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Die Erfindung betrifft einen Entkoppler zur Übertragung eines Antriebsmoments von einem Drehantrieb auf einen Drehabtrieb, mit:
- - einem im Antriebsmomentfluss seitens des Drehantriebs angeordneten Antriebsteil,
- - einem im Antriebsmomentfluss seitens des Drehabtriebs angeordneten Abtriebsteil und
- - einer das Antriebsmoment vom Antriebsteil auf das Abtriebsteil übertragenden Schraubendrehfeder.
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Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung betrifft einen Entkoppler, der Drehschwingungen und -ungleichförmigkeiten kompensiert, die von der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine in deren Nebenaggregate-Riementrieb eingeleitet werden. Derartige Riemenscheibenentkoppler werden in der englischsprachigen Fachliteratur typischerweise als Isolator oder Decoupler bezeichnet, die mit oder ohne Freilauf auf der Welle des Generators angeordnet sind. Die Kompensation erfolgt durch eine zwischen der Riemenscheibe und der Nabe eingespannte Schraubendrehfeder, die je nach konstruktiver Ausführung des Entkopplers das antreibende Drehmoment in nur eine oder in beide Richtungen auf die Generatorwelle überträgt.
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Bei letztgenannter Ausführung ohne Freilauf erfolgt die Antriebsmomentübertragung sowohl von der (antreibenden) Riemenscheibe auf die (angetriebene) Nabe als auch umgekehrt von der (antreibenden) Nabe auf die (angetriebene) Riemenscheibe. Diese Ausführung ist insbesondere von Nebenaggregate-Riementrieben mit einem Startergenerator bekannt, der im generatorischen Betrieb von der Brennkraftmaschine angetrieben wird und im motorischen Betrieb die Brennkraftmaschine zum Starten oder Boosten antreibt, s. beispielsweise
US 9,453,538 B2 .
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Bei der erstgenannten Ausführung mit Freilauf erfolgt die Drehmomentübertragung nur in Richtung des Nebenaggregats, d.h. von der stets antreibenden Riemenscheibe auf die stets angetriebene Nabe. Die dazu umgekehrte Übertragung wird durch den Freilauf verhindert, der mit der Schraubendrehfeder in Reihe geschaltet ist und das Überholen des (trägen) Nebenaggregats gegenüber der verzögernd rotierenden Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ermöglicht. Derartige Entkoppler sind jeweils als Riemenscheibenentkoppler aus der
EP 1 844 245 B1 und der
US RE45,156 E bekannt.
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Die aus den zitierten Druckschriften bekannten Entkoppler sind jeweils mit einem Überlastschutz der Schraubendrehfeder ausgeführt. Der Überlastschutz beschränkt die Eigenverdrehung der Federwindungen und schützt damit die Feder vor unzulässig hohen Biegespannungen als hauptsächliche Materialbeanspruchung einer Drehfeder.
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Der aus der
US 9,453,538 B2 bekannte Überlastschutz basiert darauf, dass sich die einzelnen Federwindungen bei zunehmender Öffnung, d.h. bei Durchmesseraufweitung des mit Drehmoment belasteten Wickelkörpers sukzessive in die Bohrung der Riemenscheibe anlegen. Die in Anlage befindlichen Federwindungen nehmen mangels weiterer elastischer Verformung keine Federarbeit mehr auf, sondern verzweigen den Drehmomentfluss direkt in die Riemenscheibe. Das sukzessive Blockieren der Federwindungen geht mit einer progressiv ansteigenden Federrate einher.
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Der in der
EP 1 844 245 B1 vorgeschlagene Überlastschutz bedient sich ebenfalls der Durchmesseränderung des sich aufweitenden oder zusammenziehenden (Englisch: uncoil bzw. coil) Wickelkörpers einer in Öffnungs- bzw. Schließrichtung belasteten Schraubendrehfeder. In diesem Fall hat der Entkoppler eine die Schraubendrehfeder umgreifende Spreizhülse, deren Durchmesser sich mit der in Öffnungsrichtung belasteten Schraubendrehfeder vergrößert. Die Aufweitung und dementsprechend die Biegespannungen des Wickelkörpers werden durch den als Schlingband ausgebildeten Freilauf begrenzt, der radial zwischen der Spreizhülse und der Riemenscheibe angeordnet ist. Die sich im Schlingband aufspreizende Spreizhülse bewirkt, dass ein die maximale Aufweitung des Wickelkörpers übersteigendes Antriebsmoment der Riemenscheibe direkt via Schlingband, Spreizhülse und den durch die maximale Aufweitung blockierten Federwindungen auf die Nabe übertragen wird.
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Die Schraubendrehfeder des Entkopplers gemäß der
US RE45,156 E ist durch den antriebseitigen Federteller gegen Überlast geschützt. Dieser Federteller ist mittels eines Drehanschlags nur beschränkt gegenüber der Nabe und dementsprechend auch nur beschränkt gegenüber dem nabenfesten abtriebseitigen Federteller verdrehbar. Folglich sind das von der dazwischen eingespannten Schraubendrehfeder übertragbare Drehmoment und deren Biegespannungen durch den relativen Verdrehwinkel der Federteller und damit der Federenden beschränkt, wobei darüber hinaus gehendes Drehmoment vom antriebseitigen Federteller direkt über den Drehanschlag auf die Nabe übertragen wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative Konstruktion eines Entkopplers der eingangs genannten Art mit einer progressiv ansteigenden Federrate und/oder einem Überlastschutz der Schraubendrehfeder anzugeben.
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Die Lösung hierfür ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach soll die Schraubendrehfeder einen oder mehrere Drehanschläge mit jeweils zwei in Federaxialrichtung überlappenden Anschlagpartnern haben, die bei sich spannender Schraubendrehfeder sich umfänglich annähern und im gegenseitigen Kontakt die Drehmomentübertragung über die Federwindung kurzschließen, die diese Anschlagpartner verbindet. Der mechanische Kurzschluss bewirkt, dass die kurzgeschlossene Federwindung mangels weiterer elastischer Verformung keine zusätzliche Federarbeit aufnehmen kann und dass folglich deren Biegespannungen nach oben hin beschränkt werden. Im Anschlag teilt sich der Antriebsmomentfluss auf und hat einerseits einen nach oben beschränkten Drehmomentanteil über die gleichsam eigenblockierte Federwindung und andererseits einen darüber hinaus gehenden Drehmomentanteil über den gegenseitigen Kontakt der Anschlagpartner. Das ermöglicht es, den Fluss des vom Entkoppler übertragenen Antriebsmoments bei zulässigen Biegespannungen stets vollständig über die Federenden zu leiten. Dennoch kann die erfindungsgemäße Schraubendrehfeder alternativ mit einem bekannten Überlastschutz, d.h. mit einer Verzweigung des Drehmomentflusses zwischen den Federenden oder mit einer Beschränkung des von der Schraubendrehfeder übertragbaren Drehmoments gemäß den eingangs zitierten Druckschriften kombiniert werden.
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Je nach Anzahl der Drehanschläge erfolgt der mechanische Kurzschluss an einer, mehreren oder allen Federwindungen entweder gleichzeitig oder sukzessive. Ein sicherer Überlastschutz der Schraubendrehfeder ergibt sich beispielsweise dadurch, dass die Drehanschläge sämtliche Federwindungen gleichzeitig, d.h. bei einem einzigen Verdrehwinkel der Schraubendrehfeder kurzschließen. Eine gestuft progressive Federrate ergibt sich demgegenüber dadurch, dass die Drehanschläge einzeln oder in Gruppen sukzessive bei unterschiedlichen Verdrehwinkeln der Schraubendrehfeder anschlagen.
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Unter dem Verdrehwinkel ist vorliegend die die Schraubendrehfeder spannende Relativverdrehung der beiden Federenden zu verstehen.
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Die Kennlinie der erfindungsgemäßen Schraubendrehfeder und insbesondere deren Progression kann gegenüber bekannten Entkopplern vergleichsweise präzise eingestellt werden, da das Blockieren einer Federwindung formschlüssig über den Drehanschlag erfolgt und von der schwankenden Kontaktreibung zu äußeren Reibpartnern entkoppelt ist. Ein Vorteil gegenüber nur beschränkt verdrehbaren Federtellern gemäß der
US RE45,156 E besteht in der Möglichkeit, die progressive Kennlinie (mit endlichen Federraten) überhaupt zu erzeugen. Denn bei der bekannten Ausführung ist die effektive Federrate unendlich groß, wenn die beiden Federteller maximal zueinander verdreht sind.
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Die Drehanschläge können als separate Bauteile mit dem Federdraht gefügt sein. In Abhängigkeit der konstruktiven Ausführung des Drehanschlags und je nach Wickelverfahren kann das Fügen in einem oder mehreren Teilschritten entweder vor dem Wickeln oder nach dem Wickeln oder sowohl vor als auch nach dem Wickeln des Wickelkörpers erfolgen. Dasselbe gilt für dessen Wärmebehandlung. Das Fügen der Drehanschläge kann formschlüssig, beispielsweise mittels einer Niet- oder Clipsverbindung, kraftschlüssig, beispielsweise mittels eines Pressverbands oder - einen geeigneten Werkstoff des Federdrahts vorausgesetzt - stoffschlüssig beispielsweise mittels einer Schweißverbindung erfolgen.
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Alternativ können die Drehanschläge einstückig beispielsweise mittels Zerspanung oder axial angeformter Stufen des Federdrahts mit bzw. ohne dessen Querschnittsänderung angeformt sein. Auch eine additive Herstellung (3D-Druck) der Schraubendrehfeder ist denkbar.
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Eine durch die Drehanschläge erzeugte Unwucht der mit dem Entkoppler rotierenden Schraubendrehfeder ist erforderlichenfalls durch geeignete Ausgleichsmassen an den Federwindungen zu kompensieren.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen erfindungsgemäße Schraubendrehfedern eines Entkopplers für den im Nebenaggregate-Riementrieb einer Brennkraftmaschine angeordneten Generator schematisch dargestellt sind. Es zeigen:
- 1a einen bekannten Entkoppler in perspektivischem Längsschnitt;
- 1b den Entkoppler gemäß 1 in perspektivischer Explosion;
- 2a eine erste Schraubendrehfeder in ungespanntem Zustand;
- 2b die erste Schraubendrehfeder in Blockstellung;
- 3a eine Abwicklung der ersten Schraubendrehfeder im ungespannten Zustand;
- 3b die Abwicklung der ersten Schraubendrehfeder in der Blockstellung;
- 4 die Federkennlinie der ersten Schraubendrehfeder;
- 5a eine zweite Schraubendrehfeder in ungespanntem Zustand;
- 5b die zweite Schraubendrehfeder in einer ersten Blockstellung;
- 5c die zweite Schraubendrehfeder in einer zweiten Blockstellung;
- 5d die zweite Schraubendrehfeder in vollständiger Blockstellung;
- 6a eine Abwicklung der zweiten Schraubendrehfeder im ungespannten Zustand;
- 6b die Abwicklung der zweiten Schraubendrehfeder in der ersten Blockstellung;
- 6c die Abwicklung der zweiten Schraubendrehfeder in der zweiten Blockstellung;
- 6d die Abwicklung der zweiten Schraubendrehfeder in der vollständigen Blockstellung;
- 7 die Federkennlinie der zweiten Schraubendrehfeder;
- 8a eine dritte Schraubendrehfeder in ungespanntem Zustand;
- 8b die dritte Schraubendrehfeder in Blockstellung;
- 9a eine Abwicklung der dritten Schraubendrehfeder im ungespannten Zustand;
- 9b die Abwicklung der dritten Schraubendrehfeder in der Blockstellung;
- 10 die Federkennlinie der dritten Schraubendrehfeder;
- 11 einen ersten Drehanschlag in Draufsicht und Seitenansicht;
- 12 einen zweiten Drehanschlag in Draufsicht und Seitenansicht;
- 13 den Anschlagpartner eines dritten Drehanschlags in Draufsicht und Seitenansicht;
- 14 den Anschlagpartner eines vierten Drehanschlags in Draufsicht und Seitenansicht;
- 15 den Anschlagpartner eines fünften Drehanschlags in Draufsicht und Seitenansicht;
- 16 den Anschlagpartner eines sechsten Drehanschlags in Draufsicht und Seitenansicht;
- 17 den Anschlagpartner eines siebten Drehanschlags in Draufsicht und Seitenansicht;
- 18 eine vierte Schraubendrehfeder in perspektivischer Ansicht.
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Die Erfindung sei ausgehend von den 1a und 1b erläutert, die den bekannten Entkoppler eines Nebenaggregate-Riementriebs im Zusammenbau bzw. in der Explosion zeigt. Der Entkoppler überträgt das Antriebsmoment des Riemens als Drehantrieb auf die Generatorwelle als Drehabtrieb und umfasst als Antriebsteil eine hohlzylindrische Riemenscheibe 1, deren vom Riemen umschlungener Außenmantel 2 der Poly-V-Form des Riemens entsprechend profiliert ist und die vom Riemen in der in 1b eingezeichneten Drehrichtung angetrieben wird. Die Riemenscheibe 1 ist drehbar auf einer Nabe 3 gelagert, die als Abtriebsteil fest mit der Generatorwelle verschraubt wird. Die Lagerung der Riemenscheibe 1 auf der Nabe 3 erfolgt am generatorseitigen Ende radial und axial mittels eines Kugellagers 4 und am generatorfernen Ende radial mittels eines Gleitlagers 5.
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Die Riemenscheibe 1 hat am generatorfernen Ende eine im Durchmesser gestufte Erweiterung 6, in die nach dem Verschrauben des Entkopplers 1 auf die Generatorwelle eine Schutzkappe 7 eingeschnappt wird.
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Die für die Funktion des Entkopplers wesentlichen Komponenten sind eine als Schlingband 8 ausgebildete Einwegkupplung und eine - bezüglich des Antriebsmomentflusses von der Riemenscheibe 1 auf die Nabe 3 - mit dem Schlingband 8 in Reihe geschaltete Schraubendrehfeder 9. Das Schlingband 8 und die Schraubendrehfeder 9 erstrecken sich koaxial zur Drehachse 10 des Entkopplers, wobei das Schlingband 8 radial zwischen der Riemenscheibe 1 und der Schraubendrehfeder 9 angeordnet ist.
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Die Schraubendrehfeder 9 ist aus Federdraht mit einem nicht kreisförmigen und vorliegend rechteck- oder trapezförmigen Drahtquerschnitt rechts gewickelt und hat einen zylindrischen Außenmantel. Das links gewickelte Schlingband 8 hat einen rechteckigen Drahtquerschnitt und einen zylindrischen Innenmantel, der den Außenmantel der Schraubendrehfeder 9 mit radialem Abstand umschließt. Sowohl das Schlingband 8 als auch die Schraubendrehfeder 9 haben beidseitig schenkellose Enden, die den Wickelkörper des Schlingbands 8 bzw. der Schraubendrehfeder 9 bei der Übertragung des Antriebsmoments radial aufweiten. Dabei verspannt sich das im Drehmomentfluss seitens der Riemenscheibe 1 verlaufende erste Schlingbandende 11 gegen den zylindrischen Innenmantel einer ersten Hülse 12, die in der Riemenscheibe 1 mittels eines Pressverbands drehbefestigt ist. Das im Drehmomentfluss seitens der Schraubendrehfeder 9 verlaufende zweite Schlingbandende 13 verspannt sich gegen den zylindrischen Innenmantel einer zweiten Hülse 14, die in der ersten Hülse 12 drehbar gelagert ist und deren Innenmantel den gleichen Durchmesser wie der Innenmantel der ersten Hülse 12 neben der Drehlagerung hat.
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Das von der Riemenscheibe 1 eingeleitete Antriebsmoment wird jeweils durch Haftreibung zwischen dem unter Last aufgeweiteten Schlingband 8 und der ersten Hülse 12 einerseits und der zweiten Hülse 14 andererseits in die Schraubendrehfeder 9 eingeleitet und von dort aus auf die Nabe 3 übertragen. Die auf die zweite Hülse 14 wirkenden Axialkräfte der Schraubendrehfeder 9 werden über einen Gleitlagerring 15 am Innenring des Kugellagers 4 abgestützt.
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Die Einleitung des Antriebsmoments von der zweiten Hülse 14 in die Schraubendrehfeder 9 erfolgt über einen axial an der Schraubendrehfeder 9 anliegenden Federteller 16, der an der zweiten Hülse 14 einstückig angeformt ist und einen (in den Figuren nicht sichtbaren) Mitnehmer hat, der mit dem seitens der Riemenscheibe 1 verlaufenden antriebseitigen Federende 17 in stirnseitigem Kontakt steht. Das die Nabe 3 antreibende abtriebseitige Federende 18 steht in gleicher Weise mit dem (ebenfalls nicht sichtbaren) Mitnehmer eines an der Nabe 3 angeformten Federtellers 19 in stirnseitigem Kontakt, so dass das von der Schraubendrehfeder 9 übertragene Antriebsmoment deren Wickelkörper in (Durchmesser vergrößernder) Öffnungsrichtung belastet.
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Die Federteller 16, 19 greifen jeweils mit einem (ebenfalls nicht sichtbaren) Vorsprung in eine Ausnehmung 20 des zugehörigen Federendes 17 bzw. 18 ein. Dieser umfängliche Formschluss dient als sogenannter „anti-ramp-up“-Mechanismus und verhindert im Überholbetrieb des Entkopplers, dass das Gleitreibmoment des dann in einer oder beiden Hülsen 12, 14 durchrutschenden Schlingbands 8 zu einer Verdrehung der Schraubendrehfeder 9 relativ zu einem oder beiden Federtellern 16, 19 führt. Bei diesem unerwünschten Rampenhochlauf entfernen sich ein oder beide Federenden 17, 18 in Umfangsrichtung von den zugehörigen Mitnehmern, gleiten auf einem bzw. beiden rampenförmigen Federtellern 16, 19 axial hoch und schnappen hinter den Mitnehmern unter unerwünschter Geräuschbildung wiederholt herunter.
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Eine erste Schraubendrehfeder 209, die anstelle der bekannten Schraubendrehfeder 9 der 1 zum Einsatz in einem erfindungsgemäßen Entkoppler kommen kann, sei nachfolgend anhand der 2 bis 4 erläutert. Wie es durch die an den Federenden 17, 18 angreifenden Kraftpfeile symbolisiert ist, wird die Schraubendrehfeder 209 durch die Mitnehmer der Federteller 16, 19 (s. 1) ebenfalls in Wickelöffnungsrichtung belastet. 2a zeigt die Schraubendrehfeder 209 im ungespannten Zustand und 2b in vollständiger Blockstellung. Diese wird durch acht Drehanschläge mit jeweils zwei in Federaxialrichtung überlappenden Anschlagpartnern Sia und Sib mit i = 1 bis 8 erzeugt, die gegenüber den Federwindungen axial hervorspringen und sich mit zunehmender Antriebsbelastung der Schraubendrehfeder 209 umfänglich paarweise bis zum gegenseitigen Kontakt annähern. Im Zustand des Anschlagkontakts wird die Antriebsmomentübertragung über diejenige Federwindung kurzgeschlossen, die die gegenseitigen Anschlagpartner Sia und Sib miteinander verbindet. Dabei wird das von der kurzgeschlossenen Federwindung übertragene Drehmoment auf einen Maximalwert beschränkt, und darüber hinaus gehendes Antriebsmoment wird direkt über den Kontakt der im gegenseitigen Anschlag befindlichen Anschlagpartner Sia und Sib übertragen.
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Die Drehanschläge der Schraubendrehfeder 209 haben umfänglich so zueinander positionierte Anschlagpartner Sia und Sib, dass die in 2a dargestellte Blockstellung, in der die Antriebsmomentübertragung über sämtliche Federwindungen kurzgeschlossen ist, gleichzeitig bei nur einem Verdrehwinkel α der Federenden 17, 18 zueinander erreicht wird. Eine beispielhafte Positionierung der Drehanschläge ist in den 3 als schematische Teilabwicklung des Wickelkörpers mit den Anschlagpartnern S1 bis S4 dargestellt. 3a zeigt die ungespannte Schraubendrehfeder 209 gemäß 2a, und 3b zeigt die bis auf Blockstellung gespannte Schraubendrehfeder 209 gemäß 2b. Im ungespannten Zustand beträgt der umfängliche Abstand der Anschlagpartner Sia und Sib 360° entsprechend einer ganzen Federwindung zuzüglich 30° für den freien Federweg der Anschlagpartner Sia und Sib bis zu deren gegenseitigem Kontakt. Das Öffnen des mit dem Antriebsmoment belasteten Wickelkörpers der Schraubendrehfeder 209 bewirkt, dass sich die Bogenlänge jeder Federwindung bei verkleinernder Anzahl der Federwindungen vergrößert und dementsprechend sich der umfängliche Abstand der Anschlagpartner Sia und Sib verkleinert. Das zeigt 3b, in der der umfängliche Abstand der im gegenseitigen Kontakt befindlichen Anschlagpartner Sia und Sib jeweils 360° beträgt.
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Für die Anzahl n ganzer Federwindungen und für die Anzahl m der Drehanschläge gilt vorliegend: n=m=8. Folglich beträgt der gegenseitige Verdrehwinkel α der Federenden zwischen dem ungespannten Zustand bis zur Blockstellung der Schraubendrehfeder 209: 8×30°=240°. 4 zeigt die zugehörige Federkennung, in der das von der Schraubendrehfeder 209 übertragene Antriebsmoment T über dem Verdrehwinkel α und der bei Erreichen der Blockstellung (unendlich) steile Gradient des Antriebsmoments T vereinfacht dargestellt sind.
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Die 5 bis 7 zeigen eine zweite erfindungsgemäße Schraubendrehfeder 509, die gegenüber der Schraubendrehfeder 209 eine mehrstufig progressive Kennlinie aufweist. Die Anschlagpartner Sia und Sib sind zu diesem Zweck umfänglich so positioniert, dass die Drehanschläge sukzessive bei unterschiedlichen Verdrehwinkeln α der Schraubendrehfeder 509 in gegenseitigen Kontakt kommen.
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Die Anzahl ganzer Federwindungen beträgt beispielhaft n=3. Wie es aus den 6 hervorgeht, beträgt bei ungespannter Schraubendrehfeder 509 der umfängliche Abstand der Anschlagpartner S1a und S1b: 360°+30°=390°, der Anschlagpartner S2a und S2b: 360°+30°+20°=410° und der Anschlagpartner S3a und S3b: 360°+30°+20°+10°=420°. Der gegenseitige Verdrehwinkel α der Federenden 17 und 18 bis zum Erreichen sämtlicher Blockstellungen der Federwindungen beträgt folglich: 3×30°+2×20°+10°=140°.
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7 zeigt die zugehörige Federkennung mit dem gestuft progressiv ansteigenden Antriebsmoment T, dessen Gradient erst bei Erreichen der Blockstellung sämtlicher Drehanschläge (unendlich) steil wird.
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Die 8 bis 10 zeigen eine dritte erfindungsgemäße Schraubendrehfeder 809, die gegenüber den Schraubendrehfedern 209 und 509 gemäß den eingezeichneten Kraftpfeilen in Wickelschließrichtung belastet ist. In diesem Fall zieht sich der mit dem Antriebsmoment belastete Wickelkörper unter Verkleinerung seines Durchmessers zusammen, so dass sich die Bogenlänge jeder Federwindung bei vergrößernder Anzahl der Federwindungen verkleinert und sich dementsprechend der umfängliche Abstand der Anschlagpartner Sia und Sib vergrößert. Das zeigen die 9, in der sich der umfängliche Abstand der Anschlagpartner Sia und Sib jeweils von 330° bei ungespannter Schraubendrehfeder 809 auf 360° bei vollständiger Blockstellung vergrößert.
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10 zeigt die zugehörige Federkennung, in der das von der Schraubendrehfeder 809 übertragene Antriebsmoment T über dem Verdrehwinkel α und der bei Erreichen der Blockstellung (unendlich) steile Gradient des Antriebsmoments T mit entsprechendem Vorzeichenwechsel der in Wickelschließrichtung belasteten Schraubendrehfeder 809 vereinfacht dargestellt sind.
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Die Herstellung erfindungsgemäßer Schraubendrehfedern kann durch Fügen der Drehanschläge mit dem Federdraht erfolgen. Beispielhafte Fügeverbindungen sind den 11 bis 17 entnehmbar. In den dargestellten Beispielen hat der Wickelkörper in Federaxialrichtung beabstandete Federwindungen mit rechteckigem Drahtquerschnitt, und die dazwischen überlappenden Anschlagpartner Sia und Sib verlaufen vollständig innerhalb dieses Axialabstands.
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11: Die Anschlagpartner Sia und Sib sind jeweils durch einen den Federdraht - zweckmäßigerweise in der Nähe dessen neutralen Faser - durchsetzenden Stift 21 gebildet, der gegenüber dem Federdraht axial beidseitig vorspringt und auf einer Seite einen Anschlagpartner Sib eines ersten Drehanschlags bildet und auf der anderen Seite einen Anschlagpartner Si+1a eines darauf folgenden, zweiten Drehanschlags bildet. Die vorspringenden Endabschnitte des Stifts 21 können zwecks reduzierter Kontaktpressung abgeflacht sein.
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12: Die Anschlagpartner Sia und Sib sind jeweils durch eine u-förmige Klammer 22 gebildet, die die Federwindung zwecks Fliehkraftabstützung innenseitig umgreift und mit Bohrungen schwenkbeweglich auf dem Stift 21 gehaltert ist. Die Klammer 22 bildet auf einer Seite einen Anschlagpartner Si+1a und auf der anderen Seite einen Anschlagpartner Sib, die sich infolge der schwenkbeweglichen Halterung der Klammer 22 flächig an deren Anschlagpartnern Sib des ersten Drehanschlags bzw. Si+1a des zweiten Drehanschlags ausrichten können.
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13: Die Klammer 22 ist als Variante zu 12 mit einer elastisch verformbaren Aussparung quer auf den Stift 21 aufgeclipst.
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14: Die Anschlagpartner Sia und Sib sind jeweils durch ein Flachstück 23 gebildet, das auf den vorspringenden Endabschnitten des Stifts 21 befestigt ist.
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15: Die Anschlagpartner Si+1a und Sib sind jeweils durch einen den Federdraht durchsetzenden Stift 21 gebildet, dessen vorspringende Endabschnitte zwecks reduzierter Flächenpressung als Variante zu 11 im Durchmesser erweitert sind. Die Durchmessererweiterung kann durch Verstemmen oder Vernieten erzeugt werden.
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16: Die vorspringenden Endabschnitte des Stifts 21 sind als Variante zu 15 nicht abgeflacht sondern kreisrund.
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17: Die vorspringenden Endabschnitte des Stifts 21 sind als Variante zu 15 beidseitig abgeflacht.
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Bei nicht dargestellten, weiteren Ausführungen können die Anschlagpartner ohne den Stift 21, d.h. unmittelbar stoff- oder formschlüssig mit dem Federdraht gefügt sein. Unabhängig davon können eine oder mehrere Federwindungen jeweils zwei oder mehr Drehanschläge haben, um einer unzulässig hohen Unwucht der rotierenden Schraubendrehfeder entgegenzuwirken.
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Die mit den Federenden 17, 18 gefügten Drehanschläge können ggfls. nach einem axial stirnseitigen Schleifvorgang der Federenden 17, 18 montiert werden und/oder Teil des eingangs erläuterten „anti-ramp-up“-Mechanismus bilden.
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18 zeigt eine erfindungsgemäße Schraubendrehfeder 1809 mit einem in Öffnungsrichtung belasteten Wickelkörper, der aus einem kreisförmigen Federdraht mit einteilig daran angeformten Drehanschlägen mit den Anschlagpartnern Sia und Sib mit i=1 bis 3 hergestellt ist.
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Der Einsatz erfindungsgemäßer Schraubendrehfedern ist nicht auf die zuvor beschriebene Anwendung in einem Entkoppler beschränkt, sondern kann grundsätzlich überall dort stattfinden, wo die Schraubendrehfeder einen Überlastschutz oder eine präzise einstellbare Progression der Federkennung aufweisen soll.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Riemenscheibe
- 2
- Außenmantel
- 3
- Nabe
- 4
- Kugellager
- 5
- Gleitlager
- 6
- Erweiterung
- 7
- Schutzkappe
- 8
- Schlingband
- 9
- Schraubendrehfeder
- 10
- Drehachse
- 11
- erstes Schlingbandende
- 12
- erste Hülse
- 13
- zweites Schlingbandende
- 14
- zweite Hülse
- 15
- Gleitlagerring
- 16
- Federteller
- 17
- Federende
- 18
- Federende
- 19
- Federteller
- 20
- Ausnehmung
- 21
- Stift
- 22
- Klammer
- 23
- Flachstück
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 9453538 B2 [0003, 0006]
- EP 1844245 B1 [0004, 0007]
- US RE45156 E [0004, 0008, 0013]
