DE10355721A1

DE10355721A1 - Stellantrieb mit einer Schlingfederanordnung

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Publication number: DE10355721A1
Application number: DE10355721A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Flückiger (FH); Thomas Dipl.-Ing. Walter; Matthias Dipl.-Ing. Müller (FH); Peter Fenn
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-06-23
Also published as: US7191886B2; US20050115793A1

Abstract

Ein Stellantrieb ist mit einem Antrieb versehen, der über eine mit einer vorbestimmten Anzahl von Windungen zwischen zwei Windungsenden ausgebildete, als Lastmomentensperre dienende Schlingfeder in Wirkverbindung mit einem Abtrieb steht. Die Schlingfeder verfügt an zumindest einem ihrer beiden Windungsenden über einen einer ausgewählten Drehrichtung zugeordneten ersten Beaufschlagungsbereich und über einen einer Gegen-Drehrichtung zugeordneten zweiten Beaufschlagungsbereich, von denen der erste Beaufschlagungsbereich mit dem Antrieb und der zweite Beaufschlagungsbereich mit dem Abtrieb in drehfeste Wirkverbindung bringbar ist, wobei durch Belastung des ersten Beaufschlagungsbereichs mit einem vom Antrieb erzeugten Antriebsmoment eine erste Durchmesserveränderung der Windungen in einer von einer Bremsvorrichtung fortweisenden Richtung für eine zumindest abgeschwächte Reibverbindung der Windungen mit der Bremsvorrichtung auslösbar ist, während durch die Abstützung eines vom Abtrieb stammenden, in Gegen-Drehrichtung wirksamen Rückstellmomentes an dem zweiten Beaufschlagungsbereich bei Abschaltung des Antriebs eine zweite Durchmesserveränderung an den Windungen in Richtung zur Bremsvorrichtung und damit eine verstärkte Reibverbindung der Windungen mit der Bremsvorrichtung erzielbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durch die Fachzeitschrift „Antriebstechnik 34", Nr. 11 aus dem Jahr 1995 ist, beginnend mit Seite 67, ein auf Schlingfedern als mechanische Servoelemente gerichteter Fachbericht bekannt, der unter Punkt 2.3 Sonderausführungen von Schlingfederanordnungen handelt. Diese Sonderausführungen sind zur Erzielung einer Lastmomentensperre anwendbar.

Zwar ist in diesem Fachbericht die grundsätzliche Wirkungsweise und Ausbildung von Schlingfederanordnungen beschrieben, jedoch fehlt eine konkretisierte Darstellung, in welcher eine als Lastmomentensperre wirksame Sonderausführung beispielhaft ausgeführt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellantrieb mit einer als Lastmomentensperre dienenden Schlingfederanordnung so auszubilden, dass bei geringstmöglichem Aufwand eine präzise Haltefunktion eines Abtriebs auch dann gewährleistet ist, wenn die Schlingfederanordnung von einem Antrieb kein Moment aufnimmt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hierbei wird die Eigenschaft einer Schlingfederanordnung genutzt, nach welcher durch die Anzahl der Windungen der Schlingfeder ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis zwischen den beiden Windungsenden vorgegeben ist. Bei einer höheren Anzahl von Windungen liegt selbst dann, wenn an dem mit einem Antrieb in Wirkverbindung stehenden Windungsende ein beträchtliches Antriebsmoment eingeleitet wird, am antriebsseitigen Windungsende lediglich ein vernachlässigbar geringes Restmoment an. Die Abstützung dieses Restmomentes muss allerdings nicht an dem abtriebsseitigen Windungsende erfolgen. Ebenso kann ein Stützmoment für die Schlingfeder erfindungsgemäß auch über den Umfang von den Windungen erfolgen. Aus diesem Grund wird die Schlingfeder anspruchsgemäß derart in den Stellantrieb eingebracht, dass die Windungen der Schlingfeder mit einer radial benachbarten Bremsvorrichtung in Reibverbindung treten können, um somit das am antriebsseitigen Windungsende eingeleitete Antriebsmoment an der vorzugsweise ortsfesten Bremsvorrichtung abstützen zu können. Lediglich der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass bei dieser Ausführung das abtriebsseitige Windungsende der Schlingfeder abstützungsfrei bleiben kann.

Erfindungsgemäß verfügen die Windungsenden der Schlingfeder jeweils über einen einer ausgewählten Drehrichtung zugeordneten ersten Beaufschlagungsbereich und über einen einer Gegen- Drehrichtung zugeordneten zweiten Beaufschlagungsbereich. Von diesen beiden Beaufschlagungsbereichen eines Windungsendes steht der erste für die Einleitung des Antriebsmomentes in Wirkverbindung mit dem Antrieb, beispielsweise gebildet durch einen Elektromotor, während der zweite Beaufschlagungsbereich des Windungsendes mit dem Abtrieb in Wirkverbindung bringbar ist. Der Abtrieb kann durch eine Kupplungsvorrichtung mit einem vorgeschalteten Getriebe gebildet werden, so dass der zweite Beaufschlagungsbereich des Windungsendes demnach mit einem Eingangsteil des Getriebes in Wirkverbindung steht.

Bei Einleitung eines Antriebmomentes, beispielsweise von der Motorwelle des Elektromotors auf den benachbarten ersten Beaufschlagungsbereich des Windungsendes erfolgt, eine bestimmte Drehstellung von dessen Motorwelle vorausgesetzt, eine Mitnahme des Windungsendes und damit, aufgrund dessen Wirkverbindung mit dem Abtrieb über den zweiten Beaufschlagungsbereich des Windungsendes, auch eine Mitnahme des Abtriebs. Sobald die Motorwelle des Antriebs das Antriebsmoment in den ersten Beaufschlagungsbereich des entsprechenden Windungsendes einleitet, wird eine Durchmesserveränderung an den Windungen der Schlingfeder erzwungen, wobei diese Durchmesserveränderung in einer von der Bremsvorrichtung fortweisenden Radialrichtung erfolgt. Dadurch wird die Reibverbindung der Windungen der Schlingfeder gegenüber der Bremsvorrichtung zumindest abgeschwächt, sodass der Antrieb während seiner Stellbewegung nur einen begrenzten Reibwiderstand überwinden muss.

Sobald der Stellvorgang beendet ist, wird der Antrieb, beispielsweise durch Beendigung der Bestromung bei einem Elektromotor, abgeschaltet, was dazu führt, dass das dem Antrieb zugeordnete Windungsende der Schlingfeder mit seinem ersten Beaufschlagungsbereich unter geringfügiger Reduzierung der Federvorspannung den Antrieb, beispielsweise also die Motorwelle des Elektromotors, um einen minimalen Winkelbetrag entgegen der bisherigen Drehrichtung zurückbewegt und dadurch eine geringfügige Durchmesserveränderung an den Windungen der Schlingfeder in zur Bremsvorrichtung hinweisender Radialrichtung verursacht. Gleichzeitig wird vom Abtrieb ein ebenfalls entgegen der bisherigen Drehrichtung wirksames Moment, nachfolgend als Rückstellmoment bezeichnet, auf das dem Abtrieb benachbarte Windungsende, und damit auf den zweiten Beaufschlagungsbereich wirksam, wodurch ebenfalls eine Durchmesserveränderung in zur Bremsvorrichtung weisender Radialrichtung an den Windungen der Schlingfeder erzeugt wird, wobei dieses vom Abtrieb stammende Rückstellmoment hinreichend stark ist, um die Windungen der Schlingfeder soweit aufzuweiten, dass sie mit hoher Anpresskraft eine Reibverbindung mit der Bremsvorrichtung eingehen. Die Schlingfeder nimmt dann eine Position ein, in welcher die Schlingfederanordnung selbsthemmend ist, eine weitere Bewegung des Stellantriebes unter der Wirkung des Rückstellmomentes insofern wirksam verhinderbar ist. Dadurch wird der besondere Vorteil erzielt, dass der Antrieb lediglich für den eigentlichen Stellvorgang eingeschaltet, bei Ausführung als Elektromotor demnach nur kurzfristig bestromt ist. Für längere Haltezeiten am Abtrieb, beispielsweise bei eingerückter Kupplungsvorrichtung, wird der Antrieb hingegen nicht benötigt.

Zum Rückführen des Abtriebs in seine ursprüngliche Position, also beispielsweise zum Ausrücken der Kupplungsvorrichtung, wird der Antrieb in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben und wirkt nun auf das bislang momentenfreie Windungsende der Schlingfeder ein, und zwar auf dessen dem Antrieb zugeordneten ersten Beaufschlagungsbereich. Damit wird die Schlingfeder erneut mit einer geringfügigen Durchmesserveränderung in von der Bremsvorrichtung fortweisender Richtung betrieben, um sie gegenüber der Bremsvorrichtung zumindest teilweise zu lösen, bis der Antrieb seine ursprüngliche Position erreicht hat.

Da beide Windungsenden der Schlingfeder jeweils über erste und zweite Beaufschlagungsbereiche vertfügen, könnte die Stellbewegung ungeachtet der jeweils am Antrieb ausgewählten anfänglichen Drehrichtung durchgeführt werden.

Zur Übertragung des Antriebsmomentes vom Antrieb auf das benachbarte Windungsende der Schlingfeder ist dem Antrieb ein erstes Ansteuerelement für den ersten Beaufschlagungsbereich des Windungsendes und dem Abtrieb ein zweites Ansteuerelement für den zweiten Beaufschlagungsbereich des Windungsendes zugeordnet. Das erste Ansteuerelement kann beispielsweise an der Motorwelle des Antriebs vorgesehen sein, oder aber gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung an einer drehfest mit der Motorwelle verbundenen Hülse. Ebenso kann das zweite Ansteuerelement am Abtrieb, beispielsweise an einem Eingangselement des Getriebes der Kupplungsvorrichtung, vorgesehen sein, oder aber gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung an einer mit dem Eingangsteil drehfesten Hülse.

Bei Ausbildung der Schlingfederanordnung mit den beiden Hülsen erfolgt die Übertragung des Antriebsmomentes über die Hülsen auf den Abtrieb. Jede dieser Hülsen verfügt erfindungsgemäß über einen Axialüberstand, der sich in Umfangsrichtung entlang eines vorbestimmten Winkelbereiches erstreckt. Hierbei nimmt das jeweils umfangsseitig Ende des Axialüberstandes die Ansteuerelemente für das jeweilige Windungsende der Schlingfeder auf.

Mit Vorzug sind die beiden Hülsen koaxial zueinander angeordnet und greifen mit ihrem jeweiligen Axialüberstand in jeweils eine entsprechende Aussparung der anderen Hülse ein. In Umgangsrichtung verbleiben hierbei zwischen jeweils zwei Axialüberstanden hinreichende Freiräume zum Eingriff der Windungsenden der Schlingfeder. Derart zueinander angeordnet, sind die beiden Hülsen außerdem mit einer gegenseitig wirksamen Axialsicherung versehen, so dass sie bis auf ein vorbestimmtes Maß aufeinander zu geschoben werden können. Derart positioniert, werden die beiden Hülsen in einer vorteilhaften Ausführungen von den Windungen der Schlingfeder umschlossen, die ihrerseits radial innerhalb der Bremsvorrichtung angeordnet sind, wobei die letztgenannte mit Vorzug als eine an einem Gehäuse drehfest aufgenommene, im wesentlichen ringförmige Schale ausgebildet ist.

Um ein seitenverkehrtes Einsetzen der Schlingfeder in die beiden Hülsen wirksam zu vermeiden, verfügen die Hülsen über eine diesbezügliche Sicherung, so dass unachtsamkeitsbedingte Fertigungsprobleme nicht entstehen.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Schnitt durch einen Stellantrieb mit einem Antrieb, einer Schlingfederanordnung mit zwei Hülsen und einer Schlingfeder sowie einem Abtrieb;
2 eine vergrößerte Herauszeichnung der antriebsseitigen Hülse in perspektivischer Darstellung;
3 eine vergrößerte Herauszeichnung der abtriebsseitigen Hülse in perspektivischer Darstellung;
4 eine vergrößerte Herauszeichnung der Schlingfeder in perspektivischer Darstellung;
5 eine Explosionszeichnung zur Darstellung der beiden Hülsen bei deren Zusammenfügung;
6 eine Seitenansicht der beiden Hülsen im zusammengesetzten Zustand;
7 wie 6, aber mit um 90° gedrehter Darstellung und Abbildung einer Schnittlinie VII-VII;
8 eine Schnittdarstellung durch die zusammengefügten Hülsen gemäß der Schnittlinie VII-VII in 7.
1 zeigt einen Antrieb 1 mit einer Schlingfederanordnung 9 sowie einem Abtrieb 21, die in Trägern 3 eines Gehäuses 5 aufgenommen sind. Der Antrieb 1 kann in Form eines Elektromotors mit einer Motorwelle 7 realisiert sein, auf der in nicht gezeigter Weise drehfest eine erste Hülse 23 angeordnet ist. Diese wirkt über eine Schlingfeder 27 mit einer zweiten Hülse 25 zusammen, die drehfest auf einem Zapfen 11 eines Eingangsteils 13 eines Getriebes 17 angeordnet ist. Das Getriebe 17 bildet gemeinsam mit einer Kupplungsvorrichtung 19 den bereits erwähnten Abtrieb 21, während die Hülsen 23 und 25 gemeinsam mit der Schlingfeder 27 die Schlingfederanordnung 9 ergeben. In noch näher zu erläuternder Weise wirkt die Schlingfeder 27 mit einer die Schlingfederanordnung 9 radial umschließenden Bremsvorrichtung 22 zusammen, die im wesentlichen als ringförmige Schale 79 ausgebildet und über Befestigungsmittel 81 mit einem Träger 3 des Gehäuses 5 fest verbunden ist.
In 2 ist die erste Hülse 23 und in 3 die zweite Hülse 25 herausgezeichnet. Die erste Hülse 23 verfügt über einen zylindrischen Basisteil 29, von welchem sich ein Radialbund 31 nach radial außen erstreckt. Dieser Radialbund 31 dient zur Aufnahme eines Axialüberstandes 33, der sich in Umfangsrichtung über einen vorbestimmten Winkelbereich erstreckt und an einem Teil seiner umfangsseitigen Enden, hier an den Enden 35 und 37, über Ansteuerelemente 43, 45 verfügt für erste Beaufschlagungsbereiche 73, 74 (4), gebildet durch auf Umbiegungen 89, 91 folgende Windungsenden 69, 71 von Windungen 67 der Schlingfeder 27.
Auch die in 3 gezeigte zweite Hülse 25 weist einen zylindrischen Basisteil 49 auf, von welchem aus sich ein Radialbund 51 nach radial außen erstreckt und zur Aufnahme eines Axialüberstandes 53 dient, der in Umfangsrichtung über einen vorbestimmten Winkelbereich verläuft und an einem Teil seiner umfangsseitigen Enden 55, 57 über Ansteuerelemente 63, 65 verfügt, wobei diese in Wirkverbindung bringbar sind mit zweiten Beaufschlagungsbereichen 75, 76 an den Windungsenden 69, 71 der Windungen 67 der Schlingfeder 27 (4).
Die beiden Hülsen 23 und 25 werden, wie 1, insbesondere aber auch 5 zeigen, koaxial zusammengeschoben, wobei die jeweiligen Axialüberstände 33 und 53 in Umfangsrichtung eine Erstreckungsweite jeweils unterhalb von 180° aufweisen, so dass keine der beiden Axialüberstände 33, 35 den jeweils anderen Axialüberstand beim axialen Annähern der beiden Hülsen 23, 25 behindert. In Umfangsrichtung zwischen den beiden Axialüberständen 33 und 53 verbleibt jeweils ein Freiraum 83, 85, die in 6 (nur Freiraum 83) und in 8 dargestellt sind. Wie insbesondere aus 8 erkennbar ist, dienen die Freiräume 83 und 85 nicht nur zur Aufnahme der Windungsenden 69, 71 der Windungen 67 der Schlingfeder 27, sondern geben den beiden Hülsen 23, 25 die Möglichkeit einer begrenzten Relativbewegung in Umgangsrichtung zueinander, um im Fall einer Änderung der Relativdrehstellung der beiden Hülsen 23, 25 eine Durchmesseränderung an den Windungen 67 der Schlingfeder 27 erzielen zu können. Hierzu wird an späterer Stelle der Beschreibung noch ausführlich Stellung genommen.
Zurückkommend auf 2, zeigt diese am Axialüberstand 33 ein axial freies Ende 39, das bei zusammengeschobenen Hülsen 23 und 25 mit einem in 3 gezeigten Axialanschlag 61 am Radialbund 51 der zweiten Hülse 25 zusammenwirkt. Ebenso verfügt die zweite Hülse 25 an ihrem Axialüberstand 53 über ein axial freies Ende 59, das an einem Axialanschlag 41 des in 2 gezeigten Radialbundes 31 der ersten Hülse 23 in Anlage bringbar ist. Die beiden Hülsen 23, 25 sind in 6 in völlig zusammengeschobener Position und damit bei wirksamen Axialanschlägen 41, 61 zeichnerisch dargestellt.
Ebenfalls erwähnt werden sollte, dass in den 2 und 3 jeweils eine Sicherung 47 vorgesehen ist, die aufgrund ihrer geometrischen Ausbildung das Einfügen der Schlingfeder 27 mit ihren Windungsenden 69, 71 nur in einer exakt definierten Einsetzposition erlaubt, während ein unachtsames, fertigungsbedingtes Vertauschen der Einsetzposition wirksam verhindert wird.
Zurückkommend auf 1, ist die Schlingfeder 27 mit einem Durchmesser ihrer Windungen 67 zwischen den Hülsen 23, 25 eingesetzt, mit welchem die radiale Außenseite der Windungen 67 reibschlüssig an der radialen Innenseite der Bremsvorrichtung 22 in Anlage kommen. Dadurch wird eine Grundsicherung der Position der Schlingfederanordnung 9 erzielt.
Bei Ausbildung des Antriebs 1 als Elektromotor bewirkt eine Bestromung desselben eine Drehbewegung seiner Motorwelle 7 in einer ausgewählten Drehrichtung, wodurch die erste Hülse 23 in dieser Drehrichtung mitbewegt wird. Diese erste Drehrichtung ist in 8 mit einem Richtungspfeil eingezeichnet und als d1 bezeichnet. Bei dieser Drehbewegung der beiden Hülsen 23, 25 um die gemeinsame Mittenachse 87 wird das Ansteuerelement 43 der ersten Hülse 23 in Drehrichtung d1 verlagert und erzeugt hierbei an der Schlingfeder 27, deren Windungen 67 immer noch reibschlüssig an der Bremsvorrichtung 22 haften, eine definierte Vorspannung, die zu einer Durchmesserveränderung an den Windungen 67 in einer von der Bremsvorrichtung 22 fortweisenden Radialrichtung, also nach radial innen, führt und damit die reibschlüssige Verbindung der Schlingfeder 27 gegenüber der Bremsvorrichtung zumindest abschwächt. Die weitere Drehbewegung der ersten Hülse 23 in Drehrichtung d1 kann demnach mit sehr geringem Widerstand erfolgen.
Nach einer Bewegungsphase, in welcher zur Erzielung dieser Durchmesserveränderung allein die Hülse 23 in Drehrichtung d1 bewegt wurde, ist der Freiraum 83 zwischen dem Ansteuerelement 43 der ersten Hülse 23 und dem Ansteuerelement 63 der zweiten Hülse 25 verbraucht, so dass nun die Hülse 23 über das Windungsende 69 die Hülse 25 in Drehrichtung d1 antreibt. Die Bewegung wird hierbei vom Ansteuerelement 43 der ersten Hülse 23 auf den ersten Beaufschlagungsbereich 73 des Windungsendes 69 und von dessen zweiten Beaufschlagungsbereich 75 auf das Ansteuerelement 63 der zweiten Hülse 25 übertragen. Die Stellbewegung kann eine Mehrzahl von Umdrehungen der Hülsen 23, 25 in Drehrichtung d1 um die Mittenachse 87 umfassen, wobei die Hülse 25 die Drehbewegung auf den mit ihr drehfesten Zapfen 11 des Eingangsteils 13 des Getriebes 17 überträgt. Sobald die über das Getriebe 17 bewegte Kupplungsvorrichtung 19 eine definierte Endposition, z.B. ihre Einrückposition, erreicht hat, wird die Bestromung des Antriebs 1 beendet, woraufhin dessen Motorwelle 7 zum Stillstand kommt und kein Antriebsmoment mehr auf die erste Hülse 23 überträgt. Die zuvor leicht vorgespannte Schlingfeder 27 vermag sich daraufhin geringfügig zu entspannen und bewirkt hierdurch eine geringfügige Rückdrehbewegung der Motorwelle 7 sowie der ersten Hülse 23. Bereits hierdurch erfolgt eine geringfügige Durchmesserveränderung an den Windungen 67 der Schlingfeder 27, d.h. die Windungen 67 werden radial geringfügig aufgeweitet. Sehr viel stärker wirkt sich allerdings ein an der zweiten Hülse 25 anliegendes Moment, nachfolgend als Rückstellmoment bezeichnet, aus, das die eingerückte Kupplungsvorrichtung 19 in ihre Ausgangsposition zurückzufahren versucht. Dieses von der Kupplungsvorrichtung 19 erzeugte Rückstellmoment wird über das Getriebe 17 mit dem Eingangsteil 13, den Zapfen 11 und die zweite Hülse 25 über deren Ansteuerelement 63 auf den zweiten Beaufschlagungsbereich 75 des Windungsendes 69 der Schlingfeder 27 übertragen, wodurch die zweite Hülse 25 um einen begrenzten Winkelbereich entgegen der Drehrichtung d1 zurückbewegt wird. Hierbei erfahren die Windungen 67 der Schlingfeder 17 eine Durchmesserveränderung in Richtung zur Bremsvorrichtung 22, mithin also nach radial außen, so dass die Windungen 67 stärker radial gegen die Innenseite der Bremsvorrichtung 22 gepresst werden. Sobald eine bestimmte Rückstellweite entgegen der Drehrichtung d1 erreicht ist, ist die Reibverbindung zwischen den Windungen 67 und der Bremsvorrichtung 22 so hoch geworden, dass das vom Abtrieb 21 kommende Rückstellmoment keine weitere Rückstellbewegung mehr erzwingen kann. Die Schlingfederanordnung 9 hat dann den Zustand der Selbsthemmung erreicht, die eingestellte Position der Kupplungsvorrichtung 19 wird fortan gehalten.
Zum Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 19 wird der Antrieb 1 derart bestromt, dass seine Motorwelle 7 in zur Drehrichtung d1 entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben wird. Jetzt kommt die erste Hülse 23 mit ihrem Ansteuerelement 45 am ersten Beaufschlagungsbereich 74 des zweiten Windungsendes 71 in Anlage und spannt im Verlauf der weiteren Bewegung die Schlingfeder 27 leicht vor, so dass deren Windungen 67 eine Durchmesserveränderung in von der Bremsvorrichtung 22 fortweisender Radialrichtung, also nach radial innen erfahren und somit die zuvor erwähnte Selbsthemmung aufheben. Die zweite Hülse 25 kann jetzt, unter der Wirkung des Rückstellmomentes des Abtriebs 21, entgegen der Drehrichtung d1 eine Drehbewegung ausführen. Um eine möglichst gleichförmige Rückführung des Stellantriebs in seine Ausgangsposition und damit der Kupplungsvorrichtung 19 in ihre Ausrückstellung zu gewährleisten; wird der Antrieb 1 anschließend in einer Weise betätigt, bei welcher bis zum Erreichen dieser Ausgangsposition ein Momentengleichgewicht zwischen dem vom Antrieb 1 bereitgestellten Antriebsmoment, dem durch die verbliebene Reibverbindung der Windungen 67 der Schlingfeder 27 mit der Bremsvorrichtung 22 erzielten Bremsmoment und dem Rückstellmoment des Abtriebs 21 aufrecht erhalten bleibt. Sodann wird der Antrieb 1 abgeschaltet.
Es ist verständlich, dass aufgrund der Symmetrie der Schlingfederanordnung 9 die Kupplungsvorrichtung 19 auch dann ihre Einrückstellung erreichen könnte, wenn als anfänglich ausgewählte Drehrichtung die zu d1 entgegengesetzte Drehrichtung gewählt werden sollte, so dass dann die Rückbewegung der Kupplungsvorrichtung in deren Ausrückstellung in Drehrichtung d1 erfolgen würde.

1: Antrieb
3: Träger
5: Gehäuse
7: Motorwelle
9: Schlingfederanordnung
11: Zapfen
13: Eingangsteil
15: Lagerung
17: Getriebe
19: Kupplungsvorrichtung
21: Abtrieb
22: Bremsvorrichtung
23: erste Hülse
25: zweite Hülse
27: Schlingfeder
29: zylindrischer Basisteil
31: Radialbund
33: Axialabstand
35,37: umfangsseitige Enden
39: axial freies Ende
41: Axialanschlag
43,45: Ansteuerelemente
47: Sicherung
49: zylindrischer Basisteil
51: Radialbund
53: Axialüberstand
55,57: umfangsseitige Enden
59: axialfreies Ende
61: Axialanschlag
63,65: Ansteuerelemente
67: Windungen
69,71: Windungsenden
73,74: erster Beaufschlagungsbereich
75,76: zweiter Beaufschlagungsbereich
77: restlicher Windungsbereich
79: ringförmige Schale
81: Befestigungsmittel
84,85: Freiräume
87: Mittenachse
89,91: Umbiegung

Claims

Stellantrieb mit einem Antrieb, der über eine mit einer vorbestimmten Anzahl von Windungen zwischen zwei Windungsenden ausgebildeten, als Lastmomentensperre dienenden Schlingfederanordnung in Wirkverbindung mit einem Abtrieb steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder (27) an zumindest einem ihrer beiden Windungsenden (69, 71) über einen einer ausgewählten Drehrichtung zugeordneten ersten Beaufschlagungsbereich (73, 74) und über einen einer Gegen-Drehrichtung zugeordneten zweiten Beaufschlagungsbereich (75, 76) verfügt, von denen der erste Beaufschlagungsbereich (73, 74) mit dem Antrieb (1) und der zweite Beaufschlagungsbereich (75, 76) mit dem Abtrieb (21) in drehfeste Wirkverbindung bringbar ist, wobei durch Belastung des ersten Beaufschlagungsbereichs (73, 74) mit einem vom Antrieb (1) erzeugten Antriebsmoment eine erste Durchmesserveränderung der Windungen (67) in einer von einer Bremsvorrichtung (22) fortweisenden Richtung für eine zumindest abgeschwächte Reibverbindung der Windungen (67) mit der Bremsvorrichtung (22) auslösbar ist, während durch die Abstützung eines vom Abtrieb (21) stammenden, in Gegen-Drehrichtung wirksamen Rückstellmomentes an dem zweiten Beaufschlagungsbereich (75, 76) bei Abschaltung des Antriebs (1) eine zweite Durchmesserveränderung an den Windungen (67) in Richtung zur Bremsvorrichtung (22) und damit eine verstärkte Reibverbindung der Windungen (67) mit der Bremsvorrichtung (22) erzielbar ist.
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei entgegengesetzten Wirkrichtungen von Antriebs- und Rückstellmoment das jeweils andere Windungsende (69, 71) im Wesentlichen unbelastet durch Momente des Antriebs (1) oder des Abtriebs (21) ist.
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Beaufschlagungsbereich (73, 74) zur Herstellung der drehfesten Wirkverbindung mit dem Antrieb (1) ein erstes Ansteuerelement (43, 45), drehfest mit einer Motorwelle (7) des Antriebs (1), und dem zweiten Beaufschlagungsbereich (75, 76) zur Herstellung der drehfesten Wirkverbindung mit dem Abtrieb (21) ein zweites Ansteuerelement (63, 65), drehfest mit einem Eingangsteil (13) eines Getriebes (17) einer Kupplungsvorrichtung (19) des Abtriebs (21), zugeordnet ist.
Stellantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Ansteuerelement (43, 45, 63, 65) für je einen Beaufschlagungsbereich (73, 74, 75, 76) des Windungsendes (69, 71) an jeweils einer Hülse (23, 25) ausgebildet ist, von denen eine erste Hülse (23) drehfest an der Motorwelle (7) und eine zweite Hülse (25) drehfest am Eingangsteil (13) des Getriebes (17) zur Anlage bringbar ist.
Stellantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerelemente (43, 45; 63, 65) jeder Hülse (23; 25) jeweils an zumindest einem umfangsseitigen Ende (35, 37; 55, 57) eines Axialüberstandes (33, 53) vorgesehen sind, der sich, ausgehend von jeweils einem im Wesentlichen zylindrischen Basisteil (29; 49) jeder Hülse (23; 25), in Richtung zur jeweils anderen Hülse 23; 25 erstreckt.
Stellantrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hülsen (23, 25) koaxial zueinander angeordnet sind, und der Axialüberstand (33, 53) jeder Hülse (23, 25) sich in Umfangsrichtung entlang eines vorbestimmten Winkelbereiches erstreckt, wobei zumindest einer der beiden Axialüberstände (33, 53) in einen ohne Axialüberstand (33, 53) ausgebildeten Winkelbereich der jeweils anderen Hülse (23, 25) axial eingreift.
Stellantrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Axialüberstände (33,53) der beiden Hülsen (23, 25) über ein axial freies Ende (39, 59) verfügt, das an einem zugeordneten Axialanschlag (41, 61) der jeweils anderen Hülse (23, 25) zur Bildung einer axialen Bewegungssicherung zwischen den beiden Hülsen (23, 25) vorgesehen ist.
Stellantrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer der beiden Hülsen (23, 25) der Axialanschlag (41, 61) an einem gegenüber dem jeweiligen zylindrischen Basisteil (29, 49) radial überstehenden Radialbund (31, 51) vorgesehen ist.
Stellantrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hülsen (23, 25) von den Windungen (67) der Schlingfeder (27) radial umschlossen sind, und diese Windungen (67) ihrerseits an der radialen Innenseite der Bremsvorrichtung (22) zur Anlage bringbar sind.
Stellantrieb nach einem der bisherigen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (22) als eine an einem Gehäuse (5) drehfest aufgenommene, im Wesentlichen ringförmige Schale (79) ausgebildet ist.
Stellantrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden Hülsen (23, 25) über eine Sicherung (47) gegen seitenverkehrtes Einsetzen der Schlingfeder (27) verfügt.
Stellantrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (47) jeweils an den die Ansteuerelemente (43, 45; 63, 65) aufweisenden Axialüberständen (33, 53) der Hülsen (23, 25) vorgesehen ist.
Stellantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder (27) bei Einleitung des Antriebsmomentes über die Motorwelle (7) zu einer Durchmesser-Reduzierung als erste Durchmesserveränderung an den Windungen (67) und damit zur Entlastung der die Windungen (67) radial umschließenden Bremsvorrichtung (22) und, bei einem Abbruch der Einleitung dieses Antriebsmomentes, durch das sich am Eingangsteil (13) abstützende Rückstellmoment zu einer Durchmesser-Vergrößerung als zweite Durchmesserveränderung und damit zur stärkeren Belastung der Bremsvorrichtung (22) durch die Windungen (67) vorgesehen ist.
Stellantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder (27) an zumindest einem der beiden Windungsenden (69, 71) zur Herausstellung gegenüber dem restlichen Windungsbereich über eine Umbiegung (89, 91) vertfügt.
Stellantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei gleichen Wirkrichtungen von Antriebs- und Rückstellmoment beide Windungsenden (69, 71) an zumindest jeweils einem ihrer Beaufschlagungsbereiche (73, 74; 75, 76) durch Antrieb (1) und/oder Abtrieb (21) in Zuordnung zueinander belastet sind.