专利名称：高扭矩单向离合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及单向离合器，更具体地，涉及一种简化的具有高扭矩 容量的单向离合器。
背景技术：
本部分内容仅提供与本发明相关的背景信息，可能会也可能不会 构成现有技术。
在两个或多个速度比之间变速的动力传动装置中，比如汽车自动 变速器和某些动力工具，经常使用单向离合器来保证平稳而且可靠的 变速。单向离合器是在一个相对旋转方向上传递扭矩，但不在相反的 相对旋转方向上传递扭矩的装置。目前使用的单向离合器有几种不同 的类型。其中，滚柱离合器，楔块离合器，摇杆离合器，爪型离合器 是较为常见的。
滚柱单向离合器，顾名思义，利用的是置于具有倾斜的或凸轮形 的表面的嵌套环形部件之间的许多滚柱，滚柱在 一 个相对转动的方向 楔进该倾斜的或凸轮形的表面，并在相对转动的相反方向木^开。相似 地，楔块离合器利用偶极子或狗骨式元件代替滚柱，并且两者都是在 接合状态时依靠摩擦来传递扭矩。
与滚柱和楔块单向离合器不同的是摇杆离合器或爪型离合器。这 些离合器依靠的是对多个离合器元件的相对面的更加稳定的邻接和 接合操作，而不是基于摩擦的机构。由于扭矩传递模式是通过活动元 件(比如完全啮合和连接内部和外部环形部件的支柱)来实现的，所 以此设计使更高的扭矩容量成为可能。
本发明涉及一种改进的和简化的具有多个活动支柱的高扭矩容 量单向离合器。
发明内容
本发明提供了一种高扭矩容量单向离合器，其第一环或内环嵌套 在第二环或外环内。所述的第一环或内环包括在其外表面上的多个横向凹槽或凹处，以及置于中间的环形凹槽。类似的多个活动离合器元 件，比如带有中间开口的支柱，容纳在内环中的相应凹处内，并被环 形止动带保持在那里，所述的环形止动带穿过支柱中的所述的开口并 留在环形凹槽内。第二环或外环包括其内表面上的多个横向凹槽或凹 处，并容纳内环、离合器元件和环形带。通过内环和外环在一个方向 的相对转动，支柱接合所述内环和外环的中的凹槽，并禁止环之间的 转动，从而传递扭矩。通过内环和外环在相反方向的相对转动，支柱 不接合地沿该外环的内表面滑动，从而不传递扭矩。
所以，本发明的一个目标就是提供一种高扭矩容量单向离合器。
本发明的另一个目标就是，提供一种高扭矩容量单向离合器，其 包括在外表面上具有多个横向凹槽和环形凹槽的第一环或内环。
而且，本发明的另一个目标是，提供一种高扭矩容量单向离合器， 其包括在内表面上具有多个橫向凹槽的第二环或外环。
而且，本发明的另一个目标是，提供一种具有多个支柱的高扭矩 容量单向离合器，每个支柱限定用于容纳环形止动带的开口 。
而且，本发明的另一个目标是，提供一种具有环形止动带的高扭 矩容量单向离合器，该环形止动带被设置在离合器内环的周围以保持 多个离合器元件。
通过下面的描述，更多的目标，优点以及应用领域会变得显而易 见。可以理解的是，下面的描述和具体的例子只是用于解释，而不是 限制本发明的保护范围。
在任何情况下，本部分描述的附图都仅仅是用于解释，而不是限 制本发明的保护范围。
图1是本发明中具有单向离合器的机动车辆的自动变速器的部分半剖面视图2是本发明中单向离合器的内环的透视图3是本发明中单向离合器的支柱的放大透视图4是本发明中单向离合器的侧面正视图；以及
图5是本发明中单向离合器的放大的部分侧面正视图。
具体实施例方式
下面的描述实质上仅仅是示例，并不是用来限制本发明的公开内 容，应用，或用途。
关于图1，图示出包括本发明的自动变速器的一部分，且该部分 总体上用附图标记IO来表示。自动变速器10包括用于支持、定位、
并保护所述自动变速器10的不同部件(比如输入轴14)的壳12,同 心设置的管状轴或空心轴16，以及具有定子20的变矩器18。所述自 动变速器IO通常包括多个行星齿轮组件22,其中的一个如图1所示。 主动扭矩传递装置，比如离合器24以及制动器26，两者之一如图1 示出，选择性地连接变速器10的不同部件以实现多个前进速度或传 动比。根据本发明，可操作地置于所述变矩器18的所述定子20和所 述轴或中空轴24之间，以及所述行星齿轮组件22的部件和所述离合 器24之间的，是高扭矩容量单向或超越离合器30。
应该注意的是，所述单向离合器30在自动变速器10中的位置只
通过例子来阐述，而且根据本发明的单向离合器30可在自动变速器 中和其他动力转换和控制装置中用于其他位置和其他用途。
现在参考图1和2，所述高扭矩单向离合器30包括具有内花键或 阴花键或齿轮齿34的第一环或内环32,该内花键或阴花键或齿轮齿 34转动地将所述的第一环或内环32连接到，例如，互补的阳花键或 齿轮齿(未示出)，该互补的阳花键或齿轮齿位于，例如，自动变速 器的部件上，比如所述的轴或中空轴16。如果需要， 一个或两个花4建 或齿轮齿34可能不被切割，从而形成关键特征或标志特征36,该关 键特征或标志特征36确保仅在一个相对角度位置把内环32安装到相 关的部件，比如，所述的轴或中空轴16。
所述的第一环或内环32限定了围绕内环32的外表面40的多个 (比如，12个)横向凹槽或凹处38。根据所述内环的直径，可能更 多或更少的凹槽或凹处38被使用；在具有较小直径和较低容量的离 合器中，比如，可能有3， 4, 6， 8或0个凹槽或凹处38被-使用， 而在具有较大直径和较高容量的离合器中，比如，可能有14, 16或 20个凹槽或凹处38 #皮4吏用。轴向地-没置在所述内环32的外表面40 的中间的，是不连续的环形通道或凹槽42。
如图2和3所示，优选地存在于每个横向凹槽或凹处38中的，是活动离合器元件或支柱44。支柱44中的每个优选地限定稍微小于 所述内环32的宽度的宽度，并包括位于所述凹槽或凹处38中的圆 形的第一端，即，圆柱形端46;第二端或倾斜端48;以及沿着所述 支柱44的外表面并靠近所述倾斜端48的狭窄斜面50。支柱44还限 定了设置在中间的矩形开口 52。细的狭槽54在支柱44的开口 52和 圆柱形端46之间连通。这些细的狭槽有助于组装和修理所述的单向 离合器30，但是如果需要，也可以省略。围绕内环32的周边在环形 凹槽或通道42内延伸并容纳在每个支柱44的每个矩形开口 52中的， 是止动弹簧、止动环、或止动带56。所述止动带56优选地由金属制 成，比如弹簧钢，所以有柔性但不可伸长。优选地，止动带56的端 部被焊接在一起或用其他手段固定，以形成直径稍微大于内环32的 标称外径的环。止动带56使多个支柱44不仅保持在各自的凹槽或凹 处38中，而且轴向地位于内环32的外表面40中的凹处38的中间。 而且，所述的止动带56给支柱44提供了偏压力，如图2所示，该偏 压力使支柱44远离内环32的外表面40。
现在参考图4，高扭矩单向离合器30还包括第二环或外环60。 该第二环或外环60包括阳花键或外花键或齿轮齿62，该阳花键或外 花键或齿轮齿62是外环60的补充，例如把外环60连接到自动变速 器10的部件，比如说定子20。第二环或外环60的所述内表面限定了 可通过支柱44接合的多个横向凹槽或凹口 64。
第一环或内环32上的支柱44 (和凹处38 ),以及第二环或外环 60上的凹口 64的实际lt量，以及它们之间的比率或关系，是一些需 要考虑的技术问题的主题。 一方面，同时接合的支柱44的数量越多， 离合器30的扭矩容量就越大。这表明，如果有12个支柱44， 外环 就应该包括12个凹口 64，或成倍数量的凹口 64，比如，24个，36 个或48个。但是，在给定的合理的制造公差下，期望12个支柱44 全部完全接合并承载相同的载荷是不现实的。而且，此构造，尤其是 具有较少数量的凹口64,会造成明显的间隙，即，出现在反向转动之 后及离合器锁定之前的运动。如果随着反向转动立刻有了显著的扭 矩，通常随后而来的就是突然又刺耳的离合器接合。根据实际运用的 情况，这可接受也可不接受，但一定会导致加速磨损离合器的部件。
另一方面，凹处38 (和支柱44)和凹口 64的数量之间非倍数的关系或比率会造成较少数量的支柱44同时接合，所以造成名义上较 低的扭矩容量，但形成显著减小的间隙。例如，在所示的和所述的实 施例中，在内环32上有12个凹处38和12个支,44。在外环60中 有50个一黄向凹槽或凹口 64时出现才及好的才喿作，即，以可4妄受的间隙 进行快速而又平稳的锁定和扭矩传输。在此构造中，只有两个间隔180 。C的支柱44在任何给定时刻同时接合。所以，应该注意的是，内环 32上的凹处38和支柱44的数量，以及结合使用的外环60上的凹口 64的数量可以变换，但优选地会有助于支柱44中的2个，3个，4个 或更多支柱同时接合，所述的支柱围绕内环32均匀地间隔开，即， 180。， 120。，或90。。
现在参考图5，这里描述高扭矩单向离合器30的操作。应该注意 的是，所述的第一环或内环32可被相关的圓形部件驱动或驱动相关 的圓形部件，该圓形部件具有与阴花键或齿轮齿34互补的花键或齿 轮齿。同理，所述的第二环或外环60可能驱动相关的圆形部件，或 被相关的圓形部件驱动，或者是被该相关的圓形部件保持在固定位 置，该圓形部件具有与阳花键或齿轮齿62互补的花键或齿轮齿。在 内环32和外环60之间的相对转动的一个方向，例如，当内环32相 对于外环60逆时针旋转时，支柱44沿着凹口 64滑动，而且没有扭 矩被传递。但是，如果内环32试图相对于外环60顺时针旋转，被止 动带56向外径向偏压的支柱44快速地用最小的转动接合凹口 64,把 内环32连接到外环60，并在两者之间传递扭矩。应该注意的是，才艮 据本发明，可通过高扭矩单向离合器30传递显著的扭矩水平，因为 该单向离合器3 0利用了支柱4 4的邻接面来传递扭矩而不是利用摩擦 元件。通过增加内环32和外环和60的宽度以及支柱44的宽度，单 向离合器30的扭矩容量很容易变大。
本发明的说明实质上仅仅是示例性的，不偏离本发明要点的变型 仍在本发明的范围之内。所述的变型并不被认为是偏离了本发明的精 神和范围。
权利要求
1、一种单向离合器，组合地包括第一环，所述第一环在外表面上具有第一多个横向凹槽和不连续的圆形凹槽；置于所述第一多个横向凹槽中的多个支柱，每个所述支柱限定一个开口；止动带，所述止动带穿过所述支柱中的所述开口延伸并围绕所述环形凹槽中的所述第一环，以及第二环，所述第二环设置成围绕所述第一环并在内表面上具有第二多个横向凹槽。
2、 根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于，进一步包括设置成围绕所述第一环的内表面的多个齿。
3、 根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于，进一步包 括设置成围绕所述第二环的外表面的多个齿。
4、 根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于，所述支柱 包括圆柱形第一端和与所述第一端相对的倾斜第二端。
5、 根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于，所述支柱 包括位于所述开口和相邻端之间的狭槽。
6、 根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于，所述环之 间在第 一 方向的相对转动传递所述环之间的扭矩，所述环之间在与所 述第一方向相反的第二方向的相对转动不传递所述环之间的扭矩。
7、 根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于，所述第二 环与所述第 一 环是同'"、的。
8、 一种高扭矩单向离合器，组合地包括，内环，所述内环在外表面上具有多个凹处和中断的环形凹槽， 置于所述的多个凹处中的多个支柱，每个所述支柱限定开口 ， 止动带，所述止动带穿过所述支柱中的所述开口延伸并围绕所述 环形凹槽中的所述内环，以及外环，所述外环设置成围绕所述内环并在内表面上具有多个凹口 。
9、 根据权利要求8所述的高扭矩单向离合器，其特征在于，所述内环和所述外环是共轴的。
10、 根据权利要求8所述的高扭矩单向离合器，其特征在于，所 述环形凹槽位于所述内环的所述外表面的中间。
11、 根据权利要求8所述的高扭矩单向离合器，其特征在于，进的多个齿。、 、、 、 ； 、、、'
12、 根据权利要求8所述的高扭矩单向离合器，其特征在于，所 述支柱包括圆柱形第一端和与所述第一端相对的倾斜第二端。
13、 根据权利要求12所述的高扭矩单向离合器，其特征在于， 所述支柱包括位于所述开口和所述圆柱形第 一 端之间的狭槽。
14、 一种超越离合器，组合地包括，内环，所述内环在外表面上具有多个横向凹处和中断的外围凹槽，置于所述的多个横向凹处中的多个支柱，每个所述支柱限定开口 ，止动带，所述止动带穿过所述支柱中的所述开口延伸并围绕所述 外围凹槽中的所述内环，以及外环，所述外环设置成围绕所述内环并在内表面上具有多个横向 凹口 ，藉此，所述环之间在一个方向的相对转动使所述支柱接合在所述 凹口内，并传递所述环之间的4丑矩。
15、 根据权利要求14所述的超越离合器，其特征在于，所述内 环和所述外环是共轴的。
16、 根据权利要求14所述的超越离合器，其特征在于，所述外 围凹槽位于所述内环的所述外表面的中间。
17、 根据权利要求14所述的超越离合器，其特征在于，进一步 包括设置成围绕所述内环的内表面以及所述外环的外表面的多个齿。
18、 根据权利要求14所述的超越离合器，其特征在于，所述支 柱包括圓柱形第一端和与所述第一端相对的倾斜第二端。
19、 根据权利要求14所述的超越离合器，其特征在于，所述支 柱包括位于所述开口和所述圓柱形第 一 端之间的狭槽。
全文摘要
一种高扭矩容量单向离合器，包括嵌套在第二环或外环中的第一环或内环。所述内环包括在其外表面上的多个横向凹槽以及置于中间的环形凹槽。类似地，具有中间开口的多个活动支柱容纳在内环中的相应凹槽中，并被环形带保持在那里，该环形带穿过支柱中的开口并被容纳在环形凹槽中。外环包括位于其内表面上的多个横向凹槽，并容纳内环、支柱和环形带。随着所述环之间在一个方向上相对转动，支柱接合凹槽并阻止环之间的转动，从而传递扭矩。随着在相反方向的相对转动，支柱不接合地沿着外环的内表面滑动，所以不传递扭矩。
文档编号F16D41/06GK101408233SQ200810166149
公开日2009年4月15日 申请日期2008年10月8日 优先权日2007年10月9日
发明者D·P·乔佩克 申请人:通用汽车环球科技运作公司