DE102011088903A1 - Coil spring free wheel for actuator, has friction element whose friction surface is conically formed so that spring leg angle is adjusted by displacement of coil spring along axis by pressing against friction surface - Google Patents
Coil spring free wheel for actuator, has friction element whose friction surface is conically formed so that spring leg angle is adjusted by displacement of coil spring along axis by pressing against friction surface Download PDFInfo
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Schlingfederfreilauf, beispielsweise zur Anwendung in Aktuatoren.The invention relates to a wrap spring freewheel, for example for use in actuators.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Aus der
Der Schlingfederfreilauf dient unter anderem dazu, die Spindelmutter in Rotation zu versetzen und eine translatorische Verschiebung der Gewindespindel zu bewirken. The wrap spring freewheel serves, inter alia, to set the spindle nut in rotation and to effect a translational displacement of the threaded spindle.
Gemäß der
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schlingfederfreilauf mit einer minimierten Geräuschentwicklung bereitzustellen. Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Aufgabe eines Verfahrens, zur Einstellung eines Spiels zwischen den Federschenkelenden.Object of the present invention is to provide a wrap spring freewheel with a minimized noise. Another object of the invention is the object of a method for adjusting a game between the spring leg ends.
Erfindungsgemäß wird die auf einen Schlingfederfreilauf gerichtet Aufgabe gelöst durch einen Schlingfederfreilauf mit einem Reibelement und mit einer Schlingfeder, wobei die Schlingfeder entlang einer Achse gerichtet ist und zwei Federschenkelenden aufweist, wobei gedachte Linien von den Federschenkelenden zur Achse in einer Projektion entlang der Achse einen Federschenkelwinkel ausbilden und wobei die Schlingfeder in reibschlüssige Anlage mit einer Reibfläche des Reibelementes bringbar ist, wobei die Reibfläche konisch so ausgebildet ist, dass durch Verschieben der Schlingfeder entlang ihrer Achse durch Andruck an die Reibfläche der Federschenkelwinkel einstellbar ist.According to the invention, the object directed to a wrap spring freewheel is achieved by a wrap spring freewheel having a friction element and a wrap spring, the wrap spring being directed along an axis and having two spring leg ends, imaginary lines forming a spring leg angle from the spring leg ends to the axis in a projection along the axis and wherein the wrap spring in frictional engagement with a friction surface of the friction element can be brought, wherein the friction surface is conical so that is adjustable by moving the wrap spring along its axis by pressing against the friction surface of the spring leg angle.
Erfindungsgemäß wird die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe zur Einstellung des Federschenkelwinkels eines Schlingfederfreilaufs gelöst durch einen Schlingfederfreilauf, bei dem die Schlingfeder entlang der konischen Reibfläche des Reibelementes verschoben wird, wodurch die Schlingfeder bei zunehmender Verjüngung der Reibfläche zusammengedrückt wird, wodurch an dem einen Windungsende der Schlingfeder eine Durchmesseränderung stattfindet, wodurch ein Federschenkelende so bewegt wird, dass sich der Federschenkelwinkel verengt.According to the invention, the object directed to a method for adjusting the spring leg angle of a wrap spring freewheel is achieved by a wrap spring freewheel in which the wrap spring is displaced along the conical friction surface of the friction element, whereby the wrap spring is compressed with increasing taper of the friction surface, whereby at the one turn end of the wrap spring a change in diameter takes place, whereby a spring leg end is moved so that the spring leg angle narrows.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zur Betätigung der Schlingfederfreiläufe an den Federschenkelenden der Schlingfeder sogenannte Öffner- und Schließelemente angreifen. Fertigungsbedingt ist meist ein Federschenkelwinkel vorgegeben ist. Der Federschenkelwinkel wird durch die Federschenkelenden in Bezug auf die Achse der Schlingfeder gebildet. Der Federschenkelwinkel gibt ein Schaltspiel für das Öffner- und Schließelement vor. Der durch die Fertigung bedingte Federschenkelwinkel hat zur Folge, dass es sowohl an dem Schließelement als auch an dem Öffnerelement zu erhöhten Schaltspielen kommen kann, welches bei Betrieb zu einer erhöhten Geräuschentwicklung führen kann. Um Schaltspiele möglichst gering zu halten, ist es notwendig den Federschenkelwinkel mittels einer aufwendigen mechanischen Nachbearbeitung nach der Montage einzustellen.The invention is based on the finding that for actuating the wrap spring clutches on the spring leg ends of the wrap spring so-called opener and closing elements engage. For manufacturing reasons usually a spring leg angle is specified. The spring leg angle is formed by the spring leg ends with respect to the axis of the wrap spring. The spring leg angle specifies a switching cycle for the opener and closing element. The conditional by the manufacturing spring leg angle has the consequence that it can come to both the closing element and on the opening element to increased switching cycles, which can lead to increased noise during operation. To keep switching operations as low as possible, it is necessary to adjust the spring leg angle by means of a complex mechanical post-processing after installation.
Soll nun der Federschenkelwinkel eingestellt werden, ermöglicht der erfindungsgemäße Schlingfederfreilauf den Federschenkelwinkel ohne mechanische Nachbearbeitung einzustellen. Das bedeutet, dass durch die konisch ausgebildete Reibfläche des Reibelementes die Position der Federschenkelenden zueinander verändert werden kann und somit auch der Federschenkelwinkel variiert werden kann. Zur Einstellung des Federschenkelwinkels wird die Schlingfeder entlang ihrer Achse durch Andruck an die Reibfläche verschoben. Die Steigung der konisch ausgebildeten Reibfläche ist abhängig von der Anzahl der Windungen der Schlingfeder. Das bedeutet, dass die Steigung der konisch ausgebildeten Reibfläche bei zunehmender Windungszahl der Schlingfeder geringer wird. Durch die konisch ausgebildete Reibfläche findet folglich an einem Windungsende der Schlingfeder eine Durchmesseränderung statt. Die Durchmesseränderung bewirkt eine Veränderung der Position der Federschenkelenden zueinander. Folglich wird durch die Verschiebung der Federschenkelenden zueinander eine Veränderung des Federschenkelwinkels bewirkt.If the spring leg angle is now to be adjusted, the wrap spring freewheel according to the invention makes it possible to adjust the spring leg angle without mechanical reworking. This means that the position of the spring leg ends to each other can be changed by the conical friction surface of the friction element and thus also the spring leg angle can be varied. To adjust the spring leg angle, the wrap spring is moved along its axis by pressing against the friction surface. The slope of the conical friction surface is dependent on the number of turns of the wrap. This means that the pitch of the conical friction surface becomes smaller with increasing number of turns of the wrap spring. Due to the conical friction surface thus takes place at a winding end of the wrap a change in diameter. The change in diameter causes a change in the position of the spring leg ends to each other. Consequently, a change of the spring leg angle is effected by the displacement of the spring leg ends to each other.
Vorteilhaft daran ist insbesondere, dass keine aufwendige mechanische Nachbearbeitung des Schlingfederfreilaufs notwendig ist. Die Einstellung des Federschenkelwinkels erfolgt vielmehr bei der Montage der Schlingfeder. The advantage of this is in particular that no complicated mechanical post-processing of the wrap spring freewheel is necessary. The setting of the spring leg angle takes place rather during assembly of the wrap spring.
In einer bevorzugten Ausbildung ist zur Fixierung des Federschenkelwinkels ein Anschlag vorgesehen. Nach Einstellen des Federschenkelwinkels muss dieser fixiert werden, um nicht während der Verwendung bzw. des Betriebs des Schlingfederfreilaufs verstellt zu werden. Dazu wird an einem axialen Ende der Schlingfeder der Anschlag positioniert. Es ist auch möglich zwei Anschläge vorzusehen und die Anschläge an beiden axialen Enden der Schlingfeder anzuordnen.In a preferred embodiment, a stop is provided for fixing the spring leg angle. After adjusting the spring leg angle, this must be fixed so as not to be adjusted during use or operation of the wrap spring freewheel. For this purpose, the stop is positioned at one axial end of the wrap spring. It is also possible to provide two stops and to arrange the stops on both axial ends of the wrap spring.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Anschlag axial einstellbar. Dies hat zum einen den Vorteil, dass je nach notwendigem Federschenkelwinkel der Anschlag ein- bzw. nachgestellt werden kann. Zum anderen kann ein axial einstellbarer Anschlag auf die entsprechende Windungsanzahl der Schlingfeder angepasst werden.In a further embodiment of the invention, the stop is axially adjustable. This has the advantage that depending on the necessary spring leg angle of the stop on or can be adjusted. On the other hand, an axially adjustable stop can be adapted to the corresponding number of turns of the wrap spring.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Anschlag als separates Bauteil ausgebildet. Der als separates Bauteil ausgebildete Anschlag ermöglicht in besonders einfacher Weise die axiale Einstellbarkeit des Anschlags. Der Anschlag kann nämlich auch nach Einstellung des Federschenkelwinkels angebracht werden.In a further preferred embodiment, the stop is designed as a separate component. The trained as a separate component stop allows in a particularly simple manner, the axial adjustability of the stop. The stop can namely be installed after adjusting the spring leg angle.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Anschlag mittels eines Gewindes in dem Reibelement befestigt.In a preferred embodiment of the invention, the stop is fastened by means of a thread in the friction element.
Vorzugsweise ist der Anschlag in das Maschinenteil eingepresst. In einer weiteren Ausgestaltung bildet der Federschenkelwinkel ein Schaltspiel für ein Öffnerelement und ein Schließelement aus, wobei das Öffnerelement und das Schließelement an den Federschenkelenden angreifen. Je kleiner der Federschenkelwinkel ist, desto geringer wird das Schaltspiel zwischen dem Öffnerelement und den Federschenkelenden bzw. zwischen Schließelement und Federschenkelende. Ein geringeres Schaltspiel ermöglicht bei Betrieb des Schlingfederfreilaufs die Geräuschentwicklung zu reduzieren.Preferably, the stop is pressed into the machine part. In a further embodiment, the spring leg angle forms a switching cycle for a Öffnerelement and a closing element, wherein the Öffnerelement and the closing element engage the spring leg ends. The smaller the spring leg angle, the lower the switching play between the opener element and the spring leg ends or between the closing element and spring leg end. A smaller switching cycle allows the operation of the wrap spring freewheel to reduce the noise.
Vorzugsweise kann der Schlingfederfreilauf in Aktuatoren zur Spur- oder Sturzverstellung oder zur Verstellung des Fahrzeugniveaus in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Solche Aktuatoren übernehmen sicherheitsrelevante Aufgaben. So soll sichergestellt werden, dass externe Lasten, die über das Fahrwerk in den Aktuator rückwärts eingeleitet werden, sicher aufgefangen werden, ohne dass der Aktuator unerwünschte Stellbewegungen durchführt. Der Aktuator weist einen Antriebsmotor und einen Gewindetrieb auf, wobei der Schlingfederfreilauf um den Gewindetrieb angeordnet ist. Der Gewindetrieb weist eine Spindelmutter und eine Gewindespindel auf. Der Schlingfederfreilauf dient dazu, mittels des Antriebsmotors eine Rotation der Spindelmutter zu bewirken. Durch die Rotation der Spindelmutter findet eine axiale Verschiebung der Gewindespindel statt.Preferably, the wrap spring freewheel can be used in actuators for lane or camber adjustment or for adjusting the vehicle level in chassis of motor vehicles. Such actuators assume safety-related tasks. This is to ensure that external loads that are fed backwards into the actuator via the chassis are safely collected without the actuator performing undesired positioning movements. The actuator has a drive motor and a screw drive, wherein the wrap spring freewheel is arranged around the screw drive. The screw drive has a spindle nut and a threaded spindle. The wrap spring freewheel serves to cause a rotation of the spindle nut by means of the drive motor. The rotation of the spindle nut causes an axial displacement of the threaded spindle.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von drei Figuren dargestellt. Es zeigen:BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS An exemplary embodiment of the invention is illustrated below with reference to three figures. Show it:
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die Schlingfeder
Zur Besseren Erläuterung der Anordnung der einzelnen Bauteile wird zusätzlich auf
Das Reibelemente
Wie ein Federschenkelwinkel eingestellt wird, wird nachfolgend mit Bezug auf die
Um nun den Federschenkelwinkel einzustellen, wird die Schlingfeder entlang der konischen Reibfläche
Zur Fixierung des Federschenkelwinkels werden die Anschlaghülsen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1a1a
- Achse axis
- 11
- Reibelement friction
- 22
- Schlingfeder wrap
- 3a3a
- Windungsende winding end
- 3b3b
- Windungsende winding end
- 44
- Federschenkelende vor der Einstellung Spring leg end before adjustment
- 4´4'
- Federschenkelende nach der Einstellung Spring leg end after adjustment
- 55
- Federschenkelende vor der Einstellung Spring leg end before adjustment
- 5´5 '
- Federschenkelende nach der Einstellung Spring leg end after adjustment
- 66
- Klauen steal
- 77
- Öffnerelement opener member
- 88th
- Klauen steal
- 99
- Schließelement closing element
- 10a10a
- Aufnahmeadmission
- 10b10b
- Aufnahmeadmission
- 1010
- Reibfläche friction surface
- 1111
- Anschlaghülse stop sleeve
- 1212
- Anschlaghülse stop sleeve
- 12a 12a
- Anschlagsflächestop surface
- α1 α 1
- Federschenkelwinkel vor der Einstellung Spring leg angle before adjustment
- α2 α 2
- Federschenkelwinkel nach der Einstellung Spring leg angle after adjustment
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008037255 A1 [0002] DE 102008037255 A1 [0002]
- DE 102008021861 A1 [0004] DE 102008021861 A1 [0004]
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DE102008021861A1 (en) | 2008-05-02 | 2009-11-05 | Schaeffler Kg | Fahrwerksaktuator |
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Legal Events
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