DE102016221884A1

DE102016221884A1 - Double wrap spring, rotation device and system to be actuated

Info

Publication number: DE102016221884A1
Application number: DE102016221884.0A
Authority: DE
Inventors: Lars Schumann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2018-05-09
Also published as: WO2018086653A1; DE112017005614A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Doppelschlingfeder sowie eine Rotationseinrichtung mit der erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder und ein zu aktuierendes System. Die Doppelschlingfeder (20) umfasst einen inneren Wicklungsbereich (21) und einen äußeren Wicklungsbereich (22), sowie einen den inneren Wicklungsbereich (21) mit dem äußeren Wicklungsbereich (22) mechanisch verbindenden Übergangsbereich (23). Im nicht eingebauten Zustand der Doppelschlingfeder sind die Wicklungsbereiche (21, 22) als Spiralen in einer gemeinsamen Ebene ausgebildet.
Mit der hier vorgeschlagenen Doppelschlingfeder lässt sich mit geringen Herstellungskosten eine erhöhte Steifigkeit des Übergangs zwischen dem inneren Wicklungsbereich und dem äußeren Wicklungsbereich realisieren.

The invention relates to a Doppelschlingfeder and a rotation device with the double wrap spring according to the invention and a system to be actuated. The double wrap spring (20) comprises an inner winding region (21) and an outer winding region (22), and a transition region (23) mechanically connecting the inner winding region (21) to the outer winding region (22). In the non-installed state of the double wrap spring, the winding areas (21, 22) are formed as spirals in a common plane.
With the double wrap spring proposed here, an increased rigidity of the transition between the inner winding region and the outer winding region can be realized with low production costs.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelschlingfeder mit einem inneren Wicklungsbereich und einen 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.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 haben einen inneren Wicklungsbereich und einen äußeren Wicklungsbereich, wobei in einer radial ineinander verschachtelten Ausführungsform der Doppelschlingfeder 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.Doppelschlingfedern have an inner winding region and an outer winding region, wherein in a radially nested embodiment of the double wrap spring 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 torque in the inner winding region in In a first direction of rotation, the inner winding region and the outer winding region are widened in their radial extensions, and when the direction of rotation is reversed in a second direction of rotation, the inner winding region and the outer winding region are reduced in their radial extensions.

Doppelschlingfedern können dabei ineinander verschachtelte Wicklungsbereiche unterschiedlichen Durchmessers haben, oder axial hintereinander angeordnete Wicklungsbereiche unterschiedlichen Durchmessers haben, die jeweils über einen Übergangsbereich miteinander verbunden sind.Double wrap springs can have interleaved winding regions of different diameters, or axially successively arranged winding regions of different diameters, which are connected to each other via a transition region.

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 Verbindungsstück 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.

Die entsprechende axiale Anordnung ist aus der WO 2015/048961 A2 bekannt. Dieses Dokument lehrt eine Baugruppe mit Reibeinrichtung mit wenigstens zwei relativ zueinander drehbaren Bauteilen, insbesondere für die Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeuges. Zwischen den relativ zueinander drehbaren Bauteilen ist eine Schraubenfeder angeordnet, welche bei einer Relativdrehung der Bauteile den Wirkungsgrad bzw. die Reibung der Reibeinrichtung verändern kann. Die Schraubenfeder ist dabei vorzugsweise als eine Schlingfeder ausgebildet. Sie umfasst einen ersten Bereich mit einem geringeren Durchmesser sowie einen zweiten Bereich mit einem größeren Durchmesser, und zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich einen Übergangsbereich.The corresponding axial arrangement is from the WO 2015/048961 A2 known. This document teaches an assembly with friction means with at least two relatively rotatable components, in particular for the actuation of a clutch of a vehicle. Between the relatively rotatable components, a helical spring is arranged, which can change the efficiency or the friction of the friction device in a relative rotation of the components. The helical spring is preferably designed as a wrap spring. It comprises a first area with a smaller diameter and a second area with a larger diameter, and a transition area between the first area and the second area.

In der nachveröffentlichten DE 10 2016 215 822 A1 wird beschrieben, dass der Übergangsbereich der Doppelschlingfeder verringert wird um die Steifigkeit zu verbessern. Dieses Dokument lehrt Ausgestaltungen der Doppelschlingfeder, wie sie in den beiliegenden 1 und 2 dargestellt sind. 1 zeigt dabei eine Doppelschlingfeder 20 mit einem inneren Wicklungsbereich 21 und einem äußeren Wicklungsbereich 22, sowie mit einem den inneren Wicklungsbereich 21 mit dem äußeren Wicklungsbereich 22 mechanisch verbindenden Übergangsbereich 23. Im entspannten, in 1 gezeigten Zustand der Doppelschlingfeder 10 sind die Wicklungsbereiche 21,22 exzentrisch zueinander angeordnet. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Rotationseinrichtung 10 mit einer Welle 11 und einer Nabe 12. Die innere Wicklung 21 sitzt auf der Welle 11 und die äußere Wicklung 22 liegt im Inneren der Nabe 12 an. Im eingebauten, in 2 gezeigten Zustand der Doppelschlingfeder 20, ist deren Exzentrizität aufgehoben, wobei allerdings auf Grund der ursprünglichen Exzentrizität der Übergangsbereich 23 zwischen dem inneren Wicklungsbereich 21 und dem äußeren Wicklungsbereich 22 sehr kurz und damit sehr steif ausgeführt ist. Weiterhin wird die Positionierung des inneren Wicklungsbereiches 21 und des äußeren Wicklungsbereiches 22 durch eine Stützeinrichtung 30 unterstützt.In the post-published DE 10 2016 215 822 A1 It is described that the transitional area of the double wrap spring is reduced to improve the stiffness. This document teaches embodiments of the double wrap spring, as they are in the enclosed 1 and 2 are shown. 1 shows a Doppelschlingfeder 20 with an inner winding region 21 and an outer winding region 22, and with a the inner winding region 21 with the outer winding region 22 mechanically connecting transition region 23. In the relaxed, in 1 shown state of the double wrap spring 10, the winding portions 21,22 are arranged eccentrically to one another. 2 shows a rotation device 10 according to the invention with a shaft 11 and a hub 12. The inner winding 21 is seated on the shaft 11 and the outer winding 22 is located inside the hub 12 at. Im built in, in 2 shown state of the double wrap spring 20, whose eccentricity is canceled, but due to the original eccentricity of the transition region 23 between the inner winding region 21 and the outer winding region 22 is made very short and therefore very stiff. Furthermore, the positioning of the inner winding region 21 and the outer winding region 22 is supported by a support device 30.

Die DE 10 2015 204 588 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Schlingfederelements, welches aus einem Draht mit rechteckigem Drahtquerschnitt gewickelt wird. Dabei kann 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 werden.The DE 10 2015 204 588 A1 discloses a method of manufacturing a wrap spring element which is wound from a wire of rectangular wire gauge. In this case, the wire cross section can be reduced at least over the length of an effective range of the wrap spring element by at least one cutting and / or non-cutting machining operation from an output cross section to an end cross section.

Alle genannten Ausführungsformen der Doppelschlingfeder sind gewickelt. Ein Nachteil des Wickelns ist jedoch, dass die Windungsrichtung und somit die Wirkrichtung der unverbauten Doppelschlingfeder vorgegeben sind.All mentioned embodiments of the double wrap spring are wound. A disadvantage of the winding, however, is that the winding direction and thus the effective direction of the unobstructed double wrap spring are predetermined.

Darüber hinaus ist in der DE 10 2008 053 401 A1 eine einfach wirkende Schlingfeder aus Stanzbiegeteilen beschrieben. Ein solches Stanzbiegeteil ist ein Vorspannelement, welches einen Ring umfasst, der einstückig mit einem Vorspannarm verbunden ist.In addition, in the DE 10 2008 053 401 A1 a single-acting wrap of stamped and bent parts described. Such a stamped and bent part is a biasing element which comprises a ring which is integrally connected to a biasing arm.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Doppelschlingfeder sowie eine damit ausgestattete Rotationseinrichtung und ein diese umfassendes zu aktuierendes System zur Verfügung zu stellen, die mit geringen Herstellungskosten 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 Doppelschlingfeder and a rotary device equipped therewith and a system to be aktuierendes comprehensive to provide that ensure low production costs, that in the realization of acting on the double wrap spring or rotation unit torque in a first direction of rotation Relatively low loss, a rotational movement can be generated, 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 6 sowie durch das erfindungsgemäße zu aktuierende System nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder sind in den Unteransprüchen 2-5 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Rotationseinrichtung sind in den Unteransprüchen 7-9 angegeben.This object is achieved by the double wrap spring according to the invention according to claim 1, the rotation device according to the invention according to claim 6 and by the system according to the invention to be actuated according to claim 10. Advantageous embodiments of the invention Doppelschlingfeder are given in the dependent claims 2-5. Advantageous embodiments of the rotation device according to the invention are specified in the subclaims 7-9.

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.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.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Doppelschlingfeder zur Verfügung gestellt, die einen inneren Wicklungsbereich und einen äußeren Wicklungsbereich sowie einen den inneren Wicklungsbereich mit dem äußeren Wicklungsbereich mechanisch verbindenden Übergangsbereich aufweist. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Doppelschlingfeder im entspannten, nicht eingebauten Zustand derartig ausgeführt ist, dass die beiden Wicklungsbereiche als Spiralen in einer gemeinsamen Ebene ausgebildet sind. Die Ebene erstreckt sich gerade und demzufolge zweidimensional. Dadurch ist eine sehr einfache und kostengünstige Federfertigung möglich.According to a first aspect of the invention, there is provided a double wrap spring having an inner coil portion and an outer coil portion and a transition portion mechanically connecting the inner coil portion to the outer coil portion. It is inventively provided that the double-loop spring is designed in the relaxed, not installed state such that the two winding areas are formed as spirals in a common plane. The plane extends straight and therefore two-dimensional. As a result, a very simple and inexpensive spring production is possible.

Die Bezeichnungen „innerer Wicklungsbereich“ und „äußerer Wicklungsbereich“ sind dabei auf den Übergangsbereich bezogen, der die beiden Wicklungsbereiche voneinander trennt.The terms "inner winding region" and "outer winding region" are based on the transition region which separates the two winding regions from one another.

Die erfindungsgemäße Doppelschlingfeder ist dazu ausgestaltet, verformt zu werden, so dass der innere Wicklungsbereich sowie auch der äußere Wicklungsbereich jeweils im Wesentlichen in Zylinderform vorliegen, im eingebauten Zustand 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 zylinderförmigen inneren Wicklungsbereich und einer Welle bzw. aufgrund von Reibkräften zwischen dem zylinderförmigen äußeren Wicklungsbereich und der Innenseite eines am äußeren Wicklungsbereich radial außen anliegenden Hohlzylinders.The double wrap spring according to the invention is designed to be deformed, so that the inner winding region as well as the outer winding region are each substantially cylindrical in shape when installed with a torsional moment about the common axis of rotation of the inner winding region and the outer winding region. This torsional moment acts, for example, in entrainment of the inner winding region and / or of the outer winding region due to frictional forces between the cylindrical inner winding region and a shaft or due to frictional forces between the cylindrical outer winding region and the inner side of a hollow cylinder radially adjoining the outer winding region.

Der innere Wicklungsbereich und der äußere Wicklungsbereich sowie der Übergangsbereich sind integrale Bestandteile der Doppelschlingfeder. Das bedeutet, dass die Doppelschlingfeder im Wesentlichen aus einer Platine einteilig ausgeführt ist. Mit dem Übergangsbereich ist ein Torsionsmoment von dem äußeren Wicklungsbereich auf den inneren Wicklungsbereich und umgekehrt übertragbar. The inner winding region and the outer winding region as well as the transition region are integral components of the double wrap spring. This means that the double wrap spring in the Essentially made of a board in one piece. With the transition region, a torsion moment from the outer winding region to the inner winding region and vice versa transferable.

Wie bereits bezüglich des Standes der Technik beschrieben, kann die erfindungsgemäße Doppelschlingfeder im eingebauten Zustand 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.As already described with respect to the prior art, when installed, the double wrap spring according to the invention can exert radial pressure on a shaft arranged inside the inner winding region and exert radial pressure on the inside of a hollow cylinder against which the outer winding region abuts. 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 in der einfachen und kostengünstigen Fertigung in Verbindung mit einem sehr steif ausführbaren Verbindungsbereich zur Erhöhung des Wirkungsgrades eines mit der Doppelschlingfeder ausgestalteten Aktors. So lässt sich mittels der Doppelschlingfeder eine reibmomentbedingte Bremswirkung sehr schnell und zuverlässig erzeugen.The advantage of the double wrap spring according to the invention lies in particular in the simple and cost-effective production in conjunction with a very stiffly executable connection region for increasing the efficiency of an actuator designed with the double wrap spring. Thus, a friction torque-related braking effect can be generated very quickly and reliably by means of the double wrap spring.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder ist vorgesehen, dass der Übergangsbereich eine Höhe Hü aufweist, die größer ist als die Höhe Hi der Feder des inneren Wicklungsbereichs im an den Übergangsbereich angrenzenden Bereich, und größer ist als die Höhe Ha der Feder des äußeren Wicklungsbereichs im an den Übergangsbereich angrenzenden Bereich. Bevorzugt ist die Höhe Hü des Übergangsbereichs mindestens 1,5 Mal so hoch wie die Höhe Hi der Feder des inneren Wicklungsbereichs im an den Übergangsbereich angrenzenden Bereich, und ebenfalls mindestens 1,5 Mal so hoch wie die Höhe Ha der Feder des äußeren Wicklungsbereichs im an den Übergangsbereich angrenzenden Bereich. Dadurch wird eine hohe Übergangssteifigkeit der Doppelschlingfeder gewährleistet, und somit, dass bei Drehrichtungswechsel verlustarm eine Haltefunktion erfüllt werden kann.In one embodiment of the double wrap spring according to the invention, it is provided that the transition region has a height Hü that is greater than the height Hi of the spring of the inner winding region in the region adjacent to the transition region, and greater than the height Ha of the spring of the outer winding region in FIG the transition area adjacent area. Preferably, the height Hü of the transition region is at least 1.5 times as high as the height Hi of the spring of the inner winding region in the region adjacent to the transition region, and also at least 1.5 times as high as the height Ha of the spring of the outer winding region the transition area adjacent area. This ensures a high transition stiffness of the double wrap spring, and thus that with loss of rotation loss function can be met loss.

In einer alternativen Ausgestaltung der Doppelschlingfeder ist vorgesehen, dass die Höhe der Feder im inneren Wicklungsbereich und/ oder im äußeren Wicklungsbereich mit zunehmenden Abstand von dem Übergangsbereich verringert ist. Zweck dieser Ausgestaltung des inneren Wicklungsbereichs und des äußeren Wicklungsbereichs ist, eine möglichst gleichmäßige Biegespannungsverteilung im Einbauzustand zu erreichen, wenn radial weiter von dem Übergangsbereich befindliche Federbereiche eingefedert werden, um sich den Abmaßen und Geometrie einer Rotationseinrichtung anzupassen.In an alternative embodiment of the double wrap spring, it is provided that the height of the spring in the inner winding region and / or in the outer winding region is reduced with increasing distance from the transition region. The purpose of this embodiment of the inner winding region and the outer winding region is to achieve the most uniform bending stress distribution in the installed state, when spring regions located radially further from the transition region are compressed in order to adapt to the dimensions and geometry of a rotation device.

Weiterhin kann die Doppelschlingfeder derart ausgestaltet sein, dass zwischen dem Übergangsbereich und dem inneren Wicklungsbereich ein innerer Anschlussradius Ri besteht, und zwischen dem Übergangsbereich und dem äußeren Wicklungsbereich ein äußerer Anschlussradius Ra besteht, wobei der innere Anschlussradius Ri an der radial äußeren Seite des Übergangsbereichs besteht, und der äußere Anschlussradius Ra an der radial inneren Seite des Übergangsbereichs besteht.Furthermore, the double-loop spring can be configured such that an inner connection radius Ri exists between the transition region and the inner winding region, and an outer connection radius Ra exists between the transition region and the outer winding region, wherein the inner connection radius Ri exists on the radially outer side of the transition region. and the outer terminal radius Ra is at the radially inner side of the transition area.

Die Anschlussradien Ri und Ra bilden dabei Kavitäten am Übergangsbereich aus.The radii of connection Ri and Ra form cavities at the transition region.

Der innere Anschlussradius Ri steht zum inneren Krümmungsradius des Übergangsbereiches Rü in einem Verhältnis von Rü/Ri = -1 bis 1, wobei der Wert -1 gleichbedeutend mit der Verhältnisangabe 1, sich aber auf eine entgegengesetzte Krümmung bezieht.The inner terminal radius Ri is the inner radius of curvature of the transition region Rü in a ratio of Rü / Ri = -1 to 1, wherein the value -1 is synonymous with the ratio 1, but refers to an opposite curvature.

Der äußere Anschlussradius Ra steht zum inneren Krümmungsradius des Übergangsbereiches Rü in einem Verhältnis von Rü/Ra = 1 bis 2.The outer terminal radius Ra is the inner radius of curvature of the transition region Rü in a ratio of Rü / Ra = 1 to 2.

Die Übergangsradien zwischen dem Übergangsbereich und dem inneren Wicklungsbereich sowie dem äußeren Wicklungsbereich dienen insbesondere der Vermeidung von Kerbwirkungen und Kanten. Zudem erleichtern sie die Fertigung der Doppelschlingfeder durch Optimierung der Schnittkontur.The transition radii between the transition region and the inner winding region and the outer winding region serve, in particular, to avoid notch effects and edges. In addition, they facilitate the production of the double wrap spring by optimizing the cut contour.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder, bei dem eine im Wesentlichen zweidimensionale Platine bereit gestellt wird, und aus der Platine ein innerer Wicklungsbereich und ein äußerer Wicklungsbereich sowie zwischen dem inneren Wicklungsbereich und dem äußeren Wicklungsbereich ein Übergangsbereich erzeugt werden, wobei die beiden Wicklungsbereiche als Spiralen ausgeführt werden.A further aspect of the invention is a method for producing a double-loop spring according to the invention, in which an essentially two-dimensional circuit board is provided, and from the circuit board an inner winding region and an outer winding region and between the inner winding region and the outer winding region a transition region are produced, wherein the two winding areas are designed as spirals.

Die beiden Wicklungsbereiche werden mittels eines Trennverfahrens, wie z.B. Stanzen, Lasern, Wasserstrahlschneiden, oder auch mittels eines Ätzverfahrens aus der Platine heraus gearbeitet.The two winding areas are separated by means of a separation process, e.g. Punching, laser cutting, water jet cutting, or worked by means of an etching process out of the board out.

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 ist aus der gemeinsamen Ebene im Wesentlichen in eine Zylinderform bzw. Helix-Form umgeformt, nämlich vorzugsweise elastisch verformt, und liegt mit seiner Innenseite an einer Außenseite der Welle an, und der äußere Wicklungsbereich der Doppelschlingfeder ist aus der gemeinsamen Ebene im Wesentlichen in eine Zylinderform bzw. Helix-Form umgeformt und liegt mit seiner Außenseite an einer Innenseite des Hohlzylinders der Nabe an, so dass beide Wicklungsbereiche zueinander konzentrisch angeordnet sind und 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. Die Welle kann auch die Form eines Zapfens aufweisen.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 region of the double wrap spring is substantially in a cylindrical shape from the common plane Formed or helical shape, namely preferably elastically deformed, and lies with its inside on an outer side of the shaft, and the outer winding portion of the double-loop spring is formed from the common plane substantially in a cylindrical shape or helical shape and lies with his Outside on an inner side of the hollow cylinder of the hub, so that both winding areas are arranged concentrically to each other and increases in a rotational movement in a first direction of rotation of the hub with respect to the shaft of the outer winding region, a radial pressure on the inside of the hollow cylinder of the hub, so that the Rotational movement of the hub is braked or blocked with respect to the shaft, and when reversing the direction of rotation in a second rotational direction of the hub with respect to the shaft of the outer winding region reduces a radial pressure on the inside of the hollow cylinder of the hub, so that the rotational movement of the hub with respect to the shaft is feasible. The shaft may also have the shape of a pin.

Das heißt, dass die Innenseite des inneren Wicklungsbereichs die Zylinderform aufweist zur Anordnung der inneren Wicklungsbereich auf der Welle, und dass die die Außenseite des äußeren Wicklungsbereichs die Zylinderform aufweist zur Anordnung der äußeren Wicklungsbereich an der Innenseite der Nabe.That is, the inner side of the inner winding portion has the cylindrical shape for arranging the inner winding portion on the shaft, and that the outer side of the outer winding portion has the cylindrical shape for disposing the outer winding portion on the inner side of the hub.

Die Doppelschlingfeder hat somit die Aufgabe, den Wirkungsgrad einer Baugruppe drehrichtungsabhängig zu beeinflussen, wie bspw. eine Selbsthaltefunktion eines Aktors zu gewährleisten.The Doppelschlingfeder thus has the task to influence the efficiency of a module depending on the direction of rotation, such as to ensure a self-holding function of an actuator.

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.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.

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.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.

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.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.

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 innere Wicklungsbereich auf die Außenseite der Welle drückt, bzw. mit denen der äußere Wicklungsbereich auf die Innenseite des Hohlzylinders drückt.The initiation of the rotational movement takes place via friction moments, which act between the inner winding region and the shaft or the outer winding region and the hollow cylinder. These friction moments are generated by normal forces with which the inner winding region presses on the outside of the shaft, or with which the outer winding region presses on the inside of the hollow cylinder.

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.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.

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.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 outside 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 eines 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. 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.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 a 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. 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.

Die Höhe des Übergangsbereiches Hü sollte in Bezug zu den Durchmessern der Welle Dw und der Nabe Dn in folgendem Verhältnis stehen: Hü = 0,7 bis 0,9 [(Dn-Dw)/2].The height of the transition region Hü should be in relation to the diameters of the shaft Dw and the hub Dn in the following relationship: Hü = 0.7 to 0.9 [(Dn-Dw) / 2].

Das bedeutet, dass der Übergangsbereich die maximal mögliche Höhe im eingebauten Zustand zwischen Welle und Nabe ausschöpft, um eine hohe Übergangssteifigkeit zu erreichen. This means that the transition area exploits the maximum possible height when installed between the shaft and hub in order to achieve a high transition stiffness.

Weiterhin kann die Doppelschlingfeder im eingebauten Zustand derart vorliegen, dass der innere Wicklungsbereich und der äußere Wicklungsbereich radial ineinander verschachtelt angeordnet sind, oder dass der innere Wicklungsbereich und der äußere Wicklungsbereich entlang der axialen Richtung der Rotationseinrichtung aneinander angeschlossen sind. Das heißt, dass die erfindungsgemäße Doppelschlingfeder sowohl in axialer als auch in radialer Anordnung verbaut sein kann. Die Windungsrichtung der Wicklungen kann anwendungsspezifisch beim Einbau angepasst werden.Furthermore, in the installed state, the double-loop spring can be present such that the inner winding region and the outer winding region are arranged radially nested in one another, or the inner winding region and the outer winding region are connected to one another along the axial direction of the rotational device. This means that the Doppelschlingfeder invention can be installed both in the axial and in the radial arrangement. The winding direction of the windings can be adapted to the specific application during installation.

Die Begriffe radial und axial beziehen sich dabei auf die Rotationsachse der Rotationsbewegung der Rotationseinrichtung.The terms radial and axial refer to the axis of rotation of the rotational movement of the rotating device.

Das heißt, dass im eingebauten Zustand die erfindungsgemäße Doppelschlingfeder derart ausgebildet sein kann, dass sich der innere Wicklungsbereich und der äußere Wicklungsbereich radial zumindest abschnittsweise überlagern, oder dass sie axial aneinander angeschlossen sind. In der erstgenannten Variante ist somit die Doppelschlingfeder ineinander verschachtelt, wobei der innere Wicklungsbereich von dem äußeren Wicklungsbereich zumindest abschnittsweise und vorzugsweise vollständig radial umgeben ist. In der zweiten genannten Variante sind der innere Wicklungsbereich und der äußere Wicklungsbereich nicht radial einander überlagernd angeordnet, sondern axial in Reihe miteinander verbunden.This means that in the installed state, the double wrap spring according to the invention can be designed such that the inner winding region and the outer winding region overlap radially at least in sections, or that they are axially connected to one another. In the first-mentioned variant, therefore, the double-loop spring is nested in one another, the inner winding region being surrounded by the outer winding region at least in sections, and preferably completely radially. In the second variant mentioned, the inner winding region and the outer winding region are not radially superimposed on one another but are connected axially in series with one another.

In beiden genannten Ausführungsformen sind der innere Wicklungsbereich und der äußere Wicklungsbereich über den jeweiligen Übergangsberiech miteinander verbunden.In both mentioned embodiments, the inner winding region and the outer winding region are connected to each other via the respective transition region.

Zur Gewährleistung einer hohen Steifigkeit des Übergangsbereiches ist weiterhin vorzugsweise vorgesehen, dass der Übergangsbereich eine maximale Länge Lü aufweist, die in Bezug zum Umfang der Welle Uw in folgendem Verhältnis steht: Lü = 1/8bis 1/5 Uw. Dabei ist die Länge Lü des Übergangsbereiches ohne die Anschlussradien Ri und Ra definiert.To ensure a high rigidity of the transition region is further preferably provided that the transition region has a maximum length LU, which is in relation to the circumference of the shaft Uw in the following ratio: Lü = 1 / 8bis 1/5 Uw. The length L 1 of the transition region is defined without the connection radii Ri and Ra.

Das heißt, dass der Übergangsbereich in Bezug zum Umfang der Welle relativ kurz ausgestaltet ist, so dass er eine hohe Steifigkeit aufweist. Die Länge Lü ist dabei von dem inneren Anschlussradius Ri bis zum äußeren Anschlussradius Ra zu messen.That is, the transition region is relatively short in relation to the circumference of the shaft, so that it has a high rigidity. The length L <b> 1 is to be measured from the inner terminal radius Ri to the outer terminal radius Ra.

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 generally achieved by way of the friction pack, which has an axially displaceable pressure plate which is connected in a rotationally fixed manner, as a rule, to the output shaft and which can be pressed against at least one corresponding friction disk. 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.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Doppelschlingfeder liegt neben den geringen Herstellungskosten insbesondere in der erhöhten Steifigkeit des Übergangs zwischen dem inneren Wicklungsbereich und dem äußeren Wicklungsbereich, sodass ein von den Wicklungsbereichen übertragenes Drehmoment bei einer Drehrichtungsumkehr der Welle bzw. der Nabe effizient und in kürzester Weise übertragbar ist, sodass mit der Doppelschlingfeder in zuverlässiger Weise ein Haltemoment in einer mit der Doppelschlingfeder ausgestatteten Rotationseinrichtung erzeugbar ist.The advantage of the double wrap spring according to the invention lies not only in the low production costs but also in the increased stiffness of the transition between the inner winding region and the outer winding region, so that a torque transmitted by the winding regions can be transferred efficiently and in the shortest possible time when the direction of rotation of the shaft or hub is reversed. so that a holding torque in a equipped with the double wrap spring rotation device can be generated in a reliable manner with the double wrap spring.

Die Doppelschlingfeder kann somit für jede Aktorik und insbesondere für Kupplungsaktorik eingesetzt werden, zur Realisierung von Energiesparkonzepten, z.B. bei Stromlosschaltung des Antriebsmotors, und/oder zur Blockade einer Drehbewegung, sogenannte „Failsave“-Funktion, für nicht selbsthemmende Getriebe.The Doppelschlingfeder can thus be used for any actuator and in particular for Kupplungsaktorik for the realization of energy saving concepts, e.g. in Stromlosschaltung the drive motor, and / or to block a rotational movement, so-called "failsave" function for non-self-locking gear.

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 in

1: eine herkömmliche Doppelschlingfeder,
2: eine herkömmliche Rotationseinrichtung mit Doppelschlingfeder,
3: eine erfindungsgemäße Doppelschlingfeder im entspannten Zustand,
4: einen Ausschnitt aus der in 3 gezeigten Doppelschlingfeder,
5: eine erfindungsgemäße Doppelschlingfeder in einer radialen Anordnungsform,
6: eine erfindungsgemäße Doppelschlingfeder der radialen Anordnungsform im eingebauten Zustand,
7: eine erfindungsgemäße Doppelschlingfeder in einer axialen Anordnungsform,
8: eine erfindungsgemäße Doppelschlingfeder der axialen Anordnungsform im eingebauten Zustand.

The 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 not are limited to the dimensions shown. It is shown in

1 a conventional double wrap spring,
2 a conventional rotary device with double wrap spring,
3 a double wrap spring according to the invention in the relaxed state,
4 : a section of the in 3 shown double wrap spring,
5 a double wrap spring according to the invention in a radial arrangement form,
6 a double wrap spring according to the invention of the radial arrangement form when installed,
7 a double wrap spring according to the invention in an axial arrangement form,
8th : a Doppelschlingfeder invention the axial arrangement form in the installed state.

Auf die 1 und 2 ist bereits zur Erläuterung des Standes der Technik Bezug genommen worden. 2 zeigt dabei eine Rotationseinrichtung 10, die auch einen Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt. Die in dieser Rotationseinrichtung 10 angeordnete Doppelschlingfeder 20 ist in ihren unterschiedlichen Ausgestaltungsformen den 3-8 entnehmbar.On the 1 and 2 has already been referred to the explanation of the prior art. 2 shows a rotation device 10 , which is also an aspect of the present invention. The in this rotation device 10 arranged double wrap spring 20 is in its different embodiments the 3 - 8th removable.

3 zeigt die Doppelschlingfeder 20 im nicht-eingebauten Zustand. Es ist ersichtlich, dass die Doppelschlingfeder 20 sich im Wesentlichen in einer zweidimensionalen Ebene erstreckt. In Bezug auf einen im Wesentlichen mittig angeordneten Übergangsbereich 23 ist radial innen der innere Wicklungsbereich 21 und radial außen der äußere Wicklungsbereich 22 angeordnet. 3 shows the double wrap spring 20 in the non-installed state. It can be seen that the double wrap spring 20 extends substantially in a two-dimensional plane. With respect to a substantially centrally located transition region 23 is radially inside the inner winding area 21 and radially outside of the outer winding region 22 arranged.

Es ist erkennbar, dass die beiden Wicklungsbereiche 21,22 der gleichen Wicklungsrichtung 40 folgen. Beide Wicklungsbereiche 21,22 liegen hier als zweidimensionale Spiralen vor, wobei die Spaltbreite 50 zwischen den einzelnen Gängen der jeweiligen Spirale minimal ausgestaltet ist. Dies wird fertigungstechnisch unter anderem durch Laserschneiden, Stanzen oder Ätzen realisiert.It can be seen that the two winding regions 21, 22 have the same winding direction 40 consequences. Both winding regions 21, 22 are present here as two-dimensional spirals, the gap width 50 is configured minimal between the individual gears of the respective spiral. This is realized by manufacturing technology, inter alia, by laser cutting, stamping or etching.

In 4 ist ein Ausschnitt aus der in 3 dargestellten Doppelschlingfeder gezeigt. Es ist ersichtlich, dass die Höhe Hi der von dem inneren Wicklungsbereich 21 ausgebildeten Feder umso geringer wird, umso größer die Entfernung zum Übergangsbereich 23 ist. Das gleiche trifft auf den äußeren Wicklungsbereich 22 zu, dessen Höhe Ha ebenfalls mit zunehmendem Abstand vom Übergangsbereich 23 abnimmt.In 4 is a section of the in 3 shown Doppelschlingfeder shown. It can be seen that the height Hi that of the inner winding area 21 formed spring is lower, the greater the distance to the transition region 23 is. The same applies to the outer winding area 22 to whose height Ha also with increasing distance from the transition area 23 decreases.

Weiterhin ist aus den 3 und 4 ersichtlich, dass der Übergangsbereich 23 eine Höhe Hü aufweist, die derart dimensioniert ist, dass sie den Abstand, der sich aus der Durchmesserdifferenz des Durchmessers der Welle Dw und des Durchmessers der Nabe Dn ergibt, im Wesentlichen ausfüllt. Daher hat der Übergangsbereich 23 ein maximal hohes Flächenträgheitsmoment und demzufolge eine maximale Streitigkeit.Furthermore, from the 3 and 4 seen that the transition area 23 a height gee up which is dimensioned to be the distance resulting from the diameter difference of the diameter of the shaft dw and the diameter of the hub dn essentially completes. Therefore, the transition area has 23 a maximum high area moment of inertia and consequently a maximum conflict.

Wie insbesondere aus 4 ersichtlich ist, schließt sich der innere Wicklungsbereich 21 über einen inneren Anschlussradius Ri an den Übergangsbereich 23 an, und der äußere Wicklungsbereich 22 schließt über einen äußeren Anschlussradius Ra an den Übergangsbereich 23 an. Die Länge Lü des Übergangsbereiches 23 ist in Bezug zum Umfang der Welle relativ kurz ausgestaltet, was die Steifigkeit des Übergangsbereiches 23 weiter erhöht.As in particular from 4 it can be seen, the inner winding region closes 21 over an inner connection radius Ri to the transition area 23 on, and the outer winding area 22 closes over an outer connection radius Ra to the transition area 23 at. The length Lü of the transition area 23 is relatively short in relation to the circumference of the shaft, which is the rigidity of the transition region 23 further increased.

5 zeigt eine Anordnungsform der Doppelschlingfeder 20, wenn diese eingebaut ist. Es ist ersichtlich, dass der innere Wicklungsbereich 21 und der äußere Wicklungsbereich 22 ineinander verschachtelt und koaxial vorliegen. 5 shows an arrangement form of the double wrap spring 20 if it is installed. It can be seen that the inner winding area 21 and the outer winding area 22 nested and coaxial.

6 zeigt dieser Ausgestaltungsform der radialen Anordnung der Wicklungsbereiche 21,22 im eingebauten Zustand. Es ist ersichtlich, dass die radial äußere Seite des äußeren Wicklungsbereichs 22 an der Innenseite der Nabe 12 anliegt. Die radial innere Seite des inneren Wicklungsbereiches 21 liegt an der Außenseite der Welle 11 an. Weiterhin ist hier erkennbar, dass die jeweiligen Höhen Hi, Ha des inneren Wicklungsbereiches 21 bzw. des äußeren Wicklungsbereiches 22 mit zunehmender Entfernung vom Übergangsbereich 23 abnehmen. Dies dient der Vergleichmäßigung der mit den Wicklungsbereichen 21,22 realisierten Anpresskräfte, wenn diese aus ihrer zweidimensionalen Erstreckung im Ausgangszustand in die verbaute Position umgeformt werden. 6 shows this embodiment of the radial arrangement of the winding portions 21,22 in the installed state. It can be seen that the radially outer side of the outer winding region 22 on the inside of the hub 12 is applied. The radially inner side of the inner winding region 21 lies on the outside of the shaft 11 at. Furthermore, it can be seen here that the respective heights Hi . Ha of the inner winding area 21 or the outer winding region 22 with increasing distance from the transition area 23 lose weight. This serves to even out the contact forces realized with the winding areas 21, 22 when they are converted from their two-dimensional extent in the initial state into the installed position.

In den 7 und 8 ist eine zweite Anordnungsform der Doppelschlingfeder 20 ersichtlich, in der die Doppelschlingfeder 20 eine axiale Anordnung des inneren Wicklungsbereiches 21 und des äußeren Wicklungsbereiches 22 aufweist. D.h., dass hier der innere Wicklungsbereich 21, der Übergangsbereich 23 und der äußere Wicklungsbereich 22 axial hintereinander angeordnet sind. Wie aus 8 ersichtlich ist, nimmt auch hier die Höhe Hi, Ha des inneren Wicklungsbereiches 21 bzw. des äußeren Wicklungsbereiches 22 mit zunehmendem Abstand vom Übergangsbereich 23 ab, um die rückfederungsbedingten Anpresskräfte durch die Wicklungsbereiche 21,22 zu gleichmäßigen.In the 7 and 8th is a second arrangement form of the double loop spring 20 it can be seen in the double wrap spring 20 an axial arrangement of the inner winding region 21 and the outer winding region 22 having. This means that here the inner winding area 21 , the transition area 23 and the outer winding area 22 are arranged axially one behind the other. How out 8th can be seen, takes the height here as well Hi . Ha of the inner winding area 21 or the outer winding region 22 with increasing distance from the transition area 23 from, to the springback-related contact forces through the winding portions 21,22 to uniform.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Doppelschlingfeder zur Verfügung gestellt, die kostengünstig herstellbar ist und eine hohe Steifigkeit im Übergangsbereich aufweist.With the present invention, a double wrap spring is provided which is inexpensive to produce and has a high rigidity in the transition region.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Rotationseinrichtungrotation means
1111: Wellewave
1212: Nabehub
2020: DoppelschlingfederDoppelschlingfeder
2121: innerer Wicklungsbereichinner winding area
2222: äußerer Wicklungsbereichouter winding area
2323: ÜbergangsbereichTransition area
2626: Rotationsachseaxis of rotation
3030: Stützeinrichtungsupport means
4040: Wicklungsrichtungwinding direction
5050: Spaltbreitegap width
Hügee up: Höhe des ÜbergangsbereichesHeight of the transition area
LüLü: maximale Länge des Übergangsbereichesmaximum length of the transition area
HiHi: Höhe der Feder des inneren WicklungsbereichesHeight of the spring of the inner winding area
RiRi: innerer Anschlussradiusinner connection radius
HaHa: Höhe der Feder des äußeren WicklungsbereichesHeight of the spring of the outer winding area
RaRa: äußerer Anschlussradiusouter connection radius
Dwdw: Durchmesser der WelleDiameter of the shaft
Dndn: Durchmesser der NabeDiameter of the hub

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102015220920 A1 [0006]
DE 102015217164 A1 [0007]
WO 2015/048961 A2 [0008]
DE 102016215822 A1 [0009]
DE 102015204588 A1 [0010]
DE 102008053401 A1 [0012]

Claims

Double wrap spring (20) having an inner winding region (21) and an outer winding region (22), and with a transition region (23) mechanically connecting the inner winding region (21) to the outer winding region (22), characterized in that the winding regions (21 , 22) are formed as spirals in a common plane.

Double wrap spring after Claim 1 , characterized in that the transition region (23) has a height Hü that is greater than the height Hi of the spring of the inner winding region (21) in the region adjacent to the transition region (23) and greater than the height Ha of the spring of the outer winding region (22) in the region adjacent to the transition region (23).

Double wrap spring after one of the two Claims 1 and 2 , characterized in that the height Hi, Ha of the spring in the inner winding region (21) and / or in the outer winding region (22) with increasing distance from the transition region (23) is reduced.

Doppelschlingfeder according to any one of the preceding claims, characterized in that between the transition region (23) and the inner winding region (21) has an inner terminal radius Ri, and between the transition region (23) and the outer winding region (22) has an outer terminal radius Ra, wherein the inner terminal radius Ri exists on the radially outer side of the transition region (23), and the outer terminal radius Ra exists on the radially inner side of the transition region (23).

Method for producing a double loop spring (20) according to one of the Claims 1 to 4 in which a substantially two-dimensional circuit board is provided, the circuit board generates an inner winding region (21) and an outer winding region (22) and a transition region (23) between the inner winding region (21) and the outer winding region (22) be performed, wherein the two winding regions (21,22) are designed as spirals.

Rotational device (10), comprising a shaft (11) and a hub (12) configured at least in sections as a hollow cylinder and between the shaft (11) and the inside of the hollow cylinder of the hub (12) a double wrap spring (20) according to one of Claims 1 to 5 wherein the inner winding portion (21) of the double-loop spring (20) from the common plane substantially helically reshapes into a cylindrical shape with its inner side abutting an outer side of the shaft (11), and the outer winding portion (22) of the double-loop spring (20) the common plane substantially shaped into a cylindrical shape helically abuts with its outer side on an inner side of the hollow cylinder of the hub (12), so that both winding regions (21, 22) are arranged concentrically to one another and during a rotational movement in a first rotational direction of the hub (12 ) relative to the shaft (11), the outer winding region (22) increases a radial pressure on the inside of the hollow cylinder of the hub (12), so that the rotational movement of the hub (12) is braked or blocked with respect to the shaft (11), and when reversing the direction of rotation in a second direction of rotation of the hub (12) with respect to the shaft (11), the outer winding region (22) has a radial one n reduced pressure on the inside of the hollow cylinder of the hub (11), so that the rotational movement of the hub (12) with respect to the shaft (11) can be realized.

Rotation device after Claim 6 , characterized in that the height of the transition region Hü with respect to the diameters of the shaft Dw and the hub Dn is in the following relationship: Hü = 0.3 to 0.48 (Dn-Dw).

Rotation device according to one of Claims 6 and 7 characterized in that the inner coil portion (21) and the outer coil portion (22) are radially nested, or that the inner coil portion (21) and the outer coil portion (22) are connected to each other along the axial direction of the rotation device (10) are.

Rotation device according to one of Claims 6 to 8th , characterized in that the transition region (23) has a maximum length L <b> 1 which is in relation to the circumference of the shaft Uw in the following relation: L i = 1/12 ... 1/8 Uw.

System to be actuated, in particular a coupling device, comprising an actuating device with a rotation device (10) according to one of the Claims 6 to 9 wherein the actuating device is adapted to convert a rotational movement of the rotary device (10) into a translatory movement for the purpose of actuating a clutch.