自由轮

摘要

自由轮，用于闭锁或者中断转矩传递，尤其用于选择性地将电机接通到机动车的传动系上，设置有：第一环，用于导入和/或导出转矩；相对于第一环粗略地共轴布置的第二环，用于导出和/或导入转矩；和可在闭锁位置和空转位置之间摆动的至少两个闭锁元件，其中，闭锁元件在闭锁位置中使第一环与第二环闭锁以便转矩传递，而在空转位置中允许第一环相对于第二环的相对转动以便中断转矩传递，其中，在闭锁位置中在闭锁元件和第二环之间存在制造公差t，第二环相对于第一环能在径向平面内以位置公差T移动，该位置公差T大于该制造公差t。由于第二环能通过其在径向平面内的位置移动相对于闭锁元件自动对中而不是相对于第一环自动对中，在闭锁元件和第二环之间的制造公差t能被补偿，使得在传递转矩时，在闭锁位置中所有闭锁元件基本上同等地负荷，从而自由轮能够在传递高转矩的情况下具有高的使用寿命。

权利要求

1.自由轮，用于闭锁或者中断转矩传递，所述自由轮具有：

-第一环(12)，用于导入和/或导出转矩；

-相对所述第一环(12)粗略地共轴布置的第二环(14)，用于导出和/或导入转矩；以及-能在闭锁位置和空转位置之间摆动的至少两个闭锁元件(18、24)，其中，所述闭锁元件(18、24)在闭锁位置中将所述第一环(12)与所述第二环(14)闭锁以便转矩传递，而在空转位置中允许所述第一环(12)相对于所述第二环(14)的相对转动以便中断转矩传递，其中，在闭锁位置中在所述闭锁元件(18、24)和所述第二环(14)之间存在制造公差t，并且，所述第二环(14)能相对于所述第一环(12)在径向平面内以位置公差T移动，其中，所述位置公差T大于所述制造公差t，在闭锁位置中所述闭锁元件(18、24)相对于所述第一环(12)的最大相对角位置通过止挡在与第二环(14)不同的止挡部(28)上被限定，所述止挡部(28)用于在闭锁位置和/或在空转位置中释放或者锁止所述闭锁元件(18、24)。

2.根据权利要求1所述的自由轮，其特征在于，对于所述位置公差T和所述制造公差t满足：1.0＜T/t≤3.0。

3.根据权利要求1或2所述的自由轮，其特征在于，所述止挡部(28)通过所述第一环(12)或者一能相对于所述第一环(12)转动的切换笼(26)构造。

4.根据权利要求1或2所述的自由轮，其特征在于，所述第一环(12)和/或所述第二环(14)以位置公差T在预对中环(30)上对中。

5.根据权利要求1或2所述的自由轮，其特征在于，所述第一环(12)和/或所述第二环(14)是扭振减振器(34)的部分。

6.根据权利要求1或2所述的自由轮，其特征在于，设置有在所述第一环(12)相对于所述第二环(14)沿第一周向方向相对转动的情况下闭锁的、由多个第一闭锁元件(18)组成的闭锁组。

7.根据权利要求6所述的自由轮，其特征在于，设置有在所述第一环(12)相对于所述第二环(14)沿与第一周向方向相反的第二周向方向相对转动的情况下闭锁的、由多个第二闭锁元件(24)组成的闭锁组。

8.根据权利要求1所述的自由轮，其特征在于，所述自由轮用于选择性地将电机接通到机动车的传动系上。

9.根据权利要求2所述的自由轮，其特征在于，1.1≤T/t≤2.5。

10.根据权利要求9所述的自由轮，其特征在于，1.2≤T/t≤2.0。

11.根据权利要求10所述的自由轮，其特征在于，1.3≤T/t≤1.5。

12.根据权利要求5所述的自由轮，其特征在于，所述第一环(12)和/或所述第二环(14)构成扭振脱耦器的输入法兰或输出法兰(32)，该扭振脱耦器具有基本上切向作用的蓄能器元件。

13.根据权利要求12所述的自由轮，其特征在于，所述蓄能器元件采用弓形弹簧(36)。

14.根据权利要求6所述的自由轮，其特征在于，设置有至少三个第一闭锁元件(18)。

15.根据权利要求7所述的自由轮，其特征在于，设置有至少三个第二闭锁元件(24)。

16.用于使根据权利要求1至15之一所述的自由轮(10)对中的方法，其中，在该自由轮(10)的无转矩的状态中，在所述第一环(12)相对于所述第二环(14)沿第一周向方向相对转动的情况下闭锁的、由数量为N的多个第一闭锁元件(18)组成的闭锁组处于闭锁位置中，并且，所述第二环(14)贴靠在n个闭锁元件(18、24)上，其中，n小于N，接着转矩被导入到所述第一环(12)和/或所述第二环(14)中，并且接着所述第二环(14)在径向平面内改变其相对于第一环(12)的相对位置直到所述第二环(14)贴靠在大于n个闭锁元件(18、24)上。

17.根据权利要求16的方法，其中，所述第二环(14)在径向平面内改变其相对位置期间支撑在所述n个闭锁元件(18、24)上。

18.根据权利要求16的方法，其中，所述直到所述第二环(14)贴靠在大于n个闭锁元件(18、24)上为直到所述第二环(14)贴靠在N个闭锁元件(18、24)上。

说明书

自由轮

技术领域

[0001] 本发明涉及一种自由轮，借助该自由轮可选择性地允许或者中断转矩传递，例如用于选择性地将电机接通到机动车的传动系上。

背景技术

[0002] 图1中示出的已知的棘爪自由轮10具有内环12和相对于该内环12共轴布置的、可相对扭转的外环14。内环12具有多个接收袋16，构型为闭锁棘爪的闭锁元件18分别可摆动地插入到各接收袋中，使得闭锁元件18能够在所示闭锁位置和一空转位置之间摆动，在该闭锁位置中，在沿第一周向方向的相对转动时闭锁元件18配合到外环14的闭锁凹槽20中，在该空转位置中，在沿与第一周向方向相反的第二周向方向相对转动时闭锁元件18克服支撑弹簧22的弹簧力从外环14的闭锁凹槽20中分离出来。在示出的实施例中，附加地设置有第二闭锁元件24，该第二闭锁元件能够在一闭锁位置和所示空转位置之间摆动，在该闭锁位置中，在沿第二周向方向相对转动时第二闭锁元件24配合到外环14的闭锁凹槽20中，在该空转位置中，在沿第一周向方向相对转动时第二闭锁元件24克服支撑弹簧22的弹簧力从外环14的闭锁凹槽20中分离出来。借助能相对于内环12扭转的切换笼26能够或者迫使闭锁元件18克服支撑弹簧22的弹簧力进入到其空转位置中或者迫使第二闭锁元件24克服支撑弹簧22的弹簧力进入到其空转位置中。

[0003] 存在持续的需要：能够借助自由轮传递高的转矩，而不影响该自由轮的使用寿命。

发明内容

[0004] 本发明的目的是，提出措施，实现使自由轮能够在传递高转矩的情况下具有高的使用寿命。

[0005] 该目的的解决方案根据本发明通过具有权利要求1的特征的自由轮以及具有权利要求8的特征的、用于使自由轮对中的方法来实现。本发明优选的构型在从属权利要求中给出，从属权利要求分别能够单列地或者组合地形成本发明的一个方面。

[0006] 根据本发明，一种自由轮，用于闭锁或者中断转矩传递、尤其用于选择性地将电机接通到机动车的传动系上，设置有：第一环，用于导入和/或导出转矩；相对该第一环粗略地共轴布置的第二环，用于导出和/或导入转矩；和可在闭锁位置和空转位置之间摆动的至少两个闭锁元件，其中，所述闭锁元件在闭锁位置中将所述第一环与所述第二环闭锁以便转矩传递，而在空转位置中允许所述第一环相对所述第二环的相对转动以便中断转矩传递，其中，在闭锁位置中在所述闭锁元件和所述第二环之间存在制造公差t，并且，所述第二环能相对于所述第一环在径向平面内以位置公差T移动，其中，该位置公差T大于该制造公差t。

[0007] 在第一环和第二环之间传递尽可能大的转矩时，力流经由正好一个闭锁元件通常不够。闭锁元件可在闭锁位置中在第一环和第二环之间卡紧并且以压力加载，使得在总力流仅经由一个单独闭锁元件运行的情况下，闭锁元件可能塑性变形或者甚至折断。此外，显著的横向力由此作用到自由轮的支承部上。当要传递尽可能大的转矩时，则要保证，尽可能多的闭锁元件同时在第一环和第二环之间的力流中起作用以传递转矩。然而发现，由于制造公差，不同闭锁元件在相对角度位置同样的情况下在闭锁位置中在径向方向上从第一环中伸出的范围可能不同，使得原则上可能发生：一个闭锁元件在运转中先塑性变形直到另一闭锁元件起作用。由此可使自由轮的使用寿命和/或可传递的最大转矩显著地降低。在闭锁位置中在闭锁元件和第二环之间得出的制造公差t可尤其包括：用于可摆动地支承闭锁元件的设置在第一环中的接收袋的位置公差、在接收袋成型时的制造公差、闭锁元件在接收袋中的位置公差，尤其就闭锁元件的长度而言的闭锁元件的制造公差、设置在第二环中的闭锁凹槽的位置公差、和在闭锁凹槽成型时的制造公差。因此，在闭锁元件和第二环之间的制造公差t是较长的公差链的结果，使得公差要求的提高会导致自由轮的制造成本显著地提高。

[0008] 在根据本发明的自由轮中，第二环相对于第一环不精确地对中。取而代之的是，有意识地只是粗略地使第二环相对于第一环对中，其中，在垂直于自由轮的转动轴线延伸的径向平面内，第二环相对于第一环的相对位置的位置公差T超过在闭锁元件和第二环之间的制造公差t。在闭锁元件的闭锁位置中，第二环首先由公差决定地仅贴靠在一闭锁元件上。当转矩被导入到自由轮中时，第一环和第二环首先试图相对彼此扭转。在此，第二环可支撑在已经与该第二环接触的闭锁元件上并且由此围绕一相对于第一环的转动中心偏心移位的转动中心扭转直到第二环与另一闭锁元件接触。在闭锁元件上的支撑不必强制性地是刚性的，而是可例如通过闭锁元件的弹性变形和/或通过在闭锁位置中关于闭锁元件相对于第一环的相对角度位置而言的间隙稍微弹性地构型。由此，第二环在与第二闭锁元件接触后又围绕一相对于第一环的转动中心偏心移位的转动中心扭转直到第二环与另一闭锁元件接触以此类推。由此，第二环在径向平面中可相对于第一环基本上自由地移动直到第二环在闭锁位置中均匀地支撑在所有闭锁元件上。由此，第二环也可在闭锁元件和第二环之间的粗略的制造公差t情况下自动地对中在闭锁元件上。因为第二环可通过其在径向平面内的位置移动相对于闭锁元件自动地对中而不是相对于第一环自动地对中，所以在闭锁元件和第二环之间的制造公差t能够被补偿，使得在传递转矩时，在闭锁位置中所有闭锁元件基本上同等地负荷，从而自由轮能够在传递高转矩的情况下具有高的使用寿命。

[0009] 第一环可构造为内环，而第二环构型为外环。替换地，第一环可构型为外环，而第二环构型为内环。尤其是设置多个闭锁元件，这些闭锁元件优选在周向方向上均匀分布地布置。自由轮尤其可切换地构型。为此，可以例如设置有可相对于第一环扭转的切换笼。所述切换笼可尤其在中性位置中与闭锁元件间隔开并且允许闭锁元件在闭锁位置和空转位置之间摆动运动。优选地，切换笼可在第一切换位置中将闭锁元件压到空转位置中和/或在第二切换位置中将闭锁元件锁止在闭锁位置中。优选地，设置第一闭锁元件和第二闭锁元件，所述第一闭锁元件在沿第一周向方向的相对转动中闭锁，所述第二闭锁元件在沿与第一周向方向相反的第二周向方向的相对转动中闭锁。在此，尤其第一闭锁元件和第二闭锁元件两者或者仅仅第一闭锁元件或仅仅第二闭锁元件以可切换的方式实施。尤其第一闭锁元件和第二闭锁元件分别成对地设置，并且优选可在各个空转位置中被压到第一环的共同的接收凹槽中。尤其支撑弹簧可在闭锁位置中将闭锁元件压向止挡部，以在闭锁位置中设置相对于第一环而言限定的最大可能的相对角度。第二环尤其具有闭锁凹槽，闭锁元件在闭锁位置中可尤其被支撑弹簧压到所述闭锁凹槽中，以在第一环和第二环之间传递转矩。在闭锁位置中，闭锁元件可尤其形状锁合地在第一环和第二环之间夹紧。

[0010] 支撑弹簧可尤其构型为伸出的弹性可弯曲的弹簧板，该弹簧板优选基本上在切向方向上以尤其倒圆地折弯的端部在空转位置和闭锁位置之间用弹力贴靠在闭锁元件上。支撑弹簧可尤其以第一相切端部作用在第一闭锁元件上并且以指向相反的切向方向的第二相切端部作用在第二闭锁元件上。自由轮可尤其设置在与机动车发动机驱动轴耦合的皮带轮中，以通过该自由轮将皮带轮与驱动轴耦合，尤其用于驱动机动车辅助机组和/或用于附接优选构造为起动发电机的、用于起动机动车发动机的起动机。

[0011] 特别地，对于位置公差T和制造公差t满足：1.0＜T/t≤3.0，尤其1.1≤T/t≤2.5，优选地1.2≤T/t≤2.0并且尤其优选地1.3≤T/t≤1.5。在这样的位置公差T的情况下，第二环有足够的空间，以在径向平面内对准到闭锁元件。尤其对于第二环相对于第一环而言可设置特别成本有利的间隙配合。

[0012] 优选地，闭锁元件在闭锁位置中相对于第一环的最大相对角位置通过止挡在与第二环不同的止挡部上被限定，其中，所述止挡部尤其通过第一环或者可相对于第一环扭转的切换笼构型，以便在闭锁位置中和/或在空转位置中释放或者锁止所述闭锁元件。通过所述止挡部可与第一环无关地限定闭锁元件在闭锁位置中相对于第一环的相对角位置，使得尤其能够在第二环相对于闭锁元件的对中步骤期间避免闭锁元件的过度倾斜。当闭锁元件贴靠在所述止挡部上时，尤其可通过贴靠在第二环上的闭锁元件预给定用于第二环的限定的转动中心。

[0013] 尤其优选地，第一环和/或第二环以位置公差T在预对中环上对中。该预对中环可尤其构型为套筒，在该套筒的内侧或者外侧上以位置公差T进行预对中。第二环在径向方向上相对于第一环的大的位移可由此被避免。在第二环止挡在第一环上之前，可发生第一环和/或第二环在预对中环上的止挡。由此可尤其避免，例如由于第一环和/或第二环的自重，第一环和第二环在周缘位置上如此接近，使得闭锁元件被压到空转位置中并且尤其从第二环的闭锁凹槽伸出来，从而可能使得第二环在闭锁元件上的自动对中变难或者被破坏。

[0014] 特别地，第一环和/或第二环是扭振减振器的部分，其中，尤其第一环和/或第二环构成扭振脱耦器的输入法兰或输出法兰，该扭振脱耦器具有基本上切向作用的蓄能器元件，尤其弓形弹簧。第一环和/或第二环尤其可在此情况下在径向方向上具有这样的延伸部，使得在所有极限位置在位置公差T内可作用有蓄能器元件。为此，所述蓄能器元件可设置自由角，该自由角允许第一环和/或第二环在径向平面上在位置公差T的范围内移动。由此在第一环和/或第二环在径向平面上位置改变的情况下，扭振减振器可特别不敏感。优选地，自由轮的内环固定地与转矩导入元件、尤其机动车发动机的驱动轴连接，或者固定地与转矩导出元件、尤其用于附接辅助机组的皮带轮连接，而扭振减振器固定地与转矩导出元件或者转矩导入元件连接，其中，自由轮的外环能以位置公差T在径向平面中相对内环运动地实施。

[0015] 优选地，设置有在第一环相对于第二环沿第一周向方向相对转动时闭锁的、由多个第一闭锁元件组成的闭锁组，其中，尤其设置至少三个第一闭锁元件。通过所述多个闭锁元件能够使在闭锁位置传递转矩时作用到闭锁元件上的力分布到相应数量的锁止元件上，使得各个锁止元件的负荷相应地更小。此外，出现的横向力可相互抵消。特别地，锁止元件可尤其通过三点对中实现第二环的限定的对中。

[0016] 特别优选地，设置有在第一环相对于第二环沿与第一周向方向相反的第二周向方向相对转动时闭锁的、由多个第二闭锁元件组成的闭锁组，其中，尤其设置至少三个第二闭锁元件。尤其可切换的自由轮由此可在两个不同的相对转动中在周向方向上起作用。尤其不但在第一环相对于第二环沿第一周向方向相对转动的情况下而且在第一环相对于第二环沿与第一周向方向相反的第二周向方向相对转动的情况下可实现第二环在闭锁元件上的自动对中。

[0017] 本发明还涉及一种用于使自由轮对中的方法，该自由轮可如上面说明的那样构造和扩展构造，其中，在自由轮的无转矩的状态中，在第一环相对于第二环沿第一周向方向相对转动时闭锁的、由数量为N的多个第一闭锁元件组成的闭锁组处于在闭锁位置中，并且第二环贴靠在n个闭锁元件上，其中，n小于N，接着转矩被导入到第一环和/或第二环中，并且接着第二环在径向平面内使其相对于第一环的相对位置改变，直到第二环贴靠在大于n个闭锁元件上，尤其贴靠在N个闭锁元件上。N和n是大于零的自然正整数。优选地，在对中开始时为n＝1，其中，n＝2或者n＝3原则上也可以。由于所述第二环可通过其在径向平面内的位置移动相对于所述闭锁元件自动地对中而不相对于第一环自动地对中，所以在所述闭锁元件和第二环之间的制造公差t能够被补偿，使得在传递转矩时，在闭锁位置中所有闭锁元件基本上同等地负荷，从而自由轮能够在传递高转矩的情况下具有高的使用寿命。

[0018] 特别地，第二环在其相对位置在径向平面内改变期间支撑在所述n个闭锁元件上。在闭锁元件上的支撑在不必强制性地是刚性的，而是可例如通过闭锁元件的弹性变形和/或通过在闭锁位置中关于闭锁元件相对于第一环的相对角度位置而言的间隙稍微弹性地构型。至少一个与第二环接触的闭锁元件由此能够在对中期间实现用于第二环的、相对于第一环的转动中心偏心移位的转动中心，使得第二环能够一直扭转直到第二环与另一闭锁元件接触。由此，第二环能够在所述两个闭锁元件上接触后又围绕一相对于第一环的转动中心偏心移位的转动中心扭转直到第二环与另一闭锁元件接触以此类推。由此，第二环在径向平面中相对于第一环可基本上自由地移动直到第二环在闭锁位置中均匀地支撑在所有闭锁元件上。

附图说明

[0019] 下文参照附图根据优选的实施例示例性地阐释本发明，其中，接下来示出的特征既可各自单独地也可组合地形成本发明的一个方面。附图示出：

[0020] 图1：已知的棘爪自由轮的示意性剖面图，

[0021] 图2：图1的细节Ⅱ的示意性细节图，

[0022] 图3：根据本发明的自由轮的示意性剖面图。

具体实施方式

[0023] 图3中示出的构型为棘爪自由轮10的根据本发明的自由轮具有作为第一环的内环12和作为第二环的外环14，外环相对于内环12共轴布置、能相对转动。内环12具有多个接收袋16，构型为闭锁棘爪的闭锁元件18分别以能摆动的方式插入到各接收袋中，使得闭锁元件18能够在所示闭锁位置和一空转位置之间摆动，在该闭锁位置中，在沿第一周向方向相对转动时闭锁元件18配合到外环14的闭锁凹槽20中，在该空转位置中，在沿与第一周向方向相反的第二周向方向相对转动时闭锁元件18克服支撑弹簧22的弹簧力从外环14的闭锁凹槽20中分离出来。在示出的实施例中，附加地设置有第二闭锁元件24，该第二闭锁元件能够在所示闭锁位置和空转位置之间摆动，在该闭锁位置中，在沿第二周向方向相对转动时第二闭锁元件24配合到外环14的闭锁凹槽20中，在该空转位置中，在沿第一周向方向相对转动时第二闭锁元件24克服支撑弹簧22的弹簧力从外环14的闭锁凹槽20中分离出来。借助能相对于内环12扭转的切换笼26可或者迫使闭锁元件18克服支撑弹簧22的弹簧力进入到其空转位置中或者迫使第二闭锁元件24克服支撑弹簧22的弹簧力进入到其空转位置中，其中，图3中未示出切换笼26。为此，切换笼26可借助止挡部28压向闭锁元件24。

[0024] 如图2中示例性地在图1所示的棘爪自由轮10上示出的那样，由于位置公差和/或制造公差可存在公差链，该公差链在闭锁位置中在闭锁凹槽20内部在闭锁元件18、24与外环14之间导致制造公差t并且经由所述闭锁元件18、24的力流可能中断。为了自动地补偿制造公差t，使外环14仅粗略地在内环12上对中，其方式是，外环14以超过制造公差t的位置公差T例如插入到预对中环30中，并且由此能够在棘爪自由轮10的径向平面内相对于内环12移位。预对中环30能在垂直装配的情况下阻止外环14在重力作用下一直下降到内环12上。在空转运行时，外环14可相对内环12自由地转动。在闭锁位置中，外环14能够根据相对转动方向而定在闭锁元件18或者第二闭锁元件24上自动地对中，直到尤其在闭锁元件18、24上实现外环14的三点对中并且制造公差t被补偿。在此，外环14的中心可与内环12的转动中心不同。

[0025] 在图3中示出的实施例中，外环14具有扭振减振器34的输出法兰32。该扭振减振器34具有构型为弓形弹簧36的蓄能器元件，所述蓄能器元件可将导入的转矩减振地输出到输出法兰32上。弓形弹簧36基本上切向地作用在外环14的输出法兰32上，其中，该输出法兰23具有径向延伸部，该径向延伸部即使在径向平面内以位置公差T移动的情况下也允许可靠的力导入。此外，所述弓形弹簧36允许一定的自由角度，使得在闭锁元件18、24上对中时外环14的位置改变不会显著地影响扭振减振器34的功能性。扭振减振器34在示出的实施例中构型为扭振脱耦器。也可设置橡胶减振器作为扭振减振器34，其中，飞轮质量通过弹性材料附接，其中，在这种情况下尤其可取消预对中环30。

[0026] 附图标记列表

[0027] 10 棘爪自由轮

[0028] 12 内环

[0029] 14 外环

[0030] 16 接收袋

[0031] 18 闭锁元件

[0032] 20 闭锁凹槽

[0033] 22 支撑弹簧

[0034] 24 第二闭锁元件

[0035] 26 切换笼

[0036] 28 止挡部

[0037] 30 预对中环

[0038] 32 输出法兰

[0039] 34 扭振减振器

[0040] 36 弓形弹簧