DE102007004600A1

DE102007004600A1 - Adjustable coil-spring brake, has pressing element e.g. leaf spring, and adjustment mechanism activating coil-spring brake, such that only subset of windings of coil spring decelerates shaft to be braked during rotation of shaft

Info

Publication number: DE102007004600A1
Application number: DE102007004600A
Authority: DE
Inventors: Bernd Gombert; Rainer Venus
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-07-31

Abstract

The brake has a coil spring arranged in multiple windings (1) around a shaft (4) to be braked. A pressing element (5) e.g. leaf spring, and an adjustment mechanism (6) activate the brake, such that only a subset of the windings decelerates the shaft during the rotation of the shaft. The pressing element and the mechanism variably adjust a contact angle of the coil spring. One of the windings is provided between a fixed end of the coil spring and a variable position of the pressing element and the mechanism. The pressing element presses a part of the coil spring against the shaft. An independent claim is also included for a method for operating a coil-spring brake.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlingfederbremse mit einer um einen abzubremsenden Körper in einer Mehrzahl von Windungen angeordneten Schlingfeder.The The invention relates to a wrap spring brake with a braked around a Body arranged in a plurality of turns wrap.

Schlingfedern sind als mechanische Servoelemente bekannt. Die Funktionsweise von Schlingfedern wird beispielsweise in P. Iten, L. Müller: „Schlingfedern: Interessante mechanische Servoelemente", Antriebstechnik 34 (1995), Nr. 11, S. 67 ff erläutert. Eine Schlingfeder besteht hierbei aus einem metallischen Draht, welcher sich in mehreren Windungen um einen zylinderförmigen Teil herum erstreckt. Zwischen dieser Feder und dem zylinderförmigen Teil wirkt bei Drehung des zylinderförmigen Teils eine Reibungskraft. Diese kann durch Anziehen oder Freigeben der Schlingfeder beeinflusst werden. Das Anziehen führt zu einem engeren Kontakt zwischen der Schlingfeder und dem zylinderförmigen Teil, wodurch die Reibung erhöht und somit die Bewegung des zylinderförmigen Teils abgebremst wird. Das Freigeben vermindert den Kontakt zwischen der Schlingfeder und dem zylinderförmigen Teil, wodurch eine Entkupplung bewirkt wird.Wrap springs are known as mechanical servo elements. The functioning of wrap springs is described in, for example, P. Iten, L. Müller: "wrap springs: interesting mechanical servo elements", Antriebstechnik 34 (1995), No. 11, p. 67 ff explained. A wrap spring here consists of a metallic wire which extends in several turns around a cylindrical part. Between this spring and the cylindrical part a friction force acts upon rotation of the cylindrical part. This can be influenced by tightening or releasing the wrap spring. The tightening leads to a closer contact between the wrap spring and the cylindrical part, whereby the friction increases and thus the movement of the cylindrical part is slowed down. The release reduces contact between the wrap spring and the cylindrical member, thereby causing disengagement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine effiziente Schlingfederbremse, sowie ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Schlingfederbremse aufzuzeigen.Of the Invention is based on the object, an efficient wrap spring brake, and a corresponding method for operating a wrap spring brake show.

Diese Aufgabe wird durch eine Schlingfederbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit Merkmalen eines nebengeordneten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.These Task is accomplished by a wrap spring brake with the characteristics of Claim 1, as well as by a method having characteristics of a sibling Claim solved. Advantageous embodiments and developments are the subject of dependent claims.

Die erfindungsgemäße Schlingfederbremse umfasst eine um einen abzubremsenden Körper in einer Mehrzahl von Windungen ange ordnete Schlingfeder, sowie eine Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren der Schlingfederbremse derart, dass bei einer Rotation des abzubremsenden Körpers lediglich eine Teilmenge der Windungen der Schlingfeder eine Abbremsung des Körpers bewirkt.The The wrap spring brake according to the invention comprises a around a body to be braked in a plurality of turns attached wrap, as well as an activation device for Activating the wrap spring brake such that during a rotation the braked body only a subset of Windings of the wrap spring a deceleration of the body causes.

Bei dem abzubremsenden Körper handelt es sich vorzugsweise um einen zylinderförmigen, drehbar gelagerten Körper, wie z. B. um eine Welle. Dreht sich der abzubremsende Körper in die Zuspannrichtung der Schlingfeder, so wird er, falls die Schlingfederbremse aktiviert ist, von der Schlingfeder abgebremst. Bei nicht aktivierter Schlingfederbremse hingegen erfolgt keine Abbremsung.at the body to be braked is preferably around a cylindrical, rotatably mounted body, such as B. a shaft. Turns the body to be slowed down in the application direction of the wrap, so he is, if the wrap spring brake is activated, braked by the wrap spring. If not activated Spring-loaded brake, on the other hand, there is no deceleration.

Bei aktivierter Schlingfederbremse und Rotation des abzubremsenden Körpers erfolgt die Abbremsung des abzubremsenden Körpers nicht durch alle Windungen der Schlingfeder. Vielmehr wirken nur manche der Windungen an der Abbremsung mit. Da das Prinzip der Abbremsung einer Schlingfederbremse auf der Reibung zwischen den Windungen der Schlingfeder und dem abzubremsenden Körper beruht, bedeutet dies, dass bei aktivierter Schlingfederbremse nicht alle Windungen der Schlingfeder an dem abzubremsenden Körper anliegen, sondern lediglich die Teilmenge der Windungen, welche die Bremsung hervorruft.at activated wrap spring brake and rotation of the body to be braked the deceleration of the body to be braked is not done through all turns of the wrap. Rather, only some work the turns at the deceleration with. Because the principle of deceleration a wrap spring brake on the friction between the turns of the Based on the wrap and the body to be slowed down, means this, that with activated wrap spring not all turns abut the wrap spring on the body to be braked, but only the subset of turns, which the braking causes.

Es ist möglich, dass die erfindungsgemäße Schlingfederbremse zusätzlich zur erläuterten Art der Aktivierung, wonach lediglich eine Teilmenge der Windungen der Schlingfeder eine Abbremsung des Körpers bewirkt, auch derart aktivierbar ist, dass alle Windungen der Schlingfeder eine Abbremsung des Körpers bewirken.It is possible that the wrap spring brake according to the invention in addition to the explained type of activation, which only a subset of the turns of the wrap a Braking the body causes, also so activatable is that all turns of the wrap cause a slowing down of the body cause.

In Weiterbildung der Erfindung stellt die Aktivierungsvorrichtung den Umschlingungswinkel der Schlingfeder variabel ein. Der Umschlingungswinkel ist einer der Parameter, welcher die Stärke der Bremsung der Schlingfederbremse bestimmt; er wächst direkt proportional zur Anzahl der bei der Bremsung an dem abzubremsenden Körper anliegenden Windungen der Schling feder. Der Umschlingungswinkel der erfindungsgemäßen Schlingfederbremse ist gemäß der betrachteten Weiterbildung nicht fest, sondern kann von der Aktivierungsvorrichtung variiert werden. Die Variation kann z. B. im Bereich zwischen einer Windung oder einer bestimmten Mindestanzahl von Windungen bis hin zur Gesamtanzahl vorhandener Windungen möglich sein. Insbesondere kann die Aktivierungsvorrichtung dazu ausgelegt sein, den Umschlingungswinkel während einer Bremsung zu verändern.In Further development of the invention provides the activation device The wrap angle of the wrap spring is variable. The wrap angle is one of the parameters which determines the strength of the braking Wrap spring brake determined; it grows directly proportional to the number of braked at the body to be braked adjacent turns of the Schling feather. The wrap angle the wrap spring brake according to the invention is according to the considered training not fixed, but can by the activation device be varied. The variation can z. B. in the area between a turn or a certain minimum number of turns up to the total number existing turns may be possible. In particular, the Activation device designed to be the wrap angle during a braking change.

Es ist möglich, dass die Teilmenge der Windungen aus den Windungen zwischen einerseits einem festen Ende der Schlingfeder und andererseits einer variablen Position der Aktivierungsvorrichtung besteht. Das feste Ende der Schlingfeder kann z. B. an dem abzubremsenden Körper oder an einem in Bezug auf den abzubremsenden Körper ortsfesten Bestandteil befestigt sein. Durch eine Positionsänderung der gesamten Aktivierungsvorrichtung oder eines Teils der Aktivierungsvorrichtung ist es somit möglich, die Anzahl der Windungen, welche bei der Abbremsung mitwirken, zu verändern.It It is possible that the subset of turns from the turns between on the one hand a fixed end of the wrap spring and on the other hand a variable position of the activation device consists. The solid End of the wrap can z. B. on the body to be braked or on a stationary with respect to the braked body component be attached. By changing the position of the whole Activation device or part of the activation device It is thus possible, the number of turns, which participate in the deceleration, change.

Einer Weiterbildung der Erfindung gemäß umfasst die Aktivierungsvorrichtung ein Druckelement, welches zumindest einen Teil der Schlingfeder gegen den abzubremsenden Körper drückt. Dieses Drücken kann entweder durch direkten Kontakt zwischen dem Druckelement und dem Teil der Schlingfeder erfolgen, oder auch indirekt, indem das Druckelement auf einen Bestandteil einwirkt, welcher daraufhin einen Drücken des Teils der Schlingfeder gegen den abzubremsenden Körper bewirkt. Bei dem Teil der Schlingfeder kann es sich insbesondere um genau eine Windung der Schlingfeder handeln. Letzteres bedeutet nicht, dass das Druckelement auf den gesamten Umfang der genau einen Windung der Schlingfeder drücken muss, sondern vielmehr, dass das Druckelement keinen Druck auf mehrere Windungen der Schlingfeder ausübt.According to a development of the invention, the activation device comprises a pressure element which presses at least part of the wrap spring against the body to be braked. This pressing can be done either by direct contact between the pressure element and the part of the wrap spring, or indirectly by the pressure element acting on a component, which then ge a pressing of the part of the wrap causes the body to be braked. The part of the wrap may in particular be exactly one turn of the wrap. The latter does not mean that the pressure element must press on the entire circumference of exactly one turn of the wrap spring, but rather that the pressure element exerts no pressure on several turns of the wrap spring.

In Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem Druckelement um einen Wälzkörper, und der äußere, dem abzubremsen den Körper abgewandte Umfang der Schlingfeder weist eine Laufbahn für das Druckelement auf, welche an die Form des Druckelementes angepasst ist. Durch die Anpassung der Laufbahn an das Druckelement ist es möglich, dass das Druckelement entlang der Laufbahn läuft oder wälzt. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Laufbahn gewindeförmig ausgestaltet ist. Das Druckelement führt in diesem Fall bei Abfahren der Laufbahn eine schraubenförmige Bewegung aus. Die Steigung des Gewindes kann insbesondere gleich der Steigung der Windungen der Schlingfeder sein. In diesem Fall ist jedes Windung der Schlingfeder mit genau einem Laufbahnabschnitt versehen.In Embodiment of the invention is in the printing element around a rolling element, and the outer, the circumference of the wrap spring facing away from the body has a raceway for the printing element, which on the shape of the pressure element is adapted. By adapting the Running track to the pressure element, it is possible that the pressure element running or rolling along the track. Advantageous it is here, if the career designed thread-shaped is. The pressure element leads in this case at shutdown the career of a helical movement. The slope the thread can in particular equal to the pitch of the turns to be the wrap. In this case, each turn of the wrap is provided with exactly one raceway section.

Die Laufbahn kann eine Führung für das Druckelement aufweisen. Eine derartige Führung hat zum Ziel, das Druckelement bei seiner Bewegung auf der Laufbahn zu halten bzw. ein Abkommen des Druckelementes von der Laufbahn zu verhindern.The Running track can be a guide for the pressure element exhibit. Such a guide has the goal of the pressure element keep track of his move or make an agreement to prevent the pressure element of the raceway.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Laufbahn so geformt, dass von dem Druckelement eine Kraft parallel und eine Kraft senkrecht zu einer Längsachse des abzubremsenden Körpers übertragen wird. Bei der Längsachse handelt es sich hierbei vorzugsweise um diejenige Achse, um welche der abzubremsende Körper rotiert, wenn er von der Schlingfederbremse abgebremst wird. Diese Ausgestaltung kann ein Auseinanderdrücken der Windungen der Schlingfeder an der Position des Druckelementes bewirken. Alternativ ist es möglich, dass die Laufbahn so geformt ist, dass von dem Druckelement eine Kraft ausschließlich oder zumindest fast ausschließlich senkrecht zu einer Längsachse des abzubremsenden Körpers übertragen wird.In Embodiment of the invention, the career is shaped so that of a force parallel to the pressure element and a force perpendicular to transmitted to a longitudinal axis of the body to be braked becomes. The longitudinal axis is hereby preferably around the axis around which the body to be slowed down rotates when it is braked by the wrap spring brake. These Design can be a pressing apart of the turns cause the wrap at the position of the pressure element. alternative It is possible that the raceway is shaped so that from the pressure element, a force exclusively or at least almost exclusively perpendicular to a longitudinal axis the body to be braked is transmitted.

Es ist möglich, dass das Druckelement kugelförmig ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Druckelement verzahnt sein. Eine Verzahnung bewirkt, dass ein Rutschen des als Wälzkörper ausgestalteten Druckelementes auf der Laufbahn vermieden oder reduziert wird. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn auch die Laufbahn die entsprechende Verzahnung aufweist.It it is possible that the pressure element is spherical is. Additionally or alternatively, the printing element can be toothed be. A toothing causes a slip of the as a rolling element designed pressure element avoided or reduced on the track becomes. It is advantageous, although the career of the corresponding Has toothing.

In Weiterbildung der Erfindung umfasst die Aktivierungsvorrichtung einen außerhalb der Schlingfeder angeordneten Hohlkörper, dessen innere, der Schlingfeder zugewandte Fläche eine Laufbahn für das Druckelement aufweist, welche an die Form des Druckelementes angepasst ist. Verfügt zusätzlich der äußere Umfang der Schlingfeder über eine Laufbahn, kann das Druckelement sich gleichzeitig in den beiden Laufbahnen bewegen. Die Aktivierungsvorrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass die Position des Druckelementes in Bezug auf die Schlingfeder durch eine Bewegung, z. B. eine Rotation, des Hohlkörpers veränderbar ist.In Development of the invention comprises the activation device a hollow body arranged outside the wrap spring, the inner, the wrap spring facing surface a Running track for the pressure element, which to the shape adapted to the pressure element. Has additional the outer circumference of the wrap spring over a raceway, the pressure element can simultaneously in the two Moving tracks. The activation device can be configured in this way be that the position of the pressure element with respect to the wrap spring by a movement, z. B. a rotation of the hollow body is changeable.

In Weiterbildung der Erfindung handelt es sich bei dem Druckelement um eine Feder, z. B. um eine Blattfeder. Durch eine Bewegung der Feder an dem äußeren Umfang der Schlingfeder kann jeweils der mit der Feder in Kontakt stehende Teil der Schlingfeder gegen den abzubremsenden Körper gedrückt werden.In Development of the invention is in the printing element around a spring, z. B. a leaf spring. Through a movement of Spring on the outer circumference of the wrap spring can in each case the part of the wrap spring which is in contact with the spring pressed against the body to be braked.

Einer anderen Weiterbildung der Erfindung gemäß umfasst das Druckelement einen Elektromagneten. Dieser kann z. B. über einen Stößel auf die Schlingfeder drücken. Vorzugsweise ist der Elektromagnet ortsfest in Bezug auf die Schlingfeder.one includes according to another embodiment of the invention the pressure element is an electromagnet. This can z. B. over press a plunger on the wrap spring. Preferably, the solenoid is stationary with respect to the wrap spring.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Aktivierungsvorrichtung derart ausgestaltet, dass die Teilmenge kontinuierlich veränderbar ist. In diesem Fall kann z. B. Windung für Windung zur Teilmenge hinzugefügt oder von ihr weggenommen werden. Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Aktivierungsvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass die Teilmenge in diskreten Schritten veränderbar ist, z. B. in Schritten von einer Mehrzahl von Windungen. Kommen mehrere diskrete Schritte zum Einsatz, können diese unterschiedlich groß sein.In Embodiment of the invention is the activation device such designed so that the subset is continuously variable is. In this case, z. B. turn for winding to Subset added or removed from it. Alternatively, it is possible that the activation device is configured such that the subset in discrete steps is changeable, z. In steps of a plurality of turns. If several discrete steps are used, these can be different in size.

Die Aktivierungsvorrichtung kann von einem Elektromotor angetrieben werden. Weiterhin kann eine Steuereinheit zum Steuern der Aktivierungsvorrichtung vorhanden sein. Diese Steuereinheit kann z. B. die Stärke der Abbremsung der Schlingfederbremse auf einen bestimmten Sollwert regeln. Ferner ist es vorteilhaft, wenn Sensoren vorhanden sind, z. B. zur Bestimmung der aktuellen Bremsstärke, welche Daten an die Steuereinheit liefern.The Activation device can be driven by an electric motor become. Furthermore, a control unit for controlling the activation device to be available. This control unit can, for. B. the strength the deceleration of the wrap spring brake to a specific setpoint regulate. Furthermore, it is advantageous if sensors are present, z. B. to determine the current braking intensity, which data to the control unit.

In Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der Schlingfeder um einen Draht, dessen Querschnitt derart ausgestaltet ist, dass die Berührungsfläche benachbarter Windungen gegenüber einem rechteckigem Querschnitt reduziert ist. Hierdurch kann der Verlust an Bremskraft, welcher durch die Reibung zwischen benachbarten Windungen hervorgerufen werden kann, reduziert werden.In Embodiment of the invention is in the wrap around a wire whose cross-section is designed such that the contact surface of adjacent turns opposite a rectangular cross-section is reduced. This allows the Loss of braking force, which is due to the friction between adjacent Windings can be caused to be reduced.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Schlingfederbremse umfasst die Schlingfederbremse eine um einen abzubremsenden Körper in einer Mehrzahl von Windungen angeordnete Schlingfeder. Die Schlingfederbremse wird derart aktiviert, dass bei einer Rotation des abzubremsenden Körpers lediglich eine Teilmenge der Windungen der Schlingfeder eine Abbremsung des Körpers bewirkt.In the method according to the invention for operating a wrap spring brake, the wrap spring brake comprises a body to be braked in a plurality of turns te wrap. The wrap spring brake is activated in such a way that, during a rotation of the body to be braked, only a subset of the turns of the wrap spring causes the body to decelerate.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich insbesondere für die erfindungsgemäße Schlingfederbremse, wobei dies auch auf die Ausgestaltungen und Weiterbildungen zutreffen kann. Hierzu kann es weitere entsprechende Schritte umfassen.The Inventive methods are particularly suitable for the wrap spring brake according to the invention, this also applies to the embodiments and developments can. For this purpose, it may include further corresponding steps.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:in the The following is the invention with reference to several embodiments explained in more detail. Showing:

1: einen Schnitt durch eine Schlingfederbremse mit einem ersten Umschlingungswinkel, 1 a section through a wrap spring brake with a first wrap angle,

2: einen Schnitt durch eine Schlingfederbremse mit einem zweiten Umschlingungswinkel, 2 a section through a wrap spring brake with a second wrap angle,

3: einen Schnitt durch eine Schlingfederbremse mit einem dritten Umschlingungswinkel, 3 : a section through a wrap spring brake with a third wrap angle,

4: einen Schnitt durch eine Schlingfederbremse mit elektrischem Aktor, 4 : a section through a wrap spring brake with electric actuator,

5: einen ersten Querschnitt eines Schlingfederdrahtes, 5 : a first cross section of a loop spring wire,

6: einen zweiten Querschnitt eines Schlingfederdrahtes, 6 : a second cross section of a loop spring wire,

7: einen dritten Querschnitt eines Schlingfederdrahtes, 7 : a third cross-section of a loop spring wire,

8: einen vierten Querschnitt eines Schlingfederdrahtes, 8th : a fourth cross section of a loop spring wire,

9A, 9B: eine mögliche Ausgestaltung eines Druckelementes, 9A . 9B a possible embodiment of a printing element,

10: einen fünften Querschnitt eines Schlingfederdrahtes und eine mögliche Ausgestaltung einer Umlauffläche, 10 a fifth cross-section of a loop spring wire and a possible embodiment of a circulation surface,

11A und 11B: eine Schlingfederbremse mit einem Druckelement in Form einer Feder. 11A and 11B : a wrap spring brake with a pressure element in the form of a spring.

Die 1 bis 3 zeigen jeweils einen Schnitt durch eine Schlingfederbremse. Die Schlingfeder ist in mehreren Windungen 1 um die Welle 4 gelegt. Hierbei ist die erste Windung mit 1a, die letzte mit 1z bezeichnet. Die ersten drei Windungen 1a, 1b und 1c sind an dem Bestandteil 3 befestigt, welches somit ein Festlager darstellt. Diese Befestigung kann z. B. dadurch erfolgen, dass der Bestandteil 3 ein Absatz ist, so dass der innere Umfang der Schlingfeder am Bestandteil 3 größer ist als an der restlichen Welle 4.The 1 to 3 each show a section through a wrap spring brake. The wrap is in several turns 1 around the shaft 4 placed. Here is the first turn with 1a , the last one with 1z designated. The first three turns 1a . 1b and 1c are at the component 3 attached, which thus represents a fixed bearing. This attachment can z. B. take place in that the component 3 a paragraph is, so that the inner circumference of the wrap spring on the component 3 is greater than on the rest of the wave 4 ,

Die Funktionsweise der Abbremsung der Welle 4 durch die Schlingfeder ist die folgende: dreht die Welle 4 in Zuspannrichtung der Schlingfeder, spannt die Schlingfeder zu, indem die einzelnen Windungen 1 der Schlingfeder den abzubremsenden Körper, d. h. die Welle 4, fest umschlingen, so dass die Windungen 1 eine Reibkraft auf die Welle 4 aufbringen. Durch die Reibkraft wird die Welle 4 abgebremst. Bei der Zuspannrichtung handelt es sich um diejenige Drehrichtung, bei welcher die Schlingfeder aufgrund der Drehung fester an die Welle 4 gezogen wird. Bei einer Drehung entgegen der Zuspannrichtung hingegen wird die Schlingfeder nicht enger um die Welle 4 gezogen, so dass keine Bremsung erfolgt.The operation of the deceleration of the shaft 4 by the wrap spring is the following: turns the shaft 4 in Zuspannrichtung the wrap, tensioning the wrap spring by the individual turns 1 the wrap spring the body to be braked, ie the shaft 4 , tightly wrap around so that the turns 1 a frictional force on the shaft 4 muster. Due to the frictional force, the shaft 4 braked. The application direction is that direction of rotation in which the wrap spring becomes stronger due to the rotation of the shaft 4 is pulled. On the other hand, during a rotation counter to the application direction, the wrap spring does not become narrower around the shaft 4 pulled so that no braking occurs.

Die Schlingfeder der 1 bis 4 besteht aus einem Draht, vorzugsweise aus Stahl, mit rechteckigem Querschnitt. Die 5 bis 7 zeigen alternative Ausgestaltungen des Drahtquerschnittes. Gemäß 5 weist die Schlingfeder einen trapezförmigen Querschnitt auf, wobei die der Welle 4 abgewande Seite schmaler ist als die der Welle 4 zugewandte Seite. Gemäß 6 sind die Seiten des Querschnittes nicht gerade, sondern als Kreisabschnitte ausgebildet. Gemäß 7 ist der Querschnitt annähernd dreieckig. Die alternative Ausgestaltungen der 5 bis 7 dienen dem Ziel, die Reibung zwischen den einzelnen Windungen 1 der Schlingfeder zu vermindern. Dies wird realisiert, indem die Kontaktfläche von aneinander angrenzenden Windungen 1 im Vergleich zum rechteckigen Querschnitt reduziert ist. Die Verminderung der Reibung zwischen den einzelnen Windungen erhöht die auf die Welle 4 wirkende Reibung bzw. Abbremsung.The wrap of the 1 to 4 consists of a wire, preferably of steel, with a rectangular cross-section. The 5 to 7 show alternative embodiments of the wire cross-section. According to 5 The wrap spring has a trapezoidal cross-section, wherein the shaft 4 opposite side is narrower than that of the shaft 4 facing side. According to 6 the sides of the cross section are not straight, but formed as circular sections. According to 7 the cross section is approximately triangular. The alternative embodiments of 5 to 7 serve the purpose of friction between individual turns 1 to reduce the wrap. This is realized by the contact surface of adjacent turns 1 is reduced compared to the rectangular cross-section. The reduction of the friction between the individual turns increases the on the shaft 4 acting friction or deceleration.

Bei der Schlingfederbremse der 1 bis 3 handelt es sich um eine aktive Schlingfederbremse, d. h. die Betätigung der Schlingfeder kann durch eine Aktivierung ausgelöst werden. Die Dokumente DE 10 2005 016 825 A1 und DE 689 02 690 T2 beschreiben bekannte Möglichkeiten zum Auslösen von Schlingfederbremsen. Hierbei wird die Schlingfederbremse am Schlingfederende betätigt. Durch Ziehen am freien Ende der Schlingfeder, dies entspricht in den 1 bis 3 einem Zug an der Windung 1z, gelangt die gesamte Schlingfeder in Reibschluss mit der Welle. Somit sind bei dieser Art der Aktivie rung alle Windungen der Schlingfeder an der Bremsung der Bewegung der Welle beteiligt.In the wrap spring brake the 1 to 3 it is an active wrap spring, ie the operation of the wrap can be triggered by an activation. The documents DE 10 2005 016 825 A1 and DE 689 02 690 T2 describe known possibilities for triggering wrap spring brakes. Here, the wrap spring brake is operated at the loop spring end. By pulling on the free end of the wrap, this corresponds to the 1 to 3 a train on the winding 1z , the entire wrap spring comes into frictional engagement with the shaft. Thus, all turns of the wrap are involved in the braking of the movement of the shaft in this type of activation tion.

Von Vorteil bei Schlingfedern ist die hohe Selbstverstärkung. Das Verhältnis von Betätigungskraft F1 zur von der Schlingfeder bewirkten Reibungskraft F2 ist

mit μ dem Reibkoeffizienten und α dem Umschlingungswinkel. Die Betätigungskraft F1 ist bei der erläuterten Art der Betätigung der Schlingfederbremse die Kraft des Zuges am freien Ende. Der Umschlingungswinkel α wird in Grad angegeben, bei Anliegen von beispielsweise 10 Windungen beträgt der Umschlingungswinkel α = 10·360. Der Umschlingungswinkel α steigt somit kontinuierlich mit der Anzahl der am Reibschluss beteiligten Windungen der Schlingfeder. Aus obiger Formel geht hervor, dass die Selbstverstärkung der Schlingfederbremse umso größer ist, je größer der Reibkoeffizient μ und je größer der Umschlingungswinkel α ist.An advantage of wrap springs is the high self-reinforcement. The ratio of the operating force F1 to the frictional force F2 caused by the wrap spring is

with μ the coefficient of friction and α the wrap angle. The actuating force F1 is the force of the train at the free end in the described type of operation of the wrap spring brake. The wrapping angle α is given in degrees, for example, if 10 turns are applied, the wrapping angle α = 10 × 360. The wrap angle α thus increases continuously with the number of turns involved in the frictional engagement of the wrap. From the above formula it is apparent that the greater the coefficient of friction μ and the larger the wrap angle α, the greater the self-reinforcement of the wrap spring brake.

Bei der Schlingfederbremse der 1 bis 3 kann der am Reibschluss wirksame Teil der Schlingfeder und somit der Umschlingungswinkel α veränderlich eingestellt werden. Hierzu ist das Druckelement 5 vorgesehen. Das Druckelement 5 drückt eine Windung 1 der Schlingfeder mit der Betätigungskraft F1 gegen die Welle 4. Aufgrund der Drehrichtung der Welle 4, welche in Spannrichtung der Schlingfeder dreht, spannt der an der Welle 4 anliegende Teil der Schlingfeder, die die Windungen 1 zwischen der ersten Windung 1a und der von dem Druckelement 5 an die Welle 4 gedrückten Windung 1, zu. Der andere Teil, d. h. die hinter dem Druckelement 5 liegenden Windungen, umgibt die Welle 4 lose und bewirkt keine Bremskraft. Dies ist in den 1 bis 3 durch eine Beabstandung 9 zwischen der inneren, der Welle 4 zugewandten Fläche der jeweiligen Windung, und der Welle 4 kenntlich gemacht. Der Umschlingungswinkel α wird somit nur von denjenigen Windungen 1 der Schlingfeder gebildet, welche sich zwischen der ersten Windung 1a und dem Druckelement 5 befinden.In the wrap spring brake the 1 to 3 the part of the wrap spring which is effective on the frictional engagement and thus the angle of wrap α can be variably adjusted. This is the pressure element 5 intended. The pressure element 5 pushes a turn 1 the wrap spring with the actuating force F1 against the shaft 4 , Due to the direction of rotation of the shaft 4 , which rotates in the clamping direction of the wrap spring, the tensioned on the shaft 4 fitting part of the wrap, which the turns 1 between the first turn 1a and that of the pressure element 5 to the wave 4 pressed turn 1 , too. The other part, ie behind the pressure element 5 lying turns, surrounds the shaft 4 Loose and causes no braking force. This is in the 1 to 3 by a spacing 9 between the inner, the shaft 4 facing surface of the respective turn, and the shaft 4 indicated. The wrap angle α is thus only of those turns 1 the wrap formed between the first turn 1a and the pressure element 5 are located.

1 zeigt den Fall, dass das Druckelement 5 auf die dritte Windung 1c drückt. Hierdurch haben die auf die dritte Windung 1c folgenden Windungen keinen Kontakt zur Welle 4. Die Schlingfederbremse befindet sich demnach in 1 im gelösten Zustand, da lediglich die ersten drei Windungen 1a, 1b und 1c, welche ohnehin an dem Bestandteil 3 befestigt sind, eine Reibung bewirken. 2 zeigt den Fall, dass das Druckelement 5 auf die fünfte der Windungen 1 drückt. Dies entspricht einer leichten Betätigung der Schlingfederbremse. Gemäß 3 hingegen drückt das Druckelement 5 die elfte der Windungen 1 gegen die Welle 4. Dies entspricht einer betätigten Stellung, bei der fast alle Windungen 1 am Reibschluss beteiligt sind und somit einer starken Bremswirkung. 1 shows the case that the pressure element 5 on the third turn 1c suppressed. This will have the third turn 1c following turns no contact with the shaft 4 , The wrap spring brake is therefore in 1 in the dissolved state, since only the first three turns 1a . 1b and 1c , which anyway on the component 3 are attached, cause friction. 2 shows the case that the pressure element 5 on the fifth of the turns 1 suppressed. This corresponds to a slight actuation of the wrap spring brake. According to 3 whereas the pressure element presses 5 the eleventh of the turns 1 against the wave 4 , This corresponds to an actuated position, in which almost all turns 1 involved in frictional engagement and thus a strong braking effect.

Aus den 1 bis 3 wird deutlich, dass der Umschlingungswinkel α mit der Position des Druckelementes 5 variiert. Hierbei zeigt 1 einen kleinen, 2 einen mittleren und 3 einen großen Umschlingungswinkel α. Das Druckelement 5 wirkt zwischen den beiden Enden der Schlingfeder, indem es eine der Windungen 1 zwischen der ersten Windung 1a und der letzten Windung 1z gegen die Welle 4 drückt. Wird das Druckelement 5 beginnend von einem der ersten drei Windungen 1a, 1b, 1c in Richtung des losen Endes, d. h. in Richtung der Windung 1z, verstellt, wird die Schlingfeder somit Windung für Windung an die Welle 4 gedrückt. Durch dieses Verstellen des Druckelementes 5 in Richtung des losen Endes nimmt der die Welle 4 umspannende Umschlingungswinkel und somit die Selbstverstärkung der Schlingfederbremse zu. Wird das Druckelement 5 hingegen in Richtung auf das Festlager verstellt, nimmt der Umschlingungswinkel und entsprechend auch die Selbstverstärkung der Schlingfederbremse ab.From the 1 to 3 It is clear that the wrap angle α with the position of the pressure element 5 varied. This shows 1 a small, 2 a middle and 3 a large wrap angle α. The pressure element 5 acts between the two ends of the wrap by one of the turns 1 between the first turn 1a and the last turn 1z against the wave 4 suppressed. Will the pressure element 5 starting from one of the first three turns 1a . 1b . 1c in the direction of the loose end, ie in the direction of the turn 1z , adjusted, the wrap is thus winding by turn to the shaft 4 pressed. By this adjustment of the pressure element 5 in the direction of the loose end, it takes the wave 4 encompassing wrap angle and thus the self-reinforcing the wrap spring to. Will the pressure element 5 however, adjusted in the direction of the fixed bearing, the wrap angle and accordingly also the self-reinforcement of the wrap spring brake decreases.

Gemäß der variablen Aktivierung der Schlingfeder kann jede Windung der Schlingfeder beginnend von dem Festlager nacheinander betätigt werden. Dies resultiert in einer sehr fein granularen Steuerung der Schlingfederbremse. Es muss demnach nicht mehr unterschieden werden zwischen lediglich den Zu ständen „aktiviert" und „nicht aktiviert", vielmehr existieren eine Vielzahl von Zwischenzuständen. Bei diesen Zwischenzuständen ist jeweils eine Teilmenge der Windungen 1 an der Bremsung beteiligt. Die Bremskraft der Schlingfederbremse kann somit flexibel an den aktuellen Bedarf angepasst werden.According to the variable activation of the wrap spring, each turn of the wrap spring can be operated sequentially starting from the fixed bearing. This results in a very finely granular control of the wrap spring brake. Accordingly, it is no longer necessary to distinguish between only the states "activated" and "not activated", but rather a multiplicity of intermediate states. In each case, a subset of the turns is at these intermediate states 1 involved in the braking. The braking force of the wrap spring brake can thus be flexibly adapted to the current needs.

Nach der eingangs erläuterten Technik der Aktivierung der Schlingfederbremse durch Zug am freien Ende wirken stets alle Windungen der Schlingfeder; d. h. die Schlingfeder bringt über ihre gesamte Länge eine bremsende Reibkraft auf die Welle auf, sobald das Ende der Schlingfeder betätigt wird. Bei der Schlingfederbremse der 1 bis 3 hingegen kann die Anzahl der wirksamen Umwindungen 1 und somit der Umschlingungswinkel α variabel eingestellt werden, wodurch die Stärke der Reibkraft bei gegebener Betätigungskraft beeinflusst werden kann. Diese Beeinflussung kann auch während der Betätigung der Bremse erfolgen, d. h. die Verstärkung der Schlingfederbremse kann während einer Bremsung geändert werden.After the above-explained technique of activation of the wrap spring brake by train at the free end always act all turns of the wrap; that is, the wrap spring applies a braking frictional force to the shaft over its entire length as soon as the end of the wrap spring is actuated. In the wrap spring brake the 1 to 3 however, the number of effective turns can be 1 and thus the wrap angle α are set variably, whereby the strength of the frictional force can be influenced for a given operating force. This influence can also take place during the actuation of the brake, ie the gain of the wrap spring brake can be changed during braking.

Zur Verstellung des Druckelementes 5 wird ein Verstellmechanismus 6 eingesetzt. Der Verstellmechanismus 6, in den 1 bis 3 ein zylinderförmiger Hohlkörper, ist drehbar um die Welle 4 gelagert und verfügt an seiner Innenseite über eine gewindeförmige Laufbahn 8. Auch die Schlingfeder verfügt über eine gewindeförmige Laufbahn 7. 8 zeigt beispielhaft einen Querschnitt eines Schlingfederdrahtes mit einer derartigen Laufbahn 7. Der Schlingfederdraht der 8 weist – abgesehen von der Laufbahn 7 – einen rechteckigen Querschnitt auf. Selbstverständlich kann eine Laufbahn 7 auch anderen Querschnittsformen hinzugefügt werden, z. B. den in den 5 bis 7 gezeigten Querschnitten.For adjustment of the pressure element 5 becomes an adjustment mechanism 6 used. The adjustment mechanism 6 , in the 1 to 3 a cylindrical hollow body, is rotatable about the shaft 4 stored and has on its inside a thread-shaped track 8th , The wrap spring also has a thread-shaped track 7 , 8th shows an example of a cross section of a loop spring wire with such a career 7 , The wrap spring wire the 8th points - apart from the career path 7 - a rectangular cross section. Of course, a career 7 be added to other cross-sectional shapes, for. B. in the 5 to 7 shown cross sections.

Die beiden Laufbahnen 7 und 8 sind aufeinander abgestimmt, so dass das Druckelement 5 im Zwischenraum zwischen dem äußeren Umfang der Schlingfeder und dem inneren Umfang des Verstellmechanismus 6 abrollen kann. Gemäß den 1 bis 3 ist das Druckelement 5 hierzu als Kugel ausgebildet. Die beiden Laufbahnen 7 und 8 weisen die gleiche Steigung auf, so dass bei Rotation des Verstellmechanismus 6 das Druckelement 5 Windung für Windung der Schlingfeder und des Verstellmechanismus 6 abrollt. Somit kann durch Rotation des Verstellmechanismus 6 das Druckelement 5 auf einer spiralförmigen Bahn zu dem festen oder dem freien Ende der Schlingfeder bewegt werden. Hierbei übt das Druckelement 5 stets eine Kraft auf die Schlingfeder in Richtung der Welle 4 aus, wodurch die Schlingfeder von dem Druckelement 5 an einer der Windungen 1 an die Welle 4 gedrückt wird. Aufgrund der Drehrichtung der Welle 4 in Zuspannrichtung der Schlingfeder halten die Windungen 1 der Schlingfeder vom Festlager bis zur Position des Druckelementes 5 die Umschlingung aufrecht und erzeugen zusammen die die Welle 4 abbremsende Reibkraft.The two careers 7 and 8th are matched, so that the pressure element 5 in the space between the outer circumference of the wrap spring and the inner circumference of the adjustment mechanism 6 can roll. According to the 1 to 3 is the pressure element 5 this formed as a ball. The two careers 7 and 8th have the same pitch, so that upon rotation of the adjustment mechanism 6 the pressure element 5 Winding for winding the wrap spring and the adjusting mechanism 6 rolls. Thus, by rotation of the adjusting mechanism 6 the pressure element 5 be moved on a spiral path to the fixed or the free end of the wrap spring. Here, the pressure element exercises 5 always put a force on the wrap in the direction of the shaft 4 out, whereby the wrap spring of the pressure element 5 on one of the turns 1 to the wave 4 is pressed. Due to the direction of rotation of the shaft 4 in Zuspannrichtung the wrap hold the turns 1 the wrap spring from the fixed bearing to the position of the pressure element 5 The wrap up and together create the wave 4 decelerating frictional force.

4 zeigt einen Schnitt durch eine Schlingfederbremse mit elektrischem Aktor 10 in Form eines Elektromotors, welcher den Verstellmechanismus 6 in Rotation versetzen kann. Alternativ hierzu kann der Verstellmechanismus 6 durch einen andersartigen Aktor angetrieben werden, z. B. durch eine Ölpumpe, ein Windrad, einen Propeller oder auch manuell. Vorzugsweise ist der Aktor 10 mit einer Regelung verbunden, so dass die Schlingfederbremse auf eine Sollbremskraft gesteuert werden kann. Hierzu können in den Figuren nicht dargestellte Sensoren vorgesehen sein, die zur Regelung nötige Betriebsparameter ermitteln und der Regelung zur Verfügung stellen. 4 shows a section through a wrap spring brake with electric actuator 10 in the form of an electric motor, which the adjusting mechanism 6 can set in rotation. Alternatively, the adjustment mechanism 6 be driven by a different type of actuator, for. B. by an oil pump, a wind turbine, a propeller or manually. Preferably, the actuator 10 connected to a control, so that the wrap spring brake can be controlled to a desired braking force. For this purpose, sensors not shown in the figures can be provided, which determine the necessary operating parameters for control and make the control available.

Die 9A und 9B zeigen eine alternative Ausgestaltung des Druckelementes 5, welches gemäß den 1 bis 4 als kugelförmiger Wälzkörper ausgestaltet ist. Das Druckelement 5 der 9A und 9B hingegen ist als verzahnter Wälzkörper in Form einer Walze ausgebildet. Diese rollt auf einer Verzahnung 7 der Windung 1 und einer gegenüberliegenden Verzahnung 8 des Verstellmechanismus 6. Vorzugsweise ist zur Führung des Druckelementes 5 ein Führungselement 11, in 9A als Schiene dargestellt, vorgesehen. Das Führungselement 11 hält den Wälzkörper 5 mittig auf der Windung 1 der Schlingfeder. Die Verzahnung des äußeren Umfangs der Windung 1 und des inneren Umfangs des Verstellmechanismus 6 kann ein mögliches Durchrutschen des Druckelementes 5 bei einer Rotation des Verstellmechanismus 6 verhindern.The 9A and 9B show an alternative embodiment of the printing element 5 , which according to the 1 to 4 is designed as a spherical rolling element. The pressure element 5 of the 9A and 9B however, is formed as a toothed rolling elements in the form of a roller. This rolls on a gearing 7 the turn 1 and an opposite toothing 8th the adjustment mechanism 6 , Preferably, for guiding the pressure element 5 a guide element 11 , in 9A shown as a rail provided. The guide element 11 holds the rolling element 5 in the middle of the winding 1 the wrap spring. The toothing of the outer circumference of the winding 1 and the inner circumference of the adjustment mechanism 6 may be a possible slippage of the pressure element 5 during a rotation of the adjusting mechanism 6 prevent.

Es können andere als die in den Figuren dargestellten Wälzkörperformen zum Einsatz kommen. Wesentlich ist, dass der verwendete Wälzkörper hinsichtlich seiner Form an die äußere Oberfläche der Windungen 1 der Schlingfeder und an die innere Oberfläche des Verstellmechanismus 6 angepasst ist, so dass durch Bewegung des Verstellmechanismus 6 eine Wälzen des Wälzkörpers entlang den Windungen 1 der Schlingfeder erfolgt.It is possible to use other types of rolling elements than those shown in the figures. It is essential that the rolling element used in terms of its shape to the outer surface of the turns 1 the wrap spring and the inner surface of the adjustment mechanism 6 is adjusted so that by movement of the adjustment mechanism 6 a rolling of the rolling element along the turns 1 the wrap spring takes place.

10 zeigt eine mögliche Form der Laufbahn 7 der Umwindungen 1. Demgemäß sind die Umlaufflächen so geformt, dass das Druckelement 5 beim Andrücken einer Windung 1 an die Welle 4 neben der Normalkraft, welche auf die Achse der Welle 4 zeigt, eine Kraftkomponente F_a parallel zur Achse der Welle 4 erzeugt. Hierzu weist die Umlauffläche 7 z. B. eine Nut 15 auf, welche die axiale Kraft Fa aufnehmen kann. Dies ermöglicht es, die anliegenden Windungen 1 der Schlingfeder von den losen Windungen 1 leicht wegzudrücken, wodurch die Reibung zwischen der letzten der anliegenden und der ersten der losen Windungen 1 reduziert werden kann. Selbstverständlich kann die in 10 dargestellte Umlauffläche auch ausgehend von einem andersartigen Querschnitt des Schlingfederdrahtes gebildet werden. 10 shows a possible form of career 7 the turns 1 , Accordingly, the circulation surfaces are shaped so that the pressure element 5 when pressing a turn 1 to the wave 4 in addition to the normal force, which is on the axis of the shaft 4 shows a force component F _a parallel to the axis of the shaft 4 generated. For this purpose, the circulation area 7 z. B. a groove 15 which can receive the axial force Fa. This allows the adjacent turns 1 the wrap from the loose coils 1 easily push away, reducing the friction between the last of the adjacent and the first of the loose turns 1 can be reduced. Of course, the in 10 illustrated circulating surface are also formed starting from a different cross section of the Schlingfederdrahtes.

Die 11A und 11B zeigen eine alternative Realisierung des Druckelementes 5 und des Verstellmechanismus 6, wobei 11B einen Schnitt durch 11A senkrecht zur Achse der Welle 4 darstellt. Hierbei ist das Druckelement 5 nicht als Wälzkörper, sondern als Feder ausgestaltet. Da bei der Bauform der 11A und 11B kein Wälzkörper auf dem äußeren Umfang der Windungen 1 der Schlingfeder abrollt, müssen diese keine besondere Kontur oder Umlauffläche aufweisen. Die Feder 5 ist in den Verstellmechanismus 6 integriert. Vorzugsweise sind die Feder 5 und der Verstellmechanismus 6 einteilig ausgeführt, z. B. als Blattfeder. Der Verstellmechanismus 6 ist als Ring ausgeführt, der sich bei einer rotorischen Antriebs bewegung schraubenförmig fortbewegt, so dass die Feder 5 Windung für Windung 1 der Schlingfeder an die Welle 4 drückt.The 11A and 11B show an alternative realization of the printing element 5 and the adjustment mechanism 6 , in which 11B a cut through 11A perpendicular to the axis of the shaft 4 represents. Here is the pressure element 5 not designed as a rolling element, but as a spring. As with the design of the 11A and 11B no rolling element on the outer circumference of the turns 1 rolling the wrap, they must have no special contour or surface area. The feather 5 is in the adjustment mechanism 6 integrated. Preferably, the spring 5 and the adjustment mechanism 6 in one piece, z. B. as a leaf spring. The adjustment mechanism 6 is designed as a ring which moves helically in a rotor drive motion, so that the spring 5 Turn for turn 1 the wrap spring to the shaft 4 suppressed.

Die Lagerung des Verstellmechanismus 6 gemäß den 11A und 11B ist die folgende: der Verstellmechanismus 6 verfügt über ein Gewinde 20, das in das Gehäuse 18 greift. Zum Antreiben des Verstellmechanismus 6 dient der Aktor 10, der mit einem Ritzel über eine Drehscheibe 17 kämmt. Mit der Drehscheibe 17 ist eine Axialführung 16 fest verbunden. Die Axialführung 16 dient als Mitnehmer für den Verstellmechanismus 6, der bei Rotation der Drehscheibe 17 auf der Axialführung 16 in axialer Richtung gleitet. Diese Axialbewegung des Verstellmechanismus 6 ist abhängig von der Steigung des Gewindes 20. Vorzugsweise entspricht die Steigung des Gewindes 20 der Steigung der Windungen 1 der Schlingfeder, so dass die Feder 5 stets auf genau eine Windung 1 drückt.The storage of the adjustment mechanism 6 according to the 11A and 11B is the following: the adjustment mechanism 6 has a thread 20 that in the case 18 attacks. For driving the adjustment mechanism 6 serves the actor 10 that with a pinion about a turntable 17 combs. With the turntable 17 is an axial guide 16 firmly connected. The axial guide 16 serves as a driver for the adjustment mechanism 6 , during rotation of the turntable 17 on the axial guide 16 slides in the axial direction. This axial movement of the adjusting mechanism 6 depends on the pitch of the thread 20 , Preferably, the pitch of the thread corresponds 20 the slope of the turns 1 the wrap, leaving the spring 5 always on exactly one turn 1 suppressed.

Die Wirkung des als Feder ausgebildeten und des als Wälzkörper ausgebildeten Druckelementes 5 ist die gleiche: eine der Windungen 1 der Schlingfeder wird gegen die Welle 4 gedrückt. Durch dieses Andrücken wird der Umschlingungswinkel festgelegt.The effect of the trained as a spring and formed as a rolling element pressure element 5 is the same: one of the turns 1 the wrap will be against the shaft 4 pressed. By this pressing the wrap angle is set.

In den erläuterten Ausführungsformen drückt das Druckelement 5 jeweils mit direktem Kontakt auf eine der Windungen 1. Alternativ hierzu kann das Druckelement 5 so ausgestaltet sein, dass es auf indirekte Weise bewirkt, dass eine der Windungen 1 gegen die Welle 4 gedrückt wird. Ein Beispiel hierfür ist das Ziehen an einer Seite einer Windung 1 weg von der Welle 4, wodurch die gegenüberliegende Seite der Windung 1 an die Welle 4 gezogen wird.In the illustrated embodiments, the pressure element presses 5 each with direct contact on one of the turns 1 , Alternatively, the pressure element 5 be designed so that it indirectly causes one of the turns 1 against the wave 4 is pressed. An example of this is pulling on one side of a turn 1 away from the wave 4 , whereby the opposite side of the winding 1 to the wave 4 is pulled.

Bisher wurden Lösungen vorgestellt, welche eine kontinuierliche Betätigung der Schlingfeder Windung für Windung bzw. eine kontinuierliche Einstellung des Umschlingungswinkels erlauben. Eine derart feine Regelbarkeit ist jedoch nicht immer unbedingt erforderlich. Daher ist es alternativ möglich, die Schlingfeder segmentweise zu betätigen. In diesem Fall ist eines oder mehrere Druckelemente vorgesehen, welche an diskreten Positionen auf die Schlingfeder drücken. Weist die Schlingfeder z. B. 20 Windungen auf, so kann ein erstes Druckelement ortsfest an der 5. Windung vorgesehen sein, ein zweites Druckelement ortsfest an der 10. Windung, ein drittes Druckelement ortsfest an der 15. Windung, und ein viertes Druckelement ortsfest an der letzten Windung. Bei Betätigung des ersten Druckelementes bremsen die ersten 5 Windungen, bei Betätigung des zweiten Druckelementes bremsen die ersten 10 Windungen, bei Betätigung des dritten Druckelementes bremsen die ersten 15 Windungen, und bei Betätigung des vierten Druckelementes bremsen alle Windungen der Schlingfeder.So far solutions were presented, which are continuous Actuation of the wrap spring winding by turn or allow a continuous adjustment of the wrap angle. However, such a fine controllability is not always essential required. Therefore, it is alternatively possible, the wrap segment by segment. In this case, one or several pressure elements provided, which at discrete positions press on the wrap spring. Assigns the wrap spring z. B. 20 turns on, so can a first pressure element stationary the 5th turn to be provided, a second pressure element stationary at the 10th turn, a third pressure element fixed at the 15. Winding, and a fourth pressure element fixed to the last turn. Upon actuation of the first pressure element, the first brake 5 turns, upon actuation of the second pressure element brake the first 10 turns, when pressing the third Pressure element brake the first 15 turns, and when pressed of the fourth pressure element brake all turns of the wrap.

Die Druckelemente für die segmentweise Aktivierung können z. B. als Elektromagnete ausgebildet sein, welche über Stößel auf die jeweilige Windung der Schlingfeder drücken. Mittels Hubmagneten können einzelne Windungen betätigt werden, indem die jeweilige Windung mit Haken o. ä. versehen sind, die angezogen oder gedrückt werden können, um die Schlingfeder zuzuspannen. Anstelle von Magneten können Piezoaktoren eingesetzt werden, die entweder direkt auf die Schlingfeder wirken, oder über Haken, Hebel o. ä., welche fest mit der jeweiligen Windung der Schlingfeder verbunden sind. Die einzelnen betätigbaren Windungen können über einen gemeinsamen Aktor oder über jeweils einen einzelnen Aktor angesteuert werden.The Printing elements for segment-wise activation can z. B. be designed as electromagnets, which via Tappet on the respective turn of the wrap to press. By means of solenoids can individual turns be actuated by the respective turn with hooks o. Ä. Are provided, the tightened or pressed can be used to harness the wrap. Instead of Magnets can be used with piezo actuators, either act directly on the wrap, or over hook, lever o. Ä., Which firmly with the respective turn of the wrap are connected. The individual windings can over a common actor or each one individual Actuator be controlled.

Zu den erläuterten Ausführungsbeispiele können zahlreiche nicht explizit beschriebene Abwandlungen gefunden werden, so dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Insbesondere ist es möglich, Merkmale der verschiedenen Beispiele miteinander zu kombinieren.To the illustrated embodiments may numerous modifications not explicitly described are found, so the present invention is not limited to the described embodiments is limited. In particular, it is possible characteristics of the different examples.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102005016825 A1 [0039]
- DE 68902690 T2 [0039]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- P. Iten, L. Müller: "Rolling springs: Interesting mechanical servo elements", Antriebstechnik 34 (1995), No. 11, p. 67 ff [0002]

Claims

A wrap spring brake comprising a body to be braked ( 4 ) in a plurality of turns ( 1 ) arranged wrap, an activation device ( 5 . 6 ) for activating the wrap spring brake such that upon rotation of the body to be braked ( 4 ) only a subset of the turns ( 1 ) of the wrap a deceleration of the body ( 4 ) causes.

A wrap spring brake according to claim 1, wherein the activation device ( 5 . 6 ) variably sets the wrap angle of the wrap spring.

A wrap spring brake according to claim 1 or 2, wherein the subset of turns ( 1 ) from the turns ( 1 ) between on the one hand a fixed end of the wrap spring and on the other hand a variable position of the activation device ( 5 . 6 ) consists.

A wrap spring brake according to one of claims 1 to 3, in which the activation device ( 5 . 6 ) a printing element ( 5 ) comprising at least part of the wrap spring against the body to be braked ( 4 ) presses.

A wrap spring brake according to claim 4, wherein the pressure element ( 5 ) exactly one turn ( 1 ) of the wrap spring against the body to be braked ( 4 ) presses.

A wrap spring brake according to claim 4 or 5, wherein the pressure element ( 5 ) is a rolling element and the outer body to be braked ( 4 ) facing away from the wrap a career ( 7 ) for the printing element ( 5 ), which correspond to the shape of the pressure element ( 5 ) is adjusted.

A wrap spring brake according to claim 6, wherein the track ( 7 ) is configured thread-shaped.

A wrap spring brake according to claim 7, in which the pitch of the thread is equal to the pitch of the turns ( 1 ) of the wrap is.

A wrap spring brake according to one of Claims 6 to 8, in which the raceway ( 7 ) at least one tour ( 11 ) for the printing element ( 5 ) having.

A wrap spring brake according to any one of claims 6 to 9, wherein the raceway ( 7 ) is shaped so that of the pressure element ( 5 ) a force parallel and a force perpendicular to a longitudinal axis of the body to be braked ( 4 ) is transmitted.

A wrap spring brake according to one of Claims 6 to 10, in which the pressure element ( 5 ) is spherical.

A wrap spring brake according to one of claims 6 to 11, in which the pressure element ( 5 ) is toothed.

A wrap spring brake according to any one of claims 4 to 12, wherein the activation device ( 5 . 6 ) arranged outside the wrap spring hollow body ( 6 ), whose inner, the wrap spring-facing surface is a career ( 8th ) for the printing element ( 5 ), which correspond to the shape of the pressure element ( 5 ) is adjusted.

A wrap spring brake according to claim 13, wherein the activation device ( 5 . 6 ) is configured such that the position of the pressure element ( 5 ) is variable with respect to the wrap spring by a movement of the hollow body.

A wrap spring brake according to one of Claims 1 to 5, in which the pressure element ( 5 ) is a spring.

A wrap spring brake according to one of Claims 1 to 5, in which the pressure element ( 5 ) comprises an electromagnet.

A wrap spring brake according to any one of claims 1 to 16, wherein the activation device ( 5 . 6 ) is configured such that the subset is continuously variable.

A wrap spring brake according to any one of claims 1 to 16, wherein the activation device ( 5 . 6 ) is configured such that the subset is variable in discrete steps.

Loop spring brake according to one of claims 1 to 18, with an electric motor ( 10 ) for driving the activation device.

Wrap spring brake according to one of the claims 1 to 19, with a control unit for controlling the activation device.

A wrap spring brake according to one of claims 1 to 20, wherein the wrap spring is a wire whose cross-section is designed such that the contact surface of adjacent turns ( 1 ) is reduced compared to a rectangular cross-section.

Method for operating a wrap spring brake, wherein the wrap spring brake comprises a body to be braked ( 4 ) in a plurality of turns ( 1 ) arranged wrap, wherein the wrap spring brake is activated such that upon rotation of the body to be braked ( 4 ) only a subset of the turns ( 1 ) of the wrap a deceleration of the body ( 4 ) causes.