CN115853937A - 一种自带刹车结构的摩擦式取力器 - Google Patents

Abstract

为了解决取力器脱开后输出口转动以及摩擦挂挡结构与刹车锁止结构油腔共用和先后顺序的问题，本发明提供了一种自带刹车结构的摩擦式取力器，包括箱体、输出端盖、输出轴、自内向外依次套设在输出轴上的输出齿轮、挂挡活塞、刹车活塞以及刹车锁止组件，输出齿轮与输出轴之间还设置有离合摩擦片组，刹车锁止组件包括用于和输出端盖内壁抵接的第一制动蹄，挂挡活塞与刹车活塞之间设置有密闭空腔，挂挡活塞带动离合摩擦片组将输出齿轮和输出轴固定和分离，带动刹车活塞带动刹车锁止组件与输出端盖自带盖锁止和分离，实现车辆行驶过程中取力器的脱开和啮合，并且刹车锁止装置避免了取力器脱开后输出口转动和对后部连接机构产生影响。

Description

一种自带刹车结构的摩擦式取力器

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种自带刹车结构的摩擦式取力器。

背景技术

随着社会发展，专用车辆的需求不断的提高，车辆种类也越来越多，专用车一般是使用取力器从发动机或变速箱对动力进行取力输出，使车辆能够在特殊应用下进行作业，对于一些特殊应用场合，车辆在行驶过程中使用取力器，需要取力器能在行驶过程中进行啮合和脱开操作，这种一般采用摩擦片式结构，但取力器脱开后由于摩擦力的存在，取力器输出口轻微的转动，对后部连接机构产生影响。

发明内容

为了解决取力器脱开后输出口转动以及摩擦挂挡结构与刹车锁止结构油腔共用和先后顺序的问题，本发明提供了一种自带刹车结构的摩擦式取力器，采用的技术方案如下：

一种自带刹车结构的摩擦式取力器，包括箱体、输出轴以及输出端盖，其特征在于：

所述输出轴内外两端分别与箱体和输出端盖转动连接，并且输出轴上在轴向方向上自内向外依次同轴套接有输出轴齿轮、挂挡活塞、刹车活塞以及刹车锁止组件，所述输出轴上同轴固定连接有传扭齿，传扭齿轴向内外两侧分别设置有第一轴肩和第二轴肩；

所述输出轴齿轮同轴转动连接于输出轴第一轴肩轴向内侧，输出轴齿轮轴向外侧同轴固定连接有位于传扭齿径向外侧的齿圈，所述齿圈与传扭齿之间设有离合摩擦片组；

所述挂挡活塞和刹车活塞均位于第二轴肩轴向外侧且均沿输出轴长度方向与输出轴滑动连接，挂挡活塞与刹车活塞之间设置有密闭空腔，刹车活塞轴向外侧设置有带有内斜面的锥环；

所述刹车锁止组件由内圈、第一制动蹄组成，内圈同轴固定连接于输出轴的径向外侧，所述第一制动蹄铰接于内圈的径向外侧，第一制动蹄轴向内侧壁上固定连接有第一推板，第一推板轴向内端面上设置有与锥环配合轴向滑动的倾斜面；

此外，位于挂挡活塞轴向外侧、刹车活塞轴向内侧、刹车锁止组件轴向外侧以及输出齿轮轴向内侧的输出轴上设置有用于对上述部件轴向限位的限位件，所述挂挡活塞与第二轴肩之间、刹车活塞与刹车锁止组件之间均设置有复位件，并且刹车活塞与刹车锁止组件之间的复位件刚度小于挂挡活塞与第二轴肩之间的复位件刚度；

所述输出轴上设置有第一油道，所述第一油道进油口位于输出轴内端，第一油道出口与挂挡活塞和刹车活塞之间的密闭空腔相连。

优选的，所述内圈径向外侧还设置有第二制动蹄，所述第二制动蹄与内圈径向外侧壁铰接相连，且第二制动蹄与第一制动蹄在内圈径向外侧壁的圆周方向上处于不同位置，第二制动蹄轴向外侧壁上固定连接有第二推板，第二推板轴向内侧面上设置有与锥环内斜面配合滑动的倾斜面，并且在轴向方向上第一推板内端面位于第二推板内端面的内侧。

优选的，所述输出端盖内侧设置有制动环，制动环上设置有制动卡槽，所述第二制动蹄径向外侧面上还固定连接有与制动卡槽卡接配合的制动凸台。

优选的，所述限位件包括位于挂挡活塞轴向外侧的第一卡簧、位于刹车活塞轴向内侧的第二卡簧、位于刹车伸缩组件轴向外侧的第三卡簧以及位于输出齿轮轴向内侧的第四卡簧。

优选的，所述复位件包括连接于挂挡活塞与第二轴肩之间的第一膜片弹簧、连接于内圈与刹车活塞之间的第二膜片弹簧。

优选的，所述输出轴上还设置有第二油道，所述第二油道出油口与传扭齿和齿圈之间的空腔相连。

本发明的有益效果在于：

1、本装置可实现车辆行驶过程中取力器的脱开和啮合，通过设置刹车结构，避免了取力器脱开后输出口轻微转动以及对后部连接机构的影响；

2、本发明设置的刹车锁止组件可以兼顾摩擦制动和刚性制动的优势，极大地提高了制动力矩。

3、本发明采用挂挡活塞和刹车活塞油腔共用，挂挡和摘挡操作下可同时实现对离合摩擦片组和刹车锁止组件的控制，并且刹车活塞与刹车锁止组件之间的复位件刚度小于挂挡活塞与第二轴肩之间的复位件刚度，能够保证在挂挡油腔压力增大时，刹车活塞先动作解除刹车，在摘挡油腔压力减小时，刹车活塞后动作启动刹车，解决了挂挡和摘挡操作下离合摩擦片组和刹车锁止组件的先后动作顺序问题，避免了传动结构的磨损。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为输出端盖结构示意图

图3为输出齿轮结构示意图

图4为输出轴结构示意图

图5为刹车锁止组件结构示意图

图6为第一制动蹄和第二制动蹄结构示意图

图7为输出轴与刹车锁止组件连接结构示意图

其中，1-箱体，2-输出端盖，21-制动环，22-制动卡槽；

3-输出齿轮，31-齿圈；

4-输出轴，41-第一轴肩，42-传扭齿，43-第二轴肩，44-第一油道，441-第一油道出口，45-第二油道；

5-离合摩擦片组；

6-挂挡活塞，61-第一膜片弹簧，62-圆环；

7-刹车活塞，71-锥环，72-第二膜片弹簧；

8-刹车锁止组件，81-内圈，82-第一制动蹄，821-第一推板，83-弹簧，84-连接销，85-键，86-第二制动蹄，861-第二推板，862-制动凸块；

9-第三卡簧，10-第一轴承，11-第四卡簧，12-挡圈，13-第一卡簧，14-第二卡簧，15-第二轴承，16-第三轴承。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于视图方向或位置关系，仅是为了便于描述发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

如图1-7所示的自带刹车结构的摩擦式取力器，包括箱体1、输出端盖2、输出齿轮3、输出轴4、离合摩擦片组5、挂挡活塞6、刹车活塞7以及刹车锁止组件8，输出轴4左端通过第二轴承15与箱体1转动相连，右端通过第三轴承16与输出箱盖2转动相连，输出齿轮3、挂挡活塞6、刹车活塞7以及刹车锁止组件8自左向右依次同轴套设在输出轴4上。

具体的，输出端盖2如图2所示，左侧同轴固定连接有制动环21，制动环21上设置有两组制动卡槽211。

输出轴4如图4所示，中部设置有同轴分布的传扭齿42，传扭齿42直径大于输出轴4，并且在传扭齿42左右两侧的输出轴4上分别固定连接有第一轴肩41和第二轴肩43。

输出齿轮3通过第一轴承10与输出轴4同轴转动连接，并且输出齿轮3位于第一轴肩41的左侧，输出轴4上还固定连接有位于输出齿轮3左侧的挡圈12，挡圈12外侧的输出轴4上固定连接有第四卡簧11，挡圈12和第四卡簧11对输出齿轮3左侧位置进行轴向限位，第一轴肩41对输出齿轮3右侧位置进行限位，输出齿轮3如图3所示，右侧同轴固定连接有齿圈31，所述齿圈31内壁上设置有轮齿，齿圈31与传扭齿42之间设有离合摩擦片组5。

挂挡活塞6位于第二轴肩43右侧，挂挡活塞6与输出轴4之间间隙配合并且二者之间设置有第一O型圈63进行密封，挂挡活塞6可沿输出轴4长度方向左右滑动，输出轴4径向外壁上固定连接有位于滑档活塞6轴向外侧的第一卡簧13，挂挡活塞6右端同轴固定连接有圆环62，通过第二轴肩43和第一卡簧13对挂挡活塞6左右方向限位，而且挂挡活塞6与第二轴肩43之间还连接有第一膜片弹簧61，在摘挡状态下，第一膜片弹簧61推动挂挡活塞6向右侧移动并与第一卡簧13接触。

刹车活塞7位于挂挡活塞6的右侧，刹车活塞7左右滑动连接于输出轴4径向外侧壁和圆环62内壁之间，刹车活塞7径向外壁与圆环62内壁之间、刹车活塞7径向内壁与输出轴4之间分别设置有第二O型圈64和第三O型密封圈73用于密封，刹车活塞7与圆环62之间形成密闭的空腔，而且在输出轴4上固定连接有位于刹车活塞7左侧的第二卡簧14，刹车活塞7与刹车锁止组件8的内圈81之间连接有第二膜片弹簧72，通过第二卡簧14和刹车锁止组件8的内圈81对刹车活塞7左右方向进行限位，另外，在刹车活塞7的右侧面上还固定连接有锥环71，锥环71外侧面设置有内斜面，摘挡状态下，第二膜片弹簧72推动刹车活塞7至左侧并与第二卡簧14接触，另外，在本实施例中，第二膜片弹簧72的刚度小于第一膜片弹簧61的刚度。

刹车锁止组件8如图1、图5、图6以及图7所示，包括内圈81,、第一制动蹄82、弹簧83、第二制动蹄86，内圈81内壁上设置有键槽，内圈81通过键85与输出轴4同轴固定连接，两组第一制动蹄82分别通过连接销84铰接于内圈81径向外侧壁的上下两端，两组第二制动蹄86分别通过连接销84铰接于内圈径向外侧壁的前后两端，第一制动蹄82和第二制动蹄86均呈弧形杆状结构，其活动端沿同一圆周方向分布，第一制动蹄82和第二制动蹄86与内圈81的径向外侧壁之间均连接有弹簧83，而且，第一制动蹄82轴向内侧壁即左端面上固定连接有第一推板821，第二制动蹄86的轴向内侧壁即左端面上固定连接有第二推板861，第一推板821和第二推板861的内端面上均设置有与锥环71的内斜面配合滑动相连的倾斜面，第一推板821左端面位于第二推板861左端面的左侧，即第二推板861向左侧伸出长度大于第一推板821，并且在第二制动蹄86的径向外侧壁上固定连接有向外侧突出一定长度的制动凸台862，制动凸台862与制动卡槽211之间可以卡接配合，在摘挡状态下，第一制动蹄82通过弹簧83带动径向向外压紧在制动环21上，完成刹车制动，第二制动蹄86通过弹簧83带动径向向外推动制动凸台862嵌入制动卡槽211内，完成锁止。

此外，在输出轴4内部还设置有沿轴向分布的第一油道44和第二油道45，两油道进油口均位于输出轴4左端，第一油道出口441与挂挡活塞6和刹车活塞7之间的空腔相连，通过油压带动挂挡活塞6和刹车活塞7沿输出轴4轴向滑动，第二油道45出油口与齿圈31和传扭齿42之间的空腔相连，第二油道45内常通有润滑油，用于润滑离合摩擦片组5和第一轴承10。

本装置工作原理如下：

在摘挡状态下，第一油道44内不通油，此时挂挡活塞6在第一膜片弹簧61的作用下向右侧顶紧在第一卡簧13上，刹车活塞7在第二膜片弹簧72的作用下向左侧顶紧至第二卡簧14上，第一制动蹄82在弹簧83的作用下顶紧在制动环21的内壁上，用于阻止输出轴4转动，而离合摩擦片组5与齿圈31和传扭齿42分离，输出齿轮3可通过第一轴承10绕输出轴4自由转动，动力无法传递至输出轴4。

当挂挡时，高压油通过第一油道44进入挂挡活塞6与刹车活塞7之间的空腔内，此时，由于挂挡活塞6与刹车活塞7油腔直径相同，第二膜片弹簧72刚度小于第一膜片弹簧61，因此，油液会率先推动刹车活塞7克服第二膜片弹簧72压力右移，而且由于第二推板861左端面位于第一推板821左端面的左侧，所以锥环71内斜面首先与第二推板861倾斜面接触，并将第二推板861顺着倾斜面在径向方向上向内侧压缩，使制动凸台862脱离制动卡槽211，解除锁止状态，刹车活塞7继续向右移动，锥环7内斜面与第一推板821倾斜面接触，将第一推板821顺着倾斜面在径向方向上向内侧压缩，使第一制动蹄82与制动环21脱离接触，解除刹车状态；当油压继续增大，油液推动挂挡活塞6克服第一膜片弹簧61压力左移，挂挡活塞6左端压紧离合摩擦片组5，离合摩擦片组5上下两端分别与齿圈31和传扭齿42压紧，从而将输出齿轮3动力通过离合摩擦片组5传递至输出轴4。

摘挡时，第一油道44内油液断流，压力下降，挂挡活塞6分别第一膜片弹簧61作用下向右侧移动复位，挂挡活塞6通过第一卡簧13进行右侧限位，此时挂挡活塞6左端与离合摩擦片组5分离，输出齿轮3和输出轴4之间动力传输中断，而刹车活塞7向左移动，锥环71内斜面首先与第一推板821倾斜面脱离，第一制动蹄82在弹簧83的作用下与制动环21接触，在摩擦力作用下降低输出轴4转速并制动，刹车活塞7继续向左移动时，锥环71斜面与第二推板861斜面脱离，第二推板861在弹簧83的作用下向径向外侧转动，直至制动凸台862嵌入到制动卡槽211内，完成锁止复位。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种自带刹车结构的摩擦式取力器，包括箱体（1）、输出轴（4）以及输出端盖（2），其特征在于：

所述输出轴（4）内外两端分别与箱体（1）和输出端盖（2）转动连接，并且输出轴（4）上在轴向方向上自内向外依次同轴套接有输出轴齿轮（3）、挂挡活塞（6）、刹车活塞（7）以及刹车锁止组件（8），所述输出轴（4）上同轴固定连接有传扭齿（42），传扭齿（42）轴向内外两侧分别设置有第一轴肩（41）和第二轴肩（43）；

所述输出轴齿轮（3）同轴转动连接于输出轴（4）第一轴肩（41）轴向内侧，输出轴齿轮（3）轴向外侧同轴固定连接有位于传扭齿（42）径向外侧的齿圈（31），所述齿圈（31）与传扭齿（42）之间设有离合摩擦片组（5）；

所述挂挡活塞（6）和刹车活塞（7）均位于第二轴肩（43）轴向外侧且均沿输出轴长度方向与输出轴（4）滑动连接，挂挡活塞（6）与刹车活塞（7）之间设置有密闭空腔，刹车活塞（7）轴向外侧设置有带有内斜面的锥环（71）；

所述刹车锁止组件（8）由内圈（81）、第一制动蹄（82）组成，内圈（81）同轴固定连接于输出轴（4）的径向外侧，所述第一制动蹄（82）铰接于内圈（81）的径向外侧，第一制动蹄（82）轴向内侧壁上固定连接有第一推板（821），第一推板（821）轴向内端面上设置有与锥环（71）配合轴向滑动的倾斜面；

此外，位于挂挡活塞（6）轴向外侧、刹车活塞（7）轴向内侧、刹车锁止组件（8）轴向外侧以及输出齿轮（3）轴向内侧的输出轴（4）上设置有用于对上述部件轴向限位的限位件，所述挂挡活塞（6）与第二轴肩（43）之间、刹车活塞（7）与刹车锁止组件（8）之间均设置有复位件，并且刹车活塞（7）与刹车锁止组件（8）之间的复位件刚度小于挂挡活塞（6）与第二轴肩（43）之间的复位件刚度；

所述输出轴（4）上设置有第一油道（44），所述第一油道（44）进油口位于输出轴（4）内端，第一油道出口（441）与挂挡活塞（6）和刹车活塞（7）之间的密闭空腔相连。

2.根据权利要求1所述的自带刹车结构的摩擦式取力器，其特征在于，所述内圈（81）径向外侧还设置有第二制动蹄（86），所述第二制动蹄（86）与内圈（81）径向外侧壁铰接相连，且第二制动蹄（86）与第一制动蹄（82）在内圈（81）径向外侧壁的圆周方向上处于不同位置，第二制动蹄（86）轴向外侧壁上固定连接有第二推板（861），第二推板（861）轴向内侧面上设置有与锥环（71）内斜面配合滑动的倾斜面，并且在轴向方向上第一推板（821）内端面位于第二推板（861）内端面的内侧。

3.根据权利要求2所述的自带刹车结构的摩擦式取力器，其特征在于，所述输出端盖（2）内侧设置有制动环（21），制动环（21）上设置有制动卡槽（211），所述第二制动蹄（86）径向外侧面上还固定连接有与制动卡槽（211）卡接配合的制动凸台（862）。

4.根据权利要求1所述的自带刹车结构的摩擦式取力器，其特征在于，所述限位件包括位于挂挡活塞（6）轴向外侧的第一卡簧（13）、位于刹车活塞（7）轴向内侧的第二卡簧（14）、位于刹车伸缩组件（8）轴向外侧的第三卡簧（9）以及位于输出齿轮（3）轴向内侧的第四卡簧（11）。

5.根据权利要求1所述的自带刹车结构的摩擦式取力器，其特征在于，所述复位件包括连接于挂挡活塞（6）与第二轴肩（43）之间的第一膜片弹簧（61）、连接于内圈（81）与刹车活塞（7）之间的第二膜片弹簧（72）。

6.根据权利要求1所述的自带刹车结构的摩擦式取力器，其特征在于，所述输出轴（4）上还设置有第二油道（45），所述第二油道（45）出油口与传扭齿（42）和齿圈（31）之间的空腔相连。

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