三态超越离合器.pdf

提供一种三态超越离合器，包括外圈，内圈，位于外圈和内圈之间的多个楔块，位于外圈和内圈之间并保持所述多个楔块的外保持架和内保持架。所述外圈的工作面上具有多个圆弧槽，每个圆弧槽与对应的一个楔块的一个工作面相配合，并将所述一个工作面保持在该圆弧槽内。所述内保持架具有轴向向外伸出的多个凸片，每个凸片上具有相对于轴向倾斜的斜孔。在所述外圈的外圆周上具有轴向可滑动的拨动盘，该拨动盘上固定有各自插入到对应的斜孔中的多个拨动杆。通过移动拨动盘上的拨动杆控制楔块完全离开内圈工作面，则外圈和内圈能够在正反双向自由转动，得到三态超越离合器的双向分离工作状态。

1、  一种三态超越离合器，该三态超越离合器包括外圈(1)，内圈(2)，位于外圈(1)和内圈(2)之间的多个楔块(3)，位于外圈(1)和内圈(2)之间并保持所述多个楔块(3)的外保持架(41)和内保持架(42)，其特征在于：
所述外圈(1)的工作面上具有多个圆弧槽(11)，每个圆弧槽(11)与对应的一个楔块(3)的一个工作面(31)相配合，并将所述一个工作面(31)保持在该圆弧槽(11)内；
所述内保持架(42)具有轴向向外伸出的多个凸片(6)，每个凸片(6)上具有相对于轴向倾斜的斜孔(61)；以及
在所述外圈(1)的外圆周上具有轴向可滑动的拨动盘(8)，该拨动盘(8)上固定有各自插入到对应的斜孔(61)中的多个拨动杆(8 1)。

2、  根据权利要求1所述的三态超越离合器，其中所述斜孔(61)的一端具有宽度增大的扩孔(62)。

3、  根据权利要求1所述的三态超越离合器，其中：
在所述外圈(1)和内圈(2)之间具有预紧弹簧(5)，该预紧弹簧(5)产生预紧力将所述楔块(3)的所述第一工作面(31)压在所述圆弧槽(11)内，使所述楔块(3)具有朝楔紧方向转动的趋势，并保证所述多个楔块(3)的工作一致性。

4、  根据权利要求1所述的三态超越离合器，其中所述外圈(1)是一个二级的阶梯轴，所述拨动盘(8)设置在所述阶梯轴的小直径部分上；
并且其中，所述阶梯轴的台阶部分具有多个窗口(12)，所述凸片(6)穿过对应的窗口(12)伸出。

5、  根据权利要求4所述的三态超越离合器，其中所述内圈(2)是与所述外圈(1)相对应的二级的阶梯轴。

6、  根据权利要求1所述的三态超越离合器，其中在所述拨动盘(8)的内表面上和所述外圈(1)的外表面上分别具有对应的轴向滚道(83、13)，并且在所述滚道(83、13)中具有滚子(84)。

7、  根据权利要求1所述的三态超越离合器，其中在外圈(1)和内圈(2)之间具有轴承(7)，所述轴承(7)分别通过内圈(2)和外圈(1)上的轴肩和/或挡圈(10)固定。

8、  根据权利要求1所述的三态超越离合器，其中所述外圈(1)和所述内圈(2)具有连接端，用于连接外部的动力源或者传动装置。

三态超越离合器
技术领域
本发明涉及一种超越离合器，尤其涉及一种三态超越离合器，其能够控制超越离合器的内圈和外圈彼此完全脱开而可以在正反两个方向自由转动。
背景技术
超越离合器又称作单向离合器或单向轴承，是一种只能在一个转动方向传递转矩的装置。现有的超越离合器主要包括滚柱式超越离合器和楔块式超越离合器。
作为楔块式超越离合器的一个例子，CN 2476675Y(或者CN 1430000A)公开了一种具有双保持架的超越离合器，该超越离合器包括内圈和外圈，在内、外圈之间设有多个楔块，并且这些楔块通过内、外圈之间的双保持架(包括内保持架和外保持架)中开设的保持孔予以保持。在这种超越离合器中，通过使用双保持架结构，能够提高超越离合器的承载能力并延长其使用寿命。
但是在现有的超越离合器中，都是通过内、外圈之间的相对转动实现超越离合器的超越状态和楔合状态，离合器本身没有附加的机构对楔块的工作位置进行控制，因此存在的问题在于，超越离合器仅仅具有单向超越状态和单向楔合状态，功能单一。在一些具体的工程机械应用场合，需要超越离合器在高速转动的情况下，主动件和从动件是完全分离的，即主动、从动件可以互不干涉，而超越离合器的单向超越限制了这一功能。同时，离合器在高速超越状态，楔块和内、外圈有接触，所以有磨损，发热的问题存在，并影响其使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三态超越离合器，它不仅具有普通单向超越离合器的功能，而且能够实现外圈和内圈在正反双向都完全脱开(即内、外圈在正反双向都能够自由转动)的工作状态，即双向分离状态。
为了实现上述目的，本发明提供一种三态超越离合器，该三态超越离合器包括外圈，内圈，位于外圈和内圈之间的多个楔块，位于外圈和内圈之间并保持所述多个楔块的外保持架和内保持架。所述外圈的工作面上具有多个圆弧槽，每个圆弧槽与对应的一个楔块的一个工作面相配合，并将所述一个工作面保持在该圆弧槽内。所述内保持架具有轴向向外伸出的多个凸片，每个凸片上具有相对于轴向倾斜的斜孔。在所述外圈的外圆周上具有轴向可滑动的拨动盘，该拨动盘上固定有各自插入到对应的斜孔中的多个拨动杆。
在这种三态超越离合器中，可以得到该离合器的两个工作位置，三种工作状态，即普通超越楔合工作位置(该位置具有单向超越与单向楔合两种工作状态)与双向分离工作位置。
具体而言，通过控制拨动盘在外环上轴向滑动，拨动盘的拨动杆在斜孔中滑动。由于斜孔相对于轴线倾斜一定角度，因此可以带动内保持架相对于外圈转动相应的角度。同时，由于楔块的一个工作面被保持在外圈工作面上的圆弧槽内，所以由内外保持架所保持的楔块将围绕所述圆弧槽在内、外圈之间转动相应的角度，由此可以控制楔块完全离开内圈工作面，使得外圈和内圈能够在正反双向自由转动，得到该离合器的双向分离工作状态。反之，如果反向操作拨动盘，则可以控制楔块恢复到普通超越楔合工作位置，从而得到该离合器的单向超越或单向楔合工作状态。
由于该离合器在传统的单向超越离合器的基础上额外增加一个工作状态(双向分离状态)，因此这种超越离合器可以被称为三态超越离合器。在使用这种三态超越离合器时，在某些情况下可以使用分离状态代替超越状态，从而可以避免高速下的磨损，提高离合器的使用寿命；在高速状态下两工作位置间转换平顺，噪声小，可靠性提高；还可以为双动力输入提供充分条件，内、外圈可以连接两动力源，两动力源可以分别输出或合成输出；离合器工作在双向分离状态可以避免从动件反拖主动件。
本发明的附加特征以及相应的优点在下面的具体实施方式部分进行说明。
附图说明
图1是本发明的一种三态超越离合器的剖视图。
图2是本发明的三态超越离合器的局部放大剖视图。
图3是本发明的三态超越离合器中外圈的局部视图。
图4是本发明的三态超越离合器中保持有楔块的内、外保持架的装配立体图。
图5是本发明的三态超越离合器中带有拨动杆的拨动盘的立体图。
图6是本发明的三态超越离合器的立体图，其中为了清楚而除去了拨动盘。
图7是根据本发明的一种预紧弹簧的立体图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
如图所示，本发明提供的一种三态超越离合器包括外圈1，内圈2，位于外圈1和内圈2之间的多个楔块3，位于外圈1和内圈2之间且例如通过保持孔保持所述多个楔块3的外保持架41和内保持架42。所述外圈1的工作面上具有多个圆弧槽11，每个圆弧槽11与对应的一个楔块3的一个工作面31相配合，并将所述一个工作面31保持在该圆弧槽11内。所述内保持架42具有轴向向外伸出的多个凸片6，每个凸片6上具有相对于轴向倾斜的斜孔61。在所述外圈1的外圆周上具有轴向可滑动的拨动盘8，该拨动盘8上固定有各自插入到对应的斜孔61中的多个拨动杆81。
如图2和图3所示，所述外圈1的工作面上具有多个圆弧槽11，每个圆弧槽11与对应的一个楔块3的一个工作面31(在下面称之为“第一工作面31”，同时将楔块3上的与该第一工作面31相反的另一个工作面称为“第二工作面32”)相配合，并将该第一工作面31保持在圆弧槽11内。该第一工作面31可以作为枢轴端，从而楔块3可以在内外圈之间围绕该枢轴端转动。
如图4所示，所述内保持架42上具有轴向向外伸出的多个凸片6，每个凸片6上具有相对于轴向倾斜的斜孔61，拨动盘8上的拨动杆81能够在该斜孔61内滑动(图1和图6)。通过内保持架42与圆弧槽11之间的相互作用，楔块3能够在内外圈之间围绕其枢轴端(即所述第一工作面31)转动，从而使得楔块3上与所述第一工作面31相反的第二工作面32相应地接触或者离开内圈2的工作面。
凸片6可以与内保持架42整体形成，每个凸片6上具有相对于轴向倾斜的斜孔61。凸片6上的斜孔61也可以是在凸片6上以一定深度开设的非贯通的斜槽。但由于凸片6的厚度相对较小，如果形成为斜槽，则斜槽的深度会更小，从而不利于拨动杆81在其中轴向滑动，因此在本发明中优选使用贯通的斜孔61。斜孔61的外端可以敞开，也可以闭合。在此实施方式中，斜孔61的外端闭合。此外，所述斜孔61可以是直的长孔，也可以是弧形或螺旋形的长孔，这可以根据需要进行选择。
如图4所示，在斜孔61的一端可以开设宽度增大的扩孔62。在这种情况下，在需要本发明的三态超越离合器作为传统的单向超越离合器使用时，可以使拨动盘8上的拨动杆81移动到该扩孔62内，由此可以防止由于误操作而影响超越离合器的正常工作。作为一种替换方式，斜孔61的外端可以设置成敞开的，这也可以在一定程度上实现这种保障功能。
另外，为了确保楔块3的第一工作面31稳定保持在圆弧槽11内，可以在内圈2和外圈1之间设置预紧弹簧5，用于产生预紧力将所述第一工作面31压在所述圆弧槽11内，并能使所述楔块3有一种朝楔紧方向转动的趋势。图7所示为一种弹簧带，其可以作为该预紧弹簧5使用。如图7所示，该弹簧带或者预紧弹簧5上具有弹簧片51，具有将楔块3推向圆弧槽11，并让楔块3有一种朝楔紧方向转动的趋势。本发明的预紧弹簧5可以使用各种各样的弹性部件，并不限于这种具体的弹簧带，只要能够产生预紧力将楔块3的第一工作面31压在圆弧槽11内，并可使楔块3有一种朝楔紧方向转动的趋势即可。
在需要对外圈1与内圈2之间的楔块3的位置进行调节或者控制时，可以通过控制上述的拨动盘8(作为一种控制机构)在外圈1上作轴向滑动。当拨动盘8轴向滑动时，拨动盘8上的拨动杆81可以在斜孔61(图4)中滑动。由于斜孔61相对于轴线倾斜一定角度，因此可以带动内保持架412相对于外圈1转动相应的角度。同时，由于楔块3的第一工作面31被牢固地保持在外圈1的工作面上的圆弧槽11内，所以由内保持架42和外保持架41所保持的楔块3就可以在内、外圈之间围绕所述第一工作面31转动相应的角度，从而可以导致楔块3上的第二工作面32相应地离开内圈2的工作面，由此内、外圈能够在正方双向实现自由转动，即实现超越离合器的第三种工作状态。
另外，还可以为本发明的三态超越离合器提供偏压元件如弹簧(未显示)，用于将拨动盘8上的拨动杆81保持在斜孔61的一端，例如内端或者外端(扩孔)，这可以根据需要进行选择。从而，通过该偏压元件，可以在通常情况下使三态超越离合器保持在一定的状态，如超越状态或者分离状态，而在需要改变超越离合器的状态时，可以通过驱动拨动盘8轴向移动来实现。
如图1所示，所述外圈1可以构造成一个二级阶梯轴的形状，同时将拨动盘8设置在该阶梯轴的小直径部分上，由此可以使超越离合器的结构更加紧凑。在此情况下，如图6所示，在阶梯轴的台阶部分应当相应地设置多个窗口12，使得内保持架42上的凸片6能够穿过对应的窗口12伸出。此外，内圈2也可以构造成与所述外圈1相对应的二级阶梯轴的形状，从而能够使超越离合器的结构更加紧凑。
根据本发明，拨动盘8在外圈1的外圆周上轴向滑动、周向锁止可以通过任何合适的手段来实现，例如可以通过惯用的健-槽组合，或者花键连接。如图5和图6所示，作为本发明的一种实施例，可以在所述拨动盘8的内表面上和所述外圈1的外表面上分别设置对应的轴向滚道83、13，并且在所述滚道83、13中设置多个滚子84，例如钢球，由此可以方便地实现拨动盘8在外圈1的外圆周上轴向滑动。
拨动盘8可以通过本领域公知的任何合适的手段进行驱动，例如可以通过手动、电动、液动、气动等等手段来实现。作为本发明的一种实施例，拨动盘8可以通过拨叉机构或者电磁机构驱动在外圈1的外圆周上轴向滑动。
如图1所示，可以在内圈2与外圈1之间设置轴承7，该轴承7可以分别通过内圈2和外圈1上的轴肩和/或挡圈10进行固定，从而可以实现内圈2和外圈1之间的径向的准确定位，保证超越离合器稳定、可靠地工作。
此外，如图1所示，内圈2和外圈1可以具有一个或者多个连接端，例如螺纹连接端或者齿轮连接端，用于连接外部的主动部件和从动部件。
上面通过具体的实施方式对本发明的三态超越离合器的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限于上述具体的结构。
例如，通过对本发明三态超越离合器的结构进行适当调整，可以在内圈2的工作面上设置圆弧槽，将楔块3的第一工作面31保持在内圈2工作面上的圆弧槽内，同时通过拨动盘8或其它调整机构来调整外保持架41相对于内圈2的相对位置，从而实现对超越离合器中楔块的不同位置进行控制。
构成双保持架结构的内保持架41和外保持架42可以采用现有技术中任何合适的技术。并且，作为一种替换的实施方式，在本发明中也可以仅仅使用一个保持架。
在使用双保持架的情况下，还可以将其中的一个保持架固定，而另一个保持架可以转动，从而通过两个保持架之间的相对转动，也可以实现对楔块位置的控制。采用这种方式，则不需要在内圈或外圈的工作面上设置圆弧槽。
另外，本发明原则上对凸片6和拨动杆81的数量和位置不作限定，但是考虑到工作可靠性以及加工成本等因素，凸片6和拨动杆81优选设置成3到4个且在周向上均匀分布。楔块3可以采用现有技术中任何合适的楔块构造及其数量。
由此可见，在本发明精神的范围内，可以对本发明三态超越离合器的具体结构作出各种修改或者替换，但这些修改或者替换都将落入本发明的保护范围之内。