CN101680489A - 一种离合器 - Google Patents

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Abstract

一种液压型离合器，包括线性控制活塞(300)，活塞可在离合器的通道内运动，并带动可枢转安装的支撑臂(208)，所述支撑臂被弹簧偏置得与活塞同轴，活塞远离支撑臂的一侧受液压载荷的作用。离合器为环形，与轴(1)协同运作。支撑臂的自由端靠在轴(1)形成的支撑面之上，在轴(1)和离合器(4)间存在旋转时，支撑臂也进行转开，引起活塞的移动而打开阀门，通过阀门将液压排泄掉。

Description

一种离合器
技术领域
本发明涉及一种离合器，其类型为权利要求1的前序部分所述。
背景技术
因此，本类型的离合器包括具有至少一个薄壁套筒的外壳，所述套筒形成环形腔室沿轴向伸长的侧壁。所述腔室被设置成：高压介质充入腔室后，套筒会发生充分的弹性变形，使得套筒的表面沿径向被挤压，与可推进地连接到所述离合器的元件的互补形状的光滑表面直接接触。腔室内设有与之连接的通道，所述通道设置得与分离装置配合，所述分离装置可被所述表面之间的相对运动启动，进入高压介质从腔室内流经通道的状态，从而使腔室内压力释放，元件能独立于离合器旋转。之前已经从例如US 4264229中了解到这样的离合器，它具有通过侧壁建立较高的接触压力、从而能够传输相对较大功率的优点，因此，该离合器尺寸相对较小，但能传递很大的功率。
这种离合器的缺点在于：结构复杂，将分离部件复位到接合状态耗时长，同时，它通常要求元件和离合器保持在预定的相对位置。
因此，这种现有的离合器不能，或者说很难，用远程控制的方式进行操作，也就是说，离分离部件较远时很难进行操作。
发明内容
因此，本发明的目的就是完全或部分避免上述缺陷，当离合器和元件都静止，或者两者同步旋转时，离合器仍可接合。
本发明的另一个目的是提供一种分离装置，当元件和离合器之间有相对运动时，该分离装置有相当快的反应时间，因此迅速消除表面之间的摩擦力，从而避免器件损坏的风险。通过所述分离装置，可在元件和离合器之间的任意旋转位置，起到以上的效果。另外，本发明还设计了一种简易装置，能以远程控制的方式，使离合器从分离状态重置为接合状态，以给腔室增压使离合器可再次传输动力。
本发明完全或部分达到了这些目标。
后附的独立权利要求中对该发明进行了定义。
后附的从属权利要求对本发明的具体实施例进行了定义。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行描述。
图1为根据本发明的离合器的轴向截面示意图。
图2为图1中部位II的局部放大示意图。
图3为图2沿着线III-III的截面示意图。
图4为根据图1的运动传感器(105)和阀门(104)的通用简单实施例的示意图。
具体实施方式
图1中，示出了轴(1)，具有与离合器(4)的圆柱内表面(3)邻接的圆柱外表面(2)，离合器(4)通过滚珠轴承(41)可转动地装配到轴(1)上。轴(1)的一端，装有环形轮盘(5)，其表面(51)位于轴(1)的轴线(11)的垂直面内，面对离合器(4)的表面(42)并与之相距一定距离。离合器(4)中，设置有柱状腔室(7)，它沿轴(1)的接触面(2)方面延伸，一段弹性的相对较薄的壁体(71)把腔室(7)和离合器(4)的内表面(3)分隔开来。离合器(4)在腔室(7)以外的主体部分(72)是刚性的，与管状输出轴(44)相连接。
腔室(7)可通过第一通道(81)来填入高压液体，通道(81)入口接在轴枢(84)的环形槽(83)上。轴枢(84)与轴(1)同轴，被离合器(4)带动运转。环形槽(83)上环绕一对轴封(91)来密封套筒(93)，套筒(93)与轴枢(84)同轴，并具有通向接头(95)的径向通道(94)，接头(95)连接到高压液体源(B)(没有详细示出)。
此外，还示出了从通道(81)分出的支路(101，102)，该支路(101，102)允许排出腔室(7)内的高压液体。在支路(101，102)之间，设有受传感器105控制的阀门(13)，当传感器(105)检测到离合器(4)和轴(1)的相对运动，阀门(104)打开以便高压液体从腔室(7)排出，轴的外表面(2)与壁体(71)的接界消除，它们之间不能继续传递较大的功率。
在此对上述细节进行详述。离合器分离后，传感器(105)使阀门(104)复位到闭合位置，则阀门(82)打开后，高压液体再次从通道(94)流入腔室(7)中使腔内压强增大。
由图1可以看出，单向阀(82)包含例如容纳滚珠(110)的圆锥座(110)，滚珠(110)受弹簧压力紧贴在圆锥座(110)内，并堵住同轴连接到圆锥表面(110)上的通道(112)，单向阀(82)和接头(95)之间的管道支路(81)就是从通道(112)分支出去的。圆柱形腔体(114)与通道(112)相连，且内部有活塞(115)，活塞上的推杆(116)伸到通道(112)内，当活塞(115)移动到腔体(114)的邻近末端，推杆(116)将滚珠(111)从圆锥座(110)顶起。腔体(114)的另一端(117)与液体通道(118)相连，而通道(118)的入口接在轴枢(84)的环形槽(120)上，环形槽被一对轴封(91)环绕，轴封(91)密封住套筒(93)的环形内表面，以阻止液体沿枢轴(84)表面轴向分布的槽(120)在轴向扩散。在套筒(93)内，径向开有通孔(194)与接头(coupling)(195)相通，接头(195)与高压液体源(A)(图中未详细显示)接通，用于打开单向阀(82)。由于枢轴(84)(离合器(4))在转动时，套筒(93)仍能保持静止，因此液压源(A，B)可以很方便地与接头(connection)(195，95)接通。
从图2可以看到，通道部分(101)包括柱体腔室(201)，活塞(300)在腔室(201)内移动。活塞(300)通过圆环密封圈(301)来密封内壁(201)并可在柱体腔室内移动。活塞(300)具有贯通导向通道(206)的推杆(305)，即从柱体(201)底部延伸，贯穿离合器室的端部表面(42)，延伸到空间(46)内。杆(206)通过枢接件(pivot mounting)(210)来连接支撑臂(208)，枢接件(210)是轴(211)贯穿推杆(305)和支撑臂(208)的通孔形成的。枢接件(210)的轴线与活塞(300)的位移方向垂直，沿径向延伸并与面(51)平行。支撑臂的自由端(209)在轴的圆周方向上只有很小的宽度(t)，当支撑面(209)的中心位于枢接件(210)的轴线上，并平行于活塞(300)在柱体(201)中的运动方向时，自由端(209)靠在支撑面(51)的延伸面上。
支撑臂(209)上有一对滚轮(215)，当臂(208)的自由端表面(209)稳定地停在面(51)上时，滚轮外圆轮廓与支撑面(51)之间存在一小段间隙(H)。
滚轮(215)允许臂(208)从其起始支撑位置沿支撑臂的预设倾角内快速运动。然后，滚轮释放支撑臂，将其从支撑面(51)举起以防支撑臂损坏支撑面，即使是离合器和轴之间存在持续的恒定转动时。滚轮(215)安装用于旋转，也可以是滚动轴承。滚轮(215)装设在支撑臂上，使臂两面有同样的凸起部分，这样能保证臂在两个拉开(fold out)方向上以一样的拉开角度与支撑面接触。
由图2可以看出，通道部分(102)接入空间(46)，其端部与活塞(300)下面的柱体(201)底部相连。另外，活塞(300)内有一通道(314)从活塞上端的中间区域一直延伸到适当的活塞部分(300)下面的推杆(305)的侧开口。另外还可以看出，柱体(201)含有位置固定的环状盘(318)来容纳连着两个端件(322，323)的轴件(320)，端件(322，323)和轴件(320)构成的元件(325)被限制在环状盘(318)上。下端件(323)具有光滑的下部密封表面(324)，与活塞(300)的位移方向垂直，此表面能密封住与环形座(330)相邻接的边缘部分。当活塞(300)处在上端位置时，环形座将通道(314)的上端面包围，其中上端位置对应通过轴和臂(208)带到支撑面(51)的活塞。此外，从图2可以看出，弹簧(410)使支撑臂(208)朝其所在的方向偏置，其中支撑臂(208)通过支撑表面(209)稳定地靠在表面(51)上，也就是，如图3所示的位置。
当轴和离合器之间发生旋转运动时，臂(208)将绕枢接件(210)旋转，在很短的绕轴转动时间内，滚轮(215)接触支撑面，因此臂(208)会以很快的速度转离。由于腔室(7)里的高液压作用在活塞(300)的上表面，迫使活塞向图2的下方运动，因此臂(208)从支撑位置离开后，臂(208)的旋转运动被加速。元件(325)不能随活塞(300)的位移而运动，这意味着密封面(324)将高于座(330)，因此，高压液体会沿轴(320)和环形盘(318)之间的缝隙流出，进入到通道(314)，然后进入柱体腔室(201)的底部区域，再通过通道部分(102)，最后进入空间(46)，由此，腔室(7)内的液压快速下降，使离合器分离。
当腔室(7)的压力已经被释放，面(51)和(42)不会产生任何相对旋转运动，弹簧(310)能将支撑臂(208)复位到其支撑位置，推杆(305)和活塞(300)被抬起，因此环形座(330)和面(324)之间再次密封。
打开单向阀(82)就可快速分离离合器(4)，阀装置(104)阻止液体从通道(101，102)流出。
图4示出了阀门(105)(图1)的一种常用变型。活塞(300)通过移动使柱体(201)和通道部分(102)连通。
应该理解的是，根据本发明的离合器分离后可以方便地复位，因为弹簧(410)能使支撑臂(208)朝其支撑位置移动，弹簧(410)的力足够使活塞(300)沿图2中所示的上方移动，因为当阀门打开使通道(101，102)内的液体排出，通道系统和腔室(7)内的液压会降得很低。一旦支撑臂(208)在弹簧(310)的作用下复位到支撑位置时，阀门同时重置为闭合状态。由于支撑臂在两个方向上均能转动，释放功能与离合器相对于轴的旋转方向无关。图2所示的阀门能快速排空通道系统，且滚轮(215)带动支撑臂(208)快速折叠至折叠位置，其中阀门打开液体排空通道(101，102)。
此外，通过简单方式即可完成独立于阀门装置的分离动作，而远程控制也可通过单向阀(82)的液动装置(114～117)来实现。远程控制离合器的接合也能通过液压接头(a，b)的带有转动滑块(swivel block)(93)的结构实现。

Claims (4)

1.一种离合器，包括具有至少一个薄壁套筒(71)的外壳，所述套筒(71)形成环形腔室(7)沿轴向伸长的侧壁，所述环形腔室(7)具有很小的径向厚度，所述腔室(7)被设置成：高压流体充入腔室后，套筒(71)会发生充分的弹性变形，使得套筒的表面(3)与可推进地连接到所述离合器(4)的元件(1)的互补形状的光滑表面(2)配合，腔室(7)连接到通道系统(81)，所述通道系统(81)与部件(104，105)协作来完成离合器的分离，所述部件被设置成当轴(1)和离合器(4)产生相对运动时，所述部件被触发，高压液体将通过阀门从腔室(7)顺着通道系统流出，使轴(1)可独立于离合器进行旋转，所述部件包含连接到通道系统中且带有阀门的分支管道，所述阀门允许将液体从通道系统排空，所述部件还包括可沿着与所述通道系统连接的分支管道运动的活塞，所述活塞被设置成，在第一个位移终点位置，防止所述阀门使液体从通道系统排出；而在第二个位移位置，调整所述阀门，以排出通道系统的液体；所述部件还包括被所述活塞带动的支撑装置(208)，一旦离合器(4)和元件(1)之间有相对运动时，支撑装置(208)允许活塞(300)移动到第二个位置，因此，其特征在于：支撑装置含有支撑臂(208)，所述支撑臂(208)通过枢接件(210)可枢转地连接到活塞(300，305)上，支撑臂(208)的自由端有一支撑面(209)，与垂直于活塞位移方向的支撑面(51)面接触，并且绕轴的轴线(11)对称旋转，从而保证支撑臂一定程度的旋转稳定性，支撑面(51)形成于固定连接到轴(1)的元件上，支撑臂(208)被弹簧(410)朝向其支点位置偏置，其中与活塞(300)的位移方向平行并延伸通过枢接件(210)的轴线方向的线从支撑臂(208)的支撑面(209)的中心通过，当支撑臂位于支点位置并靠在支撑面上时，活塞位于第一个位移终点位置。
2.根据权利要求1所述的离合器，其特征在于：通道系统包括高压液体的输入管道(81)和插在管道内的单向阀(84)，离合器包括输入管(118)，用于液动装置(114～116)的液体传送，用于将单向阀(82)置于打开位置，从而使离合器分离。
3.根据权利要求1或2所述的离合器，其特征在于：支撑臂(208)上设置有可转动安装的滚轮(215)，其旋转轴与臂的枢接轴平行，并且滚轮的外圆面与支撑臂的支撑面之间存在很小的一段距离，使滚轮停在支撑面上时支撑臂此时与初始支撑位置的方向呈预设的倾角，滚轮带动支撑臂远离支撑面(51)一段距离时倾角增大。
4.根据权利要求3所述的离合器，其特征在于：支撑滚轮(215)接触支撑面(51)时与支撑臂(215)在两个倾斜方向都成基本上一样的角度。
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