CN204755659U - 超越离合器及包括其的双涡轮液力变矩器和机器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超越离合器及包括其的双涡轮液力变矩器和机器。该超越离合器(1)包括可旋转的第一和第二部件(10，20)，所述第一部件(10)包括设置有棘齿(11)的周缘(12)，所述第二部件(20)包括棘爪(21)，所述棘爪朝所述周缘被偏压，使得所述棘爪根据所述第一和第二部件的旋转方向和速度而选择性地与所述棘齿抵接或滑移越过所述棘齿，从而使所述超越离合器(1)处于接合模式或分离模式。所述超越离合器还包括防接触装置，所述防接触装置构造成在所述分离模式下对所述棘爪(21)施加克服所述偏压的力以使所述棘爪不与所述第一部件(10)的所述周缘(12)和棘齿(11)接触。

Description

超越离合器及包括其的双涡轮液力变矩器和机器

技术领域

本实用新型涉及一种超越离合器，更具体地为可用在机器(尤其是作业机械)的双涡轮液力变矩器中的棘轮棘爪式超越离合器。

背景技术

机器(例如作业机械，如装载机)配备有动力***(如发动机***)为机器提供动力，动力***产生的动力通过传动装置传递到机器的行走装置(如车轮或履带)等以控制机器的行驶或其它动作。现有的机器常常采用包括液力变矩器和变速器的液力机械传动装置，其中，双涡轮液力变矩器因其能增加机器档位、提高整机操控性能和作业效率、降低作业强度和整机油耗、提高小传动比范围内的变矩系数并展宽高效区范围等优点而被广泛应用。双涡轮液力变矩器由从机器的动力***输入的动力驱动，并且其输出轴经由超越离合器向变速器输出能根据外负载的变化而在高、低两种速度之间自动切换的旋转动力。

已知一种棘轮棘爪式超越离合器，其典型地具有内外嵌套设置的两个可旋转的部件，其中一个部件为设有棘齿的棘轮，而另一个部件设有棘爪。当外部件的转速大于内部件的转速时，内、外部件通过棘轮棘爪结构接合在一起而共同输出动力。当外部件的转速小于或等于内部件的转速时，外部件没有动力输出，但棘轮和棘爪会产生相对运动，于是在棘爪与棘轮接触的地方会因它们之间的相对滑移而产生磨损，并且会在接触面突然变化的地方(即，棘齿的在内、外部件接合在一起时与棘爪相抵接的面)产生接触噪音。

本实用新型旨在解决现有技术中存在的上述或其它问题。

实用新型内容

一方面，本实用新型提供了一种超越离合器，包括可旋转的第一和第二部件，所述第一部件包括设置有棘齿的周缘，所述第二部件包括棘爪，所述棘爪朝所述周缘被偏压，使得所述棘爪根据所述第一和第二部件的旋转方向和速度而选择性地与所述棘齿抵接或滑移越过所述棘齿，从而使所述超越离合器处于接合模式或分离模式。所述超越离合器还包括防接触装置，所述防接触装置构造成在所述分离模式下对所述棘爪施加克服所述偏压的力以使所述棘爪不与所述第一部件的所述周缘和棘齿接触。

另一方面，本实用新型提供了一种包括上述超越离合器的双涡轮液力变矩器。

又一方面，本实用新型提供了一种包括上述双涡轮液力变矩器的机器。

附图说明

图1是根据本实用新型的超越离合器所应用的一种示例性机器的立体图。

图2是根据本实用新型一实施例的超越离合器处于接合模式下的正视图。

图3是图2所示的超越离合器处于分离模式下的正视图。

图4是图2所示的超越离合器的侧视剖视图。

具体实施方式

图1显示了一种示例性的机器100。机器100可例如为作业机械，如图中所示的装载机。机器100也可以是执行与特定行业(例如采矿、建筑、农业、运输等)相关的操作并在各种作业环境(例如矿场、建筑工地、农场和道路等)中工作的任何其它类型的机器，例如履带式挖掘机、轮式平地机等。

机器100可包括主机架30、操作人员容纳空间如驾驶室35、和工作机具36。在一个实施例中，工作机具36可以是应用于装载机的铲斗。机器100可包括至少一个与工作机具36操作连接并用来控制工作机具36动作的油缸37。在机器100的下部布置有行走装置40，用来支撑和移动机器100。在一个实施例中，行走装置40包括车轮41。

图1所示的机器100可通过传动装置将由机器的动力***输出的动力传递给例如行走装置40。该传动装置可包括双涡轮液力变矩器和变速器，而双涡轮液力变矩器可包括根据本实用新型的超越离合器，以使其输出能够在高、低速之间变换。

图2-4示出根据本实用新型的超越离合器1的一个实施例。该超越离合器为棘轮棘爪式，其包括可旋转的第一和第二部件，第一部件包括设置有棘齿的周缘(故第一部件也可称为“棘轮”)，第二部件包括棘爪。根据一种示例性构型，第二部件可嵌套设置在第一部件中，棘爪设置在第二部件的外周缘，而棘齿设置在第一部件的内周缘。例如，在图2-4所示的实施例中，第二部件可为通过紧固件5与内齿轮4固连在一起的环形部件20，而第一部件(棘轮)为外齿轮10。外齿轮10具有中心孔，并通过轴承可旋转地套装在例如与内齿轮4成一体的内齿轮轴3上。如图4所示，环形部件20与外齿轮10同心地并可旋转地嵌套设置在外齿轮10上开设的环形槽中。应指出，也可将第二部件设置为在内周带有棘爪的外齿轮，而将第一部件设置为在外周缘上设有棘齿并嵌套设置在第二部件中的环形部件。

沿环形部件20的外周缘等间隔地设置有四个棘爪21，而沿外齿轮10的内周缘12(同时也是在外齿轮10上开设的上述环形槽的外周缘)等间隔地设置有对应的四个棘齿11。当然，棘爪和棘齿的数量和设置构型不限于等间隔的四个，只要棘爪与棘齿能够相互配合工作即可。

棘爪21通过枢轴22可转动地安装在环形部件20上，并例如在弹性力或磁吸力等的作用下朝外齿轮10的设置有棘齿的周缘(即，内周缘12)被偏压，使得棘爪21根据环形部件20(确切地说，内齿轮4)和外齿轮10的旋转方向和速度而选择性地与棘齿11抵接或滑移越过棘齿11，从而使超越离合器1处于接合模式或分离模式。例如，当内、外齿轮都沿图2、3中的逆时针方向旋转时，若外齿轮10的转速大于内齿轮4的转速，则棘爪21的末端与对应的棘齿11会彼此相向地靠近并最终如图2所示地相互抵接，于是超越离合器1处于接合模式，其中内、外齿轮相互接合在一起并共同旋转而输出动力；若外齿轮10的转速小于内齿轮4的转速，则棘爪21的末端与对应的棘齿11会彼此背向地远离，并且棘爪21的径向外侧面滑移越过各棘齿11，于是超越离合器1处于分离模式，其中内、外齿轮相对于彼此独立地旋转。棘轮棘爪式超越离合器的基本结构和工作原理是本领域已知的，这里不做过多描述。

根据本实用新型的超越离合器还包括防接触装置，该防接触装置构造成在超越离合器1的分离模式下对棘爪21施加克服其所受偏压的力以使棘爪21不与第一部件的所述周缘(图示实施例中的外齿轮10的内周缘12)和棘齿11接触。防接触装置的操作在超越离合器1的分离模式下进行，分离模式可例如通过检测第一和第二部件(或内、外齿轮4、10)的旋转方向和速度来确定。当确定超越离合器1进入分离模式时，可向防接触装置发送机械的、电气的或电子的信号以致动其操作。

在图示的实施例中，防接触装置包括设置在环形部件20上的电磁铁24，所述电磁铁在通电时对棘爪21施加将棘爪21拉离外齿轮10的内周缘12和棘齿11的吸引力。例如，在棘爪21的径向内侧面上固设有突出部23，当电磁铁24通电时其吸引突出部23向其靠近并缩入其中，相应地，棘爪21所受的偏压被克服并被拉离外齿轮10而在随着环形部件20旋转时不会与外齿轮10的内周缘12和棘齿11接触。

有利地，在电磁铁24上可固定连接有感应线圈25，在外齿轮10上设置有产生磁场的永久磁极，感应线圈25和所述永久磁极构造成使得在超越离合器1的分离模式下在内、外齿轮相对旋转时感应线圈25切割所述磁场的磁力线而使电磁铁24通电。更具体地，例如，所述永久磁极可包括同心地设置在外齿轮10上的两个圆环形磁体13和14，感应线圈25的一部分沿所述两个圆环形磁体的径向在它们之间设置成切割它们之间产生的磁力线。本领域技术人员能够理解，上述感应线圈和永久磁体的形状、结构和布置等不限于图2-4所示的实施例，而是只要感应线圈25在分离模式下在内、外齿轮相对旋转时能够切割到永久磁体产生的磁场的磁力线而产生感应电流、由此使电磁铁24通电即可。

此外，在感应线圈25中可设置有二极管26，所述二极管构造成允许在超越离合器1的分离模式下在内、外齿轮相对旋转时在感应线圈25中产生的电流，但阻止在超越离合器1的接合模式下在内、外齿轮相对旋转时在感应线圈25中产生的反向电流。换句话说，在超越离合器1的接合模式下内、外齿轮在棘爪21与棘齿11相互抵接之前发生短暂的相对旋转时，通过二极管26阻止在感应线圈25中产生感应电流，由此电磁铁24不能通电且不会对棘爪21产生吸引力。

工业实用性

在超越离合器1工作时，根据内、外齿轮的旋转方向和速度，超越离合器1选择性地处于接合模式或分离模式。在接合模式下，棘爪21与棘齿11最终相互抵接，使得内、外齿轮相互接合在一起并共同旋转而输出动力；在分离模式下，棘爪21滑移越过各棘齿11，使得内、外齿轮相对于彼此独立地旋转。

在分离模式下，超越离合器1的防接触装置操作。更具体地，在图示的实施例中，当内、外齿轮在分离模式下相对于彼此旋转时，与设置在环形部件20上的电磁铁24固连的感应线圈25会切割由设置在外齿轮10(棘轮)上的永久磁极13和14产生的磁场的磁力线，由此在感应线圈25中产生感应电流，于是使得电磁铁24通电，进而对棘爪21施加克服其所受偏压的力以使棘爪21不与外齿轮10的内周缘12和棘齿11接触。另一方面，在接合模式下当内、外齿轮与分离模式下相比反向地相对旋转时，电磁铁24因感应线圈25中设置有二极管26而不会通电，由此不会对棘爪21产生吸引拉离作用，使得棘爪21能够正常地与棘齿11发生抵接。

在现有的棘轮棘爪式超越离合器中，棘爪在偏压作用下始终与棘轮的设有棘齿的周缘接触，于是在分离模式下在棘爪与棘轮接触的地方会因它们之间的相对滑移而产生磨损，并且会在接触面突然变化的地方(即，棘齿的在内、外部件接合在一起时与棘爪相抵接的面)产生接触噪音。根据本实用新型，在棘轮棘爪式超越离合器中设置了上述防接触装置，使得在分离模式下棘爪不会与棘轮的周缘和棘齿接触，由此避免了磨损和接触噪音，进而能提高棘轮棘爪式超越离合器的寿命和舒适性。

根据本实用新型的超越离合器尤其可用在作业机械(如装载机)的双涡轮液力变矩器中。然而，本实用新型不限于此，显然它也可应用于其它各种需要超越离合器的应用场合中。

显然，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可对上文所公开的实施例作出各种修改和变型。根据本说明书所公开的对本实用新型的实践，本实用新型的其它实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。本说明书及其公开的示例应被认为只是例示性的，本实用新型的真正范围由所附权利要求及其等同物指定。

Claims (9)

1.一种超越离合器(1)，包括可旋转的第一和第二部件(10，20)，所述第一部件(10)包括设置有棘齿(11)的周缘(12)，所述第二部件(20)包括棘爪(21)，所述棘爪朝所述周缘被偏压，使得所述棘爪根据所述第一和第二部件的旋转方向和速度而选择性地与所述棘齿抵接或滑移越过所述棘齿，从而使所述超越离合器(1)处于接合模式或分离模式，

其特征在于，

还包括防接触装置，所述防接触装置构造成在所述分离模式下对所述棘爪(21)施加克服所述偏压的力以使所述棘爪不与所述第一部件(10)的所述周缘(12)和棘齿(11)接触。

2.根据权利要求1所述的超越离合器(1)，其特征在于，

所述防接触装置包括设置在所述第二部件(20)上的电磁铁(24)，所述电磁铁在通电时对所述棘爪(21)施加将所述棘爪拉离所述第一部件(10)的所述周缘(12)和棘齿(11)的吸引力。

3.根据权利要求2所述的超越离合器(1)，其特征在于，

在所述电磁铁(24)上固定连接有感应线圈(25)，在所述第一部件(10)上设置有产生磁场的永久磁极，所述感应线圈和所述永久磁极构造成使得在所述分离模式下在所述第一和第二部件相对旋转时所述感应线圈(25)切割所述磁场的磁力线而使所述电磁铁(24)通电。

4.根据权利要求3所述的超越离合器(1)，其特征在于，

所述永久磁极包括同心地设置在所述第一部件(10)上的两个圆环形磁体(13，14)，所述感应线圈(25)的一部分沿所述两个圆环形磁体的径向在它们之间设置成切割它们之间产生的磁力线。

5.根据权利要求4所述的超越离合器(1)，其特征在于，

在所述感应线圈(25)中设置有二极管(26)，所述二极管构造成允许在所述分离模式下在所述第一和第二部件相对旋转时在所述感应线圈中产生的电流，但阻止在所述接合模式下在所述第一和第二部件相对旋转时在所述感应线圈中产生的反向电流。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的超越离合器(1)，其特征在于，

所述第二部件(20)嵌套设置在所述第一部件(10)中，所述棘爪(21)设置在所述第二部件的外周缘，所述棘齿(11)设置在所述第一部件的内周缘。

7.根据权利要求6所述的超越离合器(1)，其特征在于，

沿所述第二部件(20)的外周缘等间隔地设置有多个棘爪(21)，沿所述第一部件(10)的内周缘等间隔地设置有与所述棘爪数量相同的多个棘齿(11)。

8.一种双涡轮液力变矩器，其特征在于包括根据权利要求1至7中任一项所述的超越离合器(1)。

9.一种机器(100)，其特征在于包括权利要求8所述的双涡轮液力变矩器。