CN100543335C - 可选择的单向离合器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可选择的单向离合器，包括大体为环状的座圈和径向地围绕该座圈布置的大体为环状的凸轮。该凸轮具有径向内表面，该径向内表面限定有第一组多个楔形表面部分和第二组多个楔形表面部分。在座圈与凸轮之间径向地布置有第一组多个滚子。在座圈与凸轮之间径向地布置有第二组多个滚子，并且该第二组多个滚子分别插置在第一组多个滚子之间。第一组多个滚子可与第一组多个楔形表面部分选择性地接合，以在第一方向上锁定所述可选择的单向离合器，并且第二组多个滚子可与第二组多个楔形表面部分选择性地接合，以在第二方向上锁定所述可选择的单向离合器。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有两组滚子的可选择的单向离合器。
背景技术
自动变速器通常通过在一个或多个摩擦元件的选择性致动后改变动力传递路径而实现速比变化。摩擦元件可以包括单向离合器，该单向离合器配置成在第一方向上选择性地传递转矩，并配置成中断相反方向上的转矩传递。例如，可以使用单向离合器将转矩从发动机传递到变速器，而中断从变速器到发动机的反向转矩的传递。
发明内容
本发明的可选择的单向离合器包括大体为环状的座圈和径向地围绕该座圈布置的大体为环状的凸轮。该凸轮具有径向内表面，该径向内表面限定有第一组多个楔形表面部分、第二组多个平面部分和多个肩部。在座圈与凸轮之间径向地布置有第一组多个滚子。在座圈与凸轮之间径向地布置有第二组多个滚子，并且该第二组多个滚子分别插置在第一组多个滚子之间。
第一组多个滚子可与第一组多个楔形表面部分选择性地接合，以在第一方向上锁定所述可选择的单向离合器，并且第二组多个滚子可与第二组多个楔形表面部分选择性地接合，以在第二方向上锁定所述可选择的单向离合器。可选择的单向离合器还优选地包括致动器，该致动器可与第一组多个滚子选择性地接合，以便使可选择的单向离合器在第一方向上超越，并且该致动器可与第二组多个滚子选择性地接合，以便使可选择的单向离合器在第二方向上超越。
根据本发明的一个方面，致动器包括多个指状物，所述指状物适于选择性地接合第一组多个滚子和第二组多个滚子。
根据本发明的另一方面，致动器被液压地控制。
根据本发明的又一方面，可选择的单向离合器包括分别布置在第一组多个滚子与第二组多个滚子之间的多个弹簧，以便使弹簧分别偏压第一组多个滚子进入与第一组多个楔形表面部分的接合，并且偏压第二组多个滚子进入与第二组多个楔形表面部分的接合。
当接合附图时，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点易于从以下对用于实施本发明的最佳方式的详细说明而变得明显。
附图说明
图1是根据本发明的可选择的单向离合器的局部等轴剖视图；
图2是图1的可选择的单向离合器处于第一可选择位置的侧视图；
图3是图1的可选择的单向离合器处于第二可选择位置的侧视图；和
图4是图1的可选择的单向离合器处于第三可选择位置的侧视图。
具体实施方式
在附图中，相同的附图标记表示相同的组件，参照附图，图1示出可选择的单向离合器或SOWC 10的局部等轴剖视图。该SOWC 10包括大体为环状的座圈12和围绕该座圈12的大体为环状的凸轮14。在座圈12与凸轮14之间径向地布置有多个滚子16。大体为环状的致动器保持架20包括附近的多个指状物22，所述指状物配置成选择性地将滚子16中的一个或多个移动出与凸轮14的接合，这将在下文详细说明。多个弹簧24在SOWC 10超越运转时保持滚子16中的一个或多个与凸轮14紧密接触，以便当转动反向时使滚子16承载转矩。这里使用的术语“锁定”是指转矩可通过SOWC 10传递的情况，并且术语“空转”和“超越”是指转矩无法通过SOWC 10传递的情况。
凸轮14优选地在径向内表面18上限定多个楔形表面部分30。楔形表面部分30向着座圈12径向向内逐渐缩减。楔形表面部分30配置成在凸轮14与座圈12之间楔住滚子16以锁定SOWC 10，这将在下文详细说明。楔形表面部分30包括第一组多个表面部分30a和第二组多个表面部分30b，所述第一组多个表面部分便于SOWC 10在顺时针方向上的锁定，所述第二组多个表面部分便于SOWC 10在逆时针方向上的锁定。凸轮14还优选地在径向内表面18上限定多个肩部或卡钩32。肩部32配置成限制对应的滚子16相对于凸轮14的移动。
滚子16包括第一组多个滚子16a和第二组多个滚子16b，所述第一组多个滚子便于SOWC 10在顺时针方向上的锁定，所述第二组多个滚子便于SOWC 10在逆时针方向上的锁定。滚子16b分别插置在滚子16a之间。根据一优选实施例，滚子16a和16b大体为圆柱形；然而，可以想到例如球形滚子的替换配置。滚子16a和16b都可以绕其自身对应的中心线CL1转动，和/或绕由座圈12限定的中心线CL2公转。
SOWC 10配置成在第一转动方向(即，顺时针方向或逆时针方向)上锁定并将转矩从座圈12(主动件)传递到凸轮14(从动件)，并且配置成在相反的转动方向上空转。SOWC 10可根据其选择状态潜在地在任意方向上传送转矩或在任意方向上超越。另外，可以控制SOWC 10以既在顺时针方向上又在逆时针方向上锁定并传递转矩。
致动器保持架20优选地被液压地致动到三个位置P1、P2或P3中的一个处。当致动器保持架20处于图2所示的第一位置P1时，SOWC10既在顺时针方向上又在逆时针方向上将转矩从座圈12传递到凸轮14。在位置P1中，致动器保持架指状物22既不与滚子16a接合又不与滚子16b接合。在没有来自致动器保持架指状物22的作用力的情况下，每个滚子16a都接合对应的表面部分30a，并且每个滚子16b都接合对应的表面部分30b。
当致动器保持架20处于第一位置P1时转矩在顺时针方向上的传递是以以下方式实现的。座圈12在顺时针方向上的转动倾向于使滚子16a绕其各自中心线CL1(示于图1)在逆时针方向上转动，并且绕中心线CL2在顺时针方向上转动，从而使滚子16a沿凸轮14的对应表面部分30a移动。当滚子16a沿对应的表面部分30a移动时，表面部分30a径向向内的楔形使滚子16a楔住在座圈12与凸轮14之间，从而在座圈12、滚子16a和凸轮14之间形成刚性连接，并且这些组件作为单个单元转动。换言之，表面部分30a的楔形将滚子16a的顺时针转动转换为径向向内向着座圈12推动滚子16a的第一分量F1和使滚子16a绕中心线CL2在顺时针方向上公转的第二分量F2。为了本发明的目的，术语“楔住(wedge)”是指这样的情况，即，第一分量F1足以将滚子16a推靠在座圈12上，以致于阻止滚子16a绕其各自中心线CL1(示于图1)转动，并且第二分量F2将滚子16a推靠在对应的表面部分30a上，以便使滚子16a与凸轮14一起作为整体绕中心线CL2转动。因此，当滚子16a被楔住时，转矩可在顺时针方向上从座圈12通过滚子16a传递到凸轮14上。
当致动器保持架20处于第一位置P1时转矩在逆时针方向上的传递是以以下方式实现的。座圈12(主动件)在逆时针方向上的转动倾向于使滚子16b绕其各自中心线CL1(示于图1)在顺时针方向上转动，并且绕中心线CL2在逆时针方向上转动，从而使滚子16b沿凸轮14(从动件)的对应表面部分30b移动。当滚子16b沿对应的表面部分30b移动时，表面部分30b径向向内的楔形使滚子16b楔住在座圈12与凸轮14之间，从而在座圈12、滚子16b和凸轮14之间形成刚性连接，并且这些组件作为单个单元绕中心线CL2转动。因此，当滚子16b被楔住时，转矩可在逆时针方向上从座圈12通过滚子16b传递到凸轮14上。
当致动器保持架20处于图3所示的第二位置P2时，当座圈12在逆时针方向上转动时，SOWC 10将转矩从座圈12传递到凸轮14上，当座圈12在顺时针方向上转动时，SOWC 10空转。在位置P2中，致动器保持架指状物22沿逆时针方向推动滚子16a并使其脱离与表面部分30a的接合。因为致动器保持架指状物22不与滚子16b接合，滚子16b保持与对应的表面部分30b接触。另外，弹簧24推动滚子16b进入与表面部分30b的接合，以便使滚子16b设定为在逆时针方向上传送转矩。
当致动器保持架20处于第二位置P2时，SOWC 10以以下方式在逆时针方向上传递转矩。当致动器保持架20处于第二位置P2时，座圈12在逆时针方向上的转动使滚子16b绕中心线CL2公转进入与对应表面部分30b的接合，并且表面部分30b的径向向内的楔形使滚子16b楔住在座圈12与凸轮14之间。因此，当滚子16b被楔住时，转矩可在逆时针方向上从主动座圈12通过滚子16b传递到从动凸轮14上。
当致动器保持架20处于第二位置P2时，SOWC 10以以下方式空转并中断转矩在顺时针方向上的传递。因为致动器保持架指状物22将滚子16a推出与表面部分30a的接合，滚子16a未被楔住并且可绕其各自中心线CL1(示于图1)自由转动，而不将转矩传递到凸轮14上。因此，当滚子16a未被楔住时，转矩可在顺时针方向上从座圈12传递到滚子16a，由此使滚子16a绕其各自中心线CL1自转，以便使转矩不传递到凸轮14上并且使SOWC 10空转。
当致动器保持架20处于图4所示的第三位置P3时，当座圈12在顺时针方向上转动时，SOWC 10将转矩从主动座圈12传递到从动凸轮14上，并且当座圈12在逆时针方向上转动时，SOWC 10空转。在位置P3中，致动器保持架指状物22沿顺时针方向推动滚子16b并使其脱离与表面部分30b的接合。因为致动器保持架指状物22不与滚子16a接合，滚子16a保持与对应的表面部分30a接触。另外，弹簧24推动滚子16a进入与表面部分30a的接合，以便使滚子16a设定为在顺时针方向上传送转矩。
当致动器保持架20处于第三位置P3时，SOWC 10以以下方式在顺时针方向上传递转矩。当致动器保持架20处于第三位置P3时，座圈12在顺时针方向上的转动使滚子16a绕中心线CL2公转进入与对应表面部分30a的接合，并且表面部分30a的径向向内的楔形使滚子16a楔住在座圈12与凸轮14之间。因此，当滚子16a被楔住时，转矩可在顺时针方向上从主动座圈12通过滚子16a传递到从动凸轮14上。
当致动器保持架20处于第三位置P3时，SOWC 10以以下方式空转并中断转矩在逆时针方向上的传递。因为致动器保持架指状物22将滚子16b推出与表面部分30b的接合，滚子16b未被楔住并且可绕其各自中心线CL1(示于图1)自由转动，而不将转矩传递到凸轮14上。因此，当滚子16b未被楔住时，转矩可在顺时针方向上从座圈12传递到滚子16b，由此使滚子16b绕其各自中心线CL1自转，以便没有转矩传递到凸轮14上并且SOWC 10空转。
虽然已详细说明了用于实施本发明的最佳方式，熟悉本发明所涉及的技术领域的技术人员将认识到用于在所附权利要求书的范围内实现本发明的各种替换设计和实施例。
Claims (15)
1.一种可选择的单向离合器，包括：
大体为环状的座圈；
径向围绕所述座圈布置的大体为环状的凸轮，所述凸轮具有径向内表面，所述径向内表面限定有第一组多个楔形表面部分和第二组多个楔形表面部分；
径向地布置在所述座圈与所述凸轮之间的第一组多个滚子；
径向地布置在所述座圈与所述凸轮之间的第二组多个滚子，所述第二组多个滚子分别插置在所述第一组多个滚子之间；
其中所述第一组多个滚子可与所述第一组多个楔形表面部分选择性地接合，以在第一方向上基本锁定所述可选择的单向离合器，并且所述第二组多个滚子可与所述第二组多个楔形表面部分选择性地接合，以在第二方向上基本锁定所述可选择的单向离合器。
2.根据权利要求1所述的可选择的单向离合器，还包括致动器，所述致动器可与所述第一组多个滚子选择性地接合，以便使所述可选择的单向离合器在所述第一方向上超越，并且所述致动器可与所述第二组多个滚子选择性地接合，以便使所述可选择的单向离合器在所述第二方向上超越。
3.根据权利要求2所述的可选择的单向离合器，其中所述致动器包括多个指状物，所述指状物适于选择性地接合所述第一组多个滚子和所述第二组多个滚子。
4.根据权利要求3所述的可选择的单向离合器，其中所述致动器被液压地控制。
5.根据权利要求1所述的可选择的单向离合器，还包括分别布置在所述第一组多个滚子与所述第二组多个滚子之间的多个弹簧，所述多个弹簧配置成偏压所述第一组多个滚子进入各自与所述第一组多个楔形表面部分的接合，并且偏压所述第二组多个滚子进入各自与所述第二组多个楔形表面部分的接合。
6.根据权利要求1所述的可选择的单向离合器，其中所述凸轮的所述径向内表面限定有多个肩部，所述肩部配置成限制所述第一组多个滚子和所述第二组多个滚子的移动。
7.根据权利要求1所述的可选择的单向离合器，其中所述第一组多个滚子和所述第二组多个滚子大体为圆柱形。
8.根据权利要求1所述的可选择的单向离合器，其中所述第一组多个滚子和所述第二组多个滚子大体为球形。
9.一种可选择的单向离合器，包括：
大体为环状的座圈；
径向围绕所述座圈布置的大体为环状的凸轮，所述凸轮具有径向内表面，所述径向内表面限定有第一组多个楔形表面部分、第二组多个楔形表面部分和多个肩部；
径向地布置在所述座圈与所述凸轮之间的第一组多个滚子；和径向地布置在所述座圈与所述凸轮之间的第二组多个滚子，所述第二组多个滚子分别插置在所述第一组多个滚子之间，其中所述第一组多个滚子可与所述第一组多个楔形表面部分选择性地接合，以在第一方向上锁定所述可选择的单向离合器，并且所述第二组多个滚子可与所述第二组多个楔形表面部分选择性地接合，以在第二方向上锁定所述可选择的单向离合器；以及
致动器，所述致动器可与所述第一组多个滚子选择性地接合，以便使所述可选择的单向离合器在所述第一方向上超越，并且所述致动器可与所述第二组多个滚子选择性地接合，以便使所述可选择的单向离合器在所述第二方向上超越。
10.根据权利要求9所述的可选择的单向离合器，其中所述致动器包括多个指状物，所述指状物适于选择性地接合所述第一组多个滚子和所述第二组多个滚子。
11.根据权利要求10所述的可选择的单向离合器，其中所述致动器被液压地控制。
12.根据权利要求11所述的可选择的单向离合器，还包括分别布置在所述第一组多个滚子与所述第二组多个滚子之间的多个弹簧，所述多个弹簧配置成偏压所述第一组多个滚子进入与所述第一组多个楔形表面部分的接合，并且偏压所述第二组多个滚子进入与所述第二组多个楔形表面部分的接合。
13.根据权利要求12所述的可选择的单向离合器，其中所述第一组多个滚子和所述第二组多个滚子大体为圆柱形。
14.根据权利要求12所述的可选择的单向离合器，其中所述第一组多个滚子和所述第二组多个滚子大体为球形。
15.一种可选择的单向离合器，包括：
大体为环状的座圈；
径向围绕所述座圈布置的大体为环状的凸轮，所述凸轮具有径向内表面，所述径向内表面限定有第一组多个楔形表面部分、第二组多个楔形表面部分和多个肩部；
径向地布置在所述座圈与所述凸轮之间的第一组多个滚子；和径向地布置在所述座圈与所述凸轮之间的第二组多个滚子，所述第二组多个滚子分别插置在所述第一组多个滚子之间，其中所述第一组多个滚子可与所述第一组多个楔形表面部分选择性地接合，以在第一方向上锁定所述可选择的单向离合器，并且所述第二组多个滚子可与所述第二组多个楔形表面部分选择性地接合，以在第二方向上锁定所述可选择的单向离合器；
分别布置在所述第一组多个滚子与所述第二组多个滚子之间的多个弹簧，所述多个弹簧配置成偏压所述第一组多个滚子进入各自与所述第一组多个楔形表面部分的接合，并且偏压所述第二组多个滚子进入各自与所述第二组多个楔形表面部分的接合；以及
液压致动器，所述液压致动器可与所述第一组多个滚子选择性地接合，以便使所述可选择的单向离合器在所述第一方向上超越，并且所述液压致动器可与所述第二组多个滚子选择性地接合，以便使所述可选择的单向离合器在所述第二方向上超越。
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