[发明专利]销和棘爪式双向超越离合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种超越离合器。具体地，本发明涉及一种离合器，所述离合器具有这样的结构，即，所述结构能够改进对离合器接合的控制并且能够使更小的、更均匀的载荷分布在离合器接合面上。

背景技术

在许多应用中使用离合器以使诸如马达的驱动设备与从动设备选择性地接合和脱开(例如，用于软管或缆索的传送机或卷筒)，以便将转矩从驱动设备传递到从动设备。在许多离合器中，通过电磁致动或流体致动或甚至由使用者手动地致动来进行接合和/或脱开。这些致动方法增加了离合器的操作复杂性和成本。为了解决该缺点，在其它离合器中，通过例如使用弹簧和/或响应于在离合器上操作的诸如离心力的外力，机械地进行接合和/或脱开。

一种依靠机械致动的传统类型的离合器是离心式离合器。在离心式离合器中，离合器的径向内部构件联接到驱动设备。当驱动设备的转速达到预定的水平时，附装到离合器的内部构件的离合器瓦抵抗弹簧的偏压力径向向外地运动，并且与联接到从动构件的离合器的径向外部构件接合。然而，离心式离合器具有若干缺点。首先，随着离合器瓦与径向外部构件的表面接合，离合器瓦在离心力达到足以传递转矩的水平之前一直滑动。该滑动运动产生摩擦，所述摩擦提高离合器内的温度并且增加离合器的表面上的磨损。该磨损产生金属颗粒，所述金属颗粒擦伤离合器的表面而导致甚至更大的磨损。其次，为了实现足够大的离心力，离合器瓦的角速度和质量必须是较高的。结果，离合器是较大的。

另一种依靠机械致动的传统类型的离合器是棘轮和棘爪式离合器。在该类型的离合器中，通过弹簧加载或通过离心力将使棘爪与形成在离合器构件之一的表面中的凹槽接合。然而，该类型的离合器也具有若干缺点。凹槽的形成需要专业制造和热处理以提高材料硬度，由此增加制造成本和复杂性。凹槽还具有尖锐的拐角和边缘，所述尖锐的拐角和边缘充当应力梯级并且降低离合器的强度和耐用性。另外，凹槽的较平坦的表面难以通过棘爪来控制接合的精确位置，并且当包含有多个棘爪时，对于一个或多个棘爪普遍的是在其它棘爪导致不均匀的载荷共享之前接合。更进一步地，棘爪与凹槽的脱开要求离合器构件之间可逆地相对运动以提供足够大的间隙。在由离心力促使离合器接合的棘轮和棘爪式离合器中，仍然有其它缺点。尤其，随着转速增大和棘爪向外运动，难以防止棘爪的尖锐边缘与凹槽之间不期望地接触而导致棘爪和凹槽二者破损。另外，棘爪以较高的速度与凹槽的表面接合，由此产生较高的冲击载荷。为了抵消这些载荷，离合器倾向于是较大的，并且由高强度材料制成，由此增加了成本。

本文的发明人已经认识到需要一种超越离合器，所述超越离合器将消除上述缺陷中的一个或多个和/或使其最小化。

发明内容

本发明提供一种改进的离合器。具体地，提供这样一种超越离合器，即，所述超越离合器能够改进对离合器接合和脱开的控制，并且能够使更小的、更均匀的载荷分布在离合器接合面上。

根据本发明的一个实施例的超越离合器包括围绕转动轴线布置的内部构件和围绕转动轴线布置的外部构件，所述外部构件处于内部构件的径向外部。离合器还包括多个销，所述多个销从外部构件的径向内表面和内部构件的径向外表面中的一个突出。最后，离合器包括棘爪，所述棘爪联接到内部构件和外部构件中的一个构件。棘爪可在接合位置与脱开位置之间运动，在所述接合位置中棘爪与多个销中的一个销接合以在内部构件与外部构件之间传递转矩，在所述脱开位置中棘爪与该销脱开以允许内部构件和外部构件相对转动。在一个实施例中，离合器还包括致动器，所述致动器布置在内部构件与外部构件之间，并且构造成在一个构件转动时与棘爪接合并且朝向接合位置推压棘爪。