专利名称：具有可选择性地控制的摇臂的单向离合器的利记博彩app
技术领域：
本发明总体上涉及一种离合器，当构件之间的相对旋转在一个方向上时，该离合 器在构件之间产生传动连接，当构件之间的相对旋转在相反方向上时，离合器超越。 特别地，本发明涉及具有摇臂的单向或超越离合器，该离合器响应于可选择的驱动接 合和分离。
背景技术：
用于在离合器内环与外环之间产生单向传动连接的现有单向离合器包括楔块或 滚柱，该楔块或滚柱用于使环和连接到环的机械装置中的构件传动连接。这种离合器 常用于汽车的动力系或驱动传动系中，单向离合器在许多情况下能按期望的要求地执 行工作，然而，在特定的应用中，例如在那些通过离合器传输大扭矩的量的情况下， 或那些仅为离合器提供较小空间的情况下，需要单向离合器而不是现有的楔块式或滚 柱式离合器以便满足期望的要求。现有的单向离合器总成具有至少一个楔块或滚柱，该楔块或滚柱将两个带切口或 带凹槽的环在一个转动方向上可传动地互锁在一起且允许环在另一方向自由旋转。对 于特定的装配尺寸，相比较于那些滚柱式离合器，摇臂与楔块式单向离合器总成可以 提高扭矩传输能力。然而这总体上由于摇臂或楔块与环的接触引起的接触应力或轴承 应力的量而在扭矩传输能力上受到限制。为克服这些与其他的困难，美国专利5，070，978描述了一种具有主动元件与从动 元件的单向超越离合器，该主动元件与从动元件安装用于围绕一根公共轴顺时针和逆 时针旋转。主动元件包括正交于公共轴的平坦的主动面，该公共轴与动力源连接，用 于顺时针或逆时针旋转平坦的主动面。从动元件具有平坦的从动面，定位接近于主动 面且面对于主动面。主动元件与从动元件通过在主动面的一个中的一系列凹槽，及另 一面所带的配合支柱相互连接，以便当主动元件受逆时针驱动时，以此驱动从动元件。 当主动元件受顺时针驱动时，不驱动从动元件，而是相对于从动元件可以自由地转动。 在环之间传输扭力负荷的支柱的柱体稳定性是设计中的一个重要因素。美国专利5, 954， 174公开了 一种棘轮式单向离合器总成，该总成具有带切口的内 环，带凹槽的外环，及位于凹槽中用于接合切口的摇臂。摇臂具有与在外环中的凹槽 中的凸起或凹口相配合的转动支点凸起(Pivot ridge)以将摇臂定位于凹槽中。定 位每个摇臂的质心以便摇臂倾向于接合或脱离在内环中的切口。弹簧用于在受导向的每个摇臂上提供倾斜力以使摇臂与切口接合。当通过离合器传输扭矩时，现有的离合器会在环中产生相对较大的环向应力；因 此，为经受工作中产生的环向应力，现有的单向离合器中的环用轴承等级钢形成。因 为专利，978和，245公开的离合器在工作中产生相对较低的环向应力，这些离合器可 以用粉末金属形成。相比较于形成和生产由高等级钢制成的现有离合器，若避免进一 步的机械加工，用粉末金属加工的离合器可潜在地产生相对低的成本。然而，在专利'978和'245中描述的离合器要求对于粉末金属形成的构件要有相 当的机械加工量。过多的内部间断会产生无法接受的噪音，这是这些离合器在特定的 工况下会有的潜在问题。在机动车的自动变速器中，液压摩擦离合器和制动器接合与分离以产生速度比， 这可以用相对高的扭矩及低速从静止加速车辆，且之后使车辆保持在高速公路上的速 度及低转矩工况下。变速器常包含有低速挡-倒车挡制动器，该低速挡-倒车挡制动器 在第一前进挡与倒车挡操作期间交替地固定行星架防止旋转，及放开行星架以在所有 其他挡位中旋转。单向离合器能以较低成本和较少复杂性实现液压驱动的低速挡-倒 车挡制动器的功能，如通过在第一挡位与第二挡位及第一挡位与倒车挡之间产生不同 步挡位变换，但单向离合器应该可选择地驱动以实现这些功能。因此，存在对一种低成本，可靠的单向离合器的需要，其中响应于可选择的，与 其他变速器功能协作的驱动，该离合器可以容易地由粉末金属形成且可以控制以便产 生要求的搡作范围。该离合器应该占用少的空间，使工作中的噪音最小化，且要求较 少机械加工或不要求机械加工。优选地，期望的离合器应该包括有助于将其安装在传 动系统中的特征。发明内容超越离合器总成包括第一环，该第一环具有围绕轴彼此隔开的凹槽，位于每个凹 槽中的摇臂，促进每个摇臂在相应凹槽中转动的弹簧，及围绕该轴设置的第一切口。 该超越离合器总成还包括第二环，该第二环包括围绕该轴彼此隔开的第二凹槽，位于 每个第二凹槽中的第二摇臂，其中至少一个第二摇臂可与切口接合，促进每个摇臂与 切口接合的第二弹簧，及围绕该轴设置的第二切口，其中至少一个摇臂可与至少一个 第二切口接合。该超越离合器总成还包括控制元件，该控制元件可围绕该轴移动以便 交替地防止摇臂接合第二切口，及允许第一摇臂接合第二切口 。包含有摇臂的凹槽盘的形状不需要任何目的的二次加工搡作，如为了去除在粉末 金属构件中的增稠剂(densifiers)和减稠剂(de-densifiers)而进行二次加工。用粉 末金属形成的离合器部件在形成之后不需要机械加工。与给定直径对应的切口的数量多于其他的单向离合器，因此明显地减少了间断。 由于其配置这种设计便于安装。本发明的超越或单向离合器包括形成有切口的环或盘，形成有围绕轴成角度地彼 此隔开的凹槽的摇臂盘，其中每个凹槽包括开口轴端，及在反向于每个凹槽的开口轴 端的一端封闭每个凹槽的表面。摇臂定位于相应凹槽中，用于朝向和离开凸轮盘上的 切口移动，以便与其接合或分离。弹簧支撑在摇臂盘上，每个弹簧促进摇臂与切口接 合。当离合器接合时，每个凹槽在一个轴端封闭以便提供结构上的连续性，硬度及强 度，以便承受摇臂与切口接合所产生的力。致动器固定到控制元件，驱动控制元件以控制摇臂的移动。固定到致动器上的合 力装置(summing device)可被施加表示第一状态条件的第一力和表示第二状态条件 的第二力。当第一力与第二力同时施加到合力装置上时，致动器驱动控制元件以防止 摇臂与第二切口接合。本领域技术人员参考附图阅读优选实施例的详细说明，本发明的多个目标和优点 将变得显而易见。从本发明的详细说明，权利要求和附图，优选实施例的应用范围将变得显而易见。 虽然指示本发明的优选实施例，但应理解，说明及具体示例仅为说明目的给出。所述 的实施例及示例的各种改变及修改对本领域技术人员将变得显而易见的。
图1用于自动变速器的拉维娜(Ravigneaux)式齿轮组的侧视横截面图; 图2如图l所示的单向离合器的侧视图； 图3是单向离合器的内环的端视图； 图4是单向离合器的另一环的端视图；图5是示出内环及安装在单向离合器另一环中的致动器的端视图；及 图6示出用于驱动离合器致动器的电动液压控制装置100。
具体实施方式
根据其中的附图，从下面优选的实施例的详细说明，这些及其他优点对本领域技术人员将变得显而易见。现参考图l，拉维娜式行星齿轮总成IO定位于变速箱12中，该总成包括通过花 键16连接到旋转轴18的第一太阳齿轮12;通过花键22连接到旋转轴24的第二太 阳齿轮20;行星小齿轮架总成26,该总成26受支撑可旋转，且包括长行星小齿轮 28,每个长行星小齿轮28围绕纵轴30成角度地隔开，支撑在行星小齿轮架26上且 与太阳齿轮14啮合。齿轮总成IO包括一系列短行星小齿轮D未示出D ，每个短行星 小齿轮围绕轴30成角度地隔开，支撑在行星小齿轮架26上且与太阳齿轮加和长行星 小齿轮28啮合。齿轮总成10还包括围绕长行星小齿轮28、短行星小齿轮和太阳齿轮14、 20并与长行星小齿轮28啮合的齿围(未示出)。行星小齿轮架26包括形成有轴向孔34的第一盘32;从第一盘沿轴向隔开的且 形成有轴向孔38第二盘36，每个第二孔与第一孔对准；且行星小齿轮轴40的每个 支撑在行星小齿轮架26上，且沿轴向通过第一孔34与第二孔38。轴承42, 43安装 于相应行星小齿轮轴40与对应长行星小齿轮28的内表面之间，并支撑长行星小齿轮 28在行星小齿轮轴40上旋转。变速箱12在内表面形成有轴向花键齿42,该轴向花键齿42与在摇臂式单向离 合器48的环46的周向外圏上形成的外花键齿44接合。离合器48的内环50安放于 环形凹口 52中，该环形凹口 52通过离合器内环50的径向侧壁54沿轴向封闭。离合 器48的内环50包括连接器环56,该连接器环56沿轴向延伸且在其径向外圈形成有 轴向外花键齿58。邻近的行星小齿轮架盘36包括盘60,该盘60沿轴向朝向离合器 48且在其径向内圈形成有轴向内花键齿58,该轴向内花键齿接合离合器内环50的花 键齿58。以此方式，行星小齿轮架26连续可操作地连接到离合器48的内环50上。现转到图3,离合器48的内环50包括位于径向内圈且围绕轴30成角度地隔开的 一系列凹槽，每个位于相应凹槽中的一系列内摇臂62,位于每个凹槽中的弹簧凹口 64，及压缩弹簧66，每个压缩弹簧位于弹簧凹口 64中且促进相应摇臂沿径向向内转 动朝向轴30以接合在离合器环46上形成的切口 68中的任何一个。内环50的径向外 圏形成有一系列切口 70。图4示出离合器环46,该环46包括围绕轴30成角度地隔开且位于邻近于环形凹 口 52的径向内圈上的一系列凹槽80,其中当离合器如图5所示装配时，环形凹口 52 包含有内环50。环46还包括每个位于相应的凹槽80中的一系列外摇臂82，位于每 个凹槽80中的弹簧凹口 84,及压缩弹簧86，压缩弹簧86的每个位于弹簧凹口 84中 且促进相应摇臂82沿径向向内转动朝向轴30以与在离合器内环50上形成的切口 70 中的任何一个接合。内环50的环90的径向外围形成有一系列切口 68，该切口68通 过内环50的摇臂62接合。图1、图2、图4和图5示出离合器46由致动器94控制，致动器如电磁线圏和/ 或液压阀，从致动器94延伸的臂96承载一系列控制元件或叶片98,每个叶片围绕 轴30成角度地彼此隔开，且沿径向位于离合器内环50的径向外圏上的切口 70与离 合器环46的径向内圈之间。致动器94沿垂直于轴30的方向移动臂96且成角度地围 绕轴30移动叶片98。当致动器94从叶片98在图4和图5中的位置逆时针移动叶片较短角距离时，叶 片允许摇臂转动朝向内环50,且弹簧86促使摇臂82顺时针转动，使至少一个摇臂 82与在内环50上的切口 70的至少一个接合，因此，固定行星小齿轮架26以防止在 变速箱12上沿负荷路径(load path)旋转，该负荷路径包括行星小齿轮架盘36, 接合的花键58, 62，离合器内环50的连接器环56,接合的切口 70与摇臂82,环46,和接合的花键44, 42。当致动器94从叶片98在图4和图5中的位置顺时针移动叶片98以便覆盖离合 器环46上的凹槽80时，叶片促使摇臂82逆时针转动进入凹槽80且防止摇臂82转 动以与内环50上的切口 70的任何一个接合。这种动作允许行星小齿轮架26自由地 围绕轴30旋转，除非在离合器内环50上的内摇臂62的至少一个接合在离合器环46 上的切口68。致动器94响应于来自控制系统的指令信号操作，以交替地固定防止转 动，或放开行星小齿轮架26以在摇臂62与切口 68接合的条件下旋转。当致动器94促使叶片98覆盖在离合器环46上的凹槽80,且在离合器内环50 上的内摇臂62的至少一个接合在离合器环46上的切口 68时，固定行星小齿轮架26， 以防止其沿负荷路径在变速箱12上旋转，该负荷路径包括行星小齿轮架盘36,接合 的花键58、 62、离合器内环50、接合的切口 68和摇臂62，及接合的花键44, 42。优选地，致动器94与第二致动器组合促使叶片98固定和放开行星小齿轮架26, 该第二致动器由确保离合器48正确搡作的控制算法逻辑控制。图6示出用于此目的 的电动液压控制装置100。滑阀102在几个力作用下在腔体104内移动，这几个力包 括压缩弹簧106的力，响应于控制逻辑克服弹簧106的作用施加于控制块(control land) 108上的液压力，及响应于控制逻辑由微处理器驱动的电磁线圈产生的电磁力 F。致动器94安装于在滑阀102上的凹口 112中。当在控制块108上只施加液压力或 只施加电磁力F时，滑阀102保持在腔体104的左端且致动器94不执行驱动动作， 因为弹簧力大于力F或液压力。仅当电磁力F和液压力都同时施加时，致动器94才 驱动叶片98覆盖摇臂82。根据专利法规的规定，已经描述了优选实施例。然而，应注意，没有具体示出和 描述的替代实施例也可以实施。
权利要求
1.一种超越离合器总成，包括第一环，所述第一环具有围绕轴彼此隔开的第一凹槽；第一摇臂，每个第一摇臂位于第一凹槽中；第一弹簧，每个第一弹簧促进第一摇臂在相应的第一凹槽中转动；及围绕所述轴设置的第一切口；第二环，所述第二环具有围绕所述轴彼此隔开的第二凹槽；第二摇臂，每个第二摇臂位于第二凹槽中，至少一个第二摇臂可与第一切口接合；第二弹簧，每个第二弹簧促进第二摇臂与第一切口接合；及围绕所述轴设置的第二切口，至少一个第一摇臂可与至少一个第二切口接合；及控制元件，所述控制元件可围绕所述轴移动以交替地防止所述第一摇臂接合所述第二切口及允许所述第一摇臂接合所述第二切口。
2. 如权利要求1所述的离合器总成，其特征在于，所述第一环还包括围绕所述 轴设置的环形凹口，所述环形凹口沿径向位于所述第一切口与所述第一摇臂之间，所 述第二环位于所述环形凹口中。
3. 如权利要求1所述的离合器总成，其特征在于，所述第一环还包括围绕所述 轴设置的环形凹口，所述环形凹口沿径向位于所述第一切口与所述第一摇臂之间，所 述第二环位于所述环形凹口中以使所述第一摇臂面对所述第二切口 ，且所述第二摇臂 面对且邻近所述第一切口。
4. 如权利要求1所述的离合器总成，其特征在于，所述第二环还包括从所述第 二环的表面延伸的连接器环，及在所述连接器环上形成且围绕所述轴彼此隔开的花键 齿。
5. 如权利要求l所示的离合器总成，其特征在于 所述第一环还包括第一弹簧凹口 ，每个第一弹簧凹口中包含有第闭端和反向于所述封闭端定位且与第一凹槽连通的开口端；及所述第二环还包括第二弹簧凹口 ，每个第二弹簧凹口中包含有第 闭端及反向于所述封闭端定位且与第二凹槽连通的开口端。
6. 如权利要求l所述的离合器总成，其特征在于，还包括 致动器，所述致动器固定到所述控制元件上，用于驱动所述控制元件以控制所述第一摇臂的移动；及一弹簧且包括封 二弹簧且包括封合力装置，所述合力装置固定到所述致动器上，且可以被施加表示第一状态条件 的第一力及表示第二状态条件的第二力，当所述第一力和所述第二力同时施加到所述 合力装置时，所述致动器驱动所述控制元件以便防止所述第一摇臂的一个与所述第二 切口的一个接合。
7. 如权利要求1所述的离合器总成，其特征在于，还包括致动器，所述致动器固定到所述控制元件上，用于驱动所述控制元件以控制所述第一摇臂的移动；及合力装置，所述合力装置固定到所述致动器，且可以被施加表示第一状态条件的 第一力及表示第二状态条件的第二力，当所述第一力与所述第二力同时施加到所述合 力装置时，所述致动器驱动所述控制元件以便允许所述第一摇臂的一个与所述第二切 口的一个接合。
8. 如权利要求l所述的离合器总成，其特征在于，还包括 腔体；滑阀，所述滑阀位于所述腔体内且连接到控制元件上； 弹簧，所述弹簧促使所述滑阀在所述腔体中的第一方向上运动； 第一施力装置，所述第一施力装置在所述滑阀上产生反向于所述弹簧力的第一 力；及第二施力装置，所述第二施力装置在所述滑阀上产生反向于所述弹簧力的第二 力，以使所述第一力与所述第二力之和大于所述弹簧力，且所述致动器响应于所述滑 阀的移动而移动。
9. 如权利要求8所述的离合器总成，其特征在于，所述第一力由所述腔体中的 液压力产生，所述第二力由电磁阀产生。
10. —种用于自动变速器的离合器控制总成，包括 经固定以防止旋转的变速箱；位于所述变速箱中且受支撑可旋转的行星小齿轮架；位于所述变速箱中的超越离合器，所述超越离合器包括固定到所述变速箱的第一环，所述第一环包括围绕轴彼此隔开的第一凹槽；第一摇臂，每个第一摇臂位于第一凹槽中；第一弹簧，每个第一弹簧促进第一摇臂在相应 第一凹槽中转动；及围绕所述轴设置的第一切口；固定到所述行星小齿轮架的第二环，所述第二环包括围绕所述轴彼此隔开的第二 凹槽；第二摇臂，每个第二摇臂位于第二凹槽中，至少一个第二摇臂可以与第一切口接合；第二弹簧，每个第二弹簧促进第二摇臂与第一切口接合；及围绕所述轴设置的 第二切口，至少一个第一摇臂可与至少一个第二切口接合；及控制元件，所述控制元件可围绕所述轴移动以交替地防止所述第一摇臂接合所述 第二切口及允许所述第一摇臂接合所述第二切口 。
11. 如权利要求io所述的总成，其特征在于，所述第一环还包括围绕所述轴设 置的环形凹口，所述环形凹口沿径向位于所述第一切口与第一摇臂之间，所述第二环 位于所述环形凹口中。
12. 如权利要求IO所述的总成，其特征在于所述第一环还包括围绕所述轴设置的环形凹口，所述环形凹口沿径向位于所述第 一切口与第一摇臂之间，所述第二环位于所述环形凹口中以使所述第一摇臂面对所述第二切口，且所述第二摇臂面对且邻近所述第一切口。
13. 如权利要求IO所述的总成，其特征在于所述行星小齿轮架包括第一花键齿； 所述第二环还包括与所述第一花键齿接合的第二花键齿。
14. 如权利要求IO所示的总成，其特征在于 所述第一环还包括第一弹簧凹口，每个第一弹簧凹口中包含有第闭端和反向于封闭端定位且与第一凹槽连通的开口端；及所述第二环还包括第二弹簧凹口，每个第二弹簧凹口中包含有第 闭端及反向于封闭端定位且与第二凹槽连通的开口端。
15. 如权利要求IO所述的离合器总成，其特征在于，还包括 致动器，所述致动器固定到所述控制元件上，用于驱动所述控制元件以控制所述第一摇臂的移动；及合力装置，所述合力装置固定到所述致动器上，且可以被施加表示第一状态条件 的第一力及表示第二状态条件的第二力，当所述第一力与所述第二力同时施加到所述 合力装置时，所述致动器驱动所述控制元件以防止所述第一摇臂的一个与所述第二切 口的一个接合。
16. 如权利要求IO所述的总成，其特征在于，还包括在于致动器，所述致动器固定到所述控制元件上，用于驱动所述控制元件以控制所述 第一摇臂的移动；及一弹簧及包括封 二弹簧及包括封合力装置，所述合力装置固定到所述致动器上，且可以被施加表示第一状态条件 的第一力及表示第二状态条件的第二力，当所述第一力与所述第二力同时施加到所述 合力装置时，所述致动器驱动所述控制元件以便允许所述第一摇臂的一个与所述第二 切口的一个接合。
17. 如权利要求IO所述的总成，其特征在于，还包括在于 腔体；滑阀，所述滑阀位于所述腔体内且连接到控制元件上； 弹簧，所述弹簧促使所述滑阔在所述腔体中的第一方向上运动； 第一施力装置，所述第一施力装置在所述滑阀上产生反向于所述弹簧力的第一 力；及第二施力装置，所述第二施力装置在所述滑阀上产生反向于所述弹簧力的第二 力，以使所述第一力与所述第二力之和大于所述弹簧力，且所述致动器响应于所述滑 阀的移动而移动。
18. 如权利要求17所述的总成，其特征在于，所述第一力由所述腔体中的液压 力产生，所述第二力由电磁阀产生。
全文摘要
本发明涉及具有可选择性地控制的摇臂的单向离合器。提供一种超越离合器总成，该超越离合器总成包括第一环，该第一环包括围绕轴彼此隔开的凹槽，位于每个凹槽中的摇臂，促进每个摇臂在相应凹槽中转动的弹簧，及围绕该轴设置的第一切口。该超越离合器总成还包括第二环，该第二环包括围绕该轴彼此隔开的第二凹槽，位于每个第二凹槽中的第二摇臂，其中至少一个第二摇臂可与切口接合，促进每个第二摇臂与切口接合的第二弹簧，及围绕该轴设置的第二切口，其中至少一个摇臂可与至少一个第二切口接合。该超越离合器总成还包括控制元件，该控制元件围绕该轴移动以交替地防止第一摇臂接合第二切口及允许第一摇臂接合第二切口。
文档编号F16D41/00GK101240821SQ20081007435
公开日2008年8月13日 申请日期2008年2月5日 优先权日2007年2月6日
发明者约翰·W·吉姆斯 申请人:福特环球技术公司