专利名称：具有离合器瓦保持特征的离心式离合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械离合器，尤其涉及机械离心式离合器。
背景技术：
机械离心式离合器是众所周知的。这种离合器运用于只有在驱动部件已经达到合适的旋转速度之后需要将扭矩或旋转力从一驱动部件传递给从动部件的各种机构和装置中。在该合适的旋转速度下，施加在与驱动部件相连的摩擦元件的离心力使得该摩擦元件向外运动并与从动部件的互补表面相啮合，从而，驱动部件与从动部件相连。因此，驱动部件的扭矩或旋转力被传递给从动部件。这种类型的离合器用于例如灌木铲除机、绿篱修剪机以及其它类型的用于维护灌木、树木以及草坪的设备。
美国专利US2027970的主题就是现有技术中一种特殊的离心式离合器。该专利中披露的摩擦元件或离合器瓦具有摩擦衬片，该摩擦衬片在驱动部件的旋转速度达到合适的程度时就与从动部件的环形凸缘啮合，由此将驱动部件连接到从动部件上。美国专利US2027970中的离合器包括一个通常在现有离合器中没有的特征。具体而言，就是该离合器瓦所能移动的向外的最远距离受到限制。这种特征产生了某种优点。例如，该离合器瓦的向外运动可以受到限制以便防止摩擦衬片对其上安装有该衬片的离合器瓦的整个表面造成磨损。
尽管其有一些优点，但是美国专利US2027970所披露的离合器有些麻烦和复杂。尤其是，该离合器瓦不能够彼此独立地运动，并且该离合器瓦需要该驱动部件在结构上更为精细。因此，要在离合器瓦的侧面形成一些孔，这些孔沿着通常沿离合器瓦周边延伸的方向。当使得这些离合器瓦在离心力的作用下向外运动时，每个离合器瓦都必须随着与其相连的离合器瓦运动而运动。在该驱动部件内包含有一些凸出部(lug)凸耳或止动件，这些止动件所处的位置为这样，即在这些离合器瓦向外连续运动时，这些销(pin)会碰到各个凸出部并进一步阻止该离合器瓦进一步运动。
尽管就机械离心式离合器而言本领域已经处于相对发展比较充分的状态，但是依然需要一种简单、小巧、制造成本低廉并且具有更高强度的离合器结构，并且需要该离合器瓦在受到离心力作用下向外运动的程度受到限制。本发明则满足了这种需要。此外，本发明通过将构成离合器的各种元件结合起来提供了一种更为统一的离合器结构。
发明内容
本发明包括一种离心式离合器，该离合器具有用于将驱动部件和从动部件连接起来的离合器瓦装置，其中离合器瓦装置在离心力的作用下从该离合器的旋转轴线向外所能运动的最远长度受到限制。所容许的向外运动足以使得该离合器瓦装置与从动部件的互补表面紧紧啮合，由此使得驱动部件与从动部件连接，并将驱动部件产生的扭矩或旋转力传递给从动部件。不过，同时，该离合器瓦装置向外运动超过该点的可能性受到限制。
根据本发明，通过将该离合器瓦装置可滑动安装在该轮毂装置的基本上径向延伸的臂上可以实现前述目的，该轴毂装置的旋转轴线位于其中心。该离合器瓦装置可以沿着该轴毂的各个臂相对于该轴毂装置的旋转轴线向内和向外自由运动。一个限制装置，例如夹紧盘簧，支承着该离合器瓦装置并并沿着该轴毂装置的各个臂将该离合器瓦装置向内推向该轴毂装置的中心。用于与驱动部件连接的轴毂装置带着该离合器瓦装置随着其旋转。噶离合器瓦装置在驱动部件和轴毂装置旋转时所产生的离心力的作用下沿着该轴毂装置的各个臂相对于该轴毂装置该中心或旋转轴线克服该限制装置的推力而向外滑动。随着该驱动部件、轴毂装置以及离合器瓦装置的旋转速度增加，该离合器瓦装置将沿着该轴毂装置的臂连续向外运动直到该离合器瓦与从动件的互补表面啮合为止，并且将该驱动部件连接大该从动部件上。该轴毂装置的臂的向外的末端包括限制安装在该轴毂装置的臂上的各个离合器瓦装置所能运动最大距离的装置。
为了提供一种紧凑的离合器，该离合器瓦装置和轴毂装置，包括轴毂装置的臂，制成为基本上厚度相等，并且具有互补的物理特征，该互补的物理特征使得该离合器瓦装置和该轴毂装置可以以一种吻合的方式布置在一起，因此，该离合器的整个厚度不会大于该离合器瓦装置或轴毂装置的厚度。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于将驱动部件的旋转力连接到从动部件上的离心式离合器，其中，该离合器包一轴毂装置，该轴毂装置适于基本上在其中心固定到该驱动部件上。该轴毂装置包括一些基本上从该轴毂装置的中心径向延伸的臂。多个离合器瓦装置绕着该轴毂装置的中心沿着周边布置，并且适当地安装在该轴毂装置的各个臂上以便沿着这些臂相对于该轴毂装置的中心向内和向外彼此独立进行运动。提供了用于限制这些离合器瓦装置沿着该轴毂装置的臂相对于该轴毂装置的中心可以向外运动的最远距离的装置。还提供了用于将多个离合器瓦装置沿着该轴毂装置的臂向内推向该轴毂装置的中心的装置。
根据本发明的另一个方面，每个离合器瓦装置具有相对于该轴毂装置的中心的向内和向外的侧边。该向外的侧边距离该轴毂装置的中心的距离大于该向内侧边距离该轴毂装置的中心的距离，并且该向外的侧边包括一用于与该从动部件啮合并将该从动部件连接到该驱动部件上的表面。该离合器瓦装置的向内的侧边包括一通道，该通道沿向着该离合器瓦装置的向外侧边的方向延伸并终止于该离合器瓦装置中的一个凹部。该轴毂装置的各个臂位于该离合器瓦装置的该通道内。该限制装置固定在该轴毂装置的臂的外端并在该离合器瓦装置不与该从动部件啮合时位于该凹部内。
根据本发明的另一个方面，该限制装置包括该臂的放大部分，该放大部分的尺寸足以防止该放大部分穿过该通道。
根据本发明的另一方面，该凹部沿着该离合器瓦装置的整个长度延伸，并在该离合器瓦装置的向外侧边和向内侧边之间，并与该向外侧边和向内侧边平行。该推动装置包括一夹紧盘簧，该夹紧盘簧沿着该轴毂装置的中心的圆周边布置在每个离合器瓦装置的凹部内，并在该凹部的底部和该臂的放大部分之间。
根据本发明的另一个方面，该轴毂装置和每个离合器瓦装置基本上具有相同的厚度并且具有互补的物理结构，该互补的物理结构使它们能够以一种吻合的方式装配在一起，由此，该离合器的整个厚度不会大于轴毂装置或离合器瓦装置的厚度。
本领域的技术人员通过下面结合附图的详细说明将回理解和知晓本发明的前述以及其它特征和优点。
附图简要说明参见如下附图，具中在多幅附图中相同的元件采用相同的附图标记来标记。
图1是奔赴卖弄感的离心式离合器的实施例的分解透视图，其中包括有一动力传动链，该传动链用于将该传动链的驱动部件连接到该传动链的从动部件上；
图2所示的是图1中所示的离心式离合器的实施例的从面向从动部件的一侧看时的平面视图；图3所示的是图1中所示的离心式离合器的实施例的从面向驱动部件的一侧看时的平面视图；图4所示的是图1中所示的离心式离合器的实施例的离合器瓦的等距视图；图5所示的是图1中所示的离心式离合器的实施例的离合器瓦的平面视图；图6所示的是图1中所示的离心式离合器的实施例的轴毂装置的等距视图；图7所示的是图1中所示的离心式离合器的实施例的轴毂装置的平面视图；图8所示的是从动部件的等距视图。
具体实施例方式
出于各种原因，通常优选的是，电动工具的工作元件并不直接与用于该工作元件的动力源相连。而且，优选的是，该工作元件仅仅在与动力源相连的驱动轴达到所需的旋转速度之后才被驱动。离心式离合器实现了这种结果。通常，该离合器包括摩擦元件、或离合器瓦装置，该离合器瓦装置随着该驱动轴旋转。该摩擦元件在该离心力的作用下向外运动。该离合器的结构使得该摩擦元件在该驱动轴达到所需的旋转速度时将已经向外运动并足以和与该工作元件相连的从动部件相啮合，由此将驱动部件连接到从动部件上并驱动该工作部件。
图1所示的是本发明的离心式离合器的一个优选实施例，其用20进行总体表示，包括在一动力传动链中，该传动链包括一驱动部件1和一从动部件2。该动力传动链通常为那种用于动力工具中的传动链，该动力工具例如为灌木铲除机、绿篱修剪机以及其它类型的用于维护灌木、树木以及草坪的设备。不过，本发明并不限于这些设备，而是可以用于其它用途，例如用于厨房器具中。实际上，优选的是本发明可以用于任何采用离心式离合器的地方。
如图1所示，该驱动部件1包括一驱动轴3和一动力源4，例如电动机或汽油发动机，该驱动轴与该动力源4相连。该从动部件2包括一凸缘或鼓轮5，该鼓轮5固定在一轴环6上。一轴7安装在该轴环6上。该轴7又与动力工具的工作元件相连，例如灌木铲除机的切割刀片(未示出)。
圆柱套8套在驱动轴3上并提供一台肩9，一垫片10在安装就位与该驱动轴上时坐靠在该台肩9上。该驱动轴的一端带有螺纹11，并且该离合器安装在所述螺纹位置。该垫片11限制该离合器相对于该驱动轴沿轴向向着动力源4的方向运动。
其内径略大于离合器20的直径的鼓轮5在动力传动链组装好后套在该离合器上。如下面所详细解释的那样，如图8所示，该鼓轮的内周边11提供了一个表面，该离合器的离合器瓦与其啮合以便将该驱动部件1连接到从动部件2上。
本发明的离心式离合器20的实施例如图所示，基本上包括三个部件，即轴毂装置30、具有一对离合器瓦21和22形式的离合器瓦装置、以及具有一夹紧盘簧40形式的推动装置。该离合器瓦基本上相同并且采用相同的数字来指称每个离合器瓦的相同的特征。
该轴毂装置30的中心具有一圆形开口31，该开口穿过该轴毂装置，并且该轴毂装置在该开口内具有螺纹32。借助于这些螺纹以及驱动轴3上的带螺纹的末端可以将轴毂装置固定到该驱动轴上。但将该轴毂装置固定到该驱动轴上时，图3所示的是该离合器装置的面对着该驱动部件的表面，图2所示的是而该离合器装置的面对着从动部件的表面。从下面可以明显看出，该驱动轴的在11处的螺纹无论是顺时针还是逆时针都与该驱动轴的旋转方向相同。该轴毂装置并不需要通过螺纹连接固定在该驱动轴上并且这两个部件可以采用木领域技术人员所知的其它方式连接在一起。
该轴毂装置30包括一基座33，该基座沿周向包围该开口31并且两个臂34和35从该基座沿着该开口31的基本径向的方向伸出。该臂包括位于其各自向外末端的放大部分36和37。
该离合器瓦21和22分别可滑动地安装在该臂34合35上。每个离合器瓦都具有一大致弓形结构并且包括在其安装到该轴毂装置的各个臂上时相对于个轴毂装置的中心向外的侧边23和向内的侧边24。每个离合器瓦的向外的侧边23包括与从动部件2的表面11啮合的表面，因此，该向外的侧边的曲率基本上和该表面11的曲率相同。如果需要，每个离合器瓦的向外的侧边23上可以设有摩擦衬片，从而避免在离合器瓦和从动部件的凸缘之间形成金属对金属的接触。在每个离合器瓦中设有一凹部25，并且该凹部沿着该离合器瓦的整个长度在该离合器瓦的向外的侧边23和向内的侧边24之间延伸并基本上分别平行与该离合器瓦的向外的侧边23和向内的侧边24。
在每个离合器瓦的向内的侧边24内设有一进入该凹部25中的通道28。通过该通道，该离合器瓦可滑动地安装在该轴毂装置的各个臂上。如图2所示，该臂34和35的放大部分36和37分别位于各个离合器瓦的凹部内。经过每个离合器瓦的向内的侧边24的通道与该凹部25一起形成柱台38和39，并且如后面所理解的那样，该柱台在该离合器瓦沿着各个臂从该轴毂装置的中心向外滑动时与该轴毂装置的该臂的放大部分啮合并防止该离合器瓦向外运动超过该啮合点。
具有夹紧盘簧40形状的推动装置沿着该轴毂装置的中心的圆周布置在该离合器瓦的凹部内。该弹簧起作用将离合器瓦相对于该轴毂装置的中心向内推动以便使得该柱台38和39与该轴毂装置的基座33啮合。因此，该弹簧基本上完全位于臂放大部分36和37之下。
根据上述描述，可以理解，在工作时，该离合器瓦起初在该夹紧盘簧40的推动作用下保持在与该从动部件2的凸缘5脱开的状态。不过，当驱动部件1启动时，并且当该驱动部件的旋转速度增加时，该离合器瓦将会在驱动轴的旋转运动产生的离心力的作用下沿着该轴毂装置的各个臂相对于轴毂装置的中心向外运动，直到该离合器瓦的向外的侧边23与该凸缘5的表面紧紧啮合为止。此时，该驱动部件和从动部件将连接在一起并且该驱动部件的旋转力将被传递给从动部件。当驱动部件停止工作，该夹紧盘簧将使得离合器瓦与该凸缘5的表面11脱开啮合，断开该驱动部件和从动部件之间的连接并使得安装在该轴毂装置的臂上的离合器瓦沿着该臂向着该轴毂装置的中心方向向内运动。
如本发明的实施例所述和附图所示，该轴毂装置和离合器瓦的厚度基本上相等。此外，轴毂装置和离合器瓦中的每一个的结构上都提供了一种互补的物理结构，使它们能够彼此相吻合地配合在一起，由此使得该离合器的整个厚度不会大于轴毂装置或者离合器瓦的厚度。
为了有效地操作该离合器，有必要为该离合器瓦提供足够的自由度以便该离合器瓦的柱台38和39不会在每个离合器瓦的向外的表面23与该凸缘5的所述表面11紧紧接触之前与所述臂的放大部分36和37进行啮合。理想的是，在该离合器瓦向外的表面上为该离合器瓦提供摩擦衬片，所述臂的运动必须限制成使得所述臂的放大部分将在该离合器瓦向外运动到某一点之前与该柱台啮合，该摩擦衬片在反复使用之后会在该点处磨穿到该表面23。在不使用摩擦衬片的情况下，不需要对其向外运动的距离进行非常严格的限制，但是所述离合器瓦所能向外运动的最大距离依然受到限制，由此可以用于一种更为统一的离合器结构。
所示的和所述的本发明的实施例为本发明的实例，但本发明的范围并不仅限于此。而且本发明的范围由附后的权利要求书所确定。
权利要求
1.一种离心式离合器，用于将驱动部件和从动部件连接起来，该离合器包括轴毂装置，该轴毂装置适于基本上固定在该驱动部件的中心，该轴毂装置包括一些基本上从该轴毂装置的中心径向延伸的臂；一些离合器瓦装置，所述离合器瓦装置绕着该轴毂装置的中心沿周向布置，并且可滑动地安装在该轴毂装置的所述臂上以便彼此独立地沿着所述臂相对于所述轴毂装置的中心向内和向外运动；限制装置，该限制装置用于限制这些离合器瓦装置相对于该轴毂装置的中心沿着所述轴毂装置的所述臂向外所能运动的最远距离，以及推动装置，用于将这些离合器瓦装置沿着所述轴毂装置的所述臂推向所述轴毂装置的中心的装置。
2.如权利要求1所述的离心式离合器，其中，每个离合器瓦装置具有相对于该轴毂装置的中心的向内和向外的侧边，该向外的侧边距离该轴毂装置的中心的距离大于该向内侧边距离该轴毂装置的中心的距离，并且该向外的侧边包括一用于与该从动部件啮合并将该从动部件连接到该驱动部件上的表面；一通道，该通道经过该离合器瓦装置的向内的侧边，并且该通道终止于该离合器瓦装置中的一个凹部；该轴毂装置的一个臂位于该离合器瓦装置的该通道内，并且所述限制装置固定在该轴毂装置的臂的外端并在该离合器瓦装置不与该从动部件啮合时位于该凹部内。
3.如权利要求2所述的离心式离合器，其中，所述限制装置包括该臂的放大部分，该放大部分的尺寸足以防止该放大部分穿过该通道。
4.如权利要求3所述的离心式离合器，其中，在每个离合器瓦装置中的所述凹部在该离合器瓦装置的向外侧边和向内侧边之间沿着该离合器瓦装置的整个长度延伸，并基本上平行于该向外侧边和向内侧边，而所述推动装置包括一夹紧盘簧，该夹紧盘簧沿着该轴毂装置的中心的圆周边布置在每个离合器瓦装置的凹部内，并在该凹部的底部和该臂的放大部分之间。
5.如权利要求1所述的离心式离合器，其中，所述轴毂装置和每个离合器瓦装置基本上具有相同的厚度并且具有互补的物理结构，该互补的物理结构使它们能够以一种吻合的方式装配在一起，由此，该离合器的整个厚度不会大于轴毂装置或离合器瓦装置的厚度
6.如权利要求5所述的离心式离合器，其中，每个离合器瓦装置具有相对于该轴毂装置的中心的向内和向外的侧边，该向外的侧边距离该轴毂装置的中心的距离大于该向内侧边距离该轴毂装置的中心的距离，并且该向外的侧边包括一用于与该从动部件啮合并将该从动部件连接到该驱动部件上的表面；一通道，该通道经过该离合器瓦装置的向内的侧边，并且该通道终止于该离合器瓦装置中的一个凹部；该轴毂装置的一个臂位于该离合器瓦装置的该通道内，并且所述限制装置固定在该轴毂装置的臂的外端并在该离合器瓦装置不与该从动部件啮合时位于该凹部内。
7.如权利要求6所述的离心式离合器，其中，所述限制装置包括该臂的放大部分，该放大部分的尺寸足以防止该放大部分穿过该通道。
8.如权利要求7所述的离心式离合器，其中，在每个离合器瓦装置中的所述凹部在该离合器瓦装置的向外侧边和向内侧边之间沿着该离合器瓦装置的整个长度延伸，并基本上平行于该向外侧边和向内侧边，而所述推动装置包括一夹紧盘簧，该夹紧盘簧沿着该轴毂装置的中心的圆周边布置在每个离合器瓦装置的凹部内。
全文摘要
一种用于将驱动部件的旋转力连接到从动部件上的离心式离合器，包括一轴毂，该轴毂装置适于基本上在其中心固定到该驱动部件上。该轴毂包括一些基本上从其中心径向延伸的臂。一些用于将驱动部件连接到从动部件上的离合器瓦装置绕着该轴毂装置的中心沿着周边布置，并且适当地安装在该轴毂的各个臂上以便沿着这些臂相对于该轴毂的中心向内和向外彼此独立进行运动。该离合器包括用于限制这些离合器瓦装置沿着该轴毂的臂相对于该轴毂的中心可以向外运动的最远距离的装置以及用于将离合器瓦沿着该轴毂的臂向内推向该轴毂的中心的装置。
文档编号F16D43/18GK1667289SQ20041009667
公开日2005年9月14日 申请日期2004年12月3日 优先权日2003年12月3日
发明者丹尼尔·P·爱德华兹, 罗伯特·T·克莱茵 申请人:伊莱克斯家用产品有限公司