DE202006011618U1

DE202006011618U1 - Federelement

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Publication number: DE202006011618U1
Application number: DE202006011618U
Authority: DE
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2006-07-29
Filing date: 2006-07-29
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2016-07-30

Abstract

Federelement (1), das unter der Wirkung einer äußeren Kraft (F) elastisch deformierbar ist, mit einem zwischen zwei jeweils als Federschenkel ausgebildeten Endabschnitten (2, 3) verlaufenden Verbindungsabschnitt (4), der eine Mehrzahl von Auswölbungen (5a bis 5d) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Federelement, das unter der Wirkung einer äußeren Kraft elastisch deformierbar ist und zwei jeweils als Federschenkel ausgebildete Endabschnitte sowie einen diese verbindenden Verbindungsabschnitt aufweist.
Insbesondere in Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen kann das Federelement dazu verwendet werden, unter Vorspannung auf ein zugeordnetes Bauteil einzuwirken, insbesondere um dieses Bauteil gegen ein weiteres Bauteil zu verspannen. Bei solchen Anwendungen, etwa in einer Kupplungsvorrichtung für eine Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs, ist es häufig vorteilhaft, dass die Kraft-Weg-Kennlinie des Federelementes zumindest über einen Teilbereich eine Konstante bildet, so dass die Deformation des Federelementes entgegen dessen Vorspannung mit einer konstanten äußeren Kraft erfolgen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes und insbesondere kostengünstiges Federelement zur Verfügung zu stellen, dessen Kraft-Weg-Kennlinie zumindest in einem Teilbereich eine möglichst geringe Abweichung von einer Konstanten aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Federelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dazu weist das Federelement innerhalb des Verbindungsabschnitts eine Mehrzahl, d. h. zweckmäßigerweise mehr als zwei aus dem Federmaterial einstückig geformte Auswölbungen auf. Mit einem derartigen Federelement wird unter der Einwirkung einer äußeren Kraft in Folge des Zusammenspiels der als Federschenkel ausgebildeten Endabschnitte mit dem eine Mehrzahl von Auswölbungen aufweisenden Verbindungsabschnitt erreicht, dass die Federkennlinie des Federelementes in einem Teilbereich nahezu konstant ist.
Die Auswölbungen sind bevorzugt finger- bzw. höckerartig ausgebildet und in Erstreckungsrichtung des Verbindungsabschnittes zwischen den beiden Endabschnitten des Federelementes hintereinander angeordnet. Der Verbindungsabschnitt des Federelementes ist somit entlang der Auswölbungen mäanderförmig verlaufend ausgebildet.
Das Federelement ist derart ausgebildet und dessen Endabschnitte sind derart angeordnet, dass diese in eine Lage bringbar sind, in der sie sich unter Vorspannung im Wesentlichen entlang einer geraden Linie erstrecken. Bei Belastung der freien Enden der beiden Endabschnitte mit entgegengesetzt entlang der geraden Linie wirkenden äußeren Kräften ist somit der Verbindungsabschnitt in Kraftrichtung, insbesondere durch Zusammendrücken der Auswölbungen, zusammendrückbar. Dies kann beispielsweise durch Verringerung des Abstandes zwischen nebeneinander liegenden freien Enden der Auswölbungen und/oder durch Verringerung der Ausdehnung der Auswölbungen in Kraftrichtung erfolgen. Die Kraft-Weg-Kennlinie des Federelementes weist in dem entsprechenden Teilbereich typischerweise einen signifikanten Anstieg auf, da mit zunehmender Kompression des Verbindungsabschnittes die einer weiteren Kompression entgegen stehende Vorspannung des Federelementes zunehmend größer wird und dementsprechend eine stetig größere äußere Kraft für eine weitere Deformation des Federelementes erforderlich ist. In Abhängigkeit von dem Deformationszustand, in dem sich das Federelement befindet, kann die Erstreckungsrichtung des Verbindungsabschnittes geradlinig sein oder entlang einer gekrümmten Linie verlaufen.
Übersteigt die auf die freien Enden oder Freienden der Endabschnitte des Federelementes entlang der vorstehend definierten Richtung ausgeübte Kraft einen Grenzwert, so erfolgt anstelle eines weiteren Zusammendrückens des Verbindungsabschnittes, dem nun eine sehr große Vorspannung entgegen steht, ein Umbiegen der Endabschnitte des Federelementes in der Weise, dass diese zunehmend geneigt zueinander verlaufen. Dabei nähern sich deren freie Enden aneinander an, so dass sich dann der Verbindungsabschnitt entlang einer gekrümmten Bahn zwischen den beiden Endabschnitten des Federelementes er streckt. Hierbei wird der Verbindungsabschnitt des Federelementes dadurch entlastet, dass zumindest ein Teil der Auswölbungen gegeneinander abgespreizt werden kann. Das heißt, dass die zum Umbiegen der als Schenkel ausgebildeten Endabschnitte des Federelementes durch Krafteinwirkung aufzubringende Energie zu einem Teil durch die Entspannung des Verbindungsabschnittes des Federelementes wieder kompensiert wird. Hierdurch ergibt sich in diesem Teilbereich der Verformung des Federelementes eine im Wesentlichen konstante Federkennlinie.
Ein derartiges Federelement kann vorteilhaft in einer Kupplungsvorrichtung für eine Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Hierbei wird das Federelement zum Verspannen einer Schlingfeder der Kupplungsvorrichtung eingesetzt, die unter Vorspannung auf eine zugeordnete Baugruppe der Kupplungsvorrichtung einwirkt. Dieses, im Erscheinungsbild der äußeren Kontur des Euters einer Kuh ähnliche Federelement übernimmt dabei die Doppelfunktion eines aus einer Feder und einem Hebelanordnung mit zwei Knie- oder Kipphebeln kombinierten Auslöse- oder Kraftübertragungsvorrichtung.
Nachfolgend werden ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Federelementes und dessen Anwendung in einer Kupplungsvorrichtung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Federelementes in einem Ausgangszustand,
2a das Federelement gemäß 1 in einem Zustand, in dem es in eine Kupplungsvorrichtung gemäß 4 zur Vorspannung einer Schlingfeder einbaubar ist,
2b bis 2f die zunehmende Verformung des Federelementes gemäß 2a unter der Wirkung einer äußeren Kraft entlang einer definierten Richtung,
3 die Kraft-Weg-Kennlinie der in den 2a bis 2f gezeigten Deformation des Federelementes,
4 das Federelement gemäß 2a, in dessen Anordnung zwischen den beiden Enden einer in einer Kupplungsvorrichtung vorgesehenen Schlingfeder,
5 eine schematische Darstellung einer Versteileinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit zugeordneter Kupplungsvorrichtung gemäß 4,
6 eine schematische Darstellung des Heckbereichs eines Kraftfahrzeugs mit einer Verstelleinrichtung gemäß 5 zum Verschwenken einer schwenkbar angelenkten Heckklappe.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Ausführungsform eines Federelementes 1 im unbelasteten Gleichgewichtszustand. Das Federelement 1 ist besonders vorteilhaft zum Vorspannen der Federenden 10a, 10b einer Schlingfeder 10 einer in 4 dargestellten Kupplungsvorrichtung R geeignet.
Das beispielsweise aus Federdraht oder aus Federband bestehende Federelement 1 weist zwei Endabschnitte 2 und 3 auf, die über einen Verbindungsabschnitt 4 des Federelementes 1 miteinander verbunden sind. Der Verbindungsabschnitt 4, von dem die beiden Endabschnitte 2 und 3 im unbelasteten Gleichgewichtszustand des Federelementes 1 schräg und einander gegenüber liegend abstehen, weist vier finger- bzw. höckerartige (gewölbte), nach innen gerichtete, nachfolgend als Auswölbungen bezeichnete erste Abschnitte oder bzw. Vorsprünge 5a bis 5d auf. Zwischen diesen sind – jeweils wiederum (entgegengesetzt) nach außen gerichtete – finger- bzw. höckerartige, nachfolgend als Einwölbungen bezeichnete zweite Abschnitt oder 6a bis 6c gebildet.
Der Verbindungsabschnitt 4 des Federelementes 1 ist somit mäanderförmig, d. h. entlang der Auswölbungen 5a bis 5d bzw. der Einwölbungen 6a bis 6c einer Mäanderlinie 7 folgend ausgebildet, deren Umkehrpunkte freie Enden der Auswölbungen 5a bis 5d bzw. der Einwölbungen 6a bis 6c bilden Die im unbelasteten Zustand des Federelementes 1 nach innen gerichteten Auswölbungen 5a bis 5d sind einander zugewandt, während die nach außen weisenden Einwölbungen 6a bis 6c relativ zueinander abgespreizt sind.
Zum Einsatz der in 4 dargestellten Kupplungsvorrichtung R wird das in 1 gezeigte Federelement 1 durch Aufbringen eines entsprechenden Biegemomentes B auf die Endabschnitte 2, 3 in den in 2 dargestellten Zustand überführt. Dazu verlaufen die beiden Endabschnitte 2, 3 im Wesentlichen geradlinig entlang einer Richtung x des dargestellten Koordinatensystems und die zuvor nach innen gerichteten ersten Abschnitte oder Auswölbungen 5a bis 5d stehen im Wesentlichen senkrecht von dem Verbindungsabschnitt 4 des Federelementes 1 ab. Die zuvor nach außen gerichteten zweiten Abschnitte bzw. Einwölbungen 6a bis 6c liegen demgegenüber freiendseitig, d. h. mit deren jeweiligem Umkehr- oder Wendeabschnitt auf der (gedachten) Verbindungslinie 8 zwischen den beiden Endabschnitten 2, 3 des Federelemente 1.
Für den Einsetzen des Federelementes 1 zwischen den beiden Federenden 10a, 10b der Schlingfeder 11 wird das Federelement 1 weiterhin durch Aufbringen einer äußeren Kraft F_x in Erstreckungsrichtung x deren Endabschnitte 2, 3 zusammengestaucht. Hierbei werden die im Verbindungsabschnitt 4 des Federelementes 1 vorgesehenen Aus- und Einwölbungen (erste und zweite Abschnitte) 5a bis 5d bzw. 6a bis 6c quer zu ihrer Erstreckungsrichtung zusammengedrückt.
Im Anschluss an den Einbau des Federelementes 1 in die Kupplungsvorrichtung R stützt sich das Federelement 1 mit dessen Endabschnitten 2, 3 direkt oder indi rekt über eine weitere Baueinheit, wie z. B. eine Hebelanordnung, an jeweils einem der Federenden 10a, 10b der Schlingfeder 10 ab. Dabei wirken weiterhin Kräfte in Richtung x – entsprechend der Erstreckungsrichtung der ursprünglich geradlinig verlaufenden Endabschnitte 2, 3 des Federelementes 1 – auf die Endabschnitte 2, 3 des Federelementes 1 ein. Wenn diese Kräfte F_x hinreichend groß sind, z. B. unter der Wirkung eines hinreichend großen abtriebsseitig auf das Verstellteil (z. B. eine Heckklappe) aufgebrachten Momentes, führt dies schließlich zu einem Umbiegen der Endabschnitte 2, 3, die hierbei aufeinander zu bewegt werden. Dies ist in den 2c bis 2f veranschaulicht.
Wie anhand des Überganges von 2a zu 2b erkennbar, ist im Anschluss an das anfänglich lineare Zusammenstauchen des Verbindungsabschnittes 4 des Federelementes 1 ein Umlegen oder Umbiegen der Endabschnitte 2, 3 des Federelementes 1 unter der Wirkung der äußeren Kraft F_x energetisch günstiger als ein weiteres Zusammenstauchen des Verbindungsabschnittes 4 des Federelementes 1. Die Bewegung der beiden Endabschnitte 2, 3 des Federelementes 1 aufeinander zu ist anhand der 2c bis 2f erkennbar. Dabei werden die Endabschnitte 2, 3 bezüglich des Verbindungsabschnittes 4 des Federelementes 1 verkippt, so dass die Endabschnitte 2, 3 eine zueinander geneigte Lage annehmen und sich dabei einander annähern.
Anhand der 2c bis 2f ist zudem erkennbar, dass während des Verkippens der Endabschnitte 2, 3 des Federelementes 1 unter der Wirkung einer auf beide Endabschnitte 2, 3 in entgegengesetzter Richtung wirkenden und in Erstreckungsrichtung x der ursprünglich geradlinigen Endabschnitte 2, 3 orientierten Kraft F, die nach außen weisenden ersten Abschnitte 5a bis 5d zunehmend gegeneinander abgespreizt werden, so dass sich der freiendseitige Abstand zwischen deren Umkehr- oder Wendeabschnitten vergrößert. Gleichzeitig gelangen die Umkehr- oder Wendeabschnitt der nach innen weisenden zweiten höckerartigen Abschnitte 6a bis 6c näher aneinander.
Die beiden Endabschnitte 2, 3 des Federelementes 1 sind nun – im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Gleichgewichtszustand des Federelementes 1 – in entgegengesetzter Richtung bezüglich des Verbindungsabschnittes 4 umgebogen. Dementsprechend handelt es sich hierbei nicht um eine Rückkehr des Federelementes 1 in den unbelasteten Ausgangszustand (Gleichgewichtszustand). So zeigt insbesondere ein Vergleich der 2f mit der 1, dass der unter der Wirkung einer in entgegengesetzter Richtung auf beide Endabschnitte 2, 3 des Federelementes 1 wirkenden, geradlinigen äußeren Kraft F_x die im in 1 gezeigten Gleichgewichtszustand nach innen gerichteten ersten Abschnitte 5a bis 5d nunmehr nach außen gerichtet sind. Umgekehrt sind die ursprünglich nach außen gerichteten zweiten Abschnitte 6a bis 6c nun im in 2f gezeigten Endzustand nach innen gerichtet.
3 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm (F_x,X) für die anhand der 2a bis 2f dargestellte Verformung des Federelementes 1 unter der Wirkung einer äußeren Kraft Fx, die freiendseitig an den beiden Endabschnitten 2, 3 des Federelementes 1 in entgegengesetzter Richtung angreift. Erkennbar ist, dass die anfängliche Deformation des (mittleren) Verbindungsabschnittes 4 des Federelementes 1 – entsprechend dem Übergang des Zustandes gemäß 2a zum Zustand gemäß 2b – einen steilen Anstieg in der Kraft-Weg-Kennlinie bewirkt. Mit zunehmendem Zusammenstauchen des Verbindungsabschnittes 4 des Federelementes 1 sind größer werdende äußere Kräfte F_x erforderlich, um ein weiteres Zusammenstauchen des Verbindungsabschnittes 4 des Federelementes 1 zu erreichen.
Im Anschluss an eine gewisse oder bestimmte Deformation des Federelementes 1 durch Zusammenstauchen dessen Verbindungsabschnitts 4 ist es schließlich energetisch vorteilhaft, dass eine weitere Verformung des Federelementes 1 durch Umbiegen der Endabschnitte 2, 3 des Federelementes 1 erfolgt. Dabei bewegen sich die Endabschnitte 2, 3 – entsprechend dem Übergang des Zustandes gemäß 2b in den Zustand nach 2c – aufeinander zu. Dies bewirkt einen steilen Abfall in der Kraft-Weg-Kennlinie, wobei die für eine weitere Verformung des Federelementes 1 unter der Wirkung der äußeren Kraft F_x erforderlichen Werte der Kraft abnehmen.
Nachdem eine gewisse Schrägstellung der Endabschnitte 2, 3 des Federelementes 1 erreicht ist, verläuft die weitere Kraft-Weg-Kennlinie nahezu entlang einer Konstanten. Die für eine weitere Verformung des Federelementes 1 durch Verkippen der Endabschnitte 2, 3 erforderliche Kraft ist dann im Wesentlichen unabhängig von der Lage der Endabschnitte 2, 3 des Federelementes 1. Dies erfolgt in einer solchen Weise, dass im Anschluss an den anfänglichen starken Abfall der Kraft-Weg-Kennlinie deren Abfall immer schwächer wird und schließlich in eine Konstante übergeht.
Der in 2c gezeigte Zustand, in dem die beiden Endabschnitte 2, 3 des Federelementes 1 bereits geringfügig oder mit einem gewissen Betrag gegeneinander verkippt worden sind, stellt dabei einen günstigen Arbeitspunkt für den Einsatz des Federelementes 1 in einer Kupplungsvorrichtung R der in 4 dargestellten Art dar. Dabei befindet sich das Federelement 1 vorteilhaft in dem in 2c gezeigten Zustand, wenn das Federelement 1 zwischen den beiden Federenden 10a, 10b der Schlingfeder 3 eingesetzt ist und die Schlingfeder 10 sich in deren in 4 gezeigten Arbeitszustand befindet, wenn keine die Schlingfeder 3 von einem zugeordneten Hohlrad 11 der Kupplungsvorrichtung R abhebenden äußeren Kräfte bzw. Momente wirken.
Der entsprechende Arbeitspunkt A des Federelementes 1 befindet sich am Ende des steilen Abfalls der Kraft-Weg-Kennlinie gemäß 3 und am Beginn des Abschnittes der Kraft-Weg-Kennlinie, in dem diese im Wesentlichen waagerecht verläuft. Bei Einsatz eines derartigen Federelementes 1 in einer Kupplungsvorrichtung R gemäß 4 bedeutet dies, dass nach einem Überwinden der von dem Federelement 1 ausgeübten Vorspannung in Folge der Einleitung eines entsprechend großen abtriebsseitigen Momentes an einem Verstellteil K (6), beispielsweise einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, die weitere manuelle Bewegung jenes Verstellteiles K unter der Wirkung einer äußeren Kraft entgegen einem im Wesentlichen konstanten, durch die Vorspannung des Federelementes 1 erzeugten Reibmoment zwischen der Schlingfeder 10 und dem Hohlrad 11 erfolgt. Ein Benutzer kann also das entsprechende Verstellteil K mit konstanter Kraft gleichmäßig betätigen.
Die in 4 dargestellte Kupplungsvorrichtung R umfasst ein deren Abtrieb bildendes Planetengetriebe 12 mit einem zentralen Sonnenrad 13 und mit drei äußeren Planetenrädern 14, 15, 16, die mit dem Sonnenrad 13 in Eingriff stehen und durch dieses angetrieben werden. Die Planetenräder 14, 15, 16 rollen auf der inneren Getriebefläche 17 des die Drehachse des Sonnenrades 13 konzentrisch umgebenden Hohlrades 11 ab. Die Drehachsen der Planetenräder 14 bis 16 sind in nicht näher dargestellter Art und Weise auf einem gemeinsamen Abtriebselement gelagert, das bei der Umlaufbewegung der Planetenräder 14 bis 16 eine entsprechende Drehbewegung ausführt. Das Planetengetriebe 12 kann als Zahnradgetriebe oder als Reibgetriebe ausgebildet sein.
Wie anhand einer in 5 schematisch dargestellten Verstelleinrichtung V veranschaulicht, ist die Kupplungsvorrichtung R antriebsseitig über das zentrale Sonnenrad 13 mit einem Motorantrieb M und abtriebsseitig über das Abtriebselement mit Getriebeelementen in Form eines Zahnrades Z und einer mit einer Längsverzahnung L versehenen Schubstange S wirkverbunden. Die Schubstange steht andererseits mit einer Heckklappe in Verbindung steht, mit jener Heckklappe gekoppelt ist
6 zeigt den Heckbereich H eines Kraftfahrzeugs, das eine am hinteren Dachkantenbereich D um eine Schwenkachse C verschwenkbar angelenkte Heckklappe K aufweist. Der Heckklappe K ist die vom Motorantrieb M angetriebene Verstelleinrichtung V zugeordnet, mit der die mit der Schubstange S wirkverbundene Heckklappe K zum Öffnen und Schließen eines im Heckbereich H des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Laderaumes um die Schwenkachse C verschwenkbar ist.
Mit der Kupplungsvorrichtung R soll sichergestellt werden, dass ein Öffnen oder Schließen der Heckklappe K unter der Wirkung einer äußeren Kraft F, die von einem Fahrzeugbenutzer unmittelbar auf die Heckklappe K selbst aufgebracht wird, ohne Beschädigung des Motorantriebs M erfolgen kann. Hierzu ist die als Rutschkupplung wirkende Kupplungsvorrichtung R derart ausgebildet, dass diese unter der Wirkung einer äußeren Kraft bzw. eines hierdurch hervorgerufenen Momentes bei Überschreiten eines bestimmten Schwellwertes das zu verstellende Kraftfahrzeug- oder Verstellteil in Form der Heckklappe K von dem Motorantrieb M entkoppelt. Dies ermöglicht auch bei laufendem Motorantrieb M ein manuelles Öffnen und Schließen der Heckklappe K.
Das Hohlrad 11 ist von der Schlingfeder 10 umgriffen, die mit deren Innenfläche 18 auf eine äußere Reibfläche 19 des Hohlrades 11 einwirkt. Dadurch verbleibt das Hohlrad 11 auch unter den seitens der Planetenräder 14 bis 16 ausgeübten Kräften in einer definierten Position, so dass eine Übertragung des antriebsseitig vom Motorantrieb M über das Sonnenrad 13 in die Kupplungsvorrichtung R eingeleiteten Momentes über die Planetenräder 14 bis 16 auf das diesen zugeordnete Abtriebselement ermöglicht ist.
Die beiden abgewinkelten Federenden 10a, 10b der Schlingfeder 10 sind in einem Gehäuse 20 gelagert, das außerdem das Federelement 1 aufnimmt. Dieses drückt die beiden Federenden 10a, 10b der Schlingfeder 10 auseinander. Dadurch wird die Schlingfeder 10 derart vorgespannt, dass diese das Hohlrad 11 umschlingt und hierbei mit deren Innenfläche 18 gegen die Außenfläche 19 des Hohlrades 11 drückt. Hierzu wirkt jeweils einer der Endabschnitte 2 oder 3 des Federelementes 1 auf eines der beiden Federenden 10a bzw. 10b der Schlingfeder 10 ein. Die Schlingfeder 10 wird dabei derart gegen das Hohlrad 11 ver- oder vorgespannt, dass das Hohlrad 11 aufgrund der zwischen diesem und der Schlingfeder 11 wirkenden Reibkräfte bzw. des hiermit verbundenen Reibmomentes in einer definierten Lage gehalten ist. Die Federkonstante des Federelementes 1 – und somit die von dieser erzeugte Vorspannkraft – ist derart gewählt oder eingestellt, dass das vom Motorantrieb M erzeugte und über das Planeten getriebe 12 in die Kupplungsvorrichtung R eingeleitete Drehmoment nicht zu einem Verdrehen des Hohlrades 11 führt. Das Hohlrad 11 wird somit im Normalbetrieb der Verstelleinrichtung V (Motorbetrieb durch Bestromung des Motorantriebs M) mittels der Schlingfeder 10 drehfest gehalten.
Wird in die Kupplungsvorrichtung R abtriebsseitig über das die Planetenräder 14 bis 16 ein äußeres Drehmoment eingeleitet, welches größer ist als dasjenige Moment, das aus der vom Federelement 1 auf die Enden 10a, 10b der Schlingfeder 11 ausgeübten Kraft resultiert, so verdreht sich das Hohlrad 11 zusammen mit der Schlingfeder 11 unter Überwindung der Vorspannkraft des Federelementes 1 in Wirkrichtung des äußeren Drehmomentes Ma, bis – je nach Drehrichtung – das eine oder andere Federende 10a, 10b der Schlingfeder 10 mit einem hierfür vorgesehenen gehäuseseitigen Anschlag 21 bzw. 22 in Eingriff tritt. Das jeweilige Federende 10a oder 10b ist dann nicht mehr in Eingriff mit dem zugeordneten Endabschnitt 2 bzw. 3 des Federelementes 1, während der gegenüberliegende Endabschnitt 3 oder 2 weiterhin auf das zugeordnete Federende 10b bzw. 10a der Schlingfeder 1 einwirkt.
In Folge des Zusammenwirkens des einen Federendes 10a oder 10b mit dem zugeordneten gehäuseseitigen Anschlag 21 bzw. 22 wird einerseits das Federelement 1 gemäß dem Verlauf nach 3 deformiert. Andererseits wird die Schlingfeder 10 durch eine diese aufweitende Deformation in einen Zustand überführt, in dem ein Durchrutschen (Verdrehen) des Hohlrades 11 bezüglich der Schlingfeder 10 möglich ist. Hierbei handelt es sich nicht um eine Drehbewegung, der ein deutlich reduziertes Reibmoment entgegenwirkt, welches auf die Einwirkung des Federelementes 1 auf das andere Ende 10b oder 10a der Schlingfeder 10 zurückzuführen ist.
Wird das von außen eingeleitete Moment aufgehoben oder zumindest soweit reduziert, dass dieses Moment die Vorspannkraft des Federelementes 1 nicht mehr überwinden kann, so nimmt die Schlingfeder 10 unter der Wirkung der über das Federelement 1 auf die Federenden 10a, 10b übertragenen Kräfte wieder den in 4 gezeigten Arbeitszustand ein.
Die in 4 dargestellte Kupplungsvorrichtung R mit Schlingfederbremse zeichnet sich einerseits durch ein definiertes, mittels des Federelementes 1 bestimmtes Haltemoment in Form eines Reibmomentes aus, mit dem die Schlingfeder 10 das Hohlrad 11 drehfest hält. Andererseits ist ein durch das Federelement 1 bestimmtes Auslösemoment einstell- oder vorgebbar, welches überwunden werden muss, um durch Aufweitung der Schlingfeder 10 die Abtriebsseite der Kupplungsvorrichtung R von dem antriebsseitigen Motorantrieb M zu entkoppeln. Dabei wirkt die Schlingfeder 10 auch in dem aufgeweiteten (deformierten) Zustand, in dem ein Durchrutschen des Hohlrades 11 ermöglicht ist, noch mit einem durch die Federkraft des Federelementes 1 definierten, reduzierten Reibmoment auf das Hohlrad 11 ein.

1: Federelement
2, 3: Endabschnitt
4: Verbindungsabschnitt
5a bis 5d: Abschnitt/Auswölbung
6a bis 6c: Abschnitt/Einwölbung
7: Mäanderlinie
8: Verbindungslinie
10: Schlingfeder
10a, b: Federende
11: Hohlrad
12: Planetengetriebe
13: Sonnenrad
14 bis 16: Planetenrad
17: Getriebefläche
18: Innenfläche
19: Reibfläche
20: Gehäuse
21, 22: Anschlag
A: Arbeitspunkt
B: Biegemoment
C: Schwenkachse
D: Dachkantenbereich
F: äußere Kraft
K: Verstellteil/Heckklappe
L: Längsverzahnung
M: Motorantrieb
R: Kupplungsvorrichtung
S: Schubstange
V: Verstelleinrichtung
Z: Zahnrad

Claims

Federelement (1), das unter der Wirkung einer äußeren Kraft (F) elastisch deformierbar ist, mit einem zwischen zwei jeweils als Federschenkel ausgebildeten Endabschnitten (2, 3) verlaufenden Verbindungsabschnitt (4), der eine Mehrzahl von Auswölbungen (5a bis 5d) aufweist.
Federelement (1) nach Anspruch 1, bei dem die Auswölbungen (5a bis 5d) finger- oder höckerartig ausgebildet sind.
Federelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Auswölbungen (5a bis 5d) entlang einer zwischen den Endabschnitten (2, 3) verlaufenden Erstreckungsrichtung (x) hintereinander angeordnet sind.
Federelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Verbindungsabschnitt (4) entlang der Auswölbungen (5a bis 5d) einer Mäanderlinie (7) folgt, deren Umkehrpunkte freie Enden der Auswölbungen (5a bis 5d) bilden.
Federelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dessen Verbindungsabschnitt (4) derart ausgebildet und dessen Endabschnitte (2, 3) derart angeordnet sind, dass diese in eine Lage bringbar sind, in der sich die Endabschnitte (2, 3) unter Vorspannung im Wesentlichen entlang einer geraden Linie (8) erstrecken.
Federelement (1) nach Anspruch 5, bei dem bei einer freiendseitigen Belastung der beiden Endabschnitte (2, 3) mit entlang der geraden Linie (8) entgegengesetzt gerichteten äußeren Kräfte (F_x) der Verbindungsabschnitt (4) in Kraftrichtung (x) zusammengedrückt wird.
Federelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein Zusammendrücken des Verbindungsabschnittes (4) in Folge des Zusammendrückens der Auswölbungen (5a bis 5d) bewirkbar ist.
Federelement (1) nach Anspruch 7, bei dem das Zusammendrücken der Auswölbungen (5a bis 5d) in Folge einer Verringerung deren Ausdehnung in einer Richtung (x) entlang der geraden Linie (8) erfolgt.
Federelement (1) nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das Zusammendrücken der Auswölbungen (5a bis 5d) in Folge einer Verringerung des Abstandes zwischen benachbarten Auswölbungen (5a bis 5d) erfolgt.
Federelement (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem bei einer freiendseitigen Belastung der Endabschnitt (2, 3) mit entgegengesetzt entlang der geraden Linie (8) verlaufenden, insbesondere einen Grenzwert überschreitenden, äußeren Kräften (F) die beiden Endabschnitte (2, 3) derart bezüglich des Verbindungsabschnittes (4) umgebogen werden, dass sich die Endabschnitte (2, 3) freiendseitig aufeinander zu bewegen.
Federelement (1) nach Anspruch 10, bei dem beim Umbiegen der Endabschnitte (2, 3) zumindest ein Teil der Auswölbungen (5a bis 5d) gegeneinander abspreizbar ist, so dass der Abstand der Auswölbungen (5a bis 5d) freiendseitig zunimmt.
Federelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dessen Kraft-Weg-Kennlinie zumindest in einem Teilbereich im Wesentlichen eine Konstante bildet.
Federelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bestehend aus Federdraht oder aus Federband.
Verstelleinrichtung (V) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antrieb (M) und mit einer diesem nachgeordneten Kupplungsvorrichtung (R) zur Übertragung eines vom Antrieb (M) erzeugten Antriebsmomentes auf ein Verstellteil (K) des Kraftfahrzeugs sowie mit einem Federelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, das auf ein Bauelement (10) der Kupplungsvorrichtung (R) einwirkt.
Verstelleinrichtung (V) nach Anspruch 14, wobei das Federelement (1) auf die Enden (10a, 10b) einer Schlingfeder (10) einwirkt, die unter Ausbildung einer lösbaren Reibkupplung oder Reibbremse mit einem weiteren Bauteil (11) der Kupplungsvorrichtung (R) zusammenwirkt.