自由轮以及具有所述类型自由轮的自由轮安排的制作方法
【专利说明】自由轮以及具有所述类型自由轮的自由轮安排
[0001]本发明涉及一种自由轮，该自由轮具有一个第一运转圈环、一个第二运转圈环、在该第一与第二运转圈环之间形成的一个夹紧空隙、以及在该夹紧空隙中的至少一个夹紧元件，该夹紧空隙被指派有一个侧壁，该至少一个夹紧元件可以或就是支撑在该侧壁上。本发明还涉及在传动系中的、具有所述类型自由轮的一种自由轮安排。
[0002]机动车辆中的具有自由轮的自由轮安排是从现有技术中已知的。已知的自由轮具有一个第一运转圈环、一个第二运转圈环、在该第一与第二运转圈环之间形成的一个夹紧空隙、以及在该夹紧空隙中的至少一个夹紧元件。该夹紧空隙被指派有一个侧壁，该至少一个夹紧元件可以或就是支撑在该侧壁上。一个第一扭矩传递元件以旋转结合方式连接到该第一运转圈环上，其中该第一扭矩传递元件在旋转驱动的意义上连接至一个驱动单元的输出侧。相比之下，一个第二扭矩传递元件以旋转结合方式连接到该第二运转圈环上，其中该第二扭矩传递元件在旋转驱动的意义上连接至一个起动器的输出侧。在所述类型的自由轮安排内，该起动器的输出侧可以在旋转驱动的意义上永久连接到该第二扭矩传递元件，尤其是因为，在旋转驱动的意义上连接至驱动单元的输出侧上的该第一运转圈环一旦该第一运转圈环的转速高于该第二运转圈环的转速就与在旋转驱动的意义上连接至该起动器的输出侧上的该第二运转圈环脱联接，这在该驱动单元已经借助于该启动器起动之后可以有助于提高该驱动单元的输出侧的转速。
[0003]机动车辆的传动系中的自由轮安排内的已知自由轮基本上证明是成功的，但这些自由轮展现出显著的滞后特征，也就是在释放或抬离转速(是当驱动单元的输出侧的速度升高时所遇到的，并且此时第一和第二运转圈环脱联接)与夹紧或重接合转速(是当驱动单元的输出侧的速度降低时所遇到的并且此时第一和第二运转圈环通过该至少一个夹紧元件再次彼此相联接)之间的较大差异。
[0004]因此，本发明的目的是提供一种展现出较不明显的滞后特的自由轮。此外本发明所基于的目的是提供在传动系中、优选在机动车辆的传动系中的、具有所述类型的有利自由轮的一种自由轮安排。
[0005]所述目的是通过权利要求1以及10中所限定的这些特征来实现的。子权利要求涉及本发明的有利实施例。
[0006]本发明的自由轮具有一个第一运转圈环、一个第二运转圈环、在该第一与第二运转圈环之间形成的一个夹紧空隙、以及在该夹紧空隙内的至少一个夹紧元件。例如，这两个运转圈环可以处于一种径向嵌套的安排，这样使得它们也可以被称为外圈环和内圈环。该第一和/或第二运转圈环优选是处于环形盘状金属片零件或金属片模制零件的形式，以便确保该自由轮的小的轴向结构空间要求。该夹紧元件本质上可以具有任何希望的外轮廓，但优选的是该夹紧元件具有圆形的外轮廓并且因此处于一个夹紧滚子的形式。该夹紧空隙被指派有一个侧壁，该至少一个夹紧元件可以或就是支撑在该侧壁上。即使本文一直使用术语“侧壁”，但这个表述总体上也涵盖了该至少一个夹紧元件可以或就是支撑在其上的侧部。为了降低轴向结构空间要求，该侧壁优选是处于金属片零件或金属片模制零件的形式，该零件在适当时具有环形盘状形式。根据本发明，该夹紧元件的面朝该侧壁的那侧和/或该侧壁的面朝该夹紧元件的那侧配备有一个降摩擦、降磨损和/或降腐蚀的涂层。在此，作为涂层，可以使用适合于降低夹紧元件与侧壁之间的摩擦、对夹紧元件或对侧壁的磨损、和/或该夹紧元件上或该侧壁上的腐蚀的任何层。举例而言，在此提及处于已知的硬质材料层形式的涂层，其层材料可以包括或由以下各项组成:例如TiAlN、AlTiN、TiAlSiN、AlCrN、AlCrSiN,TiN,TiCN,CrN,TiB2^Al2O3或TiAlN+C。此外，作为涂层，可以使用一个碳层，例如等离子体聚合物层、无定形碳层或结晶碳层。该涂层具有的一个优点是，该夹紧元件与该侧壁之间的摩擦被降低，这可以例如借助于这些摩擦成对件的相反低的表面粗糙度来实现。这最终具有的结果是，开篇提到的释放或抬离转速与夹紧或重接合转速会在较小程度上不同，这样使得该自由轮的滞后特性得到改善。此外，该夹紧元件上或该侧壁上的磨损和/或腐蚀被降低，这不仅提高了该自由轮的使用寿命而且还改善了滞后特性。作为该降摩擦、降磨损和/或降腐蚀涂层的替代方案，该夹紧元件的面朝该侧壁的那侧和/或该侧壁的面朝该夹紧元件的那侧可以经受表面处理以获得一种降摩擦、降磨损和/或降腐蚀的作用。在此，可以使用对于夹紧元件与侧壁之间的摩擦、对夹紧元件或对侧壁的磨损、和/或该夹紧元件上或该侧壁上的腐蚀具有对应效果的任何已知的表面处理方法。在此时，举例而言，可以使用可以降低表面粗糙度的抛光或研磨方法。然而，在此还包括表面改性方法，其中将外来物质的颗粒引入一个衬底(在此情况下为该夹紧元件或侧壁)的表面边界区之中，以便获得这种降摩擦、降磨损和/或降腐蚀的作用。作为表面改性方法，优选地使用氮化，尤其优选的是等离子体渗氮、气体渗氮或浴渗氮，在适当时与随后的氧化一起进行。
[0007]在根据本发明的自由轮的一个有利实施例中，提供了一个弹簧元件以将该夹紧元件预加载到一个预定位置。相应地，该夹紧元件可以被该弹簧元件预加载到一个夹紧位置，在该夹紧位置中该夹紧元件防止该第一运转圈环相对于该第二运转圈环在第一圆周方向上旋转，其中该夹紧元件可以抵抗该弹簧元件的恢复力而移动到释放位置，在该释放位置中，该第一运转圈环是相对于该第二运转圈环在相反的第二圆周方向上可旋转的。
[0008]为了改善自由轮的滞后特性，在根据本发明的自由轮的一个优选实施例中提供的是，该弹簧元件可以或就是支撑在该涂层上或该侧壁的经表面处理的那侧上。替代地或者另外，该弹簧元件在其面朝该侧壁的那侧上具有一个降摩擦、降磨损和/或降腐蚀的涂层、或者经受了表面处理以便获得弹簧元件与侧壁之间的摩擦的降低、对弹簧元件和/或对侧壁的磨损的降低、该弹簧元件上和/或该侧壁上的腐蚀的降低。关于该涂层或该表面处理，提及了以上所做的陈述，它们可以相应地应用。
[0009]在根据本发明的自由轮的一个特别优选的实施例中，该弹簧元件(类似于螺旋弹簧)具有一个长形弹簧本体。然而该长形弹簧本体不是螺旋盘绕的，而是，该长形弹簧本体在径向平面内延伸，也就是在该自由轮的多个径向方向所跨过的一个平面内延伸，其中该长形弹簧本体具有在径向方向上起伏的外形。可以说，该弹簧本体在这些彼此相反或径向嵌套的圈环的方向上具有起伏的外形。相应地，该长形弹簧本体可以例如具有在径向方向上起伏的或为锯齿状的一种外形，其中在此情况下该长形弹簧本体在该径向平面内延伸。由于该长形弹簧本体在该径向平面内延伸，所述弹簧本体特别适合用在一个就轴向方向而言具有特别小的范围或宽度的夹紧空隙内。因此，由于该弹簧元件的长形弹簧本体在径向平面内延伸，就有可能提供一种具有特别小的轴向结构长度的自由轮。此外，该长形弹簧本体的在径向方向上起伏的外形使得该弹簧元件能够在径向方向上具有比在轴向方向上大得多的范围。因此，所述类型的弹簧元件适合于在径向方向上延伸跨过其宽度的大部分并且在径向方向上基本上延伸跨过该夹紧空隙的总高度，并且因此基本上填充该夹紧空隙。这具有的优点是，对应于该夹紧空隙而设计的一个夹紧元件可以特别牢固地支撑在该弹簧元件上而在此方面不必采取进一步的、例如在处于如下螺旋弹簧的形式的一个弹簧元件的情况下将必须的措施:即，该螺旋弹簧在轴向方向上和径向方向上具有相同的范围、并且因此不适合填充一个相对窄的夹紧空隙的高度。这还使得该弹簧元件更容易附接到、紧固到或支撑在该第一运转圈环、该第二运转圈环或该侧壁上。
[0010]在根据本发明的自由轮的另外一个有利实施例中，该弹簧本体是由一个金属片零件或金属丝形成的。该金属片零件例如可以由一个金属片条带形成，该金属片条带在径向方向上具有起伏的外形，其中该金属片条带在此情况下的宽度方向优选与该自由轮的轴向方向对应。例如该金属丝可以具有圆形截面，这样使得可以使用标准化的或简单的金属丝来制造该弹簧元件，因此降低制造方面的费用。
[0011]在根据本发明的自由轮的另外一个有利实施例中，该弹簧本体由于其在径向方向上起伏的外形，而具有多个径向外部波峰或多个径向内部波谷，该弹簧本体的腿部在这些波峰与波谷之间延伸。这样的腿部优选是直线形式或具有直线的外形。在这个实施例中，优选的是提供至少两个、适当时至少三个波峰以及至少两个、适当时至少三个波谷。
[0012]在根据本发明的自由轮的一个特别有利的实施例中，该弹簧本体就其延伸方向而言在轴向方向上具有不同的宽度。以此方式，该侧壁与支撑在该侧壁上的弹簧元件之间的可能接触面积被减