[发明专利]自同步离合器

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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)。

发明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。

发明内容

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。

根据本发明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。