密封高負載滾子式超越離合器的製作方法

2023-06-25 22:23:01 2

專利名稱：密封高負載滾子式超越離合器的製作方法
技術領域：
本公開總體涉及一種用於在兩個可轉動部件之間選擇性地傳遞轉矩的滾子式超越離合器。更具體地，公開了一種具有簡化的緊湊型設計的密封高負載滾子式超越離合器。
背景技術：
本部分陳述僅提供涉及本公開的背景信息，而可不構成現有技術。
將內燃發動機作為第一動力源而將電動機作為第二動力源的混合動力車輛基於燃料成本和環保的考慮而變得越來越受到歡迎。在至少一種混合動力車輛中，使內燃發動機的操作頻繁地起動及停止從而最高效地操作車輛可能是有利的。為了最小化和/或消除與典型內燃發動機起動系統相關聯的噪聲、振動和聲振粗糙度(harshness)，可能需要將起動機齒輪定位成與內燃發動機的一個構件常嚙合。為了允許起動機與內燃發動機之間的暫時性驅動互連，可能需要沿著該動力路徑定位離合器。
儘管可以結合各種離合器設計，但還是需要考慮特定的成本、尺寸、重量和轉矩負載能力。
傳統的超越離合器可包括具有光滑外表面的內座圈、具有凸輪形輪廓的內表面的外座圈以及定位在所述內座圈與所述外座圈之間的滾子。各滾子由相應的彈簧保持在適當位置以允許離合器依據所述內座圈與所述外座圈之間的相對轉動而以鎖止或非鎖止模式操作。各種離合器部件的製造公差通常結合以使得不是每個離合器滾子都同時與內座圈和外座圈接觸。因此，由該離合器傳遞的最大轉矩小於在每個滾子同時被夾在內座圈與外座圈之間的情況下所可能傳遞的轉矩量。
此外，已知的超越離合器通常在該離合器以超越模式操作時允許內座圈與外座圈之間有相對較大的同心度。存在這種情況是因為滾子不再與內座圈和外座圈均傳動接觸， 而允許座圈之間產生相對轉動。根據聯接至內座圈和外座圈的部件，同心度不足可能導致諸如不適當的齒輪嚙合、軸支撐之類的不理想的結果。基於上述考慮，有可能需要提供一種改進的密封高負載滾子式超越離合器。

發明內容
一種用於具有可轉動地支撐於發動機缸體內的曲軸的內燃發動機的起動系統，包括起動機、小齒輪和驅動盤，所述小齒輪由所述起動機選擇性地驅動，所述驅動盤具有與所述小齒輪常嚙合的一組齒。該起動系統還包括超越離合器組件，所述超越離合器組件適於使所述驅動盤與所述曲軸選擇傳動地互連。所述離合器組件包括內座圈、外座圈以及多個滾子元件，所述內座圈適於被固定為與所述曲軸一起轉動，所述外座圈被固定為與所述驅動盤一起轉動並且具有沿周向間隔開的凸輪形表面，所述多個滾子元件沿徑向定位在所述內座圈與所述外座圈之間。所述離合器組件還包括保持架組件、密封件和保持環。所述保持架組件包括聯接至彈簧圈的框架，所述彈簧圈包括多個徑向延伸的引導部，所述引導部設置成使各滾子元件以與形成在所述外座圈上的凸輪形表面對準的方式沿周向間隔開。所述引導部能夠彈性變形以允許各滾子元件與所述內座圈和所述外座圈同時接合。所述密封件與所述外座圈的內表面和所述內座圈的外表面接合併且沿軸向定位在所述滾子元件的外側。所述保持環定位在分別形成於所述內座圈與所述外座圈上的環形槽內以限制所述保持架的運動。
根據本文提供的描述，適用性的其它方面將變得顯而易見。應當理解，該描述及具體示例僅用於示例性目的而無意於限制本公開的範圍。


本文描述的圖僅用於示例的目的而無意於以任何方式限制本公開的範圍。
圖1是配備有密封高負載滾子式超越離合器的示例性混合動力車輛的示意圖； 圖2是圖示包括密封高負載滾子式超越離合器的內燃發動機起動系統的局部橫截面圖； 圖3是滾子離合器與驅動盤組件的立體圖； 圖4是滾子離合器的一部分的局部立體圖； 圖5是驅動盤與滾子離合器組件的局部分解立體圖； 圖6是滾子離合器的另一部分的局部分解立體圖； 圖7是滾子離合器的一部分的局部橫截面圖； 圖8是滾子離合器的另一部分的局部分解立體圖； 圖8A是圖示一種替代性多彈簧的局部橫截面圖； 圖9是圖示包括另一種密封高負載滾子式超越離合器的內燃發動機起動系統的一部分的局部橫截面圖； 圖10是圖示包括另一種密封高負載滾子式超越離合器的內燃發動機起動系統的一部分的局部橫截面圖； 圖11是圖示包括另一種密封高負載滾子式超越離合器的內燃發動機起動系統的一部分的局部橫截面圖； 圖12是配備有蓋(cap)和導靴件(shoe)的替代性離合器的局部橫截面圖； 圖13是替代性保持架與滾子組件的局部立體圖； 圖14是圖13中示出的保持架與滾子組件的局部剖視圖；以及 圖15是替代性驅動盤組件的分解立體圖。
具體實施例方式下文的描述本質上僅為示例性的而無意於限制本公開、應用或使用。應當理解，在所有附圖中，相應的參考數字指示類似或相應的零件和特徵。
圖1至8圖示了高負載單向超越離合器10，該高負載單向超越離合器10設置成在示例性車輛12內的可轉動部件之間選擇性地傳遞轉矩。車輛12可以構造為以內燃發動CN 102187110 A
說明書
3/8頁機14作為第一動力源的混合動力車輛，第二動力源由電動機16提供。圖1所示的示意示了一對從動輪18、20，所述一對從動輪18、20接收由內燃發動機14提供並通過變速器 22傳遞的轉矩。電動機16示出為與另一對從動輪MJ6驅動聯接。本領域普通技術人員將理解，由內燃發動機14或電動機16驅動的輪的數目僅為示例性的，且可以使用任意數目的其他動力傳動裝置，包括串聯式混合動力驅動、並聯式混合動力驅動、或串聯/並聯式混合動力驅動。可替代地，配備有超越離合器10的車輛無需是混合動力車輛，而可以是僅僅配備有內燃發動機動力源。
在車輛12的操作過程中，考慮到內燃發動機14將頻繁地停機及重起動以試圖提高燃料效率。例如，當控制器30確定車速低於預定閾值已達預定的時間量時，例如當車輛在停車燈處怠速工作時，內燃發動機14可能停機。依據對控制器30的一些輸入如節氣門位置，車輛12可能僅通過由電動機16提供的動力、由內燃發動機14和電動機16兩者提供的動力、或由內燃發動機14單獨提供的動力來推進。不管使用怎樣的控制方案，發動機14 都可能需要頻繁地重起動。
當控制器30發出信號以使內燃發動機14起動或重起動時，起動機34能夠選擇性地操作以向發動機14的曲軸38傳遞轉矩。起動機34包括與固定至驅動盤42的齒圈40 常嚙合的小齒輪36。齒圈40可與驅動盤42形成為一體，也可以是固定至驅動盤42以轉動的分離部件。驅動盤42包括中心孔44，該中心孔44容納離合器10的一部分。離合器10 在驅動盤42與曲軸38之間選擇性地傳遞轉矩。
離合器10包括被固定為與驅動盤42 —起轉動的外座圈46、被固定為與曲軸38 — 起轉動的內座圈48、多個滾子50、保持架52、多彈簧M、密封件56、密封件保持件58、多個摺疊彈簧59以及ID-0D(內外徑)夾件60。曲軸38由多個軸承(未示出)支撐以便在發動機缸體62內轉動。缸體密封件66設置在形成於發動機缸體62中的孔68內。缸體密封件66的柔性唇緣70與外座圈46的外表面72密封地接合。
外座圈46的先導部76定位在驅動盤42的孔44內。先導部76可以以壓配合方式聯接至驅動盤42，其中驅動盤42的內表面78定位成與外座圈46的徑向延伸凸緣80抵靠。更具體地，驅動盤42可以壓配合至外座圈46以及以微型花鍵聯接至外座圈46。可替代地，可以焊接驅動盤42和外座圈46。外座圈46的內徑包括環形槽82、密封孔84、多個凸輪形表面86和夾件槽88。每個槽82、88以及密封孔84均為大致圓柱形。凸輪形表面86 沿周向彼此間隔開，各凸輪形表面86具有淺端部92和沿徑向進一步凹入外座圈46內的深端部94。
內座圈48包括大致為圓形的圓柱形內表面96，該內表面96與曲軸38的外表面 98接合。如前所述，內座圈48被固定為與曲軸38—起轉動。在一種設置中，內座圈48通過螺紋緊固件(未示出)固定至曲軸38。內座圈48包括一組呈階梯狀的外表面，所述一組外表面包括密封孔100、輥面102和夾件槽104。各特徵100、102和104均包括光滑的大致圓柱形表面。內座圈48還包括形成在其軸向外側邊緣處的凸緣106。多個沿周向間隔開的槽口 108延伸穿過凸緣106。軸承拆卸工具(未示出)包括間隔開的腿部以便與所述槽口 108協作以允許所述工具以類似卡口的方式聯接至內座圈48。可使用這種技術將整個離合器10作為一個單元來拆卸。替代方法可包括在凸緣106上形成螺紋，使工具與凸緣106螺紋接合從而拆卸離合器10。
滾子與保持架組件110包括滾子50、保持架52、多彈簧M和多個對準塊112。滾子與保持架組件110可以隨後插入在外座圈46與內座圈48之間。
保持架52可以是模製的塑料部件或由金屬構造而成，並且可以將保持架稱為框架52。保持架52包括第一環120和第二環122，所述第一環120和第二環122彼此間隔開並由在第一環120和第二環122之間沿軸向延伸的一系列連結板IM互連。連結板IM對應於滾子50和對準塊112的所需位置而沿周向彼此間隔開預定的距離。連結板IM在保持架52內限定多個窗口 1 以容納滾子50以及多彈簧M的某些部分，這將在下文描述。 在與對準塊112的位置相對應的四個沿周向間隔開的位置處，第一環120、第二環122和選定連結板IM具有降低的高度。這些位置處的保持架窗口 1 大於滾子窗口以容置對準塊 112和摺疊彈簧59。
多彈簧M或彈簧圈M包括彼此沿軸向間隔開的第一輪緣140和第二輪緣142。 第一輪緣140和第二輪緣142中的每一個分別成形為在其中形成有間隙144的開口環。多個軸向延伸的支撐部146將第一輪緣140和第二輪緣142互連。支撐部146沿周向彼此間隔開且各自包括基部148和一對向上翻起的、徑向向外延伸的引導部150。優選地，第一輪緣140、第二輪緣142和支撐部146由一件彈簧鋼彼此一體地形成。各基部148包括貫穿其延伸的孔152。孔152與形成在某些預定的連結板124上的徑向向內延伸的銷釘153協作。各引導部150包括從基部148延伸的基部154、下腿部156和上腿部158。下腿部156 和上腿部158為以大於90°且小於180°的角度彼此相交的大致平面部分。在下腿部156 與上腿部158相交處形成凹槽160。
弓丨導部150彼此間隔開，使得成對的上腿部158的上緣162間隔開一距離，該距離小於滾子50的直徑。成對的凹槽160彼此間隔開一距離，該距離大於滾子50的直徑。因此，各滾子50被保持在引導部150、第一輪緣140和第二輪緣142之間的袋區164內並在其中自由轉動。各引導部150是能夠從其圖示的名義位置移開的彈性構件。因為各引導部 150能夠單獨移動，所以各滾子50可以同時與輥面102以及其中一個凸輪形表面86接合， 從而通過離合器10傳遞最大轉矩量。能夠彈性移動的引導部150允許略微寬鬆的離合器 10部件的公差設定，同時保證全套滾子50在需要時傳遞轉矩。
圖8A圖示了一種替代性的多彈簧的一部分，該多彈簧的一個引導部166 成形為先前描述的引導部150。對置且構造不同的引導部168包括大致豎直的壁169。引導部166與引導部168協作，從而為各滾子50提供三點支撐。
為了組裝滾子與保持架組件110，將滾子50卡入位於對置的成組引導部150內的位置。通過類似的方式，將對準塊112設置成與對置的成對指部170、172卡扣接合，所述指部170、172位於孔173的端部處且一體形成為多彈簧M的一部分。各對準塊112包括本體部174、定位在本體部174的相反端部處的第一墊部176和第二墊部178。指部170、172 與在墊部176、178中形成的槽179、181偏置地接合。本體部174包括弧形內接觸面180，該弧形內接觸面180定尺寸為與輥面102的曲率半徑相近。墊部176、178分別包括外接觸面 182、184。外接觸面182、184為弧形且沿著一公共半徑對準，該公共半徑近似地定尺寸為由形成在外座圈46上的凸臺部(land) 188所限定的內徑。凹入部190沿周向定位在成對的凸臺部188之間並且至少部分地由第一止動部192和第二止動部194限定。外接觸面182、 184與內接觸面180沿徑向間隔開一距離，從而當滾子50位於深端部94處或位於深端部94附近時，僅允許內座圈48相對於外座圈46的最小的不對準。
多彈簧M、滾子50和對準塊112的子組件通過將銷釘153插入穿過孔152而聯接至保持架52。此時，完成滾子與保持架組件110。在將滾子與保持架組件110定位在內座圈48與外座圈46之間以前，將摺疊彈簧59定位在凹入部190和保持架窗口 1 內。更具體地，將各摺疊彈簧59的底緣196置於各本體部174的外表面198上。
在另一種設置中，保持架52和多彈簧M可以彼此一體地形成為一體式保持架與彈簧。考慮所述一體式保持架與彈簧由彈性鋼材構成。
當滾子與保持架組件110和摺疊彈簧59適當地定位在外座圈46與內座圈48之間時，ID-OD夾件60由於被分別定位在夾件槽88和夾件槽104內而使外座圈46與內座圈 48互連。ID-OD夾件60限制滾子與保持架組件110朝內燃發動機14的軸向運動。ID-OD 夾件60、內座圈48和外座圈46之間存在間隙，以允許夾件60在內座圈48與外座圈46以高達6500RPM的速度相對於彼此轉動時保持在夾件槽88和夾件槽104中。
在滾子與保持架組件110的相對側，保持架保持板204定位成與形成在外座圈46 上的凸臺部206接觸。將密封件56壓入密封孔84中以使密封件56固定為與外座圈46 — 起轉動。密封件56包括唇緣部205、207，所述唇緣部205、207設置成與形成在內座圈48上的密封孔100滑動接合。環狀螺旋彈簧(garter spring) 208將柔性唇緣207偏置為與密封孔100接合。密封件保持件58可以成形為卡圈並以與密封件56的金屬架部分210抵靠的方式定位在環形槽82內。此時，離合器10得以完全組裝並且可以作為整體模塊來操縱。 如前所述，ID-OD夾件60限制滾子與保持架組件110朝內燃發動機14軸向運動。類似地， 保持架保持板204、密封件56和密封件保持件58限制滾子與保持架組件110沿相反的軸向方向運動遠離內燃發動機14。
在離合器10的組裝完成後，將缸體密封件66壓入形成在發動機缸體62中的孔68 內。通過使外座圈46固定而將離合器10固定至驅動盤42以便在孔44內轉動。驅動盤與離合器組件沿軸向移位，從而使內座圈48固定為與曲軸38 —起轉動，並且使柔性唇緣70 與外座圈46的外表面72密封地接合。在外座圈46上形成倒角212從而朝適當位置引導柔性唇緣70。
在車輛操作過程中，可能需要頻繁地起動和停止內燃發動機14。當內燃發動機14 停止時，外座圈46和內座圈48都不轉動。摺疊彈簧59與止動部194和其中一個連結板 124偏置地接合，從而朝凸輪形表面86的淺端部92迫壓滾子50。此時，離合器10處於鎖止模式或轉矩傳遞模式。在起動程序過程中，起動機34通電以轉動小齒輪36。通過小齒輪 36與齒圈40的嚙合互連，驅動盤42和外座圈46也轉動。此時，曲軸38和內座圈48不轉動。如此，產生外座圈46與內座圈48之間的相對轉動，進一步朝凸輪形表面86的淺端部 92迫壓滾子50。滾子50楔入凸輪形表面86與輥面102之間，從而在外座圈46與內座圈 48之間傳遞轉矩。在起動操作過程中，離合器10在鎖止模式下操作，不產生密封件56與內座圈48之間的相對運動。不產生缸體密封件66的內唇緣部70與外座圈46之間的相對運動。但是，在起動程序過程中，相對轉動的持續時間相對較短。
當內燃發動機14起動後，起動機34不再通電。隨著內燃發動機14運行，曲軸38 和內座圈48轉動得比外座圈46和驅動盤42快。凸輪形表面86朝深端部94迫壓滾子50。 力通過多彈簧M經保持架52傳遞至摺疊彈簧59中。摺疊彈簧59受到壓縮，而滾子50變為與凸輪形表面86脫離接合，從而將離合器10置於操作的超越模式中，在這種情況下，外座圈46與內座圈48之間不傳遞轉矩。此時，外座圈46停止轉動。不再產生缸體密封件66 與外座圈46之間的相對轉動。在內燃發動機14以其轉矩生成模式操作時，密封件56與內座圈48之間的相對轉動持續。當內座圈48相對於外座圈46轉動時，油進入形成在ID-OD 夾件60中的孔214以潤滑滾子50。不允許油經過密封件56或缸體密封件66。
密封式超越離合器10提供了一種在小型裝配外殼內提供高轉矩負載的低成本、 緊湊型解決方案。如前所述，內座圈48固定至曲軸38，由此限定離合器10的內徑。通過在由外座圈46和內座圈48限定的環狀外殼內緊密地裝配儘可能多的滾子50而使離合器10 的外徑最小化。在圖示示例中，使用四十個滾子。各滾子為直徑近似為4mm至5mm的大致圓柱形。相鄰滾子之間的中心距近似為7. 5mm。這樣，各相鄰滾子之間的間隙近似為2. 5mm 至3. 5mm、或滾子直徑的33%至50%。這種滾子的尺寸設定和裝配構型提供了理論上的高轉矩輸出。為保證離合器10的實際轉矩負載能力與理論轉矩負載能力大致相符，多彈簧M 配備有彈性引導部150，以保證在離合器10以鎖止模式操作時，各滾子以及所有滾子50在外座圈46與內座圈48之間傳遞轉矩。
圖9圖示了一種替代性的高負載單向超越離合器，該離合器以參考數字300標示。 離合器300在驅動盤302與內燃發動機及曲軸304之間選擇性地傳遞轉矩。除了單向離合器300是終身密封的且不像單向離合器10那樣接收潤滑流體流之外，單向離合器300大致類似於先前描述的單向離合器10。單向離合器300包括與先前關於離合器10所描述的部件大致類似地配置的外座圈306、內座圈308、保持架310、多彈簧312和多個滾子314。
離合器300還包括內側ID-OD鎖定環316、外側ID-OD鎖定環318、定位成與相應的鎖定環相鄰的內側密封板319和外側密封板321。ID-OD鎖定環316、318和密封板319、 321不僅限制內座圈308與外座圈306之間的相對軸向運動，而且還封住了在內座圈308、 外座圈306以及內側密封板319和外側密封板321之間形成的腔室。為了容置雙鎖定環， 外座圈306包括內側環形槽322和外側環形槽324。內座圈308包括與內側環形槽322軸向對準的內側環形槽326、以及與外側環形槽3M軸向對準的外側環形槽328。
內側密封板319包括外唇緣部330，該外唇緣部330定位在形成於外座圈306中與內側環形槽322相鄰的環形臺階部332內。臺階部332和密封板319定尺寸為使得內側 ID-OD鎖定環316將內側密封板319固定為與外座圈306 —起轉動。另一臺階部334形成為與內座圈308的內側環形槽3 相鄰。臺階部334定尺寸為使得密封板319在離合器 300的操作過程中保持離開內座圈308。應當理解，密封板319與內座圈308之間的間隙為最小，以限制汙染物通過內側ID-OD鎖定環316和內側密封板319而進入。
外側密封板321類似地定位於形成為與外側環形槽3M相鄰的臺階部336中。通過外側ID-OD鎖定環318將外側密封板321固定為與外座圈306 —起轉動。密封板321定位在形成於內座圈308中的另一臺階部338中。密封板321被保持在離開內座圈308的位置，以允許外座圈306與內座圈308之間的受到最小限度限制的相對轉動。
ID-OD鎖定環316、318和密封板319、321形成為實心構件且不包括與ID-OD夾件 60的孔214相似的孔。通過這種方式限制汙染物進入腔室320中。此外，更為粘滯的潤滑劑例如潤滑油脂可以被置於腔室320內以使離合器300得到終身潤滑。密封板319、321和 ID-OD鎖定環316、318限制潤滑油脂離開腔室320。
圖10圖示了另一種終身密封式單向離合器，該離合器以參考數字400標示。單向離合器400大致類似於單向離合器300。因此，類似的元件將保留其先前引入的參考數字， 包括上撇號角標「'」。
單向離合器400與單向離合器300的區別在於沒有使用內側ID-OD鎖定環。在內側ID-OD鎖定環的位置，安裝了圓形密封板402和卡圈404。具體地，外座圈406包括卡圈槽408和定位成與該卡圈槽408相鄰的環形臺階部410。密封板402和卡圈404的厚度以及用於環形臺階部410和環形槽408的定位的切口的深度彼此協作，使得密封板402被固定為與外座圈406 —起轉動。內座圈412包括凹入部414，該凹入部414容納密封板402的內緣416。凹入部414定尺寸為保持內座圈412與密封板402之間的間隙。應當理解，這些部件之間的間隙為最小，使得密封板402限制汙染物進入腔室320'內和/或將潤滑油脂容納在該腔室320'中。
圖11中示出了另一種替代性的終身密封式單向離合器500。單向離合器500大致類似於單向離合器400。因而僅詳細描述顯著差別。單向離合器500包括內座圈502，所述內座圈502具有徑向向內延伸的凸緣504。彈性體密封件506定位在形成於外座圈510上的槽508中。內座圈502相對於密封件506自由轉動。在內座圈502的內側邊緣附近形成有徑向向內延伸的凸出部512，以進一步限制汙染物觸及密封件506。離合器500的外側部包括如先前關於離合器300所描述的外側ID-OD鎖定環318"和外側密封板321"。
圖12圖示了另一種離合器，該離合器以參考數字600標示。離合器600包括固定為與驅動盤604 —起轉動的外座圈602、內座圈606、滾子607、保持架608、保持架保持板 610、密封件612和ID-OD夾件614。離合器600還包括蓋616，所述蓋616通過冷縮裝配過程聯接至外座圈602。因此，蓋616的圓柱形內表面618向外座圈602的圓柱形外表面620 施加壓縮力。該壓縮力抵消了當離合器600鎖定時在外座圈602中產生的周向應力。
此外，蓋616包括徑向向內延伸的凸緣622，所述凸緣622具有大致平坦的內表面 624。內表面擬4與ID-OD夾件614的表面擬6接合。ID-OD夾件614被保持在凸緣622與形成在外座圈602上的臺階部6 之間。蓋616用於將ID-OD夾件614鎖定至外座圈602。 ID-OD夾件614受到限制而在離合器操作過程中不相對於外座圈602轉動。
離合器600還包括導靴件(shoe) 632，該導靴件632固定至ID-OD夾件614的內徑部分634。導靴件632包括「C」形橫截面，具有通過端壁640互連的第一腿部636和第二腿部638。導靴件632可以由青銅、聚合物或某種其他減磨引導件材料形成。導靴件632可以通過包括機械緊固件例如鉚釘的多種方法或通過粘接而固定至ID-OD夾件614。可替代地，導靴件632可以包覆模製到ID-OD夾件614上。在另一種形式中，導靴件632可以由兩個零件形成，其中導靴件由可以在負載狀態下分離的機械鎖定裝置固定。第一腿部636包括引導面644，該引導面644與形成於內座圈606中的槽648的側壁646間隔開。類似的， 第二腿部638包括引導面650，該引導面650與槽648的相對的側壁652間隔開。
圖13和圖14圖示了一種替代性的滾子與保持架組件660，其包括滾子662、保持架664和多彈簧666。各滾子662保持在形成於保持架664上的內凹面668與多彈簧666 的外凸形末端670之間。多彈簧666的本體部672包括彎曲形狀，由此允許末端670在離合器操作過程中偏斜。末端670朝內凹面668偏置滾子662。滾子662定位在形成於外座圈678中的槽676內。
圖15圖示了一種替代性的驅動盤700，其包括齒輪702、輪轂704和外座圈706。 齒輪702優選地由金屬例如可硬化鋼構成並包括多個外齒708以及大致圓柱形內表面710。 輪轂704包括內環712、外環714和多個徑向延伸的輪輻716，該輪輻716將外環714與內環 712互連。輪轂704優選地由輕質材料例如聚合物構成。外座圈706優選地由金屬例如可硬化鋼構成並且大致類似於先前描述的外座圈。驅動盤700可以採用包覆模製過程構造， 在包覆模製過程中，將外座圈706和齒輪702放置於注射模具型腔內。將熔融樹脂注射至模具型腔中以限定輪轂704，並且同時將外環714固定至齒輪702以及將內環712固定至外座圈706。這種重量相對較輕且成本低的驅動盤700可以與先前描述的任意離合器一同使用。
此外，上述討論僅公開和描述了本公開的示例性實施方式。根據這種討論，並根據附圖及權利要求，本領域普通技術人員將很容易認識到，在不背離如以下權利要求中所限定的本公開的精神和範圍的情況下，可在其中進行各種改變、修改或變化。
權利要求
1.一種用於內燃發動機的起動系統，所述內燃發動機具有轉動地支撐在發動機缸體內的曲軸，所述起動系統包括起動機；小齒輪，所述小齒輪由所述起動機選擇性地驅動；驅動盤，所述驅動盤具有與所述小齒輪常嚙合的一組齒；以及超越離合器組件，所述超越離合器組件適於將所述驅動盤與所述曲軸選擇傳動地互連，所述離合器組件包括內座圈、外座圈以及多個滾子元件，所述內座圈適於固定為與所述曲軸一起轉動，所述外座圈固定為與所述驅動盤一起轉動且具有沿周向間隔開的凸輪形表面，所述多個滾子元件沿徑向定位在所述內座圈與所述外座圈之間，所述離合器組件還包括保持架組件、密封件和保持環，所述保持架組件具有聯接至彈簧圈的框架，所述彈簧圈包括多個徑向延伸的引導部，所述引導部設置成將各滾子元件以與所述凸輪形表面對準的方式沿周向間隔開，所述引導部能夠彈性變形以允許各滾子元件與所述內座圈和所述外座圈同時接合，所述密封件與所述外座圈的內表面以及所述內座圈的外表面接合，所述密封件沿軸向定位在所述滾子元件的外側，所述保持環由分別形成在所述內座圈和所述外座圈上的環形槽定位以限制所述保持架的運動。
2.如權利要求1所述的系統，其中，所述保持環包括延伸穿過所述保持環的多個油道。
3.如權利要求2所述的系統，其中，所述滾子元件、所述油道和所述密封件沿著大致相等的半徑定位。
4.如權利要求3所述的系統，其中，所述密封件包括比由所述凸輪形表面限定的直徑大的外徑。
5.如權利要求4所述的系統，其中，所述密封件包括比由所述內座圈上的滾子元件接觸表面限定的直徑小的內徑。
6.如權利要求1所述的系統，還包括密封件保持件，所述密封件保持件定位在形成於所述外座圈中的槽內並與所述密封件接合。
7.如權利要求1所述的系統，還包括缸體密封件，所述缸體密封件適於與所述發動機缸體和所述外座圈接合。
8.如權利要求1所述的系統，其中，所述保持環在所述座圈之間超過6500RPM的相對轉動速度下保持定位在形成於所述內座圈和所述外座圈上的每個環形槽內。
9.如權利要求1所述的系統，還包括沿周向間隔開的對準塊，所述對準塊聯接至所述保持架組件以便在離合器以超越模式操作時保持所述內座圈與所述外座圈之間的同心度。
10.如權利要求1所述的系統，還包括彈簧，所述彈簧作用在所述保持架組件和所述外座圈上，以使所述滾子元件與所述凸輪形表面和所述內座圈接合，從而將離合器置於轉矩傳遞模式。
11.如權利要求10所述的系統，還包括沿周向間隔開的對準塊，所述對準塊聯接至所述保持架組件以便在離合器以超越模式操作時保持所述內座圈與所述外座圈之間的同心度，其中，所述彈簧定位在形成於所述對準塊中的一個中的凹入部內。
12.如權利要求1所述的系統，其中，所述內座圈包括外側凸緣，所述外側凸緣包括延伸穿過所述外側凸緣的間隔開的槽口，所述槽口適於容納用於將所述離合器組件作為單件拆卸的離合器拆卸器。
13.如權利要求1所述的系統，其中，所述內座圈包括螺紋孔，所述螺紋孔適於容納用於將所述離合器組件作為單件拆卸的具有相應螺紋的工具。
14.一種超越離合器組件，其包括內座圈，所述內座圈適於固定為與第一可轉動構件一起轉動；外座圈，所述外座圈具有沿周向間隔開的凸輪形表面並且適於固定為與第二可轉動構件一起轉動；多個滾子元件，所述多個滾子元件沿徑向定位在所述內座圈與所述外座圈之間並與所述內座圈和所述外座圈選擇性地接合；保持架，所述保持架聯接至彈簧圈，所述彈簧圈包括多個徑向延伸的引導部，所述引導部成對地設置以使各滾子元件與所述凸輪形表面對準，所述引導部能夠彈性變形以允許各滾子元件與所述內座圈和所述外座圈同時接合；以及密封件，所述密封件與所述外座圈的內表面以及所述內座圈的外表面接合併且沿軸向定位在所述滾子元件的外側。
15.如權利要求14所述的離合器組件，還包括保持環，所述保持環定位在分別形成於所述內座圈與所述外座圈上的環形槽中以限制所述保持架的運動。
16.如權利要求15所述的離合器組件，其中，所述保持環包括延伸穿過所述保持環的多個油道。
17.如權利要求14所述的離合器組件，其中，所述滾子元件、所述油道和所述密封件沿著大致相等的半徑定位。
18.如權利要求14所述的離合器組件，其中，所述保持架包括由軸向延伸的連結板互連的間隔開的第一環和第二環。
19.如權利要求18所述的離合器組件，其中，成對的引導部在相鄰的成對的連結板之間沿徑向延伸。
20.如權利要求14所述的離合器組件，其中，各滾子元件具有直徑，相鄰的滾子元件之間具有小於一個滾子直徑的間隔。
21.如權利要求15所述的離合器組件，其中，所述保持環在所述座圈之間超過6500RPM 的相對轉動速度下保持定位在形成於所述內座圈和所述外座圈上的每個環形槽內。
22.如權利要求14所述的離合器組件，還包括沿周向間隔開的對準塊，所述對準塊聯接至所述保持架以便在離合器以超越模式操作時保持所述內座圈與所述外座圈之間的同心度。
23.如權利要求14所述的離合器組件，還包括彈簧，所述彈簧作用在所述保持架和所述外座圈上，以使所述滾子元件與所述凸輪形表面和所述內座圈接合，從而將離合器置於轉矩傳遞模式。
24.如權利要求14所述的離合器組件，還包括沿周向間隔開的對準塊，所述對準塊聯接至所述保持架以便在離合器以超越模式操作時保持所述內座圈與所述外座圈之間的同心度，其中，所述彈簧定位在形成於所述對準塊中的一個中的凹入部內。
25.如權利要求14所述的離合器組件，其中，所述內座圈包括外側凸緣，所述外側凸緣包括延伸穿過所述外側凸緣的間隔開的槽口，所述槽口適於容納用於將所述離合器組件作為單件拆卸的離合器拆卸器。
26.如權利要求14所述的離合器組件，其中，所述保持架和所述彈簧圈彼此一體地形成為整體式保持架彈簧。
27.—種超越離合器組件，包括內座圈，所述內座圈適於固定為與第一可轉動構件一起轉動；外座圈，所述外座圈具有沿周向間隔開的凸輪形表面並且適於固定為與第二可轉動構件一起轉動；多個滾子元件，所述多個滾子元件沿徑向定位在所述內座圈與所述外座圈之間並與所述內座圈和所述外座圈選擇性地接合；保持架，所述保持架聯接至彈簧圈，所述彈簧圈包括多個徑向延伸的引導部，所述引導部設置成使各滾子元件與所述凸輪形表面對準，所述引導部能夠彈性變形以允許各滾子元件與所述內座圈和所述外座圈同時接合；以及保持環，所述保持環定位在分別形成於所述內座圈和所述外座圈上的環形槽內以限制所述保持架的運動。
28.如權利要求27所述的組件，還包括密封板，所述密封板定位在所述保持環與所述滾子元件之間以使潤滑劑保持與所述滾子元件接觸。
29.如權利要求觀所述的組件，還包括另一個保持環，所述另一個保持環定位在分別形成於所述內座圈和所述外座圈上的環形槽內以限制所述保持架的運動。
30.如權利要求觀所述的組件，還包括另一個密封板，所述另一個密封板與所述保持環一樣定位在所述滾子元件的軸向相對側，所述密封板限制汙染物進入所述內座圈與所述外座圈之間。
31.如權利要求27所述的組件，其中，所述引導部成對地設置。
32.如權利要求27所述的組件，其中，僅單個引導部與各滾子接觸。
33.如權利要求32所述的組件，其中，所述引導部朝所述保持架的內凹面偏置所述滾子。
34.如權利要求27所述的組件，還包括蓋，所述蓋包括內表面，所述內表面外接於所述外座圈的外表面並與所述外座圈的外表面偏置地接合。
35.如權利要求34所述的組件，其中，所述蓋以冷縮裝配的方式固定至所述外座圈。
36.如權利要求34所述的組件，其中，所述蓋包括凸緣，所述凸緣與所述保持環接合以限制所述外座圈與所述保持環之間的相對轉動。
37.如權利要求27所述的組件，還包括導靴件，所述導靴件聯接至所述保持環並且定位在內座圈槽中。
38.如權利要求37所述的組件，其中，所述導靴件包含青銅和聚合材料中的一種。
39.如權利要求27所述的組件，還包括聚合物輪轂，所述聚合物輪轂包覆模製到所述外座圈和具有外齒的齒圈上。
全文摘要
一種離合器組件，包括內座圈、外座圈以及沿徑向定位在所述內座圈與所述外座圈之間的多個滾子元件。該離合器組件還包括保持架組件、密封件和保持環。所述保持架組件包括聯接至彈簧圈的框架，所述彈簧圈包括多個徑向延伸的引導部，所述引導部設置成將各滾子元件以與形成於外座圈上的凸輪形表面對準的方式沿周向間隔開。所述引導部能夠彈性變形以允許各滾子元件與所述內座圈和所述外座圈同時接合。所述密封件與所述外座圈的內表面以及所述內座圈的外表面接合，並沿軸向定位在所述滾子元件的外側。所述保持環定位在分別形成於所述內座圈與所述外座圈上的環形槽中以限制所述保持架的運動。
文檔編號F16D13/74GK102187110SQ200980141201
公開日2011年9月14日 申請日期2009年9月15日 優先權日2008年9月15日
發明者肖恩·斯蒂爾, 李建文, 約翰·薩博, 理察·D·穆伊澤拉爾 申請人:麥格納動力系有限公司