帶有阻尼系統的干式摩擦離合器的制造方法
【專利說明】帶有阻尼系統的干式摩擦離合器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年4月12日提交的美國臨時申請序號61/978，839和于2015年4月I日提交的美國實用新型申請序號14/675，779的權益，這些申請通過引用結合在此。
技術領域
[0003]本發明總體上涉及干式摩擦離合器并且更具體地涉及用于阻尼干式摩擦離合器所不希望的振動的系統。
[0004]發明背景
[0005]機動車輛通常利用冷卻系統來從發動機去除多余的熱量并且維持一個最優的運行溫度。冷卻系統將冷卻劑泵送穿過發動機和其他部件以便控制發動機溫度。發動機和其他部件內產生的熱量被冷卻劑吸收并且通過使用一個散熱器來散發到周圍環境中。為了提高散熱器的散熱，常見的是利用風扇組件抽吸或驅使空氣穿過該散熱器以便有助于溫度傳遞。
[0006]通常并不總是希望此類風扇組件持續運行。有時，所希望的是使得冷卻劑的溫度升高而不是降低。此外，不必要的持續運行會在發動機上產生不需要的抽吸并且由此降低效率。為了對此進行補償，目前的風扇組件利用多個風扇離合器組件，這些風扇離合器組件允許風扇選擇性的接合到發動機上從而使得這些風扇僅在必要時被接合。這些風扇組件可以用包括電磁、液壓和氣壓致動的大量構形來運行。常見的是使得這些系統偏向于風扇運行從而使得當離合器組件發生故障時風扇繼續運行以使發動機保持冷卻。
[0007]這些離合器組件特別是風扇離合器組件的問題涉及振動和噪聲。重要的是減少這些組件的振動和相關聯的噪聲從而使得它們不會變得對車輛駕駛員和乘客來說是不可接受的。不必要的振動還會導致在該組件和其部件上產生潛在危險的結構性負載。過多的振動和噪聲會產生保修要求和其他不必要的維護。
[0008]已努力減少來自風扇和其他輔助驅動和組件的所不希望的噪聲和振動，但還有很多地方有待改善。此外，此類組件的新的類型和型號通常產生它們自己的新形式的噪聲和振動，這些噪聲和振動需要被阻尼和控制。
[0009]因此，特別希望的是減少并且最小化離合器組件的、特別是那些用于輔助驅動(例如風扇驅動)的噪聲和振動。這個愿望適用于所有類型的驅動組件，特別是干式摩擦風扇驅動組件。
[0010]發明概述
[0011]因此本發明的一個目的是提供用于減少和/或最小化離合器驅動組件的、特別是例如干式摩擦風扇離合器驅動組件的噪聲和振動的方法、組件和系統。本發明針對滿足這個目的。
[0012]本發明的一個優選形式可以與氣動干式摩擦風扇離合器組件(例如在美國專利號7，137，362和7，731，006中所披露的那些離合器組件)一起使用。在這些組件中，一個中央活塞室被定位在其內并且該中央活塞室對一個壓力室進行給送。一個可平移的離合器活塞與該壓力室連通并且響應于給送到該壓力室中的氣壓而可在脫離接合與致動位置之間移動。與離合器殼體一起提供了一個旋轉輸入驅動構件。一個錐形離合器元件響應于離合器活塞在這兩個位置之間的移動而在抵靠摩擦構件的一個離合器接合位置與一個離合器脫離接合位置之間平移。在處于離合器接合位置時該錐形離合器元件與該旋轉驅動軸相接合。一個離合器彈簧以一個離合器接合力使得該錐形離合器元件向該離合器接合位置偏置。
[0013]根據本發明的多個優選形式，使用了一個兩件式結構組件來將該摩擦材料定位并且固持在位。該組件包括一個中間構件和一個錐形的襯背構件。這兩個構件通過多個互連的凸起和凹陷(例如鍵和槽)來連接并且結合在一起，這允許在這兩個構件之間的有限的運動自由度并且起到阻尼振動(例如摩擦引起的共振)的作用。
[0014]這個實施例可以同一個開-關式風扇驅動或一個還包括渦流離合器安排的驅動一起使用。對于后一種風扇驅動，可以在該中間構件上安裝多個磁體并且該組件可以包括一個通量環。
[0015]當根據結合附圖和所附權利要求來考慮詳細說明和優選實施例時，本發明的其他目的、好處和特征將變得很清楚。
[0016]附圖簡要說明
[0017]圖1描述了一種現有技術的錐形離合器風扇驅動組件。
[0018]圖2描述了根據本發明的第一實施例的一個錐形離合器風扇驅動。
[0019]圖3是圖2中的所描述的風扇驅動的分解視圖。
[0020]圖4是一個放大視圖，描述了一個中間構件與一個錐形襯背構件之間的連接。
[0021]圖5和圖6示出了錐形襯背構件的可以與本發明一起使用的多個替代實施例。
[0022]圖7A和圖7B示出了錐形襯背構件的可以與本發明一起使用的另一個替代實施例。
[0023]圖8示出了本發明的一個用于兩迷離合器組件的實施例。
[0024]圖9是圖8中的所描述的風扇驅動的分解視圖。
[0025]圖10示出了一個現有技術的兩速風扇驅動。
[0026]圖11示出了本發明的另一個替代實施例。
[0027]優選實施例的說明
[0028]本發明提供了用于減少或最小化來自摩擦離合器組件的噪聲和振動的方法、組件和系統。本發明特別適用于車輛中用于旋轉冷卻風扇的干式摩擦離合器組件，但是它可以與任何類型的離合器以及用于任何附件的任何類型的摩擦式驅動一起使用。
[0029]為了更具體地說明本發明，在此將針對其在用于冷卻風扇的一種氣動驅動的干式摩擦離合器中的使用來進行描述。然而，不應將此認為是對本發明進行限制。這只是本發明的一個實施例和應用。本發明不應局限于僅僅使用這種類型的離合器組件和僅僅是為此目的的。
[0030]圖1描述了本行業已知的一種錐形離合器風扇驅動組件10。風扇驅動組件10包括一個離合器組件12，該離合器組件具有一個離合器殼體14。本發明提供了針對此類離合器組件的創造性的并且有價值的改進，這些改進最小化并且減少了該組件在使用過程中的噪聲和振動。
[0031]該離合器組件12的這些部件和運行是與美國專利號7，137，362和7，731，006中所示出和所說明的離合器組件相類似的。因此，對此處所使用的離合器組件所含有的許多部件以及其基本運行并不需要做詳細討論并且將參照這兩個專利以對其進行進一步的討論和說明。
[0032]總體上，該離合器組件12包括一個位于室蓋體22內的中央活塞室18。優選沿該驅動組件10的中心線定位的該中央活塞室18提供了一個貫穿該離合器致動組件12的通路，加壓的空氣可以選擇性地通過該通路。加壓的空氣穿過該中央活塞室18并且進入一個壓力室20，該壓力室形成在該室蓋體22與一個可平移的離合器活塞24之間。該可平移的離合器活塞24與一個錐形離合器摩擦構件28是處于操作性連通。該摩擦構件典型地具有一個環狀楔形形狀并且被緊固地附接到該殼體構件14上。當供應了空氣壓力時，該壓力室20變得有壓力并且該可平移的離合器活塞24在箭頭30的方向上移動到離合器脫離接合的位置。當處于其脫離接合的位置時，該錐形離合器摩擦構件28從該旋轉輸入構件16上脫離接合從而使得該輸入構件16獨立于該錐形離合器摩擦構件28旋轉。
[0033]該錐形離合器摩擦構件28在接合位置與脫離接合位置之間僅軸向地行進一小段距離。在運行中，該錐形離合器摩擦構件的行程可以在0.05至0.15英寸的數量級上。
[0034]一個離合器彈簧34被定位在該離合器殼體14內并且將該錐形離合器摩擦構件28朝向離合器接合位置偏置(見圖1中的箭頭32)。當該壓力室20內的壓力被釋放時，該離合器彈簧34將該錐形離合器摩擦構件28移動到該離合器接合位置中并且該可平移的離合器活塞24被移到該活塞的零位處。該離合器彈簧34還提供了一個最大彈簧力，該彈簧力進而轉換成該錐形離合器摩擦構件28與該旋轉輸入構件16之間的一個離合器接合力。這個力防止了該構件28與該輸入構件16之間的滑動。
[0035]一個滾針軸承構件50被定位在該旋轉