CN100385133C - 具有离心调节的特征转矩的转矩限制离合器 - Google Patents

Abstract

提供了一种转矩限制离合器或联接器以用于在输入和输出轴之间执行工作。通过弹簧偏压的摩擦叠组件建立了单元的特征起步转矩。转矩修正板固定于压力板上，并且与端板一起限定了环状腔，腔具有其中填充着流体的囊。当转矩限制离合器或联接器开始转动时，囊内的流体被离心力向外推动，并且当速度增加时，沿径向对流体的约束就引起它开始沿轴向运动，从而在一个实施例中引起压力板克服弹簧偏压的作用，而在另一个实施例中增强弹簧偏压的作用，从而调节作为转动速度的函数的特征起步转矩。

Description

具有离心调节的特征转矩的转矩限制离合器

技术领域

本发明在于动力传送装置领域，尤其在于在动力源与动力从动器具之间的联接器。尤其是，本发明涉及转矩限制联接器或离合器。具体而言，本发明涉及弹簧施加转矩限制离合器，其中装有沿周向保持的含有流体的囊，该囊用于调节或改变转矩限制器的转矩设定值，其为转动速度的函数。

背景技术

在设备中使用各种类型的转矩限制离合器来吸收冲击载荷为众所周知。目前，摩擦型转矩限制器通常用于联接驱动着被称作装甲工作面运输器的大链式运输器的电动机与齿轮减速器，以用于在输送器受到阻塞时保护传动系统与链条免受由马达惯性所产生的冲击载荷的影响。启动装甲工作面输送器所需的转矩通常为在工作速度下系统运转所需的转矩的两倍以上。由马达惯性所产生的冲击载荷在工作速度下最大而在零转速时最小。然而，现有的转矩限制器在所有速度下提供相同的转矩，并且必须按照启动运输器所需的最大转矩来确定尺寸。能够随着速度的增加而自动减少其转矩设定值的转矩限制器在马达惯性转矩最小时将会提供在低速下启动运输器所需的全部转矩，而在正常工作过程中在工作速度下提供较低的滑动转矩以便于提高冲击载荷保护作用。

相反地，还可以想象在一些应用场合中，可能需要在工作速度下增加转矩而在启动时需要较低转矩。

发明内容

根据上述情况，本发明的第一个方面在于提供一种摩擦式转矩限制离合器，其具有由弹簧控制的转矩设定值，并且工作速度下的转矩设定值可以通过一种离心促动机构而得以降低。

本发明的另一个方面在于提供一种摩擦式转矩限制离合器，其具有由弹簧控制的转矩设定值，并且其中可以通过一种离心促动机构来增加工作转矩设定值。

本发明的又一方面在于提供一种离心促动装置，其包括保持于密封室或囊中的流体，离合器的速度由此产生离心压头，离心压头抵消或助长了转矩限制器的弹簧力，从而减少或增加转矩，根据构型而定。

本发明的另一方面在于提供一种摩擦式转矩限制离合器，其中填充着流体的囊改进了离合器的特征转矩，并且其中囊内可以带有隔板，以用于提供启动时转矩减少和发生阻塞时转矩增加所用的延迟时间。

本发明的另一方面在于提供一种具有离心调节式特征转矩的摩擦式转矩限制离合器，其在工作中可靠且耐用并且易于利用现有的转矩限制离合器来实现。

本发明的以上及其它方面将随着详细描述的进行而得到清楚了解，其通过一种调节转矩限制离合器而实现，该离合器包括：传动法兰盘；与所述传动法兰盘处于固定相隔开关系的端板；介于所述传动法兰盘与所述端板之间的交错的摩擦和隔离盘；压力板；弹簧组件，推动所述压力板压靠着所述交错的摩擦和隔离盘并且推动所述摩擦和隔离盘互相形成强有力的接合，从而为转矩限制离合器建立特征转矩；固定于所述压力板上的转矩调节板，所述转矩调节板与所述端板之间限定了一个腔；以及位于所述腔中的液体，所述端板的转动给予所述液体以离心力并在所述腔中沿径向和沿轴向向外推动所述液体，所述液体沿轴向移动所述转矩调节板和所述压力板，从而改变所述特征转矩。

本发明的其他方面通过一种调节转矩限制离合器而实现，其包括：传动法兰盘；与所述传动法兰盘处于固定相隔开关系的端板；介于所述传动法兰盘与所述端板之间的交错的摩擦和隔离盘；压力板；弹簧组件，推动所述压力板压靠着所述交错的摩擦和隔离盘并且互相形成强有力的接合；固定于所速压力板上并且可随其沿轴向运动的转矩调节板，所述转矩调节板与所述端板之间限定了一个可膨胀的腔；以及位于所述腔中的囊，所述囊中容放着液体。

附图说明

为了完整地理解本发明的目的、技术和结构，应当参看以下详细描述和附图，其中：

图1为根据本发明制成的第一离心调节式转矩限制离合器的剖视图，其中特征转矩随着速度减小；

图2为图1的发明中所使用的盛放流体的囊的局部剖视图，示出了其中的多个囊之一；

图3为曲线图，示出了系统的所需工作转矩和根据本发明制成并用于这种系统中的转矩限制离合器的变化特征；以及

图4为本发明的第二实施例的剖视图，其中特征转矩随着速度增大。

具体实施方式

现在参看附图，特别是参看图1，可以看到，具有离心调节式特征转矩的转矩限制离合器的第一实施例总体上由数字10来标示。具体而言，转矩限制离合器10构置成用于由于离心力的作用而降低特征转矩。在离合器10的一端上，提供有柔性输入联接器12，用于由输入孔14来容放马达轴或其它动力输入源。联接器12被安装于传动法兰盘16上。

在离合器10的相对另一端上，提供有端板18，其通过转矩销20的作用而与传动法兰盘16处于固定相隔开的关系。转矩销20被拧入端板18中并且由螺栓22将其紧固于传动法兰盘16上。应当理解，图1的图的剖视性质示出了单个转矩销20和螺栓22，但随着对其它元件和特征进行的描述，多个此类元件将绕着离合器10均匀地分布。

输出轮毂24用作适配器，用于通过键26或其它适当的结构来容放从动构件的轴。沉孔28提供于端板30中，用于紧固输出轮毂24所容放的轴的端部。螺栓32将端板30紧固于输出轮毂24上，如图所示。轴承34介于端板30与传动法兰盘16之间以便离心地保持离合器的输入和输出部分。

如图所示，输出轮毂24和端板30插入由传动法兰盘16与端板18之间的固定相隔关系所限定的腔内。转矩限制摩擦子组件或叠也容放于如此限定的腔内，其可操作地介于柔性输入联接器12与输出轮毂24之间。

摩擦子组件或叠包括键接于输出轮毂24上的盘36和由端板30和螺栓32紧固于输出轮毂24上的固定式摩擦盘38。如图所示，端板30将固定式摩擦盘38夹紧于输出轮毂24上。隔离盘40交错地介于摩擦盘36、38之间，并由转矩销20驱动。压力板42也由转矩销20容放并驱动。本发明所属领域的普通技术人员应当理解，隔离盘40和压力板42由转矩销20可沿轴向滑动地容放着，而摩擦盘36由输出轮毂24的花键可沿轴向运动地容放着。转矩降低板44通过螺栓46固定于压力板42上，并且通过轴承50和密封件52安装于输出轮毂24的端部上。应当理解，转矩降低板44可以在输出轮毂24上沿轴向运动，并且与固定着转矩降低板44的压力板42一前一后地运动。

多个弹簧盖组件54或者其它适用的力偏压装置围绕着离合器组件10沿周向方向均匀分布。弹簧盖组件54与摩擦叠36、38、40、42接合，以便在摩擦元件36、38，隔离盘40与压力板42之间达到正常情况下的最大接合力。弹簧盖组件54与美国专利4,661,083和5,135,088中所示的那些相似。如图所示，绕着盖56的一端提供有法兰盘58，法兰盘58与压力板42接合。盖56容放着销60，并且具有固定于其一端上的垫圈62，销的相对端从盖56延伸。垫圈64可滑动地容放于销60的相对端上。弹簧66被压缩并插入于垫圈62、64之间。在正常的工作情况下，弹簧盖组件54借助于通过法兰盘58所施加的力推动压力板42远离端板18。压力板42的这种推动作用在摩擦构件36、38与隔离构件40、42之间产生有力的接合，从而使得输入联接器12与输出轮毂24通过摩擦有效地互相接合。输入联接器12与输出轮毂24之间存在特征起步转矩，其取决于盘36、38、40、42的数量及性质与弹簧盖组件54的数量及性质。

从上述内容可以清楚地看出，倾向于将压力板42从端板18分离的力用于建立离合器或耦合器10的特征起步转矩。本发明的新颖性保证了对该力进行调节，该力为组件10的转动速度的函数，在下文中对此进行了更特别的描述。

继续参看图1，可以看到环形的腔68限定于端板18与转矩降低板44之间。由适当的弹性材料等等制成的囊70容放于腔68中，并且基本上充满了适当的流体如乙二醇或者碳酸钙的水溶液等等。在本发明的优选实施例中，流体72的比重大于水的比重，因为腔68和囊70的所需尺寸与所使用的流体72的比重成反比。如上所述，转矩降低板44可相对于固定端板18沿轴向运动。同样如上所述，通过螺栓46固定于转矩降低板44上的压力板42也可沿轴向运动。在组件10的静止状态中，组件不转动，弹簧盖组件54沿背离端板18并进入元件36、38、40的摩擦叠的方向对压力板42施加最大的力。因此，柔性联接器12与输出轮毂24之间的强有力的接合作用得以最大化，特征起步转矩也是得以最大化。当离合器组件10开始转动时，腔68的囊70之中的流体72被沿径向向外推压在由端板18所限定的腔68的外圆周壁表面74上。当流体72上的离心力迫使其向外时，流体72在囊70和腔68中沿轴向运动，并且推动转矩降低板44远离端板18，从而推动压力板42与其一起克服弹簧盖组件54的弹簧力。这样就减少了摩擦叠36、38、40、42的元件之间的正常摩擦力，从而降低了特征起步转矩。应当理解，转矩降低板44作为一个活塞，活塞头由部分其中存在着流体72的腔68所限定。

实际上，流体72的离心力在腔68中向外推动流体72。一旦流体72位于其最远的圆周位置上时，就有更多的圆周力推动腔68中的轴向运动，作用于转矩降低板44上。

设想的是隔板可以插入囊70之中，以用于限制流体72在囊中的突然运动和晃动，并且用于控制流体72的圆周运动，从而控制着启动时转矩减少和发生阻塞时转矩增加的延迟时间。为达到这种效果，隔板76如腹板等等可以形成于囊70之中，如图2中所示。通常，隔板围绕囊70沿周向方向均匀分布，并且可以从囊的相对两侧进入，或者均匀地从单侧进入，这也被视为适当的方式。隔板中途穿过囊70的横截面区域延伸大约10-50％。

本发明所属领域的普通技术人员应当理解，由囊70中的流体72所给予的力量为以下参数的函数：转矩限制离合器10的转动速度、流体72的环或者容放着流体的腔的部分的内径和外径、以及所使用的流体或油的比重。如上所述，优选地，流体或油的比重大于水的比重。

现在参看图3，一对曲线示出了刚才所述结构的工作效益。曲线将离合器组件10的转动速度与工作转矩关联起来，该工作转矩被视作在速度为零时所建立的最大转矩的一定百分比。曲线78示出了转矩限制离合器组件10的特征转矩，所示的特征转矩在速度为零时最大而后在单元的工作速度下减少至最大值的百分之五十。如图所示，特征转矩从启动至工作速度过程中有些均匀地减少。曲线80示出了使用转矩限制离合器10的系统从启动至工作速度过程中的需要。如图所示，系统在速度为零时需要大约最大转矩的百分之七十五，而在工作速度下减少至大约最大转矩的百分之二十五。因此，如曲线78所示，转矩限制离合器10对使用转矩限制离合器的系统提供了一定程度的保护，同时在工作过程中允许转矩要求存在偏差情况。当然，曲线78可以构置成适应于具有各种曲线80的各种数目的系统。摩擦和隔离盘的数目、弹簧盖组件的特性与数量、所使用流体的容积与类型以及由容放囊的腔所形成的活塞头的尺寸这些方面的变化均可以影响转矩降低特征。

本发明还设想了提供一种具有离心调节式特征转矩的转矩限制离合器，其中特征转矩随速度增加而非减少。图4中示出了这种单元，其总体上由数字82标示。应当理解，除了将单元10的端板18和转矩降低板44有效地颠倒为图4的实施例82中的端板18a和转矩增强板44a之外，单元82与图1的单元10基本上相同。在图4中的实施例中，转矩增强板44a用作朝向而非背离摩擦叠推动压力板42的活塞。因此，活塞44a增强了弹簧盖组件56的力而非使其减少。因此，随着转动速度的增加，特征转矩也增加。

本发明所属领域的普通技术人员应当理解，两个实施例10和82都使用了限定了腔68的内壁或外壁的固定端板，腔内放置着充填有流体72的囊74。换而言之，两个实施例都需要使得腔68的沿轴向相对的壁之一固定而使得另一个可动。允许运动的方向决定着囊74之中的流体72上的离心力是否用于降低或增加特征转矩。

本发明所属领域的普通技术人员应当理解，本发明的思想在于提供一种装置，其用于有效地调节施加于离合器或偶合器上的弹簧力，该力为转动速度的函数。传动地连接于压力板上的离心促动力调节器增加或减少对压力板施加的力，该力为离心促动力调节器由于转动速度所产生的力的函数。本发明还设想离心促动力调节器可以相对于弹簧机构构置成用于实际上实现离合器组件的接合或脱离。在这一系统中，离心促动力调节器所提供的力实现压力板的运动从而达到所需的接合或脱离。

本发明所属领城的普通技术人员应当理解，尽管优选实施例相对于用于在压力板上产生必要的力的流体进行了描述，但是本发明还设想了使用粉末、颗粒物质以及杠杆、重物和联动装置的机械组件。

因此可以看出，本发明的目的已经通过上面所述的结构而得以满足。尽管根据专利条例，只对本发明的最佳模式与优选实施例进行了详细描述，但是本发明并不限于这些。相应地，为了理解本发明的实际范围，应当参阅以下权利要求。

Claims (20)

1.一种调节转矩限制离合器，包括：

传动法兰盘；与所述传动法兰盘处于固定相隔开关系的端板；

介于所述传动法兰盘与所述端板之间的交错的摩擦和隔离盘；

压力板；

弹簧组件，推动所述压力板压靠着所述交错的摩擦和隔离盘并且推动所述摩擦和隔离盘互相形成强有力的接合，从而为转矩限制离合器建立特征转矩；

固定于所述压力板上的转矩调节板，所述转矩调节板与所述端板之间限定了一个腔；以及

位于所述腔中的液体，所述端板的转动给予所述液体以离心力并在所述腔中沿径向和沿轴向向外推动所述液体，所述液体沿轴向推动所述转矩调节板和所述压力板，从而改变所述特征转矩。

2.根据权利要求1所述的调节转矩限制离合器，其中所述腔具有轴向外壁和轴向内壁，所述外壁和内壁之一包括所述端板的一部分，并且所述外壁和内壁中的另一个包括所述转矩调节板的一部分。

3.根据权利要求2所述的调节转矩限制离合器，其中所述轴向外壁包括所述转矩调节板的一部分，所述离心力引起所述液体沿背离所述交错的摩擦和隔离盘的方向推动所述压力板，从而降低所述特征转矩。

4.根据权利要求2所述的调节转矩限制离合器，其中所述轴向内壁包括所述转矩调节板的一部分，所述离心力引起所述液体沿朝向所述交错的摩擦和隔离盘的方向推动所述压力板，从而增加所述特征转矩。

5.根据权利要求1所述的调节转矩限制离合器，还包括位于所述腔中的囊，所述囊保持着所述液体。

6.根据权利要求5所述的调节转矩限制离合器，其中所述液体的比重大于水的比重。

7.根据权利要求5所述的调节转矩限制离合器，还包括用于与输入动力源互连的传动法兰盘，和用于与从动单元互连的输出轮毂。

8.根据权利要求7所述的调节转矩限制离合器，还包括牢牢固定于所述输出轮毂上的摩擦盘。

9.根据权利要求8所述的调节转矩限制离合器，还包括介于所述输出轮毂与所述转矩调节板之间的轴承和密封件。

10.根据权利要求7所述的调节转矩限制离合器，其中所述弹簧组件包括具有推靠其一端的弹簧的盖，和与所述压力板接合的位于其相对端处的法兰盘。

11.根据权利要求10所述的调节转矩限制离合器，还包括互连着所述传动法兰盘与所述端板的转矩销，所述转矩销由所述隔离盘容放。

12.根据权利要求11所述的调节转矩限制离合器，其中所述囊包括多个延伸入其内的沿周向分布的隔板。

13.一种调节转矩限制离合器，包括：

传动法兰盘；

压力板；

介于所述传动法兰盘与压力板之间的交错的摩擦和隔离盘；

弹簧组件，具有推动所述压力板压靠着所述交错的摩擦和隔离盘并且互相形成强有力的接合的弹簧力；

固定于所述压力板上并且可随其沿轴向运动的转矩调节板；以及

离心促动机构，与所述转矩调节板相连通，用于改变随转矩限制离合器的转动速度而变的所述弹簧力。

14.根据权利要求13所述的调节转矩限制离合器，其中所述离心促动机构选自液体、粉末、颗粒物质以及杠杆、重物和联动装置的机械组件。

15.根据权利要求13所述的调节转矩限制离合器，其中所述离心促动机构包括位于腔内的液体。

16.根据权利要求15所述的调节转矩限制离合器，其中所述腔具有一对沿轴向隔离的壁，第一固定壁和第二可沿轴向运动的壁。

17.根据权利要求16所述的调节转矩限制离合器，其中所述液体保持于所述腔内的囊中。

18.根据权利要求17所述的调节转矩限制离合器，还包括端板，端板包括所述第一固定壁，并且其中所述第二可沿轴向运动的壁由所述转矩调节板建立。

19.根据权利要求18所述的调节转矩限制离合器，其中所述固定壁靠近所述压力板而所述可动壁远离所述压力板。

20.根据权利要求18所述的调节转矩限制离合器，其中所述可动壁靠近所述压力板而所述固定壁远离所述压力板。

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