CN1237290C - 扭矩传递装置中的球件设置 - Google Patents

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Abstract

一种在两旋转的同轴轴元件(2，4)间传递扭矩的装置，包括多个和上述两个轴元件相连的可换离合器片(5，6)，并配合得可以抵消上述轴元件间的差动转速，旋转运动可以由制动机构(26-28)制动，上述制动机构的转速和上述差动转速成正比。将上述差动转速传递到制动机构的装置包括多个球件(12)，这些球件一方面设置排列在一可旋转的第一止推环(11)和一第二止推环(13)之间，另一方面设置排列在一固定到该装置外壳(1)上的外环(24)和一齿圈(25)之间，上述齿圈和上述制动机构(26-28)的旋转制动轴(26)相配合，上述第二止推环连接到一轴元件(2)上。

Description

扭矩传递装置中的球件设置
技术领域
本发明涉及一种用以传递两个旋转的共轴轴元件间扭矩的装置，该装置包括一定数量的和上述两个轴元件相连的可换离合器片，从而配合使得可以抵消上述轴元件间的差动(不同)转速，还包括用以制动旋转运动的制动机构，上述制动机构的转速和上述差动转速成正比。
发明背景
两转轴间扭矩的传递装置从各种不同的专利申请中已为人所熟知。上述两轴可以是车辆差动机构的输出轴。因此上述装置在这种情况下也可以被称为差动制动器。但在有必要抵消两轴之间的差动转速时，就会有其他的情况出现。一个典型的例子就是四轮驱动车中前后驱动轴的两轴。
现已有不同的技术可以达到抵消差动转速的目的，但现有的已知方案都要取决于液压系统。
WO98/26950示出了一种上述类型的装置，当用在那里的制动机构为电子式或机电式制动器时，可以限定作为一种机电设备，这就意味着不再需要通常使用的液压系统。
这种装置包括：
和第一轴元件相连的齿轮机构，
一和第二轴元件相连的压板，并轴向可置换地靠在离合器片上，以便于配合，
上述齿轮机构和压板之间的传递机构，用以在齿轮机构和压板间的某一差动转速时，轴向移动上述压板靠在上述离合器片上，
制动机构和上述齿轮机构相连，向上述传递机构提供一制动力，以用于轴向位移。
在这种装置中，上述齿轮机构为行星齿轮。从一可比较的通用方式来看，上述机构可以包括和第一轴元件相配合的齿轮，行星齿轮，行星齿轮支架装置，固定齿轮缘以及和上述制动机构相配合的齿圈。
行星齿轮装置价格比较昂贵，这可能在不得不缩减开支的汽车工业中是一缺陷。而且它们还会发出噪音，这又是车辆领域中的另一缺陷。
发明内容
本发明的目的就是提供一种没有上述提及缺陷的设置，但却可以保持行星齿轮装置的结构和功能的可靠性。
本发明的另一目的就是提供一种设置，尽可能简化和成本低廉，但却具有必要的强度和可靠性。
本发明的进一步的目的就是实现一种设置，产生的噪音尽可能的小。
本发明提供了一种在两旋转的同轴轴元件间传递扭矩的装置，该装置包括多个和上述两个轴元件相连的交错的离合器片，并配合得可以抵消上述轴元件间的差动转速，还包括用以制动旋转运动的制动机构，上述制动机构的转速和上述差动转速成正比，其特征在于将上述差动转速传递到制动机构的装置包括多个球件，这些球件一方面设置排列在一可旋转的第一止推环和一第二止推环之间，另一方面设置排列在一固定到该装置外壳上的外环和一齿圈之间，上述齿圈和上述制动机构的旋转制动轴相接合，上述第二止推环连接到一轴元件上。
附图简述
图1是根据本发明的装置的剖面侧视图。
优选实施例的详述
根据本发明的装置设置在外壳1内，其虽然包括几个零件，但并不进一步叙述。
在图中向右延伸设置的一第一轴元件2，可安装在车辆中，并通过外壳1内的轴承3沿轴颈旋转转动(rotatably journalled)。在图中向左延伸设置的一第二轴元件4作为一套筒零件来叙述，其中部具有内齿条，用以和一轴(没有示出)上的外齿条相配合。该轴沿轴颈(to bejournalled)转动，和第一轴元件2上的旋转无关。
在上述车辆中，上述两个轴元件2和4都可以连接到另外的零件(没有示出)上。两轴元件之间仅仅允许相对的轴向运动。
如果上述轴元件2和4之间的差动旋转比较低，它们就可以彼此相对的自由旋转。如果上述差动旋转比较高或者增加超过某一极限，上述轴元件就会摩擦连接，以抵消上述差动旋转的进一步增大。上述连接条件应和上述旋转方向以及哪个轴元件比另一个转得快无关。
上述摩擦连接通过一定数量的可换离合器片或环5和6来实现，在图中向右的方向，利用花键分别将上述离合器片连接到上述第一轴元件2的通常为套筒型部件2’的外表面和第二轴元件4的通常为套筒型部件4’的内表面上。
在外周边，环形压板7通过部件4’和上述左轴元件4花键配合，并相对于右轴元件2旋转。压缩弹簧8的一端压靠在上述压板7上，另一端通过一轴承9压靠在上述第一轴元件2的套筒型部件2’上。在图中，上述弹簧8将上述压板7向右偏压。
和上述压板7配合的有辊子10，一旋转的第一止推环11，多个带有球件支架12’、并周向间隔的球件12，以及一不可旋转地连接在上述右轴元件2上的第二止推环13。
在它们彼此面对的轴向面上，上述压板7和上述可旋转的止推环11设置有如WO98/26950简要所述的斜坡。对应于辊子10的数量，在上述周边可以均匀地分布有两个或更多的斜坡。这些辊子10由辊支架14保持在合适的位置。
从WO98/26950的叙述，可以清楚地看出压板7和上述可旋转的止推环11当彼此相对转动时，是分开的，使得上述每一辊子10可以爬上上述斜坡。
在压板7的旋转过程中，由于弹簧8的弹力，以及斜坡的倾斜角，使得一定的扭矩被传递到上述可旋转的第一止推环11上。
如果超过该扭矩，上述压板7和可旋转的第一止推环11彼此相对转动，辊子10就爬上在图中轴向向左移动压板7的斜坡，使得上述离合器片5、6和上述轴元件2、4摩擦连接配合。
如上所述，上述可旋转的第一止推环11可移动地设置在右轴元件2上。上述第二止推环13设置在右轴元件2上，并和上述可旋转的第一止推环11相邻。上述球件12和上述两个止推环11、13的倾斜端面相接触，并环绕设置在上面。在实际情况中，上述球件12的数量可以为12-16个。
球件12的外周面和上述固定外环24以及可旋转齿圈25的倾斜端面相接触，该齿圈相对于外壳1由一轴向轴承25’沿轴向(journalled)支撑。
上述压缩弹簧8在图中向右偏压上述可旋转的第一止推环11，球件12就和所有相连的环11，13，24和25保持接触配合。
如果上述止推环11和13等速旋转或都不旋转，上述设置的设计和尺寸就使得齿圈25不会被施加任何运动。
齿圈25的外齿和一制动轴26相配合。该制动轴在外壳1中以轴颈(journalled)形式设置。
上述制动轴26设置有一构成电磁制动器第一部分的制动盘27，上述电磁制动器的第二部分被固定。该电磁制动器优选为圆柱形电磁制动器28。
可以在上述制动器27，28内控制差动旋转，或者可能直接在轴元件2和4上进行控制。检测和传递上述差动旋转的技术就反映了这一工艺状况。例如在一制动轴盘30上可以设置有一旋转检测器29。
当所检测的差动旋转超过一预定值，将激励上述电磁制动器28，以摩擦制动上述制动盘27，从而制动上述制动轴26。
前述的装置具有下列功能：
a)轴元件2和4等速旋转。
上述第二止推环13和上述右轴元件2整体连接，并与其等速旋转。压板7和上述左轴元件4等速旋转。由于弹簧8作用在可旋转的第一止推环11的扭矩，使得上述止推环11同样也和上述左轴元件4等速旋转。当止推环11和13等速旋转的时候，球件12仅沿平行于轴元件2、4轴线的轴旋转，齿圈25保持静止。离合器片5和6就不会被驱动。
b)上述轴元件2、4的差动旋转处于极限值之下。
上述第二止推环13再次和上述右轴元件2等速旋转时，而压板7却和上述左轴元件4等速旋转。由于弹簧8作用在可旋转的第一止推环11的扭矩，使得上述止推环11同样也和上述左轴元件4等速旋转。这就意味着上述两止推环11、13正以不同的速度旋转，从而使得球件12和制动轴26旋转。但是当上述差动旋转低于上述设定的极限时，电磁制动器27、28并不会被激励。也就相应地不会驱动上述离合器片5和6。
c)上述轴元件2、4可以在高速差动旋转下旋转
在初始阶段，上述第二止推环13和上述右轴元件2一起旋转，压板7和上述左轴元件4一起旋转。由于弹簧8作用的扭矩，上述可旋转的第一止推环11同样和左轴元件4等速旋转。上述止推环11、13就以不同的速度旋转，从而使得球件12和制动轴26旋转。当差动旋转高于一预定标准，上述电磁制动器27，28就被激励。当齿圈25由制动轴26制动时，上述可旋转的第一止推环11相对压板7转动，使得上述离合器片5、6摩擦配合并抵消上述差动旋转的进一步增大。上述离合器片5、6的这种摩擦配合在可旋转的第一止推环11上产生另一扭矩。该另一扭矩和离合器片5、6为防止差动旋转增大而传递的扭矩成正比。
非常需要注意的是，通过上述可旋转的笫一止推环11，也就是通过和上述离合器片5、6轴向力成正比的力可以驱动上述自由转动的球件12。这就意味着它们所需的扭矩传递能力随着离合器片摩擦配合程度的增加而增加，也就是随着差动旋转的增大而增加。
上述装置包含一旋转式电磁反馈摩擦制动器。可以连续地监视上述制动轴的转速或换句话说监视差动旋转。该扭矩传递装置可控是因为上述电磁制动器中的电流不断变化，上述制动盘的转速保持在设定极限之内。整个装置的扭矩传递和上述电磁制动器中的电流成正比。
除了上述所示并叙述的电磁制动器，其他实际应用的制动器机构也可适用于本发明的范围内。例如就可以替换应用WO98/26950所示的电子制动器。

Claims (5)

1、一种在两旋转的同轴轴元件(2，4)间传递扭矩的装置，该装置包括多个和上述两个轴元件相连的交错的离合器片(5，6)，并配合得可以抵消上述轴元件间的差动转速，还包括用以制动旋转运动的制动机构(26-28)，上述制动机构的转速和上述差动转速成正比，其特征在于将上述差动转速传递到制动机构(26-28)的装置包括多个球件(12)，这些球件一方面设置排列在一可旋转的第一止推环(11)和一第二止推环(13)之间，另一方面设置排列在一固定到该装置外壳(1)上的外环(24)和一齿圈(25)之间，上述齿圈和上述制动机构(26-28)的旋转制动轴(26)相接合，上述第二止推环连接到一轴元件(2)上。
2、一种根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述球件(12)设置在两止推环(11，13)，固定外环(24)以及齿圈(25)的彼此互相面对的倾斜面之间。
3、一种根据权利要求2所述的装置，其特征在于上述可旋转的第一止推环(11)由压缩弹簧(8)偏压，用以保持球件(12)和上述四个环件(11，13，24，25)的倾斜面相配合。
4、一种根据权利要求3所述的装置，其特征在于上述离合器片(5，6)的轴向力传递到并通过上述球件(12)。
5、一种根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述球件(12)设置在一周向球件支架(12’)上。
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