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_2

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28-1中的大致环形腔体。贮存器盖46可被设置成限定贮存器38的边界的一部 分。在所示的实施例中,贮存器盖46被配置为诸如通过压配合、模锻、使用紧固件等而附接 到基部28-1的大致环形板。一个或更多个出口孔(也被称为贮存器孔)46-1可设置在贮 存器盖46中(或可替换地,设置在贮存器38的另一边界部分上)以允许剪切流体从贮存 器38流出并且可通过阀组件30进行控制。贮存器38在壳体组件28中的位置允许剪切流 体保持相对靠近散热片28-3和/或28-4和环境空气,以便于热消散。
[0028] 滑轮(或槽轮)24可牢固地直接或间接固定到壳体组件28(诸如固定到基部 28-1),并且该滑轮被配置为接收来自带(未示出)的旋转输入。壳体组件28可与滑轮24 一起同步旋转(co-rotation,共同同速旋转)。在所示的实施例中,滑轮24被轴向地定位 在轴颈托架22的凸缘部分22-2的前部。而且,在所示的实施例中,滑轮24被配置为使用 合适紧固件附接到壳体组件28的独立元件。然而,在另一实施例中,滑轮24可一体地或整 体地结合成壳体组件28的一部分。滑轮24的带接合部分的尺寸(即,直径)可被选择为 帮助向离合器20提供期望旋转输入速度,这将会被本领域技术人员所理解。在所示的实施 例中,滑轮24提供相对大的带接合直径,由此允许相对高的输入速度,当离合器20被接合 时,相对高的输入速度反过来促使相对高的输出速度。将滑轮24附接到壳体组件28可允 许滑轮24的"中空"中心区段,这是因为滑轮24无需向内延伸越过壳体组件28的大致径 向向外部分,由此帮助减少离合器20的总体质量。在一个实施例中,滑轮24可由金属(诸 如铁或钢)铸造,然后用机器加工。在可替换实施例中,滑轮24可被旋转形成并被附接到 通过铸造制成的独立毂区段(未示出)。在又一可替换实施例中,可使用如在美国专利第 4, 080, 704号中描述的与焊接或铜焊相结合的滚压成形或圆形成形工艺。任何合适的另外 的一个或多个制造过程可用于制造滑轮24。
[0029] 所示的实施例的转子组件26包括盘状件26-1、轴承毂26-2和流动导向件26-3。 转子组件26的盘状件26-1和轴承毂26-2可被配置为利用合适的连接(诸如过压配合、 凸边、螺纹、花键或其他连接)牢固地固定在一起的独立部件,这样使得这些部件一起旋转 (即,同步旋转)。在可替换的实施例中,盘状件26-1和轴承毂26-2可一体地或整体地形成 在一起。转子组件26可通过第二轴承组36而可旋转地支撑在轴颈托架22的轴部分22-1 上。第二轴承组36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 要可包括其他类型的轴承。如在图1中示出的,转子组件26被定位为大致包围轴颈托架22 的轴部分22-1。转子组件26的部件均可通过铸造来形成,而肋部、开口等可通过机器加工 来形成。
[0030] 转子组件26的盘状件26-1可包括在前侧和后侧上靠近外径部分以常规布置方式 的多个同中心环形肋部。这些环形肋部可与盖组件28上沿着工作腔室40的类似肋部互 补。在所示的实施例中,盘状件26-1被壳体组件28包围。一个或多个流体开口(未示出) 可被形成为诸如靠近外径部分以常规方式大致轴向地穿过盘状件26-1,以便允许工作腔室 40中的剪切流体在盘状件36-1的前侧与后侧之间经过。包括第一返回孔部分26-1B和第 二返回孔部分26-1B'的返回孔可被设置为穿过盘状件26-1。在图1和2中示出的实施例 中,第一返回孔部分26-1B大致径向地延伸穿过整个盘状件26-1 (包括穿过盘状件26-1的 外径部分),而第二返回孔部分26-1B'从盘状件26-1的后表面大致轴向地延伸到第一返回 孔部分26-1B。流动导向件26-3可为附接到盘状件26-1或其他合适安装位置的套筒状构 件。在所示的实施例中,流动导向件26-3被附接到盘状件26-1,并且该流动导向件提供与 第二返回孔部分26-1B'以及贮存器38流体连通地连接的内部通道。流动导向件26-3可 诸如通过穿过贮存器盖46中的中心开口 46-2来横穿贮存器盖46。
[0031] 在转子组件26的所示实施例中,轴承毂(还被称为风扇毂)26-2包括大致轴向延 伸的套筒部分26-2A、大致径向延伸的凸缘部分26-2B和引导部分26-2C。套筒部分26-2A 可具有大致柱形形状,并且套筒部分可与盘状件26-1和第二轴承组36大致轴向对准。密 封轴承42可被接合在轴承毂26-2 (并且具体是套筒部分26-2A)与壳体组件28的盖28-2 之间。密封轴承42也可邻接盘状件26-1,并且密封轴承可沿相对于第二轴承组36的轴向 方向对齐或靠近地定位。凸缘部分26-2B可定位在套筒部分26-2A的前端部处或附近,而 引导部分26-2C可定位在凸缘部分26-2B的中心的面向前面的部分。凸缘部分26-2B和引 导部分26-2C均可至少部分地延伸越过壳体组件28 (或壳体组件28的外部),这样使得转 子组件26的凸缘部分26-2B、引导部分26-2C和/或轴承毂26-2的其他部分可在离合器 20的前部处或附近向输出结构(例如,风扇、泵、轴等)提供安装表面。然而应当注意到, 在可替换的实施例中,输出结构可被安装在其他位置。这样,如在下文进一步解释的,转子 组件26可形成离合器20的选择性可控的输出件或扭矩递送部分的一部分。轴承毂26-2 的使用允许用于输出构件(例如,风扇等)的附接几何形状被相对容易地调节,而无需重新 设计离合器20的其他部件。例如,相同的基本总体离合器设计可设置有多种不同的轴承毂 26-2构造,以适合不同应用。
[0032] 工作腔室40 (同义上被称为工作区域)被限定在转子组件26与壳体组件28之 间。在所示的实施例中,工作腔室40沿着盘状件26-1的相对的前侧和后侧延伸,而在其他 实施例中,工作腔室40可主要被限制于盘状件26-1的一侧。在工作腔室40中的剪切流体 的存在产生了转子组件26与壳体组件28之间的流体摩擦耦接以接合离合器20,并在输入 部件与输出部件之间传递扭矩。扭矩传递的瞬时百分比可根据工作腔室40中的剪切流体 量而变化。通常,剪切流体沿着流体递送路径48从贮存器38被递送到工作腔室40,并且剪 切流体通过返回路径50而从工作腔室40返回到贮存器38。流体递送和返回路径48和50 均由图1和图2中的箭头示意地表示。如在图1和2中示出的,流体递送路径48通过贮存 器盖46中的出口孔46-1而从贮存器38延伸至工作腔室40。在所示的实施例中,返回路 径50从工作腔室40的从转子组件26的盘状件26-1直接径向向外的一部分大体径向地延 伸穿过盘状件26-1中的第一返回孔部分26-1B,然后转向并在返回到贮存器38之前穿过 第二返回孔部分26-1B'和流动导向件26-3。这样,剪切流体可沿着流体返回路径50从工 作腔室40直接径向向内地穿过(或被泵送通过)第一返回孔部分26-1B。本领域技术人 员将会认识到,流体递送和返回路径48和50的位置和形状均可根据具体应用的需要而变 化。一个或更多个合适的泵送结构可被包括在工作腔室40处或沿着该工作腔室,以通过返 回路径50将剪切流体从工作腔室40动态地泵送出来。在下文关于图3的讨论中提供了泵 送结构的一个实施例的进一步讨论。
[0033] 阀组件30可被附接到壳体组件28并且由该壳体组件来承载。总的来说,阀组件 30用于选择性地覆盖/不覆盖来自贮存器38的开口出口孔46-1。当出口孔46-1未被覆 盖(即,打开)时,允许剪切流体沿着流体递送路径48从贮存器38流向工作腔室40。阀组 件30可例如使用弹簧偏置力被偏置到默认的打开位置。如在下文进一步解释的,使电磁线 圈组件32充能可驱动阀组件30至少部分地覆盖出口孔46-1。在下文关于图4的讨论中提 供了阀组件30的合适构造的进一步讨论。
[0034] 如在图1中示出的电磁线圈组件32可包括位于杯状件(例如,钢制杯状件)中的 高温绝缘铜线的一个或更多个缠绕线圈,该杯状件用于引导驱动阀组件30的磁通量。在一 个实施例中,如在下文关于图6进一步讨论的,电磁线圈组件32可具有多个绕组。线圈42 可相对于轴颈托架22而旋转地固定,并且该线圈可定位成邻近壳体组件28和阀组件30。 在所示的实施例中,线圈22包围轴颈托架22的轴部分22-1并由轴颈托架的轴部分支撑。 在所示的实施例中,线圈组件32被定位在壳体组件28和滑轮24的大致后部,但在可替换 的实施例中,电磁线圈组件32可位于其他位置。
[0035] 对于使离合器20工作而言,多种可替换的控制方案是可能的。在一个实施例中, 电磁线圈组件32可以粗略开/闭的方式而充能,这样使得当线圈组件32被选择性地充能 时,阀组件30趋于保持在完全打开位置(默认位置)或完全关闭位置。在另一实施例中, 线圈组件32可使用来自电子发动机控制器(未示出)的脉冲宽度调整(PWM)信号来充能。 PWM信号允许动态可变平均体积的剪切流体从贮存器38流出。取决于PWM信号的脉冲宽度 (即,持续时间)和频率,阀组件30可随着时间而可变地调节允许从贮存器38经由出口孔 46-1流动进入工作腔室40的剪切流体体积。即,PWM信号引起线圈组件32将阀组件30打 开和关闭,并且阀组件30打开(S卩,不覆盖出口孔46-1)的平均时间量表示从贮存器38流 出的平均剪切流体体积。平均而言,PWM信号的越大的脉冲宽度和/或越大的频率将会趋 于越多地关闭阀组件30,从而允许越少的平均剪切流体体积进入工作腔室40。这种PWM控 制方案允许离合器20以选择性地可变的速度来工作,这样使得转子组件26可以壳体组件 28和滑轮24的旋转速度的从0%到近似100%中的任何一个量而旋转,而非仅以粗略且二 变量的开/闭方式。
[0036] 速度传感器组件44可包括由转子组件26的轴承毂26-2承载并与其一起旋转的 目标轮,目标轮布置成紧密地邻近由轴颈托架22承载的霍尔效应传感器。霍尔效应传感器 可检测目标轮的每次旋转,以便确定离合器20的输出速度,离合器的输出速度可用于调节 阀组件30的控制和/或用于其他目的。在所示的实施例中,传感器组件44可沿着轴向方 向布置在转子组件26的轴承毂26-2的引导部分26-2C内。应当注意到,在另外的实施例 中,可使用其他类型的传感器,或者可完全省略传感器组件。
[0037] 图3是适于与离合器20 -起使用的可互换泵送孔嵌入件60的剖面图。泵送孔嵌 入件60可用作泵送组件的一部分,以促进沿着流体返回路径50将剪切流体从工作腔室40 泵送到贮存器38。在所示的实施例中,泵送孔嵌入件60包括柄部60-1、头部60-2、接合结 构60-3和孔60-4。柄部60-1可为带螺纹的并且可与第一返回孔部分26-1B的径向向外 端部的螺纹配合区域接合,这样使得柄部60-1可至少部分地延伸到第一返回孔部分26-1B 中。头部6〇-2可邻接柄部6〇-1,并且接合结构6〇-3由头部6〇-2来支撑,并且在各种实施 例中,接合结构可布置在头部60-2上、布置在头部中或沿着头部布置。接合结构60-3可为 例如用于平头或十字头螺丝刀的接合或用于Allen、Reynolds、T〇rx?或其他刀头的接合 件,其大致位于头部60-2的中央面
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