MX2014000305A - Dispositivo de acoplamiento giratorio con trayectoria de fuga de flujo. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un dispositivo de acoplamiento giratorio que minimiza la fuga de flujo de un circuito magnético que se conecta con el dispositivo. El dispositivo incluye un rotor y una armadura que definen superficies de conexión opuestas. El rotor, la armadura y una cubierta de campo dispuestos en un lado del rotor y alojan un conductor eléctrico que comprende miembros de un circuito magnético que, después de la energización del conductor, hacen que a armadura se conecte con el rotor. Un miembro de transmisión de potencia se acopla a la armadura y está soportado por un cojinete. Para evitar la fuga del flujo a través del miembro de transmisión de potencia, la camisa tiene una permeabilidad magnética que es menor que una permeabilidad magnética de los miembros del circuito magnético. En otra modalidad, una copa de soporte del miembro de transmisión de potencia tiene una saliente que se extiende radialmente hacia afuera para distanciar la copa del rotor.

Description

DISPOSITIVO DE ACOPLAMIENTO GIRATORIO CON TRAYECTORIA DE FUGA DE FLUJO CAMPO DE LA INVENCION Esta invención se refiere a dispositivos de acoplamiento giratorio tales como frenos y embragues, y en particular, a un dispositivo de acoplamiento giratorio que tiene una estructura para reducir la fuga de flujo del circuito magnético utilizando para hacer funcionar el dispositivo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Los dispositivos de acoplamiento giratorios tales como frenos y embragues se utilizan para controlar la transferencia de potencia entre cuerpos giratorios.

Un tipo de dispositivo convencional se ilustra en las Patentes de E.U.A. comúnmente asignadas Nos. 5,119,918, 5,285,882, 5,971,121, 7,493,996, 7,527,134, y 7,732,959 y las Solicitudes de Patente Publicadas de E.U.A. Nos. 2006-0278491, 2009-0229941 y 2010-0116616, las descripciones completas de las cuales se incorporan en la presente por referencia. Este dispositivo incluye un rotor que está acoplado a un eje para la rotación con el eje alrededor de un eje giratorio. También se dispone una cubierta de campo alrededor del eje en un lado del rotor y se fija contra la rotación. La cubierta de campo define los polos interior y Ref . 245783 exterior radialmente separados, axialmente extendidos entre los cuales se dispone un conductor eléctrico, orientado hacia el rotor. Una placa de freno se acopla a la cubierta de campo y se separa axialmente de la cubierta de campo. La placa de freno se dispone en un lado del rotor opuesto al conductor. Una armadura acoplada a un miembro para transmisión de potencia tal como una polea se dispone en el mismo lado del rotor como la placa de freno y se dispone axialmente entre el rotor y la placa de freno. La armadura se acopla al miembro para transmisión de potencia por medio de una pluralidad de resortes de hoja.

La energización del conductor produce un circuito magnético en la cubierta de campo, el rotor y armadura que jala la armadura en conexión con el rotor y acopla el eje y el miembro para transmisión de potencia, juntos para la rotación. Después de la energización del conductor, los resortes de hoja desacoplan la armadura del rotor y la acoplan a la placa de freno para frenar la armadura y el miembro para transmisión de potencia. Los imanes permanentes también pueden acoplarse a la placa de freno y utilizarse para crear otro circuito magnético entre la placa de freno, la cubierta de campo y la armadura para ayudar a los resortes de hoja en el frenado de la armadura y el miembro para transmisión de potencia.

El circuito magnético entre la cubierta de campo, el rotor y la armadura utilizados para conectar el dispositivo de acoplamiento puede debilitarse por la fuga del flujo magnético a lo largo de varias trayectorias. En particular, el flujo magnético puede fugarse de la armadura y/o placa de freno hacia el miembro para transmisión de potencia adyacente. El flujo entonces se desplaza radialmente hacia adentro a través de todas las trayectorias disponibles que podrían incluir un cojinete de soporte y posiblemente el eje en el cual se monta el dispositivo de acoplamiento antes de regresar al rotor. Esta presencia de esta trayectoria del flujo (o fuga del circuito) drena el flujo magnético de la interface del rotor/armadura por lo tanto reduciendo la densidad del flujo en la interface y la fuerza de atracción entre el rotor y la armadura. Como resultado, la potencia de acoplamiento y la vida útil del dispositivo de acoplamiento se reduce .

Los inventores en la presente han reconocido la necesidad de un dispositivo de acoplamiento giratorio que minimizará y/o eliminará una o más de las deficiencias antes identificadas .

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención proporciona un dispositivo de acoplamiento giratorio.

Un dispositivo de acoplamiento giratorio de acuerdo con una modalidad de la presente invención incluye un rotor configurado para el acoplamiento con un eje para la rotación en el mismo y dispuesto alrededor de un eje giratorio. El rotor define una primera superficie de conexión de embrague. El dispositivo además incluye una cubierta de campo dispuesta alrededor del eje giratorio y fija contra la rotación y un conductor eléctrico dispuesto dentro de la cubierta de campo en un primer lado del rotor. El dispositivo además incluye una armadura dispuesta en un segundo lado del rotor opuesto al conductor. La armadura defines una segunda superficie de conexión de embrague. La armadura, el rotor, y la cubierta de campo comprenden miembros de un circuito magnético. El dispositivo además incluye un miembro para transmisión de potencia acoplado a la armadura para la rotación en el mismo. El miembro para transmisión de potencia se dispone alrededor del eje y soportado por un cojinete dispuesto alrededor del eje. El dispositivo además incluye una camisa dispuesta alrededor del eje radialmente hacia adentro del cojinete. La camisa tiene una permeabilidad magnética que es menor que una permeabilidad magnética de los miembros del circuito magnético .

Un dispositivo de acoplamiento giratorio de acuerdo con otra modalidad de la presente invención incluye un rotor configurado para el acoplamiento con un eje para la rotación en el mismo y dispuesto alrededor de un eje giratorio. El rotor define una primera superficie de conexión de embrague. El dispositivo además incluye una cubierta de campo dispuesta alrededor del eje giratorio y fija contra la rotación y un conductor eléctrico dispuesto dentro de la cubierta de campo en un primer lado del rotor. El dispositivo además incluye una armadura dispuesta en un segundo lado del rotor opuesto al conductor. La armadura defines una segunda superficie de conexión de embrague. El dispositivo además incluye un miembro para transmisión de potencia acoplado a la armadura para la rotación en el mismo. El miembro para transmisión de potencia se dispone alrededor del eje y soportado por un cojinete dispuesto alrededor del eje. El miembro para transmisión de potencia incluye una copa de soporte que tiene una porción que se extiende axialmente soportada en el cojinete y una saliente que se extiende radialmente desde la porción que se extiende axialmente. El dispositivo además incluye un resorte que se extiende entre la armadura y la saliente de la copa de soporte. La saliente de la copa de soporte se extiende radialmente hacia afuera desde la porción que se extiende axialmente de la copa de soporte .

Un dispositivo de acoplamiento giratorio de acuerdo con la presente invención representa una mejora sobre los dispositivos convencionales a lo largo de la trayectoria a través del miembro para transmisión de potencia. En la primera modalidad descrita anteriormente, la camisa actúa como un aislante del flujo a lo largo de la trayectoria (o circuito de fuga) a través del miembro para transmisión de potencia y soporta el cojinete de regreso al rotor por lo tanto reduciendo la fuga de flujo a lo largo de la trayectoria. En la segunda modalidad descrita anteriormente, la saliente girada radialmente hacia afuera de la copa de soporte del miembro para transmisión de potencia aumenta el hueco de aire entre la copa de soporte y el eje y/o rotor por lo tanto reduciendo la fuga de flujo a lo largo de la misma trayectoria .

Estas y otras ventajas de esta invención serán evidentes para un experto en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada y las figuras anexas que ilustran las características de esta invención a manera de ejemplo .

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista transversal de un dispositivo de acoplamiento giratorio de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La Figura 2 es una vista transversal de un dispositivo de acoplamiento giratorio de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.

La Figura 3 es una vista transversal parcial de un dispositivo de acoplamiento giratorio de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Haciendo referencia ahora a las figuras en donde se utilizan números de referencia similares para identificar componentes idénticos en las varias vistas, la Figura 1 ilustra un dispositivo de acoplamiento giratorio 10 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El dispositivo 10 funciona como un embrague para selectivamente transferir la potencia entre el eje 12 y otro dispositivo (no mostrado) . El dispositivo 10 también funciona como un freno cuando no se está transfiriendo la potencia. El dispositivo 10 puede ser provisto para uso en un tractor cortacésped o dispositivo similar. Se entenderá por los expertos en la técnica, sin embargo, que el dispositivo 10 puede utilizarse en una amplia variedad de aplicaciones que requieren un embrague y/o freno. El dispositivo 10 puede incluir un rotor 14, separadores 16, 18, cojinetes 20, 22, una cubierta de campo 24, un ensamble de conducción eléctrica 26, una armadura 28, una placa de freno 30, resortes 32, un miembro para transmisión de potencia 34 y un camisa 36.

El eje 12 puede funcionar como un eje de entrada que suministra potencia desde un dispositivo (no mostrado) a partir de cual el eje 12 se extiende a través del dispositivo de acoplamiento 10 hacia otro dispositivo (no mostrado) .

Alternativamente, el eje 12 puede funcionar como un eje de transmisión que recibe potencia a través del dispositivo de acoplamiento 10 de otro dispositivo (no mostrado) y transfiere esa potencia a un dispositivo (no mostrado) del cual se extiende el eje 12. El eje 12 puede hacerse de metales convencionales y aleaciones de metal y puede ser sólido o tubular. El eje 12 se centra alrededor de un eje giratorio y puede impulsarse por un motor, motor eléctrico u otra fuente de energía convencional cuando funciona como un eje primario. En la modalidad ilustrada el eje 12 se inserta en el dispositivo 10 en el mismo lado del dispositivo 10 como miembro para transmisión de potencia 34 ("montaje inverso"). Se debe entender, sin embargo, que la orientación del eje 12 y el separador 16 podrían invertirse de tal forma que el eje 12 se inserta en el dispositivo 10 en el lado opuesto como miembro para transmisión de potencia 34 ("montaje estándar").

El rotor 14 es provisto para la conexión selectiva con la armadura 28 para transmitir potencia entre el eje 12 y el miembro 34.

El rotor 14 se dispone alrededor del eje 38 y se acopla al eje 12 para la rotación en el mismo a través de la camisa 36. El rotor 14 puede hacerse de cualquier metal convencional y aleaciones de metal e incluye un cubo 40 y un disco de rotor 42.

El cubo 40 es tubular y define un orificio central en el cual el eje 12 y la camisa 36 se extienden. El diámetro del orificio (es decir, el diámetro interno del cubo 40 es sustancialmente el mismo que el diámetro exterior del cubo 40) es sustancialmente el mismo que el diámetro exterior de una porción terminal axial de la camisa 36 y el orificio se dimensiona para recibir una porción de la camisa 36 ahí. Debido a que el diámetro del orificio es mayor que el diámetro exterior del eje 12, para extender eje 12 que se extiende más allá del extremo axial de la camisa 36 existe un hueco de aire entre el cubo 40 y eje 12, por lo tanto además reduciendo la fuga de flujo potencial a través del eje 12. El cubo 40 puede definir una ranura que se extiende axialmente (no mostrada) moldeada complementaria a, y configurada para recibir, una llave (no mostrada) . La ranura puede oponerse a una ranura correspondiente en la camisa 36 dentro de la cual la llave se extiende sobre el ensamble del dispositivo 10 sobre el eje 12. Alternativamente, uno del cubo 40 y la camisa 36 puede moldearse con una llave que se extiende radialmente, integral configurada para ser recibida dentro de una ranura en el otro cubo 40 y camisa 36. En cualquier extremo axial, el cubo 40 define hombros que se empalman contra y soportan los cojinetes 20, 22. Además, el cubo 40 puede definir una o más muescas 44 u orejas dispuestas en cualquier cara terminal axial del cubo 40 configuradas para conectarse con las muescas u orejas correspondientes en los separadores 16, 18 como se describe con mayor detalle en la Patente de E.U.A. No. 7,527,134, la descripción completa de la cual se incorpora en la presente por referencia. El número, forma y orientación de las muescas 44 u orejas puede variar y las muescas u orejas en cualquier extremo pueden estar en línea, o en fase, entre sí o en fase cambiada para permitir una fabricación mejorada del cubo 40 (por ejemplo cada cara terminal puede incluir muescas diametralmente opuestas 44 u orejas con las muescas 44 o muescas en una cara terminal con fase cambiada de 90 grados con relación a las muescas 44 u orejas en la cara terminal opuesta) . En su diámetro radialmente exterior, el cubo 40 define un poste de rotor interior que se extiende axialmente. El cubo 40 además define un receso que se extiende axialmente 48 radialmente hacia adentro del poste 46 para un propósito descrito más adelante en la presente.

El disco 42 se extiende radialmente hacia afuera desde el cubo 40 y define una superficie de conexión de embrague orientada hacia la armadura 28. El disco 42 está acoplado al cubo 40 a través de, por ejemplo, una relación de presión-ajuste incluyendo una pluralidad de orejas y muescas complementaria. Como se conoce en la técnica, el disco 42 puede incluir una pluralidad de filas radialmente separadas de ranuras en forma de plátano, angularmente separadas (no mostrado) . Después de la energización del ensamble de conducción 26, las ranuras causan que el flujo magnético se desplace hacia atrás y adelante entre el disco 42 y la armadura 28 a través de un hueco de aire que permite una conexión de alta potencia entre el rotor 14 y la armadura 28. En su diámetro exterior, el disco 42 define un poste de rotor que se extiende axialmente hacia afuera 50. El poste 50 está radialmente alineado con el poste 46 y radialmente separado hacia afuera del poste 46.

El separador 16 es provisto para soportar la cubierta de campo 24 en relación ensamblada con los otros componentes del dispositivo 10 y puede hacer de materiales convencionales incluyendo materiales en polvo. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, sin embargo, el separador 16 puede tener una inferior permeabilidad magnética que el rotor 14, la cubierta de campo 24 y la armadura 28 y puede hacerse de, por ejemplo, materiales no ferromagnéticos tales como ciertos aceros inoxidables. El separador 16 está dispuesto alrededor del eje 38 y es generalmente cilindrico en forma. El separador 16 se configura para recibir un sujetador 52 que se extiende a través del separador 16 y dentro del eje 12. Como el separador 16, de acuerdo con un aspecto de la presente invención, el sujetador 52 tiene una inferior permeabilidad magnética que el rotor 14, la cubierta de campo 24 y la armadura 28 y puede hacerse de, por ejemplo, materiales no ferromagnéticos tales como ciertos aceros inoxidables. El separador 16 puede definir un cabezal 54 en un extremo axial con una pluralidad de partes planas que permiten que el separador 16 se asegure mientras se aplica la potencia al sujetador 52. El separador 16 además puede definir un cuerpo 56 que se extiende axialmente desde el cabezal 54. El cuerpo 56 tiene una superficie exterior generalmente cilindrica en donde un cojinete 20 puede estar soportado entre los hombros opuestos definidos en el cubo del rotor 40 y el separador 16. El separador 16 además define una o más orejas en proyección axial 58 o muescas en una cara terminal axial del cuerpo 56 del separador 16. Las orejas 58 se configuran para ser recibidas dentro de las muescas 44 en cubo del rotor 40 para acoplar de forma giratoria el separador 16 y el cubo del rotor 40.

Las orejas 58 pueden estas ahusadas y pueden ajustarse por presión dentro de las muescas 44. El número, forma y orientación de las orejas 58 o musas de nuevo puede variar.

El separador 18 es provisto para soportar el cojinete 22 y el miembro para transmisión de potencia 34 en relación ensamblada con los otros componentes del dispositivo 10 y puede hacerse de materiales convencionales incluyendo metales en polvo. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, sin embargo, el separador 18 tiene una inferior permeabilidad magnética que el rotor 14, la cubierta de campo 24 y la armadura 28 y puede hacerse de, por ejemplo, materiales no ferromagnéticos . El separador 18 está dispuesto alrededor del eje 38 y es generalmente cilindrico en forma. El separador 18 tiene un diámetro interno dimensionado para recibir la camisa 36 y está soportado en la camisa 36 y dispuesto axialmente entre un extremo axial del cubo del rotor 40 y una saliente radialmente en extensión de la camisa 36. El separador 18 tiene una superficie exterior generalmente cilindrica en donde el cojinete 22 puede estar soportado entre hombros opuestos definidos en el cubo del rotor 40 y el separador 18.

El cojinete 20 es provisto para permitir la rotación del cubo del rotor 40 y el separador 16 con relación a la cubierta de campo 24. El cojinete 20 es convencional en la técnica. Un canal interno del cojinete 20 está soportado en el separador 16 y el cubo del rotor 40 y se empalma con los hombros opuestos definidos en el separador 16 y el cubo del rotor 40. Un canal exterior del cojinete 20 soporta la cubierta de campo 24.

El cojinete 22 es provisto para permitir la rotación del miembro de transmisión de potencia 34 con relación al eje primario 12, el rotor 14 y la camisa 36. El cojinete 22 es convencional en la técnica. Un canal interior del cojinete 22 está soportado en la separador 18 y el cubo del rotor 40 y se empalma con los hombros opuestos en el separador 18 y el cubo del rotor 40. Un canal exterior del cojinete 20 soporta el miembro para transmisión de potencia 34.

La cubierta de campo 24 es provista para alojar el ensamble de conducción 26. La cubierta 24 también forma parte de un circuito magnético que causa la conexión selectiva del rotor 14 y la armadura 28. La cubierta de campo 24 puede hacerse de metales convencionales y aleaciones de metal, incluyendo acero. La cubierta 24 es cilindrica y está dispuesta alrededor del eje 38 y está soportada en un canal exterior del cojinete 20. La cubierta 24 está fija contra la rotación a través de, por ejemplo, un sujetador (no mostrado) que se extiende a través de una ranura (no mostrada) en la cubierta 24. La cubierta 24 tiene generalmente forma de U en sección transversal e incluye miembros anulares radialmente internos y radialmente externos 60, 62.

El miembro interior 60 está soportado en un canal exterior del cojinete 20. El miembro 60 tiene generalmente forma de L en sección transversal y define un poste interno que se extiende axialmente 64. El poste 64 se extiende en un receso 48 del cubo 40 del rotor 14 y por consiguiente está dispuesto axialmente hacia el interior del poste interno del rotor 46. Como se describe más completamente en la Patente de E.U.A. No. 7,493,996 comúnmente asignada, la descripción completa de la cual se incorpora en la presente por referencia, la ubicación relativa de los postes 46, 64 es ventajosa por varias razones. En primer lugar, la eficiencia magnética del circuito magnético que involucra el rotor 14, la cubierta de campo 24 y la armadura 28 se mejora al reducir el número de huecos de aire para al menos algo del flujo magnético en el circuito. En segundo lugar, el hueco anular en donde se dispone el ensamble de conducción 26 se alarga permitiendo una más fácil inserción y sujeción del ensamble 26 dentro de la cubierta de campo 24.

El miembro externo 62 se acopla a y está soportado en el miembro interno 60. El miembro externo 62 define una pared terminal 66, un poste exterior axialmente en extensión 68, y una saliente 70. La pared terminal 66 se extiende radialmente hacia afuera desde el miembro 60. El poste 68 es integral con, y se extiende axialmente desde, la pared terminal 66. El poste 68 está dispuesto radialmente hacia afuera del poste 50 del rotor 4. La saliente 70 es integral con, y se extiende radialmente hacia afuera des del poste 68 en un extremo del poste 68 opuesto a la pared terminal 66. La saliente 70 se extiende a lo largo de al menos una porción de la circunferencia del poste 68.

El ensamble de conducción 26 es provisto para crear un circuito magnético entre el rotor 14, la cubierta de campo 24, y la armadura 28 para causar el movimiento de la armadura 28 en conexión con el rotor 14 y la transmisión de potencia entre el eje 12 y el miembro para transmisión de potencia 34. El ensamble de conducción 26 es generalmente anular y se dispone alrededor del eje 38 dentro de la cubierta de campo 24. En particular, en ensamble 26 se dispone entre los postes interior y exterior 64, 68 de la cubierta 24. El ensamble 26 incluye un conductor 72 y una cubierta de conductor 74.

El conductor 72 puede comprender una bobina de cobre convencional a pesar de que pueden utilizarse alternativamente otros conductores conocidos.

El conductor 72 puede conectare eléctricamente a una fuente de energía (no mostrado) tal como una batería. Después de la energización del conductor 72, un circuito magnético se forma entre el rotor 14, la cubierta de campo 24, y la armadura 28. El flujo magnético fluye desde el poste exterior 68 de la cubierta 24 a través de un hueco de aire hacia el poste exterior 50 del rotor 14. El flujo después se desplaza hacia atrás y hacia adelante entre el disco 42 y la armadura 28 a través del hueco de aire entre éstos. El flujo después fluye desde el disco 42 del rotor 14 hacia el cubo 40 del rotor 14. Finalmente, el flujo fluye desde el cubo 40 de regreso a los miembros 60, 62 de la cubierta de campo 24 a lo largo de varias trayectorias. En particular, una porción del flujo fluye directamente desde el poste interior del rotor 46 al miembro exterior 62 de la cubierta 24. Otra porción del flujo fluye desde el cubo 40 a través del poste interno 64 de la cubierta 24 definida por el miembro interno 60 antes de fluir hacia el miembro externo 62. Aún otra porción del flujo puede fluir desde el cubo 40 hacia el separador 16 (al menos en aquellas modalidades en donde el separador 16 no está hecho de un material que tiene una inferior permeabilidad magnética que las estructuras a lo largo de trayectorias alternativas) radialmente hacia adentro del cojinete 20 y después hacia el miembro interno 60 y el miembro externo 62 permitiendo que una porción del flujo evite el área de alta densidad del poste interno del rotor 46 y el poste interno de la cubierta de campo 64 y además mejora la eficiencia magnética del circuito.

La cubierta del conductor 74 es provista para alojar el conductor 72 y también se utiliza para montar el conductor 72 dentro de la cubierta de campo 24. La cubierta 74 puede moldearse de plásticos convencionales. La cubierta 74 puede incluir un conductor terminal integral 76 a través del cual el conductor 72 puede conectarse eléctricamente a una fuente de energía. La cubierta 74 también puede definir una o más orejas dimensionadas para ser recibidas dentro del receso en la pared terminal 66 de la cubierta de campo 24 para evitar la rotación del ensamble de conducción 26. La cubierta 74 puede incluir una saliente que se extiende hacia afuera radialmente dispuesta próxima al poste externo 68 de la cubierta de campo 24 y fijada a la cubierta 24 en una pluralidad de puntos como se describe en la Solicitud de Patente de E.U.A. No. 11/150,670 comúnmente asignada, la descripción de la cual se incorpora en la presente por referencia .

La armadura 28 es provista para transmitir una potencia de frenado al miembro para transmisión de potencia 34 y para selectivamente transmitir una potencia de impulsión entre el rotor 14 y el miembro 34. La armadura 28 puede hacerse de una variedad de metales convencionales y aleaciones de metal incluyendo acero. La armadura 28 es anular en construcción y se dispone alrededor del eje axis 38 y define una superficie de conexión de embrague orientada hacia el disco del rotor 42.

La armadura 28 está axialmente separada del disco del rotor 42 por un hueco de aire.

Como el disco del rotor 42, la armadura 28 puede incluir una pluralidad de filas radialmente separadas de ranuras angularmente separadas (no mostrado) que facilitan el desplazamiento del flujo magnético hacia adelante y hacia atrás entre el rotor 14 y la armadura 28 después de la energización del ensamble de conducción 26. La armadura 28 está acoplada al miembro de transmisión 34. En particular, la armadura 28 puede acoplarse al miembro para transmisión de potencia 34 por una pluralidad de resortes de hoja 32.

La placa de freno 30 provee una superficie de frenado para la conexión por medio de la armadura 28 para frenar el miembro para transmisión de potencia 34. La placa de freno 30 puede hacerse de materiales convencionales que tienen una relativamente alta permeabilidad magnética incluyendo metales convencionales y aleaciones de metal tal como acero. La placa de freno 30 se extiende alrededor de al menos una porción de la circunferencia del dispositivo 10, y preferiblemente solamente una porción de la circunferencia del dispositivo 10, y se acopla a la cubierta de campo 24. En particular, la placa de freno 30 se acopla a la saliente 70 de la cubierta de campo 24 y se suspende ahí utilizando uno o más sujetadores 78. Los sujetadores 78 pueden hacerse de un material o materiales (incluyendo materiales no magnéticos) que tienen una permeabilidad magnética inferior a la del rotor 14, la cubierta de campo 24 y la armadura 28 para reducir o eliminar la transferencia de flujo entre la placa de freno 30 y la cubierta de campo 24 y por lo tanto facilitar la conexión de embrague cuando ser energiza el ensamble de conducción 26. La placa de freno 30 puede estar axialmente separada de la saliente 70 de la cubierta de campo 24 utilizando uno o más separadores 80 o cuñas tales como los separadores y cuñas descritos en la Solicitud de Publicación de E.U.A. comúnmente asignada y co-pendiente No. 2010-0116616, la descripción total de la cual se incorpora por referencia en la presente por referencia. Los separadores 80 permiten el ajuste de la posición de la placa de freno 30 para compensar el desgaste en las superficies de conexión del embrague del rotor 14 y la armadura 28, respectivamente y en las superficies de conexión de frenado de la armadura 28 y la placa de freno 30. Los separadores 80 pueden incluir perforaciones a través de las cuales los sujetadores 78 se extienden. Los separadores 80 igualmente pueden hacerse de un material o materiales (incluyendo materiales no magnéticos) que tiene una relativamente más baja permeabilidad magnética que la del rotor 14, la cubierta de campo 24 y la armadura 28 para reducir o eliminar la transferencia de flujo entre la placa de freno 30 y la cubierta de campo 24. Haciendo referencia, por ejemplo, a la Patente de E.U.A. No. 7,732,959 comúnmente asignada, la placa 30 puede alojar uno o más imanes (no mostrado) y por lo tanto forma parte de un circuito magnético con la armadura 28 y los imanes para ayudar a los resortes 32 en la conexión de la armadura 28 con la placa de freno 30 para proveer una potencia de frenado al miembro para transmisión de potencia 34.

Los resortes 32 transmiten la potencia de impulsión y frenado desde la armadura 28 al miembro para transmisión de potencia 34 y permiten el movimiento axial de la armadura 28 con relación al miembro 34 y hacia y lejos del disco del rotor 42. Los resortes 32 pueden hacerse de acero inoxidable y se conectan en un extremo de la armadura 28 y en un extremo opuesto al miembro 34 utilizando sujetadores convencionales 82 tales como ribetes, tornillos, pernos, o clavijas.

El miembro para transmisión de potencia 34 transfiere la potencia entre el eje 12 y otro dispositivo tal como una cuchilla de la corta césped. El miembro 34 puede incluir una polea convencional 84 alrededor de la cual se bobina una correa de transmisión de potencia y se acopla al dispositivo. El miembro 34 además incluye una copa de soporte 86 en la cual la polea 84 está soportada y de la cual la polea 84 se extiende radialmente hacia afuera. La copa 86 está soportada en un canal exterior del cojinete 2 e incluye una porción en extensión axial 88 y una saliente 90 en extensión axial con relación a la porción 88. Un extremo de cada resorte 32 está acoplado a la saliente 90 en una forma convencional utilizando los sujetadores 82.

La camisa 36 es un aislante del flujo y provee medios para reducir la fuga de flujo del circuito magnético incluyendo el rotor 14, la cubierta de campo 24 y la armadura 28. En particular, la camisa 36 provee medios para reducir la fuga de flujo a lo largo de una trayectoria (o circuito de fuga) desde la armadura 28 a través del miembro para transmisión de potencia 34 en el cojinete 22, el eje 12 y de regreso al rotor 14. La camisa 36 se hace de materiales que tiene una inferior permeabilidad magnética que la de los miembros del circuito magnético (es decir, el rotor 14, la cubierta de campo 24 y la armadura 28) incluyendo, por ejemplo, materiales no ferromagnéticos tal como acero inoxidable austenítico. Como resultado, se queda más flujo magnético en la interface del rotor/armadura por lo tanto aumentando la densidad del flujo y la fuerza de atracción en la interface. La camisa 36 se dispone alrededor del eje 38 radialmente hacia adentro del cojinete 22 y es generalmente cilindrica en forma. La camisa 36 tiene un diámetro interno dimensionado para recibir el eje 12. En la modalidad ilustrada, la camisa 36 recibe una porción de diámetro reducida del eje 12 en un extremo axial del eje 12. La camisa 36 puede unirse al eje 12 utilizando una relación de llave/ranura de chaveta convencional. En particular, la camisa 36 puede definir una ranura de chaveta en extensión axial (no mostrada) moldeada complementaria a, y configurada para recibir, una llave (no mostrado) . La ranura de chaveta puede oponerse a la ranura de chaveta correspondiente en el eje 12 dentro de la cual la llave se extiende después del ensamble de la camisa 36 en el eje 12. Alternativamente, uno de la camisa 36 y el eje 12 puede moldearse con una llave en extensión radial, integral configurada para ser recibida dentro de una ranura de chaveta en el otro de la camisa 36 y el eje 12. La camisa 36 tiene un diámetro exterior que varía a lo largo de la longitud axial de la camisa 36. En particular, la camisa 36 tiene una porción 92 con un diámetro exterior que se dimensiona para ser recibido dentro del cubo del rotor 40 y el separador 18 en una posición tal que la porción del cubo 40 y una porción del separador 18 ambas se disponen radialmente entre el cojinete 22 y la camisa 36. La camisa 36 tiene otra porción 96 en un extremo axial con un diámetro exterior que es mayor que el diámetro exterior de la porción 92. La porciones 92, 96 juntas definen un hombro contra el cual un extremo axial del separador 18 se empalma.

Haciendo referencia ahora a la Figura 2, se ilustra un dispositivo de acoplamiento giratorio 110 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención. El dispositivo 110 es similar al dispositivo 10. Por lo tanto, se identifican estructuras similares con los mismos números de referencia y puede encontrarse una descripción de estructuras similares aquí anteriormente. El dispositivo 110 difiere del dispositivo 10 en que el dispositivo 110 incluye una camisa 136 que está dispuesta axialmente entre un cubo 140 de un rotor 114 y el separador 18. La camisa 136 esencialmente reemplaza una porción del cubo del rotor de tal forma que el cubo del rotor 140 se corta axialmente con relación al cubo 40 del dispositivo 10. La camisa 136 es de nuevo un aislante de flujo y proporciona medios para reducir la fuga de flujo del circuito magnético incluyendo el rotor 114, cubierta de campo 24 y armadura 28. En particular, la camisa 136 provee medios para reducir la fuga de flujo a lo largo de una trayectoria (o circuito de fuga) de la armadura 28 a través del miembro para transmisión de potencia 34 en el cojinete 22, el eje 112 y de regreso al rotor 114. La camisa 136 está hecha de materiales que tiene una inferior permeabilidad magnética que los miembros del circuito magnético (es decir, rotor 114, cubierta de campo 24 y armadura 28) incluyendo, por ejemplo, materiales no ferromagnéticos , tales como acero inoxidable austenítico. Como resultado, se queda más flujo magnético en la interface del rotor/armadura por lo tanto aumentando la densidad del flujo y la fuerza de atracción en la interface. La camisa 136 se dispone alrededor del eje 38 radialmente hacia adentro del cojinete 22 y es generalmente cilindrica en forma. La camisa 136 tiene un diámetro interno dimensionado para recibir el eje 112. La camisa 136 puede unirse al eje 112 utilizando una relación de llave/ranura de chaveta convencional. En particular, La camisa 136 puede definir una ranura de chaveta en extensión axial (no mostrado) moldeada complementaria a, y configurada para recibir, una llave (no mostrado) . La ranura de chaveta puede oponerse a la ranura de chaveta correspondiente en el eje 112 dentro del cual la llave se extiende después del ensamble de la camisa 136 en el eje 112.

Alternativamente, uno de la camisa 136 y el eje 112 puede moldearse con una llave que se extiende radialmente, integral configurada para ser recibida dentro de una ranura de chaveta en el otro de la camisa 136 y el eje 112. La camisa 136 tiene un diámetro exterior que varía a lo largo de la longitud axial de la camisa 136. En particular, la camisa 136 tiene una porción 192 en un extremo axial con un diámetro exterior que se dimensiona para ser recibido dentro de un receso formado en un extremo axial orientado hacia el cubo del rotor 140. La camisa 136 tiene otra porción 196 en un extremo axial con un diámetro exterior que es menor que el diámetro exterior de la porción 192. Las porciones 192, 196 juntas definen un hombro contra el cual se empalma el extremo axial del cojinete 22.

Haciendo referencia ahora a la Figura 3, se ilustra un dispositivo de acoplamiento giratorio 210 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención. El dispositivo 210 es similar a los dispositivos 10 y 110.

Por lo tanto, las estructuras similares se identifican con los mismos números de referencia y puede encontrarse una descripción de las estructuras similares aquí anteriormente. El dispositivo 210 difiere del dispositivo 10 y 110 en que el miembro para transmisión de potencia 234 del dispositivo 210 incluye una copa de soporte 286 que tiene una saliente 290 que se extiende radialmente hacia afuera desde la porción que se extiende axialmente 288 de la copa 286. Debido a que la saliente 290 se extiende radialmente hacia afuera, el hueco de aire entre la saliente 290 y el cubo del rotor 40 y el eje 12 aumenta. Como resultado, se queda más flujo magnético en la interface del rotor/armadura por lo tanto aumentado la densidad de flujo y fuerza de atracción en la interface.

Un dispositivo de acoplamiento giratorio de acuerdo con la presente invención representa una mejora sobre los dispositivos convencionales al reducir o eliminar la fuga del flujo a lo largo de la trayectoria a través del miembro para transmisión de potencia. En varias modalidades descritas anteriormente, la camisa 36 o 136 actúa como un aislante de flujo a lo largo de la trayectoria (o circuito de fuga) de la armadura 28 a través del miembro para transmisión de potencia 34 y soporta el cojinete 22 y el eje 12 de regreso al rotor 14 o 114 por lo tanto reduciendo la fuga de flujo a lo largo de la trayectoria. En otras modalidades descritas anteriormente, la saliente girada radialmente hacia afuera 290 en la copa de soporte 286 del miembro para transmisión de potencia 234 aumenta el hueco de aire entre la copa de soporte 286 y el eje 12 y/o rotor 14 y/o se hace de materiales que tienen una permeabilidad magnética relativamente baja por lo tanto reduciendo la fuga de flujo a lo largo de la misma trayectoria.

A pesar de que la invención ha sido mostrada y descrita con referencia a una o más de sus modalidades particulares, se entenderá por el experto en la técnica que pueden hacerse varios cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.

Se hace constar que con relación a- esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (21)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un dispositivo de acoplamiento giratorio, caracterizado porque: un rotor configurado para el acoplamiento con un eje para la rotación en el mismo y dispuesto alrededor de un eje giratorio, el rotor define una primera superficie de conexión de embrague; una cubierta de campo dispuesta alrededor del eje de rotación y fija contra la rotación; un conductor eléctrico dispuesto dentro de la cubierta de campo en el primer lado del rotor; una armadura dispuesta en el segundo lado del rotor opuesto al conductor, la armadura define una segunda superficie de conexión de embrague, la armadura, el rotor, y la cubierta de campo comprenden miembros de un circuito magnético; un miembro para transmisión de potencia acoplado a la armadura para la rotación en el mismo, el miembro para transmisión de potencia dispuesto alrededor del eje y soportado por un cojinete dispuesto alrededor del eje; y, un camisa dispuesta alrededor del eje radialmente hacia el interior del cojinete en donde la camisa tiene una permeabilidad magnética que es menor que una permeabilidad magnética de tales miembros del circuito magnético.

2. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un separador dispuesto alrededor del eje radialmente hacia el interior del cojinete, el separador tiene una permeabilidad magnética que es menor que la permeabilidad magnética de tales miembros del circuito magnético .

3. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el separador está dispuesto radialmente entre la camisa y el cojinete.

4. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la camisa está dispuesta axialmente entre el separador y el rotor .

5. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende : un separador dispuesto alrededor del eje; y, un sujetador que se extiende a través del separador y configurado para conectarse con el eje en donde al menos uno del separador y el sujetador tiene una permeabilidad magnética que es menor que la permeabilidad magnética de tales miembros del circuito magnético .

6. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro para la transmisión de la potencia comprende una polea .

7. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la polea tiene una permeabilidad magnética que es menor que la permeabilidad magnética de tales miembros del circuito magnético .

8. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una porción del rotor está dispuesta radialmente entre la camisa y el cojinete y está soportado en la camisa.

9. Un dispositivo de acoplamiento giratorio, caracterizado porque comprende: un rotor configurado para el acoplamiento con un eje para la rotación en el mismo y dispuesto alrededor de un eje giratorio, el rotor define una primera superficie de conexión de embrague; una cubierta de campo dispuesta alrededor del eje giratorio y fija contra la rotación; un conductor eléctrico dispuesto dentro de la cubierta de campo en el primer lado del rotor; una armadura dispuesta en el segundo lado del rotor opuesto al conductor, la armadura define una segunda superficie de conexión de embrague; un miembro para transmisión de potencia acoplado a la armadura para la rotación en el mismo, el miembro para transmisión de potencia dispuesto alrededor del eje y soportado por un cojinete dispuesto alrededor del eje, el miembro para transmisión de potencia incluyendo una copa de soporte que tiene una porción que se extiende axialmente soportada en el cojinete y una saliente que se extiende radialmente desde la porción en extensión axial; y, un resorte que se extiende entre el armadura y la saliente de la copa de soporte en donde la saliente de la copa de soporte se extiende radialmente hacia afuera desde la porción en extensión axial de la copa de soporte.

10. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la armadura, el rotor, y la cubierta de campo comprenden miembros de un circuito magnético y en donde además comprende un separador dispuesto alrededor del eje radialmente hacia el interior del cojinete, el separador tiene una permeabilidad magnética que es menor que la permeabilidad magnética de tales miembros del circuito magnético.

11. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la armadura, el rotor, y la cubierta de campo comprenden miembros de un circuito magnético y además comprende: un separador dispuesto alrededor del eje; y, un sujetador que se extiende a través del separador y configurado para conectarse con el eje en donde al menos uno del separador y el sujetador tiene una permeabilidad magnética que es menor que la permeabilidad magnética de tales miembros del circuito magnético .

12. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el miembro para la transmisión de la potencia comprende una polea .

13. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la armadura, el rotor, y la cubierta de campo comprenden miembros de un circuito magnético y la polea tiene una permeabilidad magnética que es menor que la permeabilidad magnética de tales miembros del circuito magnético.

14. Un dispositivo de acoplamiento giratorio, caracterizado porque comprende: un rotor configurado para el acoplamiento con un eje para la rotación en el mismo y dispuesto alrededor de un eje giratorio, el rotor define una primera superficie de conexión de embrague; una cubierta de campo dispuesta alrededor del eje giratorio y fija contra la rotación; un conductor eléctrico dispuesto dentro de la cubierta de campo en el primer lado del rotor; una armadura dispuesta en el segundo lado del rotor opuesto al conductor, la armadura define una segunda superficie de conexión de embrague, la armadura, el rotor, y la cubierta de campo comprenden miembros de un circuito magnético; un miembro para transmisión de potencia acoplado a la armadura para la rotación en el mismo, el miembro para transmisión de potencia dispuesto alrededor del eje y soportado por un cojinete dispuesto alrededor del eje, el miembro para transmisión de potencia incluyendo a copa de soporte que tiene una porción que se extiende axialmente soportada en el cojinete y una saliente que se extiende radialmente desde la porción en extensión axial; un resorte que se extiende entre el armadura y la saliente de la copa de soporte; y, una camisa dispuesto alrededor del eje radialmente hacia el interior del cojinete en donde la saliente de la copa de soporte se extiende radialmente hacia afuera desde una porción en extensión axial de la copa de soporte y la camisa tiene una permeabilidad magnética que es menor que una permeabilidad magnética de tales miembros del circuito magnético.

15. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque además comprende un separador dispuesto alrededor del eje radialmente hacia el interior del cojinete, el separador tiene una permeabilidad magnética que es menor que la permeabilidad magnética de tales miembros del circuito magnético .

16. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el separador está dispuesto radialmente entre la camisa y el cojinete.

17. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la camisa está dispuesta axialmente entre el separador y el rotor.

18. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque además comprende : un separador dispuesto alrededor del eje; y, un sujetador que se extiende a través del separador y configurado para conectarse con el eje en donde al menos uno del separador y el sujetador tiene una permeabilidad magnética que es menor que la permeabilidad magnética de tales miembros del circuito magnético .

19. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el miembro para la transmisión de la potencia comprende una polea .

20. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la polea tiene una permeabilidad magnética que es menor que la permeabilidad magnética de tales miembros del circuito magnético .

21. El dispositivo de acoplamiento giratorio de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque una porción del rotor está dispuesta radialmente entre la camisa y el co inete y está soportada en la camisa.