DE102015204588A1 - Actuator with a friction device using a wrap spring element and method for producing the wrap spring element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Aktor mit einer Reibeinrichtung und mit wenigstens zwei relativ zueinander drehbaren Bauteilen, insbesondere für die Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges, wobei zwischen den relativ zueinander drehbaren Bauteilen ein bei einer Relativdrehung der Bauteile den Wirkungsgrad / die Reibung beeinflussendes Schlingfederelement angeordnet ist, welches zumindest zwei einteilig miteinander verbundene Wirkbereiche aufweist, wobei erfindungsgemäß das Schlingfederelement aus einem Rechteckdraht mit konstantem Drahtquerschnitt gewickelt ist, und das Schlingfederelement durch wenigstens einen Bearbeitungsvorgang in seinem Drahtquerschnitt zumindest bereichsweise reduziert ist.The invention relates to an actuator with a friction device and with at least two relatively rotatable components, in particular for the actuation of a clutch of a motor vehicle, wherein between the relatively rotatable components a in a relative rotation of the components, the efficiency / the friction influencing Schlingfederelement is arranged, which has at least two one-piece interconnected effective areas, according to the invention, the wrap spring element is wound from a rectangular wire with a constant wire cross-section, and the wrap spring is at least partially reduced by at least one machining operation in its wire cross-section.
Description
Die Erfindung betrifft einen Aktor mit einer Reibeinrichtung unter Verwendung eines Schlingfederelementes und ein Verfahren zur Herstellung des Schlingfederelementes nach dem Oberbegriff des 1. und 9. Patentanspruchs, wobei die Reibeinrichtung wenigstens zwei relativ zueinander drehbare Bauteile aufweist und der Aktor insbesondere für die Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges eingesetzt wird.The invention relates to an actuator with a friction device using a Schlingfederelementes and a method for producing the Schlingfederelementes according to the preamble of the 1st and 9th claim, wherein the friction device comprises at least two relatively rotatable components and the actuator in particular for the actuation of a clutch Motor vehicle is used.
Aktoren werden beispielsweise zur Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeuges eingesetzt und können die Drehbewegung eines Bauteiles in eine Axialbewegung eines weiteren Bauteiles umwandeln. Der Aktor selbst kann dabei jede Art von Linearaktor sein, z. B. PWG-Aktor (PWG = Planetenwälzgewindespindeltrieb), hydraulischer Nehmerzylinder, etc..Actuators are used for example for actuating a clutch of a vehicle and can convert the rotational movement of a component into an axial movement of another component. The actuator itself can be any type of linear actuator, z. As PWG actuator (PWG = Planetenwälzgewindsspindeltrieb), hydraulic slave cylinder, etc ..
Planetenwälzgewindespindeltriebe (PWG) sind aus einer Spindel, einer Spindelmutter und zwischen diesen über den Umfang angeordneten, in einem Planetenträger aufgenommenen Planetenwälzkörpern gebildet. Hierbei weisen die Spindel, Spindelmutter und Planetenwälzkörper Profilierungen auf, um eine Drehbewegung zwischen Spindel und Spindelmutter zu übertragen, wobei eine der Komponenten – Spindel oder Spindelmutter – drehangetrieben und die andere Komponente bei drehfester Anordnung längs der Längsachse der Spindel um einen der eingestellten Übersetzung entsprechenden Axialweg verlagert wird. Hierbei weisen die Planetenwälzkörper zwei unterschiedliche Profilabschnitte auf, die einerseits mit der Spindel und andererseits mit der Spindelmutter kämmen, wobei die einen Profilabschnitte auf dem Planetenwälzkörper rillenförmig und die anderen Profilabschnitte auf dem Planetenwälzkörper im Regelfall rillenförmig sind und je nach Ausführungsform ein komplementärer Gewindeabschnitt auf der Spindel oder der Spindelmutter und entsprechend der Rillenabschnitt auf der anderen Komponente angeordnet ist. Hierdurch werden gegenüber einer direkten Aufnahme der Spindel auf der Spindelmutter Übersetzungen erzielt, mit denen pro Spindeldrehung bei weniger Vorschub eine höhere Kraft ermöglicht ist.Planetenwälzgewindespindeltriebe (PWG) are formed from a spindle, a spindle nut and between them arranged over the circumference, received in a planet carrier Planetenwälzkörpern. Here, the spindle, spindle nut and Planetenwälzkörper on profiling to transmit a rotational movement between the spindle and spindle nut, wherein one of the components - spindle or spindle nut - rotatably driven and the other component in a rotationally fixed arrangement along the longitudinal axis of the spindle by one of the set translation corresponding Axialweg is relocated. Here, the Planetenwälzkörper two different profile sections, which mesh on the one hand with the spindle and on the other hand with the spindle nut, the profile sections on the Planetenwälzkörper grooved and the other profile sections on the Planetenwälzkörper are generally grooved and depending on the embodiment, a complementary threaded portion on the spindle or the spindle nut and according to the groove portion is arranged on the other component. As a result, compared to a direct recording of the spindle on the spindle nut translations are achieved with which per spindle rotation with less feed a higher force is possible.
Aus der
Die
Bei beispielsweise mittels eines Elektromotors angetriebenen wirkungsgradoptimierten Spindeltrieben (bspw. PWG) insbesondere in Aktoren, wie hydrostatischen Kupplungsaktoren (Hydrostatic Clutch Actuator – abgekürzt HCA), die gegen eine Last, beispielsweise eine Kupplungskennlinie arbeiten, besteht ein Problem darin, dass bei einem erforderlichen Halten einer Position ein Haltestrom und somit ein Haltemoment im E-Motor erforderlich ist, da der Spindeltrieb (z.B. bei einem PWG) nicht selbsthemmend ist. Bei einem PWG in einem HCA mit drehfester Hohlradmutter bei angetriebenen Spindel, auf der die Axialbewegung (relativ zur Spindel) abgegriffen wird, erfolgt bei einer idealen Abrollbewegung (wie in einem verzahnten Planetengetriebe/kein Schlupf) eine zusätzliche Untersetzung der Spindelsteigung, diese ist durch variieren von Spindel- und/oder Planetenrollendurchmesser in Grenzen frei wählbar. Ein entscheidender Nachteil derartiger Aktoren besteht darin, dass diese einen permanenten Haltestrom benötigen bzw. bei Stromausfall/Fehlerfall (bspw. Kabelbruch, Steckerabfall) die Position nicht gehalten werden kann. Bei einer durch den Aktor aufgedrückten Kupplung besteht dann die große die Gefahr, dass die Kupplung ungewollt schließt. Es ist weiterhin die Verwendung von Schlingfedern beispielsweise für Kupplungen bekannt. Eine Schlingfeder besteht üblicherweise aus einem metallischen Draht, welcher sich in mehreren Windungen um einen zylinderförmigen Teil herum erstreckt. Zwischen dieser Feder und dem zylinderförmigen Teil wirkt bei Drehung des zylinderförmigen Teils eine Reibungskraft. Diese kann durch Anziehen oder Freigeben der Schlingfeder beeinflusst werden.In example, driven by an electric motor efficiency-optimized spindle drives (eg. PWG), especially in actuators, such as hydrostatic clutch actuators (Hydrostatic Clutch Actuator - abbreviated HCA), which work against a load, such as a clutch characteristic, there is a problem that when a required holding a Position holding current and thus a holding torque in the electric motor is required because the spindle drive (eg in a PWG) is not self-locking. In a PWG in a HCA with rotatable ring gear nut with driven spindle on which the axial movement (relative to the spindle) is tapped, takes place in an ideal rolling movement (as in a toothed planetary gear / no slip) an additional reduction of the spindle pitch, this is varied by of spindle and / or planetary roller diameter within limits freely selectable. A decisive disadvantage of such actuators is that they require a permanent holding current or, in the event of a power failure / fault (eg cable break, plug drop), the position can not be maintained. If the clutch is pressed by the actuator, then there is a great danger that the clutch will close unintentionally. It is also known the use of wrap springs, for example for clutches. A The wrap spring usually consists of a metallic wire which extends in several turns around a cylindrical part. Between this spring and the cylindrical part a friction force acts upon rotation of the cylindrical part. This can be influenced by tightening or releasing the wrap spring.
Eine Schlingfederkupplung besteht üblicherweise aus einer auf eine Welle oder einen zylindrischen Körper gewickelten Schraubenfeder, die einseitig am Antrieb befestigt ist. Der Mitnahmeeffekt beruht darauf, dass sich das Mitnahmemoment mit jeder Windung durch die Reibung verstärkt und summiert. Dadurch vergrößert sich aufgrund der Umschlingung zugleich die diese Reibung verursachende Kraft. In Gegenrichtung tritt nur eine geringe Reibung auf – die Feder vergrößert etwas ihren Durchmesser, wickelt sich jedoch nicht ab. Durch ihre im Freilaufbetrieb verbleibende Reibung wird die Schlingfeder auch bei Rutschkupplungen eingesetzt. Als Freilaufelement weist sie eine selbstverstärkende (sperrende) Wirkung in die eine Richtung und eine Aufhebung dieser Funktion in die andere Richtung auf, wobei die Feder nur gegen ihre Grundreibung verdreht werden muss.A wrap spring clutch usually consists of a wound on a shaft or a cylindrical body coil spring, which is fixed on one side to the drive. The entrainment effect is based on the fact that the driving torque with each turn amplified by the friction and adds up. This increases because of the wrap at the same time the friction causing this force. In the opposite direction occurs only a slight friction - the spring slightly increases its diameter, but does not wrap. Due to their friction remaining in free-running operation, the wrap spring is also used for slipping clutches. As a freewheeling element, it has a self-reinforcing (blocking) effect in one direction and a cancellation of this function in the other direction, wherein the spring only has to be rotated against its basic friction.
Aus der Druckschrift
Bei einer noch nicht veröffentlichten technischen Lösung der Anmelderin wird eine Baugruppe mit einer Reibeinrichtung mit wenigstens zwei zueinander drehbaren Bauteilen, insbesondere für die Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeugs, vorgeschlagen, bei welcher zwischen den relativ zueinander drehbaren Bauteilen eine bei einer Relativdrehung der Bauteile den Wirkungsgrad/die Reibung beeinflussende Schraubenfeder angeordnet ist. Dabei bildet die Schraubenfeder zumindest bereichsweise eine Schlingfeder, die eine einfache Schlingfeder, eine Doppelschlingfeder oder eine Schling-Torsionsfeder sein kann. Die hier beschriebene Doppelschlingfeder besitzt zwei Wirkbereiche, die axial hintereinander angeordnet sind.In a not yet published technical solution of the applicant, an assembly with a friction device with at least two mutually rotatable components, in particular for the actuation of a clutch of a vehicle, proposed in which between the relatively rotatable components at a relative rotation of the components, the efficiency / the friction influencing coil spring is arranged. At least partially, the helical spring forms a wrap spring, which may be a simple wrap spring, a double wrap spring or a loop torsion spring. The double-loop spring described here has two effective regions, which are arranged axially one behind the other.
Eine weitere noch nicht veröffentlichte technische Lösung der Anmelderin beschreibt ebenfalls eine Baugruppe mit einer Reibeinrichtung mit wenigstens zwei relativ zueinander drehbaren Bauteilen, zwischen denen eine Schlingfeder angeordnet ist, die zwei miteinander gekoppelte Schlingfederbereiche aufweist, wobei bei einer Relativdrehung der Bauteile in der einen Drehrichtung eine geringe Reibung und in der anderen Richtung eine hohe Reibung erzeugbar ist. Dabei erfolgt die Koppelung der beiden Schlingfederbereiche durch ein Verbindungsstück, welches als Hülse oder als Ring ausgebildet ist und die beiden radial ineinander verschachtelten Schlingfederbereiche zueinander positioniert, derart, dass Drehmomente von dem ersten Schlingfederbereich auf den zweiten Schlingfederbereich und umgekehrt übertragbar sind. Die beiden Schlingfederbereiche werden hierbei von zwei verschiedenen Schlingfedern realisiert. Diese Lösung zeichnet sich durch einen geringeren Raumbedarf in axialer Richtung aus. Zudem können bei dieser Ausführung durch die unterschiedlichen Querschnitte/Durchmesser der inneren und äußeren Feder größere Schleppmomentunterschiede realisiert werden. Allerdings besteht hier der Nachteil, dass durch den mehrteiligen Aufbau der Schlingfeder die Montage erschwert wird sowie die Kosten sich aufgrund des Einsatzes des die beiden Schlingfederbereiche verbindenden Verbindungselements erhöhen.Another not yet published technical solution of the applicant also describes an assembly with a friction device with at least two relatively rotatable components, between which a wrap spring is arranged, which has two coupled Schlingfederbereiche, wherein in a relative rotation of the components in one direction of rotation a small Friction and in the other direction a high friction can be generated. In this case, the coupling of the two Schlingfederbereiche by a connector which is formed as a sleeve or a ring and the two radially interleaved Schlingfederbereiche positioned to each other, such that torques from the first Schlingfederbereich on the second Schlingfederbereich and vice versa are transferable. The two Schlingfederbereiche be realized here by two different wrap springs. This solution is characterized by a smaller space requirement in the axial direction. In addition, larger drag torque differences can be realized in this embodiment by the different cross sections / diameter of the inner and outer spring. However, there is the disadvantage here that assembly is made more difficult by the multi-part construction of the wrap spring and the costs increase due to the use of the connecting element connecting the two wrap spring regions.
In einer weiteren noch nicht veröffentlichten technischen Lösung der Anmelderin ist eine Baugruppe mit einer Reibeinrichtung und mit wenigstens zwei relativ zueinander drehbaren Bauteilen beschrieben, wobei zwischen den relativ zueinander drehbaren Bauteilen ein bei einer Relativdrehung der Bauteile den Wirkungsgrad/die Reibung beeinflussendes Schlingfederelement angeordnet, welches zumindest zwei radial ineinander geschachtelte, einteilig miteinander verbundene, Wirkbereiche aufweist. Der radial innen befindliche Wirkbereich des Schlingfederelementes ist dabei mit seinem Innendurchmesser drehfest oder reibschlüssig mit einem Außendurchmesser des ersten Bauteils und der radial außen befindliche Wirkbereich des Schlingfederelementes mit seinem Außendurchmesser reibschlüssig oder drehfest mit einem Innendurchmesser des zweiten Bauteils wirkverbunden.In another not yet published technical solution of the applicant an assembly with a friction device and at least two relatively rotatable components is described, wherein between the relatively rotatable components arranged at a relative rotation of the components, the efficiency / the friction Schlingfederelement arranged, which at least has two radially nested, one-piece interconnected, effective areas. The radially inwardly located effective region of the wrap spring element is non-rotatably or frictionally engaged with an inner diameter of the second component with its inner diameter rotationally or frictionally engaged with an outer diameter of the first component and the radially outwardly active region of the Schlingfederelementes with its outer diameter frictionally engaged or non-rotatably.
Durch die Verwendung eines gemeinsamen Drahtes für beide Federabschnitte ergibt sich zur Darstellung eines hohen Reibmoments ein radial hoher und axial kurzer Drahtquerschnitt. Bei toleranzbedingt realistischer Überdeckung des Schlingfederabschnitts mit geringer Reibung ergibt sich in diesem Bereich ein ungewollt hohes Reibmoment.The use of a common wire for both spring sections results in the representation of a high friction torque, a radially high and axially short wire cross-section. For tolerance-related realistic coverage of the Low friction loop spring section results in an unintentionally high friction torque in this area.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Aktor mit einer Reibeinrichtung unter Verwendung eines Schlingfederelementes und ein Verfahren zur Herstellung des Schlingfederelementes zu entwickeln, wobei die Schlingfeder eine Schlingfedergeometrie aufweist, welche trotz Verwendung eines Drahtes mit über seine Länge konstantem Querschnitt im Bereich der geringen Reibung trotz toleranzunempfindlicher (und damit rel. großer) Überdeckung mit der Welle lediglich ein kleines Reibmoment erzeugt.The object of the present invention is to develop an actuator with a friction device using a wrap spring element and a method for producing the wrap spring element, wherein the wrap spring has a wrap spring geometry, which despite using a wire with constant over its length cross section in the region of low friction despite tolerance-insensitive (and thus relatively large) overlap with the shaft, only a small frictional torque is generated.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten und neunten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is solved by the characterizing features of the first and ninth patent claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
Der Aktor mit einer Reibeinrichtung weist wenigstens ein Schlingfederelement auf und wenigstens zwei relativ zueinander drehbare Bauteile auf, und wird insbesondere für die Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges eingesetzt, wobei zwischen den relativ zueinander drehbaren Bauteilen ein bei einer Relativdrehung der Bauteile den Wirkungsgrad / die Reibung beeinflussendes Schlingfederelement angeordnet ist, welches zumindest zwei miteinander verbundene Wirkbereiche aufweist, wobei das Schlingfederelement erfindungsgemäß aus einem Draht mit konstantem Drahtquerschnitt gewickelt und durch wenigstens einen Bearbeitungsvorgang in seinem Drahtquerschnitt zumindest bereichsweise reduziert ist..The actuator with a friction device has at least one wrap spring element and at least two relatively rotatable components, and is used in particular for the actuation of a clutch of a motor vehicle, wherein between the relatively rotatable components in a relative rotation of the components the efficiency / friction influencing Schlingfederelement is arranged, which has at least two interconnected effective areas, wherein the wrap spring element according to the invention is wound from a wire with a constant wire cross section and at least partially reduced by at least one machining operation in its wire cross section.
Der Drahtquerschnitt des Schlingfederelementes ist bevorzugt rechteckig oder quadratisch ausgebildet und der Drahtquerschnitt zumindest über die Länge eines Wirkbereiches durch wenigstens einen spanenden und/oder spanlosen Bearbeitungsvorgang von einem Ausgangsquerschnitt auf einen Endquerschnitt reduziert ist.The wire cross section of the wrap spring element is preferably rectangular or square and the wire cross-section is reduced at least over the length of an effective range by at least one cutting and / or non-cutting machining operation from an output cross section to an end cross section.
Alternativ zu einem Rechteckdraht kann auch ein Draht mit rundem Querschnitt oder einem anderen beliebigen Querschnitt gewählt werden, welcher durch wenigstens einen Bearbeitungsvorgang in seinem Querschnitt zumindest bereichsweise reduziert ist.As an alternative to a rectangular wire, it is also possible to choose a wire with a round cross section or another arbitrary cross section, which is at least partially reduced in its cross section by at least one machining operation.
Der Drahtquerschnitt der Schlingfeder ist dabei zumindest bereichsweise über einen Längenbereich durch eine spanende Bearbeitung in Form von Schleifen, Fräsen oder Drehen oder einer Kombination der vorgenannten Bearbeitungsvorgänge reduziert. Alternativ kann auch ein elektrochemisches Abragungsverfahren zur Reduzierung des Drahtquerschnitts verwendet werden, welches auch mit einer spanenden Bearbeitung kombiniert sein kann, die vorher oder anschließend erfolgt.The wire cross section of the wrap spring is reduced at least in some areas over a length range by machining in the form of grinding, milling or turning or a combination of the aforementioned machining operations. Alternatively, it is also possible to use an electrochemical removal method for reducing the wire cross section, which may also be combined with a machining operation that takes place before or after.
Das Schlingfederelement ist vorteilhafterweise einteilig gewickelt und weist wenigstens zwei Wirkbereiche auf, die wenigstens zwei axial getrennte Wirkbereiche mit unterschiedlichen Reibmomente sind. Ein erster Wirkbereich bewirkt dabei ein geringeres Reibmoment und ein zweiter Wirkbereich ein höheres Reibmoment.The wrap spring element is advantageously wound in one piece and has at least two effective areas, which are at least two axially separate effective areas with different friction moments. A first effective range causes a lower friction torque and a second effective range a higher friction torque.
Insbesondere ist das Schlingfederelement im zweiten Wirkbereich für das höhere Reibmoment auf einen größeren Durchmesser gewickelt, als im ersten Wirkbereich für das geringere Reibmoment.In particular, the wrap spring element is wound in the second effective range for the higher friction torque to a larger diameter, as in the first effective range for the lower friction torque.
Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn das Schlingfederelement im ersten Wirkbereich für das geringere Reibmoment eine größere Anzahl Windungen / Wicklungen aufweist, als im zweiten Wirkbereich für das höhere Reibmoment.It has proved to be particularly favorable when the wrap spring element has a larger number of turns / windings in the first effective range for the lower friction torque than in the second effective range for the higher friction torque.
In einer Ausführungsform wird der Drahtquerschnitt bezüglich der Anforderungen für das hohe Reibmoment gewählt und die Feder über ihre Gesamtlänge einteilig gewickelt. Um nun im Bereich des geringen Reibmomentes dieses auf ein notwendiges Minimum zu reduzieren werden hierfür maximal viele Windungen gewickelt um sicher zu sperren, wenn das große Reibmoment wirken soll, und der Drahtquerschnitt wird durch einen nach geschalteten Bearbeitungsvorgang reduziert.In one embodiment, the wire cross-section is selected with respect to the requirements for the high friction torque and the spring is wound in one piece over its entire length. In order to reduce this to a necessary minimum in the region of the low frictional torque, a maximum of many windings are wound for this purpose in order to lock securely when the large frictional torque is to act, and the wire cross section is reduced by a downstream processing operation.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Querschnitt des Schlingfederelementes im ersten Wirkbereich für das geringere Reibmoment an seinem Außen- und/oder Innendurchmesser reduziert.In an advantageous embodiment, the cross section of the wrap spring element is reduced in the first effective range for the lower friction torque at its outer and / or inner diameter.
Die sich durch den Bearbeitungsvorgang ergebende Schlingfeder ist dann vergleichbar mit einer aus einem Draht mit veränderlichem Querschnitt gewickelten Schlingfeder, welche herstellungstechnisch jedoch bedeutend aufwändiger und damit nicht zu bevorzugen ist.The loop spring resulting from the machining process is then comparable to a loop spring wound from a wire of variable cross-section, which, however, is considerably more complex in terms of production technology and therefore not to be preferred.
Alternativ können auch beide Reibbereiche der Schlingfeder radial geschachtelt und der innere Schlingfederbereich vorzugsweise an seinem Innendurchmesser im Querschnitt reduziert sein. Alternatively, both friction regions of the wrap spring can be nested radially and the inner wrap spring region can be reduced in cross-section preferably at its inner diameter.
Ebenfalls erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung eines aus Draht gewickelten Schlingfederelementes, enthaltend die folgenden Schritte:
- a. Wickeln des Schlingfederelementes aus einem Draht mit konstantem Querschnitt, wobei das Schlingfederelement im Bereich für das höhere Reibmoment auf einen größeren Durchmesser gewickelt wird als im Bereich für das geringere Reibmoment,
- b. bereichsweise Reduzieren des Querschnittes des Schlingfederelementes durch wenigstens einen weiteren Bearbeitungsvorgang.
- a. Winding the wrap spring element of a wire with a constant cross section, wherein the wrap spring element in the range for the higher friction torque to a larger diameter is wound as in the area for the lower friction torque,
- b. partially reducing the cross section of the wrap spring element by at least one further machining operation.
Bevorzugt wird das Schlingfederelement zuerst aus einem Draht mit rechteckigem Drahtquerschnitt gewickelt ist und dann der Drahtquerschnitt zumindest über die Länge eines Wirkbereiches des Schlingfederelementes durch wenigstens einen spanenden und/oder spanlosen Bearbeitungsvorgang von einem Ausgangsquerschnitt auf einen Endquerschnitt reduziert, wobei insbesondere ein zweiter Wirkbereich für ein höheres Reibmoment auf einen größeren Durchmesser gewickelt wird als ein erster Wirkbereich für das geringere Reibmoment und dass der erste Wirkbereich für das geringere Reibmoment an seinem Außen- und/oder Innendurchmesser zur Reduzierung des Drahtquerschnittes durch wenigstens einen spanende und/oder spanlosen Bearbeitungsvorgang bearbeitet wird. Preferably, the wrap spring element is first wound from a wire having a rectangular wire cross section and then the wire cross section is reduced at least over the length of an effective range of Schlingfederelementes by at least one cutting and / or non-cutting machining operation from an initial cross section to an end cross section, in particular a second effective range for a higher Friction torque is wound to a larger diameter than a first effective range for the lower friction torque and that the first effective range for the lower friction torque at its outer and / or inner diameter to reduce the wire cross-section is processed by at least one cutting and / or non-cutting machining operation.
Dach der Reduzierung des Querschnitts durch die Bearbeitung am Außen- und/oder Innendurchmesser kann zusätzlich zumindest der bearbeitete Bereich mittels eines Strahlbearbeitungsverfahrens bearbeitet werden. Dies kann z.B. eine Strahlbearbeitung mittels Sand oder Glaskugeln oder anderen geeigneten Materialien sein, durch welche eventueller Grat, der bei der spanenden Bearbeitung entstanden ist, entfernt wird und/oder eine Verfestigung der Oberfläche realisiert wird. Roof of the reduction of the cross section through the machining on the outer and / or inner diameter, in addition, at least the machined region can be processed by means of a beam processing method. This can e.g. a beam processing by means of sand or glass balls or other suitable materials, by which any burr that has arisen during the machining, is removed and / or solidification of the surface is realized.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert, ohne dabei auf diese beschränkt zu sein. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and accompanying drawings, without being limited to these. Showing:
In den
Bei der Variante nach
Bei beiden Varianten ist der erste Wirkbereich
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Schlingfederwrap
- 1A1A
- Ausgangsquerschnitt Output section
- 1B1B
- Endquerschnitt final section
- 2 2
- Innenreibfläche inner friction
- 3 3
- abgeschliffener Bereichabraded area
- 4 4
- Außenreibfläche Außenreibfläche
- 5 5
- OriginalquerschnittOriginal section
- 66
- Bereich geringen Reibmomentes / erster Wirkbereich Low frictional torque range / first effective range
- D6aD6a
- Ausgangs-Außendurchmesser des ersten Wirkbereiches Output outer diameter of the first effective range
- d6aD6A
- Ausgangs-Innendurchmesser des ersten Wirkbereiches Starting inner diameter of the first effective range
- D6b D6b
- End-Außendurchmesser des ersten WirkbereichesEnd outside diameter of the first effective range
- d6bD6B
- End-Innendurchmesser des ersten Wirkbereiches End inside diameter of the first effective range
- 77
- Bereich hohen Reibmomentes /zweiter Wirkbereich High friction torque range / second effective range
- D7 D7
- Außendurchmesser des zweiten Wirkbereiches Outer diameter of the second effective range
- d7d7
- Innendurchmesser des zweiten Wirkbereiches Inner diameter of the second effective range
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 320621 A1 [0004] EP 320621 A1 [0004]
- DE 102010047800 A1 [0005] DE 102010047800 A1 [0005]
- DE 102007047394 A1 [0008] DE 102007047394 A1 [0008]
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0320621A1 (en) | 1987-11-17 | 1989-06-21 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Device for converting rotary movement into axial movement |
DE102007047394A1 (en) | 2006-10-26 | 2008-04-30 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Torsional vibration damper for internal combustion engine, has loop spring unit whose end is connected rotatably with ring that comprises support regions for energy storages and/or control regions for free-wheeling effect |
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US2922220A (en) | 1953-02-09 | 1960-01-26 | Curtiss Wright Corp | Method of producing a clutch spring having control coils |
US4527683A (en) | 1983-03-22 | 1985-07-09 | Eaton Corporation | Torque limiting coil clutch and automatic slack adjuster utilizing same |
US4570318A (en) | 1984-10-12 | 1986-02-18 | United Technologies Corporation | Overunning clutch spring |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0320621A1 (en) | 1987-11-17 | 1989-06-21 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Device for converting rotary movement into axial movement |
DE102007047394A1 (en) | 2006-10-26 | 2008-04-30 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Torsional vibration damper for internal combustion engine, has loop spring unit whose end is connected rotatably with ring that comprises support regions for energy storages and/or control regions for free-wheeling effect |
DE102010047800A1 (en) | 2009-10-29 | 2011-05-05 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Hydrostatic clutch actuator |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016221884A1 (en) | 2016-11-08 | 2018-05-09 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Double wrap spring, rotation device and system to be actuated |
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