具有可调泵送机构和/或通过转子的返回孔的粘性离合器的制造方法
【专利说明】具有可调泵送机构和/或通过转子的返回孔的粘性离合器
[0001] 背景
[0002] 本发明涉及离合器，并且更具体地涉及粘性离合器。
[0003] 粘性离合器用于多种自动应用中（诸如用于驱动风扇泵等）以及用于其他环境 中。这些离合器通常使用相对厚的硅油（一般称为剪切流体或粘性流体）以用于扭矩在两 个可旋转部件之间的选择性传递。能够通过选择性地允许机油进入或离开位于输入构件与 输出构件之间的离合器的工作区域而使离合器接合或断开接合。在典型粘性离合器中，旋 转输入件是连接到驱动轴或滑轮的转子盘状件，而旋转输出件是能连接到风扇、泵、轴或其 他输出元件的壳体或盖。阀用于控制机油经过输入件与输出件之间的工作区域的流动。已 经变得常见的是，电动地控制离合器。已经这样做以增加离合器的可控性，并且还使离合器 能够响应于车辆中的多种冷却需要，诸如响应于冷却液温度、进气温度、空气调节压力和/ 或机油温度。
[0004] 粘性离合器在过去已经被用作安装在发动机前部的旋转滑轮上的独立部件。离合 器的旋转输入件传统上为发动机曲轴和水泵。在过去十年期间，由于日益严格的发动机减 排要求而提高了冷却要求。在这个时期，带轮的使用已经成为向风扇离合器提供输入的更 常见方法，其中，带轮（同义地称为槽轮）能够增加风扇速度，以便获得更多冷却气流以用 于车辆的热交换器（多个热交换器）。带驱动由于其简单性、低成本和易于获得期望旋转速 度而是期望的。由于风扇离合器的旋转输入件与水泵或曲轴分开，所以冷却系统工程师能 够针对给定应用选择提供必要且期望冷却所需的精确风扇速度。
[0005] 粘性离合器的实例包括在共同转让的美国专利第7, 938, 240号以及PCT公开申 请TO2011/062856A3和W02012/024497A3中披露的实例。粘性离合器的其他示例包括 在美国专利第4, 046, 239号；第6, 419, 064号和第7, 828, 529号中、在美国公开申请第 2012/0164002号中以及在欧洲公开专利申请第EP2 487 380Al中披露的实例。
[0006] 因此，期望提供这样一种可替换的离合器设计，即，该离合器设计适于在相对高的 输入速度和扭矩负荷的情况下使用，其具有相对低的质量并提供相对好的热消散以及其他 可能的特征和益处。此外或可替换地，希望提供这样一种可替换离合器设计，即，该离合器 设计适于多种应用，而无需详尽的定制以及整个离合器重新设计，并且该离合器设计具有 其他可能的特征和益处。
【发明内容】
[0007] 在一个方面中，一种粘性离合器包括：壳体组件；转子组件；贮存器，该贮存器用 于容纳一定量的剪切流体；工作腔室，该工作腔室能操作地定位在壳体组件与转子组件之 间；以及流体返回孔，该流体返回孔可选地径向延伸穿过转子组件的至少外径部分而到达 工作腔室。剪切流体到工作腔室的选择性引入促进壳体组件与转子组件之间的选择性扭矩 传递。流体返回孔能形成流体返回路径的从工作腔室到贮存器的至少一部分。
[0008] 在另一方面，考虑到除了第一方面之外或替换该第一方面，一种粘性离合器包括： 壳体组件；转子组件；贮存器，该贮存器用于容纳一定量的剪切流体；工作腔室，该工作腔 室可操作地定位在壳体组件与转子组件之间，其中，剪切流体到工作腔室的选择性引入促 进壳体组件与转子组件之间的选择性扭矩传递；以及泵送孔嵌入件，该泵送孔嵌入件具有 与流体返回路径流体连通的孔，该流体返回路径从工作腔室延伸到贮存器。
[0009] 本领域技术人员将会认识到本发明的其他方面和实施例是可能的。
【附图说明】
[0010] 图1是根据本发明的离合器的实施例的一部分的剖面图。
[0011] 图2是图1中的离合器的一部分的放大剖面图。
[0012] 图3是适于与图1中的离合器一起使用的泵送孔嵌入件的剖面图。
[0013] 图4是离合器沿着图1中的线4-4截取的另一部分的剖面图。
[0014] 图5是适于与图1中的离合器一起使用的弧刷的立体图。
[0015] 图6是适于与图1中的离合器一起使用的阀组件的实施例的剖面图。
[0016] 图7是适于与图1中的离合器一起使用的阀组件的另一实施例的示意方框图。
[0017] 图8是适于与图1中的离合器一起使用的电磁线圈组件的实施例的示意方框图。
[0018] 图9是装配并使用根据本发明的离合器的方法的实施例的流程图。
[0019] 虽然上文描述的附图示出了本发明的一个或多个实施例，但是也预期到其他实施 例。在所有情况下，本公开均以代表性而非限制性的方式呈现本发明。应当理解到，本领域 技术人员能够想到落入本发明的原理的精神和范围之内的许多其他修改和实施例。附图可 以不按比例绘制，并且本发明的应用和实施例可包括未在附图具体地示出的特征和部件。
【具体实施方式】
[0020] 本申请要求2012年9月22号提交的美国临时专利申请序列号为61/704, 457的 优先权，其全部内容通过引证结合于此。
[0021] 总的来说，本发明涉及一种粘性离合器，该粘性离合器能够从所提供的扭矩输入 选择性地传递期望的扭矩输出。与大部分其他粘性离合器相比，本离合器是"向后的"，其 中，输入构件（例如，滑轮或槽轮）附接至装置的壳体组件而非转子。这样，转子可附接至 输出构件（诸如风扇），并且由此提供离合器的输出。另外，连接至输入构件的壳体组件可 一起向离合器提供旋转输入。这种方法的优点包括：每当提供旋转输入时，不仅当输出件被 选择性地驱动时，允许散热部件（例如，壳体组件或其他输入构件（多个其他输入构件）） 以相对高的输入速度旋转。这样，由于与环境空气较大的交互作用（这在较高的旋转速度 下是可能的），所以能更有效地使离合器的散热片（coolingfin，冷却叶片）散热。而且， 离合器的贮存器可以位于壳体组件中，其由于接近离合器的外部并且接近散热片而允许工 作或剪切流体（例如，硅油）的更大的冷却。此外，将输入构件（例如，滑轮或槽轮）附接 到壳体可允许去除输入构件的中心区段的至少一部分，从而节省了大量的重量（质量）。尽 管重量（质量）减小，但输入构件当配置为滑轮或槽轮时（如果具体应用需要）仍可提供 相对大的外径。
[0022] 此外或可替换地，本发明的离合器可包括可拆卸/可互换的弧刷，这允许弧刷的 尺寸被容易地改变，以帮助调节离合器的泵送速率。另外，可使用可互换的泵送孔嵌入件， 以提供不同的孔通道尺寸，这也可帮助调节离合器的泵送速率。可调且可互换的弧刷以及 泵送孔嵌入件特征可帮助将离合器调整为与多种输出构件（例如，风扇）一起工作，而无需 完全重新设计整个离合器。除了在工厂或实验室中外，当在现场时，这也允许离合器被更容 易地调整。
[0023] 鉴于本发明的全部内容（包括附图），本领域技术人员将会认识到本发明的另外 特征和益处。
[0024] 图1是离合器20的实施例的一部分的剖面图，而图2是离合器20的一部分的放大 剖面图。为了简明，在图1中仅示出了离合器20的在旋转轴线A以上的一部分。本领域技 术人员应意识到，离合器20的在图1中省略的位于旋转轴线A以下的部分可具有与在轴线 A以上所描述的部分类似的构造，其中应理解到，离合器的实施例通常具有关于旋转轴线A 不完全对称的某些常规特征。在所示的实施例中，离合器20包括轴颈托架（或安装轴）22、 滑轮（或槽轮）24、转子组件26、壳体组件28、阀组件30、电磁线圈组件32、第一轴承组34、 第二轴承组36、贮存器38、工作腔室40、密封轴承42和传感器组件44。离合器20限定了 旋转轴线A。
[0025] 轴颈托架（或安装轴）22可为固定到期望安装位置（诸如车辆的发动机舱中的发 动机组）的静止（即，不旋转）部件。应当理解到，虽然轴颈托架22被描述为"静止"，但 其可被安装在移动车辆内，并且术语"静止"在本文中与安装位置有关地使用。在所示的实 施例中，轴颈托架22包括轴向延伸的轴部分22-1和大致径向延伸的凸缘部分22-2。管道 22-3可选地被界定为穿过轴颈托架22,并且该管道可大体沿着轴部分22-1的整个轴向长 度延伸。如所示的，管道22-3与轴线A同轴地对齐。根据具体应用的需要，电线或其他物 品可穿过管道22-3。制造轴颈托架22的合适方法包括用金属材料（诸如铁或钢）来进行 铸造。在优选实施例中，轴颈托架22由球墨铸件铸造，然后用机器加工。
[0026] 所示的实施例的壳体组件28包括基部28-1和盖28-2。基部28-1和盖28-2可用 任何合适的方式（诸如使用紧固件、焊接等）固定在一起。散热片28-3可设置在壳体组件 28的外部上，以帮助将由离合器20产生的热量消散到环境空气。如在图1的实施例中示 出的，多个大致径向延伸的且成角度地间隔开的散热片28-3被定位在盖28-2的前部面上。 另外的大致径向延伸的且周向地间隔开的散热片28-4位于壳体组件28的基部28-1的外 表面上。应当认识到，散热片28-3和/或28-4的具体数量、布置和构造可根据具体应用需 要而改变。例如，在另一实施例中，另外的散热片可布置在基部28-1、盖28-2和/或离合 器20的其他部件上。将散热片28-3和/或28-4设置在壳体组件28上（当壳体组件被配 置为用于离合器20的旋转输入件时）允许散热片28-3和/或28-4每当存在到离合器20 的旋转输入时旋转，由此促进热消散。在所示的实施例中，壳体组件28通过第一轴承组34 而可旋转地支撑在轴颈托架22的轴部分22-1上，并且壳体组件28大致包围轴部分22-1。 具体地，第一轴承组34可在与滑轮24大致轴向对齐的位置处且从贮存器38径向向内地支 撑基部28-1，但是在另外的实施例中其他构造是可能的。第一轴承组34可包括锥形辊轴 承，锥形辊轴承可提供相对高的负荷能力，或者如果需要则可包括其他类型的轴承。壳体组 件28的盖28-2还可通过支承密封件42而可旋转地支撑在转子组件26上。支承密封件42 可诸如以轴颈轴承的形式提供流体密封功能和结构旋转支撑功能。如在图1中示出的，第 一组轴承34和支承密封件42位于工作腔室40的沿轴向方向上测量的相对侧上。壳体组 件28的基部28-1和盖28-2均可由金属材料（诸如模铸铝）铸造，然后用机器加工。显著 地，如在下文进一步解释的，壳体组件28可形成离合器20的输入件或扭矩接收部分的一部 分。
[0027] 在所示的实施例中，壳体组件28承载贮存器38,贮存器与壳体组件28 -起旋转。 贮存器38可容纳由离合器20使用的一定量剪切流体（例如，硅油），其中，当离合器20断 开接合时，大量剪切流体被容纳在贮存器38中。因为壳体组件28是输入子组件的一部分， 所以每当存在到壳体组件28的旋转输入时，壳体组件28总是旋转。壳体组件28的旋转进 而使剪切流体保持在贮存器38中的压力下，从而允许剪切流体被维持在相对高的动能水 平，以帮助促进离合器20的快速接合。在一个实施例中，贮存器38可被设置为壳体组件 28的基部