自由轮的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种自由轮，该自由轮能够借助于操作装置转换。本发明的特征在于，所述操作装置与一连接于所述自由轮前面的弹性机构组合，在高负载时，所述弹性机构能够允许相对运动以实现负载平衡。
【专利说明】自由轮
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自由轮，该自由轮能够借助于操作装置转换。本发明还涉及具有这种自由轮的驱动系、变速器、发动机或者牵引器件传动机构。
【背景技术】
[0002]由德国公开文献DE10148961A1已知用于机动车的驱动系，具有行星传动机构和能够转换的带自由轮。由德国公开文献DE10233769A1已知一种具有改进的换档弹性的自动化换档变速器。
【发明内容】
[0003]本发明的任务在于，提供一种自由轮，该自由轮能够借助于操作装置转换并且该自由轮即使在传递相对大的转矩的情况下也具有长的使用寿命。
[0004]对于一种能够借助于操作装置转换的自由轮，该任务的解决方案是，所述操作装置与一连接于所述自由轮前面的弹性机构组合，该弹性机构在高负载时允许相对运动以平衡负载。通过该连接于前面的弹性机构，即使在逆着夹紧方向地预选操作装置的情况下，也可使自由轮的部件、尤其预负载弹簧和夹紧滚子的负载保持得小。
[0005]该自由轮的一优选实施例的特征在于，该连接于自由轮前面的弹性机构具有预紧力矩，在向一个空程方向转换时，该预紧力矩允许携动保持架和转换保持架之间的相对运动。通过携动保持架和转换保持架之间的相对运动，能够以简单的方式实现负载平衡。
[0006]该自由轮的另一优选实施例的特征在于，所述预紧力矩这样设计，使得当逆着所述空程方向转换时在所述携动保持架和所述转换保持架之间不发生相对运动。与所述空程方向相逆的方向也被称为阻断方向或者夹紧方向。在携动保持架和转换保持架之间没有相对运动使得能够从空程功能快速地转换到转矩传递功能。
[0007]该自由轮的另一优选实施例的特征在于，当向空程方向转换时上所述携动保持架和所述转换保持架能够逆着至少一个弹簧装置的预紧力相对于彼此扭转。通过该弹簧装置的相对小的弹簧刚度，以简单的方式保证，将大的负载从携动保持架传递到转换保持架以及后面连接的自由轮部件如预负载弹簧或夹紧滚子上。
[0008]该自由轮的另一优选实施例的特征在于，所述弹簧装置包括多个预压紧的压缩弹簧，所述压缩弹簧在一个周向方向上在所述携动保持架和所述转换保持架之间夹紧。在此，压缩弹簧可以实施为直的螺旋压缩弹簧，所述螺旋压缩弹簧压入到弹簧通道中。但是，压缩弹簧也可以实施为预弯曲的螺旋压缩弹簧，所述预弯曲的螺旋压缩弹簧也称为弓形弹簧。
[0009]该自由轮的另一优选实施例的特征在于，所述转换保持架具有凸块，所述凸块嵌入到所述携动保持架中。所述转换保持架的凸块优选嵌入到所述携动保持架的这样的区域中:压缩弹簧抵着所述区域预压紧。
[0010]该自由轮的另一优选实施例的特征在于，所述弹簧装置包括一个预压紧的弯曲弹簧，所述弯曲弹簧在相反的周向方向上在所述携动保持架和所述转换保持架之间夹紧。所述弯曲弹簧满足与之前所述的压缩弹簧相同的功能。为此目的，这些弯曲弹簧例如以轴向折曲的端部嵌入到设置在所述转换保持架和所述携动保持架上的开口中。
[0011]该自由轮的另一优选实施例的特征在于，所述自由轮实施为具有夹紧滚子的夹紧滚子自由轮，所述夹紧滚子能够在自由轮内环和自由轮外环之间夹紧。夹紧斜坡优选在两个旋转方向上都设置在自由轮内环上。夹紧滚子优选分别布置在两个预负载弹簧之间。根据预负载弹簧的合力方向而定，夹紧滚子可以在一个或另一个方向上夹紧在夹紧斜坡上。
[0012]该自由轮的另一优选实施例的特征在于，所述携动保持架具有第一内齿部，为了转换所述自由轮，所述第一内齿部与构造在所述自由轮内环上的第二内齿部耦合。所述内齿部中的一个优选实施为直齿部。所述内齿部中的另一个优选实施为斜齿部。两个内齿部优选通过具有外齿部的滑动套筒相互耦合。滑动套筒的轴向移动导致携动保持架扭转，由此引起自由轮的转换。
[0013]本发明还涉及具有前面所述的自由轮的驱动系、变速器、发动机或牵引器件传动机构。牵引器件传动机构例如实施为带传动机构或者链传动机构。根据本发明的自由轮可以特别有利地用于代表可转换的行星传动机构。该可转换的行星传动机构优选集成到内燃机的牵引器件传动机构中，尤其带传动机构或者链传动机构中。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]本发明的其他优点、特征和细节由以下描述得知，其中参考附图详细地描述了不同的实施例。附图示出:
[0015]图1根据本发明的自由轮通过夹紧滚子平面的剖面图；
[0016]图2图1的自由轮的纵剖图；
[0017]图3图1和2中的自由轮的俯视图；
[0018]图4图1至3中的自由轮在一平面中的剖面图，在该平面中布置有预紧的压缩弹黃;
[0019]图5和图1至4中类似的、根据另一实施例的自由轮的纵剖面；
[0020]图6图5中的自由轮的俯视图；
[0021]图7图5和6中的自由轮的通过预紧的弯曲弹簧的剖面。
【具体实施方式】
[0022]在图1至7中以不同的视图和剖面示出集成有根据两个不同的实施例的自由轮4 ；44的技术装置I ;41。技术装置I ;41例如是牵引器件盘、尤其皮带盘，或者是皮带盘的部件。自由轮4 ;44能够有利地使用在机动车的驱动系中、尤其在机动车发动机或机动车变速器中。
[0023]自由轮4；44包括自由轮内环5和自由轮外环8。在技术装置I ;41已安装的状态下，自由轮内环5无相对转动地与驱动元件、如曲轴连接。
[0024]在技术装置I ;41已安装的状态下，自由轮外环8可以由牵引器件、如皮带或齿形带缠绕。自由轮外环8在径向外部构型有外齿部9。外齿部9用于产生与(未示出的)齿形带的形锁合的连接。但是，外齿部9也可以用于表示行星传动装置的太阳轮。
[0025]在径向方向上在自由轮内环5和自由轮外环8之间布置有总共八个夹紧滚子10。这些夹紧滚子分别布置或夹紧在两个预负载弹簧11，12之间。自由轮外环8在径向内部具有圆形的内直径。自由轮内环5在径向外部具有在两个旋转方向上起作用的夹紧斜坡。根据预负载弹簧11，12的合力方向而定，夹紧滚子10在自由轮内环5和自由轮外环8之间的夹紧斜坡上在一个或另一个方向上夹紧。
[0026]在传统自由轮的运行中会产生这样的情况:自由轮在一个方向上还夹紧而在另一个调节方向上已经被预选。在预选时，传统的调节保持架被扭转，其中，真正的转换在力矩方向反转时才进行。在夹紧时，转子扭转过一夹紧角度。
[0027]在调节时，调节保持架扭转一调节角度。该调节角度和夹紧角度是有公差的。在角度大的情况下，预负载弹簧会压实，从而调节保持架的连接条或者其他区域被施加过高负载并且断裂。为了避免这种情况，调节角度必须设计得相对大，这限制了圆周上的可能的夹紧滚子数量。圆周上的夹紧滚子的数量又限制了可传递的自由轮力矩。
[0028]根据本发明的一个重要方面，提供一可转换的自由轮4 ;44，其在可传递的力矩尽可能大从而夹紧滚子的数量尽可能大的情况下，即使在与夹紧方向相反地预选调节机构的情况下也使预负载弹簧和调节保持架的负载保持得小。出于这种目的，构建一种可转换的自由轮4 ;44，具有连接于所述自由轮前面的弹性机构。
[0029]根据本发明的自由轮4 ；44包括转换保持架15 ;55。转换保持架15 ；55也可称为调节保持架。在转换保持架15 ；55前面连接一弹性机构，该弹性机构在高负载时能够允许转换保持架15 ；55和携动保持架20 ；60之间相对运动。通过两个保持架15 ；50和20 ；60之间的相对运动，能够以简单的方式实现负载补偿。
[0030]在图2和5的纵剖面中看到，在自由轮内环5和自由轮外环8之间布置有滚动体17，18。滚动体17，18实施为球并且代表用于自由轮外环8在自由轮内环5上的支承和导向的双列向心推力球轴承。
[0031]夹紧滚子10之间的预负载弹簧11，12可以被转换保持架15 ；55从两侧加载。根据转换保持架15 ；55的旋转方向而定，自由轮4 ；44可以被转换到一个方向或另一个方向上。
[0032]为了转换自由轮4 ;44，在携动保持架20 ;60上构造有第一内齿部21 ;61。第二内齿部22 ；62构造在自由轮内环5上。第一内齿部21 ；61实施为直齿部。第二内齿部22 ；62实施为斜齿部。
[0033]替代地，也可以将第一内齿部21 ；61实施为斜齿部而将第二内齿部22 ；62实施为直齿部。一个(未示出的)滑动套筒用于该转换，该滑动套筒嵌接到两个内齿部21 ;22和61 ；62中。该滑动套筒的轴向移动导致携动保持架20 ；60相对于自由轮内环5的旋转运动。
[0034]在图2和4中看到，在转换保持架15上构造有凸块25，所述凸块嵌入到构造在携动保持架20上的弹簧耦合区域或弹簧加载区域26中。在转换保持架15的凸块25和携动保持架20的弹簧耦合区域或者说弹簧加载区域26之间，在转换方向上起作用的压缩弹簧27，28被预压紧。
[0035]压缩弹簧27，28实施为预弯曲的螺旋压缩弹簧并且因此也被称为弓形弹簧。但是，压缩弹簧27，28也可以实施为直的并且被压入到构造在转换保持架15和携动保持架20之间的弹簧通道中。
[0036]压缩弹簧27，28在周向方向上被这样预压紧，使得产生预紧力矩。这样设计压缩弹簧27，28的预紧力矩，使得在自由轮4向夹紧方向转换时在携动保持架20和转换保持架15之间不发生相对运动。
[0037]当逆着夹紧方向转换时，转换保持架15止挡到夹紧滚子10上。在大的外部操作力下的进一步角度扭转导致已预紧的压缩弹簧27，28进一步地弹性压缩。在此，压缩弹簧27，28具有相对小的弹簧刚度，该弹簧刚度阻止作用于转换保持架15、预负载弹簧11，12和夹紧滚子10上的负载过大地升高。
[0038]在此，压缩弹簧27，28是一弹簧装置29，通过该弹簧装置又提供前述的、连接于自由轮4前面的弹性机构30。通过弹性机构30，可以将调节角度分配到直至夹紧滚子止挡的角度和已预紧的压缩弹簧27，28弹性压缩的角度上。由此可实现较大数量的夹紧滚子，因为在夹紧滚子10之间仅须发生调节位移的一部分，而另一部分在转换保持架15和携动保持架20之间发生。
[0039]在图5至7中示出的技术装置41包括和在图1至4中示出的自由轮4类似的自由轮44。为标记相同的部件使用相同的参考标号。下面探讨自由轮4 ;44之间的不同之处。
[0040]在图5至7中所示的自由轮44中，一弯曲弹簧66在转换保持架55和携动保持架60之间预压紧。该弯曲弹簧66代表一弹簧装置69或者说弹性机构70，该弹性机构正如自由轮4中的弹簧装置29或弹性机构30那样起作用。
[0041 ] 弯曲弹簧66以轴向折曲的端部嵌入到开口 71，72中，所述开口设置在转换保持架55和携动保持架60上。在此，预紧的弯曲弹簧66在周向方向上在开口 71及72之间延伸。
[0042]参考标记列表
[0043]I牵引器件盘
[0044]4 自由轮
[0045]5自由轮内环
[0046]8自由轮外环
[0047]9外齿部
[0048]10夹紧滚子
[0049]11预负载弹簧
[0050]12预负载弹簧
[0051]15转换保持架
[0052]17滚动体
[0053]18滚动体
[0054]20携动保持架
[0055]21第一内齿部
[0056]22第二外齿部
[0057]25 凸块
[0058]26弹簧加载区域
[0059]27压缩弹簧
[0060]28压缩弹簧
[0061]29弹簧装置
[0062]30弹性机构[0063]41牵引器件盘
[0064]44自由轮
[0065]55转换保持架
[0066]60携动保持架
[0067]61第一内齿部
[0068]62第二内齿部
[0069]66弯曲弹簧
[0070]69弹簧装置
[0071]70弹性机构
[0072]71开口
[0073]72开口`
【权利要求】
1.自由轮，该自由轮能够借助于操作装置转换，其特征在于，所述操作装置与一连接于所述自由轮(4 ；44)前面的弹性机构(30 ；70)组合，在高负载时，所述弹性机构允许相对运动以实现负载平衡。
2.根据权利要求1的自由轮，其特征在于，连接于所述自由轮(4；44)前面的所述弹性机构(30 ;70)具有预紧力矩，当向一空程方向转换时，所述预紧力矩能够允许所述携动保持架(20 ；60)和所述转换保持架(15 ；55)之间相对运动。
3.根据权利要求2的自由轮，其特征在于，所述预紧力矩这样设计，使得当逆着所述空程方向转换时在所述携动保持架(20 ;60)和所述转换保持架(15 ;55)之间不出现相对运动。
4.根据权利要求2或3的自由轮，其特征在于，当向空程方向转换时所述携动保持架(20 ;60)和所述转换保持架(15 ；55)能够逆着至少一个弹簧装置(29 ；69)的预紧力相对于彼此扭转。
5.根据权利要求4的自由轮，其特征在于，所述弹簧装置(29)包括多个预紧的压缩弹簧(27，28)，所述压缩弹簧在一个周向方向上压紧在所述携动保持架(20 ;60)和所述转换保持架(15 ;55)之间。
6.根据权利要求5的自由轮，其特征在于，所述转换保持架(15;55)具有凸块(25)，所述凸块嵌入到所述携动保持架(20)中。
7.根据权利要求4的自由轮，其特征在于，所述弹簧装置(69)包括一预紧的弯曲弹簧，所述弯曲弹簧在相反的周向方向上压紧在所述携动保持架(20 ；60)和所述转换保持架(15 ；55)之间。
8.根据权利要求2至7中任一项的自由轮，其特征在于，所述自由轮(4；44)实施为具有夹紧滚子(10)的夹紧滚子自由轮,所述夹紧滚子能够夹紧在一自由轮内环(5)和一自由轮外环(8)之间。
9.根据权利要求8的自由轮，其特征在于，所述携动保持架(20;60)具有第一内齿部(21 ;61)，为了转换所述自由轮(4 ;44)，所述第一内齿部与构造在所述自由轮内环(5)上的一第二内齿部(22 ；62) I禹合。
10.驱动系，变速器，发动机或者牵引器件传动机构，其具有根据前述权利要求中任一项的自由轮(4 ;44)。
【文档编号】F16D41/08GK103671623SQ201310424829
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2012年9月19日
【发明者】S·莱曼, U·韦勒, B·施托贝尔, L·梅恩, L·舒曼, P·格雷布, P·拉施 申请人:舍弗勒技术股份两合公司