CN1666028A - 传动装置 - Google Patents

Abstract

一传动装置(10)，它包括一第一旋转件(12)，该第一旋转件同轴地安装在一第二旋转件(11，18)上。该第一旋转件(12)可以独立于该第二旋转件(11，18)沿一个方向旋转，并且在相反方向上限制在第二旋转件(11，18)上以便与其一起旋转。该装置(10)可以具有一第一和第二使用状态以及一第三使用状态，在所述第一和第二使用状态中，第一旋转件(12)独立于第二旋转件(11，18)沿两个方向旋转，而在所述第三使用状态中，与第一旋转件(12)一体地相连的夹紧元件(30，130)从一非干涉位置移至一限制第二旋转件(11，18)的限制位置以便使第一旋转件(12)和第二旋转件(11，18)一起旋转。

Description

传动装置

技术领域

本发明涉及一种允许一从动轮相对于一其上安装有该从动轮的轴沿两个方向自由旋转以及使该轮选择性地夹紧在所述轴上以便使二者一起旋转的传动装置。

背景技术

可以沿一单一方向相对于一旋转件例如一轴独立旋转的自由轮是已知的，其中，该自由轮同轴地安装在所述轴上，而当旋转方向反向时，它们被夹紧在所述旋转件上以便与其一起转动。自由轮的限制在于它们独立于它们安装于其上的旋转件的旋转如我们所述只能在两个方向的其中一个方向上产生，因为沿相反方向旋转将自动意味着轮被夹紧在所述旋转件上。

在某些应用中，需要使用具有能独立于相关的旋转安装件沿两个方向旋转并可以选择性地及根据需要夹紧在所述旋转安装件上以使其旋转一致的轮的传动装置。

为了获得这种状态，已经提出了使用外部夹紧元件如接头、夹爪或类似物并且在夹紧期间在任何情况下都不允许足够快的响应时间的复杂的传动装置。

申请人设计和实现了本发明，以便克服现有技术的这些缺陷并获得其它优点。

发明内容

本发明主要是在独立权利要求中陈述和表征，而从属权利要求则说明本发明的其它创造性特征。

本发明的目的是实现一种简单而紧凑的传动装置，其中，一从动轮可以相对于一其上安装有该从动轮的旋转件沿两个方向自由旋转，以及对于所述轮的至少一个旋转方向-有利地，对于两个旋转方向-能够实现轮和相关旋转安装件的选择性的相互夹紧以便使二者一起旋转。

根据该目的，根据本发明的传动装置包括彼此同轴安装的至少一个一体地包括夹紧元件的第一旋转件或从动轮和一第二旋转件或轴；该传动装置还包括能够选择性地与第一旋转件协同操作的一制动件。

在本发明领域内，第一旋转件是轴，并且第二旋转件是从动轮。

在根据本发明的传动装置的第一和第二使用状态下，第一旋转件能够独立于第二旋转件沿两个方向旋转。

在第三使用状态下，制动件作用于第一旋转件上以便使相关的夹紧元件从一非干涉位置至一限制位置，其中，所述制动件限制第二旋转件，同时使两个旋转件由于干涉或相互连接而彼此一起旋转。

根据本发明的一实施例，第一旋转件包括至少两个在轴向上彼此相连并且其间设置有防摩擦件的组件；一第一组件包括引导结构，当第二组件由所述制动件制动时限制在该第二组件上的夹紧元件可以沿该引导结构滑动或振荡以便从非干涉位置移动到限制位置。在一优选实施例中，第一旋转件包括两个其间设置有制动件能作用于其上的一第二组件的第一组件。

在本发明的一实施例形式中，第一旋转件包括一轮，并且该轮的每个组件都由一圆盘构成，而第二旋转件包括与一所述夹紧元件作用于其上的相关的轴套同轴地相连的一轴。

根据一优选实施例，夹紧元件包括多个绕旋转件的周边装入并通过相关的弹性元件保持在一非干涉位置的滑动夹块；所述夹紧元件可以在被促使移动到限制位置时同时靠近或附着在所述第二旋转件上。而且，一个或多个第一组件的引导结构包括多个其内表面与所述夹紧元件协同操作的中空部；在一实施例中，该内表面包括至少一个朝向第二旋转件会聚的偏向分段，所述夹紧元件通过该偏向分段行进以便从非干涉位置移至限制位置。

在一第一实施例中，偏向分段相对于夹紧元件的非干涉位置不对称，并且允许夹紧元件仅沿第一旋转件的一个旋转方向移至限制位置。根据一变型，偏向分段相对于夹紧元件的非干涉位置对称，并且因此允许夹紧元件移至限制位置，而不管第一旋转件的旋转方向如何。

根据一变型，夹紧元件属于从非干涉位置振荡到限制位置的类型。

附图说明

从参考附图对作为一非限制性示例给出的一优选实施例进行的以下说明中，本发明的这些和其它特征将变得明显，其中：

图1以一局部剖视的前视图示出处于第一使用状态的根据本发明的传动装置；

图2示出处于另一使用状态的图1中的装置；

图3为图1中的装置的一横向剖视图；

图4和5示出根据本发明的装置的两个组件；

图6示出从内侧看去的图1中装置的一组件；

图7为沿图6中线A-A的剖视图；

图8示出从外侧看去的图6中组件；

图9示出图1中装置的另一组件；

图10为沿图9中线B-B的剖视图；

图11a-11c为处于三种不同的使用状态的根据本发明的一变型的传动装置的局部视图；

图12示出图1中装置的一变型。

具体实施方式

参见附图，参考标号10整体上表示根据本发明的传动装置。

传动装置10包括空载同轴地安装在一旋转轴11-在本实施例中为薄肋式(thin-ribbed type)-上的一轮12和在图1和2中示意性示出的可以作用于该轮12上的一制动件13。该轮12可以制成能通过这里未示出的装置沿两个方向旋转，并且包括三个彼此相连的圆盘，即两个彼此成镜像的外圆盘14和一中间圆盘15，其中，所述所有圆盘都包括各自的用于与轴11结合的中心孔16和17。

在这种情况下，通过其周向表面上可以滑动多个辊19的一薄肋式轴套18实现所述结合，其中，所述辊19起支承作用，并容纳于形成在各外圆盘14的外表面上的支座20中(图3和8)。

在此处所示的情况下，每个外圆盘14在其内表面上都包括四个制成浅浮雕状、彼此以90°角度成圆形排列并与所述中心孔16连通的引导中空部21。然而，很明显，可以形成不同数目的引导中空部21，并且它们可以根据不同的成角度安装而设置。

参见图6，该引导中空部21具有均包括以下分段的弯曲内表面：一第一环形分段21a，一如果沿逆时针方向行进则朝向所述中心孔16会聚的第二偏向分段21b，和一第三环形分段21c。每个外圆盘14都具有与所述引导中空部21交替的四个通孔22，所述四个通孔22也彼此以90°角度成圆形排列。

每个外圆盘14在其内表面上还具有三个彼此成120°设置的其中均半***一小球件24的弧形槽23；将一外圆盘14的弧形槽23设置成相对于另一外圆盘14的弧形槽23偏移60°。

中间圆盘15(图9)具有四个基本呈半圆形并与中心孔17连通的设置成与所述外圆盘14的引导中空部21相对应的贯穿空腔25。

中间圆盘15具有与所述贯穿空腔25交替的四个孔26，这些孔26形成为与所述外圆盘14的通孔22相对应。

中间圆盘15在较靠近其周边处设置有六个弧形槽27，其中，位于一侧的三个弧形槽27以彼此成120°的角度排列并面向第一外圆盘14的三个配合弧形槽23，而位于另一侧的三个弧形槽27也以彼此成120°的角度排列并面向第二外圆盘14的三个配合弧形槽23。

将从外圆盘14的相应弧形槽23中露出的球件24部分***各弧形槽27中。

两个外圆盘14和中间圆盘15的连接通过四个用作间隔件的销件28而实现，这些销件28在其中心处具有其直径大于两端部28a的一凸缘28b。

较确切地说，每个销件28的一端部28a都***并夹紧在一外圆盘14的第一通孔22中，并且其另一端部28a***并夹紧在另一外圆盘14的与所述第一通孔22对准的第二通孔22中；凸缘28b容纳于中间圆盘15的位于所述通孔22之间并且该凸缘28b可在其中滑动的孔26内。在所述引导中空部21和配合空腔25内容纳有相应的具有较厚的端部30a和在该端部30a之间的一较窄部30b的滑动夹块30。

较确切地说，每个滑动夹块30都具有一***一外圆盘14的第一引导中空部21的端部30a和***另一外圆盘14的与所述第一引导中空部21对准的第二引导中空部21中的另一端部30a，而所述较窄部分30b则***并限制在配合贯穿空腔25中。一包括至少一个可以与另一分段重叠的相应分段并与所述滑动夹块30的较窄部分30b协同操作的弹簧29保持将所述较窄部分30b推入各自的贯穿空腔25中。在这种状态下，所述滑动夹块30可以沿相关的引导中空部21的内表面滑动，而相对于贯通空穴25，它们只能通过压缩弹簧29沿径向朝中心孔17运动。

在这里所示的实施例中，制动件13包括与相应的弹性对比装置(contrasting means)32相连的一干涉元件31，其中，包括突出的成型件34的一旋转式推进元件33作用于该干涉元件31上。推进元件33的旋转使相关的突出的成型件34靠接在干涉元件31上，该干涉元件31被推动从而接触所述中间圆盘15，同时制动该中间圆盘。

传动装置10具有三种功能状态：轮12和轴11沿一致的方向旋转并且相互独立的第一状态；轮12和轴11沿相反的方向旋转并且相互独立的第二状态；以及轮12和轴11一起旋转的第三状态。在图1中，示意性示出第一和第二功能状态，其中，假定轴11沿顺时针方向旋转，而轮12可以独立于轴11沿顺时针方向和逆时针方向旋转；在这些功能状态下，保持制动件13不被起动。

在第一状态下，施加到轮12上的顺时针扭矩通过滑动夹块30从外圆盘14传递至中间圆盘15，其中，通过弹簧29使该滑动夹块30保持为其端部30a在一与所述薄肋式轴套18不干涉的位置处推顶引导中空部21的第一环形分段21a；滑动夹块30的较窄部30b与相关的贯穿空腔25的壁接触，该夹块30将推力传递至该空腔25以便牵引中间圆盘15。在第二状态下，施加到轮12上的逆时针扭矩通过在端部28a处夹紧在外圆盘14的通孔22中的销件28从外圆盘14传递至中间圆盘15，该销件28安装成其凸缘28b推顶中间圆盘15的孔26的一端。

在第一和第二状态下，通过设置辊19而确保轮12绕轴11的***。

从第一功能状态开始而获得第三状态，其中，通过起动制动件13使轮12和轴11沿同一方向旋转-在本实施例中为顺时针方向。

实际上，驱动制动件13使得中间圆盘15相对于外圆盘14减速，而该外圆盘14继续相对于该中间圆盘15旋转，并且由于球件24而在所述中间圆盘15上滑动。

外圆盘14和中间圆盘15的相对转动使滑动夹块30的端部30a沿各引导中空部21的内表面滑动，从第一环形分段21a沿第二偏向分段21b运动，接近中心孔16直至到达第三环形分段21c。

滑动夹块30的滑动使弹簧29压缩，这使得弹簧29由于两个分段叠加而直径减小，并且使该滑动夹块30本身一旦到达第三环形分段21c就夹紧在所述薄肋式轴套18上，同时销件28从所述孔26的一端移动到另一端(图2)。

这样，轮12被限制在薄肋式轴套18上，并且这使得轴11和轮12一起旋转。

当外圆盘14停止运动或大大减速而轴11由于惯性或通过它自己的驱动装置而被驱动从而继续旋转并将滑动夹块30从它们的第三环形分段21c中的限制位置朝第二偏向分段21b引向一释放位置即与细肋式轴套18不干涉的位置时，轮12与该薄肋式轴套18分离，并因而与轴11分离。在这种状态下，弹簧29自由扩张，并将滑动夹块30推入各引导中空部21的第一环形分段21a中，同时使该传动装置10返回到第一和第二功能状态。

这样，可以仅仅通过改变两个通常相互独立的旋转***的相对驱动状态而在所述轮12和轴11之间连续地产生交替的限制/释放状态(或者反之在轴11提供主传动的情况下也是这样)，这两个旋转***在滑动夹块30接合在轴11的薄肋式轴套18上时变成一单个***。

在图11a-11c所示的变型中，根据本发明的传动装置10允许轮12和11一起旋转而不管它们是沿顺时针方向或逆时针方向旋转。

在该实施例中，外圆盘14包括具有一第一分段21a和一第三分段21c的引导中空部21，所述第一分段21a和第三分段21c都呈环形、具有相同的构造并且通过沿两个方向朝向中心孔16会聚的一第二偏向分段21b连接。

在图11a中示意性示出第一和第二使用状态；在这些状态下，滑动夹块30位于相关的引导中空部21内的中心处，并通过第二偏向分段21b上的一切向推力将运动传递至中间圆盘；未示出的销件28位于孔26内的一中间位置处。

图11b示出当轮12和轴11沿顺时针方向旋转时的传动装置10的第三使用状态；在这种情况下，驱动制动件13使滑动夹块30的端部30a滑动直至到达引导中空部21的第三环形分段21c，因而限制薄肋式轴套18。图11c示出允许轮12和轴11沿逆时针方向一起旋转的传动装置10的另一使用状态；在这种情况下，驱动制动件13使滑动夹块30的端部30a朝所述引导中空部21的第一环形分段21a滑动，直至薄肋式轴套18被限制。

根据图12中-其中，相同的参考标号对应前述附图中的相同部件-所示变型，传动装置10提供两个包括四个其中设置有配合振荡夹块130的容纳空腔121的外圆盘114。

而且，该外圆盘114包括四个其中均设置有一销128的半圆形支座125，一在中间圆盘115的内径上旋转的垫圈128a用键固定在该销128上。该垫圈128a的作用是改善圆盘115和114的相对转动。

较确切地说，每个振荡夹块130都基本呈水滴形，并包括一其中设置有至少一个能够将各振荡夹块130通常保持在一抬起位置的轴向弹簧129的容纳支座35。

实际上，每个振荡夹块130都可以在所述抬起位置和一结合位置之间振荡，其中，至少该振荡夹块130的尖头部130a与一设置在所述薄肋式轴套18的外圆表面上的配合齿圈36的一相关的齿协同操作。该振荡夹块130的结合位置限定传动装置10的第三使用状态，其中，两个旋转件11和12相对地成一体。

中间圆盘115包括四个安装成与外圆盘114的容纳空腔121相对应的定位空腔126，在该定位空腔126内可以设置配合推力柱体37，每个推力柱体37都设置成恒定地与一相应的振荡夹块130的后部接触。每个推力柱体37都轴向支靠在外圆盘114的内表面上。

这样，通过使中间圆盘115减速或停止运动，推力柱体37在定位空腔126内相对地滑动，并在振荡夹块130的后部上作用推力。推柱体37施加的该推力克服轴向弹簧129的力，从而使振荡夹块130进入它们的结合位置。

中间圆盘115还包括四个可以容纳外圆盘114的相关的间隔突出件39的通孔38。该突出件39限定两个外圆盘114的相互接触点，并且与这些突出件相对应地***有圆柱形保持销40。

根据在附图中未示出的该实施例的一变型，每个振荡夹块130都包括两个相对的尖头部130a，两个设置在其相对侧的推力柱体37，而薄肋式轴套18包括两个例如同轴并相邻的具有朝向相反方向的齿的齿圈36。

这样，振荡夹块130通常设置在其抬起位置，并且在中间圆盘115减速或停止运动的情况下该振荡夹块130根据轮12的旋转方向由所述推力柱体37中的一个或另一个推向其结合位置，其中，它的两个尖头部分130a之一与相关的齿圈36协同操作。

在不偏离本发明的领域和范围的情况下，可以对所述传动装置10进行改进和/或增加若干部件。例如，可以使用一种机械式、液压式、气动式、磁力式、电磁式或其它任何类型的功能上类似的任一制动件来取代示出的制动件13。

而且，销件28或销128及滑动夹块30的数目可以不同，并且各销件28或销128本身可以制成能够结合在一起的两部分，其中每一部分都在一相关的外圆盘14上一体地制成；或者它们可以制成作为独立于外圆盘14的组件的两部分。

另外，轴11和薄肋式轴套18的使用不是限制性的，因为它们可以包括其它相互结合装置例如开槽的成型件等。

参照图11a-11c所示的变型，还可以使第二偏向分段21b在其中点处形成一用于滑动夹块30的端部30a的容纳环，以便在第一和第二使用状态下增加用于该滑动夹块30的支承面并有助于将旋转运动从外圆盘14传递至中间圆盘15。

Claims (27)

1.一种传动装置，包括至少一个第一旋转件(12)，该第一旋转件同轴安装在一第二旋转件(11，18)上，所述第一旋转件(12)能独立于所述第二旋转件(11，18)至少沿一个方向旋转，并且在相反方向上可以被限制在所述第二旋转件(11，18)上，以便与该第二旋转件一起转动，所述传动装置的特征在于：它可以具有第一和第二使用状态以及第三使用状态，其中，在所述第一和第二使用状态中，所述第一旋转件(12)能够独立于所述第二旋转件(11，18)沿两个方向旋转，而在所述第三使用状态中，与所述第一旋转件(12)一体地相连的夹紧元件(30，130)从一非干涉位置移动到一限制位置，在该限制位置，所述夹紧元件限制所述第二旋转件(11，18)以便使所述第一旋转件(12)和所述第二旋转件(11，18)一起旋转。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置包括一能够选择性地与所述第一旋转件(12)协同操作以便使所述夹紧元件(30，130)从所述非干涉位置到达所述限制位置的制动件(13)。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一旋转件(12)包括至少两个在轴向上彼此相连的组件(14，15；114，115)，所述组件中的第一组件(14，114)包括引导结构(21，121)，所述夹紧元件(30，130)能相对于该引导结构(21，121)滑动或振荡，以便从所述非干涉位置移动到所述限制位置。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述夹紧元件(30)被限制在所述第二组件(15)上。

5.根据权利要求2和3所述的装置，其特征在于，所述制动件(13)能够作用于所述第二组件(15)上。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一旋转件(12)包括两个其间设置有所述第二组件(15)的第一组件(14)。

7.根据权利要求3-6中的任一项所述的装置，其特征在于，当所述第一旋转件(12)的所述第一组件(14)停止或显著减速时，所述夹紧元件(30)由于被所述第二旋转件(11，18)牵引而能够从所述限制位置移动到所述非干涉位置。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述引导结构包括至少一个其内表面能够与所述夹紧元件(30)协同操作的中空部(21)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述中空部(21)的内表面包括至少一个朝向所述第二旋转件(11，18)会聚的分段(21b)。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述中空部(21)的内表面包括一第一环形分段(21a)，一朝向所述第二旋转件(11，18)会聚的第二滑动分段(21b)，和一第三环形分段(21c)。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述夹紧元件(30)在其非干涉位置设置在所述第一分段(21a)中，在其通道中沿所述第二分段(21b)从所述非干涉位置到达限制位置并且反之亦然，并且当到达所述限制位置时位于所述第三分段(21c)中。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一分段(21a)和所述第三分段(21c)相对于所述第二分段(21b)成镜像，所述夹紧元件(30)在其非干涉位置设置在所述第二分段(21b)的中点处，并在所述第一旋转件(12)沿一方向旋转时朝向所述第一分段(21a)移动以到达限制位置，以及当所述第一旋转件(12)沿相反方向旋转时朝向所述第三分段(21c)移动以到达所述限制位置。

13.根据上述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述夹紧元件包括多个围绕所述第二旋转件(11，18)的周边设置并通过相关的弹性元件(29)保持在非干涉位置的滑动夹块(30)，所述滑动夹块(30)能够在所述限制位置同时靠近所述第二旋转件(11，18)。

14.根据权利要求8和13所述的装置，其特征在于，所述滑动夹块(30)中的每一个都具有至少一个***所述中空部(21)的较宽部分(30a)和一限制在所述第二组件(15)的一空腔(25)内的较窄部分(30b)。

15.根据权利要求13和14所述的装置，其特征在于，所述滑动夹块(30)可以移动以通过相关的较宽部分(30a)靠接在所述第二旋转件(11，18)上，并且通过相关的较窄部分(30b)与所述弹性元件(29)协同操作。

16.根据权利要求3-15中的任一项所述的装置，其特征在于，所述各组件(14，15)通过包括至少一个***并夹紧在至少一个第一组件(14)中的端部(28a)和一***所述第二组件(15)的一孔(26)中的较厚部分或凸缘(28b)的销件(28)彼此相连。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述较厚部分或凸缘(28b)***所述第二组件(15)的一孔(26)中，当所述夹紧元件(30)从所述非干涉位置移动到所述限制位置时，所述较厚部分或凸缘(28b)能在该孔(16)中滑动。

18.根据权利要求3-17中的任一项所述的装置，其特征在于，在所述第一组件(14)和所述第二组件(15)之间设置有防摩擦件(24)。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述防摩擦件包括多个在形成在所述第一组件(14)和所述第二组件(15)之间的相关支座(23，27)中滑动的球件(24)。

20.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述夹紧元件(130)为振荡型，基本呈水滴状，并包括至少一个能够选择性地与形成在所述第二旋转件(11，18)上的一配合齿圈(36)协同操作以便当所述制动件(13)作用于所述第一旋转件(12)上并确定其相对于所述夹紧元件(130)的非干涉位置的振荡时限定所述第三使用状态的尖头部(130a)

21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述第二组件(115)包括一个或多个其中可以安装配合推力元件(37)并设置成与所述引导结构(121)相对应的定位空腔(126)，所述配合推力元件(37)中的每一个都可以设置成与各自的夹紧元件(130)的后部恒定地接触并可以被推动以便当所述制动件(13)作用于所述第一旋转件(12)上时确定所述夹紧元件的振荡。

22.根据权利要求3-21中的任一项所述的装置，其特征在于，所述第一组件(14，114)包括一用于可以与所述第二旋转件(11，18)协同操作的支承件(19)的支座(20)。

23.根据上述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述第一旋转件包括由圆盘(14，15；114，115)组成的一轮(12)，以及所述第二旋转件包括一与能与所述夹紧元件(30)协同操作的一相关轴套(18)同轴相连的轴(11)。

24.根据权利要求2-23中的任一项所述的装置，其特征在于，所述制动件(13)是机械型的。

25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，它包括与相关的弹性对比装置(32)相连并且当驱动一推进元件(33)时可以移动以与所述第一旋转件(12)接触的干涉装置(31)。

26.根据权利要求2-23中的任一项所述的装置，其特征在于，所述制动件(13)为流体动力型的。

27.根据权利要求2-23中的任一项所述的装置，其特征在于，所述制动件(13)为磁力型或电磁型的。

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