隙可以设为与轴向向后表面126－4相邻。而且，当电枢132－1被驱动并朝向转子126或抵住转子拖拉时，可以有效关闭第三气隙。接下来，磁通回路从转子126的导磁部分126－1延伸到轴杆122。最后，磁通回路从轴杆122延伸，穿过第四气隙返回电磁线圈134。
离合器120的图示实施例中的磁通回路的一些方面如下。第一、第二和第四气隙中任何一个或全部可以径向朝向。磁通回路中的径向朝向的气隙可以保持相对较小，并且有助于促进高效且一致的磁通传输。第三气隙可以轴向朝向。如上所述，当电枢132－1被驱动并朝向转子126或抵住转子拖拉时，可以有效关闭第三气隙。第一气隙可以设置在电磁线圈134的径向内周的外侧，以及第四气隙可以设置在电磁线圈134的径向外周的内侧。后轴承140可以位于磁通回路内侧，而前轴承142和线圈轴承148均可位于磁通回路外侧。除了穿过转子126的导磁部分126－1外，磁通回路还可以布置在离合器120的驱动侧或后侧。
电磁线圈134的阶梯式配置可以有助于紧邻轴杆122，从而能够穿过相对较小的(第四)径向气隙(也参见图4和附带描述)在电磁线圈134与轴杆122之间透过磁通。这种阶梯式电磁线圈配置还避免了对额外导磁体的需求，否则往往不合需要地增加制造的复杂性，扩大离合器的整体轴向和/或径向尺寸，并增加重量。
可能实施例的论述
下文是本发明的可能实施例的非排他性描述。
粘性离合器可以包括输入构件；输出构件；界定于输入构件与输出构件之间的工作室；用于盛放一定量的剪切液的容器，所述容器通过液体回路与所述工作室舱室流体地连接；阀门，其中所述阀门控制所述剪切液沿着所述液体回路在所述容器与所述工作室之间的流动；轴承；以及所述轴承支承的电磁线圈，其中对所述电磁线圈选择性地通电驱动所述阀门，所述电磁线圈包括线圈外壳和在所述线圈外壳的内部容积内形成多个线匝的绕组，其中所述线圈外壳具有阶梯式配置以便将所述轴承至少部分地容纳在第一阶梯内。
附加地和/或替代地，前述段落的粘性离合器能够可选地包括如下特征、配置和/或附加部件中的任何一个或多个：
所述线圈外壳的内部容积可以包括径向外部容积和径向内部容积，其中所述径向外部容积设置在所述第一阶梯的径向外侧，以及所述径向内部容积与所述轴承重叠；
所述线圈外壳的所述径向外部容积和所述径向内部容积可以彼此相邻且对彼此开放，以及所述绕组的所述线匝可以横跨所述径向外部容积和所述径向内部容积；
所述轴承可以包括外座圈和与所述外座圈接合的滚动元件，以及所述绕组在所述线圈外壳的所述内部容积内的线匝可以在轴向和径向方向上至少部分地横跨所述滚动元件。
所述线圈外壳可以配置为杯形；
所述绕组可以被封装在所述线圈外壳内；
轴杆，其中所述轴承支承所述轴杆上的所述电磁线圈；
所述轴杆可以旋转地固定到所述输入构件以便在任何时候随所述输入构件一起旋转；
所述输入构件可以包括转子盘，以及所述输出构件可以包括围绕所述转子盘的外壳；
所述轴杆可以整体穿过所述外壳；
所述电磁线圈可以设在所述外壳的外侧；
所述轴杆可以在第一端具有内部接合特征以及在相对的第二端具有内部接合特征；
所述轴杆可以在第一端具有内部接合特征以及在相对的第二端具有外部接合特征；
所述线圈外壳的内部容积横截面上可以是L形的；
所述阀门可以包括具有环形体的电枢，其具有中心开口和限位开口；
电枢限位器可以布置成在通过对所述电磁线圈通电而驱动所述电枢时与所述电枢的所述环形体中的所述限位开口对齐且伸入其中；
所述电枢限位器可以包括螺纹可调构件，所述螺纹可调构件用于调整所述电枢的轴向移动极限；和/或
所述阀门可以包括具有环形体的电枢，所述环形体具有径向延伸切口和相邻的轴向凹部，所述阀门包括将所述电枢灵活安装到所述输入构件的片簧，其中所述片簧整体地包含在所述径向延伸切口和所述轴向凹部内。
一种方法可以包括：将导线缠绕在电磁线圈外壳的内部容积内以提供线圈，其中所述导线在所述内部容积内形成多个线匝以便横跨径向外部容积和相邻的径向内部容积，其中所述径向外部容积设置在所述电磁线圈外壳的壁体形成的阶梯的径向外侧；以及将轴承在所述阶梯处与所述电磁线圈外壳接合。
前述段落的方法能够可选地包括如下特征、配置和/或附加步骤中的任何一个或多个：
用所述轴承支承所述电磁线圈外壳，所述轴承与穿过粘性离合器的电磁驱动的阀门的磁通回路相邻。
与离合器一起使用的电磁线圈组件可以包括：轴承，所述轴承包括外座圈、内座圈和设在所述外座圈与所述内座圈之间的多个滚动元件；绕组；以及所述轴承的所述外座圈上支承的壁体界定的线圈外壳，其中所述线圈外壳还界定所述绕组的多个线匝所在的内部容积，所述绕组的线匝设为跨过所述壁体与所述轴承相对，其中所述内部容积包括具有第一轴向深度的第一部分和具有第二轴向深度的第二部分，所述第一轴向深度大于所述第二轴向深度，其中所述第一部分设置在从所述轴承的所述外座圈的径向外侧以及所述第二部分从所述轴承的所述外座圈径向向内延伸。
附加地和/或替代地，前述段落的电磁线圈组件能够可选地包括如下特征、配置和/或附加部件中的任何一个或多个：
所述线圈外壳可以具有由所述壁体界定的凹口，其中所述轴承在轴向方向上被包含在所述凹口内；
所述内部容积的所述第一和第二部分可以是相连且对彼此开放的，以及所述绕组的线匝可以横跨所述第一和第二部分；
所述绕组的线匝可以横跨所述内部容积的所述第一和第二部分；
所述绕组在所述线圈外壳内部内的线匝可以至少部分地在轴向和径向方向上横跨所述轴承的所述滚动元件；
所述线圈外壳可以配置为杯形；
所述绕组可以被封装在所述线圈外壳内；和/或
所述第一和第二部分形成的所述线圈外壳的内部容积在横截面上可以是L形的。
粘性离合器可以包括：轴杆；转子盘，其旋转附接到所述轴杆以在任何时候随所述轴杆一起旋转，其中所述转子盘包括由导磁材料制成的导磁部分和由不同材料制成的另一个部分；外壳；界定于所述转子盘与所述外壳之间的工作室，其中根据所述工作室中存在的剪切液的体积来选择性地提供所述转子盘与所述外壳之间的扭矩耦合；用于盛放一定量的所述剪切液的容器，所述容器通过液体回路与所述工作室流体地连接，其中所述容器由所述转子盘承载；阀门，其中所述阀门控制所述剪切液沿着所述液体回路在所述容器与所述工作室之间的流动，所述阀门包括电枢；电磁线圈，其中对所述线圈选择性地通电以控制所述阀门的驱动，所述电磁线圈设在所述转子盘中与所述容器相对的一侧；穿过所述外壳的第一导磁体；以及穿过所述外壳且设置在所述第一导磁体内侧的第二导磁体，其中磁通回路从所述电磁线圈延伸到所述第一导磁体，然后到所述阀门的所述电枢，然后到所述转子盘的所述导磁部分，然后延到所述第二导磁体，然后返回到所述电磁线圈。
附加地和/或替代地，前述段落的粘性离合器能够可选地包括如下特征、配置和/或附加部件中的任何一个或多个：
所述磁通回路穿过所述电磁线圈与所述第一导磁体之间的第一气隙、所述第一导磁体与所述阀门的所述电枢之间的第二气隙、所述阀门的所述的电枢与所述转子盘的所述导磁部分之间的第三气隙、所述转子盘的所述导磁部分与所述第二导磁体之间的第四气隙以及所述第二导磁体与所述电磁线圈之间的第五气隙；
所述第一和第五气隙可以各为径向朝向；
所述第四气隙可以径向朝向；
所述第二气隙可以径向朝向；
所述第三气隙可以轴向朝向；
所述第二导磁体可以形成所述外壳的基座部分的轮毂，所述外壳被第一外壳轴承支承在所述轴杆上；
所述外壳的盖体部分可以被第二外壳轴承支承在所述轴杆上；
所述第一和第二外壳轴承可以均为单列球轴承；
所述转子盘的所述导磁部分可以形成被支承在所述轴杆上的轮毂；
所述转子盘的所述导磁部分可以包括圆柱形表面，所述圆柱形表面跨过气隙朝向所述第二导磁体；
所述轴杆可以整体穿过所述外壳；
所述电磁线圈可以设在所述外壳的外侧；
所述电磁线圈被线圈轴承支承在所述轴杆上；
所述电磁线圈可以包括线圈外壳；以及绕组，所述绕组在所述线圈外壳的内部容积内形成多个线匝，其中所述线圈外壳具有将所述线圈轴承至少部分地容纳在第一阶梯内的阶梯式配置；
所述线圈外壳的内部容积可以包括径向外部容积和径向内部容积，其中所述径向外部容积设置在所述第一台阶的径向外侧，以及其中所述径向内部容积与所述线圈轴承重叠；
所述线圈外壳的所述径向外部容积和所述径向内部容积可以彼此相邻且对彼此开放，以及所述绕组的所述线匝横跨所述径向外部容积和所述径向内部容积；
所述线圈轴承可以包括外座圈和与所述外座圈接合的滚动元件；
所述绕组在所述线圈外壳所述内部容积内的线匝可以至少部分地在轴向和径向方向上横跨所述线圈轴承的所述滚动元件；
所述轴杆可以在第一端具有内部接合特征以及在相对的第二端具有内部接合特征；
所述轴杆可以在第一端具有内部接合特征以及在相对的第二端具有外部接合特征；
所述电枢可以具有环形体，所述环形体具有径向延伸切口和相邻的轴向凹部，所述阀门包括将所述电枢灵活安装到所述转子盘的片簧；
所述片簧可以完全或部分地包含在所述径向延伸切口和所述轴向凹部内；
所述电枢可以具有环形体，所述环形体具有中心开口和限位开口；
可以将电枢限位器固定到所述转子盘，其中所述电枢限位器布置成在将所述电枢推向所述转子盘时与所述电枢的所述环形体中的所述限位开口对齐且伸入其中；和/或
所述电枢限位器可以包括螺纹可调构件，所述螺纹可调构件用于调整所述电枢的轴向移动极限。
粘性离合器可以包括轴杆；转子盘，其旋转附接到所述轴杆以在任何时候随所述轴杆一起旋转，其中所述转子盘包括由导磁材料制成的导磁部分和由不同材料制成的另一个部分，其中所述导磁部分形成所述转子盘与所述轴杆接触的轮毂；具有基座和盖体的外壳，其中所述基座包括具有轴向延伸环的轮毂；界定于所述转子盘与所述外壳之间的工作室，其中根据所述工作室中存在的剪切液的体积来选择性地提供所述转子盘与所述外壳之间的扭矩耦合；用于盛放一定量的所述剪切液的容器，所述容器通过液体回路与所述工作室流体地连接，其中所述容器由所述转子盘承载；阀门，其中所述阀门控制所述剪切液沿着所述液体回路在所述容器与所述工作室之间的流动，所述阀门包括电枢，其中所述电枢设置在所述外壳的所述基座的所述轮毂的所述轴向延伸环径向外侧；电磁线圈，其中对所述线圈选择性地通电控制所述阀门的驱动，所述电磁线圈设在所述转子盘中与所述容器相对的一侧；以及穿过所述外壳的导磁体，其中磁通回路从所述电磁线圈延伸到所述导磁体，然后到所述阀门的所述电枢，然后到所述转子盘的所述导磁部分，然后返回到所述电磁线圈。
附加地和/或替代地，前述段落的粘性离合器能够可选地包括如下特征、配置和/或附加部件中的任何一个或多个：
所述磁通回路可以穿过所述电磁线圈与所述导磁体之间的第一气隙、所述导磁体与所述阀门的所述电枢之间的第二气隙、所述阀门的所述的电枢与所述转子盘的所述导磁部分之间的第三气隙以及所述轴杆与所述电磁线圈的第四气隙；
所述第一和第四气隙可以各为径向朝向；
所述第二气隙可以径向朝向；
所述第三气隙可以轴向朝向；
所述外壳的所述基座可以被与所述基座的所述轮毂接合的第一外壳轴承支承在所述轴杆上，以及所述外壳的所述盖体可以被第二外壳轴承支承在所述轴杆上，以及所述第一和第二外壳轴承可以均为单列轴承；
所述转子盘的所述导磁部分可以包括跨过轴向气隙面朝所述电枢的表面；
所述转子盘的所述导磁部分可以与所述容器间隔开。
所述电磁线圈可以设在所述外壳的外侧；
所述电磁线圈被线圈轴承支承在所述轴杆上；
所述电磁线圈可以包括线圈外壳；以及绕组，所述绕组在所述线圈外壳的内部容积内形成多个线匝，其中所述线圈外壳具有将所述线圈轴承至少部分地容纳在第一阶梯内的阶梯式配置；
所述线圈外壳的内部容积可以包括径向外部容积和径向内部容积，所述径向外部容积可以设为从所述第一阶梯径向向外，以及所述径向内部容积可以与所述线圈轴承重叠；
所述线圈外壳的所述径向外部容积和所述径向可以彼此相邻且对彼此开放；
所述绕组的线匝可以横跨所述径向外部容积和所述径向内部容积；
所述线圈轴承可以包括外座圈和与所述外座圈接合的滚动元件，以及所述绕组在所述线圈外壳的所述内部容积内的线匝可以在轴向和径向方向上至少部分地横跨所述滚动元件；
所述轴杆可以在第一端具有内部接合特征以及所述轴杆可以在相对的第二端具有内部接合特征；
所述轴杆可以在第一端具有内部接合特征以及所述轴杆可以在相对的第二端具有外部接合特征；
所述电枢可以具有环形体，所述环形体具有径向延伸切口和相邻的轴向凹部，所述阀门可以包括将所述电枢灵活安装到所述转子盘的片簧，以及所述片簧可以整体地包含在所述径向延伸切口和所述轴向凹部内；
所述电枢可以具有环形体，所述环形体具有中心开口和限位开口，以及所述粘性离合器还可以包括固定于所述转子盘的电枢限位器，以及所述电枢限位器可以布置成在将所述电枢推向所述转子盘时与所述电枢的所述环形体中的所述限位开口对齐并伸入其中；
所述电枢限位器可以包括螺纹可调构件，所述螺纹可调构件用于调整所述电枢的轴向移动极限；
所述轴杆可以整体穿过所述外壳；
所述外壳的所述基座可以被与所述基座的所述轮毂接合的第一外壳轴承支承在所述轴杆上，所述粘性离合器还可以包括与所述第一外壳轴承邻接的垫片，以及所述垫片可以具有径向上错位的前接触面和后接触面；
所述外壳的所述基座可以被第一外壳轴承支承在所述轴杆上，所述外壳的所述盖体可以被所述第二外壳轴承支承在所述轴杆上，所述第一外壳轴承可以设在所述磁通回路的内侧，以及所述第二外壳轴承可以设在所述磁通回路的外侧；和/或
所述转子盘可以具有轴向错位，以及所述外壳的所述基座的所述轮毂的所述轴向延伸环的远端可以在与所述轴向错位相邻处与所述转子盘轴向重叠。
一种操作粘性离合器的方法可以包括对电磁线圈通电以便生成磁通；使得所述磁通从所述电磁线圈穿过第一气隙到达所述粘性离合器的外壳中的导磁体；使得所述磁通从所述第一导磁体穿过第二气隙到达阀门的电枢；使得所述磁通从所述阀门电枢穿过第三气隙到达转子的导磁轮毂部分；驱动所述阀门以根据所述电枢的移动来控制所述粘性离合器内的剪切液的流动；使得所述磁通从所述转子的所述导磁轮毂部分穿过活动轴杆；以及使得所述磁通从所述活动轴杆穿过第四气隙到达所述电磁线圈。
一种操作粘性离合器的方法可以包括：对电磁线圈通电以便生成磁通；使得所述磁通从所述电磁线圈穿过第一气隙到达所述粘性离合器的外壳中的第一导磁体；使得所述磁通从所述第一导磁体穿过第二气隙到达阀门的电枢，使得所述磁通从所述电枢穿过第三气隙到达所述转子的导磁部分，驱动所述阀门以根据所述电枢的移动来控制所述粘性离合器内的剪切液的流动；使得所述磁通从转子的所述导磁部分穿过第四气隙到达第二导磁体，以及使得所述磁通从所述第二导磁体穿过第五气隙到达所述电磁线圈。
粘性离合器可以包括：转子盘；外壳；界定于所述转子盘与所述外壳之间的工作室，其中根据所述工作室中存在的剪切液的体积来选择性地提供所述转子盘与所述外壳之间的扭矩耦合；用于盛放一定量的所述剪切液的容器，所述容器通过液体回路与所述工作室流体地连接，其中所述容器由所述转子盘承载；阀门，其中所述阀门控制所述剪切液沿着所述液体回路在所述容器与所述工作室之间的流动，所述阀门包括电枢，其中所述电枢具有环形体，所述环形体具有径向延伸切口和相邻的轴向凹部，所述阀门包括将所述电枢灵活安装到所述转子盘的片簧，其中所述片簧整体地包含在所述径向延伸切口和所述轴向凹部内；以及电磁线圈，其中对所述线圈选择性地通电以控制所述阀门的驱动。
粘性离合器可以包括：转子盘；外壳；界定于所述转子盘与所述外壳之间的工作室，其中根据所述工作室中存在的剪切液的体积来选择性地提供所述转子盘与所述外壳之间的扭矩耦合；用于盛放一定量的所述剪切液的容器，所述容器通过液体回路与所述工作室流体地连接，其中所述容器由所述转子盘承载；阀门，其中所述阀门控制所述剪切液沿着所述液体回路在所述容器与所述工作室之间的流动，所述阀门包括电枢，其中所述电枢具有环形体，所述环形体具有中心开口和限位开口；电磁线圈，其中对所述线圈选择性地通电以控制所述阀门的驱动；以及固定到所述转子盘的电枢限位器，其中所述电枢限位器布置成在将所述电枢推向所述转子盘时与所述电枢的所述环形体中的所述限位开口对齐且伸入其中。
附加地和/或替代地，前述段落的粘性离合器能够可选地包括如下特征、配置和/或附加部件中的任何一个或多个：
所述电枢限位器可以包括螺纹可调构件，所述螺纹可调构件用于调整所述电枢的轴向移动极限。
概要
本文使用的程度术语或任何相关术语，如“实质性地”、“基本上”、“大致”、“大约”等应该根据并依据本文明确说明的任何适用定义或限制来解释。在所有情况中，本文使用的程度术语或任何相关术语应该解释为广义地涵盖所公开的任何相关实施例以及本领域技术人员依据本发明公开的全部内容能够认识到的此类范围或变化，如涵盖由热力、旋转或振动工作状况所引起的常规制造容差的变化、偶然性对齐的变化、瞬态对齐或形状的变化等。而且，本文所使用的程度术语或任何相关术语应该解释为涵盖明确包含指定的质量、特征、参数或值的范围，不作变化，如同给定的公开内容或引述中并未采用程度术语或任何合规的相关术语一样。
虽然本发明是参考优选实施例来描述的，但是本领域技术人员须认识到，在不背离本发明的精神和范围的前提下可以在形式或细节上进行更改。例如，虽然本发明的离合器描述为用于轻负荷应用，但是也可以扩大应用范围，用于中负荷或重负荷应用。而且，参考一个实施例描述的特征和配置可以按需并入另一个实施例中。

Claims (24)

1.一种粘性离合器，包括：
输入构件；
输出构件；
界定于所述输入构件与所述输出构件之间的工作室；
用于盛放一定量的剪切液的容器，所述容器通过液体回路与所述工作室流体相通；
阀门，其中所述阀门控制所述剪切液沿着所述液体回路在所述容器与所述工作室之间的流动；
轴承；以及
由所述轴承支承的电磁线圈，其中对所述电磁线圈选择性通电驱动所述阀门，所述电磁线圈包括线圈外壳和绕组，所述绕组在所述线圈外壳的内部容积内形成多个线匝，其中所述线圈外壳具有将所述轴承至少部分地容纳在第一阶梯内的阶梯式配置，其中所述线圈外壳的内部容积在横截面上是L形的。
2.如权利要求1所述的粘性离合器，其中所述线圈外壳的内部容积包括径向外部容积和径向内部容积，其中所述径向外部容积设为从所述第一阶梯径向向外，其中所述径向内部容积与所述轴承重叠。
3.如权利要求2所述的粘性离合器，其中所述线圈外壳的所述径向外部容积和所述径向内部容积相邻且彼此开放，其中所述绕组的所述线匝横跨所述径向外部容积和所述径向内部容积。
4.如权利要求1所述的粘性离合器，其中所述轴承包括外座圈和与所述外座圈接合的滚动元件，其中所述绕组在所述线圈外壳的所述内部容积内的线匝在轴向和径向方向上至少部分地横跨所述滚动元件。
5.如权利要求1所述的粘性离合器，其中所述线圈外壳配置为杯形，以及其中所述绕组被封装在所述线圈外壳内。
6.如权利要求1所述的粘性离合器，还包括：
轴杆，其中所述轴承支承所述轴杆上的所述电磁线圈。
7.如权利要求6所述的粘性离合器，其中所述轴杆旋转地固定到所述输入构件以便在任何时候随所述输入构件一起旋转。
8.如权利要求7所述的粘性离合器，其中所述输入构件包括转子盘，其中所述输出构件包括围绕所述转子盘的外壳。
9.如权利要求8所述的粘性离合器，其中所述轴杆整体穿过所述外壳。
10.如权利要求8所述的粘性离合器，其中所述电磁线圈设在所述外壳的外侧。
11.如权利要求6所述的粘性离合器，其中所述轴杆在第一端具有内部接合特征，所述轴杆在相对的第二端具有内部接合特征。
12.如权利要求6所述的粘性离合器，其中所述轴杆在第一端具有内部接合特征，所述轴杆在相对的第二端具有外部接合特征。
13.如权利要求1所述的粘性离合器，其中所述阀门包括电枢，所述电枢具有环形体，所述环形体具有中心开口和限位开口，所述粘性离合器还包括：
电枢限位器，所述电枢限位器布置成在通过对所述电磁线圈通电而驱动所述电枢时与所述电枢的所述环形体中的所述限位开口对齐且伸入其中。
14.如权利要求13所述的粘性离合器，其中所述电枢限位器包括螺纹可调构件，所述螺纹可调构件用于调整所述电枢的轴向移动极限。
15.如权利要求1的粘性离合器，其中所述阀门包括具有环形体的电枢，所述环形体具有径向延伸切口和相邻的轴向凹部，所述阀门包括将所述电枢灵活安装到所述输入构件的片簧，其中所述片簧整体地包含在所述径向延伸切口和所述轴向凹部内。
16.一种制作线圈组件的方法，包括：
将导线缠绕在电磁线圈外壳的内部容积内以提供线圈，其中所述导线在所述内部容积内形成多个线匝以便横跨径向外部容积和相邻的径向内部容积，其中所述径向外部容积设为从所述电磁线圈外壳的壁体形成的阶梯径向向外，其中所述径向外部容积和所述径向内部容积具有不同的轴向深度；
并且将轴承在所述阶梯处与所述电磁线圈外壳接合，以使得所述径向外部容积设为从所述轴承的外座圈径向向外且所述径向内部容积从所述轴承的外座圈径向向内延伸。
17.如权利要求16所述的方法，所述方法还包括：
以所述轴承支承所述电磁线圈外壳与穿过粘性离合器的电磁驱动的阀门的磁通回路相邻。
18.一种用于与离合器一起使用的电磁线圈组件，所述组件包括：
轴承，所述轴承包括：
外座圈；
内座圈；以及
位于所述外座圈与所述内座圈之间的多个滚动元件；
绕组；以及
由所述轴承的所述外座圈上支承的壁体界定的线圈外壳，其中所述线圈外壳还界定所述绕组的多个线匝所在的内部容积，所述绕组的线匝设为跨过所述壁体与所述轴承相对，其中所述内部容积包括具有第一轴向深度的第一部分和具有第二轴向深度的第二部分，所述第一轴向深度大于所述第二轴向深度，其中所述第一部分位于所述轴承的所述外座圈的径向外侧以及所述第二部分从所述轴承的所述外座圈径向向内延伸。
19.如权利要求18所述的组件，其中所述线圈外壳具有由所述壁体界定的凹口，其中所述轴承在轴向方向上被包含在所述凹口内。
20.如权利要求18所述的组件，其中所述内部容积的所述第一和第二部分连续且彼此开放，其中所述绕组的线匝横跨所述第一和第二部分。
21.如权利要求18所述的组件，其中所述绕组的线匝横跨所述内部容积的所述第一和第二部分。
22.如权利要求18所述的组件，其中所述绕组在所述线圈外壳内部内的线匝至少部分地在轴向和径向方向上横跨所述轴承的所述滚动元件。
23.如权利要求18所述的组件，其中所述线圈外壳配置为杯形，以及其中所述绕组被封装在所述线圈外壳内。
24.如权利要求18所述的组件，其中所述第一和第二部分形成的所述线圈外壳的内部容积在横截面上是L形的。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102585077B1 (ko) 2015-10-05 2023-10-04 호르톤 인코포레이티드 점성 클러치를 위한 모닝 시크니스 밸브 시스템
MX2018015134A (es) * 2016-06-29 2019-04-25 Horton Inc Embrague viscoso y bobina electromagnetica asociada.
US10557508B2 (en) 2016-09-23 2020-02-11 Horton, Inc. Modular viscous clutch
EP4239653A1 (en) 2017-02-01 2023-09-06 Horton, Inc. Electromagnetic coil connection assembly and associated method
JP7447017B2 (ja) 2018-05-02 2024-03-11 ホートン， インコーポレイテッド エネルギーハーベスティングクラッチアセンブリおよびそれを搭載した車両、ならびにクラッチアセンブリを作動させる方法
BR112020020309A2 (pt) 2018-05-09 2021-01-05 Horton, Inc. Embreagem viscosa e método para montagem da mesma
BR112021012239A2 (pt) 2019-01-31 2021-09-28 Horton, Inc. Embreagem viscosa, seu método de uso e montagem de rotor para a dita embreagem
CN117646766A (zh) 2020-01-21 2024-03-05 霍顿公司 离合器组件和集成式防旋转支架/防护装置
AU2021271263A1 (en) 2020-05-14 2022-11-03 Horton, Inc. Valve control system for viscous friction clutch
US11459933B2 (en) 2020-09-28 2022-10-04 Horton, Inc. Accessible clutch attachment assembly and method

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3215235A (en) 1962-06-11 1965-11-02 Numerical Control Corp Fluid actuated servo clutch
US3444748A (en) 1967-02-01 1969-05-20 Eaton Yale & Towne Drive mechanism
US3498431A (en) 1969-01-13 1970-03-03 Eaton Yale & Towne Fluid coupling mechanism
GB1377476A (en) 1970-11-21 1974-12-18 Dynair Ltd Fan drives
US4046239A (en) 1976-05-06 1977-09-06 Eaton Corporation Viscous driven overrunning clutch
US4346797A (en) 1980-07-25 1982-08-31 Eaton Corporation Magnetically actuated viscous fluid coupling
DE3148872A1 (de) 1981-12-10 1983-06-23 Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co KG, 7000 Stuttgart Fluessigkeitsreibungskupplung mit temperatursteuerung
DE8233338U1 (de) 1982-11-27 1983-03-31 Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co KG, 7000 Stuttgart Flüssigkeitsreibungskupplung
US4526257A (en) 1983-12-15 1985-07-02 Eaton Corporation Variable speed accessory drive
DE3823871A1 (de) 1988-07-14 1990-01-18 Sueddeutsche Kuehler Behr Fluessigkeitsreibungskupplung, insbesondere fuer den antrieb eines luefters zur kuehlung von kraftfahrzeugmotoren
DE8908357U1 (zh) 1989-07-08 1989-11-02 Sueddeutsche Kuehlerfabrik Julius Fr. Behr Gmbh & Co Kg, 7000 Stuttgart, De
US4987986A (en) 1989-07-24 1991-01-29 General Motors Corporation Electromagnetically actuated valve plate for a viscous fluid fan clutch
DE4011528A1 (de) 1990-04-10 1991-10-17 Erwin Dipl Ing Lang Viskosekupplung
US5030865A (en) * 1990-07-26 1991-07-09 Eaton Corporation Self powered remote viscous fluid coupling
US5320206A (en) 1993-05-03 1994-06-14 Ogura Corporation Coil mounting and terminals for an electromagnetic clutch
US5511643A (en) 1994-08-15 1996-04-30 Eaton Corporation Viscous fluid coupling and improved fluxring for use therein
DE19654322C2 (de) 1996-12-24 1999-12-23 Bosch Gmbh Robert Elektromagnetisch betätigbares Ventil
DE19753725C2 (de) 1997-12-04 2001-03-08 Behr Gmbh & Co Flüssigkeitsreibungskupplung
DE19925132B4 (de) 1999-06-02 2016-08-04 Mahle International Gmbh Flüssigkeitsreibungskupplung
DE19940099B4 (de) 1999-08-24 2016-09-01 Horton Europe Gmbh & Co. Kg Flüssigkeitsreibungskupplung
US6561141B2 (en) 2001-01-19 2003-05-13 Borg Warner, Inc. Water-cooled magnetorheological fluid controlled combination fan drive and water pump
DE10122795B4 (de) 2001-05-11 2005-07-07 Horton Europe Gmbh & Co. Kg Viskokupplung
US6481390B1 (en) 2001-06-19 2002-11-19 Borg Warner, Inc. Water pump with electronically controlled viscous coupling drive
DE10157822A1 (de) 2001-11-24 2003-06-05 Behr Gmbh & Co Elektromagnetisch angesteuerte Flüssigkeitsreibungskupplung
ES2253618T3 (es) 2002-08-23 2006-06-01 BEHR GMBH & CO. KG Embrague de friccion viscosa.
GB0227982D0 (en) 2002-11-30 2003-01-08 Cool Tech Ltd Viscous fluid shear clutches
US7913825B2 (en) 2004-08-30 2011-03-29 Borgwarner Inc. Electronically controlled fluid coupling device with fluid scavenge control and slip speed sensor
US8186494B2 (en) 2004-08-30 2012-05-29 Borg Warner Inc. Electronically controlled fluid coupling device with fluid scavenge control and enhanced cooling
US7083032B2 (en) 2004-08-30 2006-08-01 Borgwarner Inc. Electronically controlled fluid coupling device
US7913826B2 (en) 2004-08-30 2011-03-29 Borg Warner Inc. Electronically controlled fluid coupling device with fluid scavenge control and check valve
US7980373B2 (en) 2004-08-30 2011-07-19 Borgwarner Inc. Electronically controlled fluid coupling device with fluid scavenge control
JP4813868B2 (ja) 2004-11-09 2011-11-09 臼井国際産業株式会社 外部制御式ファン・カップリング装置
US7293636B2 (en) 2005-05-02 2007-11-13 Borgwarner Inc. Electronically controlled viscous fan drive having cast channels
KR101277057B1 (ko) * 2005-07-29 2013-06-20 호르톤 인코포레이티드 전자기적으로 구동되는 비스코스 클러치
US7621386B2 (en) 2006-03-02 2009-11-24 Borgwarner Inc. Viscous fan drive having modified land design and armature venting
DE102007019088B4 (de) 2007-04-23 2018-07-26 Mahle International Gmbh Flüssigkeitsreibungskupplung für den Antrieb eines Lüfters in einem Kraftfahrzeug
DE102007042205A1 (de) 2007-09-05 2009-04-02 Schaeffler Kg Flüssigkeitsreibungskupplung, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen
AU2010322199B2 (en) 2009-11-17 2015-08-27 Horton, Inc. Integrated viscous clutch
JP5455690B2 (ja) 2010-02-04 2014-03-26 Ｃｋｄ株式会社 電磁コイル、電子レンズ、および電磁バルブ
EP2606251B1 (en) * 2010-08-19 2018-05-30 Horton, Inc. Viscous clutch valve assembly
DE102011050366B3 (de) * 2011-05-13 2012-09-13 Kendrion Linnig Gmbh Kupplungsanordnung sowie Ansteuerverfahren
DE102011076745A1 (de) 2011-05-31 2012-12-06 Behr Gmbh & Co. Kg Antriebsvorrichtung
WO2014004335A1 (en) 2012-06-27 2014-01-03 Borgwarner Inc. Viscous fan drive systems with fan drive slip feedback
AU2013317890B2 (en) 2012-09-22 2017-03-02 Horton, Inc. Viscous clutch with adjustable pump mechanism and/or return bore through rotor
CA2900954C (en) 2013-03-14 2021-02-02 Horton, Inc. Viscous clutch and associated reservoir configuration
CN105190072B (zh) * 2013-03-14 2017-03-15 霍顿公司 粘性离合器和用于操作粘性离合器的方法
JP6358643B2 (ja) 2013-06-06 2018-07-18 臼井国際産業株式会社 外部制御式ファン・クラッチ装置
JP6391141B2 (ja) 2014-01-31 2018-09-19 臼井国際産業株式会社 外部制御式ファン・クラッチ装置
US9599009B2 (en) 2014-07-22 2017-03-21 Deere & Company Reversible mechanical fan
MX2018015134A (es) * 2016-06-29 2019-04-25 Horton Inc Embrague viscoso y bobina electromagnetica asociada.

Also Published As

Publication number Publication date
CA3025304A1 (en) 2018-01-04
ZA201900469B (en) 2019-10-30
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MX2018015134A (es) 2019-04-25
JP2019522155A (ja) 2019-08-08
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