技术领域
[0001] 本
发明涉及机械传动的技术领域，具体地涉及一种可控型楔块式双向超越离合器。
背景技术
[0002] 超越离合器又称为
单向离合器或单向
轴承，是一种能在单一转动方向传递转矩的装置。超越离合器是利用主、从动部分的速度变化或转动方向的变换实现自动离合。现有超越离合器主要包括滚柱式、楔块式、
啮合式、
棘轮式和
链环式几种形式。其中，
楔块式超越离合器是用异性楔块作为楔紧件，用楔块与内、
外圈组成
摩擦副的一种离合器。
内圈、外圈和楔块之间通过相互
挤压从而导致
摩擦力增大而达到无相对运动、转向相同、转速相等的状态，进而达到传递
扭矩的目的。
[0003] 超越离合器广泛应用于机械
传动系统中，起到控制传动部件转矩输出方向的作用。现有超越离合器产品均为单一方向传递转矩，对于
汽车、装备设备等需要正反两个方向传递扭矩的应用领域，现有超越离合器产品则不能满足功能需求。作为双向超越离合器的一个例子，
现有技术公开了一种楔块式双向超越离合器，该双向超越离合器包括外圈、内圈、楔块和
保持架，其中保持架上位于楔块圆周方向两侧设有共同对楔块施加预紧力的弹性片，兼起到保持楔块
位置和提供预紧压力两个作用。
[0004] 上述双向离合器存在以下不足之处：一是只能通过内圈或外圈相对转动方向转变扭矩输出方向，即不能实现程序可控；二是在外圈为主动件时，离合器为双向楔合状态，内圈为主动件时，离合器为双向超越状态，这种特性不适用于汽车、装备设备等的使用条件，通用性较差。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种可控型楔块式双向超越离合器，该超越离合器能够控制超越离合器的内圈和外圈实现多种不同的相对转动状态，通用性好且程序可控。
[0006] 本发明的
实施例提供的解决其技术问题的技术方案如下：
[0007] 一种可控型楔块式双向超越离合器，包括外圈、内圈、位于该外圈和该内圈之间的多个逆
时针楔块、位于该外圈和该内圈之间的多个顺时针楔块、位于该外圈和该内圈之间用于保持该多个逆时针楔块和该多个顺时针楔块的保持架、以及用于控制该多个逆时针楔块和该多个顺时针楔块转动的控制盘，该多个逆时针楔块和该多个顺时针楔块中的每个楔块具有第一工作面和第二工作面，该多个逆时针楔块和该多个顺时针楔块的第一工作面永久
接触该外圈的工作面并且能够通过该控制盘的转动使该多个逆时针楔块和该多个顺时针楔块的第二工作面接触或离开该内圈的工作面。
[0008] 在本发明的较佳实施例中，每个逆时针楔块和每个顺时针楔块的轴向端面上设有
支撑柱，该控制盘的外缘抵靠在该支撑柱上，该控制盘的外缘设置有凹槽和凸缘；该控制盘转动至使该凹槽与该支撑柱对应时，该多个逆时针楔块和该多个顺时针楔块的第二工作面接触该内圈的工作面；该控制盘转动至使该凸缘与该支撑柱对应时，该多个逆时针楔块和该多个顺时针楔块的第二工作面离开该内圈的工作面。
[0009] 在本发明的较佳实施例中，该支撑柱的周向柱面上设置有环形槽，该控制盘的外缘对应落入该环形槽内。
[0010] 在本发明的较佳实施例中，该控制盘内缘上设置有内缘凹槽。
[0011] 在本发明的较佳实施例中，该控制盘安装在该内圈上，该控制盘可独立于该内圈转动。
[0012] 在本发明的较佳实施例中，该可控型楔块式双向超越离合器还包括位于该外圈和该内圈之间为该多个逆时针楔块和该多个顺时针楔块提供预紧力的预紧弹性件。
[0013] 在本发明的较佳实施例中，该多个逆时针楔块的数量等于该多个顺时针楔块的数量，该逆时针楔块与该顺时针楔块相互间隔布置，相邻布置的两个逆时针楔块之间布置有一个顺时针楔块，相邻布置的两个顺时针楔块之间布置有一个逆时针楔块。
[0014] 在本发明的较佳实施例中，该多个逆时针楔块的数量少于该多个顺时针楔块的数量，相邻布置的两个逆时针楔块之间布置有多个顺时针楔块。
[0015] 在本发明的较佳实施例中，该多个顺时针楔块的数量少于该多个逆时针楔块的数量，相邻布置的两个顺时针楔块之间布置有多个逆时针楔块。
[0016] 在本发明的较佳实施例中，该多个逆时针楔块和该多个顺时针楔块分边布置，该多个逆时针楔块连续布置于该外圈与该内圈之间的一段圆弧上，该多个顺时针楔块连续布置于该外圈与该内圈之间的另一段圆弧上。
[0017] 在本发明的较佳实施例中，该可控型楔块式双向超越离合器具有四种工作模式，分别为正反双向楔合模式、正反双向超越模式、正向超越反向楔合模式和正向楔合反向超越模式。
[0018] 在本发明的较佳实施例中，该多个逆时针楔块的尺寸较该多个顺时针楔块的尺寸大。
[0019] 本发明实施例提供的可控型楔块式双向超越离合器，一方面，具有正反双向楔合模式、正反双向超越模式、正向超越反向楔合模式和正向楔合反向超越模式四种工作模式，能最大限度满足实际使用需求，通用性好；另一方面，能够通过特定的机械机构，实现程序可控；同时，还具有结构紧凑、外形尺寸小、易于布置等特点。
附图说明
[0020] 图1为本发明可控型楔块式双向超越离合器第一实施例的结构示意图。
[0021] 图2为图1中超越离合器处于正反双向楔合模式的工作原理图。
[0022] 图3为图1中一对逆时针楔块和顺时针楔块的立体结构示意图。
[0023] 图4为图1中控制盘的立体结构示意图。
[0024] 图5为图1中超越离合器处于正反双向超越模式的结构示意图。
[0025] 图6为图1中超越离合器处于正反双向超越模式的工作原理图。
[0026] 图7为图1中超越离合器处于正向超越反向楔合模式的结构示意图。
[0027] 图8为图1中超越离合器处于正向超越反向楔合模式的工作原理图。
[0028] 图9为图1中超越离合器处于正向楔合反向超越模式的结构示意图。
[0029] 图10为图1中超越离合器处于正向楔合反向超越模式的工作原理图。
[0030] 图11为本发明可控型楔块式双向超越离合器第二实施例的工作原理图。
[0031] 图12为本发明可控型楔块式双向超越离合器第三实施例的工作原理图。
具体实施方式
[0032] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0033] 第一实施例
[0034] 请参照图1、图2，本实施例提供一种可控型楔块式双向超越离合器(下文简称“超越离合器”)100，如图1与图2所示，该超越离合器100包括外圈10、内圈20、位于外圈10和内圈20之间的多个逆时针楔块31、位于外圈10和内圈20之间的多个顺时针楔块32、位于外圈10和内圈20之间保持该多个逆时针楔块31和该多个顺时针楔块32的保持架50、用于控制该多个逆时针楔块31和该多个顺时针楔块32相对转动的控制盘70。
[0035] 该多个逆时针楔块31和该多个顺时针楔块32相对布置，用于实现正向和反向超越功能。本实施例中，该多个逆时针楔块31的数量与该多个顺时针楔块32的数量相等，该多个逆时针楔块31与该多个顺时针楔块32相互间隔布置，相邻布置的两个逆时针楔块31之间布置有一个顺时针楔块32，相邻布置的两个顺时针楔块32之间布置有一个逆时针楔块31。
[0036] 优选的，该多个逆时针楔块31和该多个顺时针楔块32的尺寸一致。在本发明其他实施例中，该多个逆时针楔块31与该多个顺时针楔块32的尺寸也可以不一致。例如，该多个逆时针楔块31的尺寸较该多个顺时针楔块32的尺寸大，在此情形下，超越离合器100可适用于某些在一个方向传递扭矩需求大，在另一个方向传递扭矩需求小的场合，如挖掘机等
工程机械。
[0037] 该多个逆时针楔块31和该多个顺时针楔块32中的每个楔块具有第一工作面37和第二工作面38，该多个逆时针楔块31和该多个顺时针楔块32的第一工作面37永久接触外圈10的工作面，通过控制盘70的转动可驱动该多个逆时针楔块31和该多个顺时针楔块32径向运动，使该多个逆时针楔块31和该多个顺时针楔块32的第二工作面38接触或离开内圈20的工作面。
[0038] 请同时参照图3，每个逆时针楔块31和每个顺时针楔块32的轴向端面上设有支撑柱34，控制盘70的外缘与支撑柱34抵靠，控制盘70在转动时通过与支撑柱34推动作用可带动逆时针楔块31和顺时针楔块32转动，进而使逆时针楔块31和顺时针楔块32进入或者脱离楔合状态。优选地，支撑柱34呈圆柱状，支撑柱34的周向柱面上设置有环形槽35，控制盘70的外缘对应落入环形槽35内，环形槽35与控制盘70相互配合，用于逆时针楔块31和顺时针楔块32的轴向
定位。
[0039] 请同时参照图4，本实施例中，控制盘70的中部设有安装孔75，控制盘70通过该安装孔75安装于内圈20上，控制盘70可独立于内圈20转动。控制盘70的外缘抵靠在支撑柱34上，控制盘70的外缘设置有凹槽71和凸缘72，用于推动支撑柱34使逆时针楔块31和顺时针楔块32径向移动，并最终实现对逆时针楔块31和顺时针楔块32的工作状态的控制。本实施例中，在控制盘70的外缘，凹槽71和凸缘72相互间隔布置。控制盘70在转动时，可通过凸缘72与支撑柱34的抵靠而推动逆时针楔块31或顺时针楔块32径向向外移动。控制盘70转动至使凹槽71与支撑柱34对应时，该多个逆时针楔块31和该多个顺时针楔块32的第二工作面38接触内圈20的工作面；控制盘70转动至使凸缘72与支撑柱34对应时，该多个逆时针楔块31和该多个顺时针楔块32的第二工作面38离开内圈20的工作面。
[0040] 控制盘70的转动可通过
活塞进行控制，例如在内圈连接轴(图未示)上布置周向运动活塞(图未示)，活塞上设置有凸起，控制盘70内缘上设置有与该凸起配合的内缘凹槽(图未示)，通过对轴中油道内压力油的控制实现活塞转动，进而使控制盘70随活塞转动。活塞与控制盘70的连接为多种形式，包括
花键、齿型啮合、连接盘、连接爪、
连接杆等。此处由于存在内圈20与控制盘70间的相对运动，因此可在活塞处加装端面轴承，保证该两元件相对运动的实现。可以理解地，控制盘70的转动还可以通过
电机旋转驱动，或其他已知的旋转方式驱动。
[0041] 如图1所示，本实施例中，超越离合器100还包括位于外圈10和内圈20之间为该多个逆时针楔块31和该多个顺时针楔块32提供预紧力的预紧弹性件80，预紧弹性件80和保持架50共同作用，用于保持该多个逆时针楔块31和该多个顺时针楔块32的空间相对位置。优选的，预紧弹性件80为预紧
弹簧。预紧弹性件80同时为该多个逆时针楔块31和该多个顺时针楔块32进入楔合状态提供预紧力。本发明的其它实施例中，超越离合器100也可以包括两个预紧弹性件80，一个预紧弹性件80为该多个逆时针楔块31进入楔合状态提供预紧力，另一个预紧弹性件80为该多个顺时针楔块32进入楔合状态提供预紧力。
[0042] 本实施例提供的超越离合器100，布置有两组楔紧方向相反的楔块31、32，其中一组为顺时针楔块32，另外一组为逆时针楔块31，用于实现正反两个方向的超越、楔合功能。在楔块31、32的轴向端面上设置向外突出的支撑柱34，支撑柱34抵靠于具有凹槽71和凸缘
72的控制盘70的外缘，通过控制盘70的正反转动可以推动支撑柱34运动，从而控制楔块31、
32的径向运动，最终实现正反方向的超越、楔合状态可控。
[0043] 当某一组楔块(逆时针楔块31或顺时针楔块32)上的支撑柱34位于控制盘70的凹槽71内时，该组楔块的径向尺寸较长，满足超越离合器100的楔合条件。此时，该组楔块的第二工作面38与内圈20的工作面接触，该组楔块将使超越离合器100在该组楔块的楔紧方向处于楔合状态。
[0044] 当某一组楔块(逆时针楔块31或顺时针楔块32)上的支撑柱34位于控制盘70的凸缘72上时，该组楔块的径向尺寸较短，不满足超越离合器100的楔合条件。此时，该组楔块的第二工作面38与内圈20的工作面脱离接触，该组楔块将使超越离合器100在该组楔块的楔紧方向处于超越状态。
[0045] 如图1、图2所示，如果两组楔块(逆时针楔块31和顺时针楔块32)均满足楔合条件，则超越离合器100处于正反双向楔合模式；如图5、图6所示，如果两组楔块(逆时针楔块31和顺时针楔块32)均不满足楔合条件，则超越离合器100处于正反双向超越模式；如图7至图10所示，如果两组楔块中的一组楔块(逆时针楔块31或顺时针楔块32)满足楔合条件，另一组楔块(顺时针楔块32或逆时针楔块31)不满足楔合条件，则超越离合器100处于单向超越模式，即处于正向超越反向楔合模式或者处于正向楔合反向超越模式。即，超越离合器100具有四种工作模式：正反双向楔合模式、正反双向超越模式、正向超越反向楔合模式和正向楔合反向超越模式，以下分别对四种工作模式进行说明。
[0046] 如图1、图2所示，当超越离合器100处于正反双向楔合模式，逆时针楔块31和顺时针楔块32上的支撑柱34均对应位于控制盘70的凹槽71，逆时针楔块31和顺时针楔块32的第二工作面38均接触内圈20的工作面。此时，外圈10和内圈20正向、反向均保持相同转速，传递扭矩相等。
[0047] 如图5、图6所示，当超越离合器100处于正反双向超越模式，逆时针楔块31和顺时针楔块32上的支撑柱34均对应抵靠于控制盘70的凸缘72，逆时针楔块31和顺时针楔块32的第二工作面38均离开内圈20的工作面。此时，外圈10和内圈20正向、反向均可以不保持一致，即在两个方向上，外圈10和内圈20均可自由地相对转动。
[0048] 如图7、图8所示，当超越离合器100处于正向超越反向楔合模式，逆时针楔块31上的支撑柱34对应位于控制盘70的凹槽71，逆时针楔块31的第二工作面38接触内圈20的工作面；顺时针楔块32上的支撑柱34对应抵靠于控制盘70的凸缘72，顺时针楔块32的第二工作面38离开内圈20的工作面。此时，外圈10和内圈20正向可以自由地相对转动，反向保持转速一致，即可以反向传递扭矩。
[0049] 如图9、图10所示，当超越离合器100处于正向楔合反向超越模式，逆时针楔块31上的支撑柱34对应抵靠于控制盘70的凸缘72，逆时针楔块31的第二工作面38离开内圈20的工作面；顺时针楔块32上的支撑柱34对应位于控制盘70的凹槽71，顺时针楔块32的第二工作面38接触内圈20的工作面。此时，外圈10和内圈20反向可以自由地相对转动，正向保持转速一致，即可以正向传递扭矩。
[0050] 上述描述中，正向即顺时针方向，反向即逆时针方向。
[0051] 第二实施例
[0052] 本实施例是第一实施例的
变形，为避免重复，与第一实施例相同的部分在此省略。
[0053] 请参照图11，如图11所示，本实施例提供一种可控型楔块式双向超越离合器(下文简称“超越离合器”)100，逆时针楔块31和顺时针楔块32间隔布置，逆时针楔块31的数量与顺时针楔块32的数量不同。本实施例中，逆时针楔块31的数量少于顺时针楔块32的数量，相邻的两个逆时针楔块31之间布置有多个顺时针楔块32。或者，在另一个实施例中，顺时针楔块32的数量少于逆时针楔块31的数量，相邻的两个顺时针楔块32之间布置有多个逆时针楔块31。
[0054] 控制盘70的外缘上设置有凹槽71和凸缘72，凹槽71与凸缘72非等间距布置，其布置形式根据逆时针楔块31及顺时针楔块32的初始安装位置而定。
[0055] 本实施例提供的超越离合器100的其它结构与第一实施例相同。
[0056] 与第一实施例相同，本实施例提供的超越离合器100亦具有四种工作模式。
[0057] 本实施例提供的超越离合器100，可适用于某些在一个方向传递扭矩需求大，在另一个方向传递扭矩需求小的场合，如挖掘机等工程机械。
[0058] 第三实施例
[0059] 本实施例是第一实施例的变形，为避免重复，与第一实施例相同的部分在此省略。
[0060] 请参照图12，如图12所示，本实施例提供一种可控型楔块式双向超越离合器100，逆时针楔块31和顺时针楔块32分边布置，逆时针楔块31连续布置于外圈10与内圈20之间的一段圆弧上，顺时针楔块32连续布置于外圈10与内圈20之间的另一段圆弧上。
[0061] 控制盘70的外缘上设置有凹槽71和凸缘72，凹槽71与凸缘72非等间距布置，其布置形式根据逆时针楔块31及顺时针楔块32的初始安装位置而定。
[0062] 本实施例提供的超越离合器100的其它结构与第一实施例相同。
[0063] 与第一实施例相同，本实施例提供的超越离合器100亦具有四种工作模式。
[0064] 本发明上述实施例提供的可控型楔块式双向超越离合器100，一方面，具有正反双向楔合模式、正反双向超越模式、正向超越反向楔合模式和正向楔合反向超越模式四种工作模式，能最大限度满足实际使用需求，通用性好；另一方面，能够通过特定的机械机构驱动控制盘70，实现程序可控；同时，还具有结构紧凑、外形尺寸小、易于布置等特点。
[0065] 进一步的，控制盘70的特殊结构使控制简单化，只需使控制盘70正向或反向转动较小
角度即可实现在四种工作模式间的切换。控制盘70与支撑柱34接触方式使控制精确化，控制盘70与支撑柱34采用线接触方式，使得楔块30的位置变化与控制盘70的转动保持较高的响应
精度。控制盘70与支撑柱34之间的相对位置关系使控制轻便化，只需对控制盘70施加很小的转动力矩即可带动支撑柱34径向移动，从而使相应组的楔块进入或者脱离楔合状态。
[0066] 在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
[0067] 在本文中，所涉及的前、后、上、下、顺时针、逆时针等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本
申请请求保护的范围。
[0068] 在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
[0069] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
