CN110273938A - 一种环形通轴离合缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环形通轴离合缸，包括一个圆柱形内孔缸体，一个环形活塞及与其固连一体的环形活塞杆管，一个或两个用于封闭活塞腔的环形缸头，一组密封圈，圆柱形内孔缸体外壁相应位置开有用于驱动活塞往复运动的进、出气或油口，与活塞固连一体的环形杆管的一端或两端具有可与被驱动离合元件轴向定位的机构，当压缩空气或液压油从进、出气或油口进入活塞腔时，即可实现离合元件的轴向推、拉往复运动，同时，环形活塞及杆管的圆柱形空间容许与其同轴的驱动轴或其他零、部件穿过。本发明可用于离合器、变速箱、分动箱、取力器内，替代传统拨叉机构。本发明对离合元件施加均匀的圆周推、拉力，有助于平顺结合或分离。

Description

一种环形通轴离合缸

技术领域

本发明属于机械制造及汽车传动系统技术领域，尤其是涉及一种用于各种离合器、变速箱、分动箱、取力器的、实现动力结合或切断的离合缸。

背景技术

随着社会文明程度和生产力水平的不断提高，各类生产作业的机械化程度要求越来越高，社会对于具有机动作业能力的专用汽车的数量和种类需求猛增，不同的专用车对于动力的需求也不同，即专用车的动力系统是多种多样的。进而，要求专用车底盘动力系统的离合器、变速箱、取力器、分动箱的种类越来越多，功能越来越复杂，性能越来越高，实现这些传动设备功能多样化则依赖于传动元件的离合组合科学性，实现性能提升则依赖于元件离合的平顺性和可靠性，而保证离合元件的平顺性和可靠性则依赖于离合驱动元件的结构及其性能。目前常见的技术方案是利用常规的双作用或单作用离合气缸或液压油缸与被驱动离合元件轴线平行地安装在箱体上，离合气缸或液压油缸活塞杆上安装着离合拨叉，离合拨叉的指状前端伸入被驱动的离合元件的圆形沟槽里，当操作离合气缸或液压油缸动作时，活塞杆带动拨叉往复运动，拨叉带动离合元件沿轴向移动而脱离啮合或进入啮合，实现传动系统的离合变换。该技术方案虽被普遍应用，但由于双作用或单作用离合气缸或液压油缸的安装轴线虽然平行于离合元件的移动轴线，但不重合，两者之间相距一定距离，当操作离合时，作用在离合元件上的轴向推力或拉力通过拨叉产生弯矩作用在双作用或单作用离合气缸或液压油缸的活塞杆上，使得拨叉和活塞杆产生变形，这种变形使拨叉对离合元件的作用点变化，离合元件受到的操纵力不再是沿轴向的推力或拉力，而是一个与轴线相交的斜力，产生了一个径向力，该径向力将使离合元件与啮合对象产生附加摩擦，具有促使两者轴线相交的趋势，从而影响离合元件的平顺啮合，尤其当离合气缸或油缸悬臂安装时，离合缸的刚度更差，变形更大。因此，这种气缸或油缸带动拨叉的传统离合机构的弊端显而易见，产生的后果是离合不平顺，附加弯矩产生附加摩擦和磨损，缩短元件寿命，降低可靠性，产生噪音，且占用空间大等。

目前，公知的能使离合气缸或油缸的轴线平行于离合元件的新技术方案甚少，且其用途与本发明的用途不同，尚未见公知的针对这一用途的改进型轴向操作离合气缸或油缸。如《环形活塞式气动离合器》(CN93225275.3)所述的环形活塞式气动离合器是一种依靠气压作用在环形活塞上产生压力和位移，使得绕其轴线旋转的内、外摩擦片被压紧或分离。又如《离合缸式轴向气动离合器》(CN93237828.5)所述的气动离合器与上述环形活塞式气动离合器相似，是一种依靠气压作用在活塞上，活塞的一面作为压盘压向与主动轴相啮合的双面摩擦盘，从而驱动皮带轮。以上两种公知的技术方案都是针对旋转摩擦盘离合器的，且一旦结合后，必须解决离合缸的旋转密封接头泄漏问题，但说明书中未曾提及。

可见，已经公知的现有技术中，除了结构、性能也存在缺陷外，其用途、功能与本发明不同。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的缺陷，提供一种其内腔可以通过轴类零件，且离合气缸或油缸产生的推力直接作用在被操控离合元件的轴线方向，使操纵力的方向与移动方向完全同轴，不产生附加弯矩，有利于被操控离合元件平稳进入或退出啮合。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种环形通轴离合缸，其特征在于：包括一个缸体或集成在主箱体上的缸体，一个或两个用于确定离合缸行程并封闭活塞腔的环形缸头，一个环形活塞及与其固连一体的环形活塞杆管及其形成的环形活塞腔和圆柱形中心空间，一组密封圈和位于缸体上的通向缸体内腔两端的两个气、油道，活塞杆管的一端或两端具有用于驱动被操控离合元件轴向移动的结构。环形缸头、环形活塞及活塞杆管同轴地安装在缸体内，并通过一定结构实现轴向定位，环形活塞及活塞杆可在环形缸头之间轴向移动，并具有确定的移动位置和行程，当经过两个气、油道中的一个接通压缩气源或油源时，在气压或油压作用下，活塞向另一个气、油道方向平移，当经过另一个气、油道接通压缩气源或油源时，活塞向相反方向平移，同时带动与活塞杆管连在一起的被操控离合元件同轴往复移动。

上述的环形通轴离合器，其特征在于，包括一个圆柱形内孔缸体，一个环形活塞及与其固连一体的环形活塞杆管，一个或两个用于确定离合缸位置并封闭活塞腔的环形缸头和一组密封圈，密封圈位于相应零件的沟槽里，实现静或动密封。

上述的环形通轴离合器，其特征在于，所述的圆柱形内孔缸体可以是一个独立的分离零件，构成一个分离于其基体的独立的环形通轴离合器。当然在某些应用场合下，圆柱形内孔缸体也可以与离合器、变速箱、分动箱、取力器等基础壳体集成在一起，只是基础壳体的一个功能结构，减少了零件数量，节省了空间。

上述的环形通轴离合器，其特征在于，所述的活塞是环形的且与一个作为活塞杆的空心管同轴地刚性固连成一体，活塞带动活塞杆一起移动，且活塞杆的一端或两端具有驱动被操控离合元件沿其轴线往复移动的结构，该结构可以传递圆周运动或不传递圆周运动。

上述的环形通轴离合器，其特征在于，所述的环形活塞及杆管所形成的圆柱形空间用于使与其同轴的驱动轴或其他零、部件穿过。

上述的环形通轴离合器，其特征在于，圆柱形内孔缸体内安装有两个相距一定距离的环形缸头或一个安装在圆柱形内孔缸体外端的环形缸头，由内孔缸体结构实现轴向定位，以确定离合缸的位置及动作行程，缸体、环形缸头与环形活塞及杆管共同形成一个同轴的环形封闭腔，环形活塞及杆管可在密封腔内沿其共同轴线往复移动。

上述的环形通轴离合器，其特征在于，所述的环形活塞杆管端部具有一个或几个开口槽导向槽，一个或几个安装在环形缸头或缸筒上的径向销轴插入开口导向槽里，用以为环形活塞的轴向往复运动导向并限制环形活塞随被驱动离合元件旋转，因为在很多情况下，离合元件进入啮合后即开始旋转。

上述的环形通轴离合器，其特征在于，所述的环形活塞杆管端部与被驱动离合元件之间装有摩擦环或推力轴承，用以减小环形活塞杆端结构与被驱动离合元件之间的旋转摩擦和磨损。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、离合作用力同轴地施加在被操控离合元件上，有利于顺畅离合。

2、离合作用力施加在被操控离合元件的整个圆周端面上，不产生附加弯矩，减少故障，延长寿命。

3、集成化程度高，空间利用率高，结构紧凑。

附图说明

图1为本发明实施例之一的结构剖面图之右位图。

图2为本发明实施例之一的结构剖面图之左位图。

附图标记说明

1-缸体 2-环形缸头 3-环形活塞及杆管

4-径向销轴 5-气、油道及接头 6-摩擦环或推力轴承

7-离合元件 8-卡环 9-卡环

10-密封圈 11-密封圈 12-中心轴

具体实施方式

图1为本发明最佳实施例之一的结构剖面图之右位图。缸体1为环形通轴离合缸的基础，可以是只具有单一功能的零件，也可以是一个复杂箱体的一部分甚至一个结构，集成在基础箱体里。其内孔为阶梯状圆孔，外端安装着环形缸头2，在缸体1和环形缸头2之间安装着环形活塞及杆管3，通过密封圈10对环形活塞及杆管3进行径向定位，环形活塞及杆管3只能在环形缸头2和缸体1之间的环形空腔内往复移动，密封圈11将该环形空腔分为两个小腔。环形缸头2的径向孔内安装着径向销轴4，径向销轴4插入环形活塞及杆管3外端的一个或几个开口槽中，通常为内或外花键啮合套或摩擦压盘的离合元件7的一端与环形活塞及杆管3的端部相对并同轴插入，其内侧同轴安装摩擦环或推力轴承6，再用卡环8实现轴向定位，离合元件7端部与环形活塞及杆管3端部、摩擦环或推力轴承6和卡环8之间有一定轴向间隙，容许相对转动，但轴向移动服从环形活塞及杆管3的移动，中心轴12与离合元件7采用键连接，用以传递扭矩和转动，即将中心轴12上的功率传递给与离合元件7相啮合的动力元件，或将与离合元件7相啮合的动力元件的功率传递给中心轴12，从而实现离合操作。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于环形通轴离合缸，其特征在于：包括一个集成在主箱体上的缸体1，一个或两个用于确定离合缸行程并封闭活塞腔的环形缸头2，一个环形活塞及杆管3，一组密封圈10和11，缸体1上通向缸体内腔两端的两个气、油道及接头5，环形活塞及杆管3的一端或两端具有用于驱动被操控离合元件7轴向移动的结构。环形缸头2、环形活塞及杆管3同轴地安装在缸体1内，并通过轴用卡环8实现轴向定位，环形活塞及杆管3可在环形缸头2之间或环形缸头2与缸体1之间轴向移动，并具有确定的移动位置和行程，当经过两个气、油道及接头5中的一个接通压缩气源或油源时，在气压或油压作用下，环形活塞及杆管3向另一个气、油道方向平移，如图1所示。当另一个气、油道及接头5接通压缩气源或油源时，环形活塞及杆管3向相反方向平移，如图2所示，同时带动与环形活塞及杆管3连在一起的被操控离合元件7同轴往复移动。

上述的环形通轴离合器，其特征在于，所述的圆柱形缸体1集成在离合器、变速箱、分动箱、取力器等基础壳体里，只是基础壳体的一个功能结构，可形成一个完全融合于基体里的离合器。当然在某些应用场合圆柱形内孔缸体1也可以是一个独立零件，构成一个可分离于基体的独立的环形通轴离合器。

上述的环形通轴离合器，其特征在于，所述的环形活塞及杆管3由一个环形活塞与一个空心管同轴地固连一体，构成可以贯穿的空心活塞杆，活塞杆管与活塞刚性联动。由一个或两个用于确定离合缸位置并封闭活塞腔的环形缸头2和一组密封圈10和11实现轴向定位和径向定位，以确定离合缸的位置及动作行程，缸体1、环形缸头2与环形活塞及杆管3共同形成一个同轴的环形封闭腔，环形活塞及杆管3可在密封腔内沿其共同轴线往复移动。。

上述的环形通轴离合器，其特征在于，所述的环形活塞及杆管3所形成的圆柱形空间用于使与其同轴的中心轴12或其他零、部件穿过。

上述的环形通轴离合器，其特征在于，所述的环形活塞及杆管3的一端或两端具有驱动被操控离合元件7沿其轴线往复移动的结构，即当经过气、油道及接头5通入压缩气源或压力油源时输出沿轴线方向的往复运动。

上述的环形通轴离合器，其特征在于，所述的环形活塞及杆管3端部具有一个或几个开口导向槽，一个或几个安装在环形缸头2或缸体1上的径向销轴4插入开口导向槽里，用以为环形活塞及杆管3的轴向往复运动导向并限制环形活塞及杆管3随被驱动离合元件7旋转。

上述的环形通轴离合器，其特征在于，所述的环形活塞及杆管3端部与被驱动离合元件7之间装有摩擦环或推力轴承6，用以减小环形活塞及杆管3端部结构与被驱动离合元件7之间的旋转摩擦和磨损。

综上所述，本发明不仅能使机械动力变速箱、取力器、离合器等装置实现动力的结合或切断，而且施加到被驱动离合元件上的操作力与其移动方向完全同轴，消除了传统的平行轴离合缸通过拨叉操纵离合元件时产生的附加弯矩，有利于离合元件平顺地进入啮合或退出啮合，提高了离合可靠性，同时，减少了冲击、磨损，延长了使用寿命。

以上所述，仅是本发明的最佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种环形通轴离合缸，其特征在于，包括一个圆柱形内孔的缸体，一个环形活塞及与其固连一体的环形活塞杆管，一个或两个用于确定离合缸位置并封闭活塞腔的环形缸头和一组密封圈。

2.根据权利要求1所述的环形通轴离合缸，其特征在于，所述的圆柱形内孔缸体可以是一个独立的分离零件，也可以是离合器、变速箱、分动箱、取力器等基础壳体的一个功能结构，即圆柱形内孔缸体与基础壳体复合一体。

3.根据权利要求1所述的环形通轴离合缸，其特征在于，所述的活塞是环形的且与一个空心管同轴地固连成一体。

4.根据权利要求1或3所述的环形通轴离合缸，其特征在于，所述的环形活塞及杆管所形成的中心圆柱形空间用于使与其同轴的驱动轴或其他零、部件穿过。

5.根据权利要求1、2或3所述的环形通轴离合缸，其特征在于，须有两个相距一定距离的环形缸头安装在圆柱形内孔缸体内，与环形活塞及杆管形成封闭活塞腔，或一个安装在圆柱形内孔缸体外端的环形缸头与环形活塞及杆管形成封闭活塞腔。

6.根据权利要求1或3所述的环形通轴离合缸，其特征在于，所述的环形活塞及杆管端部具有一个或几个开口导向槽，圆柱形内孔缸体的外端或环形缸头上安装的一个或几个径向销轴插入开口导向槽里，用以为环形活塞的轴向往复运动导向并限制活塞随被驱动离合元件旋转。

7.根据权利要求1或6所述的环形通轴离合缸，其特征在于，所述的环形活塞及杆管端部与被驱动离合元件之间装有摩擦环或推力轴承，用以减小环形活塞及杆管端部结构与被驱动离合元件之间的旋转摩擦和磨损。