專利名稱：自卸式磁聯(lián)軸節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁聯(lián)軸節(jié)，這種聯(lián)軸節(jié)具有在一根軸上的永久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體組件，與另一根軸上的傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體組件由氣隙間隔開來(lái)。
背景技術(shù)：
可調(diào)的永磁聯(lián)軸節(jié)是公知的，其中一對(duì)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體跨裝一對(duì)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體。傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體被連接起來(lái)，作為一個(gè)整體在一根軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，而磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體被安裝成隨第二根軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并可相對(duì)于第二根軸軸向移動(dòng)。每個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體具有一組永久磁鐵由氣隙與安裝在相關(guān)一個(gè)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體上的鐵類襯底(ferrous-backed)的導(dǎo)電環(huán)間隔開來(lái)。兩根軸之一的轉(zhuǎn)動(dòng)借助作用在磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的磁力導(dǎo)致另一根軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，兩根軸之間沒(méi)有任何直接的機(jī)械連接。
通過(guò)相對(duì)于第二根軸軸向移動(dòng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體，可以改變磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的氣隙。增大氣隙則減小聯(lián)結(jié)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)矩。了解氣隙和所導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，工程師就能夠設(shè)計(jì)一種可調(diào)的磁鐵聯(lián)軸節(jié)，通過(guò)形成適當(dāng)?shù)臍庀抖鴮⒁粋€(gè)特定的輸入轉(zhuǎn)速和/或轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變成需要的輸出轉(zhuǎn)速和/或轉(zhuǎn)矩。已經(jīng)設(shè)計(jì)出致動(dòng)器，以便可控地使磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體相對(duì)于傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)在可調(diào)的磁鐵聯(lián)軸節(jié)中的氣隙。
在一定的工作條件下，例如，在啟動(dòng)過(guò)程中或在負(fù)荷軸顯著減慢時(shí)，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體的相對(duì)轉(zhuǎn)速可顯著地不同。已有報(bào)告，在高滑動(dòng)條件下，在磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間產(chǎn)生斥力。這種斥力是相對(duì)運(yùn)動(dòng)滑動(dòng)的函數(shù)，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)體趨近于相同的轉(zhuǎn)速時(shí)斥力減小。在相對(duì)靜止條件下，沒(méi)有斥力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種磁聯(lián)軸節(jié)，其構(gòu)制成在啟動(dòng)期間可有限地脫開，但是，當(dāng)緊急停止時(shí)可有效地脫開。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一對(duì)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體可滑動(dòng)地安裝在兩個(gè)端板之間延伸的轉(zhuǎn)矩桿上。在傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體上的鐵類材料被磁力吸向磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體內(nèi)的永久磁鐵。在靜止或相對(duì)靜止的條件下，吸力使磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體趨向傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體。止動(dòng)器使磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體與傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體隔開一個(gè)為需要的工作條件而選擇的最小氣隙。在某些實(shí)施例中，止動(dòng)器可以調(diào)節(jié)以改變最小氣隙。
但是，在啟動(dòng)或緊急停止期間，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的相對(duì)速度引起磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的斥力增加。磁性引力設(shè)計(jì)成在啟動(dòng)和緊急停止期間小得足以被克服。因此，在這種條件下，斥力使磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體從傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體移開。在啟動(dòng)期間，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體壓在設(shè)置在其間的閂鎖臂(latch arm)上，使磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的氣隙從最小氣隙增加至一個(gè)“軟啟動(dòng)”氣隙。軟啟動(dòng)氣隙使負(fù)載能夠在一個(gè)降低的轉(zhuǎn)矩水平上，升至工作速度，從而減小對(duì)與啟動(dòng)相關(guān)的設(shè)備的沖擊。閂鎖臂或其間其它結(jié)構(gòu)的尺寸可以被改變，以便調(diào)節(jié)軟啟動(dòng)氣隙。
當(dāng)負(fù)載側(cè)的軸趨近于連接于馬達(dá)的軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，斥力減小至一個(gè)點(diǎn)，在該點(diǎn)上，斥力又被磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的磁性引力克服。在這種條件下，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體移回工作結(jié)構(gòu)，與傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體間隔最小氣隙。
在預(yù)選的轉(zhuǎn)速上，離心力使閂鎖臂從軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)移至“運(yùn)轉(zhuǎn)速度”或完全脫開結(jié)構(gòu)。當(dāng)閂鎖臂處于運(yùn)轉(zhuǎn)速度結(jié)構(gòu)時(shí)，如果負(fù)載軸迅速地減速，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的差轉(zhuǎn)速就導(dǎo)致上述斥力。但是，由于閂鎖臂正處于運(yùn)轉(zhuǎn)速度結(jié)構(gòu)，因而磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體能夠壓過(guò)軟啟動(dòng)氣隙。磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體并不是進(jìn)一步回縮，從而在磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間形成最大氣隙，這能夠顯著減小其間的轉(zhuǎn)動(dòng)扭力。這種完全脫開結(jié)構(gòu)能夠使馬達(dá)在負(fù)載已顯著減速或停止時(shí)可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，因而能夠防止對(duì)設(shè)備的損壞。
最后，當(dāng)馬達(dá)和負(fù)載兩者已停止時(shí)，斥力再次減小，使磁性引力能夠?qū)⒋盆F轉(zhuǎn)動(dòng)體拉回到最初的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。
下面將更詳細(xì)地講述，本發(fā)明涉及多種使磁聯(lián)軸節(jié)能夠在上述結(jié)構(gòu)之間自由移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，從而使系統(tǒng)能夠自動(dòng)地占據(jù)啟動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)、緊急停止和靜止?fàn)顟B(tài)等不同的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明也涉及進(jìn)行上述操作的方法。


圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁聯(lián)軸節(jié)的立體圖。
圖2是沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的圖1所示磁聯(lián)軸節(jié)的端視圖。
圖3是在靜止結(jié)構(gòu)中沿剖面3-3的圖2的磁聯(lián)軸節(jié)的徑向剖面圖。
圖4是在靜止結(jié)構(gòu)中沿剖面4-4的圖2的磁聯(lián)軸節(jié)的徑向剖面圖。
圖5是在軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)中沿剖面5-5的圖2的磁聯(lián)軸節(jié)的徑向剖面圖。
圖6是在工作結(jié)構(gòu)中沿剖面6-6的圖2的磁聯(lián)軸節(jié)的徑向剖面圖。
圖7是在完全脫開的結(jié)構(gòu)中沿剖面7-7的圖2的磁聯(lián)軸節(jié)的徑向剖面圖。
圖8是按照本發(fā)明另一實(shí)施例的磁聯(lián)軸節(jié)的一部分的剖視圖，圖中處于靜止結(jié)構(gòu)。
圖9是圖8的磁聯(lián)軸節(jié)部分的剖面圖，圖中處于軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)。
圖10是圖8的磁聯(lián)軸節(jié)部分的剖面圖，圖中處于工作結(jié)構(gòu)。
圖11是圖8的磁聯(lián)軸節(jié)部分的剖面圖，圖中處于脫開結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明一般涉及的磁聯(lián)軸節(jié)中，一對(duì)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體固定地安裝在第一軸上，一對(duì)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體設(shè)置在兩個(gè)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間，軸向可滑動(dòng)地連接于第二軸。磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體可自由地在一段有限的距離上滑動(dòng)，并且構(gòu)制成在靜止?fàn)顟B(tài)、啟動(dòng)狀態(tài)、工作狀態(tài)或緊急狀態(tài)中保持在多個(gè)預(yù)選的結(jié)構(gòu)中。在下面的說(shuō)明和圖1至11中描述本發(fā)明某些實(shí)施例的具體細(xì)節(jié)，以便透徹理解這些實(shí)施例。然而本專業(yè)技術(shù)人員懂得，本發(fā)明也可以有附加實(shí)施例，或者也可以實(shí)施而沒(méi)有下面說(shuō)明中描述的若干細(xì)部結(jié)構(gòu)。
圖1和2一般性表示按照本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的磁聯(lián)軸節(jié)8。圖示磁聯(lián)軸節(jié)8基本包括一對(duì)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24，設(shè)置在一對(duì)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體48之間。
如圖3所示，第一轂部10連接于一個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體組件，第二轂部12連接于一個(gè)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體組件。磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體組件包括兩個(gè)基本圓形的端板13、14，這兩個(gè)端板由一個(gè)間距套筒16軸向間隔開來(lái)，該間距套筒可以焊接或借助其它方式剛性地連接于端板。每個(gè)端板13、14設(shè)有4個(gè)孔20，所述孔中分別裝配四個(gè)平行的轉(zhuǎn)矩桿22的有關(guān)端部。一對(duì)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24可滑動(dòng)地安裝在轉(zhuǎn)矩桿22上。
每個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24具有一個(gè)主轉(zhuǎn)動(dòng)體25，主轉(zhuǎn)動(dòng)體內(nèi)形成有矩形凹部26的圓形陣列，以便共同接納一組磁鐵28，所述磁鐵可布置成使相鄰磁鐵的磁極相反。每個(gè)磁鐵組可以用一個(gè)鐵類材料的環(huán)30作為背襯，該環(huán)擰緊在各自的主轉(zhuǎn)動(dòng)體25上。主轉(zhuǎn)動(dòng)體25具有中心孔31，與間距套筒16形成間隙，以及具有在主轉(zhuǎn)動(dòng)體表面上的圓形凹部32。第一對(duì)孔33從每個(gè)主轉(zhuǎn)動(dòng)體25上的凹部32延伸至其相對(duì)表面以接納“襯套支柱”34，襯套支柱具有設(shè)置在主轉(zhuǎn)動(dòng)體上并借助例如圓柱頭內(nèi)六角螺釘固定在其上的凸緣或環(huán)套35。在一個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23上的兩個(gè)襯套支柱34相對(duì)于另一磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體24上的相應(yīng)一對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)偏置角α(見圖2)，因而四個(gè)襯套支柱分別套在四個(gè)轉(zhuǎn)矩桿22上。第二對(duì)孔36與安裝在另一個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體上的襯套支柱34對(duì)準(zhǔn)，每個(gè)孔的尺寸使襯套支柱可以從中穿過(guò)。
接下來(lái)描述傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體組件，如圖所示，它具有安裝在轂部12上的一個(gè)端環(huán)40和一個(gè)具有內(nèi)徑45的第二端環(huán)41，該第二端環(huán)與轂部12和端板14間隔開一個(gè)間隙42。端環(huán)40、41借助由螺栓46固定在位的分隔件44彼此分開。一對(duì)傳導(dǎo)環(huán)48安裝在端環(huán)40、41的朝內(nèi)的側(cè)面上，與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24間隔開最小氣隙50。在圖示實(shí)施例中，傳導(dǎo)環(huán)48是銅的，端環(huán)40、41是軟鋼的。本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到其它材料也可以替代上述材料。
如圖4所示，當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體48處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體與傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體間隔開最小氣隙50。最小氣隙50是通過(guò)調(diào)節(jié)多個(gè)緩沖器或定位螺釘54而選擇的，所述定位螺釘穿過(guò)主轉(zhuǎn)動(dòng)體25內(nèi)的螺孔并接觸端板13、14。定位螺釘?shù)念^部可以從磁聯(lián)軸節(jié)8的外側(cè)夠到。某些實(shí)施例未裝有定位螺釘或緩沖器。
磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24具有裝在其上的閂鎖臂58，閂鎖臂可擺動(dòng)地安裝在銷60上，以便在一個(gè)伸向相對(duì)的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體的有效位置(如圖4所示)和一個(gè)相對(duì)于磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體徑向延伸的無(wú)效位置之間(如圖6所示)擺動(dòng)。閂鎖臂58被彈簧62推入有效位置，而被磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24轉(zhuǎn)動(dòng)引起的離心力推入無(wú)效位置。
圖4所示的磁鐵聯(lián)軸節(jié)8處于靜止結(jié)構(gòu)中磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體48都不轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種狀態(tài)下，沒(méi)有離心力作用在閂鎖臂58上。因此，彈簧62將閂鎖臂58推入有效位置。然而磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24并不接觸閂鎖臂58。這是由于永久磁鐵28和端環(huán)40、41中的鐵類材料彼此磁性吸引，使磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24彼此分開的緣故。定位螺釘54接觸端板13、14，使磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24保持與傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體48隔開最小氣隙50。
圖5表示在啟動(dòng)狀態(tài)中的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體8。在圖示實(shí)施例中，在啟動(dòng)狀態(tài)下，傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體48連接于一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)，正在快速轉(zhuǎn)動(dòng)，而磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24則連接于一負(fù)載，并正在取得轉(zhuǎn)速。因此，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體48之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速很大，在磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間形成大的斥力。由于這種斥力，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24彼此相向移動(dòng)，直至在一個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體上的背板30接觸從另一磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體伸出的閂鎖臂58為止。在這種結(jié)構(gòu)中的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的空間相對(duì)于最小氣隙50增加至啟動(dòng)(軟啟動(dòng))間隙64。由于軟啟動(dòng)間隙64大于最大間隙50(如下面所述，最小間隙也是全工作速度下的間隙)，因而作用在負(fù)載上的轉(zhuǎn)矩力與工作狀態(tài)相比稍許減小。因此，負(fù)載可被加速，但是在負(fù)載上的沖擊或其它震動(dòng)被減小，這可減小對(duì)馬達(dá)、負(fù)載及其設(shè)備的損傷。
圖6表示在工作狀態(tài)中的磁聯(lián)軸節(jié)8。在這種結(jié)構(gòu)中，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體48都以全工作速度轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，離心力已使閂鎖臂從有效位置移至無(wú)效位置。盡管如此，由于磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體48之間相對(duì)轉(zhuǎn)速最小，因而兩者間極少或沒(méi)有斥力。因此，上述磁性吸力相對(duì)于靜止?fàn)顟B(tài)來(lái)說(shuō)同樣使磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24移向傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體48，直至定位螺釘54接觸端板13、14。磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24則與傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體48分開最小氣隙50，該氣隙也可稱為工作氣隙。由于最小氣隙50小于在啟動(dòng)結(jié)構(gòu)中的氣隙，因而在該結(jié)構(gòu)中，磁聯(lián)軸節(jié)8可在較高的轉(zhuǎn)矩下工作，有較高的效率。
圖7表示處于最大脫開結(jié)構(gòu)中的磁聯(lián)軸節(jié)8。當(dāng)負(fù)載承受意外的轉(zhuǎn)速下降時(shí)，如在輸出軸停止期間，就可引起這種結(jié)構(gòu)。當(dāng)負(fù)載軸轉(zhuǎn)速迅速下降時(shí)，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體48之間的轉(zhuǎn)速大得足以形成與上面針對(duì)啟動(dòng)結(jié)構(gòu)所述斥力類似的斥力。但是，在這個(gè)例子中，閂鎖臂58由于磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24的轉(zhuǎn)速而處于無(wú)效位置。當(dāng)斥力克服了磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24和端環(huán)40、41之間的磁性吸力時(shí)，閂鎖臂58就不象在啟動(dòng)結(jié)構(gòu)中那樣限制磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)了。磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24進(jìn)一步退至一個(gè)點(diǎn)位，在該點(diǎn)位磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體48之間的氣隙是最大氣隙66。該最大氣隙66顯著減小或消除了磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體23、24和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體48之間的轉(zhuǎn)動(dòng)力，從而減小或消除了負(fù)載上的轉(zhuǎn)矩。因此，可以減小或消除對(duì)設(shè)備的損傷。
圖8-11表示本發(fā)明的另一實(shí)施例。圖8表示在靜止結(jié)構(gòu)中的一對(duì)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體123、124。在這種結(jié)構(gòu)中，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體123、124及傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體148均不轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體123、124被吸至連接于傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體148的襯背材料140、141，并移向傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體以形成最小氣隙150。
在圖示實(shí)施例中，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體124之一具有安裝在其上的一個(gè)臂170，該臂從磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體伸出。在相對(duì)的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體123上一個(gè)孔176與臂170對(duì)準(zhǔn)。在靜止結(jié)構(gòu)中，一個(gè)閘板172可防止臂170進(jìn)入孔176。臂170的長(zhǎng)度和閘板172的位置被選擇成在形成需要的軟啟動(dòng)氣隙164的位置上擋住磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體123、124。
圖10表示在工作結(jié)構(gòu)中的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體123、124。當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體123、124和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體148以相同或接近相同的速度移動(dòng)時(shí)，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體向外移動(dòng)以形成工作或最小氣隙150。另外，在磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體以工作速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，閘板172向外移動(dòng)，在離心力作用下壓縮彈簧174。因此，孔176就不再被阻塞。
圖11表示完全脫開結(jié)構(gòu)，例如，當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體123、124已經(jīng)響應(yīng)于負(fù)載軸引起的速度急劇下降而彼此壓迫時(shí)。由于在速度減小時(shí)閘板172已在打開位置上，因而臂170進(jìn)入孔176。因此，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體123、124可退至一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體123、124和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體148之間形成脫開氣隙166。
從上面的描述可以看出，雖然在說(shuō)明書中已經(jīng)為了說(shuō)明的目的而描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是，可以進(jìn)行各種變化而不超出本發(fā)明的精神和范圍。因此，除了權(quán)利要求書外，本發(fā)明并不受到限制。
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)軸節(jié)，它包括第一和第二旋轉(zhuǎn)轂部，每個(gè)轂部具有一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸線；兩個(gè)共軸的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體，每個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體含有各自的永久磁鐵組；兩個(gè)共軸的傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體，每個(gè)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體具有非鐵類的導(dǎo)電環(huán)，與各自的一個(gè)磁鐵組間隔一個(gè)間隙；所述轉(zhuǎn)動(dòng)體的前兩個(gè)間隔開一個(gè)固定的軸向距離，并作為一個(gè)單元安裝在所述第一轂部上隨其一起轉(zhuǎn)動(dòng)；兩個(gè)端板，由多根桿連接，并被安裝成隨所述第二轂部一起轉(zhuǎn)動(dòng)，其余兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體可在所述桿上相對(duì)于所述前兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體軸向移動(dòng)；以及與傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體相關(guān)的磁鐵吸引材料，所述磁鐵吸引材料的尺寸和形狀使其與有關(guān)的永久磁鐵組相互作用，將轉(zhuǎn)動(dòng)體磁性偏壓至聯(lián)結(jié)關(guān)系，其中，由磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的足夠的滑動(dòng)引起的聯(lián)軸節(jié)的過(guò)載導(dǎo)致與上述偏壓相反且超過(guò)上述偏壓的軸向推力，以便使所述磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體至少部分地移出所述聯(lián)結(jié)關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)軸節(jié)，其特征在于還包括設(shè)置在所述端板和所述其余兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的可調(diào)止動(dòng)器，以便調(diào)節(jié)間隙。
3.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)軸節(jié)，其特征在于在所述單元中的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體是傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體；以及所述其余轉(zhuǎn)動(dòng)體是位于傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體。
4.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)軸節(jié)，其特征在于所述止動(dòng)器包括穿過(guò)端板且布置成接觸所述其余兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體的定位螺釘。
5.一種聯(lián)軸節(jié)，它包括第一和第二旋轉(zhuǎn)軸，每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸具有一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸線；兩個(gè)共軸的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體，每個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體含有各自的永久磁鐵組；兩個(gè)共軸的傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體，每個(gè)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體具有一個(gè)非鐵類導(dǎo)電環(huán)，與有關(guān)一個(gè)磁鐵組間隔開一個(gè)間隙；所述轉(zhuǎn)動(dòng)體的前兩個(gè)間隔開一個(gè)固定的軸向距離，且作為一個(gè)單元安裝在第一軸上，以便隨其一起轉(zhuǎn)動(dòng)；其余兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體被安裝成隨第二軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并可相對(duì)于第二軸以相反的方向軸向地移入和移出與所述前兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體的磁性聯(lián)結(jié)關(guān)系；磁性吸引材料與所述傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體相關(guān)，以便與相關(guān)的永久磁鐵組相互作用，并將轉(zhuǎn)動(dòng)體磁性偏壓入所述的聯(lián)結(jié)關(guān)系，其中磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的滑動(dòng)形式的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致與上述偏壓相反的軸向力，使轉(zhuǎn)動(dòng)體移出聯(lián)結(jié)關(guān)系；以及閂鎖構(gòu)件，它由所述其余的轉(zhuǎn)動(dòng)體承載，并布置成當(dāng)處于有效位置時(shí)由于聯(lián)軸節(jié)啟動(dòng)過(guò)程中的斥力而限制所述其余轉(zhuǎn)動(dòng)體的軸向運(yùn)動(dòng)，所述閂鎖構(gòu)件可響應(yīng)于離心力移至一個(gè)無(wú)效位置，從而使聯(lián)軸節(jié)能夠由于啟動(dòng)后的斥力而完全脫開。
6.如權(quán)利要求5所述的聯(lián)軸節(jié)，其特征在于設(shè)有一個(gè)限制所述間隙的最小尺寸的、與轉(zhuǎn)動(dòng)體相關(guān)的止動(dòng)器。
7.如權(quán)利要求6所述的聯(lián)軸節(jié)，其特征在于通過(guò)調(diào)節(jié)止動(dòng)器，所述最小氣隙是可調(diào)的，從而在啟動(dòng)后所述軸之間由于過(guò)載狀態(tài)的滑動(dòng)使軸向推力超過(guò)所述偏壓，從而使聯(lián)軸節(jié)脫開。
8.如權(quán)利要求5所述的聯(lián)軸節(jié)，其特征在于每個(gè)閂鎖構(gòu)件被布置成在一擺動(dòng)軸線上從一個(gè)平行于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的有效位置擺動(dòng)至一個(gè)從所述擺動(dòng)軸線徑向向外方向的無(wú)效位置。
9.如權(quán)利要求8所述的聯(lián)軸節(jié)，其特征在于每個(gè)閂鎖構(gòu)件具有一個(gè)彈簧，該彈簧被布置成在低轉(zhuǎn)速時(shí)柔順地阻抗閂鎖構(gòu)件從其有效位置擺開。
10.一種用于在啟動(dòng)期間防止脫開并在啟動(dòng)后能夠脫開的磁聯(lián)軸節(jié)，它包括第一和第二旋轉(zhuǎn)軸，每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸具有一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸線；兩個(gè)共軸的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體，每個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體具有一個(gè)永久磁鐵組；兩個(gè)鄰近于各自的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體設(shè)置的共軸的傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體，每個(gè)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體具有一個(gè)非鐵類的導(dǎo)電環(huán)，與各自的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體間隔開一個(gè)第一間隙；所述轉(zhuǎn)動(dòng)體的前兩個(gè)彼此間隔開一個(gè)固定的軸向距離，并作為一個(gè)單元安裝在所述第一軸上隨其一起轉(zhuǎn)動(dòng)；其余兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體被安裝成隨第二軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并可相對(duì)于第二軸軸向地移入和移出與所述前兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體的磁性聯(lián)結(jié)關(guān)系；磁性吸引材料，連接于每個(gè)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體，以便將所述磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體磁性偏壓向所述傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體，并將轉(zhuǎn)動(dòng)體推入聯(lián)結(jié)關(guān)系，所述磁性吸引材料的尺寸、形狀和定位使得由磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間顯著的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)引起的斥力足以抵消所述偏壓，并將轉(zhuǎn)動(dòng)體推出所述聯(lián)結(jié)關(guān)系；以及至少一個(gè)由所述第二軸承載的閂鎖構(gòu)件，所述至少一個(gè)閂鎖構(gòu)件可在一個(gè)有效位置和一個(gè)無(wú)效位置之間運(yùn)動(dòng)，在所述有效位置上，所述至少一個(gè)閂鎖構(gòu)件限制所述其余兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體移至聯(lián)結(jié)關(guān)系外的第一距離，在所述無(wú)效位置上，所述至少一個(gè)閂鎖構(gòu)件限制所述其余兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體移至聯(lián)結(jié)關(guān)系外的第二距離。
11.如權(quán)利要求10所述的磁聯(lián)軸節(jié)，其特征在于所述至少一個(gè)閂鎖構(gòu)件可被離心力從聯(lián)軸節(jié)啟動(dòng)時(shí)的有效位置移至啟動(dòng)后的無(wú)效位置。
12.如權(quán)利要求10所述的磁聯(lián)軸節(jié)，其特征在于所述第二距離大于所述第一距離。
13.如權(quán)利要求10所述的磁聯(lián)軸節(jié)，其特征在于所述第一距離是預(yù)定的，以便使聯(lián)軸節(jié)具有軟啟動(dòng)特性。
14.如權(quán)利要求10所述的磁聯(lián)軸節(jié)，其特征在于所述第二距離是預(yù)定的，以便使聯(lián)軸節(jié)具有無(wú)定限的運(yùn)轉(zhuǎn)特性。
15.如權(quán)利要求10所述的磁聯(lián)軸節(jié)，其特征在于所述磁性吸引材料是圍繞傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體周邊分布的鐵類材料形式。
16.如權(quán)利要求10所述的磁聯(lián)軸節(jié)，其特征在于所述磁性吸引材料是圍繞傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體同心地設(shè)置的鐵類材料環(huán)的形式。
17.如權(quán)利要求10所述的磁聯(lián)軸節(jié)，其特征在于所述磁性吸引材料是圍繞傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體同心地設(shè)置的鐵類材料環(huán)形式，并位于傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體與有關(guān)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體相對(duì)的表面上。
18.如權(quán)利要求10所述的磁聯(lián)軸節(jié)，其特征在于所述至少一個(gè)閂鎖構(gòu)件包括一個(gè)可在所述有效和無(wú)效位置之間擺動(dòng)的閂鎖臂。
19.如權(quán)利要求10所述的磁聯(lián)軸節(jié)，其特征在于所述至少一個(gè)閂鎖構(gòu)件包括一個(gè)從所述其余兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體中的一個(gè)向內(nèi)伸出的固定臂和在所述其余兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體中的另一個(gè)上的閘板，所述閘板與所述固定臂對(duì)準(zhǔn)，并可在閘板阻擋固定臂通過(guò)的有效位置和閘板允許固定臂至少部分地進(jìn)入所述其余兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體中的所述另一個(gè)上的孔的無(wú)效位置之間移動(dòng)。
20.如權(quán)利要求10所述的磁聯(lián)軸節(jié)，其特征在于所述至少一個(gè)閂鎖構(gòu)件是可調(diào)節(jié)的，以便改變所述第一距離。
21.一種用于防止在啟動(dòng)期間完全脫開并在啟動(dòng)后能夠完全脫開的磁聯(lián)軸節(jié)，它包括第一和第二旋轉(zhuǎn)軸，每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸具有一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸線；一個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體，該磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體具有一個(gè)永久磁鐵組；一個(gè)鄰近于磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體設(shè)置的傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體，所述傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體具有一個(gè)與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體間隔開第一間隙的非鐵類導(dǎo)電環(huán)；所述轉(zhuǎn)動(dòng)體中的第一個(gè)安裝在所述第一軸上隨其一起轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)體相對(duì)于所述第一軸軸向固定；所述轉(zhuǎn)動(dòng)體中的其余一個(gè)被安裝成隨所述第二軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并可相對(duì)于所述第二軸軸向移入和移出與所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)體的磁聯(lián)結(jié)關(guān)系；磁性吸引材料，連接于所述傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體，以便將所述磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體磁性偏壓向所述傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體，并將轉(zhuǎn)動(dòng)體推入聯(lián)結(jié)關(guān)系，所述磁性吸引材料的尺寸、形狀和定位使得由磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的顯著的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)引起的斥力足以抵消所述偏壓，并將轉(zhuǎn)動(dòng)體推出所述聯(lián)結(jié)關(guān)系；以及至少一個(gè)閂鎖構(gòu)件，所述至少一個(gè)閂鎖構(gòu)件可被離心力在一個(gè)有效位置和一個(gè)無(wú)效位置之間移動(dòng)，在所述有效位置上，所述至少一個(gè)閂鎖構(gòu)件限制所述其余轉(zhuǎn)動(dòng)體移至聯(lián)結(jié)關(guān)系外的第一距離，在所述無(wú)效位置上，所述至少一個(gè)閂鎖構(gòu)件限制所述其余轉(zhuǎn)動(dòng)體移至聯(lián)結(jié)關(guān)系外的第二距離，所述第二距離大于所述第一距離。
22.一種防止在啟動(dòng)過(guò)程中磁聯(lián)軸節(jié)中完全脫開，且在工作中允許完全脫開的方法，所述方法包括提供在第一軸上的一對(duì)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體，與在第二軸上的一對(duì)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體成聯(lián)結(jié)關(guān)系；將成對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)體中的一對(duì)在軸向布置中固定；使成對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)體中的另一對(duì)可相對(duì)于所述一對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)體軸向滑入及滑出聯(lián)結(jié)關(guān)系；將所述另一對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)體偏壓入所述聯(lián)結(jié)關(guān)系；提供至少一個(gè)閂鎖機(jī)構(gòu)，該閂鎖機(jī)構(gòu)可在有效和無(wú)效位置之間運(yùn)動(dòng)，所述有效位置被構(gòu)制成將所述另一對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)體保持在聯(lián)結(jié)關(guān)系中，所述無(wú)效位置被構(gòu)制成使所述另一轉(zhuǎn)動(dòng)體可至少基本地移出所述聯(lián)結(jié)關(guān)系。
全文摘要
在磁聯(lián)軸節(jié)中，一對(duì)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體可滑動(dòng)地安裝在桿上。在傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體上的鐵類材料吸引磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體中的永久磁鐵。在靜止或相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)下，吸引力將磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體推向傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體，在其間形成一個(gè)最小工作氣隙。當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體和傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體間存在顯著相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，斥力迫使轉(zhuǎn)動(dòng)體分開。在啟動(dòng)期間，閂鎖臂保持使磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體與傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體分開一個(gè)較大的軟啟動(dòng)氣隙。在工作期間，離心力使閂鎖臂移出其有效位置。如果在工作期間負(fù)載軸的轉(zhuǎn)速快速下降，則磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)體與傳導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)體分開一個(gè)更大的完全脫開氣隙。
文檔編號(hào)H02K49/02GK1543700SQ02816158
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2002年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月3日
發(fā)明者理查德·基倫, 布魯斯·D·登斯莫爾, 約翰·L·布羅克曼, 卡爾·J·拉姆, 托比·梅里爾, D 登斯莫爾, J 拉姆, L 布羅克曼, 梅里爾, 理查德 基倫 申請(qǐng)人:麥格納驅(qū)動(dòng)公司