專利名稱：離合器-制動(dòng)器總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及改進(jìn)的離合器-制動(dòng)器總成，用于傳遞力以使軸旋轉(zhuǎn)以 及用于傳遞力以保持軸不旋轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
過去，已知的離合器-制動(dòng)器總成與軸相連接，用于控制動(dòng)力傳輸。這 些已知的離合器-制動(dòng)器總成已被用于制罐機(jī)、壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、剪切機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以及其它機(jī)器。美國專利5,046,593 、 5,257,684、 5,577,581和 .6,637,568公開了已知的離合器-制動(dòng)器總成。當(dāng)機(jī)器具有不同的工作特性時(shí)，離合器-制動(dòng)器的傳力特性必須符合與 離合器-制動(dòng)器總成連用的機(jī)器的工作特性。因此， 一種機(jī)器可能需要傳遞 比較大的力來使軸旋轉(zhuǎn)和保持軸不旋轉(zhuǎn)，而另一種機(jī)器可能需要傳遞比較 小的力來使軸旋轉(zhuǎn)和保持軸不旋轉(zhuǎn)。已經(jīng)觀察到另 一個(gè)制造商的離合器-制動(dòng)器總成，當(dāng)摩擦材料完全磨損 時(shí)，在該總成中的制動(dòng)器將失效而不能停止可對操作者造成嚴(yán)重傷害的擠 壓。與此相反，即使當(dāng)所有的摩擦材料都完全磨損時(shí)，本實(shí)用新型的離合 器-制動(dòng)器總成的制動(dòng)模式仍將有效。與那些離合器-制動(dòng)器總成不同，本實(shí)用新型的離合器-制動(dòng)器總成提 供了附加的安全特征，這將會(huì)在本文中進(jìn)一步描述。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型涉及改進(jìn)的離合器-制動(dòng)器總成，該離合器-制動(dòng)器總成易 于調(diào)整，以適應(yīng)不同機(jī)器的力需求和力矩需求。軸不旋，的裝置，該、裝置包括底座件、、離合器表面:、制動(dòng)器表面、活塞: 多個(gè)傳力件、多個(gè)彈簧以及多個(gè)間隔布置的彈簧座圈，底座件具有用于容 納軸的中心開口 ，離合器表面設(shè)置在底座件的附近并可相對底座件移動(dòng)， 離合器表面能與產(chǎn)生要傳遞給軸的動(dòng)力的動(dòng)力源相連接，制動(dòng)器表面設(shè)置在底座件的附近并可相對底座件移動(dòng)，制動(dòng)器表面與固定件相連接，活塞 與底座件相連接并能相對底座件在第一和第二方向上移動(dòng)，活塞在從變?nèi)?積環(huán)形流體腔室施加于活塞上的流體壓力的作用下在第 一 方向上移動(dòng)，由 此使第一摩擦面緊壓離合器表面，以便在離合器表面和底座件之間傳遞 力，活塞在第二方向上移動(dòng)，由此使第二摩擦面緊壓制動(dòng)器表面，以便在 制動(dòng)器表面和底座件之間傳遞力，多個(gè)傳力件在活塞和底座件之間延伸并 在活塞和底座件之間傳力，多個(gè)彈簧迫使活塞在第一或第二方向上相對底 座件移動(dòng)，彈簧座圈位于底座件和活塞之間，每個(gè)彈簧座圈具有底部和多 個(gè)從底部伸出的凸起，每個(gè)彈簧以可彈性伸縮的方式布置在彈簧座圈的凸 起之一上，由此使彈簧相對底座件定位，每個(gè)傳力件布置在多個(gè)彈簧座圈 中的相鄰彈簧座圈之間。從每個(gè)彈簧座圈的底部伸出的多個(gè)凸起包括第一組凸起和第二組凸 起，第一組按照具有第一曲率半徑的弧形陣列方式布置，第二組按照具有 第二曲率半徑的弧形陣列方式布置，第二曲率半徑大于第一曲率半徑。此 外，所述多個(gè)傳力件中的每個(gè)傳力件的直徑尺寸減小并且具有被容納入所 述底座件中的一端，每個(gè)所述傳力件具有與底座件鄰接并由該底座件所支 撐的軸肩，用于為力矩載荷提供阻力。在本實(shí)用新型中，每個(gè)彈簧座圏的 凸起和底部是作為一個(gè)零件一體制成的，凸起是空心的。該裝置可以包括 與底座件固定連接的壓蓋，活塞設(shè)置在底座件和壓蓋之間，壓蓋具有多個(gè) 以流體連通方式與活塞內(nèi)的空氣流動(dòng)通道相連的空氣流動(dòng)通道。在此，空 氣流動(dòng)通道沿軸向穿過壓蓋并沿徑向穿過活塞的一部分。上述裝置還包括 形成在底座件上的多個(gè)間隔布置的凹槽，每個(gè)彈簧座圈的底部設(shè)置在多個(gè) 凹槽中的一個(gè)凹槽內(nèi)，該裝置還包括形成在底座件上的多個(gè)肋，每個(gè)肋設(shè) 置在多個(gè)凹槽的相鄰凹槽之間。本實(shí)用新型還提供一種包括被多個(gè)徑向延伸的凹槽隔開的若干弧片 的摩擦材料片，所述凹槽按一定位角和選定的深度設(shè)置，用于清除灰塵和 微粒子。制動(dòng)器表面和所述離合器表面包括具有被多個(gè)徑向延伸的凹槽隔開 的若干弧片的摩擦材料片，所述凹槽按一定位角和選定的深度設(shè)置，用于清除灰塵和微粒子。摩擦材料片的厚度范圍從約0.50mm到約6.50mm。


當(dāng)結(jié)合附圖地考慮以下說明時(shí)，本實(shí)用新型的上述特征和其它特征將變得更清楚，其中圖1是表示按本實(shí)用新型構(gòu)成的離合器-制動(dòng)器總成的安裝方式的筒 單示意圖，該離合器-制動(dòng)器總成用于傳遞力以使軸旋轉(zhuǎn)和用于傳遞力以保持軸不旋轉(zhuǎn)；圖2A和圖2B是表示圖1所示離合器-制動(dòng)器總成結(jié)構(gòu)的分解示意圖； 圖3是圖l和圖2所示離合器-制動(dòng)器總成所用的彈簣座圈的局部放大 示意圖；圖4是表示彈簧可彈性伸縮地布置在圖3的彈簧座圈凸起上的配置結(jié) 構(gòu)以及傳力件布置在相鄰彈簧座圈之間的配置結(jié)構(gòu)的示意平面圖；圖5是與圖4大體相似的示意平面圖，它表示僅在彈簧座圈的一部分 凸起上設(shè)置彈簧而其它凸起上沒有彈簧的配置；圖6是具有更短的響應(yīng)時(shí)間和較小的止動(dòng)角的另一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；圖7是壓力(磅每平方英寸(PSI))與時(shí)間(秒(s))的關(guān)系曲線圖， 示出了標(biāo)準(zhǔn)容積的離合器-制動(dòng)器總成與容積減小的離合器-制動(dòng)器總成之 間的對比關(guān)系；圖8是盤片的正面透視圖，該盤片適合于用作根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí) 施例的離合器片或者制動(dòng)片；和 圖9是摩擦材料弧片的透視圖。
具體實(shí)施方式
離合器-制動(dòng)器總成20(圖1、圖2A和圖2B)可在接合狀態(tài)與分離狀態(tài) 之間轉(zhuǎn)換操作。當(dāng)離合器-制動(dòng)器總成20處于接合狀態(tài)時(shí)，該離合器-制動(dòng) 器總成能將力從主動(dòng)件22(圖l)有效傳遞給從動(dòng)件24。當(dāng)離合器-制動(dòng)器總 成20處于分離狀態(tài)時(shí)，該離合器-制動(dòng)器總成能有效保持從動(dòng)件24不旋轉(zhuǎn)。如圖所示的主動(dòng)件22(圖l)是圓盤形飛輪，它被皮帶26驅(qū)動(dòng)，該皮帶 圍繞飛輪邊緣延伸。主動(dòng)件22通過連接件27與離合器-制動(dòng)器總成20相 連接。如圖所示的從動(dòng)件24是金屬的軸，在通過離合器-制動(dòng)器總成20 從飛輪22傳給該軸的力的作用下，該軸繞其縱向中心軸線旋轉(zhuǎn)。軸24和飛輪22可以按照大致類似于美國專利5,577,581所述的方式 被安裝在軸承28(圖l)上，以便它們相對旋轉(zhuǎn)。不過，如果需要，可以按照不同的方式安裝飛專侖22和軸24。應(yīng)當(dāng)明白的是，飛4侖22和軸24是許 多不同的已知主動(dòng)件和從動(dòng)件的代表。當(dāng)離合器-制動(dòng)器總成20處于分離狀態(tài)時(shí)，該離合器-制動(dòng)器總成將力 從固定件或固定框架30傳遞給軸24,以保持軸不旋轉(zhuǎn)。固定框架30可以 是任何期望的固定不動(dòng)的結(jié)構(gòu)。固定框架30通過連接件32與離合器-制動(dòng) 器總成20相連接。處于分離狀態(tài)的離合器-制動(dòng)器總成20將固定框架30 和軸24連接在一起，這樣一來，軸不旋轉(zhuǎn)。在流體壓力即空氣壓力的作用下，離合器-制動(dòng)器總成20被轉(zhuǎn)換操作 到接合位置。流體壓力從流壓源或管路34經(jīng)電》茲閥36到達(dá)軸24內(nèi)的中 心通道38。離合器-制動(dòng)器總成20與軸24內(nèi)的中心通道38以流體連通的 方式相連。當(dāng)電^i閥36處于如圖1示意所示的未作動(dòng)狀態(tài)時(shí)，在軸24的中心通 道38和離合器-制動(dòng)器總成20中的空氣經(jīng)排氣管42被排空。此時(shí)，處于 分離狀態(tài)的離合器-制動(dòng)器總成20將固定框架3 0與軸24連接在 一起，以 保持軸不旋轉(zhuǎn)。當(dāng)閥36作動(dòng)時(shí)，流壓源或管^各34與中心通道38以流體連通的方式 相連。經(jīng)過該軸的中心通道38流至離合器-制動(dòng)器總成20的流體壓力操縱 該離合器-制動(dòng)器總成，轉(zhuǎn)換到接合狀態(tài)。當(dāng)離合器-制動(dòng)器總成20處于接 合狀態(tài)時(shí)，力通過離合器-制動(dòng)器總成20從飛輪22被傳遞給軸24，從而 使軸24繞其縱向中心軸線旋轉(zhuǎn)?？梢韵氲降氖?，軸24可以與許多不同類 型的機(jī)器連接。例如離合器-制動(dòng)器總成20可被用于將動(dòng)力傳遞給制罐機(jī)。盡管離合器-制動(dòng)器總成20可被用于制罐機(jī)，但可以想到的是，該離 合器-制動(dòng)器總成也可以與其它已知的機(jī)器連用，所述機(jī)器要求其部件能加 速減速并需要相當(dāng)頻繁的離合操作。例如，與離合器-制動(dòng)器總成20連用 的機(jī)器可以是壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和/或剪切機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。該機(jī)器可以是單沖程 機(jī)器，或是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器。例如，離合器-制動(dòng)器總成20可以與金屬?zèng)_ 壓機(jī)、線材加工機(jī)、滾絲機(jī)、膠木板切割機(jī)、瓶子分揀機(jī)、紙張加工機(jī)或 紡織機(jī)械連用。當(dāng)然應(yīng)該理解的是，如果需要，離合器-制動(dòng)器總成20可 以與其它已知類型的機(jī)器連用。離合器-制動(dòng)器總成20的總體結(jié)構(gòu)與美國專利6,637,568所述的離合器 -制動(dòng)器總成的總體結(jié)構(gòu)相同。上述美國專利6,637,568的公開內(nèi)容在此被 全部納入本文，以作參考。離合器-制動(dòng)器總成20(圖2)包括盤轂或底座件50(圖1和圖2B)并包括 圓柱體或壓蓋54(圖1和圖2A)。盤轂或底座件50和圓柱體或壓蓋54通 過螺栓56 (圖2A)相互連接，形成殼體總成58。此外，離合器-制動(dòng)器總 成20包括制動(dòng)片60和離合器片62(圖2B)。制動(dòng)片60(圖2A)與殼體總成58 相連接。當(dāng)離合器-制動(dòng)器總成20處于接合狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)片60可相對殼體 總成58自由旋轉(zhuǎn)。離合器片62(圖2B)也與殼體總成58相連接。當(dāng)離合 器-制動(dòng)器總成20處于分離狀態(tài)時(shí)，離合器片62可相對殼體總成58自由 旋轉(zhuǎn)。另外，制動(dòng)片60和離合器片62(圖2A和圖2B)均可通過范圍有限的 運(yùn)動(dòng)相對殼體總成58軸向移動(dòng)。制動(dòng)片60和離合器片62大體為環(huán)形結(jié) 構(gòu)。殼體總成58穿過在制動(dòng)片60和離合器片62的中心部上的圓形開口。 不管離合器-制動(dòng)器總成20是如何定向安裝的，制動(dòng)片60都通過連接件 32與固定框架30相連接，而且離合器片62都通過連接件27與主動(dòng)件或 飛輪22相連接。離合器-制動(dòng)器總成20的殼體總成58與軸或其它從動(dòng)件 24固定連接在一起。當(dāng)離合器-制動(dòng)器總成20處于接合狀態(tài)時(shí)，保持離合器片62相對殼體 總成58不旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，離合器片62將力從飛輪22有效傳遞給殼體總成 58。該力驅(qū)動(dòng)殼體總成58和軸24繞該軸的縱向中心軸線旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，殼 體總成58可以相對制動(dòng)片60自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)離合器-制動(dòng)器總成20處于分離狀態(tài)時(shí)，保持殼體總成58相對制動(dòng) 片60不旋轉(zhuǎn)。這使得力能夠從固定框架30通過制動(dòng)片60傳遞給殼體總 成58,以保持該殼體總成和軸24不旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，飛輪22(圖l)和離合器 片62(圖2B)可以共同相對殼體總成58和軸24自由旋轉(zhuǎn)。離合器-制動(dòng)器總成20的金屬的殼體總成58包括金屬的盤轂或底座件 50。盤敎或底座件50按照一個(gè)金屬件形式鑄成并且具有大體為圓柱形的 中心部72(圖2B)。大體為環(huán)形的法蘭部74與中心部72像一個(gè)零件那樣一 體形成并且從該中心部起沿徑向向外延伸。圓形的中心開口或通道78延 伸穿過盤轂或底座件50的中心部72。殼體總成58還包括通過螺栓56與盤轂或底座件50(圖2B)固定連接 的、圓形的、金屬的圓柱體或壓蓋54(圖2A)。金屬的圓柱體或壓蓋54具 有圓形開口 84,該圓形開口按照與盤轂或底座件50上的中心開口 78同軸 的方式布置并且構(gòu)成該中心開口的延續(xù)部分。環(huán)形的制動(dòng)片60(圖2A)和環(huán)形的離合器片62(圖2B)與圓形的盤轂或 底座件50以及圓柱體或壓蓋54同軸布置。制動(dòng)片60具有圓形的中心開 口 96,該中心開口與盤轂或底座件50上的圓形的中心開口 78同軸布置。 同樣，離合器片62具有圓形的中心開口 98，該中心開口與盤轂或底座件 50上的圓形的中心開口 78同軸布置。制動(dòng)片60上的中心開口 96和離合 器片62上的中心開口 98具有相同的尺寸，它們的直徑小于盤轂或底座件 50的法蘭部74的直徑和圓柱體或壓蓋54的圓形邊緣部104的直徑。因此， 制動(dòng)片60和離合器片62在被夾持在盤穀或底座件50的法蘭部74和圓柱 體或壓蓋54的圓形邊緣部104之間的情況下與殼體總成58相連接。環(huán)形的活塞108(圖2A)布置在盤轂或底座件50和圓柱體或壓蓋54之 間。活塞108與盤穀或底座件50和圓柱體或壓蓋54配合，形成環(huán)形變?nèi)?積流體腔室110和環(huán)形變?nèi)莘e彈簧腔室。環(huán)形變?nèi)莘e流體腔室110以流體 連通的方式與盤轂或底座件50上的中心開口 78相連并與軸24通過一條 通道相連，該通道延伸穿過盤轂或底座件50的中心部72。變?nèi)莘e彈簧腔 室以流體連通的方式通過形成在盤穀或底座件50上的開口始終與該離合 器-制動(dòng)器總成周圍的大氣相連通。通過由多個(gè)彈簧138組成的彈簧組134(圖2B),活塞108被始終壓向 圓柱體或壓蓋54。由多個(gè)彈簧138組成的彈簧組134按照呈陣列環(huán)繞盤穀 或底座件50的圓柱形中心部72且與之同軸的方式布置。螺旋彈簧138的 左端(如圖2B所示)設(shè)置在活塞108內(nèi)的彈簧腔室中并接觸活塞。在離合器-制動(dòng)器總成20的操作過程中，高壓流體即壓縮空氣通過閥 36(圖1)和軸24內(nèi)的中心通道38來輸送。流體壓力經(jīng)過在軸24的圓柱形 外表面上的出口并經(jīng)過盤轂或底座件50內(nèi)的通道。然后，流體壓力進(jìn)入 活塞108和圓柱體或壓蓋54之間的環(huán)形變?nèi)莘e流體腔室110。在形成于活塞108和壓蓋54之間的流體腔室110中的流體壓力有效 地對活塞108施壓并壓縮由多個(gè)彈簧138組成的彈簧組134。此時(shí)，活塞 108的環(huán)形法蘭部144將離合器片62上的環(huán)形摩擦面146緊壓在盤轂或底 座件50的法蘭部74上的環(huán)形摩擦面148上。與此同時(shí)，活塞108的法蘭 部144上的環(huán)形摩擦面152緊壓離合器片62的第二摩4察面154。結(jié)果，力確切地說是力矩通過離合器片62從飛輪22(圖l)被傳遞給盤 穀或底座件50。盤轂或底座件50與軸24相連4^。 ^v飛4侖22通過離合器 片62和盤轂或底座件50傳遞給軸24的力矩有效地驅(qū)動(dòng)該軸繞其縱向中心軸線》走轉(zhuǎn)。
當(dāng)離合器-制動(dòng)器總成20要分離開時(shí)，位于活塞108和圓柱體或壓蓋 54之間的變?nèi)莘e流體腔室110通過盤轂或底座件內(nèi)的通道、軸24(圖l)內(nèi) 的中心通道38以及闊36被排空。結(jié)果，由多個(gè)彈簧138組成的彈簧組 134(圖2)有效地迫使活塞108的環(huán)形法蘭部144緊壓環(huán)形的制動(dòng)片60。制 動(dòng)片60上的環(huán)形摩擦面160緊壓圓柱體或壓蓋58的邊緣部104上的環(huán)形 摩擦面162。與此同時(shí)，在活塞108的法蘭部144上的環(huán)形摩擦面164緊 壓制動(dòng)片60上的摩#^面166。這造成通過制動(dòng)片60和盤穀或底座件50在 固定框架或固定件30(圖1)和軸24之間傳遞力。通過制動(dòng)片60傳遞的力 有效地保持軸24不旋轉(zhuǎn)。
離合器-制動(dòng)器總成20的總體結(jié)構(gòu)和操作方式與上述美國專利 5,046,593、 5,257，684和6,637,568所公開的離合器-制動(dòng)器總成的結(jié)構(gòu)和 操作方式相似。上述美國專利6,637,568的公開內(nèi)容在此被納入本文。
根據(jù)本實(shí)用新型的特征之一，由相同的彈簧座圈182、 184和186(圖 2B)組成的彈簧座圈組180以環(huán)繞成行的方式布置在盤轂或底座件50和活 塞108之間。彈簧組134中的螺旋彈簧138通過由相同的彈簧座圈182、 184和186組成的彈簧座圈組180相對盤轂或底座件50和活塞108定位。
由傳力件192、 194和196組成的傳力件組190(圖2B)在盤轂或底座件 50與活塞108之間延伸?？招膱A柱形的傳力件或管192、 194和196可滑 動(dòng)地容納在空心圓柱形的套管202、 204和206內(nèi)。套管202、 204和206 ^^緊固在活塞108上的圓形開口(未示出)內(nèi)。傳力件l92、 194和1%的右 端(如圖2所示)被緊固在盤轂或底座件50上的圓形開口內(nèi)。傳力件192、 194和196的另一端或左端可滑動(dòng)地安置在套管202、 204和206內(nèi)。
傳力件192、 194和196將盤轂或底座件50與活塞108相互連接起來。 當(dāng)離合器-制動(dòng)器總成20處于接合狀態(tài)時(shí)，力(力矩)從飛輪22被傳遞給離 合器片62。力從離合器片62被傳遞給活塞108和盤轂或底座件50。力通 過傳力件192、 194和196在盤轂或底座件50和活塞108之間傳遞。因此， 盤穀50可與活塞108共同旋轉(zhuǎn)。
傳力件192、 194和196(圖2B)布置在相鄰的彈簧座圏182、 184和186 之間，但與彈簧座圈間隔開。因此，傳力件192布置在彈簧座圈182和184 之間。同樣，傳力件194布置在彈簧座圈184和186之間。傳力件196布 置在彈簧座圈186和182之間。傳力件192、 194和196可以相對套筒202、204和206和活塞108軸向滑動(dòng)，從而容許活塞和盤轂或底座件50之間的 軸向移動(dòng)。
彈簧座圈182(圖3)由模制聚合物材料一體制成。彈簧座圈182包括底 部220和多個(gè)相同的空心的凸起224。雖然凸起224是空心的，但如果需 要，它們也可以是實(shí)心的。
彈簧座圈182的底部220為平板狀，具有弧形的徑向內(nèi)邊緣部分228 和弧形的徑向外邊緣部分23 0 。側(cè)邊緣部分232和234在弧形的徑向內(nèi)邊 緣部分228和徑向外邊緣部分230之間徑向延伸。側(cè)邊緣部分232和234 沿徑向線布置，該徑向線延伸經(jīng)過徑向內(nèi)邊緣部分228和徑向外邊緣部分 230的曲率中心。彈簧座圈184和186具有與彈簧座圈182相同的結(jié)構(gòu)。
多個(gè)凸起224包括按照弧形陣列方式布置的弧形徑向內(nèi)凸起組240和 按照弧形陣列方式布置的弧形徑向外凸起組244?；⌒螐较騼?nèi)凸起組240 和弧形徑向外凸起組244纟姿照這樣的弧形陣列方式布置，即弧形陣列的曲 率中心位于離合器-制動(dòng)器總成20的縱向中心軸線上。徑向內(nèi)邊緣部分228 和徑向外邊緣部分230的曲率中心與弧形徑向內(nèi)凸起組240和弧形徑向外 凸起組244的曲率中心相同。
盡管弧形徑向內(nèi)凸起組240如圖所示地具有比弧形徑向外凸起組244 更多的凸起，但可以想到的是，弧形徑向外凸起組244所具有的凸起也可 以多于弧形徑向內(nèi)凸起組240的凸起。這些凸起224具有垂直于底部220 延伸的平行的中心軸線。
彈簧座圈182、 184和186布置在凹槽250(圖4)內(nèi)，所述凹槽形成于 盤轂或底座件50上的徑向延伸的肋251之間。每個(gè)凹槽250呈弧形，這 類似于彈簧座圈182(圖3)底部220的形狀，但略大一些。 一旦相同的彈簧 座圈182、 184和186已經(jīng)4妄如圖4所示的方式布置在底部50上的相同的 凹槽250內(nèi)，螺旋彈簧138就能以彈性伸縮方式布置在凸起224上。
彈簧138的下端(如圖4所示)抵接在彈簧座圈182、 184和186之一的 底部220上。彈簧138的上端延伸超過凸起224的上端(如圖4所示)。如 圖4所示，當(dāng)彈簧138以可彈性伸縮的方式布置在凸起224上時(shí)，彈簧138 按照與所述凸起同軸的方式布置。
這些凸起224將這些彈簧138保持在彈簧垂直于盤轂或底座件50的 凹槽250的平底面并垂直于活塞108延伸的方向上。通過彈簧座圈182、 184和186,使彈簧138相對盤轂或底座件50和活塞108被定位。在活塞108上設(shè)有用于容納與底部220間隔開的彈簧138端部的凹槽，所述凹槽 的配置結(jié)構(gòu)與盤敎或底座件50上的凹槽250的配置結(jié)構(gòu)相似。凸起224 的端部不接觸活塞108。
彈簧座圏182、 184和186被容納在形成于盤轂或底座件50上的凹槽 內(nèi)。在彈簧座圈182、 184和186上的弧形徑向內(nèi)凸起組240的凸起224 上的彈簧138呈圓形布置，該圓形的中心位于離合器-制動(dòng)器總成20的縱 向中心軸線上。同樣，設(shè)置在彈簧座圈182、 184和186的弧形徑向外凸 起組244的凸起224上的彈簧138也呈圓形布置，該圓形的中心位于離合 器-制動(dòng)器總成20的縱向中心軸線上。傳力件192、 194和196呈圓形布置， 該圓形的曲率半徑大于彈簧座圏的弧形徑向內(nèi)凸起組240的曲率半徑。
彈簧138可以在彈簧座圈182、 184和186被安置在盤轂或底座件50 的凹槽內(nèi)之前或者之后以可彈性伸縮的方式定位在凸起224上。因此，彈 簧138可以布置在彈簧座圈182、 184和186的凸起224上，同時(shí)，所述 彈簧座圈與盤轂或底座件50間隔開。于是，彈簧座圏182、 184和186連 同安置在凸起224上的彈簧可以被定位在盤轂或底座件50的凹槽250內(nèi)。
當(dāng)離合器-制動(dòng)器總成20被安裝用于與具有特殊的力需求或力矩需求 的特定機(jī)器相連的從動(dòng)件24連用時(shí)，可以選擇具有一定剛性的彈簧138, 其剛性將在離合器-制動(dòng)器總成處于接合狀態(tài)時(shí)提供必需的力或力矩。因 此，當(dāng)離合器-制動(dòng)器總成20需要具有比較大的力或力矩傳遞能力時(shí)，可 以采用其線圏由比較粗的線匝構(gòu)成的彈簧138。或者，當(dāng)離合器-制動(dòng)器總 成需要具有比較小的力或力矩傳遞能力時(shí)，可以采用由比較細(xì)的金屬線形 成的彈簧138。不管用于制造彈簣138的金屬線的粗細(xì)，螺旋彈簧都將形 成有中心開口，該中心開口允許彈簧可彈性伸縮地安置在凸起224上。因 此，可以調(diào)整彈簧138的彈簧常數(shù)和離合器-制動(dòng)器總成20所傳遞的力， 以使離合器-制動(dòng)器總成能與從動(dòng)軸24連用，該從動(dòng)軸用于具有不同力需 求或力矩需求的機(jī)器。
與其提供其彈簧常數(shù)在離合器-制動(dòng)器總成處于接合狀態(tài)時(shí)能傳遞所 需的力或力矩的彈簧138，不如可以改變彈簧數(shù)量。在圖4中，彈簧138 與每個(gè)凸起224搭配使用。不過，當(dāng)去掉與部分凸起連用的彈簧時(shí)，離合 器-制動(dòng)器總成20的傳力特性或力矩傳遞特性會(huì)降低。因此可以按照圖5 所示方式從每個(gè)彈簧座圏182、 184和186的其中兩個(gè)凸起224上省掉彈 簧。當(dāng)然如果需要，可省掉更多或更少的彈簧。通過減少與每個(gè)彈簧座圈182、 184和186連用的彈簧，在不改變單個(gè)彈簧138的結(jié)構(gòu)的情況下，能 降低處于接合狀態(tài)的離合器-制動(dòng)器總成20的傳力能力或力矩傳遞能力。
為了促進(jìn)離合器-制動(dòng)器總成20的冷卻，在底座件50上設(shè)有多個(gè)開口 260(圖4)。這些開口 260能使空氣經(jīng)底座件50流入離合器片62的中心開 口 98(圖2)。同樣，在圓柱體或壓蓋54上設(shè)有狹縫或開口 264(圖2)。圓柱 體或壓蓋54上的開口 264能使空氣經(jīng)壓蓋流入制動(dòng)片60上的開口 96。制 動(dòng)片60上的開口 96和離合器片62上的開口 98以流體連通方式與活塞108 上的開口 266相連。在活塞108外邊緣上的徑向延伸的開口 266以流體連 通的方式通過活塞108內(nèi)的內(nèi)通道與該活塞的兩個(gè)相反主側(cè)面上的狹縫或 開口 270相連。這允許在圓柱體或壓蓋54和盤穀或底座件50之間通過活 塞108形成冷卻氣流。
現(xiàn)參考圖6,其中相同或相似的數(shù)字標(biāo)記表示圖l-5示出和描述的上 述實(shí)施例的相同或類似的結(jié)構(gòu)，圖中示出了改進(jìn)的總體用20，標(biāo)記的另一 實(shí)施例，該實(shí)施例具有更短的響應(yīng)時(shí)間和改進(jìn)的止動(dòng)角。本文所使用的術(shù) 語"止動(dòng)角"意思是指從動(dòng)軸24從操作者將離合器-制動(dòng)器總成從離合器 模式(接合狀態(tài))轉(zhuǎn)換到制動(dòng)模式(分離狀態(tài))直到從動(dòng)軸24完全停住 所旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。從圖7可以看出，減小離合器-制動(dòng)器總成的空氣容積對減 少響應(yīng)時(shí)間和減小止動(dòng)角有重要的作用。
離合器-制動(dòng)器總成20，與上述離合器-制動(dòng)器總成20在結(jié)構(gòu)上類似， 操作和功能可以參考前述的離合器-制動(dòng)器總成20,而在本文中提到的改 進(jìn)之處特別地進(jìn)行了標(biāo)識(shí)和編號(hào)。減小環(huán)形變?nèi)莘e流體腔室IIO，中空氣容 積減少了離合器-制動(dòng)器總成20，從離合器接合狀態(tài)轉(zhuǎn)換到制動(dòng)器接合狀態(tài) 所花費(fèi)的時(shí)間。變?nèi)莘e流體腔室IIO，的空氣盡可能快地被排空。在圖1-5 中示出和描述的標(biāo)準(zhǔn)離合器-制動(dòng)器總成20的一個(gè)型號(hào)中，在處于接合狀 態(tài)時(shí)，環(huán)形變?nèi)莘e流體腔室110中的空氣容積約為141立方英寸。例如在 一個(gè)型號(hào)中，通過將該容積減少約37%到約89立方英寸，響應(yīng)時(shí)間和止 動(dòng)角得到大幅度改進(jìn)，這明顯可以從表示具有不同尺寸的流體腔室110, 110 ，的相同型號(hào)的測試結(jié)果的圖7所示曲線圖中看出。
為了減小環(huán)形流體腔室IIO，的容積，該實(shí)施例中的圓柱體54，包括位 于其中心的沉孔300,該沉孔300適合于容納盤轂或底座件50，的縮短的中 心部72，。對離合器-制動(dòng)器總成20的這兩個(gè)改進(jìn)減小了離合器片62的摩 擦面146， 154以及制動(dòng)片60的摩擦面160, 166上的摩擦材料片與活塞108的環(huán)形法蘭部144之間的縫隙。結(jié)果，活塞108更深地嵌入圓柱體54， 中，并且減小了環(huán)形流體腔室110，的空氣容積。因此，在離合器片62的 摩擦面146，， 154，和制動(dòng)片60上的摩擦面160，， 166，上的每片摩擦材料片 的厚度減小，以允許它們裝配入由前述改進(jìn)所形成的減小的縫隙中。
離合器-制動(dòng)器總成20，的另一種結(jié)構(gòu)改變涉及傳力件192，、 194，和 196，。每個(gè)傳力件192，、 194，和196，的端部302的直徑尺寸都比主體部分 的直徑尺寸小，直徑尺寸減小了約27%,并且該端部302構(gòu)造成能容納在 盤敎50，的開口 304中。這種直徑上的改變在傳力件中形成軸肩306,該軸 肩306與盤穀50，鄰接且由其支撐并且具有為在傳力件施加力矩給活塞108 時(shí)所產(chǎn)生的力矩荷載提供阻力的功能。
離合器-制動(dòng)器總成20，中使用的摩擦材料片400具有徑向延伸的凹槽 402,凹槽402不僅在需要更換時(shí)可作為操作者的視覺指示器，而且通過 清除粉塵或其它微粒子還能起到性能增強(qiáng)器的作用。除了這種安全機(jī)構(gòu)之 外，離合器-制動(dòng)器總成20、 20，還在分離狀態(tài)或制動(dòng)模式下提供了足夠大 間隙和活塞行程用于防止擠壓或機(jī)器中金屬與金屬之間的接觸，這不同于 本領(lǐng)域其它所銷售的離合器-制動(dòng)器總成。這兩種安全機(jī)構(gòu)是本實(shí)用新型的 重要特征。
現(xiàn)參考圖8，示出了適合用作制動(dòng)片60或離合器片62的摩擦盤片310。 摩擦材料片400結(jié)合到帶凹口的墊板404上，該墊板用多個(gè)固定件408連 接到中心板406凹口 。帶凹口的墊板404包括與摩擦材料片400機(jī)械接合 的多個(gè)開口 (未示出)。這些開口大體上是圓形結(jié)構(gòu)，并且交錯(cuò)排列，這 為每六個(gè)摩擦材料弧片410提供五個(gè)開口。在一個(gè)實(shí)施例中，這些開口的 直徑大約為10mm。
在圖9所示實(shí)施例中，摩擦材料片400由在中心板406各側(cè)上的四組 弧片組成，每組包括六個(gè)弧片410。每個(gè)弧片410用凹槽402隔開，凹槽 402布置成夾角 大約為12.5°±0.5。。凹槽的寬度大約為10mm士0.8mm, 且深度大約為2.75mm士0.25mm。
有利的是，離合器-制動(dòng)器總成20，使用前述薄的摩擦材料片400,該 摩擦材料片400在帶凹口的墊板404上保持平面狀態(tài)。對于所公開的內(nèi)容 來說，薄的摩擦材料片是指其尺寸范圍從0.5mm到約4.0mm,并且更優(yōu)選 的是約3.25mm土0.25mm 。此外，凹槽402通過最小化在帶凹口的墊板 404上的摩擦材料片400在整體成型和硬化過程中的殘余應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力以及應(yīng)變，有助于使摩擦材料片400在墊板上保持平面狀態(tài)，帶凹口的墊板
404具有減小摩〗察材料片400翹曲的總體有效效應(yīng)。
根據(jù)上述說明，顯然本實(shí)用新型提供了一種改進(jìn)的新型離合器-制動(dòng)器 總成20、 20，，用于傳遞力以使軸24旋轉(zhuǎn)以及用于傳遞力以保持軸不旋轉(zhuǎn)。 離合器-制動(dòng)器總成20、 20，易于調(diào)整，以適應(yīng)不同的力需求和力矩需求。 離合器-制動(dòng)器總成20、 20，可以包括具有用來容納軸24的中心開口 78的 底座件50、 50，。離合器表面146、 146，、 154、 154，可以相對底座件50,50， 移動(dòng)。制動(dòng)器表面160、 160，、 166、 166，可以相對底座件50移動(dòng)?；钊?108可以在第一方向上相對底座件移動(dòng)，迫使第一摩擦面152緊壓離合器 表面146、 146，，由此使力從離合器表面?zhèn)鬟f出去?；钊?08可以在第二 方向上移動(dòng)，迫4吏第二摩〗察面164緊壓制動(dòng)器表面166、 166，。
由多個(gè)彈簧138組成的彈簧組134可以在第一方向或第二方向上相對 底座件50、 50，推動(dòng)活塞108。由間隔布置的彈簧座圈182、 184和-186組 成的彈簧座圈組180具有凸起224,彈簧138以彈性伸縮方式布置在凸起 224上。傳力件192、 194和196或192，、 194，和196，設(shè)置在彈簧座圈組 180的相鄰彈簧座圈182、 184和186之間。
1權(quán)利要求1.一種用于傳遞力以使軸(24)旋轉(zhuǎn)以及用于傳遞力以保持軸不旋轉(zhuǎn)的離合器-制動(dòng)器總成，該總成包括底座件(50)、離合器表面(154)、制動(dòng)器表面(166)、活塞(108)、多個(gè)傳力件(192-196)以及多個(gè)彈簧(138)，其中所述底座件(50)具有用來容納該軸的中心開口(78)，所述離合器表面(154)設(shè)置在所述底座件的附近并可相對所述底座件移動(dòng)，所述離合器表面能與產(chǎn)生要傳遞給該軸的動(dòng)力的動(dòng)力源相連接，所述制動(dòng)器表面(166)設(shè)置在所述底座件附近并可相對所述底座件移動(dòng)，所述制動(dòng)器表面與固定件相連接，所述活塞(108)與所述底座件相連接并能相對所述底座件在第一方向和第二方向上移動(dòng)，所述活塞在從環(huán)形變?nèi)莘e流體腔室施加到所述活塞的流體壓力的作用下沿第一方向移動(dòng)，由此使第一摩擦面緊壓在所述離合器表面上，以便在所述離合器表面和所述底座件之間傳遞力，并且所述活塞在第二方向上移動(dòng)，由此使第二摩擦面緊壓在制動(dòng)器表面上，以便在所述制動(dòng)器表面和所述底座件之間傳遞力，所述多個(gè)傳力件(192-196)在所述活塞和所述底座件之間延伸并在所述活塞和所述底座件之間傳遞力，所述多個(gè)彈簧(138)迫使所述活塞在所述第一方向或所述第二方向上相對所述底座件移動(dòng)，其特征在于所述離合器-制動(dòng)器總成包括多個(gè)間隔布置的彈簧座圈(182-186)，所述彈簧座圈位于所述底座件(50)和所述活塞(108)之間，每個(gè)所述彈簧座圈具有底部(220)和多個(gè)從所述底部伸出的凸起(224)，每個(gè)所述彈簧(138)以可彈性伸縮的方式布置在所述彈簧座圈(182-186)的所述凸起(224)之一上，由此使該彈簧相對所述底座件定位，每個(gè)所述傳力件(192-196)布置在所述多個(gè)彈簧座圈(182-186)中的相鄰彈簧座圈之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其特征在于，從每個(gè)所述彈簧座圏的所述底部伸出來的所述多個(gè)凸起包括第一組凸起和第二組凸起，所述第一組按照具有第 一 曲率半徑的內(nèi)弧形陣列的方式布置，所述第二組按照具有第二曲率半徑的外弧形陣列方式布置，所述第二曲率半徑大于所述第一曲率半徑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的總成，其特征在于，所述多個(gè)傳力件中的每個(gè)傳力件的直徑尺寸減小并且具有被容納入所述底座件中的一端，每個(gè)所述傳力件具有與底座件鄰接并由該底座件所支撐的軸肩，用于為力矩載荷提供阻力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其特征在于，每個(gè)所述彈簧座圈的所述凸起和所述底部是作為一個(gè)零件一體制成的，并且所述凸起是空心的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其特征在于，所述總成還包括與所述底座件固定連接的壓蓋，所述活塞設(shè)置在所述底座件和所述壓蓋之間，所述壓蓋具有多個(gè)以流體連通方式與所述活塞內(nèi)的空氣流動(dòng)通道相連的空氣流動(dòng)通道。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的總成，其特征在于，所述空氣流動(dòng)通道沿軸向穿過所述壓蓋并沿徑向穿過所述活塞的一部分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其特征在于，所述總成還包括形成在所述底座件上的多個(gè)間隔布置的凹槽，每個(gè)所述彈簧座圏的所述底部設(shè)置在所述多個(gè)凹槽中的一個(gè)凹槽內(nèi)，該裝置還包括形成在所迷底座件上的多個(gè)肋，每個(gè)所述肋設(shè)置在所述多個(gè)凹槽的相鄰凹槽之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其特征在于，還包括具有完全居中的沉孔的壓蓋，該沉孔構(gòu)造成來接受所述底座件的軸向延伸的中心部分的一端。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其特征在于，所述變?nèi)莘e流體腔室容積減小用于更快地排空流體，以使制動(dòng)器表面更快接合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其特征在于，所述制動(dòng)器表面和所述離合器表面包括具有被多個(gè)徑向延伸的凹槽隔開的若干弧片的摩擦材料片，所述凹槽按一定位角和選定的深度設(shè)置，用于清除灰塵和微粒子。
11. 一種用于傳遞力以使軸(24)旋轉(zhuǎn)以及用于傳遞力以保持軸不旋轉(zhuǎn)的離合器-制動(dòng)器總成，其特征在于所述離合器-制動(dòng)器總成具有一種摩擦材料片，該摩擦材料片包括被多個(gè)徑向延伸的凹槽隔開的若干弧片，所述凹槽按一定位角和選定的深度設(shè)置，用于清除灰塵和微粒子。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的總成，其特征在于，所述定位角的范圍從12.0°到13.0° 。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的總成，其特征在于，所述相鄰兩弧片之間的定位角為12.5° 。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的總成，其特征在于，所述摩擦材料片的厚度范圍從0.50mm到6.50mm。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的總成，其特征在于，所述摩擦材料片的厚度范圍從0.5mm到4.0mm。
16.根據(jù)權(quán)利要求M所述的總成，其特征在于，所述摩擦材料片的厚度為3.25mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于傳遞力以使軸旋轉(zhuǎn)以及用于傳遞力以保持軸不旋轉(zhuǎn)的離合器-制動(dòng)器總成。該總成包括多個(gè)在活塞和底座件之間傳遞力的傳力件，迫使活塞相對底座件移動(dòng)的多個(gè)彈簧，以及布置在底座件和活塞之間的多個(gè)彈簧座圈。每個(gè)彈簧座圈包括多個(gè)從底部伸出的凸起。每個(gè)彈簧以可彈性伸縮的方式布置在凸起中的一個(gè)上。每個(gè)傳力件布置在相鄰的彈簧座圈之間。
文檔編號(hào)F16D67/04GK201326670SQ20082013460
公開日2009年10月14日 申請日期2008年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者G·M·斯帕克, J·M·拉斯科, R·S·蒂基斯基 申請人:伊頓公司