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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Schlingfederfreilauf, beispielsweise zur Anwendung in Aktuatoren.
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Hintergrund der Erfindung
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Aus der
DE 10 2010 022 891 A1 ist ein Schlingfederfreilauf bekannt. Der Schlingfederfreilauf ermöglicht in einer Richtung eine Übertragung eines Drehmomentes von einem Antriebselement auf ein Abtriebselement und sperrt in der entgegengesetzten Richtung eine Übertragung eines Drehmomentes von dem Abtriebselement auf das Antriebselement.
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Der Schlingfederfreilauf umfasst eine Schlingfeder und ein ihr zugeordnetes Reibelement, welches als Hülse ausgebildet ist. Die Schlingfeder weist zwei abgewinkelte Federschenkelenden auf, welche jeweils in einem „schuhartigen„ Abstützelement aufgenommen sind. Die Schlingfeder wird zum Sperren einer Drehbewegung des Abtriebselementes in reibschlüssige Anlage mit einer Reibfläche der Hülse gebracht. Dazu greift ein Schließer, welcher mit dem Abtriebselement gekoppelt ist, an einer Seite des Abstützelementes an, wodurch die Schlingfeder unter Durchmesseränderung sich reibschlüssig an die Reibfläche der Hülse anlegt.
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Ein mit einem Antriebselement gekoppelter Öffner bewirkt das Loslösen der Schlingfeder von der Hülse. D. h. die Reibschlüssige Verbindung zwischen Schlingfeder und Hülse wird gelöst. Folglich kann ein Drehmoment von dem Antriebselement auf das Abtriebselement übertragen werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schlingfederfreilauf bereitzustellen, der ein geringes Schaltspiel aufweist. Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Aufgabe eines Verfahrens, zur Montage eines Schlingfederfreilaufs.
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Erfindungsgemäß wird die auf einen Schlingfederfreilauf gerichtete Aufgabe gelöst durch einen Schlingfederfreilauf mit einem Reibelement und mit einer Schlingfeder, wobei die Schlingfeder in reibschlüssige Anlage mit dem Reibelement bringbar ist und wobei die Schlingfeder entlang einer Achse gerichtet ist und zwei Federschenkelenden aufweist, wobei die Federschenkelenden in einem Abstützelement aufgenommen sind und das ein Öffnerelement und ein Schließelement an dem Abstützelement angreifen, wobei das Abstützelement zweiteilig ausgeführt ist, wobei das Abstützelement einen Grundkörper und eine Klemme aufweist, wobei die Klemme eine Aufnahme für ein Federschenkelende aufweist und wobei das Federschenkelende fest in der Klemme fixiert ist.
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Erfindungsgemäß wird die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe zur Montage eines Schlingfederfreilaufs gelöst durch einen Schlingfederfreilauf, bei dem ein Federschenkelende der Schlingfeder in der Aufnahme der Klemme fixiert wird, darauffolgend die Schlingfeder in einer Vorrichtung positioniert wird, wodurch die Lage der Federschenkelenden ausgerichtet wird und darauf folgend die Klemme mit dem Grundkörper verbunden wird.
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Zur Betätigung der Schlingfederfreiläufe greifen an den Federschenkelenden der Schlingfeder Öffner- und Schließelemente an. Fertigungsbedingt ist meist ein Federschenkelwinkel vorgegeben. Der Federschenkelwinkel wird durch die Federschenkelenden in Bezug auf die Achse der Schlingfeder gebildet. Der Federschenkelwinkel gibt ein Schaltspiel für das Öffner- und Schließelement vor, Der durch die Fertigung bedingte Federschenkelwinkel hat zur Folge, dass es sowohl an dem Schließelement als auch an dem Öffnerelement zu erhöhten Schaltspielen kommen kann, welches bei Betrieb zu einer erhöhten Geräuschentwicklung führen kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen Schlingfederfreilauf wird das Schaltspiel mittels des zweiteiligen Abstützelementes eingestellt. Üblicherweise ist man bestrebt, mehrteilige Bauteilausführungen zu vermeiden, um die anfallenden Kosten und den Montageaufwand möglichst gering zu halten. Nach Erkenntnis der Erfindung jedoch lohnt es sich in gegenteiliger Weise vorzugehen und ein zweiteiliges Abstützelement vorzusehen. Das zweiteilig ausgeführte Abstützelement ermöglicht, dass zuerst die Federschenkelenden fest in der Aufnahme der Klemme fixiert werden können. Die Federschenkelenden können zum Beispiel durch Verstemmen oder Einpressen in der Aufnahme fixiert werden. Dabei ist für jedes Federschenkelende eine Klemme vorgesehen. Die Schlingfeder kann nun so ausgerichtet werden, dass die Lage der Federschenkelenden zueinander verändert wird, d. h. der Federschenkelwinkel verändert sich. Bevorzugt verkleinert sich der Federschenkelwinkel, wodurch auch das Schaltspiel reduziert wird. Der Grundkörper kann nun lageorientiert mit der Klemme verbunden werden. Aufgrund des geringen Bauraums ist das Abstützelement klein und kompakt ausgeführt.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass das Öffnerelement und das Schließelement nicht direkt an den Federschenkelenden angreifen. Somit kann eine plastische Verformung der Federschenkelenden, des Öffnerelementes und des Schließelementes durch hohe Momente vermieden werden.
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In einer bevorzugten Ausbildung werden der Grundkörper und die Klemme nach Ausrichtung der Klemme stoffschlüssig miteinander verbunden. Der Grundkörper und die Klemme können verschweißt oder miteinander verlötet werden. Es sind auch form- oder kraftschlüssige Verbindungen, wie beispielsweise schrauben oder nieten, möglich.
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Vorzugsweise ist die Klemme aus einem dünnwandigen Blechwerkstoff hergestellt. Dadurch kann ein besonders leichtes Bauteil erzielt werden. Einstückig mit der Klemme ist die Aufnahme für das Federschenkelende der Schlingfeder ausgebildet. Die Aufnahme kann z. B. durch einen Umformprozess ausgebildet werden. Es ist jedoch auch möglich die Aufnahme als separates Bauteil zu fertigen und dieses durch Kraft-, Form- oder Stoffschluss mit der Klemme zu verbinden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Grundkörper an der Seite, an dem das Schließelement und das Öffnerelement angreifen, ein Dämpferelement auf. Über dieses Dämpferelement kann bei jedem Angriff des Schließelementes als auch des Öffnerelementes eine Dämpfung erreicht werden, wodurch unerwünschte Schaltgeräusche minimiert werden können. Das Dämpferelement kann einstückig mit dem Abstützelement oder als separates Bauteil ausgebildet sein.
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Vorzugsweise besteht das Dämpferelement aus einem Elastomer und ist an dem Grundkörper anvulkanisiert. Das Dämpferelement kann auch angeklebt oder durch eine formschlüssige Verbindung mit dem Abstützelement befestigt werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Außenkontur des Abstützelementes an einen Windungsabschnitt der Schlingfeder angepasst. Zudem kann auch die Innenkontur des Abstützelementes an eine Kontur eines benachbarten Bauteils, wie etwa dem Schließelement oder dem Öffnerelement, angepasst sein. Auf diese Weise kann eine optimale Integration des Abtstützelementes in den geringen Bauraum erreicht werden. Zudem wird erreicht, dass sich das Abstützelement und die benachbarten Bauteile nicht gegenseitig blockieren.
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Vorzugsweise kann der Schlingfederfreilauf in Aktuatoren zur Spur- oder Sturzverstellung oder zur Verstellung des Fahrzeugniveaus in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Solche Aktuatoren übernehmen sicherheitsrelevante Aufgaben. So soll sichergestellt werden, dass externe Lasten, die über das Fahrwerk in den Aktuator rückwärts eingeleitet werden, sicher aufgefangen werden, ohne dass der Aktuator unerwünschte Stellbewegungen durchführt. Der Aktuator weist einen Antriebsmotor und einen Gewindetrieb auf. Der Schlingfederfreilauf ist um den Gewindetrieb angeordnet und beide weisen eine gemeinsame Drehachse auf. Der Gewindetrieb weist eine Spindelmutter und eine Gewindespindel auf. Der Schlingfederfreilauf dient dazu, mittels des Antriebsmotors eine Rotation der Spindelmutter zu bewirken. Durch die Rotation der Spindelmutter findet eine axiale Verschiebung der Gewindespindel statt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von fünf Figuren dargestellt. Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht durch einen teilweise dargestellten erfindungsgemäßen Schlingfederfreilauf,
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2 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Schlingfederfreilaufs,
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3 eine Ansicht eines Abstützelementes des erfindungsgemäßen Schlingfederfreilaufs,
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4 eine Explosionsdarstellung des Abstützelementes gemäß 3, und
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5 eine Draufsicht einer Schlingfeder des erfindungsgemäßen Schlingfederfreilaufs.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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1 und 2 zeigen einen teilweise dargestellten Schlingfederfreilauf 1, welcher auf einer gemeinsamen Achse 1a ein Reibelement 2 sowie eine in dem Reibelement 2 angeordnete Schlingfeder 3 aufweist. Das Reibelement 2 ist zylindrisch und hohl ausgebildet.
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Die Schlingfeder 3 besteht aus einem Windungsabschnitt 4, von dem nach innen radial zwei Federschenkelenden 5, 6 abstehen. Die Federschenkelenden 5, 6 sind jeweils in einem Abstützelement 7, 8 aufgenommen. An den Abstützelement 7, 8 greift jeweils ein Öffnerelement 9 und ein Schließelement 10 an. Mittels des Schließelementes 10 wird die Schlingfeder 3 in reibschlüssige Anlage mit dem Reibelement 2 gebracht.
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Die 3 und 4 zeigen den Aufbau des Abstützelementes 7, 8. Wie daraus ersichtlich ist, ist das Abstützelement 7, 8 mehrteilig aufgebaut. Das Abstützelement 7, 8 besteht aus einem Grundkörper 11 und einer Klemme 12.
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Die Form des Grundkörpers 11 ist dabei leicht gebogen, wobei die Außenkontur- und die Innenkontur der benachbart angeordneten Bauteile, wie beispielsweise der Schlingfeder 3, entspricht. Ferner weist der Grundkörper 11 eine Ausnehmung 13 auf, die der Größe der Klemme 12 entspricht. Wie weiter ersichtlich ist, ist an beiden Seiten des Grundkörpers 11 ein Dämpferelement 14 vorgesehen, das beispielsweise aus einem Elastomer besteht. Das jeweilige Dämpfungselement kann anvulkanisiert oder angeklebt sein oder auch mechanisch fixiert werden.
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Die Klemme 12 ist aus einem dünnwandigen Blechwerkstoff hergestellt. Ferner weist die Klemme 12 eine Aufnahme 15 auf, welche durch einen Umformprozess des Blechwerkstoffes hergestellt wird. Die Form der Aufnahme 15 ist jeweils an das Federschenkelende 5, 6 angepasst. Die Aufnahme 15 dient zur Aufnahme und zur festen Fixierung der Federschenkelenden 5, 6.
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Das Abstützelement 7, 8 wird wie folgt an der Schlingfeder montiert:
Zuerst wird das Federschenkelende 5, 6 fest in der Aufnahme 15 der Klemme 12 fixiert. Dies kann beispielsweise mittels Einpressen oder Verstemmen erfolgen. Darauffolgend wird die Schlingfeder 3 in einer Vorrichtung positioniert bzw. eingelegt, in der dann der Grundkörper 11 positioniert wird. Der Grundkörper 11 wird lageorientiert mit der Klemme 12 verbunden. Dazu wird die Klemme 12 in der Ausnehmung 13 positioniert und mit dem Grundkörper 11 mittels schweißen, schrauben oder nieten fest verbunden.
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5 dient zur Erläuterung des Schaltspiels. Das Schaltspiel wird durch einen Federschenkelwinkel α definiert. Das bedeutet, dass gedachte Linien von den Federschenkelenden 5, 6 zur Achse 1a in einer Projektion entlang der Achse laden Federschenkelwinkel α ausbilden. Je größer der Federschenkelwinkel α ist, desto größer ist das Schaltspiel. Anhand des erfindungsgemäßen Schlingfederfreilaufs kann das fertigungsbedingte und somit vorgegebene Schaltspiel minimiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1a
- Achse
- 1
- Schlingfederfreilauf
- 2
- Reibelement
- 3
- Schlingfeder
- 4
- Windungsabschnitt
- 5
- Federschenkelende
- 6
- Federschenkelende
- 7
- Abstützelement
- 8
- Abstützelement
- 9
- Öffnerelement
- 10
- Schließelement
- 11
- Grundkörper
- 12
- Klemme
- 13
- Ausnehmung
- 14
- Dämpferelement
- 15
- Aufnahme
- α
- Federschenkelwinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010022891 A1 [0002]
