專利名稱：將運動傳遞到風扇以冷卻機動車輛發動機的雙銜鐵裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將運動傳遞到風扇以冷卻機動車輛中冷卻劑的雙銜鐵裝置。
背景技術：
在涉及裝在機動車輛散熱器中的冷卻劑的冷卻的技術領域中，公知的是需要使空氣強迫流動到散熱器上，以更迅速地將冷卻劑中的熱量散發到外部。通過風扇的轉動可以形成所述的強迫氣流，風扇通常安裝在水泵的軸上或安裝在驅動軸上或安裝在支撐皮帶輪的從動的和固定的軸上，該皮帶輪接受來自驅動軸驅動的皮帶的運動。還公知的是，必須是只有溫度調節裝置檢測的水溫達到預定溫度時，風扇才轉動，其中該溫度調節裝置是由電磁離合器啟動的，當電磁離開器閉合時風扇開始轉動。
更具體地，要求機動車輛的風扇必須能夠在如下速度下轉動-低于傳動軸的速度，以在外部低溫情況下冷卻；-等于甚至大于傳動軸的速度，以在外部高溫情況下冷卻或者在會引起發動機過熱的嚴重情況下使用；-零速，也就是風扇根本不轉并且相對于傳動軸保持空閑(idle)狀態，特別是在進一步的冷卻不起作用甚至會造成損害的低溫情況下。
為了實現這些操作特征，已經開發了混合型的聯接系統，其包括電磁操作的摩擦式離合器和驅動聯軸器，它們基于使用寄生電流，該寄生電流是由永磁體附近的傳導元件的轉動而產生的。
例如，DE-3203143描述了一種裝置，其中驅動軸與電磁離合器的轉動體連接，通過連接到風扇的銜鐵進行接合以直接驅動，但是在低速情況下利用了在隨傳動軸轉動的傳導盤和與風扇形成一體的永磁體之間的接合，由于兩部件之間的相對滑動，所述接合傳輸低速時的運動。但是，采用這種解決方案，不可能實現風扇的空閑狀態。
另外，在離合器線圈的供電斷開和/或完全中斷的情況下，例如在所有的電路故障情況下，已知的裝置不可能保持風扇低速轉動(故障安全模式)。
因此，所提出的技術問題是提供一種將轉動傳遞到風扇以冷卻機動車輛的冷卻劑的裝置，其允許風扇以不同于驅動軸轉數并且根據發動機實際冷卻需要確定的多個轉數進行轉動，該裝置具有緊湊的尺寸，沒有大且昂貴的轉動質量，并且由在成本上少量的部件組成。
與這個問題相關聯，該裝置應當能夠在空閑狀態下將風扇保持靜止，并且在相關電源和控制裝置發生故障的情況下確保風扇的可靠運轉。
發明內容
根據本發明通過一種根據權利要求1的特征將運動傳遞到冷卻機動車輛冷卻劑的風扇，可以解決這些技術問題。
從下面結合附圖對本發明非限制性實施例的描述可以了解更多細節，其中-圖1是空閑狀態下，根據本發明將運動傳遞到風扇的裝置的第一實施例的示意性的軸向剖視圖；-圖2是低速行駛狀態下，與圖1類似的裝置的軸向橫截面圖；-圖3是高速行駛狀態下，與圖1類似的裝置的軸向橫截面圖；-圖4是根據本發明的第二實施例的示意性的軸向剖視圖；-圖5是根據本發明的第三實施例的示意性的軸向剖視圖；-圖6是根據本發明的第四實施例的示意性的軸向剖視圖。
具體實施例方式
如圖1所示，冷卻風扇1固定在位于軸承1b上的鐘形支撐件1a上，以與其轉軸共軸。該軸承安裝在車輛驅動軸20的延伸部20a上。
為了方便下面的描述，“縱向X-X”理解為與驅動軸的縱軸線一致/平行的方向。
軸20的同一個延伸部20a上還安裝有并可轉動地鎖定在其上的轉動體31，轉動體31形成第一離合器30的轉動件，第一離合器30包括環形電磁體32，電磁體32與轉動體31同心并且安裝在軸承11的外表面上，軸承11設置在轉軸和固定支撐法蘭12之間，該固定支撐法蘭12與發動機基座10連接；電磁體32通過電線32a電連接到例如用于測量冷卻流體溫度的溫度調節裝置(未示出)上。
第一銜鐵33相對于轉動體31設置在電磁體32的相對側上并且與環形法蘭40連接，環形法蘭40連接到軸承21的外表面21a上，軸承21用鍵連接到軸20上。
銜鐵33和法蘭40之間的連接是用它們之間的彈性件33實現的，彈性件33a允許銜鐵33的軸向移動，但是防止銜鐵和法蘭40之間的相對轉動。
所述法蘭40也支撐第二離合器200的第一部分210，它的另一部分220與風扇1的鐘形件1a形成一體。
更詳細地，所述離合器的第一部分210包括保持環213，保持環213由非磁性材料制成并且支撐永磁體214。
離合器第二部分220由環221形成，該環221由傳電材料制成并且與鐘形件1a形成一體，該鐘形件1a由非磁性材料如模鑄的鋁制成。
采用這種結構，第二離合器的第一部分210形成轉動部分，以產生所述離合器200的運動。所述離合器200通過法蘭40和永磁體214產生傅科電流從而與可轉動地被驅動的從動盤211感應連接，使鐘形件1a轉動，進而使風扇1轉動。
第二銜鐵34與第一銜鐵33同心放置，相對于第一銜鐵其在徑向上更靠外，并且通過與鐘形件1a連接的彈性膜34a與鐘形件1a連接。在第二銜鐵34和鐘形件1a之間的該彈性膜34a的設置能夠使銜鐵34軸向運動，但是禁止銜鐵和鐘形件相對轉動。
第二銜鐵34的膜34a在軸向上的阻力大于第一銜鐵的膜33a在軸向上的阻力，從而使銜鐵向轉動體移動就需要更大的回動力(recallforce)。
第二銜鐵34的徑向尺寸也大于第一銜鐵33的徑向尺寸。
使用這種結構，就有可能得到風扇1的不同的及所需的轉速，也就是a)在不激勵電磁體32(見圖1)從而離合器30不接合的情況下，驅動軸20的運動不會傳遞到風扇1。風扇保持靜止，處于空閑狀態；b)在用小電流激勵電磁體32的情況下(見圖2)，只有較小尺寸的第一銜鐵33回動，并且克服了膜33a軸向上的有限的阻力與轉動體31接合，從而通過傅科耦合(Foucault coupling)200將運動傳遞到風扇；由于傳動伴隨有法蘭40和鐘形件1a的相對滑動，所以鐘形件1a的轉動速度會比驅動軸20的速度低；c)在用最大電流激勵電磁體32的情況下(見圖3)，第二銜鐵34也回動，并且克服了相應的膜34a的阻力與轉動體31接合，從而將驅動軸20的運動直接傳遞到鐘形件1a，使風扇的轉速等于驅動軸的轉速。
圖4所示是根據本發明的裝置實施例改變后的第一實施例，其中整個組件安裝在固定軸420a上，轉動體431通過設置在轉動體與固定軸之間的軸承435安裝在固定軸上；轉動體包括皮帶輪431a形式的環向延伸部，環向延伸部能夠與相應的驅動皮帶431b接合，通過它們可以驅動所述轉動體431。
圖5所示的是裝置的另一個實施例，其中，設想轉動體531連接到驅動軸的延伸部520a上，第二銜鐵34通過彈性軸承534連接到風扇的支架1a上，該彈性軸承能吸收接合期間的扭轉振動。
圖6所示的是另一個變化后的實施例，與圖5類似，設想具有第二電磁體632，依次控制其電流以驅動第一銜鐵33。
同一個圖6還示出了在第二電磁體632和第一銜鐵33之間具有永磁體600；在優選實施例中，所述永磁體600與部件601連接，該部件601由可磁化材料制成并且軸向位置與所述銜鐵33相對。
該磁體在前段進行磁化，在徑向上交替變化N-S極性，且可選地具有多個極及具有設置在銜鐵33相對側的鐵制部件602，鐵制部件602起到磁流集中器(flow concentrator)的作用。
在這種結構中，由于正常工作狀態下，供給第二電磁體632的電能會對使銜鐵33回動的磁場產生中和作用，所以該裝置也能實現所謂的“故障-安全”狀態。即使在完全供電故障的情況下，磁體66仍然能夠使第一銜鐵33回動并且確保風扇1的低速轉動，確保對發動機冷卻劑的最小程度的冷卻。
使用根據本發明的雙銜鐵裝置，可以看出其有可能獲得要求的多級速度及空閑操作，并且具有緊湊的軸向和徑向結構及較少的部件，同時還避免使用專用軸承，從而就減少了相關的生產、組裝及維護成本。
權利要求
1.一種將運動傳遞到風扇(1)以冷卻機動車輛中的冷卻劑的裝置，包括-支撐裝置(20a；220；420a)，通過惰動鐘形件(1a)將風扇(1)安裝在支撐裝置上；-第一電磁離合器(30)，包括至少一個第一電磁體(32)、轉動體(31、531)和銜鐵(33)，該銜鐵通過傅科寄生電流型的第二離合器(200)連接到惰動鐘形件(1a)上，其特征在于還包括與支撐風扇(1)的所述鐘形件(1a)直接連接的第二銜鐵(34)。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述支撐裝置(20a；220)形成車輛驅動軸(20)的延伸部并且與轉動體(31、531)轉動地鎖定。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述磁體(32)安裝在軸承(11)的座圈上，該軸承位于轉軸和與發動機基座(10)連接的固定法蘭(12)之間。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第二銜鐵(34)與第一銜鐵(33)同心。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第二銜鐵(34)的徑向尺寸大于第一銜鐵(33)的徑向尺寸。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一銜鐵(33)和第二銜鐵(34)通過各自的彈性膜(33a，34a)連接到環形法蘭及支撐風扇(1)的鐘形件(1a)上。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于第一銜鐵(33)的彈性膜(33a)的軸向阻力小于第二銜鐵(34)的彈性膜(34a)的軸向阻力。
8.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第二離合器(200)包括第一部分(210)和第二部分(200)，第一部分(210)與連接到第一銜鐵的所述法蘭(40)形成一體，第二部分(220)與風扇(1)的鐘形件(1a)形成一體。
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于離合器(200)的第一部分(210)包括由非磁性材料制成的環(213)，以容納永磁體(214)。
10.如權利要求1所述的裝置，其特征在于離合器(200)的第二部分(220)包括由傳導材料制成的并且與鐘形件(1a)形成一體的環(221)，該鐘形件由非磁性材料制成。
11.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述支撐裝置(420a)是固定的。
12.如權利要求11所述的裝置，其特征在于轉動體(431)安裝在所述支撐裝置上，在轉動體(431)和支撐裝置之間安放有軸承(435)。
13.如權利要求12所述的裝置，其特征在于所述轉動體包括皮帶輪(431a)形式環形延伸部，該皮帶輪適于與相應的驅動皮帶(431b)接合。
14.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第二銜鐵(34)通過彈性軸承(534)連接到風扇(1)的鐘形件(1a)上。
15.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一離合器(30)包括與第一電磁體(32)同心的第二電磁體(632)，第二電磁體(632)能夠在軸向上回動第一銜鐵(33)。
16.如權利要求15所述的裝置，其特征在于所述永磁體(600)設置在所述第二電磁體(632)和所述第一銜鐵(33)之間。
17.如權利要求16所述的裝置，其特征在于所述磁體(600)與可磁化材料制成的部件(601)連接并且位置與第一銜鐵(33)軸向相對。
18.如權利要求16所述的裝置，其特征在于所述磁體被磁化，其前段在徑向上交替變化N-S極性。
19.如權利要求16所述的裝置，其特征在于所述磁體是多極型的。
20.如權利要求16所述的裝置，其特征在于所述磁體具有設置在銜鐵(33)相對側的鐵制部件(602)。
全文摘要
一種將運動傳遞到風扇(1)以冷卻機動車輛中的冷卻劑的裝置，包括支撐裝置(20a；220；420a)，通過惰動鐘形件(1a)將風扇(1)安裝在支撐裝置上；第一電磁離合器(30)，包括至少一個第一電磁體(32)、轉動體(31、531)和銜鐵(33)，該銜鐵通過基于傅科寄生電流型的第二離合器(200)連接到惰動鐘形件(1a)上，并且還設置了與支撐風扇(1)的所述鐘形件(1a)直接連接的第二銜鐵(34)。
文檔編號H02K49/04GK1900531SQ20061010574
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月21日 優先權日2005年7月22日
發明者P·博費利 申請人:巴魯法蒂股份公司