CN101368603B - 组合式三态超越离合器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种组合式三态超越离合器，包括组合在一起的单向超越离合器和三态超越离合器，这两个离合器共用同一个外圈和同一个内圈，并且这两个离合器中的楔块的楔紧方向相反。单向超越离合器具有单向超越和接合状态。三态超越离合器具有单向超越、接合和双向分离状态。因此，本发明的组合式三态超越离合器不仅具有普通单向超越离合器的各种工作状态，此时三态超越离合器具有双向分离状态；而且还具有双向接合状态，此时三态超越离合器处于超越或接合状态。

Description

组合式三态超越离合器

技术领域

本发明涉及一种组合式三态超越离合器。

背景技术

普通的超越离合器又称作单向超越离合器或单向轴承，是一种只能在一个转动方向传递转矩的装置。现有的超越离合器主要包括滚柱式超越离合器和楔块式超越离合器。

作为楔块式超越离合器的一个例子，CN 2476675Y(或者CN 1430000A)公开了一种具有双保持架的单向超越离合器，该单向超越离合器包括内圈和外圈，在内圈和外圈之间设有多个楔块，并且这些楔块通过内圈和外圈之间的双保持架(包括内保持架和外保持架)中开设的保持孔予以保持。在这种单向超越离合器中，通过使用双保持架结构，能够提高单向超越离合器的承载能力并延长其使用寿命。

但是在现有的单向超越离合器中，都是通过内圈和外圈之间的相对转动来实现单向超越离合器的超越状态和接合状态，从而实现主动件和从动件之间的动力传递或者断开。根据单向超越离合器的内圈和外圈之间的楔块的楔紧方向不同，主动件例如可以连接到内圈，从动件则可以连接到外圈。

具体而言，普通的单向超越离合器可以具有如下工作状态：一、主动件正向转动，带动从动件正向转动，超越离合器处于接合状态，主动件将动力传递给从动件；二、主动件和从动件同时正向转动，但从动件的正向转速高于主动件的正向转速，超越离合器处于超越状态，主动件和从动件之间的动力传递中断；三、主动件反向转动，从动件正向转动，主动件和从动件处于超越状态，即主动件反向转动不会影响从动件的正向转动；四、从动件反向转动，如果主动件正向转动或者停止时，或者主动件虽反向转动但转速低于从动件转速时，从动件的反向转动会反拖主动件(从动件的动力大于主动件)，或者从动件的反向转动由于主动件而被逆止(从动件的动力不足以反拖主动件)。

根据不同的应用场合，上述这些特点各有优缺点。例如，在主动件反转时，主动件的动力不能传递给从动件，即使用单向超越离合器时，主动件不能向从动件反向传递动力，因此不能应用在正反双向都需要传递动力的场合。

发明内容

本发明的目的是提供一种组合式三态超越离合器，它不仅具有普通单向超越离合器的各种功能，而且还具有反向传递动力的功能。

为了实现上述目的，本发明提供一种组合式三态超越离合器，该组合式三态超越离合器包括组合在一起的单向超越离合器和三态超越离合器，其中：所述单向超越离合器包括外圈，内圈，位于外圈和内圈之间的多个楔块，以及位于外圈和内圈之间保持所述多个楔块的保持架，所述多个楔块的第一工作面永久接触所述外圈的工作面，所述多个楔块的第二工作面永久接触所述内圈的工作面；所述三态超越离合器包括外圈，内圈，位于外圈和内圈之间的多个楔块，以及位于外圈和内圈之间保持所述多个楔块的保持架，所述多个楔块的第一工作面永久接触所述外圈的工作面，所述多个楔块的第二工作面能够通过楔块的转动而接触或者离开所述内圈的工作面；所述单向超越离合器和所述三态超越离合器共用同一个外圈和同一个内圈；所述单向超越离合器的楔块的楔紧方向与所述三态超越离合器的楔块的楔紧方向相反。

三态超越离合器是在普通单向超越离合器的基础上作出的改进，即通过控制楔块的第二工作面离开内圈的工作面，可以得到三态超越离合器的双向分离工作状态。由于单向超越离合器和三态超越离合器共用同一个外圈和同一个内圈，所以在三态超越离合器处于双向分离工作位置时，只有单向超越离合器起作用，因此本发明的组合式三态超越离合器具有普通的单向超越离合器的功能。

当三态超越离合器中的楔块的第二工作面接触内圈的工作面时，三态超越离合器如同普通的单向超越离合器。此时，由于单向超越离合器和三态超越离合器的安装方向相反，即它们的楔块的楔紧方向相反，因此在正反双向都必将有一个离合器处于接合状态，因此本发明的组合式三态超越离合器具有了第三种工作状态，即正反双向都接合的工作状态。

本发明的附加特征以及相应的优点在下面的具体实施方式部分进行说明。

附图说明

图1是本发明的一种组合式三态超越离合器的剖视图。

图2是本发明的组合式三态超越离合器中使用的单向超越离合器的部分装配立体图，即楔块由内、外保持架保持。

图3是本发明的组合式三态超越离合器中使用的单向超越离合器的局部剖视图。

图4是本发明的组合式三态超越离合器中使用的一种三态超越离合器的部分装配立体图，即楔块由内、外保持架保持。

图5是本发明的组合式三态超越离合器中使用的一种三态超越离合器的局部剖视图。

图6是本发明的组合式三态超越离合器中使用的另一种三态超越离合器的部分装配立体图，即楔块由内、外保持架保持。

图7是本发明的组合式三态超越离合器中使用的另一种三态超越离合器的局部剖视图。

图8是图1中所示的组合式三态超越离合器中的带有拨动杆的拨动盘的立体图。

图9是图1中所示的组合式三态超越离合器的立体图，其中为了清楚而除去了拨动盘。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

图1是本发明的一种组合式三态超越离合器的剖视图。主要参照图1，本发明提供一种组合式三态超越离合器，该组合式三态超越离合器包括组合在一起的单向超越离合器和三态超越离合器，其中：所述单向超越离合器包括外圈1，内圈2，位于外圈1和内圈2之间的多个楔块3A，以及位于外圈1和内圈2之间保持所述多个楔块3A的保持架4A(优选包括外保持架41A和内保持架42A)，所述多个楔块3A的第一工作面31A永久接触所述外圈1的工作面，所述多个楔块3A的第二工作面32A永久接触所述内圈2的工作面；所述三态超越离合器包括外圈1，内圈2，位于外圈1和内圈2之间的多个楔块3B，以及位于外圈1和内圈2之间保持所述多个楔块3B的保持架4B(优选包括外保持架41B和内保持架42B)，所述多个楔块3B的第一工作面31B永久接触所述外圈1的工作面，所述多个楔块3B的第二工作面32B能够通过楔块3B的转动而接触或者离开所述内圈2的工作面；所述单向超越离合器和所述三态超越离合器共用同一个外圈1和同一个内圈2；所述单向超越离合器的楔块3A的楔紧方向与所述三态超越离合器的楔块3B的楔紧方向相反。

在本发明的组合式三态超越离合器中，单向超越离合器和三态超越离合器可以为不同类型的超越离合器，但优选是具有相同安装尺寸的双保持架楔块式超越离合器。如同现有技术，单向超越离合器的保持架4A优选包括外保持架41A和内保持架42A，三态超越离合器的保持架4B优选包括外保持架41B和内保持架42B。

组合式三态超越离合器还可以包括位于所述外圈1和内圈2之间的隔板9，该隔板9将所述单向超越离合器的楔块3A和保持架4A与所述三态超越离合器的楔块3B和保持架4B间隔开。

图2是本发明的组合式三态超越离合器中使用的单向超越离合器的部分装配立体图，即楔块由内、外保持架保持。图3是本发明的组合式三态超越离合器中使用的单向超越离合器的局部剖视图。

如图2和图3所示，本发明使用的单向超越离合器可以包括外圈1，内圈2，位于外圈1和内圈2之间的多个楔块3A，以及位于外圈1和内圈2之间保持所述多个楔块3A的外保持架41A和内保持架42A。所述多个楔块3A的第一工作面31A永久接触所述外圈1的工作面。所述多个楔块3A的第二工作面32A永久接触所述内圈2的工作面。

如同现有技术，该单向超越离合器还可以包括位于外圈1和内圈2之间的预紧弹簧5A，该预紧弹簧5A产生预紧力使所述多个楔块3A具有朝楔紧方向(即图3中的楔块3A的逆时针旋转方向)转动的趋势，并保证所述多个楔块3A的工作一致性。

图4是本发明的组合式三态超越离合器中使用的一种三态超越离合器的部分装配立体图，即楔块由内、外保持架保持。图5是本发明的组合式三态超越离合器中使用的一种三态超越离合器的局部剖视图。

如图4和图5所示，本发明使用的一种三态超越离合器可以包括外圈1，内圈2，位于外圈1和内圈2之间的多个楔块3B，以及位于外圈1和内圈2之间保持所述多个楔块3B的外保持架41B和内保持架42B。所述多个楔块3B的第一工作面31B永久接触所述外圈1的工作面。所述多个楔块3B的第二工作面32B能够通过楔块3B的转动而接触或者离开所述内圈2的工作面。在图5中，楔块3B的第二工作面32B接触内圈2的工作面。如果楔块3B顺时针旋转一个角度，则第二工作面32B将离开内圈2的工作面。

在这种三态超越离合器中，外圈1的工作面上可以具有多个圆弧槽11，每个圆弧槽11与对应的一个楔块3B的第一工作面31相配合，并将所述第一工作面31B保持在该圆弧槽11内。内保持架42B具有轴向向外伸出的多个凸片6，每个凸片6上具有相对于轴向倾斜的斜孔61。另外，如图1、图8和图9所示，在外圈1的外圆周上可以设置轴向可滑动的拨动盘8，该拨动盘8上固定有各自插入到对应的斜孔61中的多个拨动杆81。通过内保持架42B与圆弧槽11之间的相互作用，楔块3B能够在内外圈之间围绕其枢轴端(即所述第一工作面31B)转动，从而使得楔块3B上与所述第一工作面31B相反的第二工作面32B相应地接触或者离开内圈2的工作面。

凸片6可以与内保持架42B整体形成。每个凸片6上具有相对于轴向倾斜的斜孔61。凸片6上的斜孔61也可以是在凸片6上以一定深度开设的非贯通的斜槽。但由于凸片6的厚度相对较小，如果形成为斜槽，则斜槽的深度会更小，从而不利于拨动杆81在其中轴向滑动，因此在本发明中优选使用贯通的斜孔61。斜孔61的外端可以敞开，也可以闭合。在此实施方式中，斜孔61的外端闭合。此外，所述斜孔61可以是直的长孔，也可以是弧形或螺旋形的长孔，这可以根据需要进行选择。

另外，在斜孔61的一端可以开设宽度增大的扩孔62。扩孔62可以设置在斜孔61的任意两端。在这种情况下，在需要三态超越离合器作为传统的单向超越离合器使用时，可以使拨动盘8上的拨动杆81移动到该扩孔62内，由此可以防止由于误操作而影响三态超越离合器的正常工作。作为一种替换方式，斜孔61的外端可以设置成敞开的，这也可以在一定程度上实现这种保障功能。

为了确保楔块3B的第一工作面31B稳定保持在圆弧槽11B内，可以在内圈2和外圈1之间设置预紧弹簧5B，用于产生预紧力将所述第一工作面31B压在所述圆弧槽11B内，并能使所述楔块3B有一种朝楔紧方向转动的趋势。该预紧弹簧5B可以使用现有的单向超越离合器中通常使用的预紧弹簧。

图8是图1中所示的带有拨动杆的拨动盘的立体图。图9是图1中所示的组合式三态超越离合器的立体图，其中为了清楚而除去了拨动盘。

参照图1、图4、图5、图8和图9，在上述的三态超越离合器中，为了对外圈1与内圈2之间的楔块3B的位置进行调节或者控制，可以通过控制上述的拨动盘8(作为一种控制机构)在外圈1上作轴向滑动。当拨动盘8轴向滑动时，拨动盘8上的拨动杆81可以在内保持架42B上延伸出的凸片6的斜孔61中滑动。由于斜孔61相对于轴线倾斜一定角度，因此可以带动内保持架42B相对于外圈1转动相应的角度。同时，由于楔块3B的第一工作面31B被牢固地保持在外圈1的工作面上的圆弧槽11内，所以由内保持架42B和外保持架41B所保持的楔块3B就可以在内、外圈之间围绕所述第一工作面31B转动相应的角度，从而可以导致楔块3B上的第二工作面32B相应地离开内圈2的工作面，由此内、外圈能够在正方双向实现自由转动。此时，在本发明的组合式三态超越离合器中，只有单向超越离合器起作用，具有普通单向超越离合器所具有的各种功能。

拨动盘8在外圈1的外圆周上轴向滑动、周向锁止可以通过任何合适的手段来实现，例如可以通过惯用的健-槽组合，或者花键连接。作为本发明的一种实施例，可以在所述拨动盘8的内表面上和所述外圈1的外表面上分别设置对应的轴向滚道83、13，并且在所述滚道83、13中设置多个滚子84，例如钢球，由此可以方便地实现拨动盘8在外圈1的外圆周上轴向滑动。

拨动盘8可以通过本领域公知的任何合适的手段进行驱动，例如可以通过手动、电动、电磁驱动、液动、气动等等手段来实现。作为本发明的一种实施例，拨动盘8可以通过拨叉机构或者电磁机构驱动在外圈1的外圆周上轴向滑动。

如图1所示，所述外圈1可以构造成一个二级阶梯轴的形状，同时将拨动盘8设置在该阶梯轴的小直径部分上，由此可以使超越离合器的结构更加紧凑。在此情况下，在阶梯轴的台阶部分应当相应地设置多个窗口12，使得内保持架42B上的凸片6能够穿过对应的窗口12伸出。此外，内圈2也可以构造成与所述外圈1相对应的二级阶梯轴的形状，从而能够使超越离合器的结构更加紧凑。

如图1所示，可以在内圈2与外圈1之间设置轴承7，该轴承7可以分别通过内圈2和外圈1上的轴肩和/或挡圈10进行固定，从而可以实现内圈2和外圈1之间的径向的准确定位，保证超越离合器稳定、可靠地工作。此外，内圈2和外圈1可以具有一个或者多个连接端，例如花键连接端或者齿轮连接端，用于连接外部的传动轴A和B。

图6是本发明的组合式三态超越离合器中使用的另一种三态超越离合器的部分装配立体图，即楔块由内、外保持架保持。图7是本发明的组合式三态超越离合器中使用的另一种三态超越离合器的局部剖视图。

如图6和图7所示，与上述的三态超越离合器相比，这种三态超越离合器不同之处在于：在外圈1的工作面上并没有设置圆弧槽11，而是通过将外保持架41B固定到外圈1上，来实现外保持架41B与内保持架42B之间的相对转动，从而实现楔块3B的转动。

具体而言，所述外保持架41B可以通过本领域任何公知的手段固定到外圈1上，例如螺栓连接、铆接、卡接等等。作为一个例子，可以在外保持架41B上设置凸起43，同时在外圈1的工作面上设置对应的凹槽13，将所述凸起43插入或者保持到凹槽13内，即可将外保持架41B固定到外圈1上。所述内保持架42B上设置有上述的凸片6，与上述实施例相同。因此，通过拨动凸片6带动内保持架42B相对于外保持架41B转动，就可实现楔块3B在内外圈之间的转动，从而实现该三态超越离合器的双向分离工作状态。

本发明的组合式三态超越离合器由一个普通单向超越离合器和一个三态超越离合器组合而成，并且它们单向超越接合的方向(即楔块的楔紧方向)相反，因此可以通过下面的表格清楚地显示出该组合式三态超越离合器的工作特点。

上面通过具体的实施方式对本发明的组合式三态超越离合器的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限于上述具体的结构。

例如，对于本发明的组合式三态超越离合器中所使用的单向超越离合器来说，可以使用现有技术中熟知的各种合适的单向超越离合器。对于本发明的组合式三态超越离合器中所使用的三态超越离合器来说，可以在内圈2的工作面上设置圆弧槽，将楔块3B的第一工作面31B保持在内圈2工作面上的圆弧槽内，同时通过拨动盘8或其它调整机构来调整外保持架41B相对于内圈2的相对位置，从而实现对超越离合器中楔块的不同位置进行控制。构成双保持架结构的内保持架41B和外保持架42B可以采用现有技术中任何合适的技术。并且，作为一种替换的实施方式，在本发明中也可以仅仅使用一个保持架。另外，在上述第二种三态超越离合器中，也可以将内保持架42B固定到内圈2上，同时在外保持架41B上形成带有斜孔61的所述凸片6，通过拨动盘8上的拨动杆81在斜孔61内移动，而拨动外保持架41B相对于内保持架42B转动，同样可以带动楔块3B在内外圈之间转动，从而实现本发明的目的。

另外，本发明原则上对凸片6和拨动杆81的数量和位置不作限定，但是考虑到工作可靠性以及加工成本等因素，凸片6和拨动杆81优选设置成3到4个且在周向上均匀分布。楔块3可以采用现有技术中任何合适的楔块构造及其数量。

由此可见，在本发明的范围内，可以对本发明的组合式三态超越离合器(尤其是其中的三态超越离合器)的具体结构作出各种修改或者替换，但这些修改或者替换都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合式三态超越离合器，其特征在于，该组合式三态超越离合器包括组合在一起的单向超越离合器和三态超越离合器，其中：

所述单向超越离合器包括外圈(1)，内圈(2)，位于外圈和内圈之间的多个楔块(3A)，以及位于外圈和内圈之间保持所述多个楔块的保持架(4A)，所述多个楔块(3A)的第一工作面(31A)永久接触所述外圈(1)的工作面，所述多个楔块(3A)的第二工作面(32A)永久接触所述内圈(2)的工作面；

所述三态超越离合器包括外圈(1)，内圈(2)，位于外圈和内圈之间的多个楔块(3B)，以及位于外圈和内圈之间保持所述多个楔块的保持架(4B)，所述多个楔块(3B)的第一工作面(31B)永久接触所述外圈(1)的工作面，所述多个楔块(3B)的第二工作面(32B)能够通过楔块(3B)的转动而接触或者离开所述内圈(2)的工作面；

所述单向超越离合器和所述三态超越离合器共用同一个外圈(1)和同一个内圈(2)；

所述单向超越离合器的楔块(3A)的楔紧方向与所述三态超越离合器的楔块(3B)的楔紧方向相反。

2.根据权利要求1所述的组合式三态超越离合器，其中：

所述单向超越离合器的保持架(4A)和所述三态超越离合器的保持架(4B)均为包括外保持架(41A、41B)和内保持架(42A、42B)的双保持架结构。

3.根据权利要求2所述的组合式三态超越离合器，其中：

该组合式三态超越离合器还包括位于所述外圈(1)和内圈(2)之间的隔板(9)，该隔板(9)将所述单向超越离合器的楔块(3A)和保持架(4A)与所述三态超越离合器的楔块(3B)和保持架(4B)间隔开。

4.根据权利要求3所述的组合式三态超越离合器，其中在所述三态超越离合器中：

所述外圈(1)的工作面上具有多个圆弧槽(11)，每个圆弧槽(11)与对应的一个楔块(3B)的第一工作面(31B)相配合，并将所述第一工作面(31B)保持在该圆弧槽(11)内；

所述内保持架(42B)具有轴向向外伸出的多个凸片(6)，每个凸片(6)上具有相对于轴向倾斜的斜孔(61)；以及

在所述外圈(1)的外圆周上具有轴向可滑动的拨动盘(8)，该拨动盘(8)上固定有各自插入到对应的斜孔(61)中的多个拨动杆(81)。

5.根据权利要求3所述的组合式三态超越离合器，其中在所述三态超越离合器中：

所述外保持架(41B)固定到所述外圈(1)上；

所述内保持架(42B)具有轴向向外伸出的多个凸片(6)，每个凸片(6)上具有相对于轴向倾斜的斜孔(61)；以及

在所述外圈(1)的外圆周上具有轴向可滑动的拨动盘(8)，该拨动盘(8)上固定有各自插入到对应的斜孔(61)中的多个拨动杆(81)。

6.根据权利要求4或5所述的组合式三态超越离合器，其中：

所述斜孔(61)的一端具有宽度增大的扩孔(62)。

7.根据权利要求4或5所述的组合式三态超越离合器，其中：

在所述拨动盘(8)的内表面上和所述外圈(1)的外表面上分别具有彼此对应的轴向滚道(83、13)，并且在所述轴向滚道(83、13)中具有滚子(84)。

8.根据权利要求3所述的组合式三态超越离合器，其中，

所述单向超越离合器和所述三态超越离合器分别具有位于所述外圈(1)和内圈(2)之间的预紧弹簧(5A、5B)，所述单向超越离合器的预紧弹簧(5A)产生预紧力使所述单向超越离合器的多个楔块(3A)具有朝楔紧方向转动的趋势，并保证所述单向超越离合器的多个楔块(3A)的工作一致性，所述三态超越离合器的预紧弹簧(5B)产生预紧力使所述三态超越离合器的多个楔块(3B)具有朝楔紧方向转动的趋势，并保证所述三态超越离合器的多个楔块(3B)的工作一致性。

9.根据权利要求1所述的组合式三态超越离合器，其中：

在外圈(1)和内圈(2)之间具有轴承(7)，所述轴承(7)分别通过内圈(2)和外圈(1)上的轴肩和/或挡圈(10)固定。

10.根据权利要求1所述的组合式三态超越离合器，其中：

所述外圈(1)和所述内圈(2)分别具有连接端，用于连接外部的传动轴(A、B)。

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