CN1238644C - 离心离合器 - Google Patents

Abstract

一种离心离合器，用于在转速高于预定的门限值时将驱动轴(11)与被驱动件(13)连接，包括：一离心滑动器(15)，所述离心滑动器(155)具有在一端的块状扩大件和第一连接结构件；一个框件(12)，用于将离心滑动器支撑在结构件上并将滑动器的滑动限定在径向伸出位置与径向回缩位置之间，并且框件被固定安装在驱动轴上，所述框件被该驱动轴驱动，所述驱动轴与框件的滑动轴成直角；一个输出驱动件，驱动件的安装应使其实现在驱动轴上的自由转动并在使用时与被驱动件构成驱动接合，并且当离心滑动器在其伸出位置时，与第二连接结构件(131)构成驱动接合，所述第二连接结构件仅与第一连接结构件驱动连接；和用于将离心滑动器向回缩位置偏移的机构(16)，所述机构优选完全位于离心滑动器上的下凹(151)内；其中离心滑动器和框件的旋转导致块状扩大件将离心滑动器由其回缩位置拉至其径向伸出位置，使第一连接机构(155)与第二连接机构接合，并因此将驱动轴的旋转驱动传递给被驱动件，但当停止旋转时，偏移机构将导致分离，从而使驱动轴与被驱动件分离。

Description

离心离合器

技术领域

本发明涉及一种用于将驱动轴与被驱动件连接的离心离合器。

背景技术

根据WO98/27301的记载，离心离合器例如用于自动门的栓锁装置，其中驱动电机必须与作为被驱动件的栓锁分离，以便可以实现手动操作件对栓锁的控制，避免尤其在断电时的卡滞。

发明内容

当然有各种形式的离心离合器。本发明的目的在于提出一种离心离合器，所述离心离合器具有的零部件数量少、易于组装并且费用低廉。这些因素在自动制造时是很重要的，同时重量轻也是极其重要的。

因此本发明提出一种用于在转速高于预定门限时将驱动轴与被驱动件连接的离心离合器，包括：

一离心滑动器，所述离心滑动器具有在一端上的块状扩大件和一第一连接结构件；

一个框件，所述框件将离心滑动器支撑在结构件上并将滑动器的滑动限定在径向伸出位置与径向回缩位置之间，并且所述框件固定安装在驱动轴上，框件被该驱动轴驱动，所述驱动轴与框件的滑动轴线成直角；

一个输出驱动件，其安装应实现其在驱动轴上的自由转动并在使用时构成与被驱动件的驱动接合，并且当离心滑动器在其伸出位置时，与第二连接结构件构成驱动接合，所述第二连接结构件仅与第一连接结构件驱动连接；

和用于将离心滑动器向回缩位置偏移的机构，所述机构完全位于离心滑动器上的下凹内；

其中离心滑动器和框件的旋转导致块状扩大件将离心滑动器由其回缩位置拉至其径向伸出位置，使第一和第二连接机构接合，并因此将驱动轴的旋转驱动传递给被驱动件，但当停止旋转时，偏移机构将导致分离，从而使驱动轴与被驱动件分离。

将偏移机构容置在下凹内可以实现离合器在轴向上非常紧凑，并随之缩短了轴的长度，降低了输出驱动件的离心振动，实现长寿命的稳定的结构。

优选第一连接结构件位于离心滑动器的另一端。此点可实现对离合器接合时产生的冲击力的补偿。另一优点是，连接结构位于大大短于块状扩大件半径上的接合点上，这是由于较大的冲击力将作为“反冲击”加在输出驱动上，因而可以避免任何可能的卡死或过度摩擦。

本发明还提出一种离心离合器，所述离合器用于在转速超过预定的门限时将驱动轴与被驱动件连接，包括：

一离心滑动器，所述离心滑动器具有在一端上的块状扩大件和一第一连接结构件；

一个框件，所述框件将离心滑动器支撑在结构件上并将滑动器的滑动限定在径向伸出位置与径向回缩位置之间，并且所述框件固定安装在驱动轴上，框件被该驱动轴驱动，所述驱动轴与在框件的滑动轴线成直角；

一个输出驱动件，其安装应实现其在驱动轴上的自由转动并且使用时与被驱动件形成驱动接合，并且当离心滑动器在其伸出位置时，输出驱动件与第二连接结构件构成驱动接合，所述第二连接结构件仅与第一连接结构件驱动连接；并且

一个复位弹簧，所述弹簧作用于离心滑动器，并且在使用时直接支撑在驱动轴上，使离心滑动器向回缩位置偏移；

其中离心滑动器和框件的旋转导致块状扩大件将离心滑动器由其回缩位置拉至其径向伸出位置，使第一和第二连接机构接合，并因此将驱动轴的旋转驱动传递给被驱动件，但当停止旋转时，弹簧将导致分离，从而使驱动轴与被驱动件分离。

采用弹簧直接支撑在驱动轴的方式可以使整个结构紧凑，减少零部件的数量，并简化结构设计。

另外，本发明还提出一种驱动组件，包括一个驱动轴，所述驱动轴与离心离合器的框件接合，所述离心离合器用于当转速超过预定的门限时将驱动轴与被驱动件连接，包括：

一个离心滑动器，所述离心滑动器具有在一端上的块状扩大件和第一连接结构件；

一个框件，所述框件将离心滑动器支撑在结构件上并将滑动器的滑动限定在径向伸出位置与径向回缩位置之间，并且框件被固定安装在驱动轴上，框件被该驱动轴驱动，所述驱动轴与在框件上的滑动轴线成直角；

一个输出驱动件，其安装应使其在驱动轴上实现自由转动并且在使用时与被驱动件构成驱动接合，并且当离心滑动器在其伸出位置时，与第二连接结构件构成驱动接合，所述第二连接结构件仅与第一连接结构件驱动连接；

和用于将离心滑动器向回缩位置偏移的机构；

其中离心滑动器和框件的旋转导致块状扩大件将离心滑动器由其回缩位置拉至其径向伸出位置，使第一和第二连接结构件接合，并因此将驱动轴的旋转驱动传递给被驱动件，但当停止旋转时，偏移机构将导致分离，从而使驱动轴与被驱动件分离；

其中驱动轴穿过框件和滑动器。

通过将驱动轴穿过整个离合器可实现最佳的稳定性，并易于组装。

另外，本发明还提出一种离心离合器，包括：驱动件和同轴被驱动件，内径向件具有一个滑动器，所述滑动器的滑动被限定在径向伸出位置和径向回缩位置之间，在径向伸出位置时滑动器与外径向件上的齿接合并将驱动件与同轴被驱动件驱动连接，并且在径向回缩位置时可以实现驱动件和同轴被驱动件的相对自由转动；

弹簧，所述弹簧使滑动器向其回缩位置偏移；

和离心曲轴杆，所述曲轴杆枢设在内径向件上的与两个件的轴平行的轴上并与后者具有间隔，在一端上具有一块状扩大件并枢接在滑动器的外端上，从而使内件的旋转导致块状扩大件旋转曲轴杆，驱动滑动器克服弹簧的偏移作用，到达其伸出位置，但当离合器停止旋转时，弹簧将导致滑动器返回其回缩位置。

一种组装驱动装置的方法，其包含如下的步骤：

将弹簧插入凹槽内；

将滑动器插入框内，直至无障碍的开口与在框上的轴孔对齐，实现对弹簧的完全支撑，并完全固定在滑动器内；

将预组装的三个零部件轴向套在电机轴上，直至实现永久性的密配合；

将齿轮安装在突出的轴上，并且然后将电机、离合器和齿轮组合安装到门锁内，实现与被驱动件适当的接合，利用”拉出和置入”动作即可以实现组装的完全自动化。

附图说明

为便于对本发明的理解，下面将对照附图对两个实施例加以说明，其中所述实施例仅旨在举例。图中示出：

图1为从本发明实施例的离心离合器的分解立体图和驱动电机的一部分的立体图；

图2为图1示出的组装好的离心离合器的立体图，其中离心滑动器处于回缩位置；

图3为与图2相符的立体图，但其中离心滑动器处于伸出位置；

图4为图1和图2的组件的被驱动件侧的立体图；

图5和6为本发明的第二实施例的离心离合器的俯视图，其中离心滑动器分别处于伸出和回缩位置。

具体实施方式

下面将对照图1至4对第一实施例加以说明。

离心离合器包括离心滑动器15、弹簧16、框件12，所述框件与电机10驱动轴11连接，和一个输出驱动件13，在本实施例中是一个单齿齿轮。

框件12是一个扁平的矩形件，但在图中的126处切去一部分，该缺口用于容纳离心滑动器15的一部分。四个凸缘121、122、123、124分别与框件12的平面平行地伸展并在轴向上与框件12有一定间隔，成直角设置，用于对离心滑动器15进行导向并将其滑动限定在垂直于电机轴11的方向上。在框件12的中心轴向上凸设有一体的轴套125，所述轴套125与框件12上的通孔重合，用于容纳电机轴11。电机轴11被滚花(未示出)，以便具有抵压在轴套125的内表面上用于接合的粗的凸起，当将离心离合器预组装组套在电机轴11上时，实现密配合。

离心滑动器15也是扁平的矩形的，其长度与框件12的长度类似，但其宽度窄于后者，从而可以被容纳在导向件121至124内。滑动器15的一端上具有一块状的扩大件i55，所述扩大件在滑动器平面的上下两侧轴向伸展。扩大件155的径向外侧面为部分圆柱状，其弯曲中心在轴线上。滑动器15在中心位置具有一椭圆槽152，在组装状态下电机轴11穿过该椭圆槽，从而可以使滑动器15在图2所示的回缩位置和图3所示的伸展位置之间径向滑动。

滑动器15如图2所示被一扁平的Z-形钢丝弹簧弹性地支撑在其回缩位置，所述弹簧被完全容纳在滑动器15面上的浅槽151内。弹簧16安装在槽内，其一端抵靠在一对凸肩153、154上，所述凸肩位于大约开口152的一半长度处，所述开口153仍保留等于或略大于电机轴11外径的无障碍的开口。由于在将离合器预组装件12、13、15套在电机轴11上时不必对弹簧进一步压缩，所以此点可实现离合器在电机轴11上的自动组装。

在本实施例中输出驱动件包括一个与多齿齿轮14一体成型的单齿齿轮13。第一齿轮13的单齿131径向突出超过第二齿轮14的齿。一轴向开孔132宽于电机轴11的外径，使齿轮13和14设置在轴11上，但可以不受限制地对应于轴11进行相对旋转。使用时，当，并且只有当离心滑动器15在如图3所示的伸出的位置时，在该位置单齿131与离心滑动器15上的齿156(图4)接合，在轴向上从滑动器处背离电机10突出时，第二齿轮14的齿对电机驱动进行传动，实现对被驱动件(图中未示出)的驱动。

对离心离合器的组装方式如下。如图1所示，将弹簧16插入凹槽151内，然后将滑动器15插入框12内，直至无障碍的开口152与在框12上的轴孔对齐。实现对弹簧的完全支撑，并完全固定在滑动器15内。将预组装的三个零部件12、15、16轴向套在电机轴11上，直至实现永久性的密配合。然后如图4所示将齿轮13、14安装在突出的轴11上，并且然后将电机、离合器和齿轮14组合安装到门锁内(或对组合容置)，实现与被驱动件适当的接合。由于特别简单，利用”拉出和置入”动作即可以实现组装的完全自动化。

尽管在本实施例中齿轮13和14一体成型，但此点并不重要，它们也可以作为单独的部件，例如可以通过密配合结合在一起。

在本实施例中，框12和齿轮13和14都是注塑件。滑动器15可以由金属或具有金属镶嵌件的塑料构成，以便实现离心动作的充分的质量和滑动的充分的平滑度。

本实施例的一个重要特征是用于与齿轮13接合的齿156正好在块状扩大件155对面。从而使离合器连接机构与离心块状机构相分离，因而可实现工作时的更为有效的能量传递并大大简化结构。例如在WO95/24534(罗克韦尔)中披露的离合器中，块状的扩大件本身起着对离合器半件之间接合的作用，即两者在轴的相同的径向侧并且在相同极端的径向位置实现接合。采用优选的特征，连接齿156正好在扩大件155对面，并且齿156与齿轮的齿131的接合点更接近于轴，例如在扩大件155半径的一半处。因而齿轮13可以较小，并且可更为有效地实现力的耦合。首先，电机轴为枢轴，并且有利于实现离合器的动态稳定性。

其次，接合是在齿轮齿131的端面与齿156之间实现的，并且齿156的半径小于块状扩大件半径，例如是后者半径的一半，此点意味着加在相对面上的力相应较大；此点意味着将减少接触面积，并且随之减少妨碍滑动器回缩的可能的摩擦阻力。其三是，在存在角冲量力的情况下，利用在较小半径处的接合，齿轮13、滑动器15和框件12可以具有充分的刚性，在受到冲击时大大减少其围绕轴弯曲的可能性。

该种配置的另一新颖的特征是，通过弹簧16与轴11之间的直接接触，使离心滑动器15被弹簧支撑在电机轴11上。此点将减少零部件数量。

与现有的离心离合器相比，零部件的数量由9个减少到4个。因此将大大节省材料费用和组装开销并减小应力，延长使用寿命。可以采用较小的机壳，因而将进一步节省费用，并且适用于各种应用。

本发明另外还可以使电机驱动轴短于其它现有的离合器，并且此点又进一步有助于机壳的小型化。

替代采用弹簧，也可以在滑动器15与其它部件之间采用磁偏件。此点涉及作用于零部件的磁性金属部分的永磁铁，利用磁力对在预定转速时的离心力进行补偿。

在图5和6中示出作为本发明的第二实施例的另一设计。

离心离合器包括一个驱动缸512和一个同轴被驱动缸514。位于径向内部的驱动缸512被固定在电机驱动轴11上，并具有一个滑动器515，所述滑动器受位于内缸上的销栓26、27和30限制，在图5所示的径向伸展位置和在图6所示的回缩位置之间滑动，在伸展位置滑动器与径向外缸上的齿513接合并将两个缸驱动接合，和在图5所示的径向回缩位置，滑动器可使缸不受限制地进行相对旋转。一个圈簧22套接在销栓29上，其一端25与内缸512的凸缘接合并且另一端与离心曲轴杆21接合，所述曲轴杆枢设在内缸512的同一销栓29上。曲轴杆21的一端上，即在长半径臂上具有块状扩大件20；曲柄杆的另一个臂长度较短，从而实现杠杆力矩和机械利益，所述臂枢设在离心滑动器24端部的用23标示的位置处。在内缸上的另一销栓28起着在图5所示位置的止挡的作用，用于限制曲柄杆的逆时针旋转。在该限定的位置块状的扩大件20不会影响被驱动的同轴缸514的移动。

在本实施例中，滑动器24的径向外端与枢转点23相对的位置处也具有一个块状的扩大件515。该块状的扩大件将有助于离心动作。

使用时，当电机轴11处于静止状态时，弹簧22驱动曲柄杆21如图5和6所示顺时针向图6所示的位置旋转，在该位置滑动器24被回缩，并且离合器被分离。一旦电机的转速增大到一特殊预定的速度时，加在块状扩大件515上离心力与加在块状扩大件20上的离心力结合在一起可克服弹簧的偏转作用，并驱动滑动器24向图5所示的伸出位置移动。一旦旋转再次减速，弹簧将克服离心力并使滑动器返回到回缩位置，使离合器分离。

可以联想到另外的机械设置，例如用作用在滑动器24上的弹簧替代或附加于作用于曲轴杆的弹簧。在上述例子中由于块状的扩大件515的原因，滑动器24的重心径向偏离电机轴11很大距离，但根据由在曲轴杆上的扩大件和由曲轴杆实现的机械利益获得的离心力并结合在组件中的摩擦损耗容差，在有些实施例中此点是不必要的。

驱动和被驱动“缸”不见得非得是精确的圆柱形，也可以是不太规则的形状，但它们必须基本同轴。

Claims (13)

1.一种离心离合器，用于当转速高于预定的门限值时将驱动轴与被驱动件连接，包括：

一离心滑动器，所述离心滑动器具有在一端的块状扩大件和第一连接结构件；

一个框件，所述框件用于将离心滑动器支撑在结构件上并将滑动器的滑动限定在径向伸出位置与径向回缩位置之间，并且框件固定安装在驱动轴上，框件被该驱动轴驱动，所述驱动轴与在框件的滑动轴线成直角；

一个输出驱动件，其安装应使其在驱动轴上自由转动并在使用时与被驱动件构成驱动接合，并且当离心滑动器在其伸出位置时，与第二连接结构件构成驱动接合，所述第二连接结构件仅与第一连接结构件驱动连接；

和用于将离心滑动器向回缩位置偏移的机构，所述机构完全位于离心滑动器上的下凹内；

其中离心滑动器和框件的旋转导致块状扩大件将离心滑动器由其回缩位置拉至其径向伸出位置，使第一和第二连接机构接合，并因此将驱动轴的旋转驱动传递给被驱动件，但当停止旋转时，偏移机构将导致分离，从而使驱动轴与被驱动件分离。

2.按照权利要求1所述的离心离合器，其中第一连接结构件位于离心滑动器的另一端。

3.按照权利要求1或2所述的离心离合器，其特征在于所述偏移机构为作用在离心滑动器上的复位弹簧，并且在使用时直接支撑在驱动轴上，使离心滑动器向回缩位置偏移。

4.按照权利要求3所述的离心离合器，其中弹簧是扁平的。

5.按照权利要求4所述的离心离合器，其中弹簧为之字形。

6.一种驱动组件，包括一个驱动轴，所述驱动轴与离心离合器的框件连接，所述离心离合器在转速高于预定的门限时将驱动轴与被驱动件连接，包括：

一离心滑动器，所述离心滑动器在一端具有块状扩大件和第一连接结构件；

一个框件，所述框件将离心滑动器支撑在结构件上并将其滑动限定在径向伸出位置与径向回缩位置之间，并且所述框件固定安装在驱动轴上，框件被该驱动轴驱动，所述驱动轴与在框件的滑动轴成直角；

一个输出驱动件，所述输出驱动件的安装应使其实现在驱动轴上的自由转动并且使用时与被驱动件构成驱动接合，并且当离心滑动器在其伸出位置时，与第二连接结构件构成驱动连接，所述第二连接结构件仅与第一连接结构件驱动连接；

和用于将离心滑动器向回缩位置偏移的机构；

其中离心滑动器和框件的旋转导致块状扩大件将离心滑动器由其回缩位置拉至其径向伸出位置，使第一和第二连接机构接合，并因此将驱动轴的旋转驱动传递给被驱动件，但当停止旋转时，偏移机构将导致分离，从而使驱动轴与被驱动件分离；

其中驱动轴穿过框件和滑动器。

7.按照上述权利要求1-2和4-6中任一项所述的离心离合器，其中框件是注塑件。

8.按照上述权利要求1-2和4-6中任一项所述的离心离合器，其中输出驱动件是一个注塑件。

9.一种驱动组件，包括一个驱动轴，所述驱动轴与按照上述权利要求中任一项所述的离心离合器的框件驱动接合，其中驱动轴穿过框件和滑动器。

10.一种电机驱动装置，包括一个电机，电机的输出轴与按照权利要求1至8中任一项所述的离心离合器连接。

11.一种组装驱动装置的方法，其特征在于包含如下的步骤：

将弹簧(16)插入凹槽(151)内；

将滑动器(15)插入框(12)内，直至无障碍的开口(152)与在框(12)上的轴孔对齐，实现对弹簧的完全支撑，并完全固定在滑动器(15)内；

将预组装的三个零部件(12、15、16)轴向套在电机轴(11)上，直至实现永久性的密配合；

将齿轮(13、14)安装在突出的轴(11)上，并且然后将电机、离合器和齿轮(14)组合安装到门锁内，实现与被驱动件适当的接合，利用”拉出和置入”动作即可以实现组装的完全自动化。

12.按照权利要求11所述的方法，其中弹簧是抵靠在驱动轴上。

13.按照权利要求11或12所述的方法，其中所述的驱动轴是电机的轴。