自同步离合器制造技术

一种离合器，包括内座圈和外座圈，每个座圈具有多个齿。棘爪支撑在内座圈上，设置在棘爪外侧的转换环在内周边上限定棘爪接合表面。销与形成在环和外座圈中的凸轮表面接合。当内座圈比外座圈旋转得快时，棘爪接合环，引起环与外座圈之间的相对移动，该相对移动使销沿着凸轮表面径向向内移动，以将销定位在座圈上的相应齿之间，并可旋转地联接座圈。当外座圈比内座圈旋转得更快时，环相对于外座圈移动，销沿着凸轮表面径向向外远离相应的齿移动，以使座圈脱开联接，使环与棘爪脱离接合，并允许外座圈超越内座圈。

Self-synchronous clutch

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自同步离合器
本公开涉及一种离合器。特别地，本公开涉及一种自同步离合器，其能够同步离合器的输入构件和输出构件，而不会使任一构件沿着离合器的旋转轴线轴向移位。
技术介绍
自同步离合器在各种应用中都很有用。在一个示例性应用中，自同步离合器可用于将动力从起动机传递到涡轮。涡轮通常用于在工业和制造设施以及大型船只上发电。起动机通常用于启动涡轮旋转部件的旋转，并使这些部件达到自持速度。因为涡轮需要相对长的时间才能完全静止，所以希望能够接合离合器以从马达向涡轮提供动力，或者即使涡轮在运动时也能够重新起动涡轮。因此，离合器必须能够同步其输入构件和输出构件，以避免接合过程中离合器构件上不期望的噪音和磨损，并确保完全接合以高效传递扭矩。在另一个示例性应用中，自同步离合器可用于在马达、涡轮或其他动力源与用作同步调相机的发电机之间传递动力。同步调相机用于通过吸收电力或发电来调节输电网上的电压。在同步调相中，离合器最初被接合以将动力从涡轮或其他动力源传递到发电机，以便使发电机的速度达到使发电机与输电网同步所需的速度。此时，离合器脱离接合以将发电机与动力源脱开联接，发电机充当由电网的电力驱动的马达。如果发电机的转速降低到低于动力源的转速，则离合器重新接合。常规的自同步离合器需要输入构件或输出构件之一沿着离合器的旋转轴线移动，以便使离合器接合和脱离接合。因此，离合器必须构造成可沿多个自由度受控移动。离合器在旋转轴线方向上还需要额外的空间，使得难以将离合器安装在预先存在的系统中(例如，当同步发电机被转换为用作同步调相机时)。专利技术人在此认识到需要一种离合器，该离合器将减少和/或消除上述缺陷中的一个或多个。
技术实现思路
提供了一种离合器。特别地，提供了一种自同步离合器，其能够同步离合器的输入构件和输出构件，而不会使任一构件沿着离合器的旋转轴线轴向移位。根据本专利技术一个实施例的离合器包括内座圈，该内座圈被构造成绕第一旋转轴线旋转并限定第一多个齿。离合器还包括外座圈，该外座圈设置在内座圈的径向外侧，并限定第二多个齿和第一多个凸轮表面。离合器还包括棘爪，该棘爪支撑在内座圈的第一轴向侧上，并被构造成绕平行于第一旋转轴线的第二旋转轴线旋转。离合器还包括转换环，该转换环设置在棘爪的径向外侧，并被构造成相对于外座圈旋转。转换环在径向内周边上限定多个棘爪接合表面，并限定第二多个凸轮表面。离合器还包括多个销。多个销中的每一个被构造为与第一多个凸轮表面和第二多个凸轮表面中的相应凸轮表面接合。内座圈绕第一旋转轴线在第一方向上以比外座圈转速更大的转速旋转，使得棘爪接合转换环中的多个棘爪接合表面之一，从而导致转换环与外座圈之间的相对移动，并且使多个销沿着第一多个凸轮表面和第二多个凸轮表面在径向向内的方向上移动，以将销定位在来自第一多个齿和第二多个齿的相应齿之间，并且联接内座圈与外座圈，以便于旋转。外座圈在第一方向上以比内座圈转速更大的转速的旋转导致转换环与外座圈之间的相对移动，从而使多个销沿着第一多个凸轮表面和第二多个凸轮表面在径向向外的方向上远离相应的齿移动，以使内座圈与外座圈脱开联接，并使转换环与棘爪脱离接合，并允许外座圈超越内座圈。根据本专利技术的另一个实施例的离合器包括第一内座圈和第一外座圈，该第一内座圈被构造成绕第一旋转轴线旋转，并限定第一多个齿，该第一外座圈设置在第一内座圈的径向外侧，并限定第二多个齿和第一多个凸轮表面。离合器还包括第二内座圈，该第二内座圈联接到第一内座圈以与第一内座圈一起旋转，并且被构造成绕第一旋转轴线旋转。第二内座圈限定了第三多个齿。离合器还包括第二外座圈，该第二外座圈设置在第二内座圈的径向外侧，并限定第四多个齿和第二多个凸轮表面。离合器还包括设置在第一内座圈与第二内座圈之间并支撑在第一内座圈上的棘爪。棘爪被构造成绕平行于第一旋转轴线的第二旋转轴线旋转。离合器还包括转换环，该转换环设置在棘爪的径向外侧，并被构造成相对于第一外座圈和第二外座圈旋转。转换环在径向内周边上限定多个棘爪接合表面，并限定第三多个凸轮表面。离合器还包括多个销。多个销中的每一个被构造为与第一多个凸轮表面、第二多个凸轮表面和第三多个凸轮表面中的相应凸轮表面接合。第一内座圈和第二内座圈绕第一旋转轴线在第一方向上以比第一外座圈和第二外座圈的转速更大的转速旋转，使得棘爪接合转换环中的多个棘爪接合表面之一，从而导致转换环与第一外座圈和第二外座圈之间的相对移动，并且使多个销沿着第一多个凸轮表面、第二多个凸轮表面和第三多个凸轮表面在径向向内方向上移动，用于将销定位在来自第一多个齿和第二多个齿的相应齿之间以及来自第三多个齿和第四多个齿的相应齿之间，以联接第一内座圈和第二内座圈以及第一外座圈和第二外座圈，以便于旋转。第一外座圈和第二外座圈在第一方向上以比第一内座圈和第二内座圈的转速更大的转速的旋转导致转换环与第一外座圈和第二外座圈之间的相对移动，从而使多个销沿着第一多个凸轮表面、第二多个凸轮表面和第三多个凸轮表面在径向向外方向上远离相应的齿移动，以使第一内座圈和第二内座圈与第一外座圈和第二外座圈脱开联接，使转换环与第一棘爪脱离接合，并允许第一外座圈和第二外座圈超越第一内座圈和第二内座圈。根据本教导的离合器相对于常规离合器是有利的，因为它能够同步离合器的输入构件和输出构件的旋转，而不使任一构件沿着离合器的旋转轴线移位。结果，离合器不必被构造成沿着旋转轴线移动，也不必被设计成控制这种移动。此外，离合器在旋转轴线方向上需要更少的空间，并且更容易改装到预先存在的系统中(例如，当同步发电机被转换为用作同步调相机时)。通过阅读下面的详细描述和权利要求，并通过阅读以示例方式示出本专利技术特征的附图，本专利技术的前述和其他方面、特征、细节、效用和优点将变得明了。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的离合器的截面图。图2是图1的离合器的一部分的透视图和截面图。图3A和图3B是沿着图1中的线3-3截取的图1和图2的离合器的截面图，示出了离合器脱离接合和接合。图4A和图4B是沿着图1中的线4-4截取的图1和图2的离合器的截面图，示出了离合器脱离接合和接合。具体实施方式现在参考附图，其中在各种视图中，相同的附图标记用于标识相同的部件，图1和图2示出了根据本专利技术一个实施例的离合器10。离合器10提供了一种机构，用于选择性地将扭矩从输入件或驱动构件传递到输出件或从动构件，并允许输出件超越输入件。在一个实施例中，离合器10可用于将扭矩从起动马达传输到涡轮。在另一个实施例中，离合器10可用于将扭矩从涡轮传输到用作同步调相机的发电机。然而，应当理解，离合器10可以用于多种应用。离合器10可以包括壳体12、轮毂14、轴承16、18、内座圈20、22、外座圈24、26、棘爪28、棘爪止挡环(pawllandingring)30、转换环32和销34。设置壳体12用于保护离合器10的部件免受外来物体和元件的影响，并定位和定向离合器10的部件。还设置外壳12用于在离合器10接合期间向从动构件或输出件传输扭矩。壳体12可以包括多个构件36、38、40、42、44。构件36、38、40、42、44可以由常规金属和金属合金制成。构件36、38、40、42、44中的每一个都是环形的，并且被构造成围绕离合器10的旋转轴线46设置。构件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离合器，包括:内座圈，所述内座圈被构造为绕第一旋转轴线旋转并限定第一多个齿；外座圈，所述外座圈设置在内座圈的径向外侧，并限定第二多个齿和第一多个凸轮表面；第一棘爪，所述第一棘爪被支撑在所述内座圈的第一轴向侧上，并且被构造为绕平行于所述第一旋转轴线的第二旋转轴线旋转；转换环，所述转换环设置在所述第一棘爪的径向外侧，并且被构造为相对于所述外座圈旋转，所述转换环在径向内周边上限定多个棘爪接合表面，并且限定第二多个凸轮表面；以及多个销，所述多个销中的每一个被构造为与第一多个凸轮表面和第二多个凸轮表面中的对应的销接合，其中，所述内座圈围绕所述第一旋转轴线在第一方向上以比所述外座圈的转速更大的转速旋转，使得所述第一棘爪接合所述转换环中的多个棘爪接合表面之一，从而导致所述转换环与所述外座圈之间的相对移动，并且使所述多个销沿着所述第一多个凸轮表面和第二多个凸轮表面在径向向内的方向上移动，以将所述多个销定位在来自第一多个齿和第二多个齿的相应齿之间，并且联接所述内座圈和所述外座圈，以便于旋转，所述外座圈在所述第一方向上以比所述内座圈的所述转速更大的转速旋转，引起所述转换环与所述外座圈之间的相对移动，从而使所述多个销沿第一多个凸轮表面和第二多个凸轮表面在径向向外的方向上并远离相应的齿移动，以使所述内座圈与所述外座圈脱开联接，并使所述转换环与所述第一棘爪脱离接合，并允许所述外座圈超越所述内座圈。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.17 US 62/423,2301.一种离合器，包括:内座圈，所述内座圈被构造为绕第一旋转轴线旋转并限定第一多个齿；外座圈，所述外座圈设置在内座圈的径向外侧，并限定第二多个齿和第一多个凸轮表面；第一棘爪，所述第一棘爪被支撑在所述内座圈的第一轴向侧上，并且被构造为绕平行于所述第一旋转轴线的第二旋转轴线旋转；转换环，所述转换环设置在所述第一棘爪的径向外侧，并且被构造为相对于所述外座圈旋转，所述转换环在径向内周边上限定多个棘爪接合表面，并且限定第二多个凸轮表面；以及多个销，所述多个销中的每一个被构造为与第一多个凸轮表面和第二多个凸轮表面中的对应的销接合，其中，所述内座圈围绕所述第一旋转轴线在第一方向上以比所述外座圈的转速更大的转速旋转，使得所述第一棘爪接合所述转换环中的多个棘爪接合表面之一，从而导致所述转换环与所述外座圈之间的相对移动，并且使所述多个销沿着所述第一多个凸轮表面和第二多个凸轮表面在径向向内的方向上移动，以将所述多个销定位在来自第一多个齿和第二多个齿的相应齿之间，并且联接所述内座圈和所述外座圈，以便于旋转，所述外座圈在所述第一方向上以比所述内座圈的所述转速更大的转速旋转，引起所述转换环与所述外座圈之间的相对移动，从而使所述多个销沿第一多个凸轮表面和第二多个凸轮表面在径向向外的方向上并远离相应的齿移动，以使所述内座圈与所述外座圈脱开联接，并使所述转换环与所述第一棘爪脱离接合，并允许所述外座圈超越所述内座圈。2.根据权利要求1所述的离合器，还包括棘爪止挡环，所述棘爪止挡环设置在所述内座圈的第一轴向侧上，并且联接到所述内座圈以与所述内座圈一起旋转，所述棘爪止挡环被构造成限制所述第一棘爪围绕所述第二旋转轴线在第一旋转方向上的旋转角度。3.根据权利要求2所述的离合器，其中，所述棘爪止挡环被构造成限制所述第一棘爪绕所述第二旋转轴线的第二旋转方向上的旋转角度，绕所述第二旋转轴线的所述第二旋转方向与绕所述第二旋转轴线的所述第一旋转方向相反。4.根据权利要求1所述的离合器，其中，所述外座圈限定多个凹部，所述多个凹部中的每一个相对于所述第二多个齿之一设置在所述第一多个凸轮表面之一的相对端，并且被构造为当所述外座圈超越所述内座圈时接纳所述多个销之一。5.根据权利要求1所述的离合器，还包括第二棘爪，所述第二棘爪被支撑在所述内座圈的第一轴向侧上，并且被构造为绕平行于所述第一旋转轴线的第三旋转轴线旋转，其中所述内座圈围绕所述第一旋转轴线在第一方向上以比所述外座圈的转速更大的转速的旋转使得所述第二棘爪接合所述转换环中的多个棘爪接合表面中的另一个，并且所述外座圈在所述第一方向上以比所述内座圈的转速更大的转速的旋转使得所述转换环与所述第二棘爪脱离接合。6.根据权利要求1所述的离合器，其中，所述转换环限定多个孔口，所述多个孔口中的每个孔口被构造成接纳所述多个销中的相应销，并且其中每个孔口的边界由所述第二多个凸轮表面中的相应一个限定。7.根据权利要求6所述的离合器，其中，所述外座圈限定多个凹部，所述多个凹部中的每一个相对于所述第二多个齿之一设置在所述第一多个凸轮表面之一的相对端，并且被构造为当所述外座圈超越所述内座圈时接纳所述多个销之一，当所述外座圈超越所述内座圈时，所述多个凹部中的每一个与所述多个孔口中的相应孔口的径向外部对准。8.一种离合器，包括:第一内座圈，所述第一内座圈被构造为绕第一旋转轴线旋转并限定第一多个齿；第一外座圈，所述第一外座圈设置在所述第一内座圈的径向外侧，并限定第二多个齿和第一多个凸轮表面；第二内座圈，所述第二内座圈联接到所述第一内座圈以与所述第一内座圈一起旋转，并且被构造为绕所述第一旋转轴线旋转，所述第二内座圈限定第三多个齿；第二外座圈，设置在所述第二内座圈的径向外侧，并限定第四多个齿和第二多个凸轮表面；第一棘爪，所述第一棘爪设置在第一内座圈与第二内座圈之间并支撑在所述第一内座圈上，所述第一棘爪被构造成绕平行于所述第一旋转轴线的第二旋转轴线旋转；转换环，所述转换环设置在所述第一棘爪的径向外侧，并被构造成相对于所述第一外座圈和第二外座圈旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·P·施托尔策，E·R·克里斯蒂安森，
申请(专利权)人：华纳电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US