DE102004006560A1 - Method for increasing torque of spring wound around rotating component of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung eines Drehmomentes einer um einen, eine Längsachse aufweisenden Drehkörper angeordneten, vorgespannten Feder sowie auf eine Verwendung des Verfahrens. Verfahren zur Erhöhung von Drehmomenten vorgespannter Federn sind bekannt. Dabei ist beispielsweise vorgesehen, die vorgespannte Feder um eine drehbare Welle anzuordnen. Beide Enden der vorgespannten Feder sind dabei an Anschlägen fixiert, die zur drehbaren Welle gehören. Oftmals ist es dabei gewünscht, dass die auf diese Weise gelagerte, vorgespannte Feder für einen ersten Winkelweg ohne Krafteinwirkung verdreht wird. Nach maximal einer vollen Umdrehung der drehbaren Welle wird ein Ende der Feder an einen Anschlag gebracht, der in der Regel einem Gehäuseteil zuzuordnen ist. Wird anschließend die Drehbewegung fortgesetzt, kommt es zur Erhöhung des Drehmomentes durch die Einwirkung einer Kraft, die größer als die Vorspannkraft der Feder ist. Bei diesem Verfahren ist jedoch nachteilig, dass die vorgespannte Feder lediglich maximal eine volle Umdrehung ohne zusätzliche Krafteinwirkung realisieren kann, bevor es dann zu einer Erhöhung des Drehmomentes kommt. In der Technik ist es jedoch öfters wünschenswert, dass die vorgespannte Feder mehrere volle Umdrehungen absolviert, bevor es zu einer Erhöhung des Drehmomentes kommt. Mit den bekannten Vorrichtungen ist eine Realisierung dieser Wünsche jedoch nicht möglich.The The invention relates to a method for increasing a torque of a around one, a longitudinal axis having rotary body arranged, prestressed spring and to a use of the Process. Method for increasing Torques of prestressed springs are known. It is, for example provided to arrange the prestressed spring about a rotatable shaft. Both ends of the preloaded spring are fixed to attacks, which belong to the rotatable shaft. Often it is desired that the preloaded spring stored in this way for a first Winkelweg is twisted without force. After a maximum of one full turn of the rotatable shaft is an end of the spring brought a stop, which is usually a housing part is to be assigned. Will be afterwards the rotational movement continues, it comes to increasing the torque the action of a force greater than the biasing force of the Spring is. In this method, however, is disadvantageous that the preloaded spring only a maximum of one full turn without additional Force can realize before it then to an increase in the Torque comes. However, it is often desirable in engineering that the preloaded spring completes several full turns, before it becomes an increase of torque comes. With the known devices is a Realization of these wishes but not possible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erhöhung eines Drehmomentes einer um einen, eine Längsachse aufweisenden Drehkörper angeordneten, vorgespannten Feder zu schaffen, bei dem es möglich ist, die Erhöhung des Drehmomentes erst nach mehreren Umdrehungen der vorgespannten Feder ohne zusätzliche Kraftanwirkung einzuleiten. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Verwendung des Verfahrens zur Erhöhung des Drehmomentes zu schaffen.Of the The invention is therefore based on the object, a method for increasing a Torque arranged around a, having a longitudinal axis having rotary body, to create prestressed spring, with which it is possible to increase the Torque only after several revolutions of the preloaded spring without additional Initiate force action. The invention is further to provide a use of the method for increasing the torque.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Erhöhung eines Drehmomentes einer um einen, eine Längsachse aufweisenden Drehkörper angeordneten, vorgespannten Feder gelöst, deren erstes Ende und deren zweites Ende im Zustand der Vorspannung an einem ersten Anschlag beziehungsweise an einem zweiten Anschlag positioniert sind, die mit dem Drehkörper verbunden sind, bei dem der Drehkörper in einem ersten Schritt mit einer Schnecke ein Schneckenrad um eine Drehachse D antreibt, wobei für die Übersetzung i gilt: 2 < i < 50 und wodurch ein mindestens teilkreisförmiger Aufsatz, der mit dem Schneckenrad verbunden ist und an seiner Mantelfläche eine Nut mit einer ersten Begrenzung und einer zweiten Begrenzung aufweist, die einen Winkel ρ begrenzen, für den gilt:ebenfalls um die Drehachse D gedreht wird, wobei am Anfang des ersten Schrittes ein Stößel, dessen Längsachse parallel zur Längsachse des Drehkörpers verläuft, mit seinem der Feder abgewandten Ende an der ersten Begrenzung anliegt, bei dem in einem zweiten Schritt die Drehbewegung fortgesetzt wird, bis der Stößel die zweite Begrenzung erreicht hat, wobei der erste Schritt und der zweite Schritt ohne zusätzliche äußere Krafteinwirkung auf die Feder erfolgen und bei dem in einem dritten Schritt die Drehbewegung erneut fortgesetzt wird, wobei der Stößel über die zweite Begrenzung hinaus aus der Nut gegen die Kraft einer zwischen einem Anschlag des Stößels und einem Gehäuseanschlag angeordneten Druckfeder, aus der Nut herausgedrückt wird und dadurch mit seinem der Feder zugewandten Ende gegen das erste Ende der Feder zum Anliegen gebracht wird und die Drehbewegung abschließend fortgeführt wird, wobei das erste Ende ortsfest am Stößel anliegend verbleibt. Die Schnecke ist ein Teil des Drehkörpers, hat also mit dem Drehkörper eine gemeinsame Längsachse. In bevorzugter Weise ist das Schneckenrad als Teilkreiszahnsegment ausgebildet. Dies reduziert in vorteilhafter Weise den Platzbedarf. Der mindestens teilkreisförmige Aufsatz kann beispielsweise zylindrisch gestaltet sein. Es ist jedoch auch möglich, den Vollkreis dabei nicht vollständig auszubilden. Die erste Begrenzung der Nut kann beispielsweise rechtwinklig ausgebildet sein. Im Vergleich dazu ist jedoch die zweite Begrenzung in Form einer Schräge auszubilden, so dass der Stößel im dritten Schritt des Verfahrens allein durch die Drehbewegung des mindestens teilkreisförmigen Aufsatzes aus der Nut herausgedrückt werden kann. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass nach dem Verfahren eine Erhöhung des Drehmomentes der vorgespannten Feder relativ problemlos erfolgen kann, wobei vorab mehrere Umdrehungen unter Beibehaltung der Vorspannkraft der vorgespannten Feder realisiert werden können. Die Anzahl dieser Umdrehungen wird durch die Übersetzung i und den Winkel ρ vorab je nach Wunsch eingestellt. Sie lässt sich durch das Produkt gebildet aus der Übersetzung i und dem Winkel ρ geteilt durch 360 berechnen und muss > 1 sein. Beträgt ρ beispielsweise 66° und wird eine Übersetzung i von 22 gewählt, so ergeben sich daraus vier Umdrehungen, die unter Beibehaltung der Vorspannkraft der vorgespannten Feder realisiert werden können, ohne dass es dabei zu einer Erhöhung des Drehmomentes kommt. Die Erhöhung des Drehmomentes lässt sich somit erst nach vier Umdrehungen ohne zusätzliche Krafteinwirkung auf die bereits vorgespannte Feder einleiten, was in vielen technischen Bereichen gewünscht ist. Der dafür erforderliche zusätzliche konstruktive Aufwand ist äußerst gering. Solange der Stößel in der Nut des mindestens einen kreisförmigen Aufsatzes geführt wird, erfolgt somit keine Erhöhung des Drehmomentes. Erst wenn der Stößel aus der Nut herausgedrückt wird, kann der Stößel gegen das erste Ende der Feder zum Anliegen gebracht werden, was bei einer anschließenden Fortsetzung der Drehbewegung zwangsläufig zur Erhöhung des Drehmomentes führt.The object underlying the invention is achieved by a method for increasing a torque about a, having a longitudinal axis arranged rotary body, prestressed spring, the first end and the second end are positioned in the state of bias on a first stop or on a second stop , which are connected to the rotary body, in which the rotary body in a first step with a worm drives a worm wheel about a rotation axis D, wherein for the translation i applies: 2 <i <50 and whereby an at least part-circular essay with the worm wheel is connected and has on its lateral surface a groove with a first boundary and a second boundary, which limit an angle ρ, for which applies: is also rotated about the axis of rotation D, wherein at the beginning of the first step, a plunger whose longitudinal axis is parallel to the longitudinal axis of the rotating body, abuts with its end facing away from the spring at the first boundary, in which the rotational movement is continued in a second step until the plunger has reached the second limit, wherein the first step and the second step take place without additional external force on the spring and in which in a third step, the rotational movement is resumed, the plunger beyond the second boundary out of the groove against the Force of a arranged between a stop of the plunger and a housing stop compression spring is pushed out of the groove and thereby brought with its spring-facing end against the first end of the spring to rest and the rotational movement is finally continued, the first end fixed to the plunger remains attached. The worm is a part of the rotary body, so has a common longitudinal axis with the rotary body. Preferably, the worm wheel is formed as a partial circle tooth segment. This advantageously reduces the space requirement. The at least part-circular essay can be designed, for example, cylindrical. However, it is also possible not to fully train the full circle. The first boundary of the groove may for example be formed at right angles. In comparison, however, the second boundary is in the form of a bevel, so that the plunger can be pushed out of the groove in the third step of the method solely by the rotational movement of the at least partially circular attachment. It has surprisingly been found that by the method, an increase in the torque of the prestressed spring can be done relatively easily, with advance several revolutions can be realized while maintaining the biasing force of the prestressed spring. The number of these turns is set in advance by the ratio i and the angle ρ as desired. It can be calculated by the product formed from the translation i and the angle ρ divided by 360 and must be> 1. If ρ is for example 66 ° and a ratio i of 22 is selected, this results in four revolutions, which can be realized while maintaining the biasing force of the prestressed spring, without causing an increase in the torque. The increase in torque can thus be introduced only after four revolutions without additional force on the already preloaded spring, which is desired in many technical areas. He for that Required additional design effort is extremely low. As long as the plunger is guided in the groove of the at least one circular attachment, there is thus no increase in the torque. Only when the plunger is pushed out of the groove, the plunger against the first end of the spring can be made to rest, which inevitably leads to an increase in torque in a subsequent continuation of the rotational movement.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Schnecke eine Kombination aus Schneckenrad und mindestens teilkreisförmigem Aufsatz antreibt. Dabei ist vorteilhaft, dass das Schneckenrad und der mindestens teilkreisförmige Aufsatz als Einzelteil hergestellt werden können. Dabei ist vorteilhaft, dass auf eine Verbindung des Schneckenrades mit dem mindestens teilkreisförmigen Aufsatz verzichtet werden kann.A preferred embodiment of the invention is that the screw a combination of worm wheel and at least part-circular attachment drives. It is advantageous that the worm wheel and the at least part-circular Attachment can be made as a single item. It is advantageous that on a compound of the worm wheel with the at least part-circular attachment can be waived.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt im dritten Schritt das Herausdrücken des Stößels gegen die Kraft der Druckfeder, wobei der Stößel und die Druckfeder dieselbe Längsachse aufweisen. Diese Maßnahme wirkt sich vorteilhaft auf eine Reduzierung des Bauraumes aus.According to one Another preferred embodiment of the invention takes place in the third Step out the plunger against the force of the compression spring, wherein the plunger and the compression spring same longitudinal axis exhibit. This measure works advantageous for a reduction of space.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die vorgespannte Feder um eine als Drehkörper angeordnete Welle angeordnet wird. Dies erleichtert die Anordnung der vorgespannten Feder um den Drehkörper und vermeidet Beschädigungen der vorgespannten Feder, die beispielsweise durch ein Vierkantmaterial, das als Drehkörper eingesetzt wird, entstehen könnten.To a further preferred embodiment of the invention is provided that the prestressed spring is arranged around a shaft arranged as a rotary body becomes. This facilitates the arrangement of the prestressed spring the rotary body and avoids damage the preloaded spring, for example, by a square material, the as a revolving body is used, could arise.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich die Verwendung des Verfahrens in einem Stellantrieb zur Einstellung eines Ventilhubes eines Kraftfahrzeuges. Gerade die Einstellung des Ventilhubes soll dabei auf relativ einfache Weise erfolgen, was sich problemlos durch das erfindungsgemäße Verfahren realisieren lässt.object The invention is finally the use of the method in an actuator for adjustment a valve lift of a motor vehicle. Just the setting the valve stroke should be done in a relatively simple manner, which can be easily realized by the method according to the invention.
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (
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| US4828235A (en) * | 1987-07-29 | 1989-05-09 | Michigan Spring Company | Torsion spring assembly |
| US5630574A (en) * | 1995-02-08 | 1997-05-20 | Jamco Corporation | Torque shock absorber device |
| DE10252424A1 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Robert Bosch Gmbh | Helical spring, in particular used in throttle device of combustion engine, comprising specifically shaped upper and lower winding |
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2004
- 2004-02-10 DE DE200410006560 patent/DE102004006560A1/en not_active Withdrawn
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