CN103711810B - 电控双向超越离合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电控双向超越离合器，包括相互转动配合的外圈和内圈，内圈外圆和外圈内圆之间形成密封空间，该密封空间内充满磁流变脂，内圈外圆和外圈内圆均分布有凸起；还包括作用于磁流变脂的线圈及控制单元，本发明通过磁流变脂控制离合器，与现有的离合器控制具有本质区别，不但具有较短的轴向长度，还具有超越离合器和现有的电控离合器的全部优点，且反应更为灵敏，能够根据传动需要进行啮合或分离，适用于精密度较高的设备使用，同时，对于轻便车辆来说，可随时分离，方便实现人力倒车等动作，改变了现有的超越离合器的传统思路，且结构简单紧凑。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于机动车传动的离合设备，特别涉及一种用于交通、机动车、轻工机械、化工机械和装备制造领域的超越离合器。
背景技术
超越离合器是较多使用的传动部件，一般用于主动轴与从动轴之间动力传递与分离，利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换，具有自行离合功能的装置。
现有技术中，超越离合器多数为利用牙的啮合、棘轮-棘爪的啮合或滚柱、楔块的楔紧作用单向传递运动或扭矩的离合器，一般采用机械的自动啮合或分离，因此，从分离到传动啮合具有短暂时差，从而传动精度较低，对于一些精密仪器的传动，普通的机械式超越离合器则无法适应要求。
再有，对于一般的轻便车辆来说，采用超越离合器作为档位进行传动，且该类车辆一般不具有倒档，在人力推车辆倒退时由于超与离合器的啮合而无法实现，必须切断超越离合器的传动链才能实现，结构较为复杂。
因此，需要对现有的超越离合器结构进行改进，能够根据传动需要进行啮合或分离，且反应灵敏可靠，适用于精密度较高的设备使用，同时，对于轻便车辆来说，可随时分离，方便实现人力倒车等动作，改变了现有的超越离合器的传统思路，且结构简单紧凑。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电控双向超越离合器，能够根据传动需要进行啮合或分离，且反应灵敏可靠，适用于精密度较高的设备使用，同时，对于轻便车辆来说，可随时分离，方便实现人力倒车等动作，改变了现有的超越离合器的传统思路，且结构简单紧凑。
本发明的电控双向超越离合器，包括相互转动配合的外圈和内圈，所述内圈外圆和外圈内圆之间形成密封空间，该密封空间内充满磁流变脂，内圈外圆和外圈内圆均分布有凸起；还包括作用于磁流变脂的线圈及控制单元。
进一步，所述内圈设有用于安装线圈的空腔，该空腔由内圈在其任一端面沿轴向开环形深槽形成；
进一步，所述外圈两端分别设有端盖，该两个端盖径向向内支撑于内圈外圆并使内圈外圆和外圈内圆之间形成密封空间，所述端盖内圆与内圈外圆之间密封转动配合；
进一步，所述线圈通过导电组件导入电源，所述导电组件包括设置于内圈或与内圈传动配合的传动轴上的导电环和与导电环导电接触的导电弹片；所述导电环通过由线圈引出的导线与线圈电连接；
进一步，所述内圈用于安装线圈的空腔内侧壁开有电源线槽，所述导线由电源线槽引出并沿传动轴布置；所述控制单元包括信号检测单元、用于接收信号检测单元的检测信号的中央处理单元和用于接收中央处理单元的命令信号为线圈启闭电源的电源控制单元；
进一步，内圈两端分别形成缩颈轴段，两段缩颈轴段分别设有径向轴承，该两个径向轴承分别由端部对应顶住两个端盖；
进一步，所述端盖可拆卸式安装于外圈两端，且其内圆设有至少一个环形密封槽，该环形密封槽内设有弹性密封圈；
进一步，所述端盖的纵向截面为T形，环形密封槽为至少三道且设置于T形端盖的颈部内圆；
进一步，所述内圈外圆和外圈内圆分布的凸起均为沿轴向的条形结构；
进一步，所述导电弹片设有用于对其施加压紧导电环预紧力的弹簧。
本发明的有益效果：本发明的电控双向超越离合器，采用磁流变脂实现对超越离合器外圈和内圈之间的啮合或者分离，磁流变脂的控制可采用档位信号、扭矩信号或者手动开关信号等等，本发明实际上起到的是通过磁流变脂控制的离合器的作用，与现有的离合器控制在结构和方式上具有本质区别，不但具有较短的轴向长度，还具有超越离合器和现有的电控离合器的全部优点，且反应更为灵敏，能够根据传动需要进行啮合或分离，适用于精密度较高的设备使用，同时，对于轻便车辆来说，可随时分离，方便实现人力倒车等动作，改变了现有的超越离合器的传统思路，且结构简单紧凑。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明径向剖视图；
图3为导电环与导电弹片径向结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明结构示意图，图2为本发明径向剖视图，图3为导电环与导电弹片径向结构示意图，如图所示：本实施例的电控双向超越离合器，包括相互转动配合的外圈1和内圈2，所述内圈2外圆和外圈1内圆之间形成密封空间，该密封空间内充满磁流变脂4，内圈2外圆和外圈1内圆均分布有凸起，如图所示，内圈2的凸起2a和外圈的凸起1a；还包括作用于磁流变脂4的线圈3及控制单元；线圈3通电产生磁场，该磁场作用于磁流变脂4，磁流变脂4变硬并与凸起固连，形成传动；合理设计内圈2和外圈1之间的间隙，且内圈2凸起2a和外圈1凸起1a之间应形成一定的径向间隙，以保证线圈3不通电时超越转动；控制单元指的是用于控制线圈的通断电单元，该控制单元可以为自动控制或者手动电源开关，自动控制一般包括信号检测单元、用于接收信号检测单元的信号的中央处理单元和接收信号处理单元的输出命令并为线圈提供电源的电源单元；信号检测单元可以为扭矩检测、阻力检测或转速检测以及档位信号检测等等；当扭矩、转速达到设定值或者直接挂档时，可断开高速档传递路线，线圈通电，内外圈在磁流变脂的作用下传动连接，低速档运行。
本实施例中，所述内圈2设有用于安装线圈3的空腔2b，该空腔2b由内圈2在其任一端面沿轴向开环形深槽形成；结构简单紧凑，并不增加轴向长度且安装拆卸极为为方便；当然，也可以在安装线圈后将开口密封，避免杂物进入形成短路。
本实施例中，所述外圈1两端分别设有端盖5，该两个端盖5径向向内支撑于内圈2外圆并使内圈2外圆和外圈1内圆之间形成密封空间，所述端盖5内圆与内圈2外圆之间密封转动配合；采用端盖结构制成以保证密封空间，结构简单紧凑，同轴度易于保证，方便安装和拆卸；当然，两个端盖5其中之一可以与外圈一体成形；或者，也可在内圈1外圆形成环形台阶，利用该台阶制成外圈，上述结构同样可实现发明目的。
本实施例中，所述线圈3通过导电组件导入电源，所述导电组件包括设置于与内圈2传动配合的传动轴8上的导电环11和与导电环11导电接触的导电弹片9；所述导电环11通过由线圈3引出的导线与线圈3电连接，导电弹片9应固定于变速器箱体或者等其他固定部件，如图所示，传动轴通过轴承12支撑于变速器箱体，导电弹片固定设置于变速器箱体并将电源线引出用于输入电源；利用导电弹片9与导电环11结构实现电源输入，合理规避静动之间的导电连接；导电环11与传动轴8之间需绝缘连接，在此不再赘述；当然，导电环11可设置于内圈2外圆，并不需要与其配合的传动轴，则需在变速器箱体设有相配合的弹片；总之，该结构可以根据需要进行设置。
本实施例中，所述内圈2用于安装线圈3的空腔内侧壁开有电源线槽2c，所述导线由电源线槽2c引出并沿传动轴布置；采用电源线槽的结构，利于导线的布置，并且避免导线对内外圈形成转动干扰；所述控制单元包括信号检测单元13、用于接收信号检测单元13的检测信号的中央处理单元14和用于接收中央处理单元14的命令信号为线圈启闭电源的电源控制单元15；本实施例中，信号检测单元为扭矩传感器，当扭矩达到设定值时，通过其他系统断开其他档位的传动，该信号传递至中央处理单元（ECU或单独的电脑系统），中央处理单元将命令发送至电源控制单元，实现对线圈通电并对磁流变脂的控制，使本档位传递动力。
本实施例中，内圈2两端分别形成缩颈轴段，两段缩颈轴段分别设有径向轴承7，该两个径向轴承7分别由端部对应顶住两个端盖5；利用两个径向轴承对外圈形成轴向限位，具有更好的整体性；本实施例中，径向轴承为滚动轴承。
本实施例中，所述端盖5可拆卸式安装于外圈1轴向两端，且其内圆设有至少一个环形密封槽，该环形密封槽内设有弹性密封圈6；具有较好的装配性和密封性，便于随时更换，以保证整个传动过程中良好的密封性。
本实施例中，所述端盖5的纵向截面为T形，环形密封槽为至少三道且设置于T形端盖的颈部内圆,T形的颈部向轴向外侧延伸；采用T形结构利于安装并易于加工时保证同轴度。
本实施例中，所述内圈2外圆分布的凸起2a和外圈1内圆分布的凸起1a均为沿轴向的条形结构；方便加工且传动可靠。
本实施例中，所述导电弹片9设有用于对其施加压紧导电环预紧力的弹簧10，具有较好的磨损适应性，利于保证导电弹片9与导电环11之间良好接触，以保证导电的可靠性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种电控双向超越离合器，包括相互转动配合的外圈和内圈，其特征在于：所述内圈外圆和外圈内圆之间形成密封空间，该密封空间内充满磁流变脂，内圈外圆和外圈内圆均分布有凸起；还包括作用于磁流变脂的线圈及控制单元；
所述内圈设有用于安装线圈的空腔，该空腔由内圈在其任一端面沿轴向开环形深槽形成；
所述外圈两端分别设有端盖，该两个端盖径向向内支撑于内圈外圆并使内圈外圆和外圈内圆之间形成密封空间，所述端盖内圆与内圈外圆之间密封转动配合；所述端盖可拆卸式安装于外圈两端，所述端盖的纵向截面为T形，且纵向截面为T形的端盖的颈部内圆设有至少三道环形密封槽，该环形密封槽内设有弹性密封圈。
2.根据权利要求1所述的电控双向超越离合器，其特征在于：所述线圈通过导电组件导入电源，所述导电组件包括设置于内圈或者与内圈传动配合的传动轴上的导电环和与导电环导电接触的导电弹片；所述导电环通过由线圈引出的导线与线圈电连接。
3.根据权利要求2所述的电控双向超越离合器，其特征在于：所述内圈用于安装线圈的空腔内侧壁开有电源线槽，所述导线由电源线槽引出并沿传动轴布置；所述控制单元包括信号检测单元、用于接收信号检测单元的检测信号的中央处理单元和用于接收中央处理单元的命令信号为线圈启闭电源的电源控制单元。
4.根据权利要求1所述的电控双向超越离合器，其特征在于：内圈两端分别形成缩颈轴段，两段缩颈轴段分别设有径向轴承，该两个径向轴承分别由端部对应顶住两个端盖。
5.根据权利要求1所述的电控双向超越离合器，其特征在于：所述内圈外圆和外圈内圆分布的凸起均为沿轴向的条形结构。
6.根据权利要求3所述的电控双向超越离合器，其特征在于：所述导电弹片设有用于对其施加压紧导电环预紧力的弹簧。
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