CN204403229U - 一种双向可控式超越离合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双向可控式超越离合器，给离合器基于传统的滚柱式超越离合器进行设计，离合器内对称分布有左、右滚柱(10、11)，与之对应外圈(6)内壁与内圈(14)外表面形成的楔形槽。利用电磁线圈带动控制机构，左、右控制机构(4、16)分别通过其左、右楔爪(5、15)控制对称分布的左、右滚柱(10、11)停留在楔形槽的位置，进而控制用来传递动力的内圈(14)进行旋转或锁止，最终实现正向单向超越、反向单向超越、双向超越、以及双向楔合四种工作模式。本实用新型构思巧妙，结构简单，加工成本低，有益于推广使用。

Description

一种双向可控式超越离合器

技术领域

本实用新型涉及离合器领域，具体公开了一种双向可控式超越离合器。

背景技术

单向超越离合器又称为单向轴承，它是用于原动机和工作机之间或机器内部主动轴与从动轴之间动力传递与断开功能的重要部件。它利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换，来实现离合功能，其依靠的是单向锁止原理，力矩的传递是单方向的。超越离合器分为楔块式超越离合器、滚柱式超越离合器和棘轮式超越离合器。虽然结构上不同，但这三种超越离合器的工作原理相似，其功能都是实现动力的单向传递。

随着超越离合器使用领域的不断拓展，对其多功能化的需求也越来越高，传统的离合器工作模式较为单一，已无法满足原动机和工作机之间对离合器动力的单向或双向传递等多种工作模式的需要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双向可控式超越离合器，以实现从原动机到工作机单向或双向的动力传递。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种双向可控式超越离合器，主要由内圈14、外圈6、左电磁线圈1、右电磁线圈19和左控制机构4、右控制机构16组成，其特征在于：所述内圈14上套置有保持架7，左控制机构4和右控制机构16外沿端面上的左楔爪5和右楔爪15分别穿过保持架7端板上对应的开孔滑动安装在内圈14两端；所述外圈14的内侧面与内圈6外侧面形成对称的楔形槽，其内分别依次安装有左、右滚柱复位弹簧8、13、左、右滚柱10、11和左、右楔块9、12，所述左、右滚柱复位弹簧8、13分别顶靠在保持架7侧向间隔板上，左、右楔块9、12分别与左、右楔爪5、15接触连接，当左、右控制机构4、16沿轴向滑动时，通过左、右楔爪5、15分别控制左、右滚柱10、11和左、右楔块9、12沿圆周方向运动，滚柱10、11在楔形槽内活动或锁止。

进一步地，所述外圈14的内侧面为对称分布的斜面，外圈14内侧面与内圈6外侧面之 间最近距离小于左、右滚柱10、11直径，最远距离大于左、右滚柱10、11直径，形成所述楔形槽。

进一步地，所述左、右楔爪5、15的爪头周向尺寸大于爪根，所述左、右楔块9、12与左、右楔爪5、15的接触面为相贴合的斜面。

更进一步地，所述左、右楔块9、12与左、右滚柱10、11接触的侧面为凹形弧槽，左、右滚柱10、11置于该凹形弧槽内。

进一步地，所述左、右控制机构4、16内置有左、右控制机构复位弹簧3、17，左、右控制机构复位弹簧3、17外端装有卡盘2、18，所述左、右卡盘2、18安装在内圈14两端，并分别与左、右控制机构4、16沿轴向相对旋转和滑动。

更进一步地，所述所述左、右卡盘2、18与内圈14分别采用键连接，且为过盈配合。

更进一步地，所述左、右控制机构4、16的外沿端面上分别均匀分布有五个左、右楔爪5、15，与之相对应地，保持架7侧向设有五个间隔板，所述左、右控制机构4、16与保持架7同步旋转。

进一步地，所述左、右电磁线圈电磁线圈1、19分别套置在左、右控制机构4、16上，通过通、断电进而控制左、右控制机构4、16沿轴向直线运动。

本实用新型的工作原理：

本实用新型通过电磁线圈的通、断电，实现控制机构的轴向滑动，进而控制滚柱在楔形槽内的位置状态，当滚柱处于活动状态时，内、外圈可相对自由旋转，此时无动力传递；当滚柱处于锁止状态时，内、外圈被滚柱锁止而相对静止，外圈在内圈的带动下旋转，实现动力的传递。由于本实用新型为对称结构，可实现单、双向动力传递的切换。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型基于传统的滚柱式超越离合器进行设计，可实现正向单向超越、逆向单向超越、双向超越以及双向楔合四种工作模式，实现了动力从原动机到工作机的单向或双向传递。此外，本实用新型结构简单，构思巧妙，加工成本低，有益于推广使用。

附图说明

图1：本实用新型的爆炸分解图；

图2：本实用新型双向楔合工作示意图；

图3：图2中A-A剖视图；

图4：本实用新型正向单向超越工作示意图；

图5：图4中B-B剖视图；

图6：本实用新型逆向单向超越工作示意图；

图7：图6中C-C剖视图；

图8：本实用新型双向超越工作示意图；

图9：图8中D-D剖视图；

图10：线圈未通电时本实用新型中控制机构与滚柱配合示意图；

图11：线圈通电时本实用新型中控制机构与滚柱配合示意图；

图12：保持架结构示意图。

图中：

1-左电磁线圈、2-左卡盘、3-左控制机构复位弹簧、4-左控制机构、5-左楔爪、6-外圈、7-保持架、8-左滚柱复位弹簧、9-左楔块、10-左滚柱、11-右滚柱、12-右楔块、13-右滚柱复位弹簧、14-内圈、15-右楔爪、16-右控制机构、17-右控制机构复位弹簧、18-右卡盘、19-右电磁线圈。 

具体实施方式

下面将结合说明书附图，进一步详细介绍本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提供了一种双向可控式超越离合器，该离合器由内圈14、外圈6、保持架7、左控制机构4和右控制机构16、左控制机构复位弹簧3和右控制机构复位弹簧17、左卡盘2和右卡盘18、左电磁线圈1和右电磁线圈19、五对左滚柱10和右滚柱11、五对左楔块9和右楔块12以及五对左滚柱复位弹簧8和右滚柱复位弹簧13组成。

如图1和图2所示，保持架7套置在内圈14的中间位置上，使保持架7能够沿内圈14轴线与内圈14相对旋转，外圈6套置在保持架7上，左、右控制机构4和16、左、右控制机构复位弹簧3和17以及左、右复位弹簧卡盘2和18依次对称分布在内圈14左、右两端。

如图1所示，外圈14的内侧面为对称分布的平斜面，如图3所示，外圈14内侧面与内圈6外侧面之间最近距离小于左、右滚柱10、11直径，最远距离大于左、右滚柱10、11直径，进而形成楔形槽，当左、右滚柱10、11位于该楔形槽空间空隙较大(外圈14内侧面与内圈6外侧面之间距离较远)位置时，左、右滚柱10、11可相对自由活动；当左右、滚柱10、11位于该楔形槽空间空隙较小(外圈14内侧面与内圈6外侧面之间距离较近)位置时，左、右滚柱10、11将被锁止。

如图10所示，左控制结构4和右控制结构16结构完全相同，以左控制结构4为例，其主体为圆形套筒，两端设有内沿，一端设有外沿，在其外沿的端面上，平行于其轴线均匀地分布有五个相同的左楔爪5，左楔爪5的爪头宽于爪根。

如图12所示，保持架7为镂空的框架结构，其由两个端板和五个侧向的间隔板组成，在两个端板上分别开有五个楔形孔，该楔形孔的形状与楔爪端面形状相匹配，且两端板上楔 形孔的位置交错开，左、右控制机构4和16的左、右楔爪5和15相向安装，分别穿过保持架7两端板上交错开的楔形孔，左、右控制机构4和16的外沿端面顶靠在保持架7的两端板外侧。

左、右控制机构复位弹簧3和17分别顶靠在左、右控制机构4和16的内沿上，左、右卡盘2和18内侧设有花键。而内圈14的两端外圆周面上分别开有花键槽。左、右卡盘2和18分别位于左、右控制机构复位弹簧3和17的外侧，并通过花键分别与内圈14连接，且左、右复位弹簧卡盘2和18与内圈14之间为过盈配合，左、右控制机构4和16套在左、右卡盘2和18上，并能相对于卡盘自由转动，左、右电磁线圈1和19分别套置在左、右控制机构4和16上，实现对左、右电磁线圈1和19进行通、断电，使左、右控制机构4和16在电磁力的作用下，能够克服左、右控制机构复位弹簧3和17因弹性形变而产生的弹力，沿轴线方向滑动。

如图2所示，以左侧为例，电磁线圈是按如下方式使控制机构做轴向运动：当左电磁线圈1通电时，左控制机构4在电磁力的作用下向左运动，由于左控制机构复位弹簧3一端顶靠在左控制机构4的内沿上，另一端顶在左卡盘2上，在左控制机构4的带动下，左控制机构复位弹簧3由于受到压缩(向左压缩)而产生形变；当左电磁线圈1断电时，此时电磁力消失，左控制机构复位弹簧3由于要恢复原状，其向右伸展，进而反过来带动左控制机构4向右运动，回到原来的位置。

如图3所示，与上述保持架7及左、右控制机构4和16向对应，有五对左、右滚柱复位弹簧8和13、五对左、右滚柱10和11以及五对左、右楔块9和12依次安装在外圈6与内圈14形成的楔形槽中，以一组左复位弹簧8、左滚柱10和左楔块9为例，其安装方式如下：

左滚柱复位弹簧8一端顶靠在保持架7的间隔板上，另一端与左滚柱10接触连接，左滚珠10另一侧与左楔块9接触连接，其中左楔块9安装在保持架7内，使其与保持架在轴向上相对静止。此外，左楔块9与左滚柱10的接触面为弧形凹槽，使左滚柱10能够置于弧形凹槽内，保证左楔块9与左滚柱10充分接触，使力的传递更加平稳。

接下来以左侧的左控制机构4为例，阐述左控制机构4对左滚柱10的控制过程：

如图10所示，左控制机构4的左楔爪5爪头尺寸大于爪根，其与左楔块9的接触侧面为斜面，与之相对应地，左楔块9与左楔爪5的接触侧面也为斜面，且两斜面贴合接触；

如图6、图7和图11所示，当左控制机构4向左侧(即外侧)滑动时，左楔爪5的爪头逐渐向左楔块9较宽端移动，左楔爪5与左楔块9在圆周方向上的尺寸之和变大，由于既有空间固定，左楔块9固定在保持架7内，不会发生轴向移动，只能沿圆周方向移动，即向着左滚柱10移动，左楔块9就会对左滚柱10进行挤压，迫使其向可产生弹性形变的滚柱复 位左弹簧8一侧运动，从图5上可以看出，此时左滚柱10向楔形槽空间较大(大于滚柱直径)处移动；

相反地，当左控制机构4向右(即内侧)运动恢复初始状态，如图2和图3所示，左滚柱10在左滚柱复位弹簧8的弹力作用下，向左滚柱复位弹簧8恢复形变方向运动，从图3上可以看出，此时左滚柱10向楔形槽空间较小(小于滚柱直径)处移动；

下面将具体介绍本实用新型的具体工作过程：

1、正向单向超越

如图4和图5所示，此时右电磁线圈19通电、左电磁线圈1不通电。左电磁线圈1不通电，左控制机构4不受电磁力作用，在左控制机构复位弹簧3的作用下紧靠在保持架上，和左控制机构楔爪5接触连接的左楔块9及左滚柱10处于楔形槽空间空隙小的一端，即由左控制机构4控制的左楔块9不会对左滚柱10的运动产生影响，左滚柱10仅受左滚柱复位弹簧8的作用。右电磁线圈19通电，右控制机构16在电磁力的作用下克服右控制机构复位弹簧17的弹力向右侧移动，同时右控制机构16上的右楔爪15相对于右楔块12向右运动，由于其接触面是斜面，楔爪的运动是轴向的，此时，右楔块12的运动方向垂直于右楔爪5，即沿着圆周方向，并且推动右滚柱11克服右滚柱复位弹簧13的弹力向楔形槽空间空隙大的一端运动，此时，由于右滚柱11所处空间较大，其处于相对活动状态，右滚柱11将对内、外圈6的相对旋转运动不产生阻碍作用，此时，从图5上看，超越离合器的内圈14逆时针可以相对自由旋转而不传递动力。当内圈14顺时针旋转时，由于左控制机构4控制的左滚柱10会滚动到楔形槽空间小的一端，即会被锁止，从而带动外圈6旋转，传递动力。所以，此工作状态下内圈顺时旋转可以传递动力，逆时针旋转不会传递动力。

2、逆向单向超越

如图6和图7所示，此时左电磁线圈1通电、右电磁线圈19不通电。右电磁线圈19不通电，右控制机构16不受电磁力作用，在右控制机构复位弹簧17的作用下紧靠在保持架7上，和右控制机构楔爪15连接的右楔块12处于楔形槽空间空隙小的一端，即由右控制机构16控制的右楔块12不会对右滚柱11的运动产生影响，右滚柱11仅受右滚柱复位弹簧13的作用。左电磁线圈1通电，左控制机构4在电磁力的作用下克服左控制机构复位弹簧3的弹力向左侧移动，同时左控制机构4上的左楔爪5相对于左楔块9向左移动，由于其接触面是斜面，左楔爪5的运动是轴向的，所以左楔块9的运动方向垂直于左楔爪5，即沿圆周方向，并且推动左滚柱10克服左滚柱复位弹簧8的弹力向楔形空间空隙大的一端运动，此时左滚柱10将对内圈14外圈6的相对运动不产生阻碍作用。此时超越离合器的内圈14顺时针旋转不传递动力。当内圈14逆时针旋转时，由右控制机构16控制的左滚柱11会滚动到楔形槽空间小的一端，即内圈14旋转运动会被左滚柱11锁止，从而带动外圈6旋转，传递 动力。并且当外圈6的转速高于内圈14时，锁止则自动分离，不再传递动力。

3、双向超越 

如图8和图9所示，此时左电磁线圈1和右电磁线圈19均通电。左电磁线圈1通电，左控制机构4在电磁力的作用下克服左控制机构复位弹簧3的弹力向左侧移动，同时左控制机构4上的左楔爪5相对于左楔块9向左移动，由于其接触面是斜面，左楔爪5的运动是轴向的，所以左楔块9的运动方向垂直于左楔爪5，并且推动左滚柱10克服左滚柱复位弹簧8向楔形槽空间空隙大的一段运动，于是左滚柱10将对内圈14外圈6的相对运动不产生作用。右电磁线圈19通电，右控制机构16在电磁力的作用下克服右控制机构复位弹簧17的弹力向右侧移动，同时右控制机构16上的右楔爪15相对于右楔块12向右运动，由于其接触面是斜面，右楔爪15的运动是轴向的，所以右楔块12的运动方向垂直于右楔爪15，并且推动右滚柱11克服右滚柱复位弹簧13向楔形槽空间空隙大的一端运动，于是右滚柱11将对内圈14外圈6的相对运动不产生作用。此时内圈14外圈6可以在顺时针与逆时针双向自由运动，双向均不传递动力。

4、双向楔合 

如图2和图3所示，此时左电磁线圈1和右电磁线圈19均不通电。左电磁线圈1不通电，左控制机构4不受电磁力作用，在左控制机构复位弹簧3的作用下紧靠在保持架7上，和左控制机构楔爪5连接的左楔块9处于楔形槽空间空隙小的一端，即由左控制机构4控制的左楔块5不会对左滚柱10的运动产生影响，左滚柱10仅受左滚柱复位弹簧8的作用。右线圈19不通电，右控制机构16不受电磁力作用，在右复位弹簧17的作用下紧靠在保持架7上，和右楔爪15连接的右楔块12处于楔形槽空间空隙小的一端，即由右控制机构16控制的右楔块12不会对右滚柱11的运动产生影响，滚右柱11仅受右滚柱复位弹簧13的作用。此时若内圈14相对外圈6顺时针旋转，则其运动会被由左控制机构4控制的左滚柱10锁止，从而带动外圈6旋转，若内圈14相对外圈6逆时针旋转，则其运动会被由右控制机构16控制的右滚柱11锁止，从而带动外圈6旋转。这样便会实现双向楔合，双向传递动力。

Claims (8)

1.一种双向可控式超越离合器，主要由内圈(14)、外圈(6)、左、右电磁线圈(1、19)和左、右控制机构(4、16)组成，其特征在于：所述内圈(14)上套置有保持架(7)，左、右控制机构(4、16)外沿端面上的左、右楔爪(5、15)分别穿过保持架(7)端板上对应的开孔滑动安装在内圈(14)两端；所述外圈(14)的内侧面与内圈(6)外侧面形成对称的楔形槽，其内分别依次安装有左、右滚柱复位弹簧(8、13)、左、右滚柱(10、11)和左、右楔块(9、12)，所述左、右滚柱复位弹簧(8、13)分别顶靠在保持架(7)侧向间隔板上，左、右楔块(9、12)分别与左、右楔爪(5、15)接触连接，当左、右控制机构(4、16)沿轴向滑动时，通过左、右楔爪(5、15)分别控制左、右滚柱(10、11)和左、右楔块(9、12)沿圆周方向运动，左、右滚柱(10、11)在楔形槽内活动或锁止。

2.如权利要求1所述一种双向可控式超越离合器，其特征在于：所述外圈(14)的内侧面为对称分布的斜面，外圈(14)内侧面与内圈(6)外侧面之间最近距离小于左、右滚柱(10、11)直径，最远距离大于左、右滚柱(10、11)直径，形成所述楔形槽。

3.如权利要求1所述一种双向可控式超越离合器，其特征在于：所述左、右楔爪(5、15)的爪头周向尺寸大于爪根，所述左、右楔块(9、12)与左、右楔爪(5、15)的接触面为相贴合的斜面。

4.如权利要求1、2或3所述一种双向可控式超越离合器，其特征在于：所述左、右楔块(9、12)与左、右滚柱(10、11)接触的侧面为凹形弧槽，左、右滚柱(10、11)分别置于该凹形弧槽内。

5.如权利要求1所述一种双向可控式超越离合器，其特征在于：所述左、右控制机构(4、16)内置有左、右控制机构复位弹簧(3、17)，左、右控制机构复位弹簧(3、17)外端分别装有左、右卡盘(2、18)，所述左、右卡盘(2、18)安装在内圈(14)两端，并分别与左、右控制机构(4、16)沿轴向相对旋转和滑动。

6.如权利要求5所述一种双向可控式超越离合器，其特征在于：所述左、右卡盘(2、18)与内圈(14)分别采用键连接，且为过盈配合。

7.如权利要求1、2、3、5或6所述一种双向可控式超越离合器，其特征在于：所述左、右控制机构(4、16)的外沿端面上分别均匀分布有五个左、右楔爪(5、15)，与之相对应地，保持架(7)侧向设有五个间隔板，所述左、右控制机构(4、16)与保持架(7)同步旋转。

8.如权利要求1所述一种双向可控式超越离合器，其特征在于：所述左、右电磁线圈电磁线圈(1、19)分别套置在左、右控制机构(4、16)上，通过通、断电进而控制左、右控制机构(4、16)沿轴向直线运动。