CN1309294C - 扭矩传递元件以及制动器和离合器的组件 - Google Patents

Abstract

一摩擦耦合件(20)，包括：摩擦件(21)，该摩擦件包括一制动表面(21d)和一与上述制动表面在不同平面的离合表面(21c)；抵靠上述摩擦件的弹簧(22)；一靠近上述制动表面的制动件(23)，制动件相对于摩擦件安装，以允许相对旋转；以及连接到制动件上的致动促动器(24)。摩擦件还可以包括一插入件(21e)。

Description

扭矩传递元件以及制动器和离合器的组件

技术领域

本发明涉及一种动力设备，包括但并不仅限于割草机，耕作机，扫雪机和拖拉机，而尤其是涉及一种动力设备的制动器和离合器。

背景技术

传统的动力设备可包括一有选择地将从动机构(driven implement)与发动机输出元件相接合的离合器，也可以包括一制动器，用以在从动机构和上述发动机输出元件脱离时，延迟上述从动机构的旋转。将这两个耦合装置相结合，可以使得操作者不需要改变上述发动机输出元件的运行，就可以控制上述从动机构的运动。

在已知的动力设备中，用在离合器上的部件和用在制动器中的部件相互独立且有明显不同。所以这种设置就需要有大量零件组装，而且定期维护时也需要替换大量零件。而由于需要拆卸大量的零件，来接近和/或更换磨损或断裂元件，因此进一步还会阻碍上述的定期维护。另外，将离合器和制动器作为单独部件来提供就需要较大的包装来容纳这些部件。

尺寸限制也是传统片式制动器和离合器设计的另一缺陷。因为制动器和离合器都需要有较大的表面区域。但是包装空间通常都会限制制动器和离合器，使这些区域不能达到优化条件。

发明内容

所以本发明的目的致力于一种摩擦耦合，其可以基本上消除由现有技术中的限制和缺陷所造成的一或多个问题。本发明的其它特征和优点将根据随后的说明而得以描述，并部分将通过说明书、权利要求书和附图将变得更加显而易见。

为了达到根据本发明目的的这些和其他优点，广义上讲，用在原动机所驱动的装置内的扭矩传递元件包括一摩擦件和一插入件。上述摩擦件包括：第一摩擦接合表面；与上述第一摩擦接合表面在不同平面的第二摩擦接合表面；第三表面；和至少一个在第三表面上的扭矩传送器。上述插入件固定到摩擦件上，位于第一摩擦表面和第二摩擦表面中的一个与第三表面之间。

在另一方面，动力设备的制动器和离合器包括一发动机输出元件，一从动件和一具有第一位置和第二位置的耦合件。上述耦合件包括一连接到发动机输出元件和从动件之一上的摩擦件。该摩擦件包括一制动表面和一与上述制动表面在不同平面的离合表面，以及一设置在离合表面和制动表面中间的插入件。上述耦合件还包括一弹簧，一制动件和一制动促动器。上述弹簧设置在摩擦件与发动机输出元件、从动件中的一个之间。上述制动件临近上述制动表面，并相对摩擦件安装，从而允许相对旋转。上述制动促动器被连接到上述制动件上。当上述耦合件处于第一位置时，上述离合表面脱离发动机输出元件和从动件中的另一个，且制动件与制动表面相接合。当上述耦合件处于第二位置时，上述离合表面与发动机输出元件和从动件中的另一个相配合，制动件与制动表面脱离。

在另一方面，用于由原动机驱动的装置的扭矩传递元件包括一摩擦件。该摩擦件包括一第一摩擦接合表面，与上述第一摩擦接合表面在不同平面的第二摩擦接合表面，第三表面和至少一个第三表面上的扭矩传送器。上述摩擦件还包括用来加强对来自第一和第二摩擦接合表面之一的扭矩进行传递的装置，且该装置固定到摩擦件上，位于第一和第二摩擦接合表面中的至少一个与第三表面之间。

可以理解，前述概略描述和随后的详细说明都仅仅是示意性和解释性的，都是为了进一步解释如权利要求所请求保护的本发明。

附图说明

包括在内用以进一步理解本发明的附图，结合在说明书中并作为其一部分，并且说明本发明的实施例，并与下面的描述一起解释本发明的原理。

图1是片式制动器和离合器的剖视图；

图2是图1中片式制动器和离合器组件的一部分的分解视图；

图3是图1中片式制动器和离合器组件的另一部分的分解视图；

图4是图1中片式制动器和离合器的平面图；

图5是用于图1中的片式制动器和离合器的托架的侧视图；

图6是摩擦件另一优选实施例的透视图；

图7是图6所示摩擦件的仰视图；

图8是沿图7中VIII-VIII截取的剖视图；

图9是图6所示摩擦件的仰视立体图；

图10是图6所示插入件的透视图；

图11是沿图9中XI-XI截取的剖视图；

图12是摩擦件另一优选实施例的仰视图；

图13是图12中的摩擦件的仰视图；

图14是图12所示的插入件的仰视图。

具体实施方式

下面，详细参照本发明优选实施例，其示例在附图中加以图示。

图1-3示出了一驱动组件10，其包括驱动件11，从动件12，和有选择地将驱动件11连接到从动件12上的耦合件20。上述驱动件11可以是一连接到剪草机发动机(没有示出)上的轴。从动件12可以是适于承载剪草机叶片(没有示出)的叶片架。

键1 3通过已知方式将驱动轮毂14固定到上述驱动件11上。动力输出滑轮15也可通过已知方式连接到上述驱动件11上。轴承组件16可以将从动件12安装在驱动件11上。上述轴承轴向束缚在凸缘螺栓17和上述驱动轮毂14之间的驱动件11上。上述凸缘螺栓17固定到驱动件11上。如后所述，轴承组件16允许驱动件11相对从动件12旋转。

另外，驱动轮毂14和动力输出滑轮15都可以通过内置键，槽舌榫，花键或卡环等其他的机械连接方式固定到驱动件11上。驱动轮毂14和动力输出滑轮15也可以和上述驱动件11整体成形。上述轴承组件16可以通过压力配合或铆接方式固定到驱动件11和从动件12的一个或二者上，也可以使用其他类似的手段。

从动件12为环形，具有多个沿周向间隔的突出部12a。这些突出部12a从从动件12的上表面12b沿轴向延伸。彼此相邻的轴向突出部12a其间限定有间隔12c。上述从动件12通过环形凸缘12d轴向定位在轴承16上。另外，垫圈或其他类似器件也可以将从动件12定位在轴承16上。多个螺纹孔12e环绕从动件周向间隔开。诸如叶片(未示出)等的机构通过插入在螺纹孔12e内的螺栓(未示出)可以固定到从动件12上。在从动件12上还可设置有多个通孔12f(图2)，以便于去掉草屑、灰尘等碎片。在从动件12的上表面12b上，在至少一个间隔12c内，设置有止挡器12g(图2)。该止挡器12g可以构造得作为一凸肋，或其他合适的形式。

上述耦合件20包括摩擦件21，盘形弹簧22，制动件23，制动促动器24，多个球体25，挡圈26和压缩弹簧27。压缩弹簧27构造得可压缩到一非常小的轴向厚度。在耦合件20的优选实施例中仅需要使用一个压缩弹簧27。这使得装置的结构更紧凑，零件数量更少。

如将要详细叙述的，耦合件20构造得可以同时在接合位置和脱离位置偏移上述制动件23和摩擦件21。应该注意的是，图1的右半部分表示第一种构型的耦合件20，图1的左半部分表示第二种构型的耦合件20。

摩擦件21具有多个沿周向间隔的径向延伸突出部21a。每一径向突出部21a都延伸到一对应的间隔12c中，并和上述两个相邻轴向突出部12a相抵靠。上述轴向突出部12a和径向突出部21a将摩擦件21旋转上固定到从动件12上。摩擦件21是一个单件，该单件是包括橡胶、黄铜和石墨的合成物。

在图1-5所述的优选实施例中，摩擦件21具有用以起加强作用的粉末金属芯21e。该粉末金属芯21e设置有表面凸脊，该表面凸脊可以旋转地将粉末金属芯21e锁定在摩擦件21之内。使用该粉末金属芯21e是因为其可以为摩擦件21增加强度，并提供更可靠的扭矩传递。如果摩擦件21具有足够的强度来传递所需的扭矩，就不需要有粉末金属芯21e。

盘形弹簧22接触从动件12的上表面12b、摩擦件21的下表面21b。该弹簧22偏压上述摩擦件21，使其沿轴向离开从动件12。上述轴向突出部12a和径向突出部21a相互作用，使得摩擦件21相对上述从动件12轴向位移。

在摩擦件21的内周上形成的离合表面21c有选择地与驱动轮毂14上的截锥外表面14a相接合。上述离合表面21c也为截锥形。将这个离合表面21c形成为截锥形表面可通过最小径向尺寸使表面区域最大化。

弹簧22偏压离合表面21c，使其与驱动轮毂14上的截锥外表面14a相接触。这种摩擦接触使得上述驱动轮毂14得以驱动上述从动件12。

在摩擦件2 1的上表面上设置有一制动表面21d。该制动表面21d和离合表面21c都设置在摩擦件21的不同的表面(上表面和内侧表面)上，从而可以节约空间并使耦合件20所需的元件的数量最少。

制动件23具有至少一闸瓦23a，优选的是，环绕制动件23的周边间隔设置有多个闸瓦23a。闸瓦23a从制动件23的底部沿轴向向下延伸。每一闸瓦23a都具有一制动表面23b，该制动表面可有选择地与摩擦件21上的制动表面21d相接合。

制动促动器24同轴设置在制动件23之上。轴承组件18使得制动促动器24可以由动力输出滑轮15相对旋转地安装在上述驱动件11上。轴承组件18压配合到动力输出滑轮15和制动促动器24上。另外，轴承组件18可以通过将轴承组件18铆接到动力输出滑轮15、制动促动器24和驱动轮毂14的任一种组合上而得以约束。

上述制动促动器24具有多个周向间隔的弓形槽24a。参看图3和4，肋24b延伸过相应一个弓形槽24a。

多个弓形槽23c在上述制动件23上周向间隔开。每一制动件的弓形槽23c的一部分和对应的制动促动器弓形槽24a重叠，而余下部分延伸到制动促动器弓形槽24a之外。

挡圈26是一扁平环形盘，并具有多个从挡圈26周向上沿轴向向上延伸的钩部26a。该挡圈26同轴设置在制动促动器24之下，并径向位于闸瓦23a的内侧。每一钩部26a都突出于制动件23和制动促动器24上的弓形槽23c、24a。每一钩部26a都被固定在相应的肋24b上。

在优选实施例中，挡圈26涂覆有低摩擦材料，例如聚四氟乙烯(PTFE)或尼龙。如后所述，这种低摩擦涂层使得挡圈26更容易返回其中间位置。

压缩弹簧27设置在制动件23的底部和挡圈26的上表面之间。该挡圈26将制动件23连接到制动促动器24，压缩弹簧27偏压上述制动件23，使其远离制动促动器24。

多个球形斜坡组件形成制动件23和制动促动器24之间的连接。每一球形斜坡组件都包括形成在制动件23和制动促动器24每一个上的倾斜球形斜坡面23d，24c。球形斜坡面23d与球形斜坡面24c相对，并在相对于球形斜坡面24c相反的方向上倾斜。在每一对相对的球形斜坡面23d、24c之间都可动地夹持球体25。

参看图4，可以使用三个球形斜坡面对，且它们位于制动件23和制动促动器24上的三角形T的顶点上。该三角形T最好是等边三角形，当然其他三角形也同样适用。挡圈26的钩部26a设置在三角形T的周长之内，并临近相应的角。这种设置使得钩部26a靠近上述球形斜坡面23d、24c定位。由于这种设置，来自压缩弹簧27的力就被定位在上述三角形T之内，从而提高了上述耦合件20的性能。但上述钩部26a也可以设置在其他的位置。

接头23e从制动件23的周向沿径向伸出。在接头23e内形成有弓形接口槽23f。制动促动器24具有突出部24d，该突出部24d沿轴向向下穿过上述接口槽23f。该突出部24d的宽度小于上述接口槽23f的弓形长度。

另外，也可以利用其他将旋转运动转换成轴向运动的耦合件，例如凸轮和随动机构，以替代上述球形斜坡面装置。在其他的实施例也可以放弃制动促动器的旋转运动，如连杆系统，该系统提供了可线性位移并和上述制动件相接触的连杆。

参看图4和5，托架29可通过一导柱29a固定到制动件23上的托架接头23g上。上述导柱29a沿轴向向下延伸并穿过托架接头23g内的开口23h。制动件23沿上述导柱29a可自由滑动。托架29通过螺栓或其他合适的紧固件固定到一安装面，例如割草机盖或发动机缸体上。这样，托架29可旋转地固定到上述制动件23上。另外，制动件23也可由螺栓或其他类似的紧固件进行可旋转的固定。

上述托架29包括一形成在导向凸缘29c上的孔29b。突出部24e从制动促动器24的顶面沿轴向向上延伸。控制电缆28的一端穿过上述导向凸缘29c的孔29b，并通过槽或孔或者其他类似的方式固定到上述突出部24e。控制电缆28的另一端被固定到一控制手柄(未示出)上。另外，控制电缆28在一端可以固定到制动促动器24内的孔中。

螺旋弹簧30在一端可被固定到托架29上、凹槽29d处。螺旋弹簧30的另一端可固定到形成在制动促动器24周边的弹簧接头24f上。在其他的实施例中，凹槽29d也可由孔来替代。

托架29包括多个肋29e，从而有助于支撑导向凸缘29c和包含凹槽29d的凸缘。但托架29也可以不设置这些肋29e。

托架29是提供可旋转固定制动件23、锚定控制电缆28并锚定螺旋弹簧30等功能的单一元件。所以托架29的优选实施例有助于减少要组件的零件。

下面参考图1和4来描述本发明中制动器和离合器的操作。

控制电缆28的致动赋予制动促动器24旋转运动。这个旋转运动又使每一球形斜坡面24c相对于相关的球体25移动。上述球体25沿相对置的倾斜球形斜坡面23d滚动。球体的这种运动迫使制动件23克服压缩弹簧27的偏压沿轴向向下，从而使制动面23b和制动表面21d相接合。由移动上述控制电缆28而使得制动促动器24进一步旋转，造成制动表面23b克服盘形弹簧22的偏压使摩擦件21轴向向下朝向从动件12运动。而摩擦件21的这个向下运动使得离合表面21c逐渐与驱动轮毂的截锥面14a上脱离。这种向下运动使得从动件12最终完全与驱动件11上脱离，并延迟从动件12的旋转。此时，止挡器12g由摩擦件的底表面21b接合。这种构型可在图1的右半部分得以说明。

控制电缆28在相反的方向上的致动使得制动促动器24在相反方向上进行旋转，这个旋转又使制动件23从摩擦件21上向上移动。这种运动使得制动表面23b逐渐脱离摩擦件21的制动表面21d。而同时由于盘形弹簧22的偏压，离合表面21c逐渐与截锥面14a形成接触。这种运动使得从动件12最终完全和驱动件11接合，并使制动表面23b完全与制动表面21d脱离。这种构型可在图1的左半部分得以说明。

制动促动器24相对制动件23的旋转通过突出部24d和接口槽23f的相互作用来加以限制。接口槽23f的一端限定了制动促动器24的第一限位，接口槽23f的另一端限定了制动促动器24的第二限位。当制动促动器24处于上述第一限位位置时，离合表面21c脱离上述截锥面14a，而制动表面23b与上述制动表面23d相接合。当制动促动器24处于上述第二限位位置时，离合表面21c和上述截锥面14a相接合，而制动面23b脱离上述制动表面23d。

螺旋弹簧30施加的力以克服压缩弹簧27和盘形弹簧22的偏压的方式被引导向制动促动器。这样螺旋弹簧30向第一限位位置偏压制动促动器24。这就可以保证从动件12脱离驱动件11，并使制动件23固定上述从动件，防止其旋转，直到操作者为制动促动器24提供输入为止。

根据本发明，这里还可以利用不同元件的其他实施例。举例来说，制动表面可以形成在摩擦件的径向下表面。摩擦件的另一实施例也可以将制动表面定位在摩擦件的外周，作为截锥面，而离合表面可形成在摩擦件的任一径向表面上。上述制动件和制动促动器可位于摩擦件的任一侧上，只要盘形弹簧在摩擦件的对置面即可。另外，摩擦件也可以通过前述的任一种结构固定到上述驱动件上。控制电缆也可以由通过连杆机构一端固定到制动促动器而另一端连接到控制手柄上的刚性连杆所替代。

根据本发明，也可以利用摩擦件21的其他实施例。例如，如前所述，摩擦件21可以包括一加强件(例如粉末金属芯21e)，该加强件与摩擦件21可旋转锁定(例如，粉末金属芯设置有表面凸脊)。在下面，将描述摩擦件21的其他实施例。

图6-11示出了由附图标记100标识的摩擦件的实施例。图12-14示出了由附图标记200标识的摩擦件的另一实施例。所示的摩擦件100、200与参照图1-5所描述的摩擦件21一样，都是以相同的方式和驱动件11、从动件12、制动件23相互作用。所以，在下列描述中，依然参考上面描述的图1-5中图示的优选实施例中的驱动件11、从动件12和制动件23。

下面，参考摩擦件100，图6、7分别示出了摩擦件100的俯视图和仰视图。图8是沿图7中VIII-VIII截取的剖视图。类似前述的摩擦件21，摩擦件100具有：多个沿径向延伸的突出部102，该突出部沿其周向间隔开；下表面104；离合表面106和制动表面108。当与图1-5所述的耦合件一同使用时，多个径向延伸突出部102中的每一个都延伸到对应的一个间隔12c内，并和从动件12上的两个相邻轴向突出部12a抵靠。上述轴向突出部12a和径向突出部102将摩擦件100旋转地固定到从动件12上。

在操作过程中，离合表面106和驱动轮毂14之间的摩擦接合以及制动表面108和闸瓦23a之间的摩擦接合都会从摩擦件100上磨损掉材料，并产生摩擦材料碎屑。这种碎屑会导致离合表面106和制动表面108磨光，从而减小摩擦件100的扭矩传递能力。在离合表面106上可设置有两个排屑槽109，用以收集并去除来自耦合件的摩擦材料碎屑。流过排屑槽109的空气迫使所收集的碎屑排出耦合件。但如果所产生的碎屑量很小或者上述磨光效果不会影响到摩擦件100传递所需扭矩的能力，则可以省略掉上述排屑槽109设置。

盘形弹簧22和从动件12的上表面12b、摩擦件100的下表面104相接触。该弹簧22偏压摩擦件100使其沿轴向离开从动件12。轴向突出部12a和径向突出部102的相互作用使得摩擦件100相对于从动件12轴向位移。

设置在摩擦件100的内周上的离合表面106可有选择地与驱动轮毂14上的截锥外表面14a相接合。离合表面106也是截锥形。将离合表面106形成为截锥形可以最小径向尺寸获得最大的表面区域。上述弹簧22偏压离合表面106，使其和驱动轮毂14上的截锥外表面14a相接触。如图1-5所述，这种摩擦接触可使得上述驱动轮毂14驱动上述从动件12。

制动表面108设置在摩擦件100的上表面上。该制动表面108和离合表面106设置在摩擦件100的不同表面(上表面和内侧表面)上，从而可节约空间并最小化耦合所需的元件数量。当离合表面106脱离驱动轮毂14时，如参照图1-5所描述的，制动件23的每一制动面23b都有选择地与摩擦件100上的制动表面108相接合，以延迟从动件12的运动。

如图7-10所示，上述摩擦件100包括摩擦件110、用以加强摩擦件100并提高扭矩传递能力的芯或插入件112。如下详细所述，摩擦件110和插入件112优选地构造成可彼此紧密接合，以旋转地锁定插入件112和摩擦件110。在该实施例中，摩擦件110和插入件112通过相对应的匹配面、尤其是摩擦件110上的凹槽138和肋140、以及插入件112上的突出部122和槽124进行互锁，下面将详细描述。

图9示出了没有插入件112的摩擦件110。该摩擦件110可以采取为固定到上述插入件112上的衬套形式。摩擦件110优选为包括外周壁128、内周壁130和径向壁132的一体件，该径向壁132与内周壁128和外周壁130相连。外周壁128包括摩擦件100的外周面114，内周壁130包括摩擦件100的离合表面106。径向壁132包括摩擦件100的制动表面108。优选的是，外周壁128的通道面146为圆柱形，但其他形式例如截锥形、波浪形、曲面或直线形也可以适用。优选的是，内周壁130的通道面142为截锥形，但其他形式如圆柱形、波浪形、卵形或八边形也可以适用。

内、外周壁128、130和径向壁132限定通道134。如下所述，插入件112设置在通道134内。多个径向延伸部136环绕摩擦件110的外周间隔开。该延伸部136为中空的，从而形成一凹槽138。在摩擦件110上设置有多个肋140，这些肋从内周壁130的通道面142穿过径向壁132，延伸到上述凹槽138内。如下详细所述，凹槽138、肋140与插入件112的对应结构机械地配合，从而可将插入件112旋转互锁到摩擦件110上。尽管相比较于凹槽138的数量，肋140的数量可以变化，但在这个优选实施例中，肋140的数量小于凹槽138的数量。且每一肋140与相应的凹槽138对齐。

摩擦件110可以由橡胶、黄铜和粘接剂粘接的石墨等合成摩擦材料构成。举例来说，可以使用商业上可购得的摩擦材料，如由Mequon，WI的Scan-Pac Mfg.，Inc.制造的Scan-Pac Rf47。当然也可以使用其他能够提供足够摩擦系数、耐磨和耐热性能的材料。

因为优选实施例中的摩擦材料包括有橡胶，上述延伸部136可作为振动阻尼器，用以吸收驱动轮毂14和从动件12之间的扭转振动。如上所述，在摩擦件100上形成径向延伸突起部102的延伸部136和匹配突出部122，通过与轴向突出部12a的主动配合，而不是摩擦配合，来将扭矩传递到从动件的轴向突出部12a上。因此，在不需要或不期望扭转振动阻尼的情况下可以省略上述延伸部136。

图10和11示出了没有摩擦件110的插入件112。通常，插入件112和摩擦件110具有相对应的结构但是，只要摩擦件110和插入件112可以旋转地闭锁，那么就可以考虑结构上的变化。插入件112包括外周面114，内周面116，顶面118和底面120。优选的是，外周面114为圆柱形，但其它的形式和结构也是有可能的。

优选的是，内周面116为截锥形，但其它的形式和结构也是有可能的。内周面116的截锥面可以使摩擦件110的内周壁130和径向壁132上形成的应力集中最小。将内周面116形成为截锥形还可以最小化在摩擦件110的内周壁130和径向壁132的衔接处所累积的局部热量，这种热量累积会导致离合表面106和制动表面108光滑，并在耦合过程中产生不希望的噪音。

多个插入件突出部122从外周面114沿径向延伸，并环绕外周面114沿周向间隔设置。摩擦件110的每一凹槽138与插入件112的相应插入件突出部122相匹配。凹槽138和突出部122的这种匹配接合有助于在插入件112和摩擦件110之间的旋转互锁。

多个周向间隔并沿径向延伸的沟槽124沿顶面118和内周面116延伸。尽管沟槽124的数量可以等于插入件突出部122的数量，但在该优选实施例中，沟槽124的数量小于插入件突出部122的数量。而且每一沟槽124与相应的插入件突出部122对齐。每一肋140与插入件112内相应的沟槽124对齐，以使得沟槽124与肋140相匹配。沟槽124和肋140的配合有助于插入件112和摩擦件110之间的旋转互锁。

参考图7、8和11，插入件112的底面120可包括两个销对齐凹座126，以利于对齐上述摩擦件110和插入件112。如图所示，每一销对齐凹座126局部延伸到没有沟槽124的相邻突出部122中。上述销对齐凹座126可由机加工、模制、或冲压等常规方式制成。

当插入件112插入到摩擦件110时，也可以利用对齐凹座126相对插入件112来定位摩擦件110，以使得沟槽124和肋140正确相匹配，突出部122和凹槽138正确地相匹配。这种组装可手动或利用装配机器人得以完成。

当然，其他的传统的对齐方式，如可视或可触摸的对齐暗示也是有可能的。例如，摩擦件110和插入件112上的相应结构或标记可用以指示插入件112相对于摩擦件110的正确对齐。

在该优选实施例中，插入件112由具有FC-0208-50 PMIF标准规格(designation)的粉末金属材料模制而成。其他合适的金属可以包括例如FC-0208-50所规定的，钢或不同铁和铜的结合。而其他能够增强在耦合过程中摩擦件110所承受的负载/应力和温度等级的材料也可以适用。另外，也可以利用其他如模铸等制造方法。

插入件112还包括围绕每一突出部122外边缘和顶面118外边缘而形成的倒角边127。该倒角边127构造为标准粉末金属倒角，从而利于插入件112成型过程中的工具进行操作。

在插入件112成形之后，其利用传统闸瓦涂层进行处理，以防止插入件112在固定到摩擦件110之前生锈。为了过模制(overmold)插入件112和摩擦件110，插入件112被放置在尺寸适合摩擦件110的模具内。参照销对齐凹座126来将插入件112正确定位在模具中。摩擦材料在压力和加热下被引入模具中，这种压力和加热活化摩擦材料内的粘接剂，从而将插入件112粘接到摩擦件110上。如果选择不阻止由粘接剂进行粘接的传统闸瓦涂层，那么就不需要在过模制插入件112和摩擦材料之前从插入件112上清除掉闸瓦涂层。

对于整个实施例，在装配时，当插入件112例如如图8所示被装配到摩擦件110内时，摩擦件110的底边144和插入件的底面120对齐。参看图8，底面120和底边144共同限定摩擦件100的下表面104。插入件112的余下部分由摩擦件110所覆盖。如图8所示，插入件112处于由摩擦件110的内、外周面128、130，径向壁132，和底边144所限定的容积内。尽管在优选实施例中，插入件是暴露的，但根据本发明，也可以利用摩擦件和插入件的其他替换结构。例如，插入件可以封装在上述摩擦件内。

在耦合操作中，经过离合表面106或制动表面108输入的扭矩通过径向突出部102输出，并输入到从动件12的轴向突出部12a中。归因于离合表面106和制动表面108相对于突出部102的位置，在摩擦件100中会产生剪切应力。插入件突出部122和凹槽138之间的、以及肋140和沟槽124之间的旋转互锁可以机械旋转地将插入件112耦合到摩擦件110上，以在插入件112和摩擦件110之间可靠地传递这些应力。这种机械互锁可以阻止插入件112和摩擦件110之间的相对运动，以便于在摩擦件110和插入件112之间提供强大、持久的连接。而且这种设置保证了施加在离合表面106和制动表面108上的摩擦力得以经过摩擦件110可靠传递。

下面参考摩擦件200，图12-14示出了包括摩擦件210和芯或插入件212的摩擦件200。图12示出了组装号的摩擦件200，而图13、14分别示出了仅有摩擦件210或插入件212的情况。摩擦件210和插入件212类似于摩擦件110、插入件112，只不过是在该实施例中提供了一种将摩擦件210和插入件212旋转互锁的替代结构。

参看图12，类似于摩擦件21和100，摩擦件200具有多个沿周向间隔设置的延伸突出部202，下表面204，离合表面206和制动表面(未示出)。在用于如上述图1-5所述的耦合件中，多个径向延伸突出部202中的每一个都延伸到对应的一个间隔12c内，并和从动件12上的两个相邻轴向突出部12a抵靠。轴向突出部12a和径向突出部202将摩擦件200旋转固定到从动件12上。

上述盘形弹簧22接触从动件12的上表面12b和摩擦件200的下表面204。该弹簧22偏压上述摩擦件200，使其沿轴向离开从动件12。轴向突出部12a和径向突出部202相互作用允许摩擦件200相对从动件12轴向位移。

在摩擦件200的内周上设置的离合表面206有选择地与驱动轮毂14上的截锥外表面14a相配合。离合表面206也可为截锥形。将离合表面206形成为截锥形可以最小的径向尺寸使表面区域最大化。上述弹簧22偏压离合表面206，使其与驱动轮毂14上的截锥外表面14a形成接触。如上述参考图1-5所述，这种摩擦接触使得上述驱动轮毂14得以驱动上述从动件12。

类似于上述的摩擦件100，制动表面(未示出)设置在摩擦件200的上表面(未示出)上。该制动表面(未示出)和离合表面206设置在摩擦件200的不同表面(上表面和内侧表面)上，从而节约空间并最小化耦合所需的元件数量。当离合表面206脱离驱动轮毂14时，如参照图1-5所描述的，制动件23的每一制动表面23b有选择地与摩擦件200上的制动表面(未示出)相接合，以延迟从动件12的运动。

如图12所示，摩擦件200包括摩擦件210、用以加强摩擦件200并提高扭矩传递能力的芯或插入件212。如下详细所述，摩擦件210和插入件212优选地构造成彼此匹配地接合，以旋转锁定插入件212和摩擦件210。在该实施例中，摩擦件210和插入件212通过相应的匹配表面、具体地说是摩擦件210上的凹槽238和肋240、以及插入件212上的突出部222和沟槽224进行互锁，下面将详细描述。

图13示出了没有插入件212的摩擦件210。该摩擦件210可包括外周壁228、内周壁230以及连接外周壁228和内周壁230的径向壁232。外周壁228包括摩擦件200的外周面214，内周壁230包括摩擦件200的离合表面206。径向壁232包括摩擦件200的制动表面(未示出)。优选的是，外周壁228的通道面246为圆柱形，但其他形式也可以适用。优选地，内周壁216为圆柱形，但其他形式也可以适用。

内、外周壁228、230和径向壁232限定通道234。如下所述，该通道234容纳插入件212。多个径向延伸部236环绕摩擦件210的外周间隔开。该延伸部236是中空的并形成凹槽238。多个肋240形成在摩擦件210上并从内周壁230的通道面242朝向凹槽238延伸。如下详细所述，凹槽238和肋240与插入件212上的相应结构机械配合，从而将插入件212旋转锁定到摩擦件210上。尽管肋240的数量可以等于凹槽238的数量，但在优选实施例中，肋240的数量少于凹槽238的数量。且每一肋240都与相应的凹槽238对齐。

图14示出了没有摩擦件210的插入件212。通常，插入件212和摩擦件210具有相对应的结构，但是只要摩擦件210和插入件212旋转锁定，也可以考虑结构上的变化。插入件2 12包括外周面214，内周面216，顶面(未示出)和底面220。优选的是，外周面214为圆柱形，但其它形状和结构也是有可能的。优选的是，内周面216为圆柱形，但其他形状和结构也是有可能的。

多个插入件突出部222从外周面214沿径向延伸，并为绕外周面214周向间隔开。摩擦件210的每一凹槽238与插入件212的相应插入件突出部222相匹配。凹槽238和突出部222的这种匹配有助于在插入件212和摩擦件210之间的旋转互锁。

多个周向间隔并径向延伸的沟槽224沿内周面216延伸。尽管沟槽224的数量等于插入件突出部222的数量，但在此优选实施例中，沟槽224的数量小于插入件突出部222的数量。每一沟槽224与相应的插入件突出部222对齐。每一肋240与插入件212中相应的沟槽224对齐，以使得沟槽224容纳肋240。沟槽224和肋240的配合有助于插入件212和摩擦件210之间的旋转互锁。

摩擦件210和插入件212与上述摩擦件110、插入件112同样地制造和组装。在这个实施例中，插入件突出部222和凹槽238之间以及肋240和沟槽224之间的旋转互锁设置可以机械地将插入件212连接到摩擦件210上，以将应力在插入件212和摩擦件210之间可靠传递。如前所述，这种机械互锁阻止插入件212和摩擦件210之间的相对运动，以便在摩擦件210和插入件212之间提供强大、持久的连接，从而使得施加在离合表面206和制动表面(未示出)上的摩擦力经过摩擦件210得以可靠传递。

尽管图中没有示出，如上参照摩擦件100所描述的，插入件210可包括对齐特征，如上面相对于图6-12中的摩擦件100所描述的，在摩擦件210和/或插入件212上设置销对齐凹座，或其他的可视或可触摸对齐结构。

在此实施例中，装配时，在插入件212装配到摩擦件210内时，如图12所述，摩擦件210的底边244和插入件的底面220对齐。参看图12，底面220和底边244共同限定摩擦件200的下表面204。而插入件212的余下部分由摩擦件210所覆盖。

尽管上面探讨了优选实施例，但在摩擦件和插入件之间也可以使用其他的旋转互锁连接机构，如铆钉、与摩擦材料中的粘结剂不同的粘接剂、以及形成在或附着在插入件上并可弹性接合摩擦件的夹子。而且，也可以使用机械和化学连接，以将摩擦件旋转互锁到插入件上。

对于本领域的技术人员来说，显而易见的是，在不偏离本发明的精神和范围内，对本发明摩擦连接的各种不同修改和变更都是可以的。可以看出，本发明覆盖了所有的修改和变更，只要它们落入随后的权利要求书及其等价物的范围之内。

Claims (25)

1、一种用于由原动机驱动的装置的扭矩传递元件，该扭矩传递元件包括：

摩擦件，其包括：

第一摩擦接合表面；

与第一摩擦接合表面在不同平面上的第二摩擦接合表面；

第三表面；和

至少一个第三表面上的扭矩传送器；以及

插入件，该插入件固定到摩擦件上，位于第一摩擦接合表面和第二摩擦接合表面中的一个与第三表面之间。

2、如权利要求1所述的扭矩传递元件，其中，一容积限定上述摩擦件，而插入件设置在该容积内。

3、如权利要求1所述的扭矩传递元件，其中，摩擦件由摩擦材料制成，而插入件是金属的。

4、如权利要求1所述的扭矩传递元件，其中，摩擦件由摩擦材料制成，而插入件由粉末金属制成。

5、如权利要求1所述的扭矩传递元件，其中，插入件封装在摩擦件内。

6、如权利要求1所述的扭矩传递元件，其中，插入件的至少一部分是外露的。

7、如权利要求1所述的扭矩传递元件，其中，插入件具有至少一个与摩擦件相接合的表面突出部。

8、如权利要求1所述的扭矩传递元件，其中，摩擦件为固定到插入件上的衬套。

9、如权利要求1所述的扭矩传递元件，其中，插入件还包括：

内周面；和

包括至少一个突出部的外周面；并且

摩擦件还包括：

外周壁，该外周壁包括：

外表面；

在所述外表面另一侧上的后表面；

至少一个在所述后表面上的凹槽，该凹槽与插入件上的至少一个突出部对齐。

10、如权利要求9所述的扭矩传递元件，其中，至少一个凹槽与第三表面上的至少一个突出部对齐，并延伸到该突出部中。

11、如权利要求1所述的扭矩传递元件，还包括用于将插入件旋转锁定到摩擦件上的装置。

12、如权利要求1所述的扭矩传递元件，其中，摩擦件包括第一匹配面；

插入件包括第二匹配面；并且

第一和第二匹配面中的至少一个包括突出部，而第一和第二匹配面中的另一个匹配面包括容纳所述突出部的凹槽。

13、如权利要求1所述的扭矩传递元件，还包括设置在摩擦件和插入件中至少一个上的互锁件。

14、如权利要求1所述的扭矩传递元件，其中，插入件还包括：

包括至少一个沟槽的内周面；

外周面；并且

摩擦件还包括至少一个容纳在所述至少一个沟槽中的肋。

15、如权利要求14所述的扭矩传递元件，其中，所述至少一个沟槽与所述插入件的至少一个突出部对齐。

16、如权利要求1所述的扭矩传递元件，其中，摩擦件是环形的，并进一步包括：

外周壁；

内周壁；和

在内周壁和外周壁之间延伸的径向壁；

径向壁，外周壁和内周壁形成一通道；而

所述插入件被容纳在所述通道内。

17、如权利要求1所述的扭矩传递元件，还包括固定到摩擦件和插入件中至少一个上的扭转振动阻尼器。

18、一种用于动力设备的制动器和离合器的组件，包括根据权利要求1所述的扭矩传递元件，该制动器和离合器的组件还包括：

发动机输出元件；

从动件；以及

具有第一位置和第二位置的耦合件，该耦合件包括：

连接到发动机输出元件和从动件之一上的摩擦件，

设置在摩擦件与发动机输出元件和从动件中的一个之间的弹簧；

制动件，该制动件临近所述第一摩擦接合表面；所述制动件相对于摩擦件安装，从而允许相对旋转；以及

制动促动器，该制动促动器被连接到制动件上；

当所述耦合件处于第一位置时，第二摩擦接合表面与发动机输出元件和从动件中的另一个相脱离，而制动件与第一摩擦接合表面相接合，当所述耦合件处于第二位置时，第二摩擦接合表面与发动机输出元件和从动件中的另一个相接合，而制动件与第一摩擦接合表面相脱离。

19、如权利要求18所述的制动器和离合器的组件，其中，插入件封装在摩擦件内。

20、如权利要求18所述的制动器和离合器的组件，其中，插入件的一部分是外露的。

21、如权利要求18所述的制动器和离合器的组件，其中：

所述发动机输出元件和从动件中的一个包括多个沿周向间隔开的轴向突出部；

所述摩擦件为环形的，并进一步包括：

多个沿周向间隔设置的径向突出部，每一该径向突出部都在各自轴向突出部对之间延伸；

外周壁；

截锥形内周壁，其包括至少一个朝外周壁延伸的突出部；

连接内周壁和外周壁的径向壁；

第二摩擦接合表面位于内周壁上，而第一摩擦接合表面位于径向壁上；

外周壁、内周壁和径向壁形成一通道；

至少一个穿过所述通道延伸的肋；以及

至少一个在所述通道内、延伸到所述多个径向突出部中一个内的凹槽；并且

插入件为环形，并容纳在所述通道中，该插入件还包括：

至少一个容纳所述至少一个肋的沟槽；

至少一个从插入件外周伸出，并延伸到所述至少一个凹槽内的径向突出部。

22、如权利要求21所述的制动器和离合器的组件，其中，摩擦件还包括固定到多个径向突出部中至少一个上的扭转振动阻尼器。

23、一种用于由原动机驱动的装置的扭矩传递元件，该扭矩传递元件包括：

摩擦件，该摩擦件包括：

第一摩擦接合表面；

与第一摩擦接合表面在不同平面上的第二摩擦接合表面；

第三表面；和

至少一个第三表面上的扭矩传送器；以及

用于加强对来自第一和第二摩擦接合表面中的至少一个的扭矩进行传递的装置，所述加强装置固定到摩擦件上，位于第一摩擦接合表面和第二摩擦接合表面中的至少一个与第三表面之间。

24、如权利要求23所述的扭矩传递元件，其中，加强装置还包括用于将该加强装置旋转锁定到摩擦件上的装置。

25、如权利要求23所述的扭矩传递元件，其中，加强装置和摩擦件中的至少一个包括用于阻尼扭转振动的装置。

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