专利名称：粘液偶合器的在偶合器输入轴中磁力控制油循环阀的致动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及如权利要求1前序部分所述的、粘液偶合器的在偶合器输入轴中磁力控制油循环阀的致动器并且涉及具有这种致动器的粘液偶合器。
背景技术：
在粘液偶合器中，一转动源的扭矩通过一个近距离且相互平行地封闭出一剪切区的圆盘从该转动源被传递给一个待传动的构件，其中，例如在旋转圆盘之间被输入剪切区的剪切液体量在一个下极限值如10％和几乎100％的范围里控制着扭矩传递程度。
通过一个用致动器启闭的阀门，实现了对输入该剪切区的剪切液体量如硅油量的控制。
欧洲专利申请EP1248007描述了这种致动器，它在偶合器输入轴之外被布置在该偶合器输入轴的周围。这种构造具有一定的优点，但仍然可能进行进一步的优化。
由于该致动器应当是固定不动的，而偶合器输入轴是旋转的，所以，需要使用相应尺寸的滚珠轴承，根据该德国专利申请的滚珠轴承的内径等于轴的外径。因此，对于各轴尺寸来说，必须使用且尤其是备有适当的滚珠轴承。
此外，根据该德国专利申请的解决方案要求一定量的绝缘材料，因此，人们在找寻不仅能节省绝缘材料而且能完全不用绝缘材料的的解决方案。
最一般的要求是，也应该减小该偶合器的复杂性。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于如粘液偶合器的剪切液体循环的致动器，在致动器中，明显上缩小了所用独立部件的尺寸，以便允许缩小整个粘液偶合器的尺寸。
根据本发明，通过如权利要求1特征部分所述的特征实现了此目的。
由从属权利要求给出了其它的方面和优点。
本发明涉及用于控制一个阀门以便控制粘液偶合器的油通过量的致动器，该致动器在功能上与该粘液偶合器的一个旋转部件如偶合器输入轴配合作用，该致动器有一个主致动机构，该主致动机构借助一个轴承支承在该偶合器输入轴或类似部件上，其中，该轴承允许该主致动机构相对该偶合器输入轴转动，其中，该偶合器输入轴或类似部件有一个空心圆柱形区域，该主致动机构设置在这个空心圆柱形区域内，其中，该致动器和该偶合器输入轴或类似部件具有用于从该空心圆柱形区域的内部向外传递该主致动机构的控制动作的机构。
主致动机构设置在偶合器输入轴内，这允许它能被设计成要明显小于当设置在偶合器输入轴周围时。也可以使用标准的致动器尺寸，因为偶合器输入轴的内孔与其外径无关地总能保持不变。用于在线圈轴与偶合器输入轴之间的相对支承的滚珠轴承或滚柱轴承能被制造得远远小于如德国专利申请所述的滚珠轴承，其中一个滚珠轴承被布置在该偶合器输入轴之外。
根据一个实施例，该主致动机构包括一个磁线圈。依靠此磁线圈，可以产生一个磁场，一个机械构件借助该磁场可以达到不同的位置。这些不同的位置可以被传给一个阀门，因而能控制该阀门启闭。
在粘液偶合器中利用根据本发明的致动器时，该致动器所控制的阀门可以被用于控制剪切液体如硅油的流速。
此外，一个可移动的构件设置在该偶合器输入轴之外，该可移动的构件能通过该磁线圈被驱动运动。
根据本发明的一个实施例，该可移动的构件是一个套，该套紧密但能滑动地在该偶合器输入轴之外被安装在该偶合器输入轴上。通过主致动机构，可以使该套在由相应止挡限定的两个终点位置之间移动。
为此，如果该偶合器输入轴的区域和可移动的套是一个磁线圈的磁回路的一部分，那么是有利的。
根据本发明的一个实施例，该磁线圈支承在一个静止的线圈轴上，并且该线圈轴的外轮廓支承着一个滚珠轴承的内轮廓，该滚珠轴承的外轮廓贴在该空心圆柱形的偶合器输入轴的内表面上，以便确保在该线圈轴与该偶合器输入轴之间的相对旋转。
在这个实施例中，该偶合器输入轴的空心圆柱形区域的壁由一个铁磁性材料的空心圆柱形主轴、一个铁磁性材料的罐状轴前部和一个轴向布置在主部与轴前部之间的非磁性的中间部组成。结果，产生了一个铁磁性材料的空心圆柱体，它在轴向长度的中点或多或少地有一个非磁性的部分，该套如此布置在该空心圆柱体之外，即它绷在该非磁性部分上，其中，该套在其一个终点位置上与这两个铁磁性部分中的一个高度搭接并且很少或不与这两个铁磁性部分中的另一个搭接，而该套在另一终点位置上以基本相等的程度与该偶合器输入轴的这两个铁磁性部分搭接。
该主轴、中间部和前部可以彼此螺接或焊接在一起。
根据本发明的另一个实施例，该致动器可以被构造成可移动的构件由一个其套状区域围绕该偶合器输入轴的圆柱形部分的罐状轴前部形成。
该偶合器输入轴的罐状前部可以在该偶合器输入轴上伸缩移动，并且这种移动可以被用作如粘液偶合器的油流通阀的控制运动。
在本发明的上述两个实施例中，所述可移动的构件借助一个弹簧被预紧固在两个终点位置之一上。
此外，本发明涉及一种有一个根据先前权利要求之一所述的致动器的粘液偶合器。
现在，结合附图更详细地说明本发明，其中图1表示本发明的第一实施例，图2表示本发明的第二是实施例，及图3表示有一个根据本发明的致动器的粘液偶合器。
具体实施例方式
图1表示一个粘液偶合器的下部单元。该粘液偶合器的输入轴1依靠一个滚珠轴承或滚柱轴承14支承在未示出的偶合器壳内，并且该输入轴可相对该偶合器壳自由旋转(如果它由在旋转中与其相连的未示出的偶合器从动盘被驱动转动)。
如图3所示，输入轴1抗转动地与一个主动盘42连接，在其径向靠外的区域内，该主动盘具有一个迷宫结构，这种迷宫结构与一个对置的相似构造一起形成该粘液偶合器的所谓剪切区，剪切液体被引入该剪切区，从而将旋转从被驱动的主动盘传给偶合器从动盘45(它在图3中是偶合器盖)，在这里，剪切液体量对于被驱动的主动盘与被带动的偶合器从动盘的速度比起决定性作用。这个速度比可以在预定的最小值如10％和接近100％之间变化，其中，这种变化可以通过在该偶合器从动盘与主动盘之间输入的油量来控制。
偶合器输入轴1有一个主轴1a、一个中间部2和一个前部3。主轴1和前部3由铁磁性材料制成，而中间部2是非磁性的，其原因以后还要说明。
一个套4安置在偶合器输入轴的外面，该套能够在该偶合器输入轴上在一个止挡6与一个铁磁环5之间轴向移动。
一个线圈轴8布置在呈空心圆柱形的偶合器输入轴内，该线圈轴大致在其轴向中点有一个径向扩大区域8a，该区域的外径略小于该空心圆柱形偶合器输入轴的内径，因而，通过未示出的机构被抗转动地保持在其位置上的线圈轴允许偶合器输入轴旋转。为了使这种旋转能够实际上无摩擦地进行，在径向扩大区域8a的旁边设有一个滚珠轴承13等类似机构，该滚珠轴承的内轮廓贴在线圈轴8的外表面上并且外轮廓贴在该空心圆柱形偶合器输入轴的内表面上。
一个包围该线圈轴的线圈7布置在该线圈轴8的径向扩大区域8a的与滚珠轴承13相对的那侧。
该线圈轴在线圈那侧略大于线圈并且承载着一个也静止不动的磁通环9，因而，该线圈7的断面完全包围起来，确切地说，从径向内侧开始，沿顺时针方向先后被线圈轴8、线圈轴8的径向扩大区域8a、偶合器输入轴1的中间部2和磁通量环9包围起来。
除中间部2外的所有部分都是铁磁性的，只有中间部2是非磁性的。
因此，当线圈励磁时出现一个磁场，一方面，该磁场从线圈轴8开始经过该线圈轴的径向扩大区域8a穿入该主轴1a和环5中，另一方面，经过磁通环9穿入该偶合器输入轴的前部3中。
这样一来，在环5与套之间出现一个轴向磁隙，其中，由磁场产生的力试图使该套移向环5。
设有一个未示出的、例如螺旋弹簧形式的并且将该套预紧固在所示位置上的复位机构，通过通过线圈7匝线施加一定强度的电流时，所述套能够克服复位机构的作用力地从所示位置移入在环5上的另一位置里。
一个螺栓10被这样拧入该空心的线圈轴内，即它将线圈7轴向夹紧在该线圈轴8的径向扩大区域8a与磁通环之间。
为确保在磁通环外周面与偶合器输入轴的前部3内表面之间的间隙在磁通环9的外周范围里保持恒定和精确，可以使用第二滚珠轴承15，如图所示。
为了避免任何震动，可以如图所示地在磁通环9与线圈7之间安置一个贝氏(Belleville)环11。
从以上对图1的说明中看出，偶合器输入轴1上装有一个套4，该套能够通过施加电流而轴向移动。
现在，这种轴向移动能够通过未示出的方式控制一个阀门，借助该阀门，可以调整在上述主动盘与偶合器从动盘之间的剪切液体量，以便控制在这两个盘之间的扭矩传递程度。
图2示出了本发明的另一个实施例，它是与图1的视图相反的侧视图。
依靠一个双滚珠轴承10a，一个空心圆柱形的偶合器输入轴1支承在一个未示出的如粘液偶合器的壳体内。
与图1不同的是，该偶合器输入轴21只由两个部分即主轴21a和前部21b组成。
该偶合器输入轴的这两个部分由铁磁性材料制成，其中，前部21b具有罐状构造并且该前部的圆柱形部分22被可伸缩地安装在该主轴21a上并且能在主轴上轴向移动。
与第一实施例中的情况相似，该偶合器输入轴是空心的并且容纳有一个通过在该偶合器输入轴里的双滚珠轴承29相对偶合器输入轴转动地支承的线圈轴25。
在该线圈轴上装载着一个线圈24，它通过一个贝氏弹簧27被牢牢固定在其位置上并且该线圈可以产生下面将继续描述的磁回路。
该偶合器输入轴的前部21b，或者与第一实施例相似地，该套22借助一螺旋弹簧31被紧固在一个主轴21a延伸最长的终点位置上，在这种情况下，前部21b通过一个未示出的止挡被挡住，由此防止了从轴上掉下来。
与实施例1不同，没有在套22与环23之间形成轴向磁隙，因为这两个部件贴在也是铁磁性的主轴21a上，而是在一个环形围绕该线圈轴的静止的磁极26与一个呈环锥形的中央套22b之间出现磁隙，该中央套与该前部21b的底部22a成一体或至少与其焊接在一起，并且一直轴向延伸到该静止的磁极。
就是说，线圈24的磁回路从线圈轴25开始延伸并且顺时针地先后经过线圈轴25的径向扩大区域25a、偶合器输入轴、套22、底部22a、环锥形中央套22b、静止的磁极26并回到该线圈轴。
该磁隙形成在该静止的磁极26与中央套22b之间，当该磁隙张开到最大程度时，中央套22b的薄边缘在径向上与该静止的磁极离得很近(如0.3mm)，并且在施加电流时产生一个力，这个力与弹簧31力相反地拉动前部21b，当该中央套伸缩移向该静止磁极时，这个力因中央套成锥形而增大了该磁隙的磁性横断面。
另外，该前部21b的底部22a受到该静止磁极26的吸引。
在这里，如同在第一实施例中的套4的运动一样，套22或前部21b的运动可被用于控制一个阀门，从而控制粘液偶合器的剪切液体的流通量。
本发明的上述两个实施例的共同点在于，能依靠电线来操纵线圈7、24，所述电线以未示出的方式从线圈直接通入该线圈轴的中央孔里并沿轴向跟随该孔并且在该线圈轴的端头12(图1)或28(图2)上从中央伸到该线圈轴外，因此，非常容易安装和操作。
借助未示出的防转动机构，线圈轴8、25被固定在其位置上。
图3示出了一个在用于控制载货车的冷却风扇的粘液偶合器中的本发明的致动器。
在这里，该致动器与图2的致动器相同，并且符号21-31等同于图2中的那些符号。
通过滚珠轴承或滚柱轴承10a，偶合器输入轴21可旋转地与粘液偶合器的壳体41连接。此外，该偶合器输入轴21同一个也被称作转子的主动盘42刚性连接。在其径向外侧的区域内，转子42具有迷宫结构，该迷宫结构一方面紧密但不接触地嵌在该偶合器盖45和壳体41内的一个相应的类似的迷宫结构中。通过将剪切液体如粘性硅油引入这个迷宫区，转子42的旋转同时被传给偶合器盖45以及另一侧的壳体41，在这里，油量对旋转传动效率至关重要。
通过未示出的形式，一个用于汽车散热器的风扇被安装在被带动转动的壳体41上。
对应图2地，图3示出了偶合器输入轴21的前部21b，其通过本发明的致动器能轴向移动的套22被连接至一个阀杆43的一端上，阀杆的另一端有一个延伸部(53)，在阀杆移动时，可以借助该延伸部分或多或少地开启出油口52，因而影响该剪切区内的油量。
此外，图3的粘液偶合器有一个用于通过偶合器输入轴21带动该主动盘42的止挡51、一个用于前部21b并因此用于阀杆43的止挡套40和一个用于储油槽的盖，其功能是不言而喻的，因此在这里不必进行更详细的说明。
结合两个非限定的实施例描述了本发明。在不脱离本发明精神的范围内，可以进行许多改动。
因此，例如，在空心圆柱形部分里的整个组件可以和偶合器输入轴一起旋转，在这里，需要为给线圈供电设置一个相应的旋转触点。这样做的优点是，在偶合器输入轴内不必使用滚珠轴承。
权利要求
1.一种用于控制一个阀门以便控制粘液偶合器的油通过量的致动器，该致动器在功能上与该粘液偶合器的一个旋转部件(1；21)如偶合器输入轴配合作用，并且该致动器有一个主致动机构(7；24)，该主致动机构借助一个轴承(13；29)支承在该偶合器输入轴(1；21)或类似部件上，其中，该轴承允许该主致动机构相对该偶合器输入轴(1；21)转动，其特征在于，该偶合器输入轴(1；21)或类似部件有一个空心圆柱形区域，该主致动机构(7；24)设置在这个空心圆柱形区域内，其中，该致动器和该偶合器输入轴或类似部件具有用于从该空心圆柱形区域的内部向外传递该主致动机构的控制动作的机构(1a，3，4，5，8，9)。
2.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，该主致动机构包括一个磁线圈(7；24)。
3.如权利要求2所述的致动器，其特征在于，一个可移动的构件(4；22)设置在该偶合器输入轴(1；21)之外，该可移动的构件能通过该磁线圈(7；24)被驱动运动。
4.如权利要求3所述的致动器，其特征在于，该可移动的构件是一个套(4；22)，该套紧密但能滑动地在该偶合器输入轴之外被安装在该偶合器输入轴上。
5.如权利要求4所述的致动器，其特征在于，该偶合器输入轴(1；3)的区域和可移动的该套(4)是该磁线圈(7)的磁回路的一部分。
6.如权利要求5所述的致动器，其特征在于，该磁线圈(7；24)支承在一个静止的线圈轴(8；25)上，并且该线圈轴(8；25)的外轮廓支承着一个滚珠轴承(13；29)的内轮廓，该滚珠轴承的外轮廓贴在该空心圆柱形的偶合器输入轴(1；21)的内表面上，以便确保在该线圈轴与该偶合器输入轴之间的相对旋转。
7.如权利要求5或6所述的致动器，其特征在于，该偶合器输入轴(1)包括一个由铁磁性材料构成的空心圆柱形的主轴(1a)、一个由铁磁性材料构成的罐状轴前部(3)和一个非磁性的中间部(2)，该中间部(2)沿轴向被安置在该主轴与该轴前部之间。
8.如权利要求7所述的致动器，其特征在于，所述套(4)这样安置在该空心圆柱体之外，即该套(4)绷在该非磁性部分(2)上，其中，该套在其一个终点位置上与这两个铁磁性部分中的一个(3)高度搭接并且很少或不与这两个铁磁性部分中的另一个(1a)搭接，而该套在另一终点位置上以基本相等的程度与该偶合器输入轴的这两个铁磁性部分(3，1a)搭接。
9.如权利要求7或8所述的致动器，其特征在于，该主轴(1a)、该中间部(2)和该轴前部(3)彼此螺纹连接或焊接在一起。
10.如权利要求1-6之一所述的致动器，其特征在于，该可移动的构件由一个罐状的轴前部(21b)形成，该轴前部以其套状区域(22)围绕该偶合器输入轴(21)的圆柱形部分(21a)。
11.如先前权利要求之一所述的致动器，其特征在于，所述可移动的构件(4；21b)借助一个弹簧(31)被预紧固在两个终点位置之一上。
12.一种具有一个如先前权利要求之一所述的致动器的粘液偶合器。
全文摘要
本发明涉及一种致动器，它可以在一个具有被安装在最小空间里的转动构件的机械环境中通过由电流产生的构件运动实现对另一构件的控制。为此，一个旋转部件如偶合器输入轴(1；21)被构造成空心的并且一个电磁线圈机构(7；24)被这样容纳在该空腔内，即线圈励磁被转变成布置在该偶合器输入轴之外的构件如一个在该偶合器输入轴上的套的轴向滑动。为此，该偶合器输入轴的部分被构造成有铁磁性并且被整合在该线圈(7；24)的磁回路中。根据本发明的致动器可以在粘液偶合器中被用于如控制剪切物质的流通量。
文档编号F16D35/02GK1576633SQ20041006346
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月5日 优先权日2003年7月4日
发明者C·蒂利 申请人:博格华纳公司