CN1823233A - 驱动接合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了驱动布置结构(1)，其中，通过使可沿轴向运动的套筒(19)与爪(23)接合而使驱动齿轮(13)与轴(14)接合。套筒(19)或者爪(23)中的一个与齿轮(13)可驱动地相连，另一个与轴(14)相连。通过拨叉(22)使活塞(21)与套筒(19)接合；活塞(21)的轴向运动导致套筒(19)的轴向运动。还包括一种延迟装置，其直到套筒(19)和爪(23)的转速相等之前，防止这两个元件之间的接合。延迟装置包括在驱动作用力(例如齿轮(13))和待驱动元件之间形成摩擦驱动的摩擦片(24)。在作用在活塞(21)上的同一压缩空气作用下，摩擦驱动由致动器(25)致动。在套筒(19)和爪(23)的速度相等之前，作用在摩擦片(24)和套筒(19)之间的扭矩防止套筒(19)运动成与爪(23)接合。

Description

驱动接合装置

技术领域

在此说明的本发明涉及接合装置，其用于通过例如使驱动构件与被驱动构件同步使转动驱动构件与待驱动的负载平滑可靠接合。例如，本分明可用于一种类型的离合器上，以使驱动构件与例如安装在车辆上的重负荷装备平滑接合，所述重负荷装备例如消防泵、路标设备、压缩机、真空罐车和发电机等。

背景技术

一种已知的离合器装置包括封装在离合器壳体中的摩擦片。摩擦片被压在压板上的圆形活塞机械地或者气动地压缩，圆形活塞与摩擦片接触并将它们推到一起。具有例如通过联轴器与将被驱动的负载相连的输出轴具有与其机械配合的交替摩擦片。其余的交替摩擦片(例如，没有与输出轴配合的那些)与作为部分驱动轴的而转动的驱动套筒以机械的方式配合。离合器通过在摩擦片被推到一起时在摩擦片之间作用的摩擦而工作。

这种类型的离合器依赖于操作流体压力和/或将被驱动的负载的稳定性。换句话说，影响这种离合器的有效操作的重要因素为活塞可施加多大的力以将摩擦片推到一起和多大的负载与将要被驱动的输出轴相连。显而易见，较大的负载具有较大的惯性，并且更难以开始旋转。在这样的情况下，需要较大的力，例如较大的流体压力。如果在离合器上的要求被提高超出了其能力，摩擦片容易滑动和过热；离合器将最后由于烧毁而出现故障。

在GB2216203中示出了已知离合器的另一个示例。在该文献中示出的布置结构具有在气动冲杆(ram)作用下可动的用内花键连接的驱动套筒，以接合可驱动地连接到输出轴上的输出爪(output dog)，该布置结构有效地使驱动套筒和输出轴形成单个机械构件，由此避免了对操作气压的依赖。冲杆具有其上安装有叉形元件的致动杆，该叉形元件的指状件与在驱动套筒的外表面中的环形槽接合。由此，当压缩空气作用在气动冲杆的端部时，致动杆沿轴向滑动，从而使驱动套筒与其一起运动。驱动套筒具有压板，该压板位于驱动套筒的内部并且通过被弹性地推压在套筒的内表面中形成的凹部中的钢球与套筒可拆卸地接合。存在一组摩擦片，交替的摩擦片与驱动套筒的内部花键接合，其余摩擦片与输出轴接合。当套筒开始向着与输出爪接合而运动时，压板随其一起沿轴向运动，并且将摩擦片装载成彼此抵靠以使输出轴开始转动。由于与输出轴相连的负载的惯性，启动旋动需要较大的扭矩。该扭矩自身表现为在摩擦片和驱动套筒的内部花键之间的摩擦。直到驱动套筒的转速与输出轴的转速大致相等之前，该摩擦足够大，以防止驱动套筒的进一步滑动。然后减小转动输出轴所需的扭矩，从而使作用在驱动套筒的花键上的摩擦减小，以重新开始滑动。

在这样的布置结构中，将摩擦片推到一起的作用力源于作用在气动冲杆上的压缩空气。由于例如壳体自身的尺寸限制而限制了冲杆的尺寸，也限制了可生成的作用力的大小。另外，当需要启动大的负载时，在叉形元件上的弯矩弯曲了离合器壳体的线性(line-ability)。因此，气动冲杆不再与壳体对准，这会磨损这些组成元件。当采用具有需要被驱动的较大负载的更大功率的机构时，为了能够进行接合而提供足够的作用力来克服初始惯性，对于这种类型的离合器是困难的。

发明内容

本发明意图改善至少其中一些与已知离合器相关的问题。具体而言，根据本发明的离合器包括一活塞阀，其允许离合器的构造可改变，从而该离合器可以克服大负载的惯性。

总体而言，本发明通过在活塞中结合阀布置结构(这允许通过活塞作用一个作用力，而不必运动驱动构件)而分开了如下功能：(i)使驱动构件和被驱动构件相接合；(ii)例如通过将摩擦片推到一起而致动摩擦驱动。这样能够分开这些动作而不必增加壳体的尺寸或者无需进一步增加动力源或者输入端口。因此，本发明提供了一种通过使用具有较大区域的致动器以比之前大的作用力致动摩擦驱动的方法，但是仍然可以将该***设置在不大于已知壳体的壳体中。另外，本发明的离合器仅用于使驱动构件和被驱动构件同步，因此不太可能由于过载而烧毁。在活塞中的阀布置结构还允许正好在离合器正接合时之前使空气控制摩擦驱动不起作用，从而平稳地进行接合。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于使转动驱动构件与待驱动的元件接合的装置，该装置包括壳体，该壳体容纳第一可转动构件，其可被沿轴向运动成与第二可转动构件正接合，所述第一或者第二可转动构件之一被可驱动地与所述转动驱动构件相连，所述第一或者第二可转动构件的另一个被可驱动地与待驱动元件相连，从而在所述第一和第二可转动构件之间的正接合使所述转动驱动构件与待驱动元件接合；活塞，其可滑动地安装在所述壳体上，所述活塞与所述第一可转动构件可操作地相连，从而作用在所述活塞的一端上的压力使所述活塞相对于所述壳体沿轴向运动，由此使所述第一可转动构件沿轴向运动；延迟装置，用于延迟在所述第一和第二可转动构件之间形成正连接，所述延迟装置具有一部件，用于在所述第一和第二可转动构件之间形成摩擦驱动，以在所述第一和第二可转动构件接合之前使所述可转动构件转动，该可转动构件与待驱动元件可驱动地相连；以及一摩擦驱动致动器，所述致动器可沿着轴向运动，以致动摩擦驱动；其中，所述活塞具有穿过它的通道，从而使作用在所述活塞的所述端部上的压力也作用在所述摩擦驱动致动器上，以使其运动。

所述可沿轴向运动的第一可转动构件被可驱动地连接在所述转动驱动构件上，并且第二可转动构件被可驱动地连接在待驱动元件上。

另外，所述第二可转动构件被可驱动地连接在所述转动驱动构件上，并且所述可沿轴向运动的第一可转动构件被可驱动地连接在待驱动元件上。

因此，穿过所述活塞的通道允许摩擦驱动被摩擦驱动致动器激活，该摩擦驱动致动器与驱动元件(即，第一或者第二可转动构件)的运动分开地作用，该驱动元件与可转动驱动构件可驱动地连接。活塞用作阀布置结构，该阀布置结构分配单压力以使驱动元件和致动器二者运动。换句话说，例如压缩空气的单输入被要求推压致动器和运动驱动元件。

优选地，所述装置包括限制部件，以限制所述活塞的初始轴向运动，从而允许压力首先作用在摩擦驱动致动器上。优选的是，限制部件为弹簧。

优选地，所述第一可转动构件沿着第一方向运动到与所述第二可转动构件正接合；所述摩擦驱动致动器沿着第二方向运动以致动所述摩擦驱动；所述第一方向为与所述第二方向基本上相反的方向。

优选地，所述活塞包括第一端部部分和第二端部部分，每个端部部分被可滑动地容纳于在所述壳体的相对端部中形成的相应的第一和第二缸体中，该结构被布置成作用在所述第一端部部分上的压力使所述活塞沿轴向运动，以便使所述第一可转动构件与所述第二可转动构件接合，并且作用在所述第二端部上的压力使所述活塞沿轴向运动，以便使所述第一可转动构件与所述第二可转动构件脱离接合。

优选地，所述通道在所述第一缸体和所述第二缸体之间延伸通过所述活塞。优选的是，所述通道通过在所述活塞中的径向孔开口进入第二缸体中，从而来自所述通道的压力作用在第二缸体一侧上。然后，所述流体(例如，压缩气体，优选压缩空气)连通部件可被设置在摩擦驱动致动器和第二缸体侧之间，从而作用在第二缸体侧上的压力也作用在摩擦驱动致动器上。说明书中的其余部分是指压缩空气，但是本发明可与其他类型的流体一起使用。优选的是，压缩空气连通部件包括通过所述壳体的穿孔。

优选地，密封部件在距离所述径向孔的每一侧预定的轴向距离处被定位在所述活塞周围，所述密封部件限定了作用有来自所述通道的压力的区域。优选的是，所述密封部件为定位在所述活塞周围的密封环。所述密封环优选地被如此地定位，即，当所述活塞使所述第一可转动构件朝向与所述第二可转动构件的接合运动预定距离时，所述区域与压缩空气连通部件隔离开。因此，当第一可转动构件运动成与第二可转动构件接合时，其中一个密封环可在壳体中的穿孔中运动，由此释放来自缸体的压力。活塞可包括一行程，当所述区域与在壳体中的穿孔隔离时将空气释放到壳体空间中。因此，优选的是，正好在第一可转动构件和第二可转动构件之间形成正接合之前或者在第一可转动构件和第二可转动构件之间形成正接合时停止作用在摩擦驱动致动器上的压力。因此，装置可正好在转动驱动构件和被驱动构件之间形成正接合之前或者在转动驱动构件和被驱动构件之间形成正接合时与摩擦驱动脱离接合。这可通过仔细的选择密封部件的位置而获得，从而摩擦驱动致动器与在相关时刻作用在其上的压力隔开，例如，当第一可转动构件开始滑动到与第二可转动构件完全接合时。因此，在直接机械连接的位置处，离合器将不受到任何负载接触，从而在该位置处的任何负载或者速度的波动将不会影响离合器。

优选地，所述摩擦驱动致动器被偏压离开而不致动所述摩擦驱动。所述摩擦驱动致动器可被弹簧偏压。

优选地，所述摩擦驱动致动器包括可滑动地安装在所述壳体中的环形的压力环。其中所述环形压力环中作用有所述压力的区域大于所述活塞中作用有压力的区域。对在壳体的与驱动构件的相对侧中的空间的限制较少，因此致动器可较大。具有较大致动器的优点为例如压缩空气可作用在比例如气动冲杆的端部(在已知离合器中被作用的区域)大的区域。因此可获得用于给定压力的较大的作用力。

优选地，用于形成摩擦驱动的部件包括多个可沿轴向运动的摩擦片，第一组摩擦片与所述第一可转动构件可转动地接合，第二组摩擦片与所述第二可转动构件可转动地接合，所述多个摩擦片被如此地布置，即，所述第一组摩擦片和所述第二组摩擦片被所述摩擦驱动致动器推到一起。所述第一组摩擦片中的每个都被设置在所述第二组摩擦片之间。

优选地，所述第二可转动构件包括安装在轴上的齿轮，所述齿轮可与所述第一可转动构件接合，以使所述第一和第二可转动构件正接合。安装在所述轴上的所述齿轮可沿轴向运动，所述摩擦驱动致动器被布置成作用在所述齿轮上，从而推动所述齿轮以致动所述摩擦驱动。所述第一可转动构件可包括与所述轴同轴的套筒，所述套筒可与所述齿轮相接合。在这种情况下，所述活塞可包括叉形构件，该叉形构件具有与在所述套筒的所述外表面中的槽接合的指状件。

优选地，所述压力由压缩气体提供。优选地，提供给***的压力为120psi(大约8×10⁵Pa)。然而，所需的压力取决于转动该驱动构件所需的启动扭矩。优选地，提供给***的的压力是可变的，以应对不同负载的要求。

优选地，所述装置包括用于施加第一作用力以致动摩擦驱动的部件，其中，所述部件被如此地布置，即，致动摩擦驱动的第一作用力大于作用在第一可转动构件上的第二作用力。优选地，第一和第二作用力由作用在不同区域上的给定压力形成。

优选地，所述装置包括用于提供压力的动力部件，可以该动力部件获得分别使驱动构件和被驱动构件沿着第一方向和第二方向运动的作用力。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于使转动驱动构件与待驱动元件接合的装置，该装置包括：第一可转动构件，其可沿第一方向沿轴向运动成与第二可转动构件正接合，所述第一或者第二可转动构件之一被可驱动地与所述转动驱动构件相连，所述第一或者第二可转动构件的另一个被可驱动地与待驱动元件相连；延迟装置，用于延迟在第一和第二可转动构件之间形成正连接，延迟装置包括一部件，该部件用于形成摩擦驱动，以在与另一个可转动构件接合之前转动与待驱动元件可驱动相连的可转动构件；摩擦驱动致动器，该致动器可沿第二方向沿轴向运动，以致动摩擦驱动，第二方向与第一方向基本上相反；其中，当摩擦驱动开始被启动时，第一可转动构件沿着第一方向的轴向运动被延迟，直到转动第二可转动构件和待驱动元件所需的扭矩被减小。

附图说明

下面参照附图详细地描述本发明的示例，其中：

图1为本发明第一实施例的驱动布置结构的剖视图；

图2为图1的驱动布置结构的选择拨叉；

图3为示出了向图1中驱动布置结构供应压缩空气的布局的管路图；

图4为本发明第二实施例的驱动布置结构的剖视图；

图5a为本发明第三实施例的驱动布置结构在脱开位置处的剖视图；

图5b示出了在接合位置处的图5a的驱动布置结构的顶部部分；以及

图6a和6b分别示出了用于处于脱离接合形式和接合形式的图5中驱动布置结构的空气输入的阀附件。

具体实施方式

图1中所示本发明的驱动布置结构1的第一实施例具有一壳体，该壳体由利用例如螺栓100固定在一起的两个部分11、12构成。该壳体限定了本发明的机构所处的空间。驱动齿轮13通过滚柱轴承37被可转动地安装在壳体中，该滚柱轴承37位于轴17上，该轴17固定在壳体的端壁处的轴端16上。驱动齿轮13在外部刻有键槽，以与发动机的旋转构件(未示出)永久接合。因此，当发动机运行时，驱动齿轮13旋转。延伸构件18与驱动齿轮13通过螺栓连接，以随其旋转。延伸构件18围绕其外表面刻有键槽。驱动套筒19在内部刻有键槽，并且被用键固定为与延伸构件18可滑动地接合，从而驱动套筒19可与驱动齿轮13一起旋转，但相对于延伸构件18沿轴向滑动。

壳体还通过滚柱轴承39保持输出轴14。输出轴14的一端延伸通过驱动套筒19的中央进入延伸构件18，该端部位于滚柱轴承53中，其允许轴14和延伸构件18独立地转动。输出轴14的另一端具有安装在其上的联轴器15，驱动布置结构可通过该联轴器与需要被驱动的外部装置(例如，离心消防泵)相连。

活塞21使驱动套筒19可沿轴线运动，活塞21具有叉形构件22，该叉形构件22与在驱动套筒19的表面中的环形槽20接合。因此，如图1所示，当压缩空气通过输入端口34供应到空间35中时，活塞21被推动到右侧；这也将使驱动套筒19推向右侧。

输出轴14在外部上刻有键槽，输出爪23通过内部花键可滑动地连接在其上。输出爪23和驱动套筒19被如此地设置，即，它们可通过犬牙形连接件28、29彼此可驱动地相连。换句话说，驱动套筒19可被推压成与输出爪23接合，以在驱动齿轮13和输出轴14之间实现机械连接。

如果驱动套筒19被推压成与输出爪23直接接合，与输出轴14相连的负载的惯性将给***造成很大冲击，这使组成元件容易受损。最好当发生接合时，使输出轴14(由此使输出爪23)以与驱动套筒19近似(如果不相同)的速度旋转，以使承受的任何冲击最小化。为了延迟接合的时刻，在延伸构件18和输出爪23之间设置摩擦片24。摩擦片中的交替的摩擦片具有与输出轴14的外部花键接合的内部花键，因此与轴一起转动。摩擦片中的其它交替的摩擦片具有与驱动套筒19的内部花键接合的外部花键；摩擦片24可以相对于彼此沿轴向滑动。

当活塞21位于图1的最左侧位置(例如脱离结合或者‘停驻’)时，在输出爪23和延伸构件18之间有大约3mm-5mm的间隙，从而在摩擦片24之间存在大约1mm的空转。因此，当摩擦片未处于使用状态时，两组摩擦片可相对容易地相对于彼此转动。

安装在缸体26上的环形环25位于输出爪23与摩擦片24中的相对侧。环形环25具有压板27，该压板27通过滚柱轴承44与输出爪23接合。所述布置结构是这样的，如图1所示，当例如压缩空气被供入缸体26时，环形环25被推向左侧。由此，压板27通过推力轴承44将输出爪23推向左侧；输出爪23将摩擦片24推到一起，从而在输出爪23和延伸构件18之间挤压它们，由此致动在输出轴上的摩擦驱动。下面将对此进行更详细地说明。

通过在壳体中钻出的穿孔32将流体(例如，压缩空气)提供给缸体26。用于使环形环25运动的压缩空气与用于使活塞21运动的压缩空气来自相同的端口34。活塞21具有在其中钻出的通道31，该通道31在一端处具有向空间35敞开的端口36。另一方面，径向穿孔33将通道31与孔32相连，也就是其允许端口34和缸体26之间的压缩空气连通。

在图2中示出活塞21本身。活塞21具有作为上部主体的垂挂有叉状构件22的缸体杆。这样的结构是公知的。缸体杆由直径不同的多个部分形成。中央部分200具有最大的直径并保持叉形构件22。如图1所示，端部部分206、208具有较小的直径并且可滑动地接收在缸体中，该缸体形成于驱动布置结构的壳体中。端部部分206位于壳体的具有端口34的端部中。中央部分的端面202抵靠着壳体，以限制活塞21向图1中的左侧滑动的程度(即，脱离接合)。另一个端部部分208被接收在壳体另一侧的缸体中。端部部分208通过中间部分210与中央部分200相连。中间部分具有在缸体入口处抵靠壳体的表面212，用于接收端部部分208，以限制活塞21在图1中向左侧的运动(例如，进入接合状态)。如图1所示，中间部分210具有围绕其安装的螺旋弹簧30，该弹簧推压壳体壁和中央部分的表面204，即，其起到将活塞21推向图1中的左侧的作用，也就是它起到防止驱动套筒19被推动与输出爪23立即接合。实际上，弹簧具有特定的偏压强度，从而当例如压缩空气被从端口34供入空间35中时，通过弹簧使活塞21的行程充分地受到限制，从而压缩空气首先与环形环25连通，因此首先作用在输出爪23上。换句话说，弹簧30确保在驱动套筒19明显运动之前通过输出爪23的运动使在输出轴上的摩擦驱动开始。

端部部分208还包括位于径向孔33两侧的环形槽214、216。环形槽214、216用于放置密封环55、56，以在端部部分208位于在壳体中的缸体中时，围绕端部部分208限定一区域218，来自径向孔33的压力可作用在缸体中。因此，活塞21自身可作为用于通过通道31作用的压力的阀。当区域218被定位在穿孔32上方时，通过通道31的压力可作用在环形环25上，而如果活塞21沿着轴向运动，密封环55、56之一在穿孔32的入口上方运动，则环形环25将不会受到压力作用。

图1示出了在脱离接合的位置处的布置结构。活塞21处于其最左侧位置处。因此，输出轴14没有被驱动。为了运动到接合状态。通过端口34将压缩空气供入空间35中。弹簧30限制在该压力作用下的活塞21的运动，从而压力通过通道31、径向孔33和孔32首先作用于在缸体26中的环形环25上。环形环25将压板27推靠在输出爪23上，输出爪23滑动以将摩擦块24推到一起。该运动相对较小：输出爪23不能滑动成与驱动套筒19接合；套管自身必须运动以实现接合。在与套筒一起转动的交替摩擦片和与输出轴14接合的摩擦片之间的摩擦使轴14开始转动。然而，对于这些所需的扭矩意味着相对于驱动套筒19的内部花键的侧表面的高接触压力，该高接触压力阻止驱动套筒19向右侧运动(即，与输出爪23接合)。然而，当输出轴14的速度增大时，所需的扭矩减小，从而接触压力减小，以允许在驱动套筒19上的气动力克服弹簧30的限制力，从而使驱动套筒19开始滑动成与输出爪23完全接合。气动力通过径向孔33从由位于槽214、216中的密封环55、56限定的区域218处作用。区域218被如此地定位，即，当驱动套筒19开始滑动成输出爪23完全接合时，供给缸体26的压缩空气供给被切断。在接合时刻之前，为了从活塞25(以及由此从输出爪23)上解除压力，在活塞中提供一路线(race)，以允许压缩气体通过穿孔32与壳体空间连通。

端部部分208被滑动地容纳在阀套57中。阀套57包括具有例如1mm直径的多个(优选为5个)径向孔58，这些径向孔通过圆柱形通道与在壳体中的穿孔32连通。当密封环55、56中的一个运动到压缩空气上方时，向缸体供应的压缩空气被切断，从而压缩空气与区域218隔开。压缩空气的解除使活塞21更容易克服弹簧30的限制力，因此更容易在套筒19和输出爪23之间形成机械连接。

压板27具有拉回式机构(pull-back machanism)，当去掉压力时，压板(以及环形环25)被完全地推回到缸体26中。拉回式机构具有相对于壳体的容纳缸体26一侧固定在一凹部中的螺栓50。该螺栓具有可滑动地安装在其上并被弹簧52偏压远离其(向图1中右侧)的缸体51。缸体51被安装在压板27上，从而缸体51作用将压板拉向壳体。

该驱动布置结构还包括当驱动套筒19与输出爪23脱离接合时用于制动输出轴14的部件。制动板40具有与输出轴14的外部花键接合的内部花键，从而使制动板40与轴14一起转动。圆形活塞41被安装在缸体43中，从而当例如压缩空气通过在壳体中的穿孔42供入时，活塞41以摩擦的方式作用在制动板40上，以实现输出轴14制动。穿孔42向用于接收活塞21的端部部分208的槽敞开。进入穿孔的入口被如此地定位，即，当活塞21被充分地运动到左侧(例如，沿脱开方向)时压缩空气仅能进入缸体43，从而确保驱动套筒19与输出爪23脱开。

为了当***被接合时将活塞21运动到左侧，即，脱开结构，压缩空气供给被从端口34切换到端口46。穿孔42的位置意味着用于脱开驱动的压缩空气的相同输入可被用于致动制动***。

指示阀被定位在用于接收活塞21的端部部分208的缸体的端部处。指示阀可被连接在旋转信号指示器(rotawinle indicator)等上。当驱动处于脱开或者‘停驻’位置时，压缩空气供应被施加到壳体的端口46，以保持停驻位置和利用压缩空气对指示器‘充气’。当到指示器的路线被充气时，指示器变化颜色，以向操作者示出***处于什么状态。当活塞21完成其最终动作而使驱动套筒19与输出爪23接合时，活塞的端部将阀47推离阀座，这将使被充入指示器的压缩空气释放到大气中，由此使指示器变色以指示***处于完全接合状态。

图3示出了用于该***的管道布置结构。在压力作用下的压缩空气被供入操作开关300，其具有与驱动布置结构1相连的连接件302、304。当驱动被脱开时，通过管道304将压缩空气供入端口46。为了与驱动接合，轻按开关300，压缩空气通过管道302供给端口34。旋转信号指示器306通常被安装在例如驾驶室或者操作者附近，以向操作者警告该布置结构的状态。

图4示出了本发明第二实施例的驱动布置结构2。其具有与图1所示的布置结构一样的许多组成元件，这些组成元件都被标以相同的附图标记。

在图4中示出的驱动布置结构用于比图1中所示布置结构的负载小的负载。在图1中，输出轴14的旋转轴线与驱动轴线(例如，驱动齿轮13的旋转轴线)对准。在图4中，输出轴14的旋转轴线与驱动轴线成一角度。

另外，套筒19以与如图1所示的布置结构方向相反的方式滑动而与输出爪23接合。在图4中，套筒19滑动远离待驱动元件(未示出)，该元件通过联轴器15与输出轴14相连。因此，活塞布置相对于输出轴相反。用于接收输入压缩空气以运动活塞21的空间35正处于支撑输出轴14的同一壳体部分12中。端口36通过在活塞21中的轴向通道31和径向孔33以及在阀套57中的径向孔58和在壳体部分11中的穿孔32使压缩空气与环形环25连通。

以与图1中的驱动布置结构相同的方式操作图4中的驱动布置结构2。延伸构件18与发动机(未示出)的转动构件永久接合。如上所述，延伸构件18和套筒19分别在外部和内部刻有键槽，并且套筒与延伸构件18轴向可滑动地用键接合。由此，套筒19与延伸构件18一起转动。

一组摩擦片24与套筒19的内部花键轴向可滑动地接合。这些摩擦片***在与在输出轴14上的外部花键轴向可滑动接合的另一组摩擦片中。当两组摩擦片被压在一起时，摩擦驱动被致动。通道60和径向孔62被设置在输出轴中，以使润滑剂(例如，油)被输送到摩擦片。

为了致动摩擦驱动，在空间35中施加压力(例如，压缩空气)。由于限制弹簧30的作用和在套筒19的内部花键上的摩擦片24的扭矩，活塞21没有做任何初始轴向运动。相反，压缩空气作用在环25上，以推动输出爪23，该输出爪23通过滚柱轴承44与输出轴14的外部花键45轴向可滑动地接合。输出爪23可沿轴向朝摩擦片24滑动，并且将它们挤压在一起以致动摩擦驱动，即，使轴24开始转动。当轴14和套筒19的转速相等时，由摩擦片24施加在套筒19的内部花键上的扭矩减小，这使活塞21沿着轴向运动，由此使套筒19与输出爪23正接合。

当活塞21沿轴向运动时，密封环(例如，o形环)56在径向孔58上方运动，以使压缩空气不能到达环25。然后，环25被压板27拉动远离输出爪23，如图1所示，压板27在容纳在螺栓50和缸体51之间的弹簧52的作用下动作。因此，摩擦驱动在套筒19和输出爪23之间的接合时刻被撤销。

图5a示出了本发明第三实施例的驱动布置结构3。与图1类似，图5a中示出的驱动布置结构3为其中轴14的转动轴线与驱动齿轮13的转动轴线对准的类型。在图1和5a中的驱动布置结构之间的一个不同之处在于为了实施正驱动接合、套筒的轴向运动的方向。与图1不相类似，在图5a中，套筒19没被用键固定在延伸构件18中，因此其不与发动机一起转动。由此，当驱动布置结构3处于脱开位置(图5a中所示)时，套筒19处于停止状态。这意味着与套筒接合的摩擦片24也处于停止状态。因此，为了致动摩擦驱动，需要使与轴14接合的摩擦片与驱动齿轮13一起转动。为了实现这些，轴14包括驱动部分64和输出部分65，该驱动部分64与延伸构件18可驱动地连接并与其一起转动，输出部分65通过联轴器15与待驱动元件(未示出)相连。轴14的驱动部分64局部地位于输出部分65中，并且它们在滚针轴承66上彼此相对地运动。输出部分65具有用键固定在其外部花键上的输出爪23。套筒19与输出爪23接合，因而套筒19的转动将导致轴14的输出部分65的转动。

驱动布置结构3被布置为如此地进行操作，即，由通过将两组摩擦片24压在一起以使套筒19(和轴的输出部分65)开始转动的输出爪23致动摩擦驱动。当套筒19和驱动齿轮的转速相等时，套筒19有效地与延伸部分18轴向滑动接合，以在驱动齿轮13和输出轴14之间形成可靠地驱动连接。套筒19具有用于与延伸构件18接合的轴向键70。

这种可选择的接合布置结构意味着使活塞21沿着与图1的布置结构相反的方向相对于输出轴14运动。因此，压缩空气被供应到在缸体57端部处的空间35中，在该位置处，压缩空气通过在活塞21中的通道31和径向孔33、缸体57的外壁中的径向孔58和在壳体部分12中的穿孔32作用在环25上。

图5b示出了处于接合位置的驱动布置结构3的顶部部分。通过比较图5a和图5b，可以清楚地看出密封环(O形环)56在一个或多个径向孔58上方运动，以在接合时刻使摩擦驱动无效。

在图5a和5b中示出的驱动布置结构3还具有一个优点，该优点的存在是由于环25运动以致动摩擦驱动的方向与其中套筒19运动以与延伸构件18成正接合的方向相同。优点为在活塞21上的一单个位置的密封环56可用来面对面地使所有条件下的摩擦片(即，即使当它们都被显著磨损时)的摩擦驱动失效。这与已知的布置结构相反，在已知结构中，摩擦驱动致动器仅具有有限的运动范围，从而一旦摩擦片受到磨损，摩擦驱动致动器或者不能将它们压在一起或者不能在套筒和输出爪之间没有形成干涉的情况下进一步运动(参见图1)。因此，图5a和图5b的驱动布置结构3增加了该装置的寿命。

图6a和6b示出了其中允许离合器更有效接合的阀80。阀80被定位于在活塞21中的通道31的入口36处。阀80包括壳体81，该壳体81具有在外部和设置在壳体81中的凹部之间形成流体连通的主空气输入端口82、活塞输入端口88和输出端口89。具有轴向通孔83的阀活塞84被轴向可滑动地安装于壳体81中的凹部中。轴向通孔83与主空气输入端口82和在活塞21中的通道31对准，从而通过主空气输入端口82施加的压缩空气借助通道31作用在活塞环25上，以如下所述地致动摩擦驱动。

弹簧86被安装在壳体88中，以朝向活塞21偏压阀活塞84。在脱开的结构(图6a)中，防止阀活塞84沿轴向运动，因为其内边缘抵靠着活塞21，活塞21由于摩擦驱动的扭矩不能沿轴向运动。还通过活塞输入端口88施加压缩空气。这样的压力也通过环形通道92、在活塞84和壳体81之间的间隙91和在阀活塞84中的径向孔90作用在活塞环25上。

当摩擦驱动使套筒19和延伸构件18的速度相等时，活塞21如上所述地滑动接合。当活塞21滑动远离阀80时，弹簧86轴向推动阀活塞84远离主空气入端口82。该运动通过滑动进入壳体81的受限制区域使径向孔90与活塞输入端口隔离开。另外，一对O形环94、95中的一个O形环94经过环形通道92的入口，从而来自活塞输入阀的压缩空气经由壳体81中的环形通道96和另一个环形通道93从输出端口89排出，O形环94、95在其间限定了在阀活塞84上的环形通道96。

因此，阀80允许提供附加压缩空气以致动在脱开结构中的摩擦驱动。附加压力在活塞21沿轴向运动到一定距离处由阀关闭。换句话说，阀允许在输出爪23和套筒19之间的间隙处使从来自活塞输入端口88的作用在活塞环25上的压力失效。

正如本领域技术人员很清楚的那样，在不脱离本发明任何方面的范围的情况下，本发明可包括上述实施例的任何变型、变化或者可选择的应用。

Claims (26)

1.一种装置，用于使转动驱动构件与待驱动元件接合，该装置包括壳体，该壳体容纳：

第一可转动构件，其可被沿轴向运动成与第二可转动构件正接合，所述第一或者第二可转动构件之一被可驱动地与所述转动驱动构件相连，所述第一或者第二可转动构件的另一个被可驱动地与待驱动元件相连，从而在所述第一和第二可转动构件之间的正接合使所述转动驱动构件与待驱动元件接合；

活塞，其可滑动地安装在所述壳体上，所述活塞与所述第一可转动构件可操作地相连，从而作用在所述活塞的一端上的压力使所述活塞相对于所述壳体沿轴向运动，由此使所述第一可转动构件沿轴向运动；以及

延迟装置，用于延迟在所述第一和第二可转动构件之间形成的正连接，所述延迟装置具有：

一部件，该部件用于在所述第一和第二可转动构件之间形成摩擦驱动，以使与待驱动元件可驱动地相连的可转动构件在所述第一和第二可转动构件接合之前转动；以及

一摩擦驱动致动器，该致动器可沿轴向运动，以致动所述摩擦驱动；

其中，所述活塞具有这样的穿过它的通道，即，作用在所述活塞的所述端部上的压力也作用在所述摩擦驱动致动器上，以使其运动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征为，所述可沿轴向运动的第一可转动构件被可驱动地连接在所述转动驱动构件上，并且所述第二可转动构件被可驱动地连接到待驱动元件上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征为，所述第二可转动构件被可驱动地连接到所述转动驱动构件上，并且所述可沿轴向运动的第一可转动构件被可驱动地连接到待驱动元件上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征为，其具有限制部件，以限制所述活塞的初始轴向运动，从而使作用在所述活塞上的压力在所述活塞运动之前导致所述摩擦驱动致动器的运动。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征为，所述限制部件为弹簧。

6.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其特征为，

所述第一可转动构件沿着第一方向运动成与所述第二可转动构件正接合；

所述摩擦驱动致动器沿着第二方向运动，以致动所述摩擦驱动；以及

所述第一方向基本上与所述第二方向相反。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征为，

所述活塞包括第一端部部分和第二端部部分，每个端部部分可滑动地容纳于在所述壳体的相对端部中形成的相应的第一和第二缸体中；

所述通道借助在所述活塞中的径向孔开口到其中一个缸体中，从而使来自所述通道的压力作用在该缸体的一侧上；以及

在所述摩擦驱动致动器和所述缸体侧之间设置流体连通部件，从而使作用在所述缸体侧上的压力也作用在所述摩擦驱动致动器上。

8.根据权利要求7所述的装置，使其如此布置，即，作用在所述第一端部部分上的压力使所述活塞沿轴向运动，以使所述第一可转动构件与所述第二可转动构件接合，并且作用在所述第二端部部分上的压力使所述活塞沿轴向运动，以使所述第一可转动构件与所述第二可转动构件脱离接合。

9.根据权利要求7或者8所述的装置，其特征为，所述通道在所述第一缸体和所述第二缸体之间延伸通过所述活塞。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的装置，其特征为，所述流体连通部件包括通过所述壳体的穿孔。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的装置，其特征为，将密封部件围绕所述活塞设置于距离所述径向孔的每侧在预定轴向距离处，所述密封部件限定了其中作用有来自所述通道的压力的区域。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征为，所述密封部件为围绕所述活塞定位的密封环。

13.根据权利要求11或者12所述的装置，其特征为，所述密封部件被如此地定位，即，当所述活塞使所述第一可转动构件朝向与所述驱动构件的接合运动预定距离时，所述区域与所述流体连通部件隔离开。

14.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征为，所述活塞包括阀布置结构，由此正好在所述第一和第二可转动构件之间形成正接合之前或者同时，使所述压力停止作用在所述摩擦驱动致动器上。

15.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征为，所述摩擦驱动致动器被偏压离开而不致动所述摩擦驱动。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征为，所述摩擦驱动致动器被弹簧偏压。

17.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征为，所述摩擦驱动致动器包括可滑动地安装在所述壳体中的环形压力环。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征为，所述环形压力环中作用有所述压力的所述区域大于所述活塞中作用有压力的所述区域。

19.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征为，用于形成摩擦驱动的部件包括多个可沿轴向运动的摩擦片，第一组摩擦片与所述第一可转动构件可转动地接合，第二组摩擦片与所述第二可转动构件可转动地接合，所述多个摩擦片被如此地布置，即，所述第一组摩擦片和所述第二组摩擦片被所述摩擦驱动致动器推到一起。

20.根据权利要19所述的装置，其特征为，所述第一组摩擦片每个都被设置在所述第二组摩擦片之间。

21.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征为，所述第二可转动构件包括安装在轴上的齿轮，所述齿轮可与所述第一可转动构件接合，以使所述第一和第二可转动构件接合。

22.根据权利要求21所述的装置，其特征为，安装在所述轴上的所述齿轮可沿轴向运动，所述摩擦驱动致动器被布置成作用在所述齿轮上，从而推动所述齿轮以致动所述摩擦驱动。

23.根据权利要21或者22所述的装置，其特征为，所述第一可转动构件包括与所述轴同心的套筒，所述套筒可与所述齿轮相接合。

24.根据权利要23所述的装置，其特征为，所述活塞包括叉形构件，该叉形构件具有与在所述套筒的外表面中的槽接合的指状件。

25.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征为，所述压力由压缩气体提供。

26.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征为，所述压力由压缩空气提供。

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