DE102016214711A1

DE102016214711A1 - Double wrap spring, rotation device and system to be actuated

Info

Publication number: DE102016214711A1
Application number: DE102016214711.0A
Authority: DE
Inventors: Lars Schumann; Peter Greb
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-08-09
Filing date: 2016-08-09
Publication date: 2018-02-15
Also published as: CN107701606B; CN107701606A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelschlingfeder, eine Rotationseinrichtung sowie ein zu aktuierendes System, insbesondere eine Kupplungseinrichtung. Die Doppelschlingfeder (10) umfasst einen inneren Wicklungsbereich (11) und einen äußeren Wicklungsbereich (12), sowie einen den inneren Wicklungsbereich (11) mit dem äußeren Wicklungsbereich (12) mechanisch verbindenden Übergangsbereich (14), wobei der innere Wicklungsbereich (11) zumindest abschnittsweise radial innerhalb des äußeren Wicklungsbereiches (12) angeordnet ist. Die Doppelschlingfeder (10) weist eine Stützungseinrichtung (30) auf, mit welcher eine Verformung des Übergangsbereiches (14) blockierbar oder blockiert ist, wenn ein Torsionsmoment (20) auf die Doppelschlingfeder (10) wirkt. Mit der hier vorgeschlagenen Doppelschlingfeder lässt sich eine elastische Verformung eines Übergangsbereiches zwischen dem inneren Wicklungsbereich und dem äußeren Wicklungsbereich stark einschränken, so dass in die Doppelschlingfeder eingetragene Energie als Torsionsmoment eingetragene Energie nicht von dem Übergangsbereich aufgenommen wird, sondern im Wesentlichen vollständig und sofort zur Bremsung bzw. Blockierung die Doppelschlingfeder kontaktierender Bauteile genutzt wird.The present invention relates to a double wrap spring, a rotation device and a system to be actuated, in particular a coupling device. The double wrap spring (10) comprises an inner winding region (11) and an outer winding region (12), and a transition region (14) mechanically connecting the inner winding region (11) to the outer winding region (12), the inner winding region (11) at least is arranged radially in sections within the outer winding region (12). The Doppelschlingfeder (10) has a support means (30) with which a deformation of the transition region (14) is blocked or blocked when a torsional moment (20) acts on the Doppelschlingfeder (10). With the double loop spring proposed here, an elastic deformation of a transition region between the inner winding region and the outer winding region can be severely restricted so that energy entered into the double wrap spring as torsional momentum is not absorbed by the transition region, but essentially completely and immediately for braking or deceleration Blocking the Doppelschlingfeder contacting components is used.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelschlingfeder mit einem inneren Wicklungsbereich und ein diesbezüglich radial außen angeordneten äußeren Wicklungsbereich. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Rotationseinrichtung mit der erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder, sowie ein zu aktuierendes System, insbesondere eine Kupplungseinrichtung, welches bzw. welche die erfindungsgemäße Rotationseinrichtung umfasst.The present invention relates to a Doppelschlingfeder with an inner winding region and a radially outwardly arranged outer winding region. Furthermore, the present invention relates to a rotation device with the double loop spring according to the invention, as well as a system to be actuated, in particular a coupling device which comprises the rotation device according to the invention.

Zur Betätigung von Kupplungen muss üblicherweise ein translatorischer Weg zurückgelegt werden, um Kupplungshälften voneinander zu trennen oder sie miteinander in Eingriff zu bringen. Zu diesem Zweck werden Betätigungseinrichtungen benötigt, die auch Aktoren genannt werden, und mit denen eine benötigte Kraft über einem entsprechenden Weg erzeugbar ist. Es existieren zu diesem Zweck Aktoren, die die Drehbewegung eines Bauteiles in eine Axialbewegung eines weiteren Bauteiles umwandeln, z.B. um eine Kupplung zu öffnen oder zu schließen. Typische Aktoren sind hydraulische Nehmerzylinder, oder auch Planetenwälzgewindespindeltriebe (PWG). Planetenwälzgewindespindeltriebe umfassen eine Spindel, einer Spindelmutter und zwischen diesen über den Umfang angeordnete, in einem Planetenträger aufgenommene Planetenwälzkörpern. Eine der Komponenten – Spindel oder Spindelmutter – sind drehangetrieben und die andere Komponente ist bei drehfester Anordnung längs der Längsachse der Spindel um einen der eingestellten Übersetzung entsprechenden Axialweg verlagerbar. Bei beispielsweise mittels eines Elektromotors angetriebenen wirkungsgradoptimierten Spindeltrieben wie z.B. Planetenwälzgewindespindeltrieben und insbesondere in Aktoren, wie hydrostatischen Kupplungsaktoren, die gegen eine Last, die durch eine Kupplungskennlinie abbildbar ist, arbeiten, ist bei einem erforderlichen Halten einer Position ein Haltestrom und somit ein Haltemoment im Elektromotor erforderlich. Bei einem Planetenwälzgewindespindeltrieb ist dies darin begründet, dass dieser keine Selbsthemmung aufweist. Das bedeutet jedoch, dass bei Stromausfall oder mangelnder Stromversorgung die Soll-Position des Aktors nicht gehalten werden kann, so dass die Gefahr besteht, dass die Kupplung unkontrollierbar betätigt wird.To operate clutches, usually a translatory travel must be traveled to separate coupling halves from each other or to bring them into engagement. For this purpose, actuating means are required, which are also called actuators, and with which a required force can be generated via a corresponding path. There are for this purpose actuators which convert the rotational movement of a component into an axial movement of another component, e.g. to open or close a clutch. Typical actuators are hydraulic slave cylinders, or planetary roller screw drives (PWG). Planetenwälzgewindespindeltriebe comprise a spindle, a spindle nut and between them arranged over the circumference, received in a planet carrier Planetenwälzkörpern. One of the components - spindle or spindle nut - are rotationally driven and the other component is displaceable at a rotationally fixed arrangement along the longitudinal axis of the spindle to one of the set translation corresponding axial travel. In example, driven by an electric motor efficiency-optimized spindle drives such. Planetenwälzgewindenspindeltrieben and in particular in actuators, such as hydrostatic clutch actuators, which operate against a load which can be represented by a clutch characteristic, is required holding a position holding a holding current and thus a holding torque in the electric motor. In a Planetenwälzgewindespindeltrieb this is due to the fact that this has no self-locking. However, this means that in case of power failure or lack of power supply, the target position of the actuator can not be maintained, so that there is a risk that the clutch is operated uncontrollably.

Um dies zu vermeiden, hat sich der Einsatz von Doppelschlingfedern etabliert. Derartige Doppelschlingfedern umfassen zwei Wicklungsbereiche, die mit jeweils anderen, zueinander rotatorisch bewegbaren Bauteilen reibschlüssig zusammenwirken können. Doppelschlingfedern haben einen inneren Wicklungsbereich und einen äußeren Wicklungsbereich, wobei die Drehrichtrung des schraubengangförmigen inneren Wicklungsbereiches und des äußeren Wicklungsbereiches entgegengesetzt sind, so dass im nicht-montierten Zustand der Doppelschlingfeder bei Einleitung eines Drehmoments in den inneren Wicklungsbereich in einer ersten Drehrichtung der innere Wicklungsbereich und der äußere Wicklungsbereich in ihren radialen Erstreckungen aufgeweitet werden, und bei Drehrichtungsumkehr in eine zweite Drehrichtung der innere Wicklungsbereich und der äußere Wicklungsbereich in ihren radialen Erstreckungen verringert werden.To avoid this, the use of double Schlingfedern has established. Such double-loop springs comprise two winding areas, which can interact in a friction-locked manner with other components which are rotationally movable relative to each other. Doppelschlingfedern have an inner winding region and an outer winding region, wherein the direction of rotation of the helical inner winding region and the outer winding region are opposite, so that in the unassembled state of the double wrap spring upon introduction of a torque in the inner winding region in a first rotational direction of the inner winding region and the outer winding region are widened in their radial extensions, and are reduced when reversing the direction of rotation in a second direction of rotation of the inner winding region and the outer winding region in their radial extensions.

Eine derartige herkömmliche Doppelschlingfeder ist in 1 dargestellt. Im montierten Zustand der Doppelschlingfeder, in dem der innere Wicklungsbereich auf Welle sitzt und der äußere Wicklungsbereich an der Innenseite eines Hohlzylinder anliegt, wird bei Einleitung eines Drehmoments in einer ersten Drehrichtung der von dem inneren Wicklungsbereich auf die Welle aufgebrachte, radial wirkende Druck verringert. Der von dem äußeren Wicklungsbereich auf den Hohlzylinder aufgebrachte, radial wirkende Druck wird vergrößert. Bei einer Drehrichtungsumkehr in eine zweite Drehrichtung wird der radial wirkende, vom inneren Wicklungsbereich aufgebrachter Druck auf die Welle vergrößert, und der radial wirkende, vom äußeren Wicklungsbereich auf den Hohlzylinder aufgebrachte Druck verringert.Such a conventional double wrap spring is in 1 shown. In the mounted state of the double wrap spring, in which the inner winding portion sits on the shaft and the outer winding portion rests against the inside of a hollow cylinder, upon application of a torque in a first direction of rotation, the radially acting pressure applied to the shaft from the inner winding portion is reduced. The radially acting pressure applied to the hollow cylinder by the outer winding region is increased. When the direction of rotation is reversed in a second direction of rotation, the radially acting pressure applied by the inner winding region on the shaft is increased, and the radially acting pressure applied to the hollow cylinder from the outer winding region is reduced.

Auch aus der DE 10 2015 220 920 A1 ist eine derartige Doppelschlingfeder bekannt, bei der ein innerer Wicklungsbereich innerhalb des vom äußeren Wicklungsbereich definierten Raumes koaxial angeordnet ist. Hierbei sind der innere Wicklungsbereich und der äußere Wicklungsbereich einteilig ausgebildet. Also from the DE 10 2015 220 920 A1 Such a double wrap spring is known in which an inner winding region is arranged coaxially within the space defined by the outer winding region. Here, the inner winding region and the outer winding region are integrally formed.

Die DE 10 2015 217 164 A1 offenbart eine derartige Doppelschlingfeder, die einen inneren Wicklungsbereich sowie einen äußeren Wicklungsbereich aufweist, wobei der äußere Wicklungsbereich den inneren Wicklungsbereich auf dessen radialer Außenseite umgibt. Die beiden Wicklungsbereiche sind über ein Verbindungstück miteinander mechanisch verbunden.The DE 10 2015 217 164 A1 discloses such a double wrap spring having an inner coil portion and an outer coil portion, the outer coil portion surrounding the inner coil portion on the radially outer side thereof. The two winding areas are mechanically connected to one another via a connecting piece.

Nachteilig an den bisher bekannten Ausgestaltungen von Doppelschlingfedern ist es, dass diese bei Drehmoment- bzw. Drehrichtungsumkehr auf Grund der dadurch erzeugten Verformungen einzelner Bereiche relativ elastisch auf diese Drehmoment- bzw. Drehrichtungsumkehr reagiert, so dass eine gewünschte, von der Doppelschlingfeder zu realisierende Brems- bzw. Blockierungswirkung erst relativ spät eintritt. Es hängt von der Übersetzung der Betätigungseinrichtung bzw. des Aktors ab, der die jeweilige Doppelschlingfeder aufweist, ob diese Verzögerung im Ansprechverhalten hinsichtlich der Wirkung auf eine Kupplungseinrichtung noch tolerierbar ist. Aus Gründen der Sicherheit sowie des Fahrkomforts ist jedoch ein sehr schnelles Ansprechverhalten bzw. eine nur sehr geringe Verzögerung bei Drehmoment- bzw. Drehrichtungsumkehr bis zur deutlichen Bremswirkung bzw. Blockierung einer Relativ-Rotationsbewegung zwischen den von der Doppelschlingfeder kontaktierten Bauteilen gewünscht.A disadvantage of the hitherto known embodiments of double wrap springs is that, in the case of torque or reversal of rotation due to the deformations of individual regions produced thereby, it reacts relatively elastically to this torque or direction reversal, so that a desired braking torque to be realized by the double wrap spring is achieved. or blocking effect occurs relatively late. It depends on the translation of the actuator or the actuator, which has the respective Doppelschlingfeder, whether this delay in response to the effect on a coupling device is still tolerable. For reasons of safety and driving comfort, however, a very fast response or a very small delay is at Torque or rotation reversal desired until the significant braking action or blocking a relative rotational movement between the contacted by the double wrap spring components.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Doppelschlingfeder sowie eine damit ausgestattete Rotationseinrichtung und eine diese umfassende Kupplungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die gewährleisten, dass bei Realisierung eines auf die Doppelschlingfeder bzw. Rotationseinheit wirkenden Drehmomentes in einer ersten Drehrichtung relativ verlustarm eine Rotationsbewegung erzeugbar ist, und bei Umkehrung der Drehmoment- bzw. Drehrichtung in zuverlässiger und schneller Weise eine Brems- bzw. Blockadewirkung der Rotationseinrichtung herbeiführbar ist.The invention is therefore based on the object to provide a double wrap spring and a rotary device equipped therewith and a clutch device that provide comprehensive, ensure that when realizing a torque acting on the double loop spring or rotation torque in a first direction of rotation relatively low loss rotational movement generated is, and upon reversal of the torque or rotational direction in a reliable and fast manner, a braking or blocking action of the rotating device can be brought about.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Doppelschlingfeder nach Anspruch 1, die erfindungsgemäße Rotationseinrichtung nach Anspruch 7 sowie durch die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder sind in den Unteransprüchen 2–6 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Rotationseinrichtung sind in den Unteransprüchen 8 und 9 angegeben. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.This object is achieved by the double-loop spring according to the invention according to claim 1, the rotary device according to the invention according to claim 7 and by the coupling device according to claim 10 according to the invention. Advantageous embodiments of the invention Doppelschlingfeder are given in the dependent claims 2-6. Advantageous embodiments of the rotation device according to the invention are specified in the subclaims 8 and 9. The features of the claims may be combined in any technically meaningful manner, for which purpose the explanations of the following description as well as features of the figures may be consulted which comprise additional embodiments of the invention.

Die erfindungsgemäße Doppelschlingfeder umfasst einen inneren Wicklungsbereich und einen äußeren Wicklungsbereich, sowie einen den inneren Wicklungsbereich mit dem äußeren Wicklungsbereich mechanisch verbindenden Übergangsbereich, wobei der innere Wicklungsbereich zumindest abschnittsweise radial innerhalb des äußeren Wicklungsbereiches angeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass die Doppelschlingfeder eine Stützungseinrichtung aufweist, mit welcher eine Verformung des Übergangsbereiches blockierbar oder blockiert ist, wenn ein Torsionsmoment auf die Doppelschlingfeder wirkt. Die erfindungsgemäße Doppelschlingfeder ist dazu ausgestaltet, mit einem Torsionsmoment um die gemeinsame Rotationsachse des inneren Wicklungsbereichs und des äußeren Wicklungsbereichs belastet zu werden. Dieses Torsionsmoment wirkt zum Beispiel bei der Mitnahme des inneren Wicklungsbereichs und/oder des äußeren Wicklungsbereichs aufgrund von Reibkräften zwischen dem inneren Wicklungsbereich und einer Welle bzw. aufgrund von Reibkräften zwischen dem äußeren Wicklungsbereich der Innenseite eines am äußeren Wicklungsbereich radial außen anliegenden Hohlzylinders. Der innere Wicklungsbereich und der äußere Wicklungsbereich sowie der Übergangsbereich sind vorzugsweise integrale Bestandteile der Doppelschlingfeder. Das bedeutet, dass die Doppelschlingfeder im Wesentlichen aus einem Draht einteilig ausgeführt ist. Mit dem Übergangsbereich ist ein Torsionsmoment von dem äußeren Wicklungsbereich auf den inneren Wicklungsbereich und umgekehrt übertragbar. Wie bereits bezüglich des Standes der Technik beschrieben, kann auch die erfindungsgemäße Doppelschlingfeder radial einen Druck auf eine innerhalb des inneren Wicklungsbereichs angeordnete Welle ausüben, sowie radial einen Druck auf die Innenseite eines Hohlzylinders ausüben, an dem der äußere Wicklungsbereich anliegt. Somit kann durch Relativ-Rotationsbewegung der an den Wicklungsbereichen anliegenden Bauteile in der einen Drehrichtung eine geringe Reibung zwischen der Doppelschlingfeder und den anliegenden Bauteilen erzeugt werden, und in der Gegendrehrichtung eine hohe Reibung erzeugt werden, die eine Bremswirkung bzw. Blockadewirkung hervorrufen kann. The double wrap spring according to the invention comprises an inner winding region and an outer winding region, as well as a transition region mechanically connecting the inner winding region to the outer winding region, wherein the inner winding region is arranged at least partially radially within the outer winding region. It is envisaged that the double wrap spring has a support device with which a deformation of the transition region is blocked or blocked when a torsional moment acts on the double wrap spring. The double-loop spring according to the invention is designed to be loaded with a torsional moment about the common axis of rotation of the inner winding region and of the outer winding region. This torsional moment acts, for example, when the inner winding region and / or the outer winding region are entrained due to frictional forces between the inner winding region and a shaft or due to frictional forces between the outer winding region of the inner side of a hollow cylinder radially adjoining the outer winding region. The inner winding region and the outer winding region as well as the transition region are preferably integral parts of the double wrap spring. This means that the double loop spring is essentially made of one piece of wire. With the transition region, a torsion moment from the outer winding region to the inner winding region and vice versa transferable. As already described with regard to the prior art, the double-loop spring according to the invention can also exert a radial pressure on a shaft arranged inside the inner winding region and exert a radial pressure on the inside of a hollow cylinder against which the outer winding region rests. Thus, by relative rotational movement of the voltage applied to the winding portions components in one direction of rotation, a low friction between the double wrap spring and the adjacent components are generated, and in the reverse direction of rotation, a high friction can be generated, which can cause a braking effect or blocking effect.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder liegt insbesondere darin, dass die Stützungseinrichtung eine geringere bzw. gar keine Verformung des Übergangsbereiches bewirkt, wenn dieser unter Drehrichtungsumkehr mit einem Drehmoment belastet wird. Demzufolge ist die Drehmoment-übertragende Verbindung zwischen dem äußeren Wicklungsbereich und dem inneren Wicklungsbereich im Verhältnis zu herkömmlichen Ausführungsformen starr ausgelegt, so dass dieser Bereich im Wesentlichen keine Energie bei der Drehrichtungsumkehr aufnimmt und demzufolge die in die Doppelschlingfeder eingetragene Energie ohne Verzögerung übertragen wird. Im Ergebnis wird somit mittels der Doppelschlingfeder eine reibmomentbedingte Bremswirkung sehr schnell und zuverlässig erzeugt.The advantage of the double wrap spring according to the invention lies in particular in the fact that the support device causes less or no deformation of the transition region when it is loaded with a torque when the direction of rotation is reversed. As a result, the torque-transmitting connection between the outer winding region and the inner winding region is rigid relative to conventional embodiments, so that this region receives substantially no energy in the reversal of rotation and thus the energy introduced into the double-wrap spring is transmitted without delay. As a result, a friction torque-related braking effect is thus generated very quickly and reliably by means of the double wrap spring.

In einer Ausgestaltung der Doppelschlingfeder ist vorgesehen, dass die Stützungseinrichtung zumindest bereichsweise radial zwischen dem inneren Wicklungsbereich und dem äußeren Wicklungsbereich angeordnet ist. In einer speziellen Ausführungsform ist die Stützeinrichtung ausschließlich radial zwischen dem inneren Wicklungsbereich und dem äußeren Wicklungsbereich angeordnet. Diese Ausführungsform benötigt zwar einen größeren radialen Bauraum, ermöglicht jedoch eine relativ kurze axiale Ausführung.In one embodiment of the double wrap spring, it is provided that the support device is arranged at least in regions radially between the inner winding region and the outer winding region. In a special embodiment, the support means is arranged exclusively radially between the inner winding region and the outer winding region. Although this embodiment requires a larger radial space, but allows a relatively short axial design.

Alternativ oder hinzukommend ist vorgesehen, dass die Stützungseinrichtung zumindest bereichsweise axial neben dem inneren Wicklungsbereich und dem äußeren Wicklungsbereich angeordnet ist. In einer speziellen Ausführungsform, in der der Übergangsbereich axial außerhalb des inneren Wicklungsbereichs und des äußeren Wicklungsbereichs angeordnet ist, kann auch die Stützeinrichtung vollständig axial außerhalb des inneren Wicklungsbereichs und des äußeren Wicklungsbereichs angeordnet sein. In einer einfachen Ausführungsform ist die Stützeinrichtung jedoch radial zwischen dem inneren Wicklungsbereich und dem äußeren Wicklungsbereich angeordnet und weist einen axial neben den Wicklungsbereichen angeordneten Bestandteil auf, von dem aus sich die radial zwischen den Wicklungsbereichen befindlichen Bestandteile erstrecken. Diese Ausführungsform bedarf zwar einer zusätzlichen axialen Länge, ermöglicht jedoch in radialer Richtung eine volumensparende Ausgestaltung. Alternatively or additionally, it is provided that the support device is arranged at least partially axially adjacent to the inner winding region and the outer winding region. In a specific embodiment, in which the transition region is arranged axially outside the inner winding region and the outer winding region, the support device can also be arranged be arranged completely axially outside of the inner winding region and the outer winding region. However, in a simple embodiment, the support means is disposed radially between the inner coil portion and the outer coil portion and has an axially disposed adjacent to the winding portions of the component from which the radially located between the winding portions extend. Although this embodiment requires an additional axial length, but allows a volume-saving design in the radial direction.

Die Stützungseinrichtung kann wenigstens ein Formelement aufweisen, welches die Form des Übergangsbereiches in einem Zustand der Doppelschlingfeder definiert, in dem der Übergangsbereich bedingt durch die Belastung mit einem Torsionsmoment eine Formänderung erreicht hat, insbesondere eine Formänderung mit einem Umformgrad von mindestens 5 % erreicht hat.The support means may comprise at least one mold element which defines the shape of the transition region in a state of double wrap spring in which the transition region has undergone a shape change due to the stress with a torsional moment, in particular has achieved a deformation with a degree of deformation of at least 5%.

Das bedeutet, dass in einem unbelasteten oder auch nur wenig belasteten Zustand der Doppelschlingfeder ein Spiel bzw. ein Abstand zwischen dem Übergangsbereich und der Stützeinrichtung existiert, und erst bei Verformung des Übergangsbereichs eine Blockierungswirkung hinsichtlich einer weiteren Verformung mittels der Stützeinrichtung auftritt, und zwar aufgrund der Anlage des Übergangsbereichs an der Stützeinrichtung bzw. an deren Formelementen. Dadurch wird eine ungewollte Verformung des Übergangsbereichs verhindert und demzufolge dafür gesorgt, dass bei einer Drehrichtungsumkehr nach einem relativ geringen Drehwinkel bereits eine Blockadewirkung mittels der Doppelschlingfeder erzeugbar ist. Vorzugsweise ist der Umformgrad durch das Verhältnis der maximalen Durchbiegung des Übergangsbereichs im nicht eingebauten, spannungsfreien Zustand oder im eingebauten Zustand im Verhältnis zur maximalen Durchbiegung des Übergangsbereichs bei Belastung der Doppelschlingfeder mit einem Torsionsmoment im eingebauten Zustand definiert. Alternativ kann der Umformgrad auch durch die Veränderung des Radius des Übergangsbereichs im unbelasteten Zustand im Verhältnis zum mit einem Torsionsmoment belasteten Zustand definiert sein. This means that in an unloaded or even slightly loaded condition of the double wrap spring there is a clearance between the transition region and the support means, and only upon deformation of the transition region does a blocking effect occur with respect to further deformation by means of the support means Installation of the transition region on the support device or on their form elements. As a result, an unwanted deformation of the transition region is prevented and therefore ensured that in a reversal of direction after a relatively small angle of rotation already a blocking effect by means of Doppelschlingfeder can be generated. The degree of deformation is preferably defined by the ratio of the maximum deflection of the transition region in the non-installed, stress-free state or in the installed state in relation to the maximum deflection of the transition region under load of the double wrap spring with a torsional moment in the installed state. Alternatively, the degree of deformation can also be defined by changing the radius of the transition region in the unloaded state in relation to the state loaded with a torsional moment.

In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Stützungseinrichtung wenigstens ein Formelement aufweist, welches komplementär zur Form des Übergangsbereiches in einem nicht eingebauten, spannungsfreien Zustand der Doppelschlingfeder geformt und/ oder angeordnet ist. Die hinsichtlich der Form komplementäre Ausgestaltung soll auch dann vorliegen, wenn die Doppelschlingfeder momentfrei ist oder ein nur geringes Moment auf die Doppelschlingfeder wirkt. Das bedeutet, dass die hier dargestellte Variante der Stützeinrichtung im Wesentlichen und vorzugsweise vollständig spielfrei am Übergangsbereich anliegt.In an alternative embodiment, it is provided that the support device has at least one form element which is shaped and / or arranged complementary to the shape of the transition region in a non-installed, tension-free state of the double wrap spring. The complementary with respect to the form of design should also be present when the double loop spring is free of torque or only a small moment acts on the Doppelschlingfeder. This means that the variant of the support device shown here essentially and preferably bears against the transitional area completely without play.

Die Stützungseinrichtung kann sich an dem inneren Wicklungsbereich und/ oder dem äußeren Wicklungsbereich abstützen. Gegebenenfalls kann die Stützeinrichtung auch an dem inneren Wicklungsbereich bzw. dem äußeren Wicklungsbereich gelagert und gegebenenfalls fixiert sein, um ein in die Doppelschlingfeder eingetragenes Torsionsmoment aufnehmen zu können. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt insbesondere darin, dass die Stützeinrichtung durch den Übergangsbereich der Doppelschlingfeder bei einer Bewegung des Übergangsbereichs mitgenommen wird und somit die selbe Relativgeschwindigkeit zu an der Doppelschlingfeder anliegenden Bauteilen aufweist wie der Übergangsbereich selbst. The support device may be supported on the inner winding region and / or the outer winding region. Optionally, the support means may also be mounted on the inner winding region or the outer winding region and optionally fixed in order to be able to absorb a torsional moment registered in the double-loop spring. The advantage of this embodiment is, in particular, that the support device is entrained by the transition region of the double wrap spring in a movement of the transition region and thus has the same relative speed to the voltage applied to the Doppelschlingfeder components as the transition region itself.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Rotationseinrichtung, umfassend eine Welle und eine zumindest abschnittsweise als Hohlzylinder ausgestaltete Nabe sowie zwischen Welle und der Innenseite des Hohlzylinders der Nabe eine erfindungsgemäße Doppelschlingfeder. Der innere Wicklungsbereich der Doppelschlingfeder liegt mit seiner Innenseite an einer Außenseite der Welle an, und der äußere Wicklungsbereich der Doppelschlingfeder liegt mit seiner Außenseite an einer Innenseite des Hohlzylinders der Nabe an, so dass bei einer Rotationsbewegung in einer ersten Drehrichtung der Nabe in Bezug zur Welle der äußere Wicklungsbereich einen radialen Druck auf die Innenseite des Hohlzylinders der Nabe vergrößert, so dass die Rotationsbewegung der Nabe in Bezug zur Welle gebremst oder blockiert wird, und bei Drehrichtungsumkehr in eine zweite Drehrichtung der Nabe in Bezug zur Welle der äußere Wicklungsbereich einen radialen Druck auf die Innenseite des Hohlzylinders der Nabe verringert, so dass die Rotationsbewegung der Nabe in Bezug zur Welle realisierbar ist.Another aspect of the invention is a rotation device, comprising a shaft and a at least partially designed as a hollow cylinder hub and between the shaft and the inside of the hollow cylinder of the hub a Doppelschlingfeder invention. The inner winding portion of the double wrap spring bears with its inner side on an outer side of the shaft, and the outer winding portion of the double wrap spring bears with its outer side on an inner side of the hollow cylinder of the hub, so that during a rotational movement in a first direction of rotation of the hub with respect to the shaft the outer winding region increases radial pressure on the inside of the hollow cylinder of the hub such that rotation of the hub with respect to the shaft is braked or blocked, and upon reversal of direction in a second rotational direction of the hub with respect to the shaft, the outer winding region has a radial pressure reduces the inside of the hollow cylinder of the hub, so that the rotational movement of the hub with respect to the shaft is realized.

Die Welle kann auch die Form eines Zapfens aufweisen. Die Verringerung des radialen Drucks auf die Innenseite des Hohlzylinders der Nabe tritt dadurch auf, dass der äußere Wicklungsbereich bei Drehrichtungsumkehr in eine zweite Drehrichtung seinen Durchmesser etwas verringert. Auf Grund entgegengesetzter Wicklungsrichtungen des inneren Wicklungsbereichs und des äußeren Wicklungsbereichs wird bei Drehung in der ersten Drehrichtung auf Grund einer Aufweitung des Durchmessers des inneren Wicklungsbereiches der innere Wicklungsbereich einen radialen Druck auf die Außenseite der Welle verringern. Bei Drehrichtungsumkehr in eine zweite Drehrichtung der Nabe in Bezug zur Welle wird der innere Wicklungsbereich einen radialen Druck auf die Außenseite der Welle vergrößern. Die Einleitung der Drehbewegung erfolgt über Reibmomente, die zwischen dem inneren Wicklungsbereich und der Welle bzw. dem äußeren Wicklungsbereich und dem Hohlzylinder wirken. Diese Reibmomente werden erzeugt durch Normalkräfte, mit denen der innerr Wicklungsbereich auf die Außenseite der Welle drückt, bzw. mit denen der äußere Wicklungsbereich auf die Innenseite des Hohlzylinder drückt. Vorzugsweise sitzt die Doppelschlingfeder derart in der Rotationseinrichtung, dass die Doppelschlingfeder auch im Ruhezustand und ohne Belastung durch ein Torsionsmoment eine radiale Vorspannung auf die Welle sowie auch auf den Hohlzylinder der Nabe ausübt.The shaft may also have the shape of a pin. The reduction of the radial pressure on the inside of the hollow cylinder of the hub occurs in that the outer winding region slightly reduces its diameter when reversing the direction of rotation in a second direction of rotation. Due to opposite winding directions of the inner winding portion and the outer winding portion, upon rotation in the first rotational direction due to a widening of the diameter of the inner winding portion, the inner winding portion will reduce a radial pressure to the outside of the shaft. When reversing the direction of rotation in a second direction of rotation of the hub with respect to the shaft, the inner winding area will increase a radial pressure on the outside of the shaft. The initiation of the rotational movement takes place via friction moments between the inner winding region and the shaft or the outer winding region and the hollow cylinder act. These friction moments are generated by normal forces with which the inner winding region presses against the outside of the shaft, or with which the outer winding region presses against the inside of the hollow cylinder. Preferably, the double wrap spring is seated in the rotation device such that the double wrap spring exerts a radial prestress on the shaft as well as on the hollow cylinder of the hub even in the idle state and without loading by a torsional moment.

Dies wird erreicht, indem die Doppelschlingfeder im Bereich des inneren Durchmessers des inneren Wicklungsbereiches mit einem Untermaß im Verhältnis zum Außendurchmesser der Welle zur Verfügung gestellt wird, und der äußere Durchmesser des äußern Wicklungsbereiches mit einem Übermaß im Verhältnis zum Innendurchmesser des Hohlzylinders der Nabe ausgeführt wird, und die Doppelschlingfeder dann in den Bauraum zwischen Welle und Hohlzylinder eingesetzt wird. Wie erwähnt bewirkt auf Grund entgegengesetzter Wicklungsrichtungen des inneren Wicklungsbereiches und des äußeren Wicklungsbereiches bei Drehung in der ersten Drehrichtung der innere Wicklungsbereich eine Verringerung des radialen Drucks auf die Außenseite der Welle, bedingt durch eine Aufweitung des Durchmessers des inneren Wicklungsbereiches. Dadurch wird ein Schleppmoment auf die Welle bewirkt, welches allerdings sehr gering ist, so dass die Nabe in Bezug zur Welle leichtgängig bewegbar ist. In dieser Situation schließt der äußere Wicklungsbereich den Drehmomentpfad zur Innenseite des Hohlzylinders der Nabe durch eine Erhöhung des radialen Anpressdrucks auf den Hohlzylinder. This is accomplished by providing the double wrap spring in the inner diameter portion of the inner coil portion with an undersize relative to the outer diameter of the shaft, and the outer diameter of the outer coil portion being oversized relative to the inner diameter of the hollow cylinder of the hub. and the double loop spring is then inserted into the space between the shaft and the hollow cylinder. As mentioned, due to opposite winding directions of the inner winding portion and the outer winding portion upon rotation in the first rotational direction, the inner winding portion causes a reduction of the radial pressure on the outer side of the shaft due to a widening of the diameter of the inner winding portion. This causes a drag torque on the shaft, which, however, is very low, so that the hub with respect to the shaft is smoothly movable. In this situation, the outer winding region closes the torque path to the inside of the hollow cylinder of the hub by increasing the radial contact pressure on the hollow cylinder.

Die Welle bzw. Reibfläche dieser kann Bestandteil eines Rotors, einer Spindel oder eines ähnlichen Bauteils sein, und die Nabe kann insbesondere Bestandteil eines Rotors oder einer Spindelmutter oder ähnlichen Bauteils sein. Insbesondere kann die Welle durch die Spindel eines Planetenwälzgewindespindeltriebes ausgebildet sein, und die Nabe kann ein Bestandteil der Spindelmutter des Planetenwälzgewindespindeltriebes sein. Insofern der derart ausgestaltete Planetenwälzgewindespindeltrieb ein Aktor zur Betätigung einer Kupplung ist, kann mittels der erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder nunmehr verhindert werden, dass aufgrund einer an der Rotationseinrichtung anliegenden Last eine ungewollte rotatorische Bewegung und damit auch eine ungewollte translatorische Bewegung von Elementen des Planetenwälzgewindespindeltriebs erzeugt wird, indem die Doppelschlingfeder eine rotatorische Relativbewegung zwischen Spindel und Spindelmutter des Planetenwälzgewindespindeltriebs reibschlüssig blockiert. The shaft or friction surface thereof may be part of a rotor, a spindle or a similar component, and the hub may in particular be part of a rotor or a spindle nut or similar component. In particular, the shaft may be formed by the spindle of a Planetenwälzgewindsspindeltriebes, and the hub may be a part of the spindle nut of the Planetenwälzgewindsspindeltriebes. Insofar as the Planetenwälzgewindespindeltrieb designed in this way is an actuator for actuating a clutch, it can now be prevented by means of the Doppelschlingfeder that due to a voltage applied to the rotating device, an unwanted rotational movement and thus an unwanted translational movement of elements of Planetenwälzgewindraindeltriebs is generated by the Doppelschlingfeder a rotational relative movement between the spindle and spindle nut of Planetenwälzgewindsspindeltriebs frictionally blocked.

Dabei ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausgestaltung der Rotationseinrichtung als Planetenwälzgewindespindeltrieb eingeschränkt, sondern die Doppelschlingfeder kann auch zwischen Stator und Rotor eines Elektromotors oder aber auch zwischen dem Lageraußenring und dem Lagerinnenring eines Wälzlagers angeordnet sein. Die Stützeinrichtung kann sich dabei an der Welle und/ oder der Nabe abstützen.The present invention is not limited to the design of the rotating device as Planetenwälzgewindsspindeltrieb, but the Doppelschlingfeder can also be arranged between the stator and rotor of an electric motor or between the bearing outer ring and the bearing inner ring of a rolling bearing. The support means may be supported on the shaft and / or the hub.

Die Rotationseinrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass in einem torsionsmoment-freien Zustand der Doppelschlingfeder ein Spiel zwischen der Stützeinrichtung und dem Übergangsbereich besteht, oder dass die Stützeinrichtung spielfrei an dem Übergangsbereich anliegt. Das bedeutet, dass wenigstens ein Formelement der Stützeinrichtung vom Übergangsbereich in eingebautem, aber unbelasteten Zustand der Doppelschlingfeder entfernt ist und nur dann zur Anlage an den Übergangsbereich gelangt, wenn sich der Übergangsbereich torsionsmomentbedingt bereits verformt hat. Demzufolge besteht hier ein Spiel zwischen dem Übergangsbereich und der Stützeinrichtung im unbelasteten Zustand. In einer alternativen Ausgestaltung liegt bereits auch im unbelasteten Zustand die Stützeinrichtung am Übergangsbereich an und folgt somit zumeist abschnittsweise und komplementär der Form des Übergangsbereichs. Bei Einleitung eines Torsionsmoments in die Doppelschlingfeder wird somit eine Verformung des Übergangsbereichs von Anfang an unterbunden. The rotation device can be designed such that in a torsion-moment-free state of the double-wrap spring there is a play between the support device and the transition region, or the support device bears against the transition region without play. This means that at least one form element of the support device is removed from the transition region in the installed, but unloaded state of the double wrap spring and only comes to bear against the transition region when the transition region has already deformed as a result of torsion torque. Consequently, there is a play between the transition region and the support device in the unloaded state. In an alternative embodiment, the support device is already in the unloaded state at the transition region and thus follows mostly sections and complementary to the shape of the transition region. When a torsional moment is introduced into the double-loop spring, a deformation of the transitional area is thus prevented from the beginning.

Durch die Erfindung wird außerdem ein zu aktuierendes System, insbesondere eine Kupplungseinrichtung, zur Verfügung gestellt, welches bzw. welche eine Betätigungseinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Rotationseinrichtung umfasst, wobei die Betätigungseinrichtung dafür eingerichtet ist, eine rotatorische Bewegung der Rotationseinrichtung in eine translatorische Bewegung zwecks Betätigung eines Systems, insbesondere einer Kupplung, umzuwandeln. Die Betätigungseinrichtung kann hier insbesondere der erwähnte Planetenwälzgewindespindeltrieb sein. Eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung umfasst selbstverständlich auch die Kupplung selbst. Demzufolge ist hier die erfindungsgemäße Rotationseinrichtung für die Betätigung eines Systems bzw. einer Kupplung eines Fahrzeuges ausgestaltet, wobei die Doppelschlingfeder in einem Aktor, wie zum Beispiel in einem Planetenwälzgewindespindeltrieb, genutzt wird. The invention further provides a system to be actuated, in particular a coupling device, which comprises an actuating device with a rotation device according to the invention, wherein the actuating device is adapted for rotating the rotation device into a translational movement for the purpose of actuating a system , in particular a clutch to convert. The actuating device can be here in particular the mentioned Planetenwälzgewindsspindeltrieb. A coupling device according to the invention naturally also comprises the coupling itself. Accordingly, the rotation device according to the invention is designed here for actuating a system or a clutch of a vehicle, wherein the double-loop spring is used in an actuator, such as in a planetary roller screw drive.

Die Kupplungseinrichtung ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment von einer Abtriebswelle auf einen Verbraucher und umgekehrt zu übertragen. Dies wird in der Regel über das Reibpaket erreicht, welches eine axial verschiebbare, in der Regel mit der Abtriebswelle rotationsfest verbundene, Anpressplatte aufweist, welche gegen zumindest eine korrespondierende Reibscheibe pressbar ist. Aus der Anpresskraft resultiert eine Reibkraft über die Reibfläche, welche multipliziert mit dem mittleren Radius der Reibfläche ein übertragbares Drehmoment ergibt.The coupling device is configured to transmit a torque from an output shaft to a load and vice versa. This is usually achieved via the friction pack, which has an axially displaceable, usually rotationally fixed to the output shaft connected, pressure plate which can be pressed against at least one corresponding friction disc. From the Contact force results in a frictional force over the friction surface, which multiplied by the average radius of the friction surface results in a transmissible torque.

Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maß eingeschränkt sind. Es ist dargestellt inThe above-described invention will be explained in detail in the background of the relevant technical background with reference to the accompanying drawings, which show preferred embodiments. The invention is not limited by the purely schematic drawings in any way, it being noted that the embodiments shown in the drawings are not limited to the extent shown. It is shown in

1: eine herkömmliche Doppelschlingfeder in perspektivischer Ansicht, 1 : a conventional double wrap spring in perspective view,

2: eine erfindungsgemäße Rotationseinrichtung in perspektivischer Schnittdarstellung, 2 : a rotation device according to the invention in a perspective sectional representation,

3: die Nabe der in 2 dargestellten Rotationseinrichtung in perspektivischer Schnittdarstellung, 3 : the hub of in 2 illustrated rotation device in a perspective sectional view,

4: die Welle (Rotor) der in 2 dargestellten Rotationseinrichtung, 4 : the shaft (rotor) of the 2 illustrated rotation device,

5: Eine erfindungsgemäße Doppelschlingfeder in perspektivischer Ansicht in einer ersten Ausführungsform, 5 : A double wrap spring according to the invention in a perspective view in a first embodiment,

6: eine Stützeinrichtung in einer ersten Ausführungsform, 6 a support device in a first embodiment,

7: eine Doppelschlingfeder mit angeordneter Stützeinrichtung in Draufsicht, 7 : a double wrap spring with arranged support device in plan view,

8: eine erfindungsgemäße Doppelschlingfeder in perspektivischer Ansicht in einer zweiten Ausführungsform, 8th : a double wrap spring according to the invention in a perspective view in a second embodiment,

9: die Stützeinrichtung der in 8 dargestellten Doppelschlingfeder in perspektivischer Ansicht, 9 : the support device of in 8th illustrated double wrap spring in perspective view,

10: einen Ausschnitt der in 8 dargestellten Doppelschlingfeder in perspektivischer Darstellung, 10 : a section of the in 8th illustrated double wrap spring in perspective view,

11: eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnittes aus der in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Rotationseinrichtung, 11 : an enlarged view of a section of the in 2 shown rotating device according to the invention,

12: eine herkömmliche Doppelschlingfeder mit einem ihr zugeordneten Moment-Verdrehwinkel-Diagramm, 12 a conventional double wrap spring with a moment-twist angle diagram assigned to it,

13: eine erfindungsgemäße Doppelschlingfeder mit einem ihr zugeordneten Moment-Verdrehwinkel-Diagramm. 13 a double wrap spring according to the invention with a torque-rotation angle diagram assigned to it.

In 1 ist eine herkömmliche Doppelschlingfeder 10 dargestellt, welche einen äußeren Wicklungsbereich 12 und einen diesbezüglich radial innen angeordneten inneren Wicklungsbereich 11 aufweist. Die beiden Wicklungsbereiche 11, 12 sind im Einbauzustand vorzugsweise koaxial zu einer gemeinsamen Längsachse 13 angeordnet. Der innere Wicklungsbereich 11 ist mit dem äußeren Wicklungsbereich 12 über einen Übergangsbereich 14 verbunden, der durch einen Abschnitt des gewickelten Drahtes ausgebildet ist. Eine derartige Doppelschlingfeder kann nun wie in 2 ersichtlich zwischen der Welle 60, die hier als ein Rotor ausgestaltet ist, und einer Nabe 70, die hier als Stator einer Rotationseinrichtung 50 ausgebildet ist, eingesetzt werden. Es ist ersichtlich, dass dabei der innere Wicklungsbereich 11 mit seiner Innenseite an der Außenseite 61 der Welle 60 anliegt, die gleichzeitig eine Reibfläche 63 ausbildet. Die Außenseite des äußeren Wicklungsbereichs 12 liegt an der Innenseite 72 eines Hohlzylinders 71 der Nabe 70 an. Es ist erkennbar, dass der Übergangsbereich 14 zwischen dem inneren Wicklungsbereich 11 und dem äußeren Wicklungsbereich 12 in einer Stützeinrichtung 30 geführt ist, die ebenfalls auf der Außenseite 61 der Welle 60 gelagert ist.In 1 is a conventional double wrap spring 10 which has an outer winding region 12 and an inner winding portion disposed radially inward therefrom 11 having. The two winding areas 11 . 12 are in the installed state preferably coaxial with a common longitudinal axis 13 arranged. The inner winding area 11 is with the outer winding area 12 over a transitional area 14 connected, which is formed by a portion of the wound wire. Such a double wrap spring can now as in 2 visible between the shaft 60 , which is designed here as a rotor, and a hub 70 , here as the stator of a rotating device 50 is designed to be used. It can be seen that while the inner winding area 11 with its inside on the outside 61 the wave 60 abuts, which at the same time a friction surface 63 formed. The outside of the outer winding area 12 lies on the inside 72 a hollow cylinder 71 the hub 70 at. It can be seen that the transition area 14 between the inner winding area 11 and the outer winding region 12 in a support device 30 is guided, which is also on the outside 61 the wave 60 is stored.

Dies ist ebenso aus 3 ersichtlich, in der die Nabe 70 der Rotationseinrichtung 50 ohne die Welle 60 dargestellt ist.This is also out 3 it can be seen in the hub 70 the rotation device 50 without the wave 60 is shown.

In 4 ist wiederum die als Rotor ausgebildete Welle 60 ohne die Nabe der Rotationseinrichtung ersichtlich.In 4 again is the shaft designed as a rotor 60 without the hub of the rotating device visible.

Die konkrete Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder mit Stützeinrichtung ist insbesondere den 5 bis 10 entnehmbar. 5 zeigt dabei eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder, in der ersichtlich ist, dass der den inneren Wicklungsbereich 11 mit dem äußeren Wicklungsbereich 12 verbindende Übergangsbereich 14 in einer Stützeinrichtung 30 geführt ist. Diese Stützeinrichtung ist in 6 ohne die Wicklungsbereiche dargestellt. Erkennbar ist hier die allgemeine Ringform der Stützeinrichtung. Von einen im Wesentlichen ringförmigen, axial positionierten Bereich 32 erstrecken sich in axialer Richtung radial positionierte Bereiche 31, die als eine Innenrampe 35 sowie als eine Außenrampe 36 ausgebildet sind. Diese dienen zur Führung des hier nicht dargestellten Übergangsbereichs. Dazu bilden die Rampen 35, 36 an ihren zueinander ausgerichteten Seiten Abstützflächen 37 aus. Die Innenrampe 35 und die Außenrampe 36 können dabei als im Wesentlichen beabstandete Formelemente 33 ausgebildet sein, die im unbelasteten Zustand der Doppelschlingfeder ein Spiel zum Übergangsbereich aufweisen, welches erst aufgehoben ist, wenn die Doppelschlingfeder mit einem gewissen Torsionsmoment belastet ist. Alternativ folgen die Rampen 35, 36 genau der Form des Übergangsbereiches und liegen an diesem im Wesentlichen über längere Bereiche an, wenn die Doppelschlingfeder nicht torsionsbelastet ist. In dieser Ausgestaltungsform bilden die beiden Rampen 35, 36 somit komplementäre Formelemente 34 aus.The specific embodiment of the invention Doppelschlingfeder with support means is in particular the 5 to 10 removable. 5 shows a first embodiment of the double wrap spring according to the invention, in which it can be seen that the inner winding region 11 with the outer winding area 12 connecting transition area 14 in a support device 30 is guided. This support device is in 6 shown without the winding areas. Visible here is the general ring shape of the support device. From a substantially annular, axially positioned area 32 extend in the axial direction radially positioned areas 31 acting as an interior ramp 35 as well as an outside ramp 36 are formed. These serve to guide the transition area, not shown here. These are the ramps 35 . 36 Support surfaces on their mutually aligned sides 37 out. The inner ramp 35 and the outside ramp 36 can be considered as substantially spaced mold elements 33 be formed in the unloaded state of the Doppelschlingfeder have a game to the transition region, which is only canceled when the double wrap is loaded with a certain torsional moment. Alternatively, the ramps follow 35 . 36 exactly the shape of the transition region and are applied to this substantially over longer areas, if the double-loop spring is not torsioned. In this embodiment form the two ramps 35 . 36 thus complementary form elements 34 out.

Erkennbar ist weiterhin, dass der axial positionierte, ringförmige Bereich 32 an seiner Innenseite als Gleitlagerstelle 38 ausgebildet ist, um, wie insbesondere aus den 2 und 4 ersichtlich ist, auf der Außenseite 61 der Welle 60 gleiten zu können, Dabei ist der ringförmige Bereich 32 nicht auf eine Lagerung auf der Welle 60 eingeschränkt, sondern er kann in alternativer Ausgestaltung oder hinzukommend auch an der Innenseite 72 der Nabe 70 gleitend gelagert sein.It can also be seen that the axially positioned, annular region 32 on its inside as a sliding bearing 38 is designed to, in particular from the 2 and 4 it can be seen on the outside 61 the wave 60 It is the annular area 32 not on a storage on the shaft 60 limited, but he can in an alternative embodiment or additionally also on the inside 72 the hub 70 be slidably mounted.

Wie insbesondere aus 5 ersichtlich ist, erstrecken sich die Innenrampe 35 und die Außenrampe 36 in die Doppelschlingfeder axial hinein, wobei die Innenrampe 35 an der Innenseite des Übergangsbereichs 14 positioniert ist und die Außenrampe 36 an der Außenseite des Übergangsbereichs 14 positioniert ist. Der axial positionierte Bereich 32 schließt sich in axialer Richtung an den inneren Wicklungsbereich 11 und den äußeren Wicklungsbereich 12 sowie den Übergangsbereich 14 an.As in particular from 5 it can be seen extending the inner ramp 35 and the outside ramp 36 in the double coil spring axially into it, the inner ramp 35 on the inside of the transition area 14 is positioned and the outside ramp 36 on the outside of the transition area 14 is positioned. The axially positioned area 32 closes in the axial direction to the inner winding region 11 and the outer winding area 12 as well as the transition area 14 at.

In 7 ist eine derartig ausgestaltete erfindungsgemäße Doppelschlingfeder in Ansicht von oben dargestellt. Ersichtlich ist hier, wie die innere Rampe 35 und die äußere Rampe 36 den Übergangsbereich 14 hinsichtlich einer stärkeren Verformung blockieren.In 7 Such a double coil spring designed in accordance with the invention is shown in top view. Visible here is like the inner ramp 35 and the outer ramp 36 the transition area 14 block more deformation.

In 8 ist eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder gezeigt, bei der die Stützeinrichtung 30 keinen Bestandteil aufweist, der axial neben den Wicklungsbereichen 11, 12 angeordnet ist, sondern die Stützeinrichtung 30 ist hier vollständig radial zwischen dem inneren Wicklungsbereich 11 und dem äußeren Wicklungsbereich 12 aufgenommen.In 8th an alternative embodiment of Doppelschlingfeder invention is shown, wherein the support means 30 has no component, the axially adjacent to the winding areas 11 . 12 is arranged, but the support means 30 is here completely radially between the inner winding region 11 and the outer winding region 12 added.

In 9 ist in perspektivischer Ansicht die Stützeinrichtung 30 dieser Ausführungsform der Doppelschlingfeder dargestellt. Diese ist im Wesentlichen in zylindrischer Form ausgeführt und weist am Umfang ebenfalls eine Innenrampe 35 und eine Außenrampe 36 auf, die den (hier nicht dargestellten) Übergangbereich formen bzw. in einer weiteren Verformung blockieren. Es ist hier mit gestrichelter Linie die Weiterführung der Form der Innenrampe 35 angedeutet, um darzustellen, dass sich bei der ideellen Weiterführung in den Bereich der Außenrampe 36 ein Spalt 40 zwischen der Innenrampe 35 und der Außenrampe 36 ausbilden würde. Durch diesen Spalt 40 verläuft der Übergangsbereich der Doppelschlingfeder.In 9 is a perspective view of the support device 30 represented this embodiment of the double wrap spring. This is essentially carried out in a cylindrical shape and also has an inner ramp on the circumference 35 and an outside ramp 36 on, which form the (not shown here) transition area or block in a further deformation. It is here with dashed line the continuation of the shape of the inner ramp 35 indicated to illustrate that in the idealistic continuation in the field of external ramp 36 A gap 40 between the inner ramp 35 and the outside ramp 36 would train. Through this gap 40 runs the transition region of the double wrap spring.

In 10 ist ein Schnitt durch die in 8 dargestellte Doppelschlingfeder ersichtlich, wobei erkennbar ist, dass die Stützeinrichtung 30 im Wesentlichen vollständig zwischen dem inneren Wicklungsbereich 11 und dem äußeren Wicklungsbereich 12 positioniert ist. Weiterhin ist ein Abstand bzw. ein Spiel zwischen dem Übergangsbereich 14 und der Stützeinrichtung 30 erkennbar.In 10 is a cut through the in 8th it can be seen that the support means 30 essentially completely between the inner winding region 11 and the outer winding region 12 is positioned. Furthermore, there is a clearance between the transition area 14 and the support device 30 recognizable.

11 stellt einen vergrößerten Ausschnitt aus der in 2 gezeigten Rotationseinrichtung dar. Hier ist die Einleitung eines Torsionsmomentes 20 angedeutet, welches die als Rotor ausgestaltete Welle 60 in eine Rotations-Relativbewegung zur Nabe 70 versetzt. Aufgrund der beschriebenen Wirkungen je Drehrichtung wird in einer ersten Drehrichtung von dem inneren Wicklungsbereich 11 ein sehr geringer, gegen 0 gehender radialer Druck 62 auf die Außenseite 61 der Welle 60 ausgeübt. Gleichzeitig wird ein radialer Druck 73 von dem äußeren Wicklungsbereich 12 auf die Innenseite 72 des Hohlzylinders 71 der Nabe 70 erhöht. Bei beschriebener Drehrichtungsumkehr in die entgegengesetzte, zweite Drehrichtung kehren sich die Druckverhältnisse um, so dass von dem inneren Wicklungsbereich 11 ein größerer radialer Druck 62 auf die Außenseite 61 der Welle 60 ausgeübt wird, und der radiale Druck 73 von dem äußeren Wicklungsbereich 12 auf die Innenseite 72 des Hohlzylinders 71 der Nabe 70 verringert wird.. Dadurch wird erreicht, dass ein Drehmomentpfad zwischen Welle und Nabe geschlossen wird und demzufolge die Welle mit einem Moment festgehalten wird, welches ausreicht, eine Selbsthemmung einer mit der Nabe ausgestatteten Spindelmutter auf einer ansonsten nicht selbsthemmenden Spindel zu realisieren. Eine weitere Verdrehung zwischen einer solchen Spindel und Spindelmutter kann demzufolge nur bei Überwindung dieses Schleppmomentes erfolgen. Insofern allerdings keine Energie in das die Spindel und die Spindelmutter aufweisende System eingetragen wird, wirkt weiterhin die mit der erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder realisierte Selbsthemmung bzw. rotatorische Fixierung. 11 represents an enlarged section of the in 2 Here is the introduction of a torsional moment 20 indicated, which is designed as a rotor shaft 60 in a rotational relative movement to the hub 70 added. Due to the described effects per direction of rotation is in a first direction of rotation of the inner winding region 11 a very low, going to 0 radial pressure 62 on the outside 61 the wave 60 exercised. At the same time a radial pressure 73 from the outer winding region 12 on the inside 72 of the hollow cylinder 71 the hub 70 elevated. When reversing the direction of rotation in the opposite, second direction of rotation, the pressure conditions reverse, so that from the inner winding region 11 a greater radial pressure 62 on the outside 61 the wave 60 is exercised, and the radial pressure 73 from the outer winding region 12 on the inside 72 of the hollow cylinder 71 the hub 70 This ensures that a torque path between the shaft and hub is closed and consequently the shaft is held with a moment which is sufficient to realize a self-locking hub equipped with the spindle nut on an otherwise non-self-locking spindle. A further rotation between such a spindle and spindle nut can therefore take place only when overcoming this drag torque. However, insofar as no energy is introduced into the system having the spindle and the spindle nut, the self-locking or rotational fixing realized with the double-loop spring according to the invention continues to act.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Übergangsbereichs 14 der Doppelschlingfeder 10 mit der Stützeinrichtung 30 wird erreicht, dass sich bei Drehmoment- bzw. Drehrichtungsumkehr der Übergangsbereich 14 nicht mehr derart elastisch verformen kann, wie es in herkömmlichen Ausgestaltungsformen von Doppelschlingfedern möglich ist. Due to the inventive design of the transition region 14 the double wrap spring 10 with the support device 30 is achieved that in torque or direction of rotation reversal of the transition region 14 can not deform as elastically, as is possible in conventional embodiments of double wrap springs.

Dies ist anhand der 12 und 13 dargestellt. In den jeweiligen Teildarstellungen a) sind dabei in 12 die herkömmliche Ausführungsform einer Doppelschlingfeder 10 gezeigt, und in 13 eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Doppelschlingfeder 10 gezeigt. In den Teildarstellungen b) sind dazugehörige Moment-Verdrehwinkel-Diagramme dargestellt, aus denen der jeweilige elastische Bereich 90 ersichtlich ist. This is based on the 12 and 13 shown. In the respective partial representations a) are in 12 the conventional embodiment of a double wrap spring 10 shown, and in 13 an inventive embodiment of the double wrap spring 10 shown. In the partial representations b) associated torque-rotation angle diagrams are shown, from which the respective elastic region 90 is apparent.

Wie zu der herkömmlichen Doppelschlingfeder gemäß 12 erkennbar ist, erfolgt bei einer Umkehrung der Drehrichtung im Drehrichtungsumkehrpunkt 80 ein nur moderater Anstieg eines mit der Doppelschlingfeder übertragbaren Momentes M aufgrund dessen, dass der Übergangsbereich 14 relativ weitgehend verformbar ist. Bei einer Drehrichtungsumkehr nimmt somit dieser Übergangsbereich erst einmal eingetragene Energie auf, bevor es zu einem Rutschen bzw. zu einer Relativbewegung zwischen Doppelschlingfeder und Nabe kommt.As for the conventional double wrap according to 12 is recognizable, takes place in a reversal of the direction of rotation in the direction reversal point 80 an only modest increase in a torque M transferable with the double wrap spring due to the transition region 14 is relatively largely deformable. When reversing the direction of rotation, this transitional region first absorbs energy that has entered before there is a slip or a relative movement between the double coil spring and the hub.

In 13 ist zu der erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder ersichtlich, dass die hier als komplementäres Formelement 34 angeordnete Stützeinrichtung 30 den Übergangsbereich 14 der Doppelschlingfeder 10 in einer Form fixiert, die der Übergangsbereich 14 auch in einem Zustand aufweist, in dem die Doppelschlingfeder 10 nicht durch ein Torsionsmoment belastet ist. Das bedeutet, dass hier die maximale Durchbiegung 15 bzw. der Krümmungsradius 16 des Übergangsbereiches 14 im Wesentlichen konstant bleibt. Dies führt dazu, dass, wie aus Teildarstellung b) der 13 ersichtlich ist, der Übergangsbereich 14 einen wesentlich kürzeren elastischen Bereich 90 bewirkt, so dass im Wesentlichen keine Verzögerung bis zur Relativbewegung zwischen Doppelschlingfeder und Nabe auftritt.In 13 is apparent to the double loop spring according to the invention that the here as a complementary form element 34 arranged support device 30 the transition area 14 the double wrap spring 10 fixed in a shape that is the transition area 14 also in a state in which the double wrap spring 10 is not burdened by a torsional moment. That means that here is the maximum deflection 15 or the radius of curvature 16 of the transition area 14 remains essentially constant. This leads to the fact that, as partial representation b) the 13 it can be seen, the transition area 14 a much shorter elastic range 90 causes, so that there is essentially no delay until the relative movement between double wrap spring and hub occurs.

Mit der hier vorgeschlagenen Doppelschlingfeder lässt sich eine elastische Verformung eines Übergangsbereiches zwischen dem inneren Wicklungsbereich und dem äußeren Wicklungsbereich stark einschränken, so dass die in die Doppelschlingfeder eingetragene Energie als Torsionsmoment nicht von dem Übergangsbereich aufgenommen wird, sondern im Wesentlichen vollständig und sofort zur Bremsung bzw. Blockierung die Doppelschlingfeder kontaktierender Bauteile genutzt wird. With the double wrap spring proposed here, an elastic deformation of a transition region between the inner winding region and the outer winding region can be severely restricted so that the energy entered into the double wrap spring is not absorbed by the transition region as a torsional moment, but essentially completely and immediately for braking or Blocking the Doppelschlingfeder contacting components is used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Doppelschlingfeder Doppelschlingfeder
1111: innerer Wicklungsbereich inner winding area
1212: äußerer Wicklungsbereich outer winding area
1313: gemeinsame Längsachse common longitudinal axis
1414: Übergangsbereich Transition area
1515: maximale Durchbiegung maximum deflection
1616: Radius radius
2020: Torsionsmoment torsional
3030: Stützungseinrichtung support facility
3131: Radial positionierter Bereich Radially positioned area
3232: axial positionierter Bereich axially positioned area
3333: beabstandetes Formelement spaced mold element
3434: komplementäres Formelement complementary form element
3535: Innenrampe internal ramp
3636: Außenrampe outside ramp
3737: Abstützfläche supporting
3838: Gleitlagerstelle slide bearing
4040: Spalt gap
5050: Rotationseinrichtung rotation means
6060: Welle wave
6161: Außenseite outside
6262: radialer Druck auf die Außenseite der Welle radial pressure on the outside of the shaft
6363: Reibfläche friction surface
7070: Nabe hub
7171: Hohlzylinder hollow cylinder
7272: Innenseite inside
7373: radialer Druck auf die Innenseite des Hohlzylinders radial pressure on the inside of the hollow cylinder
MM: Moment moment
αα: Verdrehwinkel angle of twist
8080: Drehrichtungsumkehrpunkt Rotation reversal point
9090: Elastischer Bereich Elastic area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102015220920 A1 [0005]
DE 102015217164 A1 [0006]

Claims

Double wrap spring ( 10 ) with an inner winding region ( 11 ) and an outer winding region ( 12 ), as well as with an inner winding area ( 11 ) with the outer winding region ( 12 ) mechanically connecting transition region ( 14 ), wherein the inner winding region ( 11 ) at least partially radially within the outer winding region ( 12 ), characterized in that the double wrap spring ( 10 ) a support facility ( 30 ), with which a deformation of the transition region ( 14 ) is blocked or blocked when a torsional moment ( 20 ) on the double wrap spring ( 10 ) acts.

Double wrap spring according to claim 1, characterized in that the support device ( 30 ) at least partially radially between the inner winding region ( 11 ) and the outer winding region ( 12 ) is arranged.

Double wrap spring according to claim 2, characterized in that the support device ( 30 ) at least partially axially adjacent to the inner winding region ( 11 ) and the outer winding region ( 12 ) is arranged.

Double wrap spring according to one of the preceding claims, characterized in that the support device ( 30 ) at least one spaced apart form element ( 33 ) having the shape of the transition region ( 14 ) in a state of the double wrap spring ( 10 ), in which the transition region ( 14 ) due to the load with a torsional moment ( 20 ) has achieved a change in shape.

Double wrap spring according to one of claims 1 to 3, characterized in that the support device ( 30 ) at least one complementary form element ( 34 ), which is complementary to the shape of the transition region ( 14 ) in a non-installed, tension-free state of the double coil spring ( 10 ) is shaped and / or arranged.

Double wrap spring according to one of the preceding claims, characterized in that the support device ( 30 ) at the inner winding area ( 11 ) and / or the outer winding region ( 12 ) is supported.

Rotation device ( 50 ), comprising a wave ( 60 ) and at least partially as a hollow cylinder ( 71 ) configured hub ( 70 ) as well as between wave ( 60 ) and the inside ( 72 ) of the hollow cylinder ( 71 ) the hub ( 70 ) a double wrap spring ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the inner winding region ( 11 ) of the double wrap spring ( 10 ) with its inside on an outside ( 61 ) the wave ( 60 ), and the outer winding region ( 12 ) of the double wrap spring ( 10 ) with its outside on an inside ( 72 ) of the hollow cylinder ( 71 ) the hub ( 70 ) is applied, so that during a rotational movement in a first direction of rotation of the hub ( 70 ) in relation to the wave ( 60 ) the outer winding region ( 12 ) a radial pressure ( 73 ) on the inside ( 72 ) of the hollow cylinder ( 71 ) the hub ( 70 ), so that the rotational movement of the hub ( 70 ) in relation to the wave ( 60 ) is braked or blocked, and when reversing the direction of rotation in a second direction of rotation of the hub ( 70 ) in relation to the wave ( 60 ) the outer winding region ( 12 ) a radial pressure ( 73 ) on the inside ( 72 ) of the hollow cylinder ( 71 ) the hub ( 70 ), so that the rotational movement of the hub ( 70 ) in relation to the wave ( 60 ) is feasible.

Rotary device according to claim 7, characterized in that the support device ( 30 ) on the shaft ( 60 ) and / or the hub ( 70 ) is supported.

Rotary device according to one of claims 7 and 8, characterized in that in a Torsionsmoment-free state of the double wrap spring ( 10 ) a game between the support device ( 30 ) and the transition area ( 14 ), or that the support device ( 30 ) play free at the transition area ( 14 ) is present.

System to be actuated, in particular a coupling device, comprising an actuating device with a rotation device ( 50 ) according to one of claims 7 to 9, wherein the actuating device is adapted to a rotational movement of the rotary device ( 50 ) in a translational movement to actuate a clutch.