CN117940688A - 滑动式离合器变速箱制动器 - Google Patents

Abstract

一种滑动式离合器变速箱制动器包括：离合器壳体、销、旋转地固定在离合器壳体中的滑动式离合器外座圈、滑动式离合器内座圈、多个第一柱形滚子、以及离合器内环。离合器壳体具有径向孔，并且销设置在该径向孔中。外座圈具有布置在内圆周上的内部双向斜坡。内座圈具有布置在外圆周上的外部双向斜坡、用于接纳销的凹口、以及轴向地延伸穿过内座圈宽度的裂口。多个第一柱形滚子布置在形成于内部双向斜坡与外部双向斜坡之间的相应间隙中。内环布置成：当销与凹口接合时，内环相对于滑动式离合器内座圈旋转，并且当销与凹口断开接合时，内环与滑动式离合器内座圈摩擦接合。

Description

滑动式离合器变速箱制动器

技术领域

本公开总体上涉及变速箱制动器，并且更具体地涉及滑动式离合器变速箱制动器。

背景技术

从Kerr的标题为FULL-COMPLMENT MULTI-DIRECTIONAL COUPLING(满装多向联轴器)的美国专利No.6,409,001中已知多向联轴器，该美国专利在此如同在本文中充分阐述的那样通过参引并入本文。

发明内容

示例实施方式大体上包括一种滑动式离合器变速箱制动器，该滑动式离合器变速箱制动器包括：布置成相对于变速箱壳体旋转地固定的离合器壳体、销、旋转地固定在离合器壳体中的滑动式离合器外座圈、滑动式离合器内座圈、多个第一柱形滚子、以及离合器内环。离合器壳体具有径向孔，并且销设置在该径向孔中。滑动式离合器外座圈具有布置在内圆周上的多个内部双向斜坡、以及外座圈轴向宽度。滑动式离合器内座圈具有布置在外圆周上的多个外部双向斜坡、用于接纳销的凹口、大于外座圈轴向宽度的内座圈轴向宽度、以及轴向地延伸穿过整个内座圈轴向宽度的裂口。多个第一柱形滚子布置在形成于多个内部双向斜坡与多个外部双向斜坡之间的相应间隙中。离合器内环布置成：当销与凹口接合时，离合器内环相对于滑动式离合器内座圈旋转，并且当销与凹口断开接合时，离合器内环与滑动式离合器内座圈摩擦接合。

在示例实施方式中，离合器壳体包括用于与变速箱中的配合齿轮装置接合的齿轮。在一些示例实施方式中，离合器内环包括用于行星齿轮组的环形齿轮。在一些示例实施方式中，离合器内环具有内环壳体，该内环壳体具有多个第一轴向突出部，并且环形齿轮具有与第一轴向突出部驱动地接合的多个第二轴向突出部。在示例实施方式中，多个第一轴向突出部中的每个第一轴向突出部均具有第一径向向内凹口，多个第二轴向突出部中的每个第二轴向突出部均具有第二径向向内凹口，并且离合器内环具有保持环，该保持环安装在第一径向向内凹口和第二径向向内凹口中以用于将环形齿轮轴向地保持在内环壳体中。

在一些示例实施方式中，滑动式离合器变速箱制动器包括径向轴承，该径向轴承径向地布置在离合器壳体与离合器内环之间，以将离合器内环径向地定位在离合器壳体中。在示例实施方式中，滑动式离合器外座圈布置在离合器壳体的第一轴向侧部上，并且径向轴承布置在离合器壳体的与第一轴向侧部相反的第二轴向侧部上。在一些示例实施方式中，径向轴承是滚子轴承，其包括安装在滚子轴承保持架中的多个第二柱形滚子和安装在离合器壳体中的径向轴承套筒。在示例实施方式中，离合器壳体由铝制成，并且径向轴承套筒设置有硬化表面，多个第二柱形滚子倚靠在该硬化表面上。

在示例实施方式中，离合器壳体包括具有多个扇形部的外部筒形表面，所述多个扇形部布置成用于与变速箱壳体中的互补特征部接合，以将离合器壳体相对于变速箱壳体旋转地固定。

其他示例实施方式大体上包括变速箱，该变速箱包括：滑动式离合器变速箱制动器、变速箱壳体和致动器，该致动器设置成使销径向地移位以与凹口接合和断开接合。在示例实施方式中，滑动式离合器变速箱制动器具有弹簧，该弹簧布置成将销径向向外推动以使销与凹口断开接合。

在一些示例实施方式中，变速箱包括行星承载件和能够绕固定至行星承载件的相应轴旋转的多个行星齿轮，并且离合器内环具有与多个行星齿轮驱动地接合的环形齿轮。在一些示例实施方式中，变速箱具有与多个行星齿轮驱动地接合的太阳齿轮，并且环形齿轮、太阳齿轮和多个行星齿轮形成行星齿轮组。在示例实施方式中，滑动式离合器变速箱制动器布置成：当销与凹口断开接合时，环形齿轮被制动，以用于在太阳齿轮与行星架之间传递扭矩，并且反之，当销与凹口接合时，允许环形齿轮旋转，使得来自太阳齿轮的扭矩不被传递至承载件。

附图说明

图1图示了根据示例实施方式的滑动式离合器变速箱制动器的分解图。

图2图示了图1的滑动式离合器变速箱制动器的离合器内环的分解图。

图3图示了图2的离合器内环的横截面图。

图4图示了图1的滑动式离合器变速箱制动器的滑动式离合器组件的立体图。

图5A图示了包括图1的滑动式离合器变速箱制动器的变速箱的局部横截面图，其示出了销处于断开接合状态。

图5B图示了包括图1的滑动式离合器变速箱制动器的变速箱的局部横截面图，其示出了销处于接合状态。

图6图示了变速箱的局部分解图。

图7图示了图6的变速箱的横截面图。

具体实施方式

本文中描述了本公开的实施方式。应当理解的是，出现在不同附图视图中的相同的附图标记指示相同的或功能相似的结构元件。此外，应当理解的是，所公开的实施方式仅是示例，并且其他实施方式可以采取各种替代性形式。附图不一定是按比例绘制的；一些特征可以被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的具体的结构性细节和功能性细节不应当被解释为是限制性的，而仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式利用实施方式的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照附图中的任一个附图所图示和描述的各种特征可以与在一个或更多个其他附图中所图示的特征进行组合，以产生未明确图示或描述的实施方式。所图示的特征的组合为典型应用提供了代表性实施方式。然而，对于特定应用或实现方式来说，可能期望与本公开的教导相一致的特征的各种组合和改型。

本文中所使用的术语仅出于描述特定方面的目的，而非意在限制本公开的范围。除非另有定义，否则本文中所使用的所有技术术语和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。尽管可以在本公开的实践或测试中使用与本文中所描述的那些方法、装置或材料类似或等同的任何方法、装置或材料，但是现在将对以下示例方法、装置和材料进行描述。

参照图1至图4进行以下描述。图1图示了根据示例实施方式的滑动式离合器变速箱制动器100的分解图。图2图示了图1的滑动式离合器变速箱制动器的离合器内环102的分解图。图3图示了图2的离合器内环的横截面图。图4图示了图1的滑动式离合器变速箱制动器的滑动式离合器组件104的立体图。滑动式离合器变速箱制动器100包括离合器壳体106、销108、滑动式离合器外座圈110、滑动式离合器内座圈112、柱形滚子114和离合器内环102。离合器壳体布置成相对于变速箱壳体旋转地固定，如下文更详细地描述的。

离合器壳体106包括径向孔118，并且销108设置在该径向孔中。所提及的径向孔是指沿径向方向垂直于轴线120延伸的孔。滑动式离合器外座圈110例如通过压配合或者切削花键和压配合的组合方式旋转地固定在离合器壳体中。滑动式离合器外座圈还可以通过例如焊接、粘合剂或机械紧固件固定在离合器壳体中。清楚的是，外座圈110可以使用任何已知的固定方法固定在离合器壳体中。滑动式离合器外座圈110包括布置在内圆周124上的内部双向斜坡122、以及轴向宽度126，并且内座圈112包括布置在外圆周130上的外部双向斜坡128、以及大于轴向宽度126的内座圈轴向宽度131。所提及的双向斜坡是指在两个周向方向上径向向内(或向外)延伸的斜坡。例如，斜坡从内部双向斜坡122的径向最内侧点沿顺时针方向径向向外延伸，并且斜坡从同一最内侧点沿逆时针方向径向向外延伸。外部双向斜坡以类似的方式形成，除了斜坡从最外侧点沿两个周向方向径向向内延伸。

柱形滚子114布置在形成于多个内部双向斜坡与多个外部双向斜坡之间的相应间隙中。也就是说，外部双向斜坡和内部双向斜坡周向地对准，使得径向最内侧点和径向最外侧点对准，并且滚子设置在与外部双向斜坡对准的成对内部双向斜坡之间的间隙中。如下文将更详细地描述的，当最内侧点和最外侧点因内座圈和/或外座圈旋转而未对准时，滚子沿着斜坡移动以使外座圈径向地扩张并径向地压缩内座圈。滑动式离合器内座圈112包括用于接纳销108的凹口132以及轴向延伸穿过整个内座圈轴向宽度的裂口134。也就是说，滑动式离合器内座圈112的内表面如果没有轴向裂口则将是筒形的。

轴向裂口134允许内座圈扩张和压缩，以与滑动式离合器接合和断开接合。离合器内环102布置成：当销与凹口接合时(如图5B中所示)，离合器内环相对于滑动式离合器内座圈旋转，并且当销与凹口断开接合时(如图5A中所示)，离合器内环与滑动式离合器内座圈摩擦接合。换句话说，当销与凹口接合时，内座圈与外座圈旋转地对准(例如，因为销定位在离合器壳体106的孔118中，并且外座圈固定在离合器壳体中)，并且滚子114设置在斜坡之间的间隙中。但是，一旦销从凹口移除，当内环相对于固定的离合器壳体旋转时，内座圈与内环之间的摩擦使内座圈旋转。一旦内座圈旋转，滚子就在斜坡上滚动并且使内座圈压靠内环，从而增大摩擦，并且使滚子在斜坡上进一步移动以进一步压缩内座圈。因此，一旦拉动销，滑动式离合器变速箱制动器就会自动通电，并且使内环与离合器壳体保持固定。

应当注意的是，内座圈与内环之间的初始摩擦是极小的，并且很容易被销克服，这是因为滚子位于间隙中。例如，初始摩擦可能是由内座圈与内环之间的同心度的轻微变化和/或存在于变速箱中的润滑剂的流体膜引起的。但是，一旦移除销并且允许内座圈旋转，摩擦会迅速增大，以使内环制动。还应当注意的是，尽管外座圈不是分离式的，但压缩内座圈的相同径向力将作用在外座圈上，进一步增大外座圈与离合器壳体之间的摩擦，使得离合器壳体与外座圈之间的固定扭矩可以小于变速箱制动器滑动式离合器的扭矩容量。一旦扭矩从内环移除，滚子就会移动返回到间隙中，内座圈与外座圈对准，并且销可以与凹口重新接合。

离合器壳体106包括用于与变速箱中的配合齿轮装置接合的齿轮136，并且离合器内环102包括用于行星齿轮组的环形齿轮137，如下文更详细地描述的。离合器内环102包括具有轴向突出部140的内环壳体138，并且环形齿轮137包括与轴向突出部140驱动地接合的轴向突出部142。所提及的驱动地接合是指轴向突出部140和轴向突出部142是互补的，并且当它们周向对准时，它们彼此接触以在环形齿轮与内环壳体之间传递扭矩。所提及的周向对准是指围绕轴线120绘制的周向线穿过突出部140和突出部140两者。

轴向突出部140中的每个轴向突出部均包括径向向内凹口144，并且轴向突出部142中的每个轴向突出部均包括径向向内凹口146。离合器内环102包括保持环148，该保持环安装在凹口144和凹口146中，以将环形齿轮轴向地保持在内环壳体中。换句话说，保持环148确保环形齿轮137和内环壳体138保持周向对准。应当注意的是，尽管离合器内环102是环形齿轮137和内环壳体138构成的组件，但是内环可以由单件材料一体地形成。换句话说，一些实施方式(未示出)可以包括形成为内环壳体138的一部分的环形齿轮137。

参照图1至图5B进行以下描述。图5A图示了包括图1的滑动式离合器变速箱制动器100的变速箱200的局部横截面图，其示出了销108处于断开接合状态。图5B图示了包括图1的滑动式离合器变速箱制动器100的变速箱200的局部横截面图，其示出了销108处于接合状态。滑动式离合器变速箱制动器100包括径向轴承150，该径向轴承径向地布置在离合器壳体与离合器内环之间，以将离合器内环径向地定位在离合器壳体中。例如，如在图5A和图5B中所看到的，滑动式离合器外座圈布置在离合器壳体的轴向侧部152上，并且径向轴承150布置在离合器壳体的与轴向侧部152相反的轴向侧部154上。

径向轴承150是滚子轴承，其包括安装在滚子轴承保持架158中的柱形滚子156和安装在离合器壳体中的径向轴承套筒160。离合器壳体106由铝制成，并且径向轴承套筒设置有硬化表面，柱形滚子156倚靠在该硬化表面上。尽管径向轴承150被示出为滚子轴承，其他实施方式也是可能的。例如，在一些实施方式中，径向轴承150可以是衬套(未示出)。离合器壳体106包括具有扇形部164的外部筒形表面162，扇形部布置成用于与变速箱壳体中的互补特征部接合(例如，图7)，以将离合器壳体相对于变速箱壳体旋转地固定。

参照图1至图7进行以下描述。图6图示了变速箱200的局部分解图。图7图示了图6的变速箱200的横截面图。变速箱200包括滑动式离合器变速箱制动器100、变速箱壳体202和致动器204，该致动器设置成使销径向地移位以与凹口接合和断开接合。也就是说，滑动式离合器变速箱制动器包括弹簧166，该弹簧布置成将销径向向外推动以与凹口断开接合，并且致动器204包括柱塞206，该柱塞布置成使销径向向内移位以与凹口接合。换句话说，当致动器接合时，柱塞径向向内移位，使销108径向向内移位以与外座圈110中的凹口132接合。但是当致动器断开接合时，柱塞缩回，并且弹簧166将销径向向外推动，使销与凹口断开接合，以允许滑动式离合器如上所述进行接合。例如，致动器204可以是电动致动器、液压致动器或真空致动器。

变速箱200还包括行星承载件208和能够绕固定至行星承载件的相应轴212旋转的行星齿轮210。如上所述，离合器内环102包括环形齿轮137，并且环形齿轮与行星齿轮驱动地接合。变速箱200包括与行星齿轮和环形齿轮驱动地接合的太阳齿轮214，太阳齿轮和行星齿轮形成行星齿轮组216。滑动式离合器变速箱制动器100布置成：当销与凹口断开接合时，环形齿轮被制动以用于在太阳齿轮与行星承载件之间传递扭矩，并且反之，当销与凹口接合时，允许环形齿轮旋转，使得来自太阳齿轮的扭矩不被传递至行星承载件。

也就是说，当环形齿轮的旋转不受限制时，行星齿轮元件的相对旋转阻止太阳齿轮与行星齿轮承载件之间进行扭矩传递，但是当滑动式离合器接合并且环形齿轮的旋转被锁定时，环形齿轮反作用于行星齿轮，并且来自太阳齿轮的扭矩经由行星成承载件输出，并且反之亦然。例如，变速箱200可以用在电动车辆中。在操作期间，致动器204可以被致动以使销与凹口接合，从而允许变速箱部件相对于例如与太阳齿轮或行星承载件连接的电动马达自由转动。致动器断电会使销断开接合以锁定滑动式离合器变速箱制动器，使得来自电动马达的扭矩传递至变速箱，并且反之亦然。

尽管上面描述了示例性实施方式，但是并不意味着这些实施方式描述了权利要求所涵盖的所有可能的形式。说明书中所使用的词语是描述性的而非限制性的词语，并且应当理解的是，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如先前所描述的，可以对各种实施方式的特征进行组合以形成本公开的可能未明确描述或说明的其他实施方式。尽管各种实施方式可能已经被描述为在一个或更多个期望的特性方面提供优点或者优于其他实施方式或现有技术的实现方式，但是本领域普通技术人员认识到的是，一个或更多个特征或特性可以被折衷以实现期望的总体系统属性，这取决于具体的应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、寿命周期成本、适销性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、易组装性等。因此，在任何实施方式被描述为在一个或更多个特性方面不如其他实施方式或现有技术实现方式更理想的程度上，这些实施方式并没有超出本公开的范围并且可能对于特定应用而言是期望的。

附图标记列表

100滑动式离合器变速箱制动器

102 离合器内环

104 滑动式离合器组件

106 离合器壳体

108 销

110 滑动式离合器外座圈

112 滑动式离合器内座圈

114柱形滚子(第一)

118 径向孔

120 轴线

122 内部双向斜坡

124内圆周(外座圈)

126轴向宽度(外座圈)

128外部双向斜坡

130外圆周(内座圈)

131轴向宽度(内座圈)

132 凹口

134 轴向裂口

136 环形齿轮

138 内环壳体

140轴向突出部(第一)

142轴向突出部(第二)

144径向向内凹口(第一)

146径向向内凹口(第二)

148 保持环

150径向轴承

152轴向侧部(第一)

154轴向侧部(第二)

156柱形滚子(第二)

158 滚子轴承保持架

160 径向轴承套筒

162 外部筒形表面

164 扇形部

166 弹簧

200 变速箱

202 变速箱壳体

204 致动器

206 柱塞

208 行星承载件

210 行星齿轮

212 轴

214 太阳齿轮

216 行星齿轮组

Claims (15)

1.一种滑动式离合器变速箱制动器，包括：

离合器壳体，所述离合器壳体布置成相对于变速箱壳体旋转地固定，所述离合器壳体包括径向孔；

销，所述销设置在所述径向孔中；

滑动式离合器外座圈，所述滑动式离合器外座圈旋转地固定在所述离合器壳体中，所述滑动式离合器外座圈包括：

布置在内圆周上的多个内部双向斜坡；

外座圈轴向宽度；

滑动式离合器内座圈，所述滑动式离合器内座圈包括：

布置在外圆周上的多个外部双向斜坡；

用于接纳所述销的凹口；以及

内座圈轴向宽度，所述内座圈轴向宽度大于所述外座圈轴向宽度；以及

轴向延伸穿过整个所述内座圈轴向宽度的裂口；

多个第一柱形滚子，所述多个第一柱形滚子布置在形成于所述多个内部双向斜坡与所述多个外部双向斜坡之间的相应间隙中；以及

离合器内环，所述离合器内环布置成：

当所述销与所述凹口接合时，所述离合器内环相对于所述滑动式离合器内座圈旋转；并且

当所述销与所述凹口断开接合时，所述离合器内环与所述滑动式离合器内座圈摩擦接合。

2.根据权利要求1所述的滑动式离合器变速箱制动器，其中，所述离合器壳体包括齿轮，所述齿轮用于与所述变速箱中的配合齿轮装置接合。

3.根据权利要求1所述的滑动式离合器变速箱制动器，其中，所述离合器内环包括环形齿轮，所述环形齿轮用于行星齿轮组。

4.根据权利要求3所述的滑动式离合器变速箱制动器，其中：

所述离合器内环还包括内环壳体，所述内环壳体包括多个第一轴向突出部；并且

所述环形齿轮包括多个第二轴向突出部，所述多个第二轴向突出部与所述第一轴向突出部驱动地接合。

5.根据权利要求4所述的滑动式离合器变速箱制动器，其中：

所述多个第一轴向突出部中的每个第一轴向突出部均包括第一径向向内凹口；

所述多个第二轴向突出部中的每个第二轴向突出部均包括第二径向向内凹口；并且

所述离合器内环还包括保持环，所述保持环安装在所述第一径向向内凹口和所述第二径向向内凹口中，以将所述环形齿轮轴向地保持在所述内环壳体中。

6.根据权利要求1所述的滑动式离合器变速箱制动器还包括径向轴承，所述径向轴承径向地布置在所述离合器壳体与所述离合器内环之间，以将所述离合器内环径向地定位在所述离合器壳体中。

7.根据权利要求6所述的滑动式离合器变速箱制动器，其中：

所述滑动式离合器外座圈布置在所述离合器壳体的第一轴向侧部上；并且

所述径向轴承布置在所述离合器壳体的与所述第一轴向侧部相反的第二轴向侧部上。

8.根据权利要求6所述的滑动式离合器变速箱制动器，其中，所述径向轴承是滚子轴承，所述滚子轴承包括：

多个第二柱形滚子，所述多个第二柱形滚子安装在滚子轴承保持架中；以及

径向轴承套筒，所述径向轴承套筒安装在所述离合器壳体中。

9.根据权利要求8所述的滑动式离合器变速箱制动器，其中：

所述离合器壳体由铝制成；并且

所述径向轴承套筒设置有硬化表面，所述多个第二柱形滚子倚靠在所述硬化表面上。

10.根据权利要求1所述的滑动式离合器变速箱制动器，其中，所述离合器壳体包括具有多个扇形部的外部筒形表面，所述多个扇形部布置成与所述变速箱壳体中的互补特征部接合，以将所述离合器壳体相对于所述变速箱壳体旋转地固定。

11.一种变速箱，包括：

根据权利要求1所述的滑动式离合器变速箱制动器；

变速箱壳体；以及

致动器，所述致动器设置成使所述销径向地移位以与所述凹口接合和断开接合。

12.根据权利要求11所述的变速箱，其中，所述滑动式离合器变速箱制动器还包括弹簧，所述弹簧布置成将所述销径向向外推动以使所述销与所述凹口断开接合。

13.根据权利要求11所述的变速箱，还包括：

行星承载件；以及

多个行星齿轮，所述多个行星齿轮能够绕固定至所述行星承载件的相应轴旋转，其中，所述离合器内环包括与所述多个行星齿轮驱动地接合的环形齿轮。

14.根据权利要求13所述的变速箱，还包括与所述多个行星齿轮驱动地接合的太阳齿轮，其中，所述环形齿轮、所述太阳齿轮和所述多个行星齿轮形成行星齿轮组。

15.根据权利要求14所述的变速箱，其中，所述滑动式离合器变速箱制动器布置成：

当所述销与所述凹口断开接合时，所述环形齿轮被制动，以用于在所述太阳齿轮与所述行星承载件之间传递扭矩；并且

并且反之，当所述销与所述凹口接合时，允许所述环形齿轮旋转，使得来自所述太阳齿轮的扭矩不被传递至所述行星承载件。