Hva er en klokkefjær, og hvordan fungerer den?

Hos Lesjöfors har vi over 170 års erfaring med produksjon av fjærer og pressede komponenter, også kjent som stansede komponenter. Produktene våre brukes i noen av verdens mest krevende bransjer, fra luftfart og romfart til forsvarsindustrien.

I denne bloggen ser vi nærmere på hva en klokkefjær er, hvordan den er konstruert, typiske bruksområder og viktige tegn på slitasje som kan påvirke både ytelse og sikkerhet.

Hva er en klokkefjær?

En klokkefjær er en flat båndfjær som er viklet i spiralform og lagrer og frigjør rotasjonsenergi. Navnet kommer fra drivfjærmekanismen i tradisjonelle urverk, der et opprullet bånd av fjærstål driver bevegelsen til klokkeviserne.

Det samme prinsippet brukes i et langt bredere spekter av bruksområder, fra styresystemer i bilindustrien til luftfart og romfart, medisinsk utstyr, elektronikk og industrielt utstyr. 

Hvordan fungerer en klokkefjær?

En klokkefjær fungerer ved at spenning bygges opp når fjæren vikles, før energien frigjøres kontrollert når den vikles ut igjen. I sentrum av klokkefjærmekanismen sitter en indre aksel, som er det faste punktet et flatt stålbånd forspennes og vikles rundt.

Når den ytre trommelen roterer, vikles båndet strammere rundt akselen og lagrer mekanisk energi. Når energien frigjøres, vikles fjæren ut over flere omdreininger og leverer et jevnt og kontrollert dreiemoment.

Jo mer fjæren vikles, desto større dreiemoment produserer den. Det gjør klokkefjærer godt egnet til bruksområder som krever jevn og presis rotasjonskraft gjennom gjentatte sykluser.

Viktige funksjoner i bilindustrien

I moderne kjøretøy sitter klokkefjæren mellom rattet og rattstammen og fungerer som den kritiske forbindelsen mellom roterende og faste komponenter. Denne plasseringen gjør at klokkefjæren har ansvar for flere viktige funksjoner.

Utløsning av kollisjonspute

Klokkefjæren opprettholder en konstant elektrisk forbindelse til kollisjonsputen på førersiden, uansett rattets posisjon. Dette sikrer at kollisjonsputen kan utløses ved en kollisjon uten forsinkelser.

Horn og betjeningsfunksjoner

En flatkabelspole inne i klokkefjæren overfører elektriske signaler til horn, cruisekontroll, lydkontroller og telefonknapper på rattet. Når rattet dreies, vikles flatkabelen inn og ut slik at forbindelsene opprettholdes.

Signaloverføring

I tillegg til sikkerhetssystemene sørger klokkefjæren for uavbrutt signaloverføring mellom det roterende rattet og den faste elektronikken i dashbordet. Uten denne forbindelsen ville hver rattbevegelse kunne føre til brudd i strømforsyningen som moderne kjøretøy er avhengige av.

Andre bruksområder for klokkefjærer

Bortsett fra styresystemer gjør klokkefjærers evne til å levere kontrollert energi i en kompakt form dem verdifulle i en rekke andre bransjer.

• I industrielle miljøer og innen energi brukes denne typen fjærer blant annet i uttrekkbare kabel- og slangeruller, der de sørger for den konstante returspenningen som kreves.
• Innen hydraulikk brukes de i ventilaktuatorer og mekanismer for strømningskontroll.
• Innen luftfart og romfart og forsvar brukes klokkefjærer i styresystemer og presisjonsinstrumentering fordi de fungerer pålitelig under ekstreme forhold.
• Innen elektronikk brukes de i uttrekkbare ledningsmekanismer og fjærbelastede sammenstillinger der kompakt energilagring er viktig.
• Medisinsk utstyr bruker også klokkefjærmekanismer, særlig i utstyr som krever jevn rotasjonsbevegelse uten volumet og kompleksiteten til motoriserte komponenter.
• Innen transport brukes de i presenningssystemer for planhengere og spesialpresenninger, altså løsninger utviklet for planhengere som frakter åpne laster og overdimensjonert gods.

Tegn på feil i klokkefjæren

Som alle komponenter som utsettes for gjentatte belastninger, kan klokkefjærer slites over tid. I styresystemet utsettes den interne flatkabelen for en ny inn- og utrullingssyklus hver gang rattet dreies. Etter flere års bruk kan friksjon og gradvis slitasje begynne å påvirke ytelsen.

Ved å kjenne igjen varselsignalene tidlig kan du unngå mer alvorlige og kostbare problemer senere. Vanlige tegn på feil i klokkefjæren i bilens styresystem er:

• Varsellampe for kollisjonspute - en tent varsellampe i dashbordet kan indikere brudd i forbindelsen som følge av en slitt klokkefjær.
• Horn eller rattbetjening fungerer ikke - hvis hornet slutter å virke, eller knappene for telefonfunksjoner ikke reagerer, kan en defekt klokkefjær være en sannsynlig årsak.
• Uvanlige lyder når rattet dreies - skrapelyder eller lignende når rattet dreies, kan tyde på at interne komponenter er slitte eller skadet.
• Periodiske elektriske feil - knapper som fungerer sporadisk, kan tyde på at flatkabelen er delvis skadet.

Klokkefjærer fra Lesjöfors

Klokkefjærer bygger på et enkelt, men effektivt prinsipp: å levere kontrollert rotasjonskraft på liten plass. Denne allsidigheten gjør dem uunnværlige i bilindustrien og en rekke andre sektorer.

Hos Lesjöfors designer og produserer vi klokkefjærer i en rekke materialer, størrelser og dreiemomentkapasiteter. Med et av bransjens mest omfattende standardsortimenter og muligheten til å utvikle spesialtilpassede løsninger for nesten alle bruksområder, har teamet vårt ekspertisen som kreves for å spesifisere riktig fjær for dine behov.

Finn ut mer om våre klokkefjærer eller ta kontakt for å diskutere prosjektet ditt.