CN109477528A - 双重抱簧、旋转装置和待执行系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双重抱簧以及具有根据本发明的双重抱簧的旋转装置和待执行系统。双重抱簧(20)包括内部的缠绕区域(21)和外部的缠绕区域(22),以及将内部的缠绕区域(21)与外部的缠绕区域(22)机械连接的过渡区域(23)。在双重抱簧未装入的状态下,缠绕区域(21,22)彼此偏心地设置。借助在此提出的双重抱簧能够强烈地限制在内部的缠绕区域和外部的缠绕区域之间的过渡区域的弹性变形,使得引入到双重抱簧中的能量、作为扭矩引入的能量不由过渡区域吸收,而是基本上完全地并且立即用于对接触双重抱簧的构件进行制动或锁止。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有内部的缠绕区域和相对于此设置在径向外部的外部的缠绕区域的双重抱簧。此外,本发明涉及一种具有根据本发明的双重抱簧的旋转装置,以及一种待执行系统,尤其离合器装置,所述待执行系统或离合器装置包括根据本发明的旋转装置。
背景技术
为了操作离合器通常必须经过平移路径,以便将离合器半部彼此分离或将其彼此接合。为了该目的,需要操作装置,所述操作装置也称作执行器,并且借助所述操作装置能够在相应的路径上产生所需的力。为了该目的而存在将一个构件的转动运动转换成另一构件的轴向运动的执行器,例如以便断开或闭合离合器。典型的执行器是液压的从动缸,或还有行星滚柱丝杠传动机构(PWG)。行星滚柱丝杠传动机构包括丝杠、丝杠螺母和在其之间设置在环周上的、容纳在行星架中的行星滚动体。部件之一——丝杠或丝杠螺母——被转动驱动并且另一部件在抗转动设置的情况下沿着丝杠的纵轴线能够移位对应于所设定的传动比的轴向路径。在例如借助于电动马达驱动的优化效率的丝杠传动装置、例如行星滚柱丝杠传动机构中和尤其在执行器、例如静液压离合器执行器中,在所需要地保持位置的情况下在电动马达中需要保持电流进而需要保持力矩,其中所述执行器克服可通过离合器特征曲线描绘的负载工作。这在行星滚柱丝杠传动机构中建立在如下基础之上:所述行星滚柱丝杠传动机构不具有自锁装置。然而这表示,在电流失效的情况下或电流供应不足的情况下无法保持执行器的预定位置,使得存在离合器不受控地操作的危险。
为了避免这种情况,使用双重抱簧。这种双重抱簧包括两个缠绕区域,所述缠绕区域能够分别与另外的、彼此相对可旋转运动的构件摩擦配合地共同作用。双重抱簧具有内部的缠绕区域和外部的缠绕区域,其中在双重抱簧的径向彼此嵌套的实施方式中,螺线形的内部的缠绕区域和外部的缠绕区域的转动方向相反,使得在双重抱簧未安装的状态下在将转矩沿第一转动方向导入内部的缠绕区域中时内部的缠绕区域和外部的缠绕区域的径向延伸被扩展,并且在沿第二转动方向进行转动方向反向时减小内部的缠绕区域和外部的缠绕区域的径向延伸。
在此,双重抱簧能够具有不同直径的彼此嵌套的缠绕区域,或者具有不同直径的轴向依次设置的缠绕区域,所述缠绕区域分别经由过渡区域彼此连接。
这种常规的双重抱簧在图1中示出。在双重抱簧安装的状态下,在将转矩沿第一转动方向导入时减小由内部的缠绕区域施加到轴上的径向作用的压力,在所述状态中内部的缠绕区域位于轴上并且外部的缠绕区域贴靠空心柱体的内侧。由外部的缠绕区域施加到空心柱体上的径向作用的压力增大。在沿第二转动方向的转动方向反向的情况下,径向作用的、由内部的缠绕区域施加到轴上的压力增大,并且径向作用的由外部的缠绕区域施加到空心柱体上的压力减小。
也从DE 10 2015 220 920 A1已知这种双重抱簧,其中内部的缠绕区域同轴地设置在由外部的缠绕区域限定的空间之内。在此,内部的缠绕区域和外部的缠绕区域一件式地构成。
DE 10 2015 217 164 A1公开这种双重抱簧,所述双重抱簧具有内部的缠绕区域以及外部的缠绕区域,其中外部的缠绕区域在其径向外侧上包围内部的缠绕区域。这两个缠绕区域经由连接件彼此机械地连接。
尚未公开的DE 10 2016 214 711 A1描述一种双重抱簧,所述双重抱簧具有支撑装置,当转矩作用于双重抱簧时,借助所述支撑装置阻挡或能够阻挡过渡区域的变形。这种双重抱簧以及容纳双重抱簧的旋转装置在图1至5中示出。图1示出常规的双重抱簧,所述双重抱簧包括内部的缠绕区域21以及外部的缠绕区域22,其中内部的缠绕区域21径向地设置在外部的缠绕区域22之内,使得这两个缠绕区域21、22彼此嵌套。内部的缠绕区域21经由过渡区域23连接到外部的缠绕区域22上。内部的缠绕区域21和外部的缠绕区域22在此相对共同的旋转轴线26同轴地设置。在图2中示出双重抱簧20正常地设置在旋转装置10中。在此可见的是:旋转装置10具有轴11以及与之相关设置的毂12,其中双重抱簧20的内部的缠绕区域21支撑在轴11的外侧上并且外部的缠绕区域22支撑在毂12的内侧上。在此同样可见过渡区域23,所述过渡区域将内部的缠绕区域与外部的缠绕区域机械地连接。为了支撑过渡区域23,在图2中示出的实施方式中设置有支撑装置40,以便低损耗地实现将转矩从外部的缠绕区域22传递到内部的缠绕区域21上或相反。这种常规的双重抱簧20也在图3和4的俯视图中可见。
在此,图3示出未安装状态下的双重抱簧20,使得内部的缠绕区域21具有相对小的直径并且外部的缠绕区域22具有相对大的直径。图4示出安装状态下的双重抱簧,其中可见的是:外部的缠绕区域22的直径显著减小并且内部的缠绕区域21的直径显著变大,使得缠绕区域21、22如针对图2描述的那样借助挤压安装在轴11上或毂12中。
在图5中可见表征常规的双重抱簧的特性的转矩-转动角图,其中可见的是:在旋转方向反向时在最大的转动角度的点中可传递的转矩相对地稍微上升,以便又在设定相对大的转动角度之后才达到最大值。这就是说,在转动方向反向时在转动方向反向点中由于过渡区域可相对地大范围变形,可借助双重抱簧传递的力矩M仅适度地上升。因此,在转动方向反向时,在造成双重抱簧和毂之间滑动或相对运动之前,所述过渡区域才一次性地吸收输入的能量。
双重抱簧的至今已知的缺点是:所述双重抱簧或者借助附加构件实现,和/或在转矩或转动方向反向的情况下由于由此产生的各个区域的变形而相对弹性地对所述转矩或转动方向反向做出反应,使得相对晚地才进入期望的、待由双重抱簧实现的制动或锁止作用。与具有相应的双重抱簧的执行器或操作装置的传动比相关的是:响应特性中的该延迟关于对离合器装置的作用方面是否还能够容忍。然而,出于安全性以及行驶舒适度的理由在转矩或转动方向反向直至在由双重抱簧接触的构件之间的相对旋转运动的显著的制动作用或锁止时期望极其快速的响应特性或仅极其小的延迟。
发明内容
因此,本发明所基于的目的是:提供一种双重抱簧以及配设该双重抱簧的旋转装置和包括所述旋转装置的待执行系统,它们确保:在沿第一转动方向实现作用于双重抱簧或旋转单元上的转矩时能够以相对低损耗的方式产生旋转运动,并且在转矩方向或转动方向反向时能够以可靠且快速的方式引起旋转装置的制动或锁止作用。
所述目的通过根据权利要求1的根据本发明的双重抱簧、根据权利要求6的根据本发明的旋转装置以及通过根据权利要求10的根据本发明的待执行系统来实现。根据本发明的双重抱簧的有利的设计方案在从属权利要求2至5中说明。根据本发明的旋转装置的有利的设计方案在从属权利要求7至9中说明。
权利要求的特征能够以任何技术上有意义的方式和方法组合,其中对此也能够考虑下文的说明中的阐述以及附图中的特征,它们包括本发明的补充的设计方案。
根据本发明的第一方面提供一种双重抱簧,其具有内部的缠绕区域和外部的缠绕区域,以及将内部的缠绕区域与外部的缠绕区域机械连接的过渡区域。根据本发明提出:双重抱簧在松弛的尚未装入的状态下构成为,使得这两个缠绕区域彼此偏心地设置。这表示:两个缠绕区域的纵轴线或旋转轴线彼此平行、但是间隔开。在此,优选地,内部的缠绕区域至少部段地并且可能完全地设置在径向外部的缠绕区域之内。然而,本发明不限制于缠绕区域的这种径向的嵌套,而是根据本发明的双重抱簧也能够构成为,使得这两个缠绕区域以轴向的串联布置彼此连接。
名称“内部的缠绕区域”和“外部的缠绕区域”在此尤其涉及嵌套的双重抱簧,其中内部的缠绕区域至少部段地由外部的缠绕区域包围。在轴向依次设置的缠绕区域的情况下,内部的缠绕区域是具有较小直径的缠绕区域并且外部的缠绕区域是具有较大直径的缠绕区域。
通过缠绕区域彼此间的偏心量,在设置过渡区域的区段中存在最小间距a,所述最小间距与用于制成内部的缠绕区域的缠绕材料的厚度TWi相比为0至3TWi。在一个优选的设计方案中对于间距a适用的是:0≤a≤TWi。内部的缠绕区域和外部的缠绕区域的纵轴线的在此实现的偏心量E应当与内部的缠绕区域RiW的半径处于如下比例:RiW/E=1.5至4。在此,内部的缠绕区域的半径RiW应相对于内部的缠绕区域的径向内部区域测量。因此,存在两个缠绕区域的彼此间可清楚识别的偏心量,以便在双重抱簧装入的状态下将内部的缠绕区域和外部的缠绕区域之间的、在缠绕区域之间的过渡的区域中的间距保持得小,使得该过渡区域具有高的抗弯强度或弯曲强度,进而最佳地构成,以便在缠绕区域之间传递转矩。
根据本发明的双重抱簧构成为:在装入状态下围绕内部的缠绕区域和外部的缠绕区域的共同的旋转轴线加载扭矩。该扭矩例如在带动内部的缠绕区域和/或外部的缠绕区域时由于摩擦力在内部的缠绕区域和轴之间起作用或由于摩擦力在外部的缠绕区域和径向外部贴靠在外部的缠绕区域处的空心柱体的内侧之间起作用。内部的缠绕区域和外部的缠绕区域以及过渡区域优选是双重抱簧的整体的组成部分。这表示:双重抱簧基本上由线一件式地构成。借助过渡区域能够将扭矩从外部的缠绕区域传递到内部的缠绕区域上并且相反。如已经关于现有技术描述的那样,根据本发明的双重抱簧也能够径向地将压力施加到设置在内部的缠绕区域之内的轴上,以及径向地将压力施加到空心柱体的内侧上,外部的缠绕区域贴靠在所述空心柱体处。因此,能够通过贴靠缠绕区域的构件沿一个转动方向的相对旋转运动在双重抱簧和贴靠的构件之间产生小的摩擦,并且在相反转动方向上产生高的摩擦,所述摩擦能够引起制动作用或锁止作用。
根据本发明的双重抱簧的优点尤其在于:由于过渡区域的取决于偏心量的小的长度,该过渡区域当其在转动方向反向时被加载转矩时经受更小的变形或完全不经受变形。因此,外部的缠绕区域和内部的缠绕区域之间的传递转矩的过渡区域相对于常规的实施方式刚性地设计,使得所述区域在转动方向反向时基本上不吸收能量进而输入到双重抱簧中的能量没有延迟地传递。因此,借助于双重抱簧极其快速且可靠地产生摩擦力矩所决定的制动作用。
在根据本发明的双重抱簧的一个实施方式中提出:过渡区域具有曲率半径Rk,所述曲率半径至少与内部的缠绕区域的半径RiW一样大。这就是说,过渡区域构成有相对大的半径,所述半径实现缠绕区域之间的非常柔和的过渡。在此,曲率半径用于将内部的缠绕区域和外部的缠绕区域之间的形状变化相互匹配。过渡区域的在此限定的曲率半径以过渡区域的径向内侧为参照。该设计方案的优点尤其在于在双重抱簧的运行所引起的负荷的情况下防止应力峰值。
在双重抱簧的一个替选的设计方案中提出:过渡区域具有曲率半径Rk,所述曲率半径最大为内部的缠绕区域的半径RiW的1/25。因此,双重抱簧的该实施方式的特征在于极其短的过渡区域,所述过渡区域由于其短而实现缠绕区域的极其刚性连接的优点。因此,该过渡区域基本上构成为阶梯或S形的伸展。
如已经提及,根据本发明的双重抱簧构成为,使得内部的缠绕区域和外部的缠绕区域径向至少部段地彼此重叠,或者它们轴向彼此连接。因此,在第一个提到的变型形式中,双重抱簧相互嵌套,其中内部的缠绕区域由外部的缠绕区域至少部段地且优选完全地径向包围。在第二个提到的变型形式中,内部的缠绕区域和外部的缠绕区域不径向彼此重叠地设置,而是轴向彼此串联连接。在该情况下,仅沿径向方向测量内部的缠绕区域和外部的缠绕区域之间的最小间距a,即在径向方向上从内部的缠绕区域距由外部的缠绕区域的内侧实现的想象的范围的间距。在这两个提到的实施方式中,内部的缠绕区域和外部的缠绕区域经由相应的过渡区域彼此连接。
此外,根据本发明的双重抱簧能够包括设置在内部的缠绕区域与外部的缠绕区域之间的中间环,其中中间环具有厚度S,所述厚度至少与内部的缠绕区域距外部的缠绕区域的最小间距一样大,所述最小间距处于设置过渡区域的区段中。具有中间环的实施方式显然仅能在双重抱簧的径向嵌套的构型中使用。中间环的厚度S与最小间距a的比例构成为,使得中间环定位在内部的缠绕区域和外部的缠绕区域之间并且能够夹紧在那里,并且在安装的状态下由于外部的缠绕区域和内部的缠绕区域的与其关联的径向移动而基本上在没有加载径向作用的力的情况下定位在内部的缠绕区域和外部的缠绕区域之间。在借助于双重抱簧因运行而传递转矩时才引起内部的缠绕区域和外部的缠绕区域贴靠中间环。当中间环的厚度S至少对应于缠绕材料的厚度TWi时,才有利地构成具有中间环的双重抱簧的该实施方式,由所述缠绕材料制成内部的缠绕区域。在此,需径向地测量中间环的厚度S。
本发明的另一方面是一种旋转装置,其包括轴和至少部段地构成为空心柱体的毂以及在轴和毂的空心柱体的内侧之间的根据本发明的双重抱簧。双重抱簧的内部的缠绕区域的内侧贴靠轴的外侧,并且双重抱簧的外部的缠绕区域的外侧贴靠毂的空心柱体的内侧,使得两个缠绕区域彼此同心地设置,并且在毂相对于轴沿第一转动方向的旋转运动中外部的缠绕区域增大到毂的空心柱体的内侧上的径向压力,使得毂相对于轴的旋转运动被制动或锁止,并且在毂相对于轴沿第二转动方向使转动方向反向时外部的缠绕区域减小在毂的空心柱体的内侧上的径向压力,使得能够实现毂相对于轴的旋转运动。轴也能够具有销的形状。
通过外部的缠绕区域在转动方向沿第二转动方向反向时稍稍减小其直径,减小到毂的空心柱体的内侧上的径向压力。由于内部的缠绕区域和外部的缠绕区域的相反的缠绕方向,在沿第一转动方向转动时由于内部的缠绕区域的直径扩宽,内部的缠绕区域减小到轴外侧上的径向压力。在毂相对于轴沿第二转动方向进行转动方向反向时,内部的缠绕区域增大到轴的外侧上的径向压力。转动运动的导入经由摩擦力矩进行,所述摩擦力矩作用于内部的缠绕区域和轴之间或外部的缠绕区域和空心柱体之间。该摩擦力矩通过法向力产生,内部的缠绕区域借助所述法向力压到轴的外侧上,或者外部的缠绕区域借助所述法向力压到空心柱体的内侧上。优选地,双重抱簧置于旋转装置中,使得双重抱簧也在静止状态下且在没有通过扭矩加载的情况下将径向预紧力施加到轴上和毂的空心柱体上。这通过如下方式实现:双重抱簧在内部的缠绕区域的内直径的区域中相对于轴的外径以尺寸不足的方式供使用。并且外部的缠绕区域的外直径相对于毂的空心柱体的内直径构造成具有过盈量,并且双重抱簧随后装入轴和空心柱体之间的结构空间中。如所提及的那样,由于内部的缠绕区域和外部的缠绕区域的相反的缠绕方向,在沿第一转动方向转动时,内部的缠绕区域引起减小到轴的外侧上的径向压力,这通过内部的缠绕区域的直径的扩宽所引起。
由此,引起作用于轴上的拖曳力矩,所述拖曳力矩当然极其小,使得毂能够相对于轴平稳运动。在该情况下,外部的缠绕区域通过提高作用于空心柱体上的径向的挤压力闭合到毂的空心柱体的内侧的转矩路径。
轴或其摩擦面能够是转子的、丝杠的或类似构件的组成部分,并且毂尤其能够是转子的或丝杠螺母的或类似构件的组成部分。特别地,轴能够通过行星滚柱丝杠传动机构的丝杠构成,并且毂能够是行星滚柱丝杠传动机构的丝杠螺母的组成部分。只要这样构成的行星滚柱丝杠传动机构是用于操作离合器的执行器,从现在开始就能够借助根据本发明的双重抱簧防止:由于施加在旋转装置上的负载通过如下方式产生行星滚柱丝杠传动机构的元件的不期望的旋转运动进而也产生不期望的平移运动:即双重抱簧摩擦配合地锁止行星滚柱丝杠传动机构的丝杠和丝杠螺母之间的相对旋转运动。在此,本发明不限制于旋转装置作为行星滚柱丝杠传动机构的设计方案,而是双重抱簧也能够设置在电动马达的定子和转子之间,或但是也能够设置在滚动轴承的轴承外环和轴承内环之间。
在双重抱簧装入根据本发明的旋转装置中的状态下优选地提出:在内部的缠绕区域与外部的缠绕区域之间在内部的缠绕区域的环周上存在基本上恒定的间距b,其中适用的是:0.1TWi≤b≤0.7TWi。在此,TWi是缠绕材料的厚度,由所述缠绕材料制成内部的缠绕区域。因此,间距b相对于缠绕材料的厚度相对小地构成。在此,间距b在内部的缠绕区域的径向外侧和外部的缠绕区域的径向内侧之间限定。
在具有双重抱簧的根据本发明的旋转装置中,双重抱簧具有中间环,双重抱簧构成为或由旋转装置容纳为,使得双重抱簧的内部的缠绕区域的径向外侧径向地与中间环的内侧间隔开地定位,并且外部的缠绕区域的径向内侧径向地与中间环的外侧间隔开地定位。因此,在此,间距b大于中间环的厚度S。
在根据本发明的旋转装置的另一有利的设计方案中提出:在双重抱簧中在过渡区域和内部的缠绕区域之间构成第一连接区域,并且在过渡区域和外部的缠绕区域之间构成第二连接区域,其中在两个连接区域中,存在于内部的缠绕区域和外部的缠绕区域中的弯曲应力分别朝向过渡区域下降。在此优选地,弯曲应力下降,使得在过渡区域中不再存在弯曲应力。因此,连接区域是如下区域,所述区域邻接于过渡区域并且所述区域在双重抱簧未安装的状态下与在双重抱簧的安装状态下相比具有不同的形状。因此,所述连接区域在安装双重抱簧和两个缠绕区域彼此间进行与其关联的径向移动时变形。在此引入连接区域中的弯曲应力以及还有通过缠绕区域的直径变化引入的弯曲应力在连接区域中朝向过渡区域下降,所述过渡区域优选在双重抱簧未装入的状态下以及尽可能也在双重抱簧安装的状态下无应力地存在。
连接区域也能够构成为,使得其在双重抱簧未安装的状态下基本上跟随如下缠绕区域的形状和延伸方向,并且在安装的状态下构成与所述形状的偏差,所述连接区域分别连接到所述缠绕区域上。
此外,通过本发明还提供一种待执行系统,尤其离合器装置,其包括操作装置,所述操作装置具有根据本发明的旋转装置,其中操作装置设计用于:将旋转装置的旋转运动变换成平移运动以操作系统、尤其离合器。操作装置在此尤其能够是所提出的行星滚柱丝杠传动机构。根据本发明的离合器装置显然也包括离合器本身。因此,在此,根据本发明的旋转装置构成用于操作车辆的离合器或系统,其中双重抱簧使用在执行器中,例如行星滚柱丝杠传动机构中。
离合器装置设计用于:将转矩从从动轴传递到消耗器上和相反地传递。这通常经由摩擦组件实现,所述摩擦组件具有可轴向移动的、通常与从动轴抗旋转连接的挤压板,所述挤压板能够朝至少一个相对应的摩擦盘挤压。从该挤压力中经由摩擦面产生摩擦力,所述摩擦力与摩擦面的平均半径相乘得到可传递的转矩。
根据本发明的双重抱簧的优点尤其在于内部的缠绕区域和外部的缠绕区域之间的过渡部的提高的强度,使得可由缠绕区域传递的转矩在轴或毂的转动方向反向时能够有效地并且以最迅速的方式传递,使得借助双重抱簧以可靠的方式能够在配设双重抱簧的旋转装置中产生保持力矩。
附图说明
下面在相关的技术背景下参考附图详细阐述上面描述的本发明,所述附图示出优选的设计方案。绝不通过纯示意性的附图限制本发明,其中要注意的是:附图中示出的实施例不局限于所示出的尺寸。其中示出:
图1示出常规的双重抱簧的立体图,
图2示出具有双重抱簧的常规的旋转装置的立体图,
图3示出未安装状态下的常规的双重抱簧,
图4示出安装状态下的常规的双重抱簧,
图5示出常规的双重抱簧的转矩-转动角图,
图6示出贯穿未安装状态下的第一实施方式的根据本发明的双重抱簧的过渡区域的剖面变化,
图7示出贯穿安装状态下的第一实施方式的根据本发明的双重抱簧的过渡区域的剖面图,
图8示出未安装状态下的第二实施方式的根据本发明的双重抱簧的过渡区域的剖面图,
图9示出贯穿安装状态下的第二实施方式的根据本发明的双重抱簧的过渡区域的剖面图,
图10示出未安装状态下的根据本发明的双重抱簧的俯视图,
图11示出安装状态下的根据本发明的双重抱簧的俯视图,
图12示出根据本发明的双重抱簧的转矩-转动角图,
图13示出未装入状态下的具有中间环的根据本发明的双重抱簧的立体图,
图14示出安装状态下的具有中间环的根据本发明的双重抱簧,
图15示出未安装状态下的根据本发明的双重抱簧的立体剖面变化,
图16示出贯穿未安装状态下的具有中间环的根据本发明的双重抱簧的剖面变化,
图17示出安装状态下的具有中间环的根据本发明的双重抱簧的剖面变化,
图18示出根据本发明的双重抱簧的另一实施变型形式的立体图。
具体实施方式
为了阐述常规的双重抱簧已经参考了图1至5。
在图6至9中可见未安装状态下(图6和8)和安装状态下(图7和9)的根据本发明的双重抱簧的两个不同的设计方案。如在图6中示出,在此示出的实施方式的双重抱簧具有内部的缠绕区域21和外部的缠绕区域22,所述内部的和外部的缠绕区域由于缠绕区域21、22的偏心量而在缠绕区域21、22之间的过渡的区域中彼此间具有极其小的间距a。内部的缠绕区域21和外部的缠绕区域22之间的过渡区域23在此极其短地构成并且具有相应小的曲率半径Rk。图7示出装入状态下的双重抱簧的该实施方式,其中可见的是:内部的缠绕区域21和外部的缠绕区域22在其环周处彼此间具有基本上恒定的间距b。该恒定的间距b由于轴和毂的同轴的设置而通过内部的缠绕区域21和外部的缠绕区域22在装入状态下的所描述的同轴的设置而得到。
图8示出根据本发明的双重抱簧的另一实施方式,其中可见:过渡区域23相对长地构成,使得过渡区域23的曲率半径Rk也显著大于图6中示出的实施方式的过渡区域23的曲率半径Rk。在此,也如在图9中示出的那样,在内部的缠绕区域21和外部的缠绕区域22之间的间距b沿着缠绕区域21、22的环周恒定地构成。
在图6至9中示出的两个实施变型形式中,双重抱簧以两侧邻接于过渡区域23的方式分别包括第一连接区域24以及第二连接区域25,其中第一连接区域24设置在内部的缠绕区域21和过渡区域23之间并且第二连接区域25设置在外部的缠绕区域22和过渡区域23之间。连接区域24、25是如下区域,在所述区域中通过双重抱簧在装入状态下的变形而存在的弯曲应力下降,直至其达到最小值,优选达到0。相应的过渡区域23优选也在双重抱簧装入的状态下是无应力的。此外,连接区域24、25是如下区域,所述区域的朝向相应的缠绕区域21、22的边缘区域还跟随相应的缠绕区域21、22的轮廓,然而在双重抱簧装入的状态下偏离所述轮廓。因此,存在内部的缠绕区域21和外部的缠绕区域22的不同的直径,即存在在制成状态下内部的缠绕区域的直径Dif,该直径小于在装入的状态下内部的缠绕区域的直径Die。与之相应地,在制成状态下外部的缠绕区域的直径Daf大于装入状态下外部的缠绕区域的直径Dae。
通过双重抱簧20的过渡区域23的根据本发明的通过偏心量实现的设计方案实现:在转矩方向或转动方向反向时,过渡区域23不再能够如在双重抱簧的常规的设计方式中可行的那样弹性变形。
在图10和11中显著地可见在图10中示出的未装入状态下和在图11中示出的装入状态下的根据本发明的双重抱簧的形状和大小的区别。在图10中能够显著可识别偏心量E,所述偏心量存在于内部的缠绕区域21和外部的缠绕区域22的中心点之间,以便实现极其短的过渡区域23。还在图11中可见,内部的缠绕区域21以及外部的缠绕区域22在装入状态下彼此同轴地设置,其中在此仅不显著地改变过渡区域23的形状。
图12示出根据本发明的双重抱簧的转矩-转动角图,其中可见:在转动方向反向之后转矩显著更陡地上升,所述转矩能够借助根据本发明的双重抱簧传递。
图13至17参考具有所设置的中间环30的根据本发明的双重抱簧。图13示出具有集成的中间环30的未装入状态下的双重抱簧20,并且图14示出具有中间环30的装入状态下的双重抱簧。可见的是,中间环30设置在内部的缠绕区域21的外侧和外部的缠绕区域22的内侧之间。图15至17在此描述双重抱簧的安装状态。图15示出还没有中间环的根据本发明的双重抱簧的立体剖面图,其中在此,显著地可识别在缠绕区域21、22之间的过渡的区域中在内部的缠绕区域21和外部的缠绕区域22之间的间距a。将中间环30根据图16引入所述间距a中,所述中间环具有厚度S,所述厚度至少与间距a一样大。因此,在内部的缠绕区域21和外部的缠绕区域22之间的过渡的在此示出的区域中内部的缠绕区域21的外侧贴靠中间环30的内侧,并且外部的缠绕求22的内侧贴靠中间环30的外侧,使得缠绕区域将中间环30固定夹紧在其之间。
由于在安装状态下内部的缠绕区域21和外部的缠绕区域22的已经描述的同轴设置得到图17中示出的情况,其中中间环30还设置在内部的缠绕区域21和外部的缠绕区域22之间,然而不强制性由这两个缠绕区域21、22径向加载夹紧力。可见的是:在安装状态下,内部的缠绕区域和外部的缠绕区域之间的间距b大于中间环的厚度S。
本发明不局限于具有设置在彼此中的内部的缠绕区域和外部的缠绕区域的径向嵌套的双重抱簧,而是也涉及具有轴向彼此连接的缠绕区域的双重抱簧,所述缠绕区域在此同样称作为内部的缠绕区域21和外部的缠绕区域22,然而不相对彼此设置在内部或外部。双重抱簧的这种设计方案在图18中示出。内部的缠绕区域21具有比外部的缠绕区域23更小的直径。两个缠绕区域21、22通过过渡区域23彼此机械连接,所述过渡区域由于缠绕区域21、22的设置的在此同样可见的偏心量能够同样极其短进而刚性地构成。
借助在此提出的双重抱簧能够强烈地限制内部的缠绕区域和外部的缠绕区域之间过渡区域的弹性变形,使得引入双重抱簧中的作为扭矩的能量不被过渡区域吸收,而是基本上完全地且立即地用于对接触双重抱簧的构件进行制动或锁止。
附图标记列表
10 旋转装置
11 轴
12 毂
20 双重抱簧
21 内部的缠绕区域
TWi 内部的缠绕区域的缠绕材料的厚度
RiW 内部的缠绕区域的半径
Dif 制成状态下内部的缠绕区域的直径
Die 装入状态下内部的缠绕区域的直径
22 外部的缠绕区域
Daf 制成状态下外部的缠绕区域的直径
Dae 装入状态下外部的缠绕区域的直径
23 过渡区域
Rk 曲率半径
a 内部的缠绕区域和外部的缠绕区域之间的间距
b 内部的缠绕区域和外部的缠绕区域之间的间距
E 偏心量
24 第一连接区域
25 第二连接区域
26 旋转轴线
30 中间环
S 中间环的厚度
M 力矩
α 旋转角
40 支撑装置
Claims (10)
1.一种双重抱簧(20),其具有内部的缠绕区域(21)和外部的缠绕区域(22)以及过渡区域(23),所述过渡区域将所述内部的缠绕区域(21)与所述外部的缠绕区域(22)机械连接,其特征在于,所述缠绕区域(21,22)彼此偏心地设置。
2.根据权利要求1所述的双重抱簧,其特征在于,所述过渡区域(23)具有曲率半径Rk,所述曲率半径至少与所述内部的缠绕区域(21)的半径RiW一样大。
3.根据权利要求1所述的双重抱簧,其特征在于,所述过渡区域(23)具有曲率半径Rk,所述曲率半径最大为所述内部的缠绕区域(21)的半径RiW的1/25。
4.根据上述权利要求中任一项所述的双重抱簧,其特征在于,所述内部的缠绕区域(21)和所述外部的缠绕区域(22)
a)径向上至少部段地彼此重叠,或
b)轴向彼此连接。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的双重抱簧,其特征在于,所述双重抱簧(20)包括设置在所述内部的缠绕区域(21)与所述外部的缠绕区域(22)之间的中间环(30),其中所述中间环(30)具有厚度S,所述厚度至少与所述内部的缠绕区域(21)距所述外部的缠绕区域(22)的最小间距a一样大,所述最小间距处于设置所述过渡区域(23)的区段中。
6.一种旋转装置(10),其包括轴(11)和至少部段地构成为空心柱体的毂(12)以及根据权利要求1至5中任一项所述的双重抱簧(20),所述双重抱簧设置在轴(11)和所述毂(12)的空心柱体的内侧之间,其中所述双重抱簧(20)的所述内部的缠绕区域(21)的内侧贴靠所述轴(11)的外侧,并且所述双重抱簧(20)的所述外部的缠绕区域(22)的外侧贴靠所述毂(12)的空心柱体的内侧,使得两个缠绕区域(21,22)彼此同心地设置,并且在所述毂(12)相对于所述轴(11)沿第一转动方向旋转运动时,所述外部的缠绕区域(22)增大到所述毂(12)的空心柱体的内侧上的径向压力,使得所述毂(12)相对于所述轴(12)的旋转运动被制动或锁止,并且在所述毂(12)相对于所述轴(11)沿第二转动方向使旋转方向反向时,所述外部的缠绕区域(22)减小到所述毂(11)的空心柱体的内侧上的径向压力,使得能够实现所述毂(12)相对于所述轴(11)的旋转运动。
7.根据权利要求6所述的旋转装置,其特征在于,在所述内部的缠绕区域(21)与所述外部的缠绕区域(22)之间存在基本上恒定的间距b,其中适用的是:0.1TWi≤b≤0.7TWi,并且TWi是缠绕材料的厚度,所述内部的缠绕区域(21)由所述缠绕材料制成。
8.根据权利要求6或7所述的旋转装置,其特征在于,所述双重抱簧(20)具有中间环(30),其中所述内部的缠绕区域(21)的径向外侧径向地与所述中间环(20)的内侧间隔开地定位,并且所述外部的缠绕区域(22)的径向内侧径向地与所述中间环(30)的外侧间隔开地定位。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的旋转装置,其特征在于,在所述过渡区域(23)和所述内部的缠绕区域(21)之间构成第一连接区域(24),并且在所述过渡区域(23)和所述外部的缠绕区域(22)之间构成第二连接区域(25),其中在这两个连接区域(24,25)中,存在于所述内部的缠绕区域(21)或所述外部的缠绕区域(22)中的弯曲应力朝向所述过渡区域(23)下降。
10.一种待执行系统,尤其离合器装置,所述待执行系统包括操作装置,所述操作装置具有根据权利要求6至9中任一项所述的旋转装置(10),其中所述操作装置设计用于:将所述旋转装置(10)的旋转运动变换成平移运动以操作离合器。
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