專利名稱：低碳經濟性電磁風扇離合器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種風扇離合器，特別是涉及一種電磁風扇離合器。
背景技術：
電磁風扇離合器廣泛應用于車輛發(fā)動機散熱領域，其中具有柔性連接的變速電磁風扇離合器，具有溫度響應及時，工作狀態(tài)改變沖擊力小等特點。其采用的柔性連接結構主要是根據磁場牽引或電渦流磁場牽引原理，利用軟鐵盤與永磁體相對運動產生。但是在電磁風扇離合器的柔性連接過程中，由于電磁轉換過程中無法避免的熱效應，導致會有大量熱量產生，對于工作在惡劣環(huán)境中的電磁風扇離合器的穩(wěn)定性和使用壽命影響極大。以中國申請?zhí)枮?00810139812.9的三速電磁風扇離合器為例說明，沿主軸軸向順序設置有風扇固定盤7、磁鐵固定盤10、驅動盤2和電磁鐵芯，軟鐵盤16安裝在風扇固定盤7的腔內端面上，永磁體14安裝在磁鐵固定盤10的相對端面上，當進行柔性連接時，電渦流產生的熱量會大量聚集在軟鐵盤16上，由于離合器內部沒有良好的散熱空間或散熱途徑，目前的散熱方式是通過增加風扇固定盤7的外部表面積進行散熱，避免熱量向軸承傳動，造成軸承損壞，進而破壞風扇固定盤7的動平衡,破壞風葉的固定。這種散熱方式造成風扇固定盤7的表面形狀不能夠減小，加工過程的材料和能耗要求較高。以中國申請?zhí)枮?00520084351.1的電磁柔性風扇離合器為例說明，沿主軸軸向順序設置的驅動盤9、臺階狀軸套8、風扇轂4和皮帶輪2，通過臺階狀軸套8和軸承連接磁鐵固定盤13。驅動盤9內設置環(huán)形導磁鐵片12,磁鐵固定盤13的相應端面鑲嵌永磁體14,兩者之間相對轉動產生柔性連接。驅動盤9作為產生熱量的電渦流盤，安裝在離合器外側，與風葉連接的風扇轂分離設置，使得聚集熱量的環(huán)形導磁鐵片12所在的驅動盤9與風扇轂4的軸承遠離，避免熱量傳遞到與主軸連接的軸承上。但是這類結構又使得風扇轂的拆裝不方便，維護難度加大，同時臺階狀軸套8的使用又使得生產材料和能耗成本上升，成品率下降。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種低碳經濟性電磁風扇離合器，解決電磁風扇離合器柔性連接時，電磁渦流產生的熱量導致風扇固定盤的連接軸承、連接風葉結構易于損壞的技術問題。本發(fā)明的低碳經濟性電磁風扇離合器，包括主軸、風扇固定盤，其中:還包括電渦流盤，在所述主軸的左端，沿軸向自左向右，順序設置所述風扇固定盤和所述電渦流盤；所述風扇固定盤上環(huán)繞主軸布設有一組或若干組永磁體，在電渦流盤的相應位置，固定有導電非導磁材料；所述風扇固定盤通過第一軸承與主軸轉動連接，所述電渦流盤通過第二軸承與主軸轉動連接。所述電渦流盤的盤體呈環(huán)形，沿徑向自外向內形成為感應區(qū)、散熱區(qū)和隔熱區(qū)三個環(huán)帶，所述感應區(qū)上固定有導電非導磁材料，所述隔熱區(qū)上設有熱絕緣材料，所述散熱區(qū)由連接所述感應區(qū)和所述隔熱區(qū)的散熱片或散熱筋組成，所述隔熱區(qū)上開設的第一連接孔，所述風扇固定盤上環(huán)繞主軸開設有與所述散熱區(qū)位置相應的透氣孔。所述散熱片為軸流式散熱片或離心式散熱片。所述熱絕緣材料涂敷在隔熱區(qū)上，或形成一個緊鄰隔熱區(qū)的隔熱墊。所述隔熱墊為一圓環(huán)狀薄板，薄板上設有與第一連接孔對應的第三連接孔，薄板的左、右端面上設置有指向中心的凹槽。所述第二軸承的外圓上設有同軸向的固定環(huán)，所述固定環(huán)上開設有與所述第一連接孔對應的第二連接孔，所述固定環(huán)的右端面位于第二軸承右端面的左側。所述永磁體布設在風扇固定盤的右端面上，在所述電渦流盤左端面的相應位置固定有導電非導磁材料。還包括第二永磁體和第二導電非導磁材料，所述第二永磁體布設在風扇固定盤的圓周壁內端面上，在所述電渦流盤的圓周壁的相應位置固定有第二導電非導磁材料。所述永磁體布設在風扇固定盤的圓周壁內端面上，在所述電潤流盤的圓周壁的相應位置固定有導電非導磁材料。還包括第二永磁體和第二導電非導磁材料，所述第二永磁體布設在所述風扇固定盤的圓周壁右端面上，在傳動盤的圓周壁內相應位置固定有第二導電非導磁材料。本發(fā)明的低碳經濟性電磁風扇離合器將電磁渦流高熱聚集區(qū)與高速旋轉的風扇固定盤有效分離，電磁渦流盤獨立承載柔性連接產生的電磁渦流熱量，風扇固定盤的設計可以只從有利于風葉旋轉效率的方面考慮，不再需要因散熱維持外觀尺寸和散熱面積，簡化了風扇固定盤的加工工藝，降低了制造成本。風扇固定盤設置在離合器外側，有利于風葉和風扇固定盤的維護，同時對電磁渦流盤起到保護的作用。電磁渦流盤設置在風扇固定盤和電磁鐵芯或傳動盤之間，可以避免外部沖擊導致的變形，電磁渦流盤端面不再需要承載眾多的永磁體，電磁渦流盤的結構剛性可以降低，結構重量得以減輕，可以增加更實用的隔熱保護措施，阻絕熱量傳導。同時，由于與磁鐵固定盤的作用不相同，電磁渦流盤上的導電材料可以沿電磁渦流盤徑向任意與風扇固定盤上的永磁體位置相配合設置，進一步提高柔性連接的轉動扭矩。由于不需要考慮磁性材料的特殊加固工藝，制造成本會進一步降低，柔性連接時電磁渦流盤可以隨主軸高速轉動，不會出現(xiàn)磁性材料連接故障，使得本發(fā)明的低碳經濟性電磁風扇離合器可以直接適用于高轉速發(fā)動機。本發(fā)明中兩組永磁體在風扇固定盤上不同的設置位置，既可以改善一個對應盤體的柔性連接扭矩和差動轉速，也可以改善兩個對應盤體的柔性連接扭矩和差動轉速，使風扇固定盤與其他盤體間的傳動結構更加靈活。通過以上結構，制造本發(fā)明低碳經濟性電磁風扇離合器的能耗和材料，對比傳統(tǒng)型號可以具有較大優(yōu)勢，達到了經濟環(huán)保的效果。下面結合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步說明。


圖1為本發(fā)明低碳經濟性電磁風扇離合器實施例1的結構示意圖2為本發(fā)明低碳經濟性電磁風扇離合器實施例1中電渦流盤的結構示意圖；圖3為本發(fā)明低碳經濟性電磁風扇離合器實施例1中電渦流盤的剖視圖；圖4為本發(fā)明低碳經濟性電磁風扇離合器實施例1中第二軸承的剖視圖；圖5為本發(fā)明低碳經濟性電磁風扇離合器實施例1變形中隔熱墊的剖視圖；圖6為本發(fā)明低碳經濟性電磁風扇離合器實施例2的結構示意圖；圖7為本發(fā)明低碳經濟性電磁風扇離合器實施例3的結構示意圖；圖8為本發(fā)明低碳經濟性電磁風扇離合器實施例4的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本實施例1中，在電磁風扇離合器的主軸I 一端，沿軸向自左向右順序設置風扇固定盤3、電渦流盤21、傳動盤14和鐵芯15，風扇固定盤3通過第一軸承2與主軸I轉動連接，電渦流盤21通過第二軸承4與主軸I轉動連接，傳動盤14通過半圓鍵與主軸I固定連接，鐵芯15通過第三軸承10與主軸I轉動連接。大吸合盤8和小吸合盤12與主軸I同軸向設置在電渦流盤21和傳動盤14之間，沿徑向由內向外順序設置小吸合盤12和大吸合盤8，風扇固定盤3的右端通過大彈片7連接大吸合盤8的左端面，電渦流盤21的右端通過小彈片11連接小吸合盤12的左端面。鐵芯15上設置有與小吸合盤12位置相應的小電磁鐵芯13，與大吸合盤8位置相應的大電磁鐵芯9。在風扇固定盤3上環(huán)繞主軸I開設有透氣孔16。在風扇固定盤3的右端面上，環(huán)繞主軸I布設有永磁體6，在電渦流盤21左端面的相應位置固定有銅板作為導電非導磁材料。透氣孔16采用均勻布設和分組對稱布設，永磁體6的布設采用均勻布設和分組對稱布設。通過設置獨立的電渦流盤，可以將柔性連接時，電渦流磁場產生的大量熱量，從現(xiàn)有技術的沿風扇固定盤3盤體向第一軸承2的直接傳導途徑上分離，減小對第一軸承和風葉的影響，保證風扇固定盤3的長期動平衡，保證風葉連接螺栓的穩(wěn)固。進而使風扇固定盤3作為傳動部件時，可以與連接的其他傳動部件保持低傳動損耗。如圖2所示，電渦流盤21的盤體由作為導磁材料的軟鐵沖壓拉伸制成，呈環(huán)形。沿徑向自外向內形成感應區(qū)21a、散熱區(qū)21b和隔熱區(qū)21c三個環(huán)帶。隔熱區(qū)21c上開設有第一連接孔26。如圖3所示，在感應區(qū)21a的左端面上焊接有銅板22，隔熱區(qū)21c的左、右端面和第一連接孔26的孔壁上涂覆有多層鍍鋁聚酯薄膜23作為熱絕緣材料，散熱區(qū)21b由連接感應區(qū)21a和隔熱區(qū)21c的沿周向分布的散熱片24和散熱筋25組成。感應區(qū)21a平行在隔熱區(qū)21c的左側，通過散熱區(qū)21b的散熱片24和散熱筋25平滑連接。散熱片24形成軸流散熱片，在風扇固定盤3上的透氣孔16位置與散熱區(qū)21b位置相應。散熱片24和散熱筋25的布設采用均勻布設和分組對稱布設。如圖4所示，第二軸承4的外圓上設有同軸向的固定環(huán)41，固定環(huán)41的左、右端面上開設有與電渦流盤21的第一連接孔26對應的第二連接孔42，固定環(huán)41的右端面位于第二軸承4右端面的左側，使得第二軸承4右端面和固定環(huán)41的右端面右側的外圓形成朝右的凸臺43，電渦流盤21盤體中心的通孔套在凸臺43 (即固定環(huán)41的右端面右側的第二軸承4外圓)上，利用螺栓通過第一連接孔26與第二連接孔42將電渦流盤21與第二軸承4固定連接。實際應用中，小電磁鐵芯13得電，吸合小吸合盤12，帶動電渦流盤21隨傳動盤14旋轉，電渦流盤21和風扇固定盤3間產生柔性連接,風扇固定盤3隨電渦流盤21差速旋轉，在電渦流盤21的感應區(qū)21a產生熱量大量聚集，熱量傳導到散熱區(qū)21b后，一部分隨散熱片24旋轉而排出透氣孔16，一部分沿盤體向第二軸承4的外圓傳導，由于電渦流盤21與第二軸承4之間連接面積有限，同時熱絕緣材料有效阻滯了熱量沿接觸面向第二軸承4外圓的傳導，在電渦流盤21盤體上的熱量不會快速向第二軸承4的內圓傳導，滯留在電渦流盤21盤體上，隨散熱片24旋轉逐步排出透氣孔16，使得熱量不會經主軸I傳導至第一軸承
2、風扇固定盤3。當大電磁鐵芯9得電，吸合大吸合盤8，帶動風扇固定盤3隨傳動盤14旋轉，風扇固定盤3與電渦流盤21同速旋轉，不出現(xiàn)柔性連接。利用凸臺43和連接螺栓的徑向支撐力保證了電渦流盤21不會徑向竄動，利用固定環(huán)41的端面和連接螺栓的軸向支撐力保證了電渦流盤21不會軸向竄動。由于本實施例中的電渦流盤21不需要承載永磁體，可以制造的更輕便，結構重量和結構剛性可以進一步降低，這樣再配合高轉速發(fā)動機時，電渦流盤21的啟動扭矩會更小，對主軸I的沖擊也會相應減小。實施例1中電渦流盤21與第二軸承4連接結構的一種變形在于，實施例1電渦流盤21的隔熱區(qū)21c上不涂覆熱絕緣材料，電渦流盤21隔熱區(qū)21c的左端面和固定環(huán)41的右端面間設置一個陶瓷的隔熱墊31。如圖5所示，隔熱墊31為一圓環(huán)狀陶瓷薄板，薄板上設有與第一連接孔26對應的第三連接孔32。薄板的左、右端面上設置有指向中心的凹槽33。凹槽33可以減少接觸面面積，利用電渦流盤21轉動時散熱片旋轉形成的負壓，將第二軸承4外圓上的熱量隨凹槽33中空氣抽出，提高第二軸承4外圓接觸部分的空氣流動性，提高散熱效率。通過螺栓順序穿過第二連接孔42、第三連接孔32和第一連接孔26，將第二軸承4、隔熱墊31和電渦流盤21固定連接。實施例1中電渦流盤21與第二軸承4連接結構的另一種變形在于，實施例1的電渦流盤21的感應區(qū)21a在隔熱區(qū)21c的右側，通過散熱區(qū)21b的散熱片24和散熱筋25平滑連接。電渦流盤21盤體中心的通孔套在固定環(huán)41左端面左側的外圓上，電渦流盤21隔熱區(qū)21c的右端面與固定環(huán)41左端面間設有隔熱墊31，利用螺栓通過第一連接孔26、第三連接孔32與第二連接孔42將電渦流盤21與第二軸承4固定連接。如圖6所示，在本實施例2中，在實施例1基本結構的基礎上，在風扇固定盤3的圓周壁內端面上布設有永磁體6，在電渦流盤21的圓周壁的相應位置固定有銅板22。這樣布設永磁體6和銅板22可以進一步增大柔性連接的扭矩，使同樣規(guī)格的離合器風扇固定盤在柔性連接時能夠達到更高的轉速。如圖7所示，在本實施例3中，在實施例1基本結構的基礎上，在風扇固定盤3的圓周壁內端面上布設有永磁體6，在電渦流盤21的圓周壁的相應位置固定有銅板22。在風扇固定盤3的圓周壁右端面上還布設有第二永磁體6a,第二永磁體6a的布設采用均勻布設和分組對稱布設，吸合在風扇固定盤3圓周壁內的軟鐵盤上。在傳動盤14的圓周壁內與第二永磁體6a相應位置固定有第二銅板22a。這樣布設永磁體6和第二永磁體6a可以與不同盤體的對應銅板產生柔性連接，減輕對應盤體啟動轉動時的沖擊，充分利用各盤體的轉
動能量。如圖8所示，在本實施例4中，在實施例1基本結構的基礎上，在風扇固定盤3的右端面上，環(huán)繞主軸I布設有永磁體6，在電渦流盤21左端面的相應位置固定有銅板22作為導電非導磁材料。在風扇固定盤3的圓周壁內端面上布設有第二永磁體6a,在電潤流盤21的圓周壁的相應位置固定有作為導電非導磁材料的第二銅板22。在本實施例通過兩組柔性連接提供了更大的牽引力，使得風扇固定盤3隨電渦流盤21所做的差速轉動速率能夠有效提聞。本發(fā)明中，電渦流盤21的盤體可以采用其他慣用的導磁材料，銅板可以采用其他慣用的導電非導磁材料代替，電渦流盤21的感應區(qū)、散熱區(qū)和隔熱區(qū)可以采用一體式鑄造或分體式組合方式制造。電渦流盤21的散熱區(qū)的散熱片形狀還可以加工成離心散熱片。風扇固定盤3和電渦流盤21的盤體采用低碳鋼沖壓拉伸方式制造，電渦流盤21盤體上的隔熱區(qū)21c的散熱片24和散熱筋25可在沖壓時直接成型。隔熱區(qū)21c上可以涂覆其他熱絕緣材料。以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求
1.一種低碳經濟性電磁風扇離合器，包括主軸(I)、風扇固定盤(3)，其中:還包括電渦流盤(21)，在所述主軸(I)的左端，沿軸向自左向右，順序設置所述風扇固定盤(3)和所述電渦流盤(21);所述風扇固定盤(3)上環(huán)繞主軸(I)布設有一組或若干組永磁體(6)，在電渦流盤(21)的相應位置，固定有導電非導磁材料；所述風扇固定盤(3)通過第一軸承(2)與主軸(I)轉動連接，所述電渦流盤(21)通過第二軸承(4)與主軸(I)轉動連接。
2.根據權利要求1所述的低碳經濟性電磁風扇離合器，其特征在于:所述電渦流盤(21)的盤體呈環(huán)形，沿徑向自外向內形成為感應區(qū)(21a)、散熱區(qū)(21b)和隔熱區(qū)(21c)三個環(huán)帶，所述感應區(qū)(21a)上固定有導電非導磁材料，所述隔熱區(qū)(21c)上設有熱絕緣材料，所述散熱區(qū)(21b)由連接所述感應區(qū)(21a)和所述隔熱區(qū)(21c)的散熱片(24)或散熱筋(25)組成，所述隔熱區(qū)(21c)上開設的第一連接孔(26)，所述風扇固定盤(3)上環(huán)繞主軸(I)開設有與所述散熱區(qū)(21b)位置相應的透氣孔(16)。
3.根據權利要求2所述的低碳經濟性電磁風扇離合器，其特征在于:所述散熱片(24)為軸流式散熱片或離心式散熱片。
4.根據權利要求2或3任一所述的低碳經濟性電磁風扇離合器，其特征在于:所述熱絕緣材料涂敷在隔熱區(qū)(21c)上，或形成一個緊鄰隔熱區(qū)(21c)的隔熱墊(31)。
5.根據權利要求4所述的低碳經濟性電磁風扇離合器，其特征在于:所述隔熱墊(31)為一圓環(huán)狀薄板，薄板上設有與第一連接孔(26)對應的第三連接孔(32)，薄板的左、右端面上設置有指向中心的凹槽(33)。
6.根據權利要求1至5任一所述的低碳經濟性電磁風扇離合器，其特征在于:所述第二軸承(4)的外圓上設有同軸向的固定環(huán)(41)，所述固定環(huán)(41)上開設有與所述第一連接孔(26)對應的第二連接孔(42)，所述固定環(huán)(41)的右端面位于第二軸承(4)右端面的左側。
7.根據權利要求1至6任一所述的低碳經濟性電磁風扇離合器，其特征在于:所述永磁體(6)布設在風扇固定盤(3)的右端面上，在所述電渦流盤(21)左端面的相應位置固定有導電非導磁材料。
8.根據權利要求7所述的低碳經濟性電磁風扇離合器，其特征在于:還包括第二永磁體(6a)和第二導電非導磁材料,所述第二永磁體(6a)布設在風扇固定盤(3)的圓周壁內端面上，在所述電渦流盤(21)的圓周壁的相應位置固定有第二導電非導磁材料。
9.根據權利要求1至6任一所述的低碳經濟性電磁風扇離合器，其特征在于:所述永磁體(6)布設在風扇固定盤(3)的圓周壁內端面上,在所述電潤流盤(21)的圓周壁的相應位置固定有導電非導磁材料。
10.根據權利要求9所述的低碳經濟性電磁風扇離合器，其特征在于:還包括第二永磁體(6a)和第二導電非導磁材料,所述第二永磁體(6a)布設在所述風扇固定盤(3)的圓周壁右端面上，在傳動盤(14)的圓周壁內相應位置固定有第二導電非導磁材料。
全文摘要
一種低碳經濟性電磁風扇離合器，包括主軸、風扇固定盤，其特征在于還包括電渦流盤，在所述主軸的左端，沿軸向自左向右，順序設置所述風扇固定盤和所述電渦流盤；所述風扇固定盤上環(huán)繞主軸布設有一組或若干組永磁體，在電渦流盤的相應位置，固定有導電非導磁材料；所述風扇固定盤通過第一軸承與主軸轉動連接，所述電渦流盤通過第二軸承與主軸轉動連接。本發(fā)明將電磁渦流高熱聚集區(qū)與高速旋轉的風扇固定盤有效分離，制造本發(fā)明低碳經濟性電磁風扇離合器的能耗和材料，對比傳統(tǒng)型號可以具有較大優(yōu)勢，達到了經濟環(huán)保的效果。
文檔編號F01P7/04GK103195552SQ20131010313
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權日2013年3月27日
發(fā)明者王兆宇, 邢子義 申請人:龍口中宇熱管理系統(tǒng)科技有限公司