空間斜撐式超越離合器、聯軸器、鉸鏈和傳動輪的制作方法
【專利摘要】本發明之空間斜撐式超越離合器的特征在于，其一組斜撐子是分別軸向地斜撐在一環狀空間的兩個相互面對的內壁面上，所形成的斜撐機構是一個空間機構。而該環狀空間由形成有軸向力封閉式周向凹槽的凹槽環，以及位于該周向凹槽中的用于承受軸向夾緊力的盤形承力環共同限定。本發明的特點在于，可具有球面斜撐子的完全面接觸變型，可沒有同軸度的要求，可按需增大摩擦角，可絕對消除斜撐子翻轉的可能，線接觸型的斜撐摩擦副不受斜撐子工作姿態的影響，超越／空轉時的摩擦阻力更小且與離心力無關。因而，相對現有技術，本發明顯著地倍增了工作轉矩、轉速、可靠性和使用壽命，同時，還顯著降低了制作和使用的成本，實現了工作的靜音化。
【專利說明】空間斜撐式超越離合器、聯軸器、鉸鏈和傳動輪
[0001]相關申請
[0002]本申請要求本 申請人:提出的中國專利申請201320097392.9的優先權，該在先專利申請的全部內容通過引用結合于此。
【技術領域】
[0003]本發明涉及機械傳動領域中的一種離合裝置，包含該離合裝置的諸如聯軸器、制動器、逆止器、差速器、單向傳動裝置、不可逆傳動裝置、摩擦傳動輪、無級定位自鎖的鉸鏈/轉軸、座椅調角器、座椅升降裝置、扳手和螺絲刀之類的摩擦傳動和/或制動裝置，以及，為該類摩擦傳動和/或制動裝置提供軸向接合力的自動加壓機構，特別涉及一種摩擦類的超越離合器。
【背景技術】[0004]公知地，現有技術中的斜撐式超越離合器(其圓周滑道的徑向高度恒定，無任何楔形區間或空間，傳動機理是兩斜撐摩擦副的同時自鎖而絕非空間受擠壓的楔合，但在國內常被誤稱為楔塊式超越離合器)具有如下技術缺陷。即，因空轉阻力轉矩敏感于離心力而致使工作轉速和使用壽命均較低；因斜撐子的自轉軸線難以平行于離合器的回轉軸線而增加了結構復雜程度和制作成本，例如，常需設置精密的輔助機構；因實際斜撐角太小例如難以超過5.4°而致使斜撐力過大但傳動能力卻不夠大，同時還致使斜撐子容易翻轉失效，在導致其對同軸度要求近乎苛刻之際，更降低了其工作可靠性。
[0005]幾何參數上，當斜撐角約為4°之際，斜撐子的斜撐長度僅僅比其所處均勻滑道的徑向高度大了不過約0.25% (5°時為I / C0S5° -1 ^ 0.38% )，相對于一般徑向高度例如IOmm的滑道，該斜撐長度所對應的基本尺寸僅為約10.025mm。顯然，具有該相差無幾的基本尺寸的斜撐子的制作公差和分組裝配等，自然變得極為嚴苛和麻煩，同時，斜撐子也更易磨損失效和因彈性變形而翻轉。畢竟，在離心力的持續作用下，磨損掉對應于0.025_的材料厚度或斜撐變形量上限高度/數值，并不需要多長的時間。而且，在高強斜撐力的作用下，常常呈完全中空狀的內、外環的受力部位的徑向變形量，也不難超過該變形量上限數值。
[0006]另外，公知的摩擦類聯軸器、鉸鏈和傳動輪，多存在可摩擦打滑的缺陷。
【發明內容】
[0007]本發明致力于消除、克服或至少減輕現有技術存在的上述不足。
[0008]本發明要解決的技術問題是提供一種具有更高工作轉速、更長工作壽命、更高工作可靠性、可顯著降低同軸度要求的空間斜撐式超越離合器。
[0009]本發明要解決的另一技術問題是，提供一種依靠摩擦力傳遞轉矩的空間斜撐式聯軸器，其具有結構破壞前絕不打滑的傳動特性。
[0010]本發明要解決的再一技術問題是，提供一種依靠摩擦力實現止轉目的且可無級定位自鎖的空間斜撐式鉸鏈，其具有結構破壞前絕不滑轉的定位特性。
[0011]本發明要解決的最后一個技術問題是，提供一種依靠摩擦力傳遞轉矩的空間斜撐式傳動輪，其具有結構破壞前絕不打滑的傳動特性。
[0012]為解決上述技術問題，本發明之空間斜撐式超越離合器包括，繞一軸線回轉并至少用以提供軸向封閉功能的至少一個凹槽環，其同軸線地形成有一個至少大致半周的周向凹槽；繞所述軸線回轉并至少用于承受軸向雙側壓力的承力環，其至少部分地且可轉動地位于所述周向凹槽中；設置在周向凹槽中且最少為一個的至少一組斜撐子，其均具有兩個承力面并以朝同一圓周方向傾斜的方式位于承力環的至少一個軸向端；以及，至少一個預緊彈簧，其至少間接地連接至同一組的每一個斜撐子，以致使該一組斜撐子軸向上至少間接地分別持續抵觸相連至上述周向凹槽的一壁面以及承力環的內端表面，并同時致使該承力環持續地抵觸至周向凹槽的另一壁面，以形成直接傳遞摩擦轉矩的回轉式傳力摩擦機構F2 ;其中，在向同一圓柱面的徑向投影中，上述斜撐子的斜撐力的作用線與所述軸線之間的夾角，稱為斜撐角且大于零，但小于等于轉矩傳遞路徑中的經由斜撐子的那一個分支路徑中的所有相關摩擦機構的當量摩擦系數，所分別對應的各摩擦角中的最小的那一個。
[0013]優選地，承力環的徑向外側設置有環形端面凸緣，該凸緣軸向延伸至斜撐子的徑向外側，以外徑向地限制斜撐子的幾何位置。
[0014]可選地，凹槽環是環狀袋形構件，其設置有繞上述軸線回轉的內周面，位于該內周面上的大致半周的周向凹槽，以及由該袋形構件的外周面連通至該周向凹槽的入口。
[0015]為確保解鎖/分離轉矩恒等于零，上述夾角的最小值不再是大于零，而是大于等于傳力摩擦機構F2的傳力摩擦副的當量摩擦系數所對應的摩擦角P2。
[0016]可選地，斜撐子是柱狀構件，其兩個承力面由同一平面上的曲率中心不相重合的兩段外凸型曲線沿同一直線方向延伸而成。
[0017]最佳地，斜撐子是通過緊固和非緊固方式之一相連接的組合構件，其中的兩個組成構件包括有球冠。
[0018]可選地，滑靴環的摩擦面與周向凹槽的上述一壁面或承力環的內端表面所構成的回轉式牽引摩擦機構F1，具有多摩擦片式摩擦副，其包括有與滑靴環以及周向凹槽分別不可旋轉相連且數量上均最少為一個的軸向交錯排列的兩組摩擦片。
[0019]可選地，上述牽弓I摩擦機構Fl，也可具有截錐面型摩擦副。
[0020]更佳地，還可包括直接傳遞轉矩的嵌合機構，其相互嵌合的至少一對凸起和凹槽分別設置在承力環與撥爪環雙方相對的環形端面上，同時，嵌合機構在兩個圓周方向上的周向自由度，分別大于撥爪與兩個解鎖凸起在相同圓周方向上的周向間隙。
[0021]可選地，傳力摩擦機構F2也可具有多摩擦片式摩擦副，其數量上均最少為一個且軸向交錯排列的兩組摩擦片，不可旋轉地分別連接至承力環和周向凹槽。
[0022]可選地，還包括至少一個離心機構，該離心機構包括離心構件和離心力作用面，離心構件和離心力作用面分別設置在滑靴環和承力環上。
[0023]為解決上述另一技術問題，本發明之空間斜撐式聯軸器，包括上述的空間斜撐式超越離合器，且斜撐子為傾斜方向互反的兩組，滑靴環為徑向上可轉動地相互套接的兩個。
[0024]為解決上述又一技術問題，本發明之可無級定位自鎖的空間斜撐式鉸鏈，包括上述的空間斜撐式聯軸器，不可旋轉地設置在周向凹槽中的襯環，以及繞所述軸線設置的無級支撐機構，該機構設置在限力件和襯環之間，以軸向上無級移動該襯環的方式，建立限力件與承力環、斜撐子以及滑靴環之間的軸向力封閉式抵觸連接。
[0025]為解決上述再一技術問題，本發明之空間斜撐式摩擦傳動輪包括，繞一軸線回轉并具有軸向封閉功能的外徑向凹槽環，該凹槽環是一個形成有繞所述軸線回轉的外徑向周向凹槽的組合構件，其用于限定出周向凹槽的設置有外凸緣的軸狀限力件與設置有回轉型壁面的限力環不可旋轉地相連接，其固定件固定地連接至限力件的遠離外凸緣的外周面上，以軸向限制限力環遠離外凸緣的趨勢；設置在周向凹槽中且數量上最少各為一個的至少兩組斜撐子，該兩組斜撐子均具有兩個球冠狀承力面并以圓周傾斜方向互反的方式抵觸至周向凹槽的同一壁面；可轉動地設置在周向凹槽中的至少一個滑靴環，其軸向內端面抵觸至兩組斜撐子的同一軸向端的承力面，其軸向外端外環側設置有回轉型摩擦面；以及，與兩組斜撐子的承力面抵觸相連的上述一壁面和內端面上，均互補地設置有數量相同的兩組球冠狀凹穴，用以對應地收納兩組斜撐子的相應承力面；當作用于滑靴環的軸向外端的摩擦力致使滑靴環通過兩組斜撐子抵觸至周向凹槽的上述同一壁面時，兩組斜撐子的斜撐力的作用線在同一圓柱面的徑向投影中與軸線之間所分別形成的兩組夾角，即為兩組斜撐角且均大于零，但又均分別小于等于經由各自對應的一組所述斜撐子的轉矩傳遞分支路徑中的所有相關摩擦機構的當量摩擦系數所分別對應的各摩擦角中的最小的那一個。
[0026]本發明的更多的改進方案，由【具體實施方式】部分給出。
[0027]相對現有技術，依據本發明的空間斜撐式超越離合器，因其斜撐子的支撐面或為垂至于回轉軸線的平面，或為凹穴狀的球冠，從而具有了更高的工作轉矩、工作轉速和工作可靠性，以及更強的耐磨性和更長的使用壽命等優點。借助下述實施例的說明和附圖，本發明的目的和優點將顯得更為清楚和明了。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1是根據本發明的具有線摩擦副的超越離合器的軸向剖面示意圖。
[0029]圖2是圖1視圖中的凹槽環的左視圖。
[0030]圖3是圖1視圖中的一組斜撐子的左視圖。
[0031 ]圖4是圖1視圖中的預緊彈簧的左視圖。
[0032]圖5是根據本發明的具有襯環和線摩擦副的超越離合器的軸向剖面示意圖。
[0033]圖6是根據本發明的具有面摩擦副的超越離合器的軸向剖面示意圖。
[0034]圖7是圖6視圖中的承力環的左視圖。
[0035]圖8是根據本發明的多摩擦片式超越離合器的軸向剖面示意圖。
[0036]圖9是圖8視圖中的一個凹槽半環旋轉90°角后的左視圖。
[0037]圖10是根據本發明的截錐式超越離合器的軸向剖面示意圖。
[0038]圖11是根據本發明的雙聯型超越離合器的軸向剖面示意圖。
[0039]圖12是根據本發明的雙向不可逆傳動裝置的軸向剖面示意圖。
[0040]圖13是圖12視圖中的拔爪環和兩個滑靴環的位置關系的左視示意圖。
[0041]圖14是圖12中與撥爪相關的各構件的齒廓，向同一外圓柱面徑向投影的局部展開示意圖；雙點畫線部分，是左視圖12時其對中凹槽的展平示意圖。
[0042]圖15是根據本發明的聯軸器的軸向剖面示意圖。[0043]圖16是根據本發明的具有單一外殼的鉸鏈的軸向剖面示意圖。
[0044]圖17是根據本發明的具有組合外殼的鉸鏈的軸向剖面示意圖。
[0045]圖18是根據本發明的多繩傳動輪的軸向剖面示意圖。
[0046]圖19、20是兩種球面型斜撐子的側向示意圖。
[0047]圖21是圖1中各機構的齒廓向同一外圓柱面徑向投影的局部展開圖。
[0048]圖22是圖6中各機構的齒廓向同一外圓柱面徑向投影的局部展開圖。
【具體實施方式】
[0049]必要說明:為簡潔明了，本說明書的正文及所有附圖中，相同或相似的構件及特征部位均采用相同的附圖標記，并只在它們第一次出現或有變型時給予必要的說明。同樣，也不重復說明相同或相似機構的工作機理或過程。為區別設置在對稱或對應位置上的相同的構件或特征部位，本說明書在其附圖標記后面附加了字母，而在泛指說明或無需區別時，則不附加任何字母。
[0050]實施例一:具有柱面斜撐子的空間斜撐式超越離合器Cl
[0051]顯然，由于仍然是基于摩擦自鎖的斜撐機理而構成和工作的傳動機構，因此，根據本發明的空間斜撐式超越離合器，同樣包括最基本的四種構件。即，用于分別對外直接耦合并傳遞轉矩的兩個環狀構件，在該兩個環狀構件之間傳遞轉矩且數量上至少為一個的一組斜撐子，以及，致使該一組斜撐子的軸向兩端均持續地處于摩擦抵觸狀態的預緊彈簧。
[0052]具體地，參見圖1?4、21示出的空間斜撐式超越離合器Cl。作為本發明的最簡實施例，超越離合器Cl包括繞軸線X形成并具有軸向力封閉功能的凹槽環80。該凹槽環80最佳地是一個環狀袋形構件，其繞軸線X形成的內周面82的軸向中部，同軸線地設置有最佳地為平面型的盤形環狀周向凹槽92。該周向凹槽92的約半周的內表面，最佳地沿兩相互平行或相互遠離的切線方向H和H'，延伸至凹槽環80的外周面，并形成矩形橫截面狀入口 88。周向凹槽92的圓柱狀內表面94，因而延伸成具有U字形橫截面形狀的非閉合式內徑向表面，并形成兩個至少相互平行的周向壁面95。于是，周向上依次可滑轉地設置在承力環60內端表面72上的一組斜撐子50等，便可沿圖2中空心箭頭所指方向，隨同承力環60一道經入口 88直接納入周向凹槽92，并被軸向可滑轉地穿過凹槽環80并延伸至承力環60內孔中未示出的傳動軸，徑向定位在軸線X上。
[0053]另外，為增強凹槽環80的環狀端部84和/或86的軸向剛度，該兩個環狀端部的內徑側，可最佳地設置一個如圖1所示的環形端面凸緣89。
[0054]如上所述，繞軸線X可滑轉地設置在周向凹槽92內的承力環60，包括承受軸向夾緊力且最佳地呈平盤狀的基體環70，位于基體環70外徑側的環形端面凸緣66，以及，位于基體環70內徑側且內周面上設置有諸如花鍵齒面或傳力特征曲面68的管狀基體64。基體環70的端平面型傳力摩擦面74，直接抵觸至周向凹槽92的一個壁面98，最佳地形成一個具有繞X軸回轉的完全面接觸式傳力摩擦副的傳力摩擦機構F2，以直接傳遞摩擦轉矩。基體環70的垂至于軸線X的內端表面72，與周向凹槽92的另一個壁面96，以及管狀基體64的外周面和環形端面凸緣66的內周面，共同限定出一個繞軸線X回轉的平盤形環狀空間。數量上最少為一個且總體上呈柱狀的一組斜撐子50，以自身軸線至少呈大致放射狀的姿態，周向均布并被徑向限制在該環狀空間內。[0055]應該指出的是，本申請“直接傳遞摩擦轉矩”的含義是指，轉矩在兩構件間的傳遞路徑僅經過一個摩擦機構，而不經過任何第二個其它機構，其與該摩擦機構所具有的摩擦面/片的數量沒有任何關系。
[0056]參見圖3、4、21，斜撐子50實際上是由曲率中心不重合的兩段外凸型曲線和兩段連接線所圍成的平面封閉圖形，沿該平面的法線延伸一個不大于上述環狀空間的徑向高度所得到的柱狀構件。其中，兩段外凸的曲線沿所述法線方向延伸成兩個相互平行的柱面型承力面52和54，兩段連接線同步地延伸成兩個側面55。最佳地，該兩個承力面52和54分別是兩個圓柱面的一部分。兩個側面55最佳地變型為內徑向地相互逐漸靠近成V形橫截面的平面，并以致使任意兩個相鄰的側面55之間具有均勻的周向間隙ε為最佳。
[0057]繼續參見圖3、4、21，預緊彈簧100是一個位于徑向平面內的呈封閉環狀的蛇形鋼絲彈簧，其包括一組內周節段102，外周節段104和徑向段106，以及，由它們所限定的開口狀內徑向凹口 107和外徑向凹口 108。制作時，該彈簧的兩個端頭，被最佳地焊接在一起或用其它手段固定在一起。
[0058]設置上，上述構件具有這樣的效果。即，一方面，斜撐子50的承力面52和54以同時形成兩組不可打滑的線接觸型斜撐摩擦副的方式，分別剛性地抵觸至其支撐面也就是壁面96和內端表面72上，其間的與斜撐力的指向所重合的直線/平面，亦即連接在直線狀抵觸部位T1與T2之間的斜 撐面/線S，也稱斜撐長度S，與軸線X或者壁面96和/或內端表面72的法線形成一個夾角。如圖21所示，該夾角在回轉圓柱面上的徑向投影即為斜撐角Ψ，其取值區間是，O < Ψ ≤ Pmin。其中，Pmin是所有各組斜撐摩擦副的當量或平均摩擦系數例如μ?和μ Τ2所分別對應的摩擦角中的較小的那一個。
[0059]另一方面，當一組斜撐子50a和50b分別對應地納入一組內、外徑向凹口 107和108中，分別設置在斜撐子50a和50b的徑向內、外側端面上的周向貫通式直線凹槽56和58，可以完整地收納對應的內、外周節段102和104，并致使預緊彈簧100處于相應的彈性變形狀態。于是，預緊彈簧100可以通過內周節段102與直線凹槽56內壁，以及外周節段104與直線凹槽58內壁的扭轉性持續抵觸，致使一組斜撐子50a和50b以相同的自轉方式，例如，以圖21所示的逆時針自轉方向，軸向上持續地分別抵觸至壁面96和內端表面72。同時，周向間隙ε應最佳地大到可以間隙地收容徑向段106的程度。
[0060]裝配時，先將斜撐子50、預緊彈簧100和承力環60裝配成一個組件，再以致使所有斜撐子50相對承力環60朝所需的同一圓周方向傾斜或傾倒的姿勢，例如，朝圖21中箭頭P所指的方向，由入口 88徑向地一起置入周向凹槽92。當然，邊轉動邊置入方法會更好，例如，朝左視圖1時的順時針方向轉動，亦即朝圖21中箭頭R所指方向轉動。
[0061]超越離合器Cl的工作過程非常簡單。即，當承力環60開始持續地具有沿圖21中箭頭P所指方向相對凹槽環80轉動的趨勢的初始瞬間，彈性預緊狀態中的斜撐子50將以公知的方式，即刻剛性地斜撐在壁面96和內端表面72上，在致使兩組線接觸型斜撐摩擦副絕對自鎖之際，還以形成軸向力封閉式抵觸連接的方式，致使傳力摩擦面74與壁面98之間的回轉式傳力摩擦機構F2，也同步地進入摩擦自鎖的靜摩擦狀態。從而致使承力環60、凹槽環80和一組斜撐子50以摩擦自鎖的接合方式，連接或接合成一個轉動整體。
[0062]于是，由承力環60內孔中的傳動軸傳入的驅動轉矩Μ。，分成經由斜撐子50傳遞的斜撐式摩擦轉矩M1,以及經由傳力摩擦機構F2直接傳遞的摩擦轉矩M2,分別傳遞給凹槽環80，再經凹槽環80內、外周面或端面上公知的傳力特征曲面93(未示出)，傳遞給未示出的其它構件。其中，Mtl = M1+M2。顯然，源自自激勵效應的上述脹緊式斜撐力、軸向夾緊力和各摩擦力的大小，均完全自適應地正比于M1,也就是作為自激勵動力源頭的M0,而且,轉矩也可按相反路徑傳遞，卻不會產生任何實質差別。
[0063]之后，在承力環60開始持續地具有沿圖21中箭頭R所指方向相對凹槽環80轉動的趨勢的初始瞬間，也就是自激勵的源頭轉矩實質撤除之際，無論是自然的慣性分離還是被動力驅動所致，自激勵效應都將即刻消失。亦即，一組斜撐子50的斜撐作用，都將以公知的方式同步消失或被解除。所有傳力用摩擦副上的正壓力，將隨著所述斜撐作用的消失而一同消失，斜撐摩擦副和傳力摩擦機構F2將即刻同步地解除摩擦自鎖狀態并轉入非自鎖的可滑轉狀態。于是，超越離合器Cl結束接合并開始超越轉動，其承力環60隨即相對凹槽環80沿R方向摩擦滑轉，一組斜撐子50則轉入隨機的摩擦滑轉工況。
[0064]至此，本領域的技術人員不難發現，雖然都是基于摩擦自鎖的斜撐機理而構成和工作，雖然斜撐關系或斜撐式抵觸連接都發生在繞軸線X回轉的環狀空間內，但超越離合器Cl與現有技術最關鍵和最本質的不同之處在于，現有技術中的斜撐子是分別大致徑向地斜撐在該環狀空間的內、外兩個圓柱面上，所形成的斜撐機構是一個平面機構，而根據本發明的超越離合器Cl中的斜撐子50，則是分別大致軸向地斜撐在該環狀空間的兩個軸向壁面上，所形成的斜撐機構是一個空間機構。
[0065]具體地，相較現有技術，依據本發明的空間斜撐式超越離合器Cl的區別特征在于:兩個斜撐角完全相等；作為被斜撐的環形壁面96和內端表面72，均為曲率半徑等于無窮大且法線絕對不垂至于軸線X的平面；直線狀的斜撐摩擦副能否自鎖，與斜撐子50所處徑向位置無關，與其是否沿徑向延伸無關；斜撐摩擦副以及傳力摩擦機構F2的傳力摩擦副的正壓力，與工作轉速及離心力絕對無關；以及，具有直接傳遞轉矩的回轉式傳力摩擦機構F2。因此，相較現有技術 ，超越離合器Cl至少具有如下所述的有益效果。
[0066]第一，至少大約倍增的傳動能力。顯然地，同等條件下，斜撐路徑中的最小斜撐角的增大直接提升了可傳遞的斜撐式摩擦轉矩M1，而傳力摩擦機構F2傳遞的轉矩M2又約等于M1,因此，M0 ^ 2M10而如果將傳力摩擦機構F2和/或牽引摩擦機構Fl設置成具有多摩擦片的結構型式，參見圖8，傳動能力的增長倍數還可更高。同時也意味著，具有同等傳動能力的本發明可至少成倍地降低其斜撐力及接觸應力強度。
[0067]第二，更高的工作轉速和使用壽命一因摩擦力與離心力無關。同等條件下，超越轉動時的空轉摩擦阻力和磨損更小且幾乎恒久不變。
[0068]第三，更小的溜滑角。顯然，凹槽環80的對應于U形內表面94的環形連接段的軸向剛度，要遠遠大于現有技術的中空式內、外環的徑向剛度。亦即，傳動狀態中凹槽環80的軸向變形量相較現有技術的徑向變形量將遠遠為小。因此，離合器的溜滑角將顯著小于現有技術的約7°，并可因此擴大使用范圍。例如，可用于脈動式無級變速器中，以傳遞相較更高的轉矩和適用于更高轉速。
[0069]第四，單個斜撐子更不易翻轉失效，工作可靠性更高。一方面，相對于現有技術的中空式管狀圓環，以U形內表面94所對應的環形段承受軸向拉力的凹槽環80，必然具有相較更強的抗變形能力，也就是更高的剛度。而且，相較平直的懸臂梁，抗彎力中包括圓周向拉應力的環狀端部84的軸向剛度也將顯著為高。另一方面，相對于同等的當量摩擦系數和同等的斜撐空間垂直跨度，平面狀被斜撐表面相較曲面狀被斜撐表面，當然具有更長的斜撐距離/長度，以及更高的斜撐變形量上限。
[0070]例如，假定斜撐空間垂直跨度仍為10_，最大斜撐角為5°，內環外徑為84_的現有技術，其斜撐長度/斜撐線S便只有10.0308mm，亦即理論上確保斜撐子50不翻轉的斜撐變形量上限是0.0308mm。而本實施例中，該對應的斜撐長度/斜撐線S是10.0382mm,對應的變形量上限是0.0382mm，增長了 24%。
[0071]第五，全壽命周期內，同軸度從此不再是個問題。顯然，依據本發明的超越離合器，其對制造和使用安裝時的同軸度要求不再苛刻，一般即可，而且還不受徑向力和軸承精度的影響，甚至不再必需配置徑向定位用的軸承便可正常工作。因而，顯著地降低了制作和使用成本，以及使用時對安裝精度的要求。
[0072]實際上，因斜撐子50可自適應于所遇到的任意裝配精度或偏心度，該同軸度在例如用作逆止器時甚至可以是沒有要求的，只要能夠保證斜撐子50不抵觸至周向凹槽92的U形內表面94即可。因此，該特征將致使斜撐式超越離合器的工況和壽命得以顯著改善，降低使用時的安裝和維護要求，必將顯著擴展其應用領域和壽命。例如，用作車輛電起動系統中的單向器時，用作車輛的例如發電機的單向皮帶輪時，以及，用作減速器高速軸端的逆止器時。
[0073]第六，對預緊彈簧100或者保持架的制作和裝配要求不再苛刻。如上所述，只要能保證斜撐子50的柱狀承力面52和54分別抵觸至壁面96和內端表面72，斜撐摩擦副就必然是完整的和線接觸型的，只要線接觸斜撐摩擦副的接觸線T1或T2不重合于其自身繞軸線X的回轉圓的切線方向，承力環60與凹槽環80之間的相對轉動，就一定能夠致使斜撐子50自適應轉動并建立起摩擦自鎖的斜撐關系。也就是說，斜撐子50具有自適應的糾偏能力或自歸正能力，工作中的可靠性將顯著提高，不可能出現現有技術中的單個斜撐子因姿態改變而只能局部地建立起斜撐關系的情況。
[0074]例如，當現有技術中的斜撐子的自轉軸線不平行于軸線X之際，該斜撐子將通過其軸向兩端與外環內周面的抵觸，以及其軸向中部與內環外周面的抵觸，建立起三點式的徑向斜撐關系。顯然，這樣的斜撐摩擦副是不完全的線接觸型，極易因應力過大而損壞相關表面。但是，假定此時的內外環的半徑增至無窮大，該徑向斜撐式抵觸連接便可由三點式轉化為本申請的完全線接觸型。
[0075]無庸置疑，與現有技術一樣，設置預緊彈簧100的目的，就是致使斜撐子50持續地具有繞自身轉軸自轉的趨勢，以使其承力面52和54可以持續地分別抵觸至壁面96和內端表面72。因此，只要能夠達成該設置目的，其可以是包括橡膠和塑料的任意材質的彈性元件，可以具有任意的幾何形狀、數量以及設置位置和設置方式等。
[0076]當然，為保證所有斜撐子50始終處于理想的工作位置，也可參照現有技術設置一個公知的環狀保持架。例如，均布有分別對應地收納每個斜撐子50的一組徑向延伸孔的環狀彈簧片。甚至，該保持架的功能也可通過在承力環60上設置圓柱型凹槽的更簡單方式提供。即，參照現有技術，在內端表面72上呈放射狀地設置一組分別對應地收納各個斜撐子50，并與其承力面54具有互補式構造的例如部分圓柱型凹槽面的凹穴。這樣，兩者之間的摩擦角Pt2將擴大至接近90°，Pmin便只能等于斜撐子50與壁面96之間的必然較小的摩擦角Pi。[0077]容易想到，在實施例一中，外徑向地限制一組斜撐子50的環形端面凸緣66，除可以變型為一個獨立于承力環60的單獨設置的圓環外，其本身也不是必需的，其徑向限制作用，完全可以由一個具體為封閉環狀的螺旋拉簧式預緊彈簧100提供。屆時，該預緊彈簧100貫穿地設置在每一個斜撐子50的徑向外側的直線凹槽58中，而所有斜撐子50都應該是圖1、3中所示的斜撐子50b。
[0078]稍加分析便不難發現，現有技術實質上就是本發明的一個變型特例。因為，超越離合器Cl實際上也是本發明的下述變型的一個特例。即，該變型的壁面96和內端表面72分別是具有相等半錐頂角β的截錐型回轉面，壁面98和傳力摩擦面74則分別是具有相等半錐頂角α的截錐面，參見圖10。其中，0°≤β≤180°，0°≤α≤180°，斜撐子50的兩個承力面52和54可以不再具有徑向上均一的斜撐長度S，凹槽環80最佳地是如后所述的軸向對接式組合構件。因此，超越離合器Cl顯然是該變型在β = α = 90°時的特例，而現有技術顯然是該變型在β和α分別等于0°和180°時的特例，屆時，斜撐力的軸向分力等于零而不再需要環狀端部84或86，凹槽環80便變型為圓柱狀管形內環或外環。
[0079]應順便指出的是，只要能夠實現軸向的互補式貼合或抵觸，本發明的例如傳力摩擦機構F2以及后續說明中的牽引摩擦機構Fl中的所有面接觸型回轉摩擦面或摩擦副，均可基于任意走向的任意曲線/母線繞軸線X回轉而成，并可以是設置有用以散熱或排除液體或氣體的具有任意面積占比的溝槽的非連續表面。當然，呈截錐面摩擦副時，上述β和α應最佳地避免落入各自對應的摩擦副的摩擦角內，以免出現軸向上的摩擦自鎖。此為常識，不再詳述。
[0080]還應該指出的是，在忽略彈性預緊力之際，超越離合器Cl所需的最小解鎖轉矩仏相對Mtl的比值ω為，
【權利要求】
1.一種空間斜撐式超越離合器，包括: 繞一軸線回轉并至少用于提供軸向封閉功能的至少一個凹槽環，其形成有繞所述軸線回轉的至少大致半周的周向凹槽； 繞所述軸線回轉并至少用于承受軸向雙側壓力的承力環，其至少部分地且可轉動地設置于所述周向凹槽中； 設置在所述周向凹槽中且最少為一個的至少一組斜撐子，其均具有兩個承力面并以朝同一圓周方向傾斜的方式位于所述承力環的至少一個軸向端；以及， 至少一個預緊彈簧，其至少間接地連接至同一組的每一個所述斜撐子，以致使所述一組斜撐子軸向上至少間接地分別持續抵觸至所述周向凹槽的一壁面以及所述承力環的內端表面，并同時致使所述承力環持續地抵觸至所述周向凹槽的另一壁面，并形成直接傳遞摩擦轉矩的回轉式傳力摩擦機構F2 ； 其中，在向同一圓柱面的徑向投影中，所述斜撐子的斜撐力的作用線與所述軸線之間的夾角，稱為斜撐角且大于零，但小于等于轉矩傳遞路徑中的經由所述斜撐子的那一個分支路徑中的所有相關摩擦機構的當量摩擦系數，所分別對應的各摩擦角中的最小的那一個。
2.按權利要求1所述的超越離合器，其特征在于: 還包括至少一個用于封閉軸向斜撐力的限力件；以及 所述凹槽環是軸向力封閉式組合構件，其中的限定出所述周向凹槽的兩個構件至少通過不可旋轉的方式相連接，該兩個構件中的至少一個是所述限力件。
3.按權利要求2所述的超越離合器，其特征在于:所述限力件包括一個杯形件，以及，借助緊固連接方式軸向緊固至·該杯形件的杯口的一個封口件，該二構件的至少之一設置有中心圓孔。
4.按權利要求2所述的超越離合器，其特征在于:所述組合構件包括徑向上至少大致對稱的兩個凹槽半環和至少一個環形箍，該兩個凹槽半環的形狀具有這樣的組合效果，即，二者徑向對接所構成的組合構件，設置有繞所述軸線的中心圓孔以及位于該中心圓孔內周面上的繞所述軸線的所述周向凹槽；所述環形箍設置在所述組合構件的中部或外端部的外周面上，以固定所述組合構件。
5.按權利要求1~4任一項所述的超越離合器，其特征在于: 所述斜撐子的兩個所述承力面均為曲率中心不相重合的球冠； 還包括可轉動地設置在所述周向凹槽中的至少一個滑靴環，其軸向內端面抵觸至所述一組斜撐子的同一軸向端的所述承力面，其軸向外側的摩擦面抵觸至所述周向凹槽的所述一壁面或所述承力環的所述內端表面； 與所述一組斜撐子的所述承力面軸向抵觸相連的表面上，均互補地設置有數量相同的各一組球冠狀凹穴，用以對應地收納所述一組斜撐子的所述承力面。
6.按權利要求1~4任一項所述的超越離合器，其特征在于: 所述斜撐子為所述傾斜方向互反的兩組； 所述兩組斜撐子的徑向內側還設置有包括至少一個徑向型撥爪的撥爪環，所述撥爪以分別致使所述兩組斜撐子的所述夾角增大的方式，可驅動地連接至所述兩組斜撐子。
7.按權利要求5所述的超越離合器，其特征在于:所述斜撐子為所述傾斜方向互反的兩組； 所述滑靴環為徑向上可轉動地相互套接的兩個，每個所述滑靴環的所述內端面上均設置有至少一個軸向延伸的解鎖凸起； 所述兩組斜撐子的徑向內側還設置有包括至少一個徑向型撥爪的撥爪環，所述撥爪以分別致使所述兩組斜撐子的所述夾角增大的方式，可驅動地連接至所述兩個解鎖凸起。
8.一種具有權利要求6~7任一項所述的超越離合器的空間斜撐式聯軸器，其特征在于，不包括所述撥爪環。
9.一種具有權利要求6~7任一項所述的超越離合器的可無級定位自鎖的空間斜撐式鉸鏈，其特征在于: 不包括所述撥爪環； 還包括不可轉動地設置在所述周向凹槽中的襯環；以及 還包括繞所述軸線設置的無級支撐機構，該機構設置在所述限力件和襯環之間，以軸向上無級移動該襯環的方式，建立所述限力件與所述承力環、所述斜撐子以及所述滑靴環之間的軸向力封閉式抵觸連接。
10.一種空間斜撐式傳動輪，包括: 繞一軸線回轉并具有軸向封閉功能的外徑向凹槽環，該凹槽環是一個形成有繞所述軸線回轉的外徑向周向凹槽的組合構件，其限定出所述周向凹槽的設置有外凸緣的軸狀限力件與設置有 回轉型壁面的限力環不可旋轉地相連接，其固定件固定地連接至所述限力件的遠離所述外凸緣的外周面上，以軸向限制所述限力環遠離所述外凸緣的趨勢； 設置在所述周向凹槽中且數量上最少各為一個的至少兩組斜撐子，該兩組斜撐子均具有兩個球冠狀承力面并以圓周傾斜方向互反的方式抵觸至所述周向凹槽的同一壁面； 可轉動地設置在所述周向凹槽中的至少一個滑靴環，其軸向內端面抵觸至所述兩組斜撐子的同一軸向端的所述承力面，其軸向外端外環側設置有回轉型摩擦面；以及 與所述兩組斜撐子的所述承力面抵觸相連的所述一壁面和所述內端面上，均互補地設置有數量相同的兩組球冠狀凹穴，用以對應地收納所述兩組斜撐子的所述承力面； 當作用于所述滑靴環的所述軸向外端的摩擦力致使所述滑靴環通過所述兩組斜撐子抵觸至所述周向凹槽的所述同一壁面時，所述兩組斜撐子的斜撐力的作用線在同一圓柱面的徑向投影中，與所述軸線之間所分別形成的兩組夾角，即為兩組斜撐角且均大于零，但又分別小于等于轉矩傳遞路徑中的經由各自對應的一組斜撐子的那一個分支路徑中的所有相關摩擦機構的當量摩擦系數，所分別對應的各摩擦角中的最小的那一個。
【文檔編號】F16D41/069GK103851108SQ201410090518
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年2月22日 優先權日:2013年2月22日
【發明者】洪濤 申請人:洪濤