CN102606647B

CN102606647B - 新型超越离合器

Info

Publication number: CN102606647B
Application number: CN201210065140.8A
Authority: CN
Inventors: 赖建福
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: CN102606647A

Abstract

本发明涉及一种新型超越离合器，其特征在于：包括截面呈飞轮状的扭矩轮和套设在扭矩轮外围的扩张夹片组，以及设在扩张夹片组外围的摩擦轮，所述扩张夹片组是由多个截面呈楔形状的扩张夹片首尾排列构成的环形状，所述扩张夹片外环表面与摩擦轮内环表面设计成环面接触结构，所述扩张夹片楔形大端侧面与扭矩轮飞轮齿端侧面之间设有预紧力弹簧，所述扩张夹片内环表面与扭矩轮飞轮齿形外侧面表面设计成环面接触结构。与现有技术相比较，本发明具有受力面为面接触，材料应力小，使用寿命长等特点。

Description

新型超越离合器

技术领域：

本发明涉及一种新型超越离合器。

背景技术：

传统的超越离合器有滚柱超越离合器和契块超越离合器两大类，但由于他们都是线接触而且接触面都会产生滑动摩擦，具有容易磨损的缺点，所以其堵转力矩小且接触面容易磨损，使用寿命比较短。

发明内容：

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种大扭矩、长寿命的新型超越离合器，该新型超越离合器具有接触面积大，材料应力小，使用寿命长等优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明的超越离合器，其特征在于：包括截面呈飞轮状的扭矩轮和套设在扭矩轮外围的扩张夹片组，以及设在扩张夹片组外围的摩擦轮，所述扩张夹片组是由多个截面呈楔形状的扩张夹片首尾排列构成的环形状，所述扩张夹片外环表面与摩擦轮内环表面设计成环面接触结构，所述扩张夹片楔形大端侧面与扭矩轮飞轮齿端侧面之间设有预紧力弹簧，所述扩张夹片内环表面与扭矩轮飞轮齿形外侧面表面设计成环面接触结构。

上述扭矩轮飞轮齿形外侧面与扩张夹片内环表面之间设有面滚柱轴承。

上述面滚柱轴承与扭矩轮飞轮齿端侧面之间设有平衡弹簧。

上述扭矩轮与扩张夹片相接触的面上设有储油槽。

上述扭矩轮与扩张夹片上设置加力杠杆槽，在扭矩轮与扩张夹片之间设置有插置于加力杠杆槽中的加力杠杆。

上述扩张夹片任意一个侧面以上设有限位凸块与设在其旁侧控制轮上的限位孔配合定位。

上述控制轮与扭矩轮上对应设有穿设锁定孔的锁定销。

上述控制轮上设有的限位孔的轴线H与预紧力弹簧弹力的方向K不相垂直。

上述扩张夹片外环表面设置导通槽。

上述扩张夹片外环表面与摩擦轮内环表面为摩擦系数较大的摩擦面，扩张夹片内环表面与扭矩轮飞轮齿形外侧面表面为摩擦系数较小的摩擦面。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：（1）受力面为面接触，材料应力小，使用寿命长；（2）堵转力矩比传统的超越离合器大5至10倍；（3）带有滚柱、滚珠、滚针等滚动材料的接触面为纯滚动运动不容易磨损。

附图说明：

图1是本发明实施例一立体构造示意图；

图2是本发明实施例一组装状态剖面图；

图3是本发明实施例二立体构造示意图；

图4是本发明实施例二组装状态剖面图；

图5是本发明实施例三立体构造示意图；

图6是本发明实施例三组装状态剖面图；

图7是本发明实施例四组装状态剖面图（其为扭矩轮在扩张夹片组和摩擦轮外面，摩擦轮在最里面，带面滚柱轴承的）；

图8是本发明实施例五立体构造示意图（其为扭矩轮在扩张夹片组和摩擦轮外面，摩擦轮在最里面，带加力杠杆的）；

图9是本发明实施例五组装状态剖面图（其为扭矩轮在扩张夹片组和摩擦轮外面，摩擦轮在最里面，带加力杠杆的）；

图10是限位凸块与限位孔的关系图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例一如图1、2所示，本发明的超越离合器，包括截面呈飞轮状的扭矩轮2和套设在扭矩轮2外围的扩张夹片组3，以及设在扩张夹片组外围的摩擦轮4，扩张夹片组3是由多个截面呈楔形状的扩张夹片5首尾排列构成的环形状，扩张夹片外环表面6与摩擦轮内环表面7设计成环面接触结构，扩张夹片楔形大端侧面8与扭矩轮飞轮齿端侧面9之间设有预紧力弹簧10（但不局限于此），扩张夹片内环表面11与扭矩轮飞轮齿形外侧面表面12设计成环面接触结构。摩擦轮与扭矩轮的力矩输出与输入端，两者可自由互换。

上述结构的工作原理如下：

以图2为主要参照图，首先扭矩轮2通过预紧力弹簧10施加给各扩张夹片5的压力不仅使得各扩张夹片相对于扭矩轮2有逆时针转动的趋势，在扭矩轮飞轮齿形外侧面表面12的作用下还使得各扩张夹片5对摩擦轮4有一个初始的压力，当扭矩轮2相对于摩擦轮4逆时针转动时，各扩张夹片受到预紧力弹簧的弹力也相对于摩擦轮4逆时针转动，此时扭矩轮为自由状态。当扭矩轮2相对于摩擦轮4顺时针转动时，由于预紧力弹簧10和扭矩轮2施加给扭矩轮飞轮齿形外侧面表面12力的合力的作用，使得各扩张夹片压向摩擦轮4，使得各扩张夹片5通过摩擦力与摩擦轮4保持相对静止，此时摩擦轮4利用摩擦力通过各扩张夹片反作用在扭矩轮2上使得扭矩轮2与摩擦轮4契紧在一起，以达到堵转的作用。当扭矩轮2相对于摩擦轮4从顺时针旋转变成逆时针旋转时，各扩张夹片与扭矩轮相接触的面相互分离，扭矩轮再次恢复到自由状态。

但是，任何材料都存在摩擦力和弹性变形，当上述系统中的扭矩轮从顺时针旋转变成逆时针旋转时，整个系统将堵转扭矩力产生的弹性形变的能量存储在了扭矩轮与扩张夹片、扩张夹片与摩擦轮两两相接触的面上，所以需要费很大的扭力才能使扭矩轮与各扩张夹片分离。为了让扭矩轮与各扩张夹片的分离变得简单及减少磨损，有如下优化设计。

实施二（如图3、4），在上述扭矩轮飞轮齿形外侧面表面12与扩张夹片内环表面11之间设有面滚柱轴承13但不局限于此，有利于减少摩擦。

为了面滚柱轴承13不易偏移，上述面滚柱轴承13与扭矩轮飞轮齿端侧面9之间设有平衡弹簧14，但不局限于此。

实施二的工作原理与实施例一基本相同，就只是增加有面滚柱轴承13，减少了摩擦。另外由于设有面滚柱轴承13的纯滚动，几乎没有摩擦的优势使得扭矩轮很容易和扩张夹片组分离。

实施三（如图5、6），在上述扭矩轮2与扩张夹片5上设置加力杠杆槽22，在扭矩轮2与扩张夹片5之间设置加力杠杆23。

在扭矩轮与扩张夹片相接触的面上设有储油槽21，但不局限于此。

当然，面滚柱轴承13、加力杠杆23、储油槽21这三者都可以独立存在，也可以把面滚柱轴承13与加力杠杆23组合或加力杠杆23与储油槽21组合，但不能把面滚柱轴承13与储油槽21组合使用，这样使用效果不好。

实施三的工作原理：

参照图6，首先扭矩轮2通过预紧力弹簧10施加给各扩张夹片5的压力不仅使得各扩张夹片5相对于扭矩轮2有逆时针转动的趋势，在扭矩轮飞轮齿形外侧面表面12的作用下还使得各扩张夹片5对摩擦轮4有一个初始的压力，当扭矩轮相对于摩擦轮逆时针转动时，各扩张夹片受到预紧力弹簧的弹力也相对于摩擦轮逆时针转动，此时扭矩轮为自由状态。当扭矩轮相对于摩擦轮顺时针转动时，由于预紧力弹簧和扭矩轮施加给扭矩轮飞轮齿形外侧面表面12力的合力的作用使得各扩张夹片压向摩擦轮，使得扩张夹片组通过摩擦力与摩擦轮保持相对静止，此时摩擦轮利用摩擦力通过各扩张夹片反作用在扭矩轮上使得扭矩轮与摩擦轮契紧在一起，以达到堵转的作用。此时扭矩轮飞轮齿形外侧面表面12的压强很大，材料的弹性形变把该面上的部分润滑油压入储油槽内并加压为高压润滑油，当扭矩轮的旋转方向相对于摩擦轮从顺时针方向变成逆时针方向时，扭矩轮飞轮齿形外侧面表面12上压强的降低使得储油槽内的高压润滑油部分重新润滑该表面，减小了该表面上的摩擦力，使得扭矩轮与扩张夹片组容易分离。

同样参照图6，带有加力杠杆的，由于保持弹簧24的作用，内轴1相对于摩擦轮的逆时针的扭力首先作用在加力杠杆23上，通过加力杠杆23把放大的扭力作用在扭矩轮飞轮齿形外侧面表面12上，用于分离因材料形变在扭矩轮飞轮齿形外侧面表面12上产生的阻力，加上储油槽21内润滑油的作用，使得扭矩轮与扩张夹片组的分离更为容易。

上述各实施例中讨论的是以扭矩轮在内侧，扩张夹片组在中间，摩擦轮在外侧，也可以摩擦轮在内侧，扩张夹片组在中间，扭矩轮在外侧，两者可自由互换，图7即为扭矩轮在扩张夹片组和摩擦轮外面，摩擦轮在最里面，带面滚柱轴承的，图7的原理和实施二类似；图8和图9为扭矩轮在扩张夹片组和摩擦轮外面，摩擦轮在最里面，带加力杠杆的，图8和图9的原理和实施三类似。其中25为外轴。

上述所有的实施例均可以采用下述结构方式：

为了扩张夹片组和扭矩轮的定位及锁定，上述扩张夹片任意一个侧面以上设有限位凸块15与设在其旁侧控制轮17上的限位孔16配合定位；上述控制轮17与扭矩轮2上对应设有穿设锁定孔18的锁定销19。

以图10为主要参照图，为了便于扩张夹片调节，上述控制轮上设有的限位孔16的轴线H与预紧力弹簧弹力的方向K不相垂直。

然后这里主要说明一下锁定销19。以专利申请图10为主要说明图，正常情况下（锁定销19没插入锁定孔18时）由于预紧力弹簧和限位凸块的作用，控制轮上的锁定孔和扭矩轮上的锁定孔是对应不起来的，其中控制轮上的锁定孔在扭矩轮上的锁定孔的左下侧一点（参照图10的位置时），此时各扩张夹片相对于摩擦轮的（逆时针）旋转的动力主要由预紧力弹簧提供，当扭矩轮顺时针旋转时因扭矩轮飞轮齿形外侧面表面12和预紧力弹簧的作用而契紧。当锁定孔里要插入锁定销时，控制轮必须相对于扭矩轮顺时针旋转一定角度，此时预紧力弹簧的弹力F1在限位孔上的分力F2使得各扩张夹片靠向扭矩轮而与摩擦轮分离，并且使得扭矩轮与扩张夹片组锁在一起，而此时各扩张夹片的旋转动力通过扭矩轮—锁定销—限位孔—限位凸块这样的途径传递的，扩张夹片组与摩擦轮的脱离接触使得超越离合器正反转都可以自由转动。

当然，不局限于于上一段所述的内容，以专利申请图6为主要说明图，控制轮也可以作为辅助输入或输出端，当控制轮的受力和预紧力弹簧的力的合力（当然此合力须较小于扭矩轮的动力，当此合力接近或大于等于扭矩轮的动力时情况比较复杂）相对于扭矩轮有逆时针转动的趋势时，扭矩轮顺时针转动时被锁紧，逆时针转动为自由状态；当控制轮的受力和预紧力弹簧的力的合力（当然此合力须较小于扭矩轮的动力，当此合力接近或大于等于扭矩轮的动力时情况比较复杂）相对于扭矩轮有顺时针转动的趋势时扭矩轮正反转都为自由状态。

以专利申请图2为参照图，这里讨论一下预紧力弹簧。在预紧力弹簧的作用下，扩张夹片组不仅相对于扭矩轮有逆时针旋转的趋势，还对摩擦轮有一个初始的压力。预紧力弹簧的主要作用是让扩张夹片组对扭矩轮与摩擦轮有一个预契紧的作用，当扭矩轮与摩擦轮的相对旋转满足契紧条件时可以迅速契紧。通过前两段的分析可知把控制轮作为辅助输入或输出端时也可以使得扩张夹片组相对于扭矩轮在以图2为参照图的情况下有逆时针旋转的趋势。当然，在扭矩轮和控制轮之间用弹簧连接时也可以达到上述的目的。所以预紧力弹簧可以用其它的原件代替，只要能让扩张夹片组对扭矩轮与摩擦轮有一个预契紧的作用即可。

以专利申请图5为主要说明图,为了有利于摩擦面上润滑油的排出，扩张夹片外环表面6设置导通槽20，但不局限于此。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种新型超越离合器，其特征在于：包括截面呈飞轮状的扭矩轮和套设在扭矩轮外围的扩张夹片组，以及设在扩张夹片组外围的摩擦轮，所述扩张夹片组是由多个截面呈楔形状的扩张夹片首尾排列构成的环形状，所述扩张夹片外环表面与摩擦轮内环表面设计成环面接触结构，所述扩张夹片楔形大端侧面与扭矩轮飞轮齿端侧面之间设有预紧力弹簧，所述扩张夹片内环表面与扭矩轮飞轮齿形外侧面表面设计成环面接触结构；所述扩张夹片任意一个侧面以上设有限位凸块与设在其旁侧控制轮上的限位孔配合定位；所述控制轮与扭矩轮上对应设有穿设锁定孔的锁定销；所述控制轮上设有的限位孔的轴线H与预紧力弹簧弹力的方向K不相垂直。

2.根据权利要求1所述的新型超越离合器，其特征在于：所述扭矩轮飞轮齿形外侧面与扩张夹片内环表面之间设有面滚柱轴承。

3.根据权利要求2所述的新型超越离合器，其特征在于：所述面滚柱轴承与扭矩轮飞轮齿端侧面之间设有平衡弹簧。

4.根据权利要求1所述的新型超越离合器，其特征在于：所述扭矩轮与扩张夹片相接触的面上设有储油槽。

5.根据权利要求1或4所述的新型超越离合器，其特征在于：所述扭矩轮与扩张夹片上设置加力杠杆槽，在扭矩轮与扩张夹片之间设置有插置于加力杠杆槽中的加力杠杆。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的新型超越离合器，其特征在于：所述扩张夹片外环表面设置导通槽。

7.根据权利要求1所述的新型超越离合器，其特征在于：所述扩张夹片外环表面与摩擦轮内环表面为摩擦系数较大的摩擦面，扩张夹片内环表面与扭矩轮飞轮齿形外侧面表面为摩擦系数较小的摩擦面。