自由輪以及具有所述類型自由輪的自由輪安排的制作方法
【專利說明】自由輪以及具有所述類型自由輪的自由輪安排
[0001]本發(fā)明涉及一種自由輪，該自由輪具有一個第一運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)、一個第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)、在該第一與第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)之間形成的一個夾緊空隙、以及在該夾緊空隙中的至少一個夾緊元件，該夾緊空隙被指派有一個側(cè)壁，該至少一個夾緊元件可以或就是支撐在該側(cè)壁上。本發(fā)明還涉及在傳動系中的、具有所述類型自由輪的一種自由輪安排。
[0002]機(jī)動車輛中的具有自由輪的自由輪安排是從現(xiàn)有技術(shù)中已知的。已知的自由輪具有一個第一運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)、一個第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)、在該第一與第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)之間形成的一個夾緊空隙、以及在該夾緊空隙中的至少一個夾緊元件。該夾緊空隙被指派有一個側(cè)壁，該至少一個夾緊元件可以或就是支撐在該側(cè)壁上。一個第一扭矩傳遞元件以旋轉(zhuǎn)結(jié)合方式連接到該第一運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)上，其中該第一扭矩傳遞元件在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的意義上連接至一個驅(qū)動單元的輸出側(cè)。相比之下，一個第二扭矩傳遞元件以旋轉(zhuǎn)結(jié)合方式連接到該第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)上，其中該第二扭矩傳遞元件在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的意義上連接至一個起動器的輸出側(cè)。在所述類型的自由輪安排內(nèi)，該起動器的輸出側(cè)可以在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的意義上永久連接到該第二扭矩傳遞元件，尤其是因?yàn)?，在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的意義上連接至驅(qū)動單元的輸出側(cè)上的該第一運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)一旦該第一運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)的轉(zhuǎn)速高于該第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)的轉(zhuǎn)速就與在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的意義上連接至該起動器的輸出側(cè)上的該第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)脫聯(lián)接，這在該驅(qū)動單元已經(jīng)借助于該啟動器起動之后可以有助于提高該驅(qū)動單元的輸出側(cè)的轉(zhuǎn)速。
[0003]機(jī)動車輛的傳動系中的自由輪安排內(nèi)的已知自由輪基本上證明是成功的，但這些自由輪展現(xiàn)出顯著的滯后特征，也就是在釋放或抬離轉(zhuǎn)速(是當(dāng)驅(qū)動單元的輸出側(cè)的速度升高時所遇到的，并且此時第一和第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)脫聯(lián)接)與夾緊或重接合轉(zhuǎn)速(是當(dāng)驅(qū)動單元的輸出側(cè)的速度降低時所遇到的并且此時第一和第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)通過該至少一個夾緊元件再次彼此相聯(lián)接)之間的較大差異。
[0004]因此，本發(fā)明的目的是提供一種展現(xiàn)出較不明顯的滯后特的自由輪。此外本發(fā)明所基于的目的是提供在傳動系中、優(yōu)選在機(jī)動車輛的傳動系中的、具有所述類型的有利自由輪的一種自由輪安排。
[0005]所述目的是通過權(quán)利要求1以及10中所限定的這些特征來實(shí)現(xiàn)的。子權(quán)利要求涉及本發(fā)明的有利實(shí)施例。
[0006]本發(fā)明的自由輪具有一個第一運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)、一個第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)、在該第一與第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)之間形成的一個夾緊空隙、以及在該夾緊空隙內(nèi)的至少一個夾緊元件。例如，這兩個運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)可以處于一種徑向嵌套的安排，這樣使得它們也可以被稱為外圈環(huán)和內(nèi)圈環(huán)。該第一和/或第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)優(yōu)選是處于環(huán)形盤狀金屬片零件或金屬片模制零件的形式，以便確保該自由輪的小的軸向結(jié)構(gòu)空間要求。該夾緊元件本質(zhì)上可以具有任何希望的外輪廓，但優(yōu)選的是該夾緊元件具有圓形的外輪廓并且因此處于一個夾緊滾子的形式。該夾緊空隙被指派有一個側(cè)壁，該至少一個夾緊元件可以或就是支撐在該側(cè)壁上。即使本文一直使用術(shù)語“側(cè)壁”，但這個表述總體上也涵蓋了該至少一個夾緊元件可以或就是支撐在其上的側(cè)部。為了降低軸向結(jié)構(gòu)空間要求，該側(cè)壁優(yōu)選是處于金屬片零件或金屬片模制零件的形式，該零件在適當(dāng)時具有環(huán)形盤狀形式。根據(jù)本發(fā)明，該夾緊元件的面朝該側(cè)壁的那側(cè)和/或該側(cè)壁的面朝該夾緊元件的那側(cè)配備有一個降摩擦、降磨損和/或降腐蝕的涂層。在此，作為涂層，可以使用適合于降低夾緊元件與側(cè)壁之間的摩擦、對夾緊元件或?qū)?cè)壁的磨損、和/或該夾緊元件上或該側(cè)壁上的腐蝕的任何層。舉例而言，在此提及處于已知的硬質(zhì)材料層形式的涂層，其層材料可以包括或由以下各項(xiàng)組成:例如TiAlN、AlTiN、TiAlSiN、AlCrN、AlCrSiN,TiN,TiCN,CrN,TiB2^Al2O3或TiAlN+C。此外，作為涂層，可以使用一個碳層，例如等離子體聚合物層、無定形碳層或結(jié)晶碳層。該涂層具有的一個優(yōu)點(diǎn)是，該夾緊元件與該側(cè)壁之間的摩擦被降低，這可以例如借助于這些摩擦成對件的相反低的表面粗糙度來實(shí)現(xiàn)。這最終具有的結(jié)果是，開篇提到的釋放或抬離轉(zhuǎn)速與夾緊或重接合轉(zhuǎn)速會在較小程度上不同，這樣使得該自由輪的滯后特性得到改善。此外，該夾緊元件上或該側(cè)壁上的磨損和/或腐蝕被降低，這不僅提高了該自由輪的使用壽命而且還改善了滯后特性。作為該降摩擦、降磨損和/或降腐蝕涂層的替代方案，該夾緊元件的面朝該側(cè)壁的那側(cè)和/或該側(cè)壁的面朝該夾緊元件的那側(cè)可以經(jīng)受表面處理以獲得一種降摩擦、降磨損和/或降腐蝕的作用。在此，可以使用對于夾緊元件與側(cè)壁之間的摩擦、對夾緊元件或?qū)?cè)壁的磨損、和/或該夾緊元件上或該側(cè)壁上的腐蝕具有對應(yīng)效果的任何已知的表面處理方法。在此時，舉例而言，可以使用可以降低表面粗糙度的拋光或研磨方法。然而，在此還包括表面改性方法，其中將外來物質(zhì)的顆粒引入一個襯底(在此情況下為該夾緊元件或側(cè)壁)的表面邊界區(qū)之中，以便獲得這種降摩擦、降磨損和/或降腐蝕的作用。作為表面改性方法，優(yōu)選地使用氮化，尤其優(yōu)選的是等離子體滲氮、氣體滲氮或浴滲氮，在適當(dāng)時與隨后的氧化一起進(jìn)行。
[0007]在根據(jù)本發(fā)明的自由輪的一個有利實(shí)施例中，提供了一個彈簧元件以將該夾緊元件預(yù)加載到一個預(yù)定位置。相應(yīng)地，該夾緊元件可以被該彈簧元件預(yù)加載到一個夾緊位置，在該夾緊位置中該夾緊元件防止該第一運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)相對于該第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)在第一圓周方向上旋轉(zhuǎn)，其中該夾緊元件可以抵抗該彈簧元件的恢復(fù)力而移動到釋放位置，在該釋放位置中，該第一運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)是相對于該第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)在相反的第二圓周方向上可旋轉(zhuǎn)的。
[0008]為了改善自由輪的滯后特性，在根據(jù)本發(fā)明的自由輪的一個優(yōu)選實(shí)施例中提供的是，該彈簧元件可以或就是支撐在該涂層上或該側(cè)壁的經(jīng)表面處理的那側(cè)上。替代地或者另外，該彈簧元件在其面朝該側(cè)壁的那側(cè)上具有一個降摩擦、降磨損和/或降腐蝕的涂層、或者經(jīng)受了表面處理以便獲得彈簧元件與側(cè)壁之間的摩擦的降低、對彈簧元件和/或?qū)?cè)壁的磨損的降低、該彈簧元件上和/或該側(cè)壁上的腐蝕的降低。關(guān)于該涂層或該表面處理，提及了以上所做的陳述，它們可以相應(yīng)地應(yīng)用。
[0009]在根據(jù)本發(fā)明的自由輪的一個特別優(yōu)選的實(shí)施例中，該彈簧元件(類似于螺旋彈簧)具有一個長形彈簧本體。然而該長形彈簧本體不是螺旋盤繞的，而是，該長形彈簧本體在徑向平面內(nèi)延伸，也就是在該自由輪的多個徑向方向所跨過的一個平面內(nèi)延伸，其中該長形彈簧本體具有在徑向方向上起伏的外形?？梢哉f，該彈簧本體在這些彼此相反或徑向嵌套的圈環(huán)的方向上具有起伏的外形。相應(yīng)地，該長形彈簧本體可以例如具有在徑向方向上起伏的或?yàn)殇忼X狀的一種外形，其中在此情況下該長形彈簧本體在該徑向平面內(nèi)延伸。由于該長形彈簧本體在該徑向平面內(nèi)延伸，所述彈簧本體特別適合用在一個就軸向方向而言具有特別小的范圍或?qū)挾鹊膴A緊空隙內(nèi)。因此，由于該彈簧元件的長形彈簧本體在徑向平面內(nèi)延伸，就有可能提供一種具有特別小的軸向結(jié)構(gòu)長度的自由輪。此外，該長形彈簧本體的在徑向方向上起伏的外形使得該彈簧元件能夠在徑向方向上具有比在軸向方向上大得多的范圍。因此，所述類型的彈簧元件適合于在徑向方向上延伸跨過其寬度的大部分并且在徑向方向上基本上延伸跨過該夾緊空隙的總高度，并且因此基本上填充該夾緊空隙。這具有的優(yōu)點(diǎn)是，對應(yīng)于該夾緊空隙而設(shè)計的一個夾緊元件可以特別牢固地支撐在該彈簧元件上而在此方面不必采取進(jìn)一步的、例如在處于如下螺旋彈簧的形式的一個彈簧元件的情況下將必須的措施:即，該螺旋彈簧在軸向方向上和徑向方向上具有相同的范圍、并且因此不適合填充一個相對窄的夾緊空隙的高度。這還使得該彈簧元件更容易附接到、緊固到或支撐在該第一運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)、該第二運(yùn)轉(zhuǎn)圈環(huán)或該側(cè)壁上。
[0010]在根據(jù)本發(fā)明的自由輪的另外一個有利實(shí)施例中，該彈簧本體是由一個金屬片零件或金屬絲形成的。該金屬片零件例如可以由一個金屬片條帶形成，該金屬片條帶在徑向方向上具有起伏的外形，其中該金屬片條帶在此情況下的寬度方向優(yōu)選與該自由輪的軸向方向?qū)?yīng)。例如該金屬絲可以具有圓形截面，這樣使得可以使用標(biāo)準(zhǔn)化的或簡單的金屬絲來制造該彈簧元件，因此降低制造方面的費(fèi)用。
[0011]在根據(jù)本發(fā)明的自由輪的另外一個有利實(shí)施例中，該彈簧本體由于其在徑向方向上起伏的外形，而具有多個徑向外部波峰或多個徑向內(nèi)部波谷，該彈簧本體的腿部在這些波峰與波谷之間延伸。這樣的腿部優(yōu)選是直線形式或具有直線的外形。在這個實(shí)施例中，優(yōu)選的是提供至少兩個、適當(dāng)時至少三個波峰以及至少兩個、適當(dāng)時至少三個波谷。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的自由輪的一個特別有利的實(shí)施例中，該彈簧本體就其延伸方向而言在軸向方向上具有不同的寬度。以此方式，該側(cè)壁與支撐在該側(cè)壁上的彈簧元件之間的可能接觸面積被減