[发明专利]可切换式棘齿离合器

说明书

一种可切换式棘齿离合器，该可切换式棘齿离合器基于凸轮环和内环的相对旋转位置实现了四种不同的操作模式。在中心的相对位置中，外环能够相对于内环在任一方向上自由地旋转。在任一极限的相对位置中，防止外环相对于内环在任一方向上旋转。在中心位置的任一侧的中间位置中，允许外环在一个方向上旋转但不在另一方向上旋转。多个掣爪被支承在内环上并且通过弹簧架上的弹簧被径向地推动成与外环脱离接合。弹簧架与凸轮环在各单向位置之间移动，但是当移动到极限位置中时，凸轮环相对于弹簧架旋转。

技术领域

本公开总体涉及离合器的领域。更特别地，本公开涉及棘齿离合器，该棘齿离合器能够在包括自由-自由模式、两种单向模式和两种锁定-锁定模式的五种模式中切换。

背景技术

汽车变速器在发动机与从动轮之间建立了多种可选择的速度比。对于离散比变速器而言，通常通过接合特定的离合器来选择速度比。离合器限制了部件之间的相对旋转，部件中的一个部件或两个部件能够以其他方式相对于变速器外壳旋转。一些离合器依靠摩擦力来限制相对运动。另一方面，棘齿离合器具有接合成用以阻止沿一个方向的相对运动的掣爪或其他部件、以及用以允许沿相反方向的相对运动的棘齿。

一些棘齿离合器是完全无源装置。其他棘齿离合器能够在各模式之间切换。例如，可切换式棘齿离合器可以包括允许在两个方向上进行相对旋转的第一模式和允许在仅一个方向上进行相对旋转的第二模式。先前已知的可选择的四模式棘齿离合器通过对多个双模式棘齿离合器进行组合而形成。

发明内容

可切换式棘齿离合器包括内环、外环、凸轮环、多个掣爪和多个棘齿弹簧。外环具有内齿廓并且被支承为用于相对于内环旋转。凸轮环被支承为用于相对于内环在第一范围内旋转。所述多个掣爪由内环支承。所述多个棘齿弹簧中的每一者促使相应的掣爪径向朝向凸轮环，并且基于凸轮环相对于内环的相对旋转位置而将相应的掣爪相对于外环定位。在第一相对旋转位置中，相应的掣爪未接合外环。在第二相对旋转位置中，相应的掣爪接合齿廓以防止外环相对于内环在第一方向上的旋转同时允许在第二方向上的相对旋转。在第三相对旋转位置中，相应的掣爪接合齿廓以防止外环相对于内环在第二方向上的旋转同时允许在第一方向上的相对旋转。在第四相对旋转位置和第五相对旋转位置中，相应的掣爪接合齿廓以防止外环相对于内环在第一方向和第二方向上的旋转。第一相对旋转位置可以在第二相对旋转位置与第三相对旋转位置之间。第二相对旋转位置可以在第一相对旋转位置与第四相对旋转位置之间。第三相对旋转位置可以在第一相对旋转位置与第五相对旋转位置之间。弹簧架可以被支承为用于相对于内环在小于第一范围的第二范围内旋转。棘齿弹簧可以固定至弹簧架。多个回位弹簧可以在凸轮环与弹簧架之间起作用。弹簧架相对于内环的旋转可以改变棘齿弹簧在掣爪上的力的中心，从而促使掣爪倾斜成与齿廓接合。每个掣爪可以包括第一臂部和第二臂部。第一臂部可以构造成接合齿廓以防止在第一方向上的相对旋转。第二臂部可以构造成接合齿廓以防止在第二方向上的相对旋转。