CN210889830U - 一种可控斜撑离合器及其应用的双向超越离合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可控斜撑离合器及其应用的双向超越离合器，可控斜撑离合器包括同轴装配的外环和内环以及布置在外环和内环之间沿统一方向单向传递动力的若干楔块，所述楔块两端分别设置与外环和内环抵接的凸轮结构，所述外环或内环对应楔块抵接位置设置用于其中一端楔块凸轮嵌入定位的定位槽，所述楔块绕该端部凸轮摆动，所述楔块通过弹性件压入定位槽内；还包括拨动所有楔块朝同一方向同步摆动的控制架。本实用新型的可控斜撑离合器可实现传统斜撑离合器接合、超越的功能，同时可将楔块主动抬离、使其在有接合条件时不接合，从而实现第三种工作状态，为多离合器组合的双向超越离合器应用提供了条件。

Description

一种可控斜撑离合器及其应用的双向超越离合器

技术领域

本实用新型属于超越离合器，具体涉及一种可控斜撑离合器及其应用的双向超越离合器。

背景技术

超越离合器作为协调部件，可以保证任一发动机都能独立、不互相影响的与传动系统协调工作。相对于滚柱式超越离合器，采用楔块的斜撑离合器具有质量轻、承载能力大、离合可靠的特点，适应于中高速、重载工况传动系统的应用。我国目前还没有成熟的高速、大扭矩斜撑离合器设计制造技术，仅有个别规格的斜撑离合器产品已生产应用。

普通的斜撑离合器依赖其斜撑的楔块结构只能实现两种工作方式：楔合与超越。内外环相对转速导致楔块楔合将内外环支撑接合为一整体时传递扭矩，内外环相对转速导致楔块相对内外环滑动时为超越状态，不传递扭矩。

为了使内外环能够相互传递动力，一般会在内外环之间设置两组方向结合方向相反的斜撑离合器，如申请号为CN201610311304.9的中国专利公开的一种可控型楔块式双向超越离合器，任意方向的动力传输要求组合的斜撑离合器中的一组要保持楔合状态，而动力源切换以后，原本楔合的斜撑离合器会因为状态变化而脱开，此时楔合的方向由内环带动外环转变为外环带动内环，因此，需要另外一组与原楔合的斜撑离合器楔合方向相反的斜撑离合器改变楔合方向，并且保证此时只有一组斜撑离合器保持工作，在此特殊工况下，需要斜撑离合器在内外环相对转速导致楔块/内外环出现接合的条件下，将斜撑离合器中的楔块强制抬起、使其脱离内环而不传递扭矩。

CN201610311304.9中公开的斜撑离合器通过控制盘的凹凸边沿抬起或放下楔块，需要事先已知楔块的精确位置，但楔块在周向是自由状态，且没有手段检测楔块的精确位置，故不能通过控制盘准确控制楔块的抬起和放下，也就不能实现事先预设的接合和脱开。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：针对现有的斜撑超越离合器不能满足在传递较大扭矩时实现双向动力传递切换的问题，提供一种新型的可控斜撑离合器及其应用的双向超越离合器。

本实用新型采用如下技术方案实现：

可控斜撑离合器，包括同轴装配的外环1和内环2以及布置在外环1和内环2之间沿统一方向单向传递动力的若干楔块31，所述楔块31两端分别设置与外环1和内环2抵接的凸轮结构，所述外环1或内环2对应楔块抵接位置设置用于其中一端楔块凸轮嵌入定位的定位槽11，所述楔块31绕该端部楔块凸轮摆动设置，所述楔块31通过弹性件32压入定位槽11内；

还包括拨动所有楔块31朝同一方向同步摆动的控制架5，楔块31在任何状态下始终随外环一同转动。

进一步的，所述定位槽11为圆弧槽，所述楔块31对应嵌入定位槽的凸轮结构为圆弧凸轮，在楔块摆动时，通过相互之间的型面配合起到支撑定位的作用，是楔块绕楔块凸轮的圆弧中心摆动抬起。同时，使楔块31与外环的相对位置固定。

进一步的，所述定位槽11的圆弧槽弧度大于180°，防止抬起时楔块滑出凹槽，并在定位槽的两端分别设置过渡导角，以增加楔块最大摆动角度。

进一步的，所述楔块31另外一端的楔块凸轮作用在接触表面的楔角不超过3°，性能保持甚至优于普通斜撑离合器楔块性能。

进一步的，所述控制架5包括外盘51以及设置在外盘51上沿圆环分布的若干拨块53，所述拨块53一一插入到相邻楔块之间，通过转动外盘51，使其上的所有拨块53拨动所有楔块31同步摆动。

进一步的，所述拨块53与远离定位槽的楔块接触，接触点远离摆动圆心能够更加轻松推动楔块。

进一步的，在需要抬起楔块31时，控制架5预先以一恒定的扭矩作用在楔块31凸轮一侧，由此可在离合器转为超越状态时即时抬起楔块31，以起到在后续接合趋势工况下(内外环处于使离合器接合的相对运动状态)离合器不产生接合、不传递扭矩的作用。

进一步的，所述外盘51为同轴布置的两组，所述拨块53两端分别与两组外盘51固定连接，相邻拨块53之间形成容纳楔块31的兜孔52，外盘51还能够对楔块之间形成轴向限位。

在本实用新型的一种可控斜撑离合器中，所述外盘51上设有与外部控制执行器件连接的传动柱销54。

进一步的，所述楔块31上设有卡槽312，所有楔块31上的卡槽312形成一个圆环通槽，所述弹性件32为嵌装在该圆环通槽内部的环形弹性件，通过环形弹性件的弹力将所有楔块31一同压入对应的定位槽11内。

本实用新型还公开了一种双向超越离合器，其特征在于：包括外环1、内环2以及布置在外环1和内环2之间的两组楔块31，两组楔块31的斜撑方向相反，并且至少其中一组楔块31与外环1和内环形成本实用新型的可控斜撑离合器，通过控制可控斜撑离合器，可实现内环带动外环、外环带动内环、内外环脱开(互不干涉)三种状态。

本实用新型具有如下有益效果：

1)本实用新型采用在对应楔块的外环上设置圆弧定位凹槽，实现楔块的定位安装，同时可起到普通斜撑离合器的保持架作用，楔块凸轮与定位凹槽通过型面配合，使楔块可绕该楔块凸轮圆心旋转从而实现楔块相对内环的抬起，实现斜撑离合器的主动控制。

2)本实用新型采用控制架施加扭矩的控制方式，拨动使所有楔块旋转摆动，控制架与楔块接触，使楔块绕定位槽内的楔块凸轮圆弧圆心旋转，控制架反向拨动时，楔块可以在弹性件作用下回转至正常的斜撑位置。

综上所述，本实用新型公开的可控斜撑离合器，在普通斜撑离合器的接合、超越功能基础上，通过控制架对楔块抬起，使其与楔合的滚道分离，实现斜撑离合器的第三种功能——在接合趋势工况下(内外环处于使离合器接合的相对运动状态)离合器抬起、不传递扭矩；需要接合时，控制架反向施加扭矩，辅助楔块按照普通斜撑离合器的工作原理正常接合，且可进一步保障楔入、接合；在接合趋势工况下，如不需要接合，控制架动作，使楔块抬起，使内、外环之间不传递扭矩。该新离合器结构将楔块嵌入外环定位槽内，同时通过在控制盘施加恒扭矩作用在楔块上，保障了控制盘可抬起楔块，可以避免依赖控制盘转动位置方式对楔块、控制盘位置精确检测的问题。新型斜撑离合器的结构空间没有发生较大变化，不需要对离合器增设多余零部件，更有利于本实用新型的设计应用，为多超越离合结构的双向离合器应用提供了条件。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的双向超越离合器设置的两组斜撑离合器的结构示意图。

图2为实施例中的可控斜撑离合器的结构示意图。

图3为实施例中的控制架主视图。

图4为实施例中的控制架侧视图。

图5为实施例中的可控斜撑离合器的楔块在接合状态的示意图。

图6为实施例中的可控斜撑离合器的楔块在超越状态的示意图。

图7为实施例中的可控斜撑离合器的楔块在抬起状态的示意图。

图中标号：1-外环，11-定位槽，2-内环，3-可控斜撑离合器，31-楔块，311-上凸轮，312-卡槽，313-下凸轮，32-弹性件，4-普通斜撑离合器，5-控制架，51-外盘，52-兜孔，53-拨块，54-传动柱销。

具体实施方式

实施例

参见图1，图示为一种双向超越离合器，内部设置有两组斜撑离合器作为组合超越离合器结构，能够从外环1到内环2传递旋转动力和从内环2到外环1传递旋转动力，另外还能在可控的斜撑离合器处于接合趋势工况下双向超越离合器实现脱开功能(3、4离合器均不传递扭矩)。

具体的，图1中的双向超越离合器包括外环1、内环2、可控斜撑离合器3、普通斜撑离合器4和控制架5，其中外环1和内环2同轴装配，外环1套装在内环2上，可控斜撑离合器3和普通斜撑离合器4的楔块分别装配在外环1和内环2之间的环状空间两个轴向位置，可控斜撑离合器3的楔块和普通斜撑离合器4的两组楔块按照相反的斜撑方向布置，分别用于外环1到内环2以及内环2到外环1的路线接合动力传递，控制架5则用于主动控制可控斜撑离合器3的楔块在其处于接合趋势工况下脱离接合，实现双向超越离合器全脱开。外环1、内环2可以是与外部零部件为一个整体，也可单独作为超越离合器连接外部零部件的连接结构。

普通斜撑离合器4采用现有技术，本实施例在此不对普通斜撑离合器的结构及工作过程进行赘述，实际应用中也可以将采用两组可控斜撑离合器实现分别单独控制。以下针对图1中的可控斜撑离合器3进行详细说明。

参见图2，与普通斜撑离合器4类似，本实施例的可控斜撑离合器3包括若干楔块31，楔块31按照统一的方向斜撑布置在外环1和内环2之间，斜撑是指楔块31相对内环和外环接触位置的径向方向倾斜布置，实现内环2传递动力到外环1，当内环2转速超过外环1时，楔块31两端分别与内环外周滚道和外环内周滚道抵接楔合，动力通过内环2传递到外环1带动外环1转动，当外环1的转速超越内环2时，楔块31不传递动力。本实施例中的楔块31下凸轮313作用在内环2外周的楔角不超过3°，这里所指的楔角是内环2传递到楔块下凸轮的压力方向与内环2的径向方向的夹角。

结合参见图5，楔块31的两端分别设置上凸轮311和下凸轮313作为与外环1和内环2抵接的凸轮结构，均为圆弧凸轮，其中上凸轮311对应接触到外环1内周，下凸轮313对应接触到内环2外周，其中，在外环1内周设置若干与楔块31一一对应的定位槽11，楔块31的上凸轮311嵌入定位槽11与外环1抵接，楔块31通过弹性件32压入定位槽11内，楔块31的下凸轮313则与内环2外周直接接触，定位槽11实现了楔块31在外环1和内环2之间环形区域的保持设置，即使不设置保持架楔块31之间也不会发生相对位置移动。

另外，本实施例的定位槽11采用圆弧槽，楔块31对应嵌入定位槽的凸轮结构为圆弧凸轮，楔块能够全部安装嵌入到定位槽11内，在楔块31摆动抬起时，上凸轮311型面配合可以起到定位支撑作用，并使楔块近似绕上凸轮311的圆弧中心摆动。定位槽11的圆弧槽弧度大于180°，防止抬起时楔块滑出凹槽，并在定位槽的两端各设有一个过渡导角，以增加楔块最大摆动角度。且圆弧凹槽的弧度大于180°，防止抬起时楔块滑出凹槽，在减小应力集中的同时增加楔块31在定位槽11的最大摆动角度，有利于提高楔块抬离内滚道距离。

控制架5用于控制可控斜撑离合器3内部的所有楔块31朝同一方向摆动，以控制楔块31的下凸轮313相对内环2的外周表面摆动抬起实现消除斜撑离合器的楔块与内环2的楔合状态。

结合参见图2、图3和图4，控制架5包括外盘51以及设置在外盘51上沿圆环分布的若干拨块53，外盘51为同轴布置的两组圆环盘，拨块53沿外盘的圆环部排布，两端分别与两组外盘51固定连接，相邻拨块53之间形成容纳楔块31的兜孔52，楔块31一一对应置于兜孔52内然后装配到外环1和内环2之间，位于楔块31两端的外盘51还能够对楔块之间形成轴向限位，拨块53位于相邻楔块31之间，当朝一个方向转动控制架5的外盘51，使其上的所有拨块53拨动所有楔块31朝同一方向以各自的上凸轮圆弧中心为摆点同步摆动。

控制架5上的拨块53中间凸起，直接与楔块31的下凸轮313一侧接触，更加容易推动楔块31摆动。

其中一组外盘51的外侧沿圆周设置若干传动柱销54，控制架5通过传动柱销54与外部控制执行器件连接，传递控制架5转动的控制动力。外部控制执行器件为液压作动筒或伺服电机，通过恒定扭矩输出，驱动控制架5，拨转楔块。

结合参见图2和图5，所有楔块31的同侧端面上均设有卡槽312，卡槽312沿离合器的周向贯通设置，所有楔块31上的卡槽312沿离合器周向形成一个连续的圆环通槽，在该圆环通槽内嵌装一个成环的环形弹性件32，环形弹性件32可以为首尾连接的螺旋弹簧或者圆形弹性卡簧，弹性件32的周长略大于圆环通槽的外径，通过环形弹性件外长的弹力将所有楔块31一同压入固定在外环1的定位槽11内。当控制架5控制楔块31摆动回位时，同时会对弹性件32产生扭转变形，在控制架5回位后，弹性件32会提供楔块31回位的动力。

以下结合图5、图6和图7详细说明本实施例的可控斜撑离合器的工作过程。

为了便于理解，以下出现的“左边、右边、顺时针方向、逆时针方向”词汇，均为基于图2、图5、图6、图7做出的表达。

本实施例的可控斜撑离合器具有三种工作功能，当可控斜撑离合器为接合状态时，旋转动力从内环2输入产生逆时针方向转速，如图5所示(以图示箭头所指方向为转速正方向，n_内＞n_外)，此时，弹性件32作用力楔紧于内、外环之间的楔块31，楔块31的下凸轮313与内环2之间、上凸轮311与外环1之间产生相对于楔块31旋转中心顺时针方向的摩擦力矩，楔块31逐渐往顺时针摆动一定角度，由于楔块31的上下凸轮相对于旋转中心的距离增加，楔块31与内、外环之间的法向力会同时增大，直至楔块31旋转楔紧后，该摩擦力足够传递内环2至外环1的扭矩大小，此时，内、外环转速同步，实现离合器的接合。

当可控斜撑离合器为超越状态时，旋转动力从内环2产生顺时针方向转速时，如图6所示(以图示箭头所指方向为转速正方向，n_内＜n_外)，楔紧于内、外环之间的楔块31的下凸轮313与内环2之间、上凸轮311与外环1之间产生相对于楔块旋转中心逆时针方向的摩擦力矩，楔块31逐渐往逆时针摆动一定角度，由于楔块31的上下凸轮相对于旋转中心的距离减小，楔块31与内、外环之间的法向力会同时降低，直至楔块31旋转至该摩擦力足够小，此时，内、外环转速异步，外环1转速超越内环2，互不干扰，实现离合器的超越功能，但是此时楔块31的下凸轮313保持与内环2外周的接触，当外环1转速小于内环2的转速后，离合器随时可以转换到接合状态。

当可控斜撑离合器为主动控制分离状态时，内、外环保持相对静止或处于超越状态如图7所示(以图示箭头所指方向为转速正方向，n_内≤n_外)，通过外部控制执行器件恒扭矩驱动控制架5，楔块31在控制架5的推动下，克服弹性件32的扭矩以及楔块与内、外环之间的摩擦力，以楔块31的上凸轮圆弧圆心为旋转中心，往逆时针方向摆动，直至下凸轮313与内环2脱离至距离为0.5mm时停止。此时，内、外环转速异步，互不干扰。再通过外部控制执行器件恒扭矩驱动控制架5往逆时针旋转，楔块31的右边在控制架5的推动以及受到弹性件32的扭矩共同作用，以楔块31的上凸轮圆弧圆心为旋转中心，往顺时针方向回摆，楔块31的下凸轮313重新与内环2的外周表面接触，此时，可控斜撑离合器恢复超越离合器一般工作状态。

上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种可控斜撑离合器，包括同轴装配的外环(1)和内环(2)以及布置在外环(1)和内环(2)之间沿统一方向单向传递动力的若干楔块(31)，其特征在于：

所述楔块(31)两端分别设置与外环(1)和内环(2)抵接的凸轮结构，所述外环(1)或内环(2)对应楔块抵接位置设置用于其中一端楔块凸轮嵌入定位的定位槽(11)，所述楔块(31)绕该端部楔块凸轮摆动，所述楔块(31)通过弹性件(32)压入定位槽(11)内；

还包括拨动所有楔块(31)朝同一方向同步摆动的控制架(5)。

2.根据权利要求1所述的一种可控斜撑离合器，所述定位槽(11)为圆弧槽，所述楔块(31)对应嵌入定位槽的凸轮结构为圆弧凸轮。

3.根据权利要求2所述的一种可控斜撑离合器，所述定位槽(11)的圆弧槽弧度大于180°，并在定位槽的两端分别设置过渡导角。

4.根据权利要求1所述的一种可控斜撑离合器，所述楔块(31)另外一端的楔块凸轮作用在接触表面的楔角不超过3°。

5.根据权利要求1所述的一种可控斜撑离合器，所述控制架(5)包括外盘(51)以及设置在外盘(51)上沿圆环分布的若干拨块(53)，所述拨块(53)一一插入到相邻楔块之间，通过转动外盘(51)，使其上的所有拨块(53)拨动所有楔块(31)同步摆动。

6.根据权利要求5所述的一种可控斜撑离合器，所述外盘(51)为同轴布置的两组，所述拨块(53)两端分别与两组外盘(51)固定连接，相邻拨块(53)之间形成容纳楔块(31)的兜孔(52)。

7.根据权利要求4或5或6所述的一种可控斜撑离合器，所述外盘(51)上设有与外部控制执行器件连接的传动柱销(54)。

8.根据权利要求1所述的一种可控斜撑离合器，所述楔块(31)上设有卡槽(312)，所有楔块(31)上的卡槽(312)形成一个圆环通槽，所述弹性件(32)为嵌装在该圆环通槽内部的环形弹性件，通过环形弹性件的弹力将所有楔块(31)压入对应的定位槽(11)内。

9.双向超越离合器，其特征在于：包括外环(1)、内环(2)以及布置在外环(1)和内环(2)之间的两组楔块(31)，两组楔块(31)的斜撑方向相反，并且至少其中一组楔块(31)与外环(1)和内环形成权利要求1-8中的可控斜撑离合器。

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