[发明专利]单向离合器或制动器中促动簧的保持

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种离合器，组件的相对旋转处于同一方向时，在组件之间产生驱动连接，当相对旋转处于相反方向时发生超速运转。具体地说，本发明关于一种具有摇块的离合器，其摇块至少部分地由于作用于摇块的离心力而啮合或脱离。

背景技术

用于在总成的内座圈和外座圈之间产生单向驱动连接的传统单向离合器和制动器包括，用于可释放、可驱动地连接座圈和连接至座圈的机械总成的组件的斜撑(sprags)或滚柱(rollers)。单向离合器和制动器在很多情况下都表现出色，但对于某些应用，如那些通过组件传输巨大扭矩或那些仅给组件提供很小的空间的情况，就需要非传统的斜撑或滚柱型离合器和制动器来满足要求。

传统的单向离合器和制动器具有至少一个斜撑或滚柱，其可驱动地将两个有凹口或凹槽的座圈互相锁定在一个旋绕方向上并且使座圈可在其他方向自由旋转。摇块和斜撑型单向制动总成与滚柱型的制动器相比，对于给定的包装尺寸可以增加最大扭矩，但是他们通常由于座圈接触摇块或斜撑而产生的大量的接触应力或承压应力而限制最大扭矩的传输。

为了克服这些和其他的困难，美国专利5070978所述的一种单向超速运转离合器包括驱动部件和从动部件，其被安装成绕一个公共轴线顺时针或逆时针旋转。驱动部件包括一个垂直于公共轴线的平的驱动面，其连接至动力源，顺时针或逆时针旋转平的驱动面。从动部件包括一个安放在接近和面对于驱动面的平的驱动面。驱动和从动部件通过一系列处于一个驱动面中的的凹槽和其它面板承载的多个共同运转的压杆互相连接，这样，当驱动部件被逆时针驱动时，其驱动从动部件与其转动。当驱动部件被顺时针驱动时，其不驱动从动部件，而是相对于从动部件自由旋转。在座圈间传输扭矩载荷的压杆的柱体稳定性(Column stability)在设计中是一个重要的因素。

美国专利5,954,174公开了一种棘爪单向离合器总成，其具有带凹口的内座圈，带凹槽的外座圈，以及位于凹槽上与凹口啮合的摇块。摇块具有枢脊(pivot ridge)，其与外座圈凹槽中的顶点或凹进匹配，以将摇块安置在凹槽中。每一个摇块的质心被定位，这样摇块就会在内座圈内与凹口啮合或脱离。利用弹簧在每一个摇块上提供一个倾转力，用来产生摇块和凹口的接合。

当加载离心时，在单向离合器和制动器中的弹簧压缩摇块。这增加弹簧上的应力，并且增加弹簧从凹槽中脱开的机会。

当扭矩通过制动器传输时，传统的单向制动器和离合器在座圈内产生相对较大的环向应力值；因此，为了承担工作环向应力，传统单向制动器的座圈是由轴承级钢(bearing grade steel)制成。与传统的高级别钢(highgrade steel)形成并制造的离合器和制动器相比，，假如避免了大量的机加工，由动力金属(powered metal)制成的离合器可以以相对低的成本生产。

然而，在‘978和‘245号专利中描述的离合器需要大量机械加工由动力金属形成的组件。会产生无法忍受的噪音的过多内部齿轮隙，是这些离合器在某些运行条件下潜在的问题。

通常，促动簧可以通过在弹簧凹部处设置周面得以保持，这样弹簧内操作应力相比弹簧的强度低，弹簧不会从凹槽中弹出。但是，形成这些表面是要使其执行影响摇块性能的多重功能。然而增加额外的弹簧保持力的要求会降低它们执行其他功能的能力，并削弱设计的灵活性。单向离合器或制动器中需要将促动摇块的弹簧固定在弹簧凹部内，从而防止弹簧在使用中、在运输中以及在操作过程中以外从凹部脱落。

发明内容

位于弹簧的凹部的保持器在其安装过程中与弹簧接合，并将弹簧的最靠里的支脚固定至摇块环。当摇块环和弹簧通过由高速旋转产生的离心力负载时，保持器防止弹簧压下摇块，因此减少弹簧的压力。此外，因为弹簧被呈固定地保持在其凹部中，因此当摇块在开放的环境下枢转至与凹口圈啮合时弹簧脱离凹部的机会就会被大大减小。

包括摇块和促动簧的摇块环子总成，通过固定地将每一个弹簧保持在其凹槽中防止弹簧从凹槽中弹出。摇块环由粉末金属制成，其高硬耐磨。由于作用在高速旋转的弹簧上的离心力，弹簧在其凹部中变形。在每一个弹簧凹部附近的摇块环的表面是向外张开的并且是辐射状的，以防止弹簧表面的摩擦和磨损。

在包含摇块的摇块环的形状独特地无需进行任何二次加工处理，如取消了动力金属组件的密实处理(densifiers)和去密实除处理(de-densifiers)。由动力金属制成的制动器组件在制成之后不需要加工。