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具有特别的夹紧斜面的夹紧滚子自由轮离合器的制作专利

来源:未知 编辑:晚一步 时间:2018-01-31
具有特别的夹紧斜面的夹紧滚子自由轮离合器的制作方法

本发明涉及一种具有外圈的夹紧滚子自由轮离合器,沿所述外圈的内壁设计多个用于各相应夹紧滚子的、被相互间隔地安置的夹紧斜面,所述夹紧滚子被各自对应的并且在位于夹紧滚子之间的保持架装置上支承的弹簧施加作用力,以便在外圈和与外圈同轴的环绕的内部部件之间产生负载转动方向上的夹紧效果。此外,本发明还涉及一种在启停模式中驱动的机动车辆的具有所述夹紧滚子自由轮离合器的启动装置。



背景技术:

本发明的应用领域尤其涉及由电动启动器启动内燃机的机动车辆。启动过程通常通过插入的牵引传动机构完成,该牵引传动机构将启动器的驱动扭矩传递至内燃机的曲轴。在此关注的夹紧滚子自由轮离合器通常在端侧法兰式连接到曲轴。根据一种另外的常用的实施方式,启动器还能够直接与夹紧滚子自由轮离合器的齿环啮合,从而在此能够省去牵引件。

此外也能够想到,将发明主题夹紧滚子自由轮离合器用作用于反向锁止的自动离合器、换挡元件或其它机器中的超越离合器。

由DE 10 2013 206 811 A1已知一种通用的夹紧滚子自由轮离合器。该夹紧滚子自由轮离合器基本上由外圈和与其相邻安置的保持架组成,其中,在外圈的内侧设置有夹紧斜面并且在保持架中放置夹紧滚子上,并且夹紧滚子所对应的弹簧元件与保持架连接,弹簧元件对夹紧滚子施加作用力,因此夹紧滚子弹性抵靠在夹紧斜面上,以便在负载转动方向上将负载转矩从夹紧滚子传递至外圈。在相反的空转转动方向上,实现无夹紧的空转功能。在现有技术中,夹紧斜面特别由钢带制成,夹紧斜面在两侧的端部相互材料式连接。所有夹紧斜面均具有各自的夹紧角度。

由DE 10 2010 033 503 A1已知一种另外的自由轮离合器,该自由轮离合器用于在启动装置中与启动器齿环产生连接。在该现有技术中,电动启动器的小齿轮直接啮合在启动器齿环中,因此在此省略了牵引件。特别在具有启停模式的混合动力应用中,因交通信号灯关闭内燃机以及随之重新启动内燃机而频繁地将启动器接合能够使人感到不适。在此公开的自由轮离合器确保启动器能够始终保持接合;当机动车行驶时,曲轴和启动器齿环相互分离。在该技术方案中,自由轮离合器的夹紧件在轴向上被在其两侧安置的保持架部件固持。与上述现有技术相反,这种离合效果不产生在径向上,而是产生在轴向上。该设计原理需要较大的结构空间。

与之相反,如果将通用的夹紧滚子自由轮离合器用在具有启停模式的机动车辆中,则在大约低于-20℃的低温情况下,夹紧滚子自由轮离合器很可能在启动时打滑,这能够使得在现代的机动车辆的发动机控制的中产生故障,或是能够在最坏的情况下损毁夹紧滚子自由轮离合器。

实验已经表明,打滑问题的出现与润滑自由轮离合器的、特别是润滑油或润滑脂的润滑剂无关。这样解释这个现象,润滑剂在低温下形成特别坚韧的润滑膜,该润滑膜在内部部件以及外圈上润湿夹紧滚子和与之相应的夹紧轨道。特别是在启动内燃机时出现的最轻微的振动中,夹紧滚子与至少一个夹紧轨道失去金属式接触并且自由轮离合器打滑。打滑持续到多个夹紧滚子中的至少一个与两个夹紧轨道重新产生金属式接触。自由轮的几何形状能够通过这种不均匀的负载受到损坏甚至破坏。

已经试图增加弹簧力以避免打滑。由此,夹紧滚子应该能够更容易地穿透润滑膜。然而,与此同时,自由轮离合器在空转阶段产生过多的摩擦热和磨损的风险也会增加。

此外,进一步将夹紧斜面的夹紧角度减小是无效的,因为多数自由轮离合器已经被加载至达到扭矩承受极限,因此不能够再减小夹紧角度。因为在更小的夹紧角度下,接触压力会增大。



技术实现要素:

因此,本发明所要解决的技术问题是,进一步改善通用的夹紧滚子自由轮离合器,使其在低温情况下通过简单的技术手段有效地防止打滑。

该技术问题通过根据权利要求1的前序部分所述的夹紧滚子自由轮离合器以及其特征解决。随后的从属权利要求还给出了本发明的有利的改进方案。

本发明包括技术特征,即设计外圈的多个夹紧斜面中的至少一个是具有夹紧角度α1的较平缓的夹紧斜面,该夹紧角度α1小于其它相对较陡的夹紧斜面的夹紧角度α2。

根据本发明的解决方案的优点特别在于,在启动时,较平缓的夹紧斜面明显比其它相比较陡的夹紧斜面具有更好的夹紧作用。由此避免夹紧滚子自由轮离合器的打滑。

为避免在内燃机的冷启动期间打滑的起始风险,将少于所述多个夹紧斜面一半的夹紧斜面设计为较平缓的夹紧斜面就足够了。

优选地,在具有多个平缓的夹紧斜面的情况下,应当沿着外圈对称分布地安置平缓的夹紧斜面。同样地,在具有两个较平缓的夹紧斜面的情况下,应当相互对置地安置夹紧斜面,并且,例如应当将三个较平缓的夹紧斜面呈星形地以相等间距分布在外圈的圆周上。由此实现在对侧支承的效果,从而使夹紧滚子自由轮离合器的稳定性更高。

一种优选的实施方式,特别适用于在启停模式中运行的机动车辆的启动装置,根据该实施方式,设置较平缓的夹紧角度α1以+/-10%的公差小于较陡的夹紧夹角α2的60%。该相对的角度差足以实现上述本发明的优点。优选地,在此应用情况中,较平缓的夹紧斜面的夹紧角度α1是1.5至2.5°,并且相比较陡的夹紧斜面的夹紧角度α2是3至4°。然而根据各自的应用情况,该数值范围还能够变化。然而,实验已经表明,对于上述的特别的应用情况,夹紧角度α1和α2的数值范围甚至在-30℃的冷启动和用于现代的机动车辆的内燃机高启动扭矩情况下也确保了夹紧滚子自由轮离合器的可靠运行。

为了防止夹紧滚子滚过较平缓的夹紧斜面,根据本发明进一步的改进措施,设有急剧增高的端部区域,该端部区域的夹紧角度α3大于5°,最优选大于9°。

在启停模式中运行的机动车辆的启动装置中,根据本发明的夹紧滚子自由轮离合器不仅适用于启动器,还适用于启动装置,该启动器通过牵引件作用在与曲轴以法兰连接的夹紧滚子自由轮离合器上,在该启动装置中,夹紧滚子自由轮离合器具有直接(无设置在其间的牵引件地)与启动器的小齿轮共同作用的齿环。

附图说明

下面结合对本发明优选实施例的描述并借助附图,详细阐述本发明另外的改进的措施。附图是:

图1是机动车辆的具有牵引传动机构的启动装置的示意性的侧视图,

图2是在根据图1的夹紧滚子自由轮离合器的区域内的示意性的纵剖视图,

图3是具有位于根据备选实施例的夹紧滚子自由轮离合器上的齿环的启动装置的示意性的纵剖视图,

图4是具有特别的夹紧斜面的夹紧滚子自由轮离合器的示意性的横截面,和

图5是具有不同的夹紧斜面的根据图4的夹紧滚子自由轮离合器的外圈的细节图。

具体实施方式

根据图1,在启停模式中运行(未进一步示出)的机动车辆的启动装置由被安置在内燃机1的区域中的电动的启动器2构成,该启动器2的驱动扭矩通过齿形皮带形式的牵引件3传递至内燃机1的曲轴4上。在曲轴4的端侧同轴地安装夹紧滚子自由轮离合器5,在完成启动后内燃机1的曲轴4至少处于怠速时,该夹紧滚子自由轮离合器5确保启动器2空转。牵引件3被张紧装置6施加作用力。

根据图2,在曲轴4的端侧上法兰式地连接飞轮质量件7。该飞轮质量件7与夹紧滚子自由轮离合器5的外圈8连接。借助于夹紧滚子9形成与夹紧滚子自由轮离合器5的内部部件10的自由轮离合器连接,该夹紧滚子自由轮离合器5通过齿环11与从动的(未示出的)牵引件连接。具有夹紧滚子自由轮离合器5的齿环11的相对曲轴4的旋转支承通过在其之间安置的滚动轴承12完成。

图3示出一种另外的实施例,其中,与上述的实施例不同,夹紧滚子自由轮离合器5'的齿环11'直接被启动器2'的小齿轮(即无牵引件)驱动。

根据图4,夹紧滚子自由轮离合器5由外圈8组成,沿着外环的内壁设计共八个等距离相互间隔地安置的夹紧斜面13a至13h。各夹紧斜面13a至13h与夹紧滚子9(示例性地)共同作用,夹紧滚子9由相对应的保持架装置14以及由被保持架支承的弹簧15定位并加载。

两个相对布置的夹紧斜面13d和13h具有相对于另外六个夹紧斜面13a至13c和13e至13g较平缓的夹紧角度。

图5结合相邻的夹紧斜面13c和13d但镜像翻转地示出特别的夹紧斜面几何形状。平缓的夹紧斜面13d具有约2°的夹紧角度α1,而示例性地较陡的夹紧斜面13c具有约4°的夹紧角度α2。由于附图是示意图,关于夹角的信息以说明书文本陈述为准。具体而言,示例性的平缓的夹紧斜面13d通向具有约10°的夹紧角度α3的急剧增高的端部区域16。

本发明不限于上述的优选实施例。由此还能够想到更多包括在下面的权利要求的保护范围内的修改。因此,例如夹紧滚子自由轮也能够在其它应用中作为启动装置用于内燃机,以便特别是在较大温差情况下获得可靠的离合效果。

附图标记列表

1 内燃机

2 启动器

3 牵引件

4 曲轴

5 夹紧滚子自由轮离合器

6 张紧器

7 飞轮质量件

8 外圈

9 夹紧滚子

10 内部部件

11 齿环

12 滚动轴承

13 夹紧斜面

14 保持架装置

15 弹簧

16 端部区域

 
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