三态超越离合器.pdf

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保持所述多个楔块的保持架，所述多个楔块的第一工作面永久接触所述外圈的工作面与所述内圈的工作面之中的一个工作面，并且能够通过转动而使所述多个楔块的第二工作面接触或者离开所述外圈的工作面与所述内圈的工作面之中的另一个工作面。通过控制楔块完全离开所述另一个工作面，使得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；通过控制楔块恢复到普通超越楔合工作位置，得到三态超越离合器的单向超越或单向楔合工作状态。

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)之间保持所述多个楔块(3)的保持架(4)，其特征在于：
所述多个楔块(3)的第一工作面(31)永久接触所述外圈(1)的工作面与所述内圈(2)的工作面之中的一个工作面，并且能够通过转动而使所述多个楔块(3)的第二工作面(32)接触或者离开所述外圈(1)的工作面与所述内圈(2)的工作面之中的另一个工作面。

2、  根据权利要求1所述的三态超越离合器，其中：
所述一个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)的所述第一工作面(31)相配合，并将所述第一工作面(31)保持在该圆弧槽(11)内；
所述保持架(4)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)，并且在所述斜孔(61)内具有沿轴向可滑动的滑动件(7)。

3、  根据权利要求2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2或3所述的三态超越离合器，其中：
所述保持架(4)为包括外保持架(41)和内保持架(42)的双保持架结构，所述外保持架(41)或者内保持架(42)具有所述多个凸片(6)。

5、  根据权利要求1所述的三态超越离合器，其中：
所述保持架(4)为包括外保持架(41)和内保持架(42)的双保持架结构，其中外保持架(41)和内保持架(42)中的一个保持架(41或42)固定到所述外圈(1)或者内圈(2)上，另一个保持架(42或41)可相对于所述一个保持架(41或42)转动，以带动所述多个楔块(3)转动。

6、  根据权利要求5所述的三态超越离合器，其中：
所述另一个保持架(42或41)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)，并且在所述斜孔(61)内具有沿轴向可滑动的滑动件(7)。

7、  根据权利要求2或6所述的三态超越离合器，其中所述滑动件(7)是圆辊。

8、  根据权利要求2或6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)。

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保持所述多个楔块的保持架，所述多个楔块的第一工作面永久接触所述外圈的工作面与所述内圈的工作面之中的一个工作面，并且能够通过转动而使所述多个楔块的第二工作面接触或者离开所述外圈的工作面与所述内圈的工作面之中的另一个工作面，从而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。
通过控制楔块完全离开所述外圈的工作面与所述内圈的工作面之中的另一个工作面，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；通过控制楔块恢复到普通超越楔合工作位置，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是根据本发明第一实施例的三态超越离合器的剖视图。
图2是根据本发明第二实施例的三态超越离合器的剖视图。
图3是根据本发明第三实施例的三态超越离合器的剖视图。
图4是根据本发明第四实施例的三态超越离合器的剖视图。
图5是根据本发明第五实施例的三态超越离合器的结构示意图。
图6是根据本发明第六实施例的三态超越离合器的结构示意图。
图7是根据本发明的一个保持架的立体图，该保持架带有滑动件。
图8是根据本发明的一种预紧弹簧的立体图。
具体实施方式
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之间保持所述多个楔块3的保持架4。所述多个楔块3的第一工作面31永久接触所述外圈1的工作面与所述内圈2的工作面之中的一个工作面，并且能够通过转动而使所述多个楔块3的第二工作面32接触或者离开所述外圈1的工作面与所述内圈2的工作面之中的另一个工作面。在使用中，通过控制楔块3的第二工作面32离开所述另一个工作面，可以实现外圈1和内圈2在正反双向都完全脱开，从而实现本发明三态超越离合器的双向分离状态；也可以通过控制楔块3使其回位到普通单向超越楔合工作位置，从而恢复普通单向超越离合器的功能。
下面参照附图对本发明的具体实施例进行详细描述，以便本领域技术人员能够更清楚地理解本发明。
第一实施例
图1是根据本发明第一实施例的三态超越离合器的剖视图。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之间并通过保持孔保持所述多个楔块3的一个保持架4。所述多个楔块3的第一工作面31永久接触所述外圈1的工作面，并且能够通过转动使所述多个楔块3的第二工作面32接触或者离开所述内圈2的工作面。
具体而言，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的所述第一工作面31相配合，并将该第一工作面31保持在圆弧槽11内。
如图7所示，所述保持架4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，并且在所述斜孔61内具有沿轴向可滑动的滑动件7。即，通过保持架4与圆弧槽11的相互作用，楔块3能够围绕保持在圆弧槽11内的第一工作面31转动，从而接触或者离开内圈2的工作面。
凸片6可以与保持架4整体形成，每个凸片6上具有相对于轴向倾斜的斜孔61，以及在所述斜孔61内沿轴向可滑动的滑动件7。
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，从而不利于滑动件7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。在此实施例中，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7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，可以使滑动件7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，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。
滑动件7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，滑动件7可以通过拨叉机构(例如类似于换挡拨叉的机构)或者电磁机构驱动在斜孔61内轴向滑动。
为了便于滑动件7在斜孔61内轴向滑动，所述滑动件7优选使用圆辊。
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8所示为一种弹簧带，其可以作为该预紧弹簧5使用。如图8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。
在需要对内圈2与外圈1之间的楔块3的位置进行调节或者控制时，可以通过控制上述滑动件7在斜孔61中轴向滑动。当滑动件7在斜孔61中轴向滑动时，由于斜孔61相对于轴线倾斜一定角度，因此可以带动保持架4转动。此时，由于楔块3的第一工作面31被外圈1的圆弧槽11保持，所以楔块3将围绕该第一工作面31转动一定角度，使楔块3的第二工作面32离开内圈2的工作面，从而使三态超越离合器处于双向分离状态。如果滑动件7在斜孔61中反向滑动，则楔块3将重新复位，接触内圈2的工作面，成为传统的单向超越离合器。也就是说，通过控制楔块3转动而完全脱离内圈2的工作面，可以使得内外圈能够在正反双向实现自由转动，即实现超越离合器的第三种工作状态(双向分离状态)。
上面针对第一实施例对本发明的三态超越离合器进行了说明。下面参照附图对其它实施例进行说明，但需要注意的是，上述第一实施例的许多方面都可以适用于其它实施例，除非另有说明。因此，在后面的其它实施例的描述中，将省略重复的说明。
第二实施例
图2所示为根据本发明第二实施例的三态超越离合器。与上述第一实施例相比，不同之处在于：在内圈2的工作面上设置圆弧槽21，楔块3的第一工作面31同样保持在该圆弧槽21内，从而通过保持架4可以拨动楔块3围绕其第一工作面31转动，其工作方式与上述第一实施例相同。
另外，在此第二实施例中，预紧弹簧5可以简单地使用一个收缩的螺旋弹簧，将螺旋弹簧5穿过楔块3中开设的通孔，而将楔块3的第一工作面31牢固地保持在圆弧槽21内，并且可以通过对楔块3上通孔位置的设计，预紧弹簧5可使楔块3有一种朝楔紧方向转动的趋势。
第三实施例
图3所示为根据本发明第三实施例的三态超越离合器。与上述第一实施例相比，不同之处在于：所述保持架4为双保持架结构，包括外保持架41和内保持架42。通过这种双保持架结构，能够提高本发明三态超越离合器的承载能力并延长其使用寿命。
其中在所述的内保持架42上沿轴向向外伸出多个凸片6与第一实施例相同。在内保持架42相对转动时，外保持架41可以跟随楔块3作相应的转动，但不会影响到楔块3的转动。
第四实施例
图4所示为根据本发明第四实施例的三态超越离合器。与上述第三实施例相比，不同之处在于：在内圈2的工作面上设置圆弧槽21，楔块3的第一工作面31同样保持在该圆弧槽21内，从而通过外保持架41可以拨动楔块3围绕其第一工作面31转动，其工作方式与上述第三实施例相同。
另外，如同上述的第二实施例，在此第四实施例中，预紧弹簧5同样可以简单地使用一个收缩的螺旋弹簧，将螺旋弹簧5穿过楔块3中开设的通孔，而将楔块3的第一工作面31牢固地保持在圆弧槽21内，并且可以通过对楔块3上通孔位置的设计，弹簧5可使楔块3有一种超楔紧方向转动的趋势。
第五实施例
图5所示为根据本发明第五实施例的三态超越离合器。与上述第三实施例相比，不同之处在于：在外圈1的工作面上并没有设置圆弧槽11，而是通过将外保持架41固定到外圈1上，来实现外保持架41与内保持架42之间的相对转动，从而实现楔块3的转动。
具体而言，所述外保持架41可以通过本领域任何公知的手段固定到外圈1上，例如螺栓连接、铆接、卡接等等。如图5所示，作为一个例子，可以在外保持架41上设置凸起410，同时在外圈1的工作面上设置对应的凹槽110，将所述凸起410插入或者保持到凹槽110内，即可将外保持架41固定到外圈1上。所述内保持架42上设置有上述的凸片6，与上述实施例相同。因此，通过拨动凸片6带动内保持架42相对于外保持架41相对转动，就可实现楔块3在内外圈之间转动，从而实现三态超越离合器的分离状态。
为了防止对楔块3的转动造成阻碍，在此实施例中不需要设置上述的圆弧槽11或21。
第六实施例
图6所示为根据本发明第六实施例的三态超越离合器。与上述第五实施例相比，不同之处在于：将所述内保持架42固定到内圈2上，在外保持架41上设置凸片6，从而通过拨动外保持架41相对于内保持架42转动，可以实现楔块3的转动。预紧弹簧5同样可以简单地使用一个收缩的螺旋弹簧，将螺旋弹簧5穿过楔块3中开设的通孔，而将楔块3的第一工作面31牢固地保持在内圈2的工作面上，并且可以通过对楔块3上通孔位置的设计，弹簧5可使楔块3有一种超楔紧方向转动的趋势。
上面针对具体的实施例对本发明的三态超越离合器进行了详细的描述，但本发明并不限于这些具体的实施例。通过阅读本发明的说明书，本领域技术人员能够容易想到对本发明作一些改变或者改进，例如针对楔块、预紧弹簧、保持架等，但这些改变或者改进都将属于本发明的保护范围之内。