离心离合器的制作方法

专利名称：离心离合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于发动机的离心离合器，更具体地，涉及一种整体离心离合器和一种制造该整体离心离合器的方法。
背景技术：
离心离合器广泛地用于在较小的内燃机的曲轴和转动从动部件之间提供驱动连接。例如，离心离合器使用在诸如链锯之类的手持式动力工具、小型摩托车以及较小的比赛车中。离心离合器在发动机以空转速度运行时脱离使得转动从动部件在发动机空转时不转动。当发动机速度增大到预定速度时，离心离合器接合以驱动转动从动部件。离心离合器通常包括外鼓和鼓内的转子。转子构成驱动部件并且连接于发动机， 而鼓为从动部件并且连接于转动装置，即，链轮齿和链、驱动轴和车轮等。通常有用于较小的发动机的两种离心离合器具有分开的离心重块和用于使重块保持不与离合器鼓接合的弹簧的离心离合器；和具有与离合器的本体结合的离心重块的离心离合器(即，整体离心离合器)。在具有分开的离心重块和弹簧的离心离合器中，当发动机的速度增大时，离心重块的离心力达到超过弹簧的弹力以使离心重块向外径向移动并且摩擦性地接合离合器鼓。在具有整体式离心重块的离心离合器中，鼓内的转子是盘或具有限定两个或多个离心重块的切掉部的一系列堆叠的盘，由此，发动机速度的增大产生离心重块的对应离心力，该对应离心力最终使离心重块向外弯曲直到它们摩擦性地接合离合器鼓。对于两种离心离合器，离心重块和离合器鼓之间的间隙确定离心重块接合鼓时的发动机速度，并且使发动机能够在离合器接合之前达到足够高的速度(进而功率)。通常，离合器接合以3000rpm开始。在整体离心离合器中，在3000rpm处，只有离心重块的较小部分碰到离合器鼓，并且传递的扭矩是较小的。因此，离合器可以在通常在3000rpm到 7000rpm之间的较宽的范围内滑动。图IA示出了具有分开的离心重块4和布置在离合器鼓8内的弹簧6的离心离合器 2。与具有整体式离心重块的离心离合器相比，诸如离合器2之类的离心离合器通常是更重的并且包括更多的部件，这增加制造和装配成本。然而，具有分开的离心重块和弹簧的离心离合器通常具有与具有整体式离心重块的离心离合器相比的更小的滑动范围。滑动范围是发动机速度范围，其中，离合器的内转子和鼓正在滑动，并且仅传送一部分发动机扭矩。弹簧6选择成使得离心重块的位移以更高的发动机速度开始，从而允许离心重块4和鼓8之间的更小的间隙并且使滑动范围缩小。图IB至ID示出了具有布置在离合器鼓14中的离心重块12的离心离合器10。离心重块12由在盘18中制造的切口 16限定。与具有分开的离心重块和弹簧的离心离合器相比，诸如离合器10之类的具有整体式离心重块的离心离合器通常是更轻的并且包括更少的部件，这减少制造和装配成本。在具有整体式离心重块的离心离合器中，转子的材料的弹性模量和离心重块的连接部的形状充当弹簧，并且离心重块和鼓之间的间隔必须保持足够宽以在离心重块离合器接合鼓之前使发动机能够达到较高的发动机速度(进而功率)。 因为转子的材料的弹性模量是不可调节的，所以具有整体式离心重块的离心离合器的滑动范围比具有分开的离心重块的离心离合器的滑动范围宽。如可以在图IB中看到的，当盘18空转时，相当大的间隙20存在于离心重块12和离合器鼓14之间。如图IC所示，在较低的速度处，离心重块12朝向离合器鼓14移动，部分地接合离合器鼓14。取决于转动速度(和离合器10上的载荷)，离心重块12和离合器鼓14之间的接触表面可以不足以使离合器鼓14与重块12 —起转动(即，离合器10正在滑动)。因此，离心重块12摩擦离合器鼓14的内部，这导致磨损。如图ID所示，在较高的速度处，离心重块12完全接合离合器鼓14，因此引起离合器鼓14与离心重块12 —起转动。 然而，由于离心重块12的较大的位移，因此盘18的变形在点22处发生，其中离心重块12与盘18的剩余部分在点22处连接。该变形在点22处引起应力，该应力可以在这些点22处导致故障。尤其是对于赛车比赛，因为离合器在慢速弯道中或在比赛开始时经常在滑动模式中，所以离心离合器的滑动范围是非常重要的。宽的滑动范围导致发动机功率以热量损失、 过度的离合器磨损以及出弯道时的效率较低的加速。此外，在赛车比赛中，减轻重量是非常重要的。只要离心离合器的滑动范围是适当的，具有整体式离心重块的离心离合器可以减轻赛车的总重量进而改进性能。从经济性和减轻重量方面考虑，期望这样一种离心离合器，该离心离合器带有具有较短的滑动范围的整体式离心重块。因此，需要这样一种带有整体式离心重块的离心离合器，其具有与带有分开的离心重块的离心离合器的滑动范围相似的短滑动范围。还需要制造这样一种离心离合器的方法。

发明内容
本发明的目的是改善现有技术中存在的麻烦中的至少一些。本发明的另一个目的是提供一种具有预张紧离心重块的离心离合器。本发明的目的还是提供一种制造具有短滑动范围的离心离合器的方法。在一个方面，本发明提供一种离心离合器，该离心离合器包括离合器鼓，该离合器鼓具有内空间；整体内转子，该整体内转子安置在离合器鼓的内空间内；整体内转子具有由整体内转子中的切口限定的多个整体式离心重块；多个离心重块中的每一个由连接桥连接于整体内转子的中心部，多个整体式离心重块通过朝向整体内转子的中心部压缩而被预张紧。在另一个方面，多个整体式离心重块中的每一个由整体内转子中的单个切口限定。在另外一个方面，每个单个切口是曲线的，限定一个整体式离心重块的轮廓，并且还限定将一个整体式离心重块连接于整体内转子的中心部的连接桥。在另一个方面，整体式离心重块安置在离离合器鼓小于0. 5mm的距离处。在另外一个方面，离心离合器具有大约2000rpm的滑动范围。在另一个方面，整体内转子由钢制成。
在另外一个方面，多个离心重块包括至少三个离心重块。在另一个方面，本发明提供一种制造离心离合器的方法，该方法包括提供具有中心部和圆周的盘；在盘中切除一系列图案并且在切口的一个端部和盘的圆周之间留下材料的薄带，该一系列图案限定多个离心重块和连接桥，该连接桥将多个离心重块连接于盘的中心部；朝向盘的中心部压缩多个限定的离心重块中的每一个，从而使每个离心重块塌陷到先前制造的切口中，导致连接桥的永久变形和离心重块的预张紧；以及移除切口的一个端部和盘的圆周之间的材料的薄带。在另外一个方面，通过车削盘而执行切口的一个端部和盘的圆周之间的材料的薄带的移除。在另一个方面，由激光执行在盘中切除一系列图案。在另外一个方面，限定多个离心重块和连接桥的一系列图案是曲线图案。在另一个方面，盘由钢制成。本发明的实施方式每个都具有上述目的和/或方面中的至少一个，但是不必具有全部。应当理解，已经因试图达到上述目的而产生的本发明的一些方面可以不满足这些目的和/或可以满足不在本文中特别详述的其它目的。本发明的实施方式的附加的和/或可选择的特征、方面以及优点从下列描述、附图以及所附权利要求中将是显而易见的。


为了更好地理解本发明及其其它的方面和进一步的特征，参照将结合附图使用的下列描述，其中图IA是具有分开的离心重块和弹簧的现有技术离心离合器的示意平面图；图IB至ID分别是空转、低速以及高速的、具有整体式重块的现有技术离心离合器的示意平面图；图2是根据本发明的一个实施方式的具有整体式重块的离心离合器的示意平面图；图3是制造图2中示出的具有整体式重块的离心离合器的、第一步骤的示意平面图；图4是制造图2中示出的具有整体式重块的离心离合器的、第二步骤的示意平面图；图5是制造图2中示出的具有整体式重块的离心离合器的、第三步骤的示意平面图；图6是曲线图，该曲线图示出了图2中示出的具有整体式重块的整体转子与具有整体式重块的常规离心离合器关于离心重块的位移对比离心重块的离合器转动速度的比较；图7是曲线图，该曲线图示出了图2中示出的具有整体式重块的离心离合器与具有整体式重块的常规离心离合器关于离合器接合力的百分比对比离合器转动速度的比较；图8是根据本发明的第二实施方式的具有整体式重块的离心离合器的示意平面图；图9是包括图2的离心离合器的离合器组件的局部横截面图；以及图10是图9的离合器组件在车辆中的布置的示意图。
具体实施例方式参照图2，图2示出了根据本发明的第一实施方式的离心离合器25的正视图，离心离合器25包括离合器鼓沈和整体内转子观，整体内转子观具有由实施到整体内转子观中的切口 32限定的三个整体式离心重块30。虽然整体内转子观示出具有三个整体式离心重块30，但是可考虑四个或更多整体式离心重块30。具有特定横截面积的连接桥36将每个整体式离心重块30连接于整体转子28的中心部34。整体内转子28安置在离合器鼓沈的内空间内并且在箭头A的方向上转动。在运行中，整体转子观直接地或间接地连接于发动机的曲轴(未示出)，并且离合器鼓26连接于从动轴(未示出)。通过使曲轴转动而使整体转子观运动。如果曲轴的转动速度超过预定转动速度，整体式离心重块30通过使连接桥36轻微弯曲而向外移动，以使它们的外表面38与离合器鼓沈的内壳40摩擦性地接合使得整体转子观的转动运动传递到离合器鼓26和连接于其的从动轴。离心离合器25尤其是其整体内转子观和整体式离心重块30具有特定优点，该特定优点源自整体内转子观和整体式离心重块30的特别构造，该特别构造由用于制造整体内转子观和整体式离心重块30的特定制造过程产生。整体内转子观和整体式离心重块 30在制造期间被预张紧使得离心重块30偏置向整体转子观的中心，这具有使离心力(即， 转动速度)增大的效果，该离心力被要求使离心重块30朝向离合器鼓沈的内壳40向外移动。图3至5示出了具有整体式离心重块30的整体转子观的制造过程中的主要步骤。现在参照图3，具有大约85mm的直径和6mm至8mm的厚度并且具有定位销49的实心钢盘50夹在激光切割机的工作台上。从陷入点53开始制造激光切口 52，直到切口 52 的端部点55与钢盘50的圆周非常接近，但是留下大约2mm的材料的薄带56以保持钢盘50 的完整性。每个激光切口 52限定其各自的离心重块30的内轮廓。激光切口为大约0.6mm 宽。激光切口 52是相同的并且沿着精确的图案，其中，第一段52A将限定连接桥36的厚度 (图1)；第二段52B具有相对于第三段52C的特定角度；第三段52C沿着钢盘50的中心孔 58的轮廓延伸至端部点55。第二段52B和第三段52C沿着曲线图案，该曲线图案将帮助保持使用中的离心重块30的位置，并且还为制造过程的第二步骤提供稳定性。现在参照图4，先前切割的钢盘50转移到具有三个夹紧爪60A，60B和60C的液压机。先前切割的钢盘50安置在夹紧爪之间，使得定位销49紧靠爪60A，60B和60C中的一个以适当地安置先前切割的钢盘50使得夹紧爪60A，60B和60C与激光切口 52的第三段 52C对齐。接着，夹紧爪60A，60B和60C压缩先前切割的钢盘50，每个夹紧爪具有大约60巴 (870磅/平方英寸)的压力，从而如图4所示，使激光切口 52的第三段52C上面的钢材料塌陷并压缩到激光切口 52中，并且使离心重块30向钢盘50的中心弯曲，导致连接桥36的钢材料的永久变形和离心重块30的预张紧。剩下的薄带56在压缩期间帮助使钢盘50稳定以避免不受控制的变形。同样，因为钢材料陷入曲线图案的凹处中，所以切口 52的曲线图案在压缩期间提供稳定性。现在参照图5，孔64钻在离心重块30之间，并且预张紧的整体转子28 (钢盘50) 移动到车床，图5是具有整体式离心重块30的整体转子观的制造过程的最后步骤。随着执行车削直到到达激光切口 52的端部点55，车削预张紧的整体转子观的圆周67而移除薄带56 (图4)和暴露激光切口 52，从而产生可用的离心重块30，可用的离心重块30仅由连接桥36连接于整体转子28的中心部34，连接桥36赋予具有整体式离心重块30的整体转子洲弹性特性。接着，除去整体转子观的外边缘68的毛口以移除可以在车削过程之后剩下的任何锋利的隆起，该任何锋利的隆起可以损害离心离合器25的正常运行。还除去内边缘65的毛口以移除任何锋利的隆起。现在参照图6，图6是具有整体式离心重块的常规转子(虚线)和具有整体式离心重块30的预张紧整体转子28 (实线)在没有离合器鼓的情形下关于离心重块的位移对比离合器的转动速度的比较曲线图，常规转子的离心重块开始以非常低的rpm向外展开，并且随着rpm增大，继续以缓慢的速度逐渐展开。另一方面，具有整体式离心重块30的预张紧整体转子观不是开始展开直到整体转子观升高到大约^OOrpm。如由以虚线表示的曲线示出的，在制造过程的第二步骤中积聚在整体转子观中的预张紧力使离心重块30保持在整体转子观的直径内直到整体转子观升高到大约^OOrpm。此后，预张紧整体转子观的离心重块30的位移比具有整体式离心重块的常规转子的离心重块的位移更快速。往回参照图2，较低的rpm处的具有整体式离心重块30的整体转子观的减小的位移使离心重块30和离合器鼓沈之间的间隙70能够基本上减小。离心重块30和离合器鼓沈之间的间隙70可以减小到小于0. 5。考虑间隙70可以为0. 3mm。现在参照图7，图7是具有整体式离心重块的常规转子(虚线)和具有整体式离心重块30的预张紧整体转子28 (实线)关于离心重块对离合器鼓的离合器接合力对比离合器的转动速度的比较曲线图，具有整体式离心重块30的预张紧整体转子观通过更小范围的转动速度达到100%接合于离合器鼓沈。离合器接合以大约3000rpm开始并且以大约 5000rpm达到完全接合。具有整体式离心重块30的预张紧整体转子28显示大约2000rpm 的滑动范围。另一方面，具有整体式离心重块的常规转子(虚线)以大约3000rpm开始接合离合器鼓但是以大约7000rpm达到完全接合。因此，具有整体式离心重块的常规转子的滑动范围为4000rpm。因为其滑动范围是常规离心离合器的滑动范围的一半，所以与具有整体式离心重块的常规离心离合器相比，极大地改进了具有整体式离心重块30的预张紧整体转子观的接合行为。如图6和7所示，没有低于3000rpm的离合器拖动，并且此后，有离合器的快速
完全接合。在比赛赛车中，随着在与常规离心离合器中的4000rpm相对的2000rpm的较短的 rpm范围内，发动机的功率完全传送到车轮，在比赛开始和出弯道时，更短的滑动范围转化为比赛赛车的改进的加速。因此，有滑动范围内的更少的发动机功率损失和赛道上的改进的性能。因为离合器25比常规离心离合器滑动得更少并且在较低的rpm不拖动，所以还有由于更短的滑动范围而产生的更少的离合器磨损和更多的耐用性的优点。此外，由于较窄的间隙70(图2)和快速完全接合，因此由于离心重块30由离合器鼓沈几乎不断地支撑， 连接桥36更不可能破裂。
在常规离心离合器中，摩擦垫通常添加于离心重块的圆周以缩短滑动范围。虽然摩擦垫可以添加于预张紧整体转子观的离心重块30的圆周，但是滑动范围已经是足够短的以致于摩擦垫是不必要的。经济地，具有整体式离心重块30的预张紧整体转子观具有如下优点其可以由与用于常规离心离合器的更昂贵的合金相对的钢制成。离合器鼓26也可以由钢制成或由轻质铝制成以减轻重量以用于比赛应用。现在参照图8，示出根据本发明的第二实施方式的轻质离心离合器125。离心离合器125包括离合器鼓1 和整体内转子128，整体内转子1 具有由实施到整体内转子1 中的切口 132限定的三个整体式离心重块130。具有特定横截面积的连接桥136将每个整体式离心重块130连接于整体转子1 的中心部134。整体内转子1 安置在离合器鼓1 的内空间内并且在箭头B的方向上转动。离心重块130包括切除区段140，其中，为了使整体内转子1 变轻，进一步的材料(钢)已经被移除。除了最初的激光切割机还从盘50 (图3)移除切除区段140之外，制造过程与先前描述的制造过程相同。现在转向图9和10，将描述诸如赛车之类的车辆200中的离心离合器25的布置的一个可能实施方式。应当理解，可考虑其它的布置。还可考虑诸如离合器125之类的根据本发明制造的其它的离合器可以使用在这种或其它的布置中。如在图10中看到的，车辆200由发动机202驱动。发动机202具有曲轴204，曲轴204布置在其中以用于由于发动机202中的气缸(未示出)的运动而转动。曲轴204的一部分从发动机202延伸。可考虑曲轴204可以完全在发动机202中，并且由曲轴204驱动的诸如输出轴之类的分开的轴将从发动机202延伸。如在图9中最佳地看到的，启动器齿轮206固定地安装在曲轴204上以用于与其一起转动。如内燃机领域的一般技术人员将理解的，启动器马达208接合启动器齿轮206以在发动机202停止时使得能够启动发动机 202。启动器齿轮206设有内凹槽210，将在下面描述内凹槽210的作用。如在图9中看到的，离心离合器25布置在曲轴204上。内转子观经由插入在内转子观的孔64中的螺栓212和启动器齿轮206中的对应的孔214紧固于启动器齿轮206。 内转子观因此相对于曲轴204被固定地安装，进而与曲轴204 —起转动。离合器鼓沈布置在内转子观上面并且由滚针轴承216支撑在曲柄204上。因为离合器鼓沈安装在轴承 216上，所以在离心重块30不接合离合器鼓沈时，内转子观和离合器鼓沈可以独立于彼此地转动。虽然离心离合器25的结构使磨损减少，但是一些磨损将仍然发生。随着离合器25 磨损，产生较小的金属填充物。随着离合器25转动，这些填充物聚集在启动器齿轮206的凹槽210内，因此防止它们干扰车辆200的其它部件的正常运行。链轮齿218与离合器鼓沈整体地形成。可考虑链轮齿218可以是连接于离合器鼓26的分开的部件。如在图10中看到的，链轮齿218经由链220操作性地连接于另一个链轮齿222。链轮齿222布置在车辆的轮轴2M上，两个车轮2 连接于轮轴224(两端各有一个车轮，仅示出其中一个车轮)。当发动机202达到离心重块30接合离合器鼓沈的速度时，来自发动机202的功率经由链轮齿218、链220以及链轮齿222传送到车轮226。对本发明的上述实施方式的修改和改进可以对本领域一般技术人员而言是显而易见的。前面的描述旨在是示例性的而非限制性的。因此，本发明的范围旨在仅受所附权利要求的范围限制。
权利要求
1.一种离心离合器，包括离合器鼓，所述离合器鼓具有内空间；整体内转子，所述整体内转子安置在所述离合器鼓的所述内空间内；所述整体内转子具有由所述整体内转子中的切口限定的多个整体式离心重块，所述多个离心重块中的每一个由连接桥连接于所述整体内转子的中心部，所述多个整体式离心重块通过朝向所述整体内转子的所述中心部压缩而被预张紧。
2.如权利要求1所述的离心离合器，其中，所述多个整体式离心重块中的每一个由所述整体内转子中的单个切口限定。
3.如权利要求2所述的离心离合器，其中，每个单个切口是曲线的，限定一个整体式离心重块的轮廓，并且限定将所述一个整体式离心重块连接于所述整体内转子的所述中心部的所述连接桥。
4.如权利要求1所述的离心离合器，其中，所述整体式离心重块安置在离所述离合器鼓小于0. 5mm的距离处。
5.如权利要求4所述的离心离合器，其中，所述离心离合器具有大约2000rpm的滑动范围。
6.如权利要求1所述的离心离合器，其中，所述整体内转子由普通钢制成。
7.如权利要求1所述的离心离合器，其中，所述多个离心重块包括至少三个离心重块。
8.—种制造离心离合器的方法，包括提供具有中心部和圆周的盘；在所述盘中切除一系列图案并且在切口的一个端部和所述盘的所述圆周之间留下材料的薄带，所述一系列图案限定多个离心重块和连接桥，所述连接桥将所述多个离心重块连接于所述盘的所述中心部；朝向所述盘的所述中心部压缩所述多个限定的离心重块中的每一个，从而使每个离心重块塌陷到先前制造的切口中，导致所述连接桥的永久变形和所述离心重块的预张紧；以及移除所述切口的一个端部和所述盘的所述圆周之间的所述材料的薄带。
9.如权利要求8所述的方法，其中，通过车削所述盘而执行所述切口的一个端部和所述盘的所述圆周之间的所述材料的薄带的移除。
10.如权利要求8所述的方法，其中，由激光执行在所述盘中切除一系列图案。
11.如权利要求8所述的方法，其中，限定所述多个离心重块和所述连接桥的所述一系列图案是曲线图案。
12.如权利要求8所述的方法，其中，所述盘由钢制成。
全文摘要
一种离心离合器，该离心离合器包括整体内转子，该整体内转子具有由整体内转子中的切口限定的多个整体式离心重块。多个离心重块中的每一个由连接桥连接于整体内转子的中心部。多个整体式离心重块通过朝向整体内转子的中心部压缩而被预张紧。还公开了一种制造离心离合器的方法。
文档编号F16D43/18GK102203449SQ200880131812
公开日2011年9月28日 申请日期2008年10月29日 优先权日2008年10月29日
发明者诺贝特·克伦亚克 申请人:Brp罗泰克斯有限两合公司