一种气控牙嵌式取力器的制作方法

1.本实用新型涉及取力器领域，尤其涉及一种气控牙嵌式取力器。


背景技术：

2.传统车辆上使用的取力器采用电控气操作，取力器在取力时需要借助变速箱挂挡操作进行取力。在需要使用取力器时，驾驶员在驾驶室内控制取力器的开关，变速器控制器接收到空挡信号，使变速器调节至空挡状态，同时取力器的气缸推动取力器活塞至取力器挂挡状态，此时再挂入低挡位，即可使取力器进入取力工作。
3.部分新能源车辆的驱动整车动力的电机无变速器，因此，若需要取力器系统，则需要安装额外的电机，即为双电机系统，一台电机用于提供整车动力，另一台电机用于驱动取力器，双电机的驱动方式的能源利用率较低，驱动取力负载的电机安装还较为繁琐。使取力器进入取力工作的方式多为外置有气缸，气缸推动活塞带动拨叉和齿套，以将动力输入轴和动力输出轴结合，再利用止动原件控制齿套到达正确的结合位置，保证取力器的正常运作，整个取力器的体积大，占用空间大，结构复杂易故障。


技术实现要素：

4.为此，需要提供一种气控牙嵌式取力器,以解决现有技术中取力器整体体积大，占用空间大，结构复杂易故障，使用于新能源车辆处需配备双电机的问题。
5.为实现上述目的，实用新型人提供了一种气控牙嵌式取力器，包括缸体、活塞、输出法兰及结合齿套；
6.所述活塞呈环状，活塞设于缸体内，且活塞的外圈壁与缸体的内侧壁围成环形气腔；所述环形气腔密闭，且于环形气腔内泵入气体时，活塞被推动朝缸体的后端面所在方向移动，环形气腔的体积变大，于活塞被朝缸体的前端面所在方向推动，且气体从环形气腔内被排出时，环形气腔的体积变小；活塞的内圈壁所围成的空间贯穿缸体的前端面和后端面，形成轴通道；
7.所述结合齿套的内圈壁设有内花键，电机输入轴的侧壁及输出法兰的侧壁均设有外花键；结合齿套可轴向移动地套设于输出法兰外，且与输出法兰的外花键啮合；
8.所述轴通道的后端口供电机输入轴穿入；输出法兰位于轴通道的前端口处，结合齿套位于活塞内，并与活塞连接，且可相对活塞轴向旋转；于环形气腔内泵入气体时，结合齿套随活塞移动，至结合齿套套于穿入轴通道内的电机输入轴处，同时与电机输入轴的外花键及输出法兰的外花键啮合，以使输出法兰可随电机输入轴旋转。
9.作为本实用新型的一种优选结构，所述活塞的后端的外圈壁向外凸出形成第一环形凸出部，所述缸体的前端的内侧壁向内凸出形成第二环形凸出部；所述活塞的前端套设有第一密封圈，活塞的前端穿于第二环形凸出部内，且第一密封圈抵靠着第二环形凸出部的内圈壁，所述第一环形凸出部套设有第二密封圈，且第二密封圈抵靠着缸体的后端的内侧壁，以围成所述环形气腔。
10.作为本实用新型的一种优选结构，还包括回位弹性件，所述回位弹性件设于活塞与缸体的后端面之间，且于活塞被推动朝缸体的后端面所在方向移动时被弹性压缩，于气体从环形气腔内被排出时弹性伸长，以推动活塞被朝缸体的前端面所在方向推动。
11.作为本实用新型的一种优选结构，所述回位弹性件为弹簧。
12.作为本实用新型的一种优选结构，所述结合齿套通过第一轴承与活塞连接，所述第一轴承的内圈与结合齿套连接，第一轴承的外圈与活塞连接。
13.作为本实用新型的一种优选结构，还包括环状的前端盖，所述前端盖设于轴通道的前端口处，以限制活塞脱出；所述输出法兰穿过前端盖。
14.作为本实用新型的一种优选结构，还包括第二轴承，所述第二轴承设于前端盖内，且第二轴承的外圈与前端盖连接，第二轴承的内圈与输出法兰连接。
15.作为本实用新型的一种优选结构，还包括接近开关，所述接近开关设于活塞处，用于检测活塞是否移动到位。
16.作为本实用新型的一种优选结构，所述环形气腔开设有气口，用于排水、供气泵向环形气腔内泵入气体、供环形气腔内气体排出。
17.作为本实用新型的一种优选结构，所述缸体的外侧壁开设有螺栓孔，所述螺栓孔的轴向与穿至轴通道内的电机输入轴的轴向一致；螺栓穿过螺栓孔并旋至电机的后端盖处，以将缸体固定于电机的后端盖处。
18.区别于现有技术，上述技术方案所述的气控牙嵌式取力器，内置有气缸结构，且采用的是环形内气缸结构，因此，在安装时，可以直接安装在新能源车辆驱动整车动力的电机的后端面处，电机的输入轴可以由轴通道的后端口穿入轴通道内，与输出法兰正对，在向环形气腔内泵入气体时，结合齿套会随着活塞移动，朝靠近缸体的后端面所在方向移动，至结合齿套套于穿入轴通道内的电机的输入轴的外花键处，结合齿套同时与电机的输入轴和输出法兰的外花键啮合，以使输出法兰可随电机输入轴旋转，气孔牙嵌式取力器则实现了取力功能。无需单独配置额外的取力器电机，即使配置了额外的取力器电机，也可安装气控牙嵌式取力器以实现取力工作，具有互换性、通用性，无需外置气缸则能使输出法兰与电机的输入轴对接，整体结构简单体积小、安装方便、故障率低、维护成本低。
附图说明
19.图1为本实用新型一实施例涉及的气控牙嵌式取力器的剖面结构图；
20.图2为本实用新型一实施例涉及的气控牙嵌式取力器的端面结构图；
21.图3为本实用新型一实施例涉及的气控牙嵌式取力器的使用状态图。
22.附图标记说明：
23.1、缸体；100、环形气腔；101、轴通道；102、螺栓孔；103、第二环形凸出部；
24.2、活塞；200、第一环形凸出部；
25.3、输出法兰；
26.4、结合齿套；400、内花键；
27.5、第一密封圈；
28.6、第二密封圈；
29.7、回位弹性件；
30.8、第一轴承；
31.9、前端盖；
32.10、第二轴承；
33.11、接近开关；
34.12、气口；
35.13、螺栓；
36.14、电机；1401、输入轴；14010、外花键；1402、后端盖。
具体实施方式
37.为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
38.本实用新型提供了一种气控牙嵌式取力器，用于实现取力功能，是直接向电机14取力的中转设备，依靠压缩空气控制气控牙嵌式取力器内部的结合齿套4与电机14的输入轴1401的结合和分离，从而控制气控牙嵌式取力器的工作和停止。例如安装于环卫车动力总成处，环卫车在停车时需要利用液压泵升降翻斗，通过将液压泵对接本气控牙嵌式取力器的输出法兰3，即可驱动液压泵完成翻斗的升降作业，尤其是本实用新型的气控牙嵌式取力器具有互换性、通用性，整体结构简单体积小、安装方便、故障率低、维护成本低。
39.请参阅图1及图3，在具体的实施例中，所述气控牙嵌式取力器包括缸体1、活塞2、输出法兰3；所述缸体1为所述气孔牙嵌式取力器的壳体，具体地，缸体1设置成横向的柱状，缸体1的一端面为前端面，缸体1的另一端面为后端面，其内部具有容纳活塞2、输出法兰3及电机14的输入轴1401的空间，在使用时，缸体1的后端面与电机14的后端盖1402正对；所述活塞2用于在缸体1内泵入气体时，带动输出法兰3处的结合齿套4轴向移动；所述输出法兰3为与需要动力来源的机构连接的直接部件，在输出法兰3与电机14的输入轴1401传动连接后，则可以向电机14取力，以驱动与之连接的机构运动。
40.所述缸体1的前端面开设有缸口，在生产安装时，活塞2由缸口处放入缸体1内，因此，所述缸口的尺寸应不小于活塞2的尺寸。
41.所述活塞2呈环状，活塞2设于缸体1内，且活塞2的外圈壁与缸体1的内侧壁围成环形气腔100；所述环形气腔100密闭，且于环形气腔100内泵入气体时，活塞2被推动朝缸体1的后端面所在方向移动，环形气腔100的体积变大，于活塞2被朝缸体1的前端面所在方向推动，且气体从环形气腔100内被排出时，环形气腔100的体积变小。
42.为了设置出密闭且体积可变化，以推动活塞2移动的环形气腔100，在某一实施例中，所述缸体1的前端的内侧壁向轴心凸出并弯折，以围成环形凹槽，且环形凹槽的槽口与缸体1的缸口朝向相背，活塞2位于环形凹槽的槽口和缸体1的后端面之间，活塞2的前端穿至环形凹槽内，活塞2的前端与环形凹槽围成所述环形气腔100，活塞2的后端至缸体1的后端面之间留有活塞2移动的空间。
43.在另一实施例中，所述活塞2的后端的外圈壁向外凸出形成第一环形凸出部200，所述缸体1的前端的内侧壁向内凸出形成第二环形凸出部103；所述活塞2的前端套设有第一密封圈5，活塞2的前端穿于第二环形凸出部103内，且第一密封圈5抵靠着第二环形凸出部103的内圈壁，所述第一环形凸出部200套设有第二密封圈6，且第二密封圈6抵靠着缸体1
的后端的内侧壁，这样则可以以围成所述环形气腔100。
44.为了增大活塞2移动的移动行程，在进一步的实施例中，所述第二环形凸出部103沿着轴向方向的尺寸(即为厚度)应足够大，或所述第二环形凸出部103的内圈壁朝缸口的方向延伸，使得当环形气腔100内气体被完全排出时，所述活塞2的前端不会超出与缸体1的缸口外，当环形气腔100内泵入气体，且结合齿套随活塞2移动，至结合齿套4套于穿入轴通道101内的电机14的输入轴1401的外花键14010处时，所述活塞2的前端未与第一环形凸出部200分离。
45.在进一步的实施例中，所述第一密封圈5可以是y型密封圈，所述第二密封圈6也可以是y型密封圈。
46.在气孔牙嵌式取力器完成取力作业，为了断开动力的传递，则需要将环形气腔100内的气体排出，同时还需要给予活塞2推力，使活塞2朝远离电机14的输入轴1401的方向移动，以带动结合齿套4移动，使结合齿套4和电机14的输入轴1401的外花键14010分离，在某一实施例中，还包括回位弹性件7，所述回位弹性件7可以为弹簧。所述回位弹性件7设于活塞2与缸体1的后端面之间，且于活塞2被推动朝缸体1的后端面所在方向移动时被弹性压缩，于气体从环形气腔100内被排出时弹性伸长，以推动活塞2被朝缸体1的前端面所在方向推动。通过设置回位弹性件7则实现活塞2的回位，在环形气腔100内未泵入气体时，输出法兰3则是与电机14的输入轴1401分离的状态，即所述气孔牙嵌式取力器为常分离式，即在需要进行取力的时候才会接入到电机14，虽然需要进行停车取力，但是常分离式可以进一步降低能量损耗，不需要取力时气孔牙嵌式取力器不运行，可以主要运用于重卡车型，如自卸车、环卫车和专用车等等。
47.活塞2的内圈壁所围成的空间贯穿缸体1的前端面和后端面，形成轴通道101，由于缸体1的前端面开设缸口，因此，所述缸口即为所述轴通道101的前端口。所述轴通道101的后端口供电机14输入轴1401穿入，所述轴通道101的前端口供输出法兰3穿过，具体地，所述轴通道101的尺寸应大于输出法兰3需要穿入轴通道101内的部分的尺寸。所述结合齿套4的内圈壁设有内花键400，电机输入轴的侧壁及输出法兰的侧壁均设有外花键14010，所述外花键14010和内花键400相匹配；结合齿套可轴向移动地套设于输出法兰外，且与输出法兰的外花键啮合；在电机14的输入轴1401的外花键14010及输出法兰的外花键同时嵌入结合齿轮的内花键400处时，输出法兰3则可以与电机14的输入轴1401同轴旋转。
48.所述轴通道的后端口供电机输入轴穿入；输出法兰3可轴向旋转地设于轴通道101的前端口处；结合齿套位于活塞内，并与活塞连接，且可相对活塞轴向旋转；于环形气腔内泵入气体时，结合齿套随活塞移动，至结合齿套套于穿入轴通道内的电机输入轴处，同时与电机输入轴的外花键及输出法兰的外花键啮合，以使输出法兰可随电机输入轴旋转。由于结合齿套4与输出法兰的外花键啮合的同时，可相对输出法兰3轴向移动，因此，在结合齿套4随活塞2移动时，结合齿套4则相对输出法兰轴向移动，在电机的输入轴的外花键与结合齿套的内花键啮合后，结合齿套4随电机14的输入轴1401旋转时，输出法兰3也随电机14的输入轴1401旋转，以实现取力。在向环形气腔100内泵入气体时，输出法兰3随活塞2移动，至结合齿套4套于穿入轴通道101内的电机14输入轴1401的外花键14010处，以使输出法兰3可随电机14输入轴1401旋转，也就是结合齿套的一端的内花键与输出法兰的外花键啮合，同时，结合齿套的另一端的内花键与电机的输入轴的外花键啮合。
49.为了实现结合齿套4与活塞2连接，且结合齿套4可随活塞2移动，还可以相对活塞2旋转，在某一实施例中，所述结合齿套4通过第一轴承8与活塞2连接，所述第一轴承8的内圈与结合齿套4连接，第一轴承8的外圈与活塞2连接，所述第一轴承可以为深沟球轴承。
50.为了提高输出法兰3的稳定性，在优选的实施例中，还包括环形的前端盖，所述前端盖9设于轴通道101的前端口处，以限制活塞2脱出；所述输出法兰3穿过前端盖9。还包括第二轴承10，所述第二轴承10设于前端盖9内，且第二轴承10的外圈与前端盖9连接，第二轴承10的内圈与输出法兰3连接，所述输出法兰3即可随着结合齿套4旋转；所述第二轴承可以为深沟球轴承。
51.本气控牙嵌式取力器安装有接近开关11，所述接近开关11设于活塞2处，用于检测活塞2是否移动到位，以此来实现反馈控制，使控制更为精准，通过接近开关11的反馈，可以确保结合齿套4能够完成结合动作，且在结合完毕后即可启动电机14带动气孔牙嵌式取力器进行取力作业。
52.因本气孔牙嵌式取力器采取的是内气缸技术，所以对通入的压缩空气有干燥要求，湿润的压缩空气会在气缸中凝露而导致内气缸积水，长期运行会造成故障，所以需定期放出凝露而成的液态水。针对此问题，请参阅图1及图2，本气孔牙嵌式取力器设计了气口12，具体地，所述环形气腔100开设有气口12，用于排水、供气泵向环形气腔100内泵入气体、供环形气腔100内气体排出。当需要排除气孔牙嵌式取力器内部的冷凝水或者其他杂质时，只需要将气口12打开，待冷凝水或者其他杂质排除后，再通入压缩空气即可完成清理工作，以此保证气孔牙嵌式取力器的工作稳定性。
53.所述气孔牙嵌式取力器需要安装于电机14的后端盖1402处，为此，在进一步的实施例中，所述缸体1的外侧壁开设有螺栓孔102，所述螺栓孔102的轴向与穿至轴通道101内的电机14输入轴1401的轴向一致；螺栓13穿过螺栓孔102并旋至电机14的后端盖1402处，以将缸体1固定于电机14的后端盖1402处。
54.本实用新型提供的气孔牙嵌式取力器是内置有气缸结构，且采用的是环形内气缸结构，因此，在安装时，可以直接安装在新能源车辆驱动整车动力的电机14的后端面处，电机14的输入轴1401可以由轴通道101的后端口穿入轴通道101内，与输出法兰3正对，在向环形气腔100内泵入气体时，结合齿套会随着活塞2移动，朝靠近缸体1的后端面所在方向移动，至结合齿套4套于穿入轴通道101内的电机14的输入轴1401的外花键14010处，结合齿套同时与电机的输入轴和输出法兰的外花键啮合，以使输出法兰3可随电机14输入轴1401旋转，气孔牙嵌式取力器则实现了取力功能。无需单独配置额外的取力器电机14，即使配置了额外的取力器电机14，也可安装气控牙嵌式取力器以实现取力工作，具有互换性、通用性，无需外置气缸则能将使输出法兰3与电机14的输入轴1401对接，整体结构简单体积小、安装方便、故障率低、维护成本低。
55.需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围之内。