CN1824964A - 尤其是用于流体再循环泵的将旋转运动传递给被驱动轴的装置 - Google Patents
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Abstract
用于将旋转运动从运动产生装置(21)传递给被驱动轴(2)的装置，包括至少一个摩擦联轴节(20)，其设置在所述运动产生装置(21)和被驱动轴(2)之间并由至少一个固定电磁体(22)和至少一个轴向可动的电枢(23)形成，其中，固定电磁体(22)和电枢(23)轴向设置在运动产生环(21)的相对侧上。
Description
技术领域
本发明涉及一种装置，该装置用于控制发动机冷却流体的再循环装置，尤其用于车辆。
背景技术
众所周知，在涉及发动机产品，尤其是内燃机领域中，存在着通过相应的再循环泵再循环冷却流体来冷却所述发动机的必要，再循环泵的叶轮通过由与驱动轴相连的皮带轮和皮带驱动的轴来旋转。
冷却流体的再循环必须是以相应于由实际状况和室外温度决定的实际冷却需求的速度进行，以避免吸收有用功率的装置全速下连续和不必要的旋转，增加各零部件的磨损和车辆的消耗水平，这也是已知的。
发明内容
由此提出的技术问题是，提供一种装置，用于控制车辆及类似物的发动机冷却流体的再循环装置，其能根据发动机实际的工作需求使所述再循环装置的叶轮旋转/停止。
除此之外，必须确保：在电力供应系统故障的情况下，也能保证冷却流体的再循环，这被称为“自动防故障”工况。
在该问题的范围内，也要求：该装置应该具有小的径向和轴向尺寸，但是同时，在发动机较低的旋转速度下应该也能产生高转矩和/或高转数，以致也可适用于设有低速发动机的重型车辆的高性能泵。
还要求，该设备应该容易且廉价生产和组装，以及能够容易地安装在泵体上，不需要专门的适配。
依照本发明，通过依照权利要求1的技术特征的、用于将旋转运动从运动产生装置传递给被驱动轴的装置来获得这些效果。
附图说明
更多细节可以从下面的本发明主题的非限制性的实施例的描述中获得，提供参考附图，其中：
-图1显示了依照本发明装置的第一实施例沿一垂直面的示意性横截面。
-图2显示了依照本发明装置的第二实施例的局部剖视图；
-图3显示了依照本发明装置的第三实施例的局部剖视图，类似于图2；和
-图4显示了依照本发明的、用于自动防故障运行的电磁体的优选实施例沿一垂直面的示意性局部横截面。
具体实施方式
如图1所示，泵的叶轮1用于再循环车辆及类似物的冷却流体，其安装在轴2的第一端部上，轴2由固定组件10支撑，固定组件10包括泵的主体11，主体11固定到车辆发动机的基座上。
泵体11在其内部设置有与轴2同心的密封垫片12和第一轴承13，叶轮的轴2键连接到该第一轴承13的内环上。
泵体11具有键连接在外部的第二轴承40，第二轴承40的外环40a与一圆环21一体化，在圆环21的外圆周边缘适当形成有一皮带轮21a，皮带轮21a适合于与传递运动到环21上的皮带3相啮合。
由于皮带3的拉力被传递到外轴承40上，有可能限制不受动态载荷影响的内轴承13的尺寸，就装置的工作寿命来说是有利的。
虽然未显示，但是可以看到，环21可以键连接被驱动轴的第一轴承13的外环上，或键连接到第二轴承的外环上，第二轴承安装在被驱动轴上与第一轴承平行，从而减少了装置的总体径向尺寸。
圆环21形成电磁联轴节20的转子，电磁联轴节20包括一固定电磁体22和一电枢23，固定电磁铁22安放在转子21的一相应的座内，电枢23由摩擦材料制成，且设置在外侧并在电磁铁的相对侧且面对转子21；电枢与弹性薄膜24一体化，而薄膜24被束缚到一被驱动元件上，该被驱动元件由一凸缘14组成，凸缘14通过一相应的套筒14a安装在轴2上。
如虚线所示，所述凸缘可以以一扇状物114的方式形成。
对该联轴节系统来说，电枢23能在轴向上朝着/离开转子21进行运动，但是相对于凸缘14的旋转是被锁定的。
依照本发明，可以看到，在与转子21轴向相对的那一侧上，一永磁铁60设置在电磁体22的固定支座上。
泵驱动装置以下面方式运转：
-当电磁体22断电的时候，电枢23被磁铁60所吸引而靠近转子21，其与转子21轴向啮合，将转子21的运动传递给到被驱动轴2，由此被驱动轴2以与皮带轮21a同样的速度与叶轮1一起旋转；
-当电磁体22通过电源电线22c通电的时候，产生电磁场，该电磁场抵消磁铁60的吸力，导致薄膜24拉回电枢23，因此所述电枢与转子21分离，结果叶轮1停止。
永磁铁60的存在保证了：在电气故障的情况下电枢23总是和转子21相啮合，确保了冷却流体的再循环。
因此，可以看到，依照发明的装置能根据发动机实际的工作要求使所述再循环装置的叶轮旋转/停止，在电力供应系统故障的情况下也能确保冷却流体的再循环。此外，该装置具有紧凑的径向和轴向尺寸，同时，在发动机较低的旋转速度下也能够产生高转矩和/或高转数，以致也可适用于设有低速发动机的重型车辆上所安装的高性能泵。
正如图2所示，显示了依照本发明的装置的第二实施例，其中转子21其上设置有小磁铁31，小磁铁31形成一第二傅科电流感应耦合器30的第一部分，该耦合器30的另一部分由一可磁化元件32形成，可磁化元件32固定在与凸缘214一体化的导电支座32a上，以轴向地面对所述永磁铁31定位且带有预定气隙。
支撑磁铁31的转子部分21在转子的磁导率中设有中断21c，以产生如图2所示的适当的环形闭合磁力线。
泵驱动装置以传统的方式运转：
-当电磁体22通电的时候，电枢23朝着转子21被吸引，其与转子21轴向啮合，将转子的运动传递给到被驱动元件214/被驱动轴2，由此被驱动元件214/被驱动轴2以与皮带轮21a相同的速度旋转；
-当电磁体22断电的时候，由于转子21和凸缘214的相对滑动，傅科电流耦合器30使得被驱动部分扇状物214/轴2以比转子21低的速度旋转。
从而可看出：通过依照本发明的装置是怎样来实现用于再循环车辆冷却流体的旋转装置如水泵的运转的，因为将傅科电流耦合器30设置在比摩擦联轴节的电枢23的中间直径大的中间直径上使得较大的扭矩被传递给被驱动元件，因此这尤其有效，同时保持电枢23和转子21两者紧凑的径向尺寸。
尤其是，两个啮合的耦合器20和30的总体径向尺寸可以保持在转子21和皮带轮21a的最大径向尺寸的范围之内。
由于径向尺寸的限制以及电枢23轴向设置在转子21外部，有可能实现皮带轮21a的直径减少和随之由皮带3传递的转数倍增，从而使得装置和泵也适用于设有低转数运转的发动机的车辆，但是需要冷却泵的高速旋转和通过摩擦联轴节传递的高扭矩，即使后者使用比用于感应耦合器的转子表面积小的、电枢/转子的被驱动表面积。
除此之外，在所述电枢磨损的情况下，由于避免了与转子一体的磁铁和可磁化元件32的支座之间的危险接触，则电枢23与耦合器30分离改善了耦合器30的工作状况。
类似于图2，图3显示了依照本发明的装置的第三实施例，在这种情况下其也有设置在电磁体22的固定支座上的永磁铁60，类似于图1所述。
在该结构中，电枢23总是被磁铁60拉回而靠近转子21，在适当地控制电磁体22激励的时候，抵消磁铁60的作用，结果电枢23与转子21分离；在该情况下，感应耦合器再次介入并以较低速度30驱动电枢23。
永磁铁60的存在确保了：在电气故障的情况下电枢总是和转子相啮合，确保了冷却流体的再循环(自动防故障模式)。
如图4所示，仅仅是为了描述方便，在该图中传统地假定一纵轴X-X，依照本发明的电磁体大致上由盘421和钟形构件422形成，盘421折叠成C形，钟构件422有向外径向折叠的环形边缘422a，边缘422a通过适当的装置24紧固在盘421上，装置24设置在轴向上并还支撑辅助永磁铁60，永磁铁60因而被设置在盘421和钟形构件422的边缘422a之间并接触两者相互面对的前表面，所述紧固装置例如包括所示的铆接接头、铆钉或类似构件。
由盘421和钟形构件422各自的两个轴向延伸的环形边缘421b和422b形成的环形座440容装电绕组441，电绕组441的通电会导致产生电磁场，该电磁场能够抵消永磁铁60的磁吸力。
盘421设有一中心开口421c和孔421d，用于通过适当的固定装置423将电磁体啮合和固定到固定支座10上，该固定支座10例如为再循环泵的主体。
在所示的、带有辅助磁铁60的电磁体例子中，盘421和钟形构件422由铁磁材料制成，以便磁铁60的两个相对面与盘和钟形构件各自的前表面的正面接触导致在两个元件的、与固定表面相时的外部前表面上形成N-S磁场，磁铁60的两个相对面分别被N-S极化。
这样，在所述外表面上产生的磁场能够吸引外部元件(在图中由虚线指出)，例如外部元件由用于传递旋转运动的耦合器的电枢51构成；所述电枢轴向可动，当电磁体断电的时候，所述电枢能够被磁铁60所吸引而靠近电磁体的外表面，或当电磁铁通电的时候，所述电枢被适当的弹性装置拉回而靠近转子50。
依照最佳实施例，盘421和钟形构件422由在专门的成型机上被冷拉或被折叠的板组成。
因而可看出依照发明的电磁体是如何能够产生磁吸力的，该磁吸力可以通过电磁场被抵消，同时制造容易且廉价，适用于已知的、用于传递和控制旋转运动的设备上。
Claims (34)
1.用于将旋转运动从运动产生装置(3，21)传递给被驱动轴(2)的装置，包括至少一个摩擦联轴节(20)，其设置在所述运动产生装置(3，21)和被驱动轴(2)之间并由至少一个固定电磁体(22)和至少一个轴向可动的电枢(23)形成，其特征在于：固定电磁体(22)和电枢(23)轴向设置在运动产生环(21)的相对侧上。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：它包括永磁铁(60)，该永磁铁(60)设置在电磁体(22)的与电枢(23)相对的一侧。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的运动产生装置由适当成形的圆环(21)组成，圆环(21)在其外圆周边缘上形成有皮带轮(21a)，皮带轮(21a)适合于啮合相应的皮带(3)。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：产生运动的所述圆环(21)安装在轴承(40)上，该轴承(40)键连接到支撑被驱动轴(2)的固定体(11)上。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于：产生运动的所述圆环(21)安装在键连接到被驱动轴(2)上的轴承上。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述电枢(23)与环形凸缘(14；214)一体化，环形凸缘(14；214)轴向相对地安装在被驱动轴(2)上，且在转子(21)外侧。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述环形凸缘(14；214)为一扇状物(114)。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于：支撑电枢(23)的所述凸缘(14)与轮毂(14a)一体化，该轮毂(14a)键连接到被驱动轴(2)上。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于：电枢(23)通过弹性薄膜(24)整体地被连接于相应的支撑凸缘(14；214)上，该弹性薄膜(24)能使电枢朝着/离开转子(21)轴向运动，但防止其相对于凸缘(14)的相对旋转。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于：它包括至少一个感应耦合器(30)，其设置在所述运动产生装置(3，21)和被驱动轴(2)之间并与所述第一摩擦联轴节(20)同心。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：所述感应耦合器(30)设置在比设置有摩擦联轴节(20)的中间直径大的中间直径上。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于：感应耦合器(30)的最大直径不大于产生运动的圆环(21)的最大直径。
13.如权利要求10所述的装置，其特征在于：在所述电枢(23)和运动产生环(21)之间的接触表面积小于环相应于感应耦合器(30)的表面积。
14.如权利要求10所述的装置，其特征在于：感应耦合器(30)包括多个永磁铁(31)和至少一个可磁化元件(32)，永磁铁(31)与运动产生元件(21)一体化，可磁化元件(32)与被驱动轴的凸缘(214)一体化。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于：所述可磁化环(32)插入导电支座(32a)内，该导电支座(32a)与被驱动轴(2)的环形凸缘(214)一体化。
16.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述被驱动轴(2)是驱动再循环泵的叶轮(1)的轴。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于：所述再循环泵是用于冷却车辆的流体的泵。
18.如权利要求1所述的装置，其特征在于：电磁联轴节的电磁体包括电绕组(440)、永磁铁(60)、折叠成C形的盘(421)和钟形构件(422)，钟形构件(422)带有环形边缘(422a)，环形边缘(422a)向外径向折叠且通过轴向设置的适当装置(423)紧固在盘(421)上，具有辅助永磁铁(60)，其设置在盘(421)和钟形构件(422)的边缘(422a)之间的相互面对的前表面上。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于：所述面对的表面(421a，422a)与磁铁(60)接触，且径向延伸。
20.如权利要求18所述的装置，其特征在于：将盘(421)和钟形构件(422)紧固在一起的所述装置由铆钉和/或类似物组成。
21.如权利要求18所述的装置，其特征在于：盘(421)的轴向延伸的环形边缘(421b)和钟形构件(422)的轴向延伸的环形边缘(421b)形成电绕组(441)的座(440)。
22.如权利要求18所述的装置，其特征在于：盘(421)具有中心开口(421c)和孔(421d)以通过适当的固定装置(421a)将电磁体啮合并固定到固定支座(10)上。
23.如权利要求18所述的装置，其特征在于：所述盘(421)和钟形构件(422)由冷拉金属板制成。
24.如权利要求18所述的装置，其特征在于：所述盘(421)和钟形构件(422)由折叠金属板制成。
25.用于再循环冷却流体的泵，包括用于将旋转运动从运动产生装置(3；21)传递给被驱动轴(2)的装置，所述装置包括至少一个摩擦联轴节(20)，该摩擦联轴节(20)设置在所述运动产生装置(3；21)和被驱动轴(2)之间，且由至少一个固定电磁体(22；422)和至少一个轴向可动的电枢(23)形成，其特征在于：固定电磁体(22；422)和电枢(23)轴向设置在运动产生环(21)的相对侧上。
26.如权利要求25所述的泵，其特征在于：它包括永磁铁(60)，其设置在电磁体(22)的与电枢(23)相对的一侧。
27.如权利要求25所述的泵，其特征在于：产生运动的所述圆环(21)安装在轴承(40)上，该轴承(40)键连接到支撑被驱动轴(2)的固定体(11)上。
28.如权利要求25所述的泵，其特征在于：产生运动的所述圆环(21)安装在键连接到被驱动轴(2)上的轴承上。
29.如权利要求25所述的泵，其特征在于：它包括至少一个感应耦合器(30)，该感应耦合器(30)设置在所述运动产生装置(3，21)和被驱动轴(2)之间，所述感应耦合器(30)与摩擦联轴节(20)同心且设置在比设置有所述摩擦联轴节(20)的中间直径大的中间直径上。
30.如权利要求25所述的泵，其特征在于：所述感应耦合器(30)设置在比设置有摩擦联轴节(20)的中间直径大的中间直径上。
31.如权利要求25所述的泵，其特征在于：感应耦合器(30)的最大直径不大于产生运动的圆环(21)的最大直径。
32.如权利要求25所述的泵，其特征在于：在所述电枢(23)和运动产生环(21)之间的接触表面积小于环相应于感应耦合器(30)的表面积。
33.如权利要求25所述的泵，其特征在于：感应耦合器(30)包括多个永磁铁(31)和至少一个可磁化元件(32)，永磁铁(31)与运动产生环(21)一体化，可磁化元件(32)与被驱动轴的凸缘(14)一体化。
34.如权利要求25所述的泵，其特征在于：所述可磁化环(32)插入导电支座(32a)内，该支座(32a)与被驱动轴(2)的环形凸缘(14)一体化。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |