CN103836093B - 一种液压离合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压离合器，其包括同轴设置的输入轴和输出轴，输入轴上设置有一个或以上的凸轮式转子，输出轴上设置有一个或以上的转环，转环具有圆形内腔，转子包容在该内腔中；转环内腔的圆周壁上径向设有若干个狭槽，叶片可滑动地设于该狭槽中，叶片顶端在外部弹性力、液压力或两者共同作用下，叶片的根部伸出狭槽抵靠在转子的外周面上；转子的截面包括圆弧段和曲线段，转子的圆弧段与转环的内腔构成间隙配合，转子的曲线段外周面与转环的内腔壁在每个叶片的两侧可包绕两个腔体，一腔为与外部进流通道连通的抽吸腔，另一腔为与出流通道连通的压力腔。本发明能使离合器的闭合与脱离动作更稳定、可靠性更高。

Description

一种液压离合器

技术领域

本发明涉及一种离合器，尤其是涉及一种液压离合器。

背景技术

在传动链接中，尤其是轴间传动链上，传统的主动件与从动件之间采用液力驱动分离与闭合的液压离合器，相对于传统的其他类别的离合器，拥有产生热量少、传动效率高且稳定好、不易失效、使用寿命等效果；因此有发明人提出了名为“一种超越离合器”（公布号:CN101660576的公开技术），其包括内转子，该内转子上沿轴向设置有多个可径向伸缩的叶片；外转子，所述内转子位于所述外转子中且该内转子的外表面与所述外转子的内表面限定有彼此隔闭的第一腔和第二腔，所述叶片的外端与所述外转子的内表面保持接触并将所述第一腔和第二腔隔闭为多个单元腔室，在所述第一腔与第二腔交界处的两侧设置有一端与所述外转子的内部连通且另一端连通所述外转子一个端面的第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔。该公开技术通过叶片结构实现液压离合器的脱离与闭合，继承了传统液压离合器的优势，还具有承载大、噪音小、操控方便等优点，但其采用转子、定子和在定子上滑动的叶片，转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面这种结构存在一些不足，例如定子内腔的曲面精度要求较高，使加工难度大、制造成本高；多个凸轮同轴，每个凸轮与定子内圆周间隙配合的结构，制造和装配难度较高，并且在高速旋转时每个凸轮的旋转扭矩都传递到同一根轴上，易于相互干扰，通常会造成转动不平稳或咬坏定子内壁或转子外圆。

发明内容

本发明主要目的是提供一种叶片式液压离合器，其叶片位于转环上，叶片在外部弹性力、液压力或两者共同作用下推向凸轮外周面，实现离合器的离合；其易加工、制造成本低。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种液压离合器，包括同轴设置的输入轴和输出轴，其特征在于：所述的输入轴上设置有一个或以上的凸轮式转子，输出轴上设置有一个或以上的转环，转环具有圆形内腔，转子包容在该内腔中；转环内腔的圆周壁上径向设有若干个狭槽，叶片可滑动地设于该狭槽中，叶片顶端在外部弹性力、液压力或两者共同作用下，叶片的根部伸出狭槽抵靠在转子的外周面上；转子的截面包括圆弧段和曲线段，转子的圆弧段与转环的内腔构成间隙配合，转子的曲线段外周面与转环的内腔壁在每个叶片的两侧可包绕两个腔体，一腔为与外部进流通道连通的抽吸腔，另一腔为与出流通道连通的压力腔。与前述叶片设于转子上的公开技术结构不同，本方案将叶片设于定子上，定子采用圆形腔、曲面设在转子上，从而将复杂的内曲面的加工改变为外曲面加工，使加工难度下降，降低了制造成本。对于叶片设于转子的结构，叶片与定子内腔曲面贴靠动作是通过离心力实现的，旋转产生离心力的同时叶片也承受垂直于其插槽的侧壁的分离，从而造成了叶片与插槽间的磨损，设置出现卡死现象；而本方案中，叶片与凸轮曲面的贴靠，是通过外部作用力实现，外力的作用方向易于与叶片的移动方向一致，有效地减少了叶片与插槽间的磨损；对叶片施加的作用力为弹性力，可以是弹性装置产生的弹性力，也可以是通过液压系统产生的液压力。随输入轴转动，转子通过圆弧段与转环内腔的配合，形成抽吸腔吸油、压力腔产生高压油，高压油对转环形成作用力，该作用力就会使转环会跟着转子一起旋转，从而实现输入轴与输出轴之间的传动。这种结构，控制叶片的伸出与缩回，即可实现离合器的脱离与闭合，易于控制，操控方便，易加工、制造成本低。而且，由于本方案通过外力控制叶片的伸出，而不是依赖于离心力，更便于控制过载上限。由于本发明叶片设于转环上而不是旋转的转子上，没有收到离心力的作用，叶片退回后可一直静止地保持在狭槽中，本发明能使离合器的脱离动作更稳定、可靠性更高。

作为优选，输入轴上装有两个等厚的凸轮式转子，且两凸轮轮廓相互呈90°交错设置；每个转子对应地装有同样厚度的两个转环。可提高转子受力的均衡性；而且，由于各个转子的压力腔之间通过隔板隔开，双转子或多个转子的结构，有利于提高离合器闭合的可靠性，例如可避免其中一个转子的压力腔失效。

作为优选，每个转环上设置的叶片多于1个时，叶片呈等角度地分布在转环圆周上。每个转子上设置多腔结构，具有多个压力腔，既可提高容积效率，又可提高压力油与转环、转子的接触面积，提高用于离合的作用力。

作为优选，输出轴的输入端为圆形凸起，侧板和转环销接在该圆形凸起上，该圆形凸起的侧壁与转子侧壁构成滑动配合。侧板、转环与圆形凸起包绕成液压腔体，将输入轴上的转子包容在其内，并使该腔体与转子形成转动配合连接。这种组合结构，侧板、转环与圆形凸起三者上构成腔体的表面分体加工，可降低整体加工难度。

作为优选，邻近输出轴的转环一侧固定在输出轴上，另一侧设有侧板，侧板中部具有轴承孔并在该轴承孔中设有轴承，通过该轴承，输出轴与输入轴构成转动连接。这种连接结构紧凑，利于减小整体空间，使其占用外部空间小。

采用液压力驱动叶片伸出的方案时，作为优选，在叶片的顶部设有可通入压力油的腔体，该腔体中的压力油对叶片顶端施加指向凸轮的液压力；该腔体设有可与外部油路连通的油道。通过控制油路，使叶片顶部的腔体建立或释放液压力，即可使叶片伸出。

采用弹性力驱动叶片伸出的方案时，作为优选，在叶片的顶部设有弹性片或弹簧；弹性片为条状，两端抵靠在两叶片的顶端，对叶片顶端施加指向凸轮的弹性力。弹性力直接施加在叶片顶端使其伸出，对于弹簧，每根弹簧对应一个叶片，对于弹性片，每个弹性片可控制一个叶片，也可以同时控制两个叶片。

作为优选，叶片设有若干个，轴向上相邻叶片之间设有中间隔板；叶片的顶部设置弹性片，弹性片的内侧设有下柱销，中间隔板上设有柱销孔，下柱销设于该柱销孔中并与之构成间隙配合；柱销孔的底部设有可与外部油路连通的油孔。中间隔板将液压腔分割成若干个子腔体；对于采用弹性力的结构，柱销孔底部的油孔通入压力油，即可将柱销顶起，使弹性片对叶片的作用力减少或归零，从而使离合器进入脱开状态。

为了提高叶片伸出的可靠性，作为优选，设置弹性片4腔体可通入压力油，并设有可与外部油路连通的控制孔121，所述控制孔通过油道连通于压力腔。可使叶片两端受到的液压力维持均衡，避免根部液压力过大并接近或超过弹性力时，将叶片顶起而导致离合器的闭合状态失效。

为了增加适用范围和安全性，作为优选，转环外设有壳体；两端分别通过轴承固定在输入轴和输出轴上；壳体上设有进油口、远程压力控制油口、以及压力油孔，远程控制油口通过油道连通于压力腔。

因此，本发明将叶片位于转环上，叶片在外部弹性力、液压力或两者共同作用下推向凸轮外周面，实现离合器的离合；其易加工、制造成本低，离合器的闭合与脱开状态切换可靠性高。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是具有壳体的一种结构示意图；

附图3是本发明的一种截面结构示意图；

附图4是转子的一种结构示意图；

附图5是本发明的原理图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本发明一种液压离合器，如附图1、附图2、附图3所示，其包括同轴设置的输入轴1和输出轴6，输入轴1上设置有一个或以上的凸轮式转子9，对应地，输出轴6上设置有一个或以上的转环7，较佳的选择方案是，每个转子9对应一个转环7；转环7具有圆形内腔，转子9包容在该内腔中。

转环7内腔的圆周壁上径向设有若干个狭槽17，叶片3可滑动地设于该狭槽17中，叶片3顶端在外部弹性力、液压力或两者共同作用下，叶片3的根部伸出狭槽17抵靠在转子9的外周面上；转子9的截面包括圆弧段和曲线段，转子9的圆弧段与转环7的内腔构成间隙配合，转子9的曲线段外周面与转环7的内腔壁在每个叶片3的两侧可包绕两个腔体，一腔为与外部进流通道连通的抽吸腔22，另一腔为与出流通道连通的压力腔21。每个转环7上设置的叶片3多于1个时，叶片3呈等角度地分布在转环7圆周上。

输入轴1上可以设置一个或多个转子，设多个转子时，相邻转子间设隔板隔开，各个转子凸轮外周面的高点在轴向上呈错位排列。如附图4所示，输入轴1上装有两个等厚的凸轮式转子9，对应地装有同样厚度的两个转环7，两凸轮轮廓相互呈90°交错设置，在轴向上两凸轮外周面的高点错开90°。

输出轴6的输入端为圆形凸起，侧板2和转环7销接在该圆形凸起上，该圆形凸起的侧壁与转子9侧壁构成滑动配合。

邻近输出轴6的转环7一侧固定在输出轴6上，另一侧设有侧板2，侧板2中部具有轴承孔并在该轴承孔中设有轴承，通过该轴承，输出轴6与输入轴1构成转动连接，输出轴6的端部设有定位孔，输入轴1的轴端伸入该定位孔中。

叶片的伸缩与退回直接对应离合器的闭合与脱离状态，其结构和工作过程如下：

1、叶片3的伸出，即叶片3根部抵靠转子的凸轮式外周面，可以采用液压力、弹性驱动力驱动，也可以是两种动力都有。下面各自举例说明。

1、液压力驱动叶片方案。在叶片3的顶部设有可通入压力油的腔体，该腔体中的压力油对叶片3顶端施加指向凸轮的液压力；该腔体设有可与外部油路连通的油道。

2、弹性力驱动叶片方案，弹性力设置弹性元件产生。在叶片3的顶部设有弹性片4或弹簧。采用弹簧时，最简单的方式可以是选择压簧，每个弹簧可只对一个叶片驱动。弹性片较佳的方式是同时控制两个叶片，如附图1所示，此时弹性片4为条状，两端可抵靠在两叶片3的顶端，对叶片3顶端施加指向凸轮的弹性力。弹性片的侧向呈中间对称的波浪形，中间部位向两端弯折向上延伸再弯折向下延伸再弯折向上，所形成的两低点分别抵靠在两叶片的端部。中间部位两侧向上的弯折部，可避免弹性片与叶片的脚部接触；另外，这种结构，利于提高弹性片的弹性。

3、同时用液压力和弹性力方案。可采用1、2的方案组合，此时，液压腔可以采用设置弹性片或弹簧的空间，液压腔设有与外部油路连通的控制孔121，作为一种较佳的选择，此时控制孔121可通过油道连通于压力腔21，如附图2、附图3、附图5所示。

2、叶片3的退回，即叶片3根部脱离转子的凸轮式外周面，叶片顶端的作用力消失之后，叶片在转子外周面的推动下退回，由于此时叶片顶端没有作用力，叶片停留在转环7的狭槽中，保持着退回状态，使输入轴与输出轴的传动链也维持断开状态。叶片缩回的最大位置，由转子的凸轮轮廓的高点决定，通常是退回到叶片根部与转环腔体内圆周面大致相齐。

在具有上述弹性片或弹簧等弹性装置的结构中，可设置使叶片退回的机构；对于有若干个叶片3轴向排列的结构，相邻叶片3之间设有中间隔板；叶片3的顶部设置弹性片4，弹性片4的内侧设有下柱销5，中间隔板8上设有柱销孔，下柱销5设于该柱销孔中并与之构成间隙配合；柱销孔的底部设有可与外部油路连通的油孔10。油孔10可一部分设于中间隔板，另一部分设于输入轴上；油孔10连通于壳体15的压力油孔11，压力油孔11连接外部液压控制回路。当油孔10通入压力油，压力油推动柱销5，柱销5顶起弹性片4，使叶片3失去或减少弹性片4的作用力而脱离转子9的外圆周面，压力腔21压力下降，从而断开输入轴与输出轴的传动链，使离合器进入脱开状态。当油孔10中的压力油泄压，柱销在弹性片的作用下复位。

另外，本发明可以具有壳体15。转环7外设有壳体15；两端分别通过轴承固定在输入轴1和输出轴6上；壳体15上设有进油口13、远程压力控制油口12、以及压力油孔11，远程控制油口12通过油道连通于压力腔21。压力油孔11通过油道连通于油孔10。

本发明的基本原理是，如附图3、附图5所示，叶片3伸出抵靠凸轮式转子9外周面时，转子9在相对于转环7的旋转过程中通过抽吸腔22吸油、在压力腔21中产生高压油，高压油对转环7的作用力，该作用力就会使转环7会跟着转子9一起旋转，从而实现输入轴1与输出轴6之间的传动。叶片3脱开转子9时，即叶片3被转子9推回并保持在转环7的狭槽中，传动链断开。

Claims (8)

1.一种液压离合器，包括同轴设置的输入轴（1）和输出轴（6），其特征在于：所述的输入轴（1）上设置有一个以上的凸轮式转子（9），相邻凸轮的高点在转轴的圆周方向上呈错位设置；输出轴（6）上设置有一个或以上的转环（7），转环（7）具有圆形内腔，转子（9）包容在该内腔中；转环（7）内腔的圆周壁上径向设有若干个狭槽（17），叶片（3）可滑动地设于该狭槽（17）中，叶片（3）顶端在外部弹性力、液压力或两者共同作用下，叶片（3）的根部伸出狭槽（17）抵靠在转子（9）的外周面上；转子（9）的截面包括圆弧段和曲线段，转子（9）的圆弧段与转环（7）的内腔构成间隙配合，转子（9）的曲线段外周面与转环（7）的内腔壁在每个叶片（3）的两侧可包绕两个腔体，一腔为与外部进流通道连通的抽吸腔（22），另一腔为与出流通道连通的压力腔（21）；在叶片（3）的顶部设有可通入压力油的腔体或设有弹性片（4）；在叶片（3）的顶部设有可通入压力油的腔体时，该腔体中的压力油对叶片（3）顶端施加指向凸轮的液压力；该腔体设有可与外部油路连通的油道；在叶片（3）的顶部设有弹性片（4）时，弹性片（4）为条状，两端抵靠在两叶片（3）的顶端，对叶片（3）顶端施加指向凸轮的弹性力。

2.根据权利要求1所述的一种液压离合器，其特征在于：输入轴（1）上装有两个等厚的凸轮式转子（9），且两凸轮轮廓相互呈90°交错设置，对应地装有同样厚度的两个转环（7）。

3.根据权利要求1所述的一种液压离合器，其特征在于：每个转环（7）上设置的叶片（3）多于1个时，叶片（3）呈等角度地分布在转环（7）圆周上。

4.根据权利要求1所述的一种液压离合器，其特征在于：输出轴（6）的输入端为圆形凸起，侧板（2）和转环（7）销接在该圆形凸起上，该圆形凸起的侧壁与转子（9）侧壁构成滑动配合。

5.根据权利要求1所述的一种液压离合器，其特征在于：邻近输出轴（6）的转环（7）一侧固定在输出轴（6）上，另一侧设有侧板（2），侧板（2）中部具有轴承孔并在该轴承孔中设有轴承，通过该轴承，输出轴（6）与输入轴（1）构成转动连接。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种液压离合器，其特征在于：相邻叶片（3）之间设有中间隔板；叶片（3）的顶部设置弹性片（4），弹性片（4）的内侧设有下柱销（5），中间隔板（8）上设有柱销孔，下柱销（5）设于该柱销孔中并与之构成间隙配合；柱销孔的底部设有可与外部油路连通的油孔（10）。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种液压离合器，其特征在于：设置弹性片（4）腔体可通入压力油，并设有可与外部油路连通的控制孔（121），控制孔（121）通过油道连通于压力腔（21）。

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种液压离合器，其特征在于：转环（7）外设有壳体（15）；两端分别通过轴承固定在输入轴（1）和输出轴（6）上；壳体（15）上设有进油口（13）、远程压力控制油口（12）、以及压力油孔（11），远程控制油口（12）通过油道连通于压力腔（21）。