Vad är en klockfjäder och hur fungerar den?

På Lesjöfors sträcker sig vårt arv inom tillverkning av fjädrar och banddetaljer, även kallade stansade detaljer, över mer än 170 år. Våra produkter är betrodda inom några av världens mest krävande branscher, från flygindustri till försvar.

I den här bloggen går vi igenom vad en klockfjäder är, hur den är konstruerad, vanliga användningsområden och viktiga tecken på slitage som kan påverka både prestanda och säkerhet.

Vad är en klockfjäder?

En klockfjäder är en platt bandfjäder lindad i spiralform som lagrar och frigör rotationsenergi. Namnet kommer från drivfjädermekanismen i traditionella urverk, där ett lindat band av fjäderstål driver visarnas rörelse.

The same principle is applied across a far wider range of applications – from fordonsstyrsystem till flygindustri, medicintekniska produkter, elektronik, och industriell utrustning. De kan även kallas spiralformade vridfjädrar.. 

Hur fungerar en klockfjäder?

En klockfjäder fungerar genom att bygga upp spänning när den lindas och sedan frigöra den på ett kontrollerat sätt när den lindas upp. I centrum av den spiralformade vridfjädermekanismen finns en inre axel, den fasta punkt som ett platt stålband förspänns och lindas runt.

När den yttre trumman roterar lindas bandet hårdare runt axeln och lagrar mekanisk energi. När energin frigörs lindas fjädern upp över flera varv och levererar ett jämnt, kontrollerat vridmoment.

Ju mer fjädern lindas, desto större vridmoment producerar den. Det gör klockfjädrar väl lämpade för applikationer som kräver konsekvent och exakt rotationskraft under upprepade cykler.

Viktiga funktioner i fordonsapplikationer

I moderna fordon sitter klockfjädern mellan ratten och rattstången och fungerar som den viktiga länken mellan roterande och fasta komponenter. Den placeringen gör att klockfjädern ansvarar för flera viktiga funktioner.

Airbagutlösning

Fjädern upprätthåller ett konstant elektriskt flöde till krockkudden på förarsidan, oavsett rattens position. Det säkerställer att krockkudden kan lösas ut direkt vid en kollision.

Tuta och reglage

En bandkabelspole inuti klockfjädern överför elektriska signaler till tutan, farthållaren, ljudreglagen och telefonknapparna på ratten. När ratten vrids lindas bandkabeln upp och av för att hålla anslutningarna aktiva.

Signalöverföring

Utöver säkerhetssystemen säkerställer klockfjädern oavbruten signalöverföring mellan den roterande ratten och den fasta elektroniken i instrumentpanelen. Utan den skulle varje rattvridning riskera att bryta den strömförsörjning som moderna fordon är beroende av.

Andra användningsområden för klockfjädrar

Förutom i styrsystem gör klockfjädrarnas förmåga att leverera kontrollerad energi i ett kompakt format dem värdefulla i en rad andra branscher.

• I industri- energimiljöer används den här typen av fjädrar i utdragbara kabel- och slangvindor, där de ger den konstanta returspänning som behövs.
• Inom hydraulik används de i ventilställdon och flödesregleringsmekanismer.
• Inom flyg- och försvarsapplikationer används spiralformade vridfjädrar i styrsystem och precisionsinstrument, eftersom de fungerar tillförlitligt under extrema förhållanden. 
• Inom elektronik används de i indragbara sladdmekanismer och fjäderbelastade konstruktioner där kompakt energilagring är en prioritet.
• Medicintekniska produkter använder också klockfjädermekanik, särskilt i utrustning som kräver jämn rotationsrörelse utan skrymmande motordrivna komponenter.
• Inom transport används de i presenningssystem för flak och specialpresenningar, det vill säga täcklösningar som är utformade för flaktrailrar som transporterar öppna laster och överdimensionerat gods.

Tecken på fel i klockfjädern

Liksom alla komponenter som utsätts för upprepad belastning kan klockfjädrar slitas med tiden. I styrsystem innebär varje rattvridning att den interna bandkabeln genomgår ännu en upp- och avrullningscykel. Efter flera års användning kan friktionen och det samlade slitaget börja påverka prestandan.

Att känna igen varningssignalerna tidigt kan förebygga allvarligare och dyrare problem längre fram. Vanliga tecken på fel i klockfjädern i fordonsstyrning är:

• Airbagvarningslampa – en tänd varningslampa på instrumentpanelen kan indikera ett avbrott i anslutningen som orsakas av en sliten fjäder.
• Tuta eller rattreglage fungerar inte – om tutan slutar fungera, eller om telefonknapparna inte reagerar, är en defekt klockfjäder en trolig orsak.
• Ovanliga ljud vid rattvridning – slipande ljud eller liknande när ratten vrids kan indikera att interna komponenter är slitna eller skadade.
• Tillfälliga elektriska fel – knappar som fungerar till och från kan tyda på en delvis skadad bandkabel.

Spiralformade vridfjädrar från Lesjöfors

Oavsett om de kallas klockfjädrar eller spiralformade vridfjädrar är grundprincipen densamma: att leverera kontrollerad rotationskraft i kompakta utrymmen. Den mångsidigheten gör dem oumbärliga inom fordonsindustrin och många andra sektorer.

På Lesjöfors designar och tillverkar vi spiralformade vridfjädrar i en rad olika material, storlekar och vridmomentkapaciteter. Med ett av branschens mest omfattande standardsortiment och möjlighet att specialdesigna lösningar för nästan alla applikationer har vårt team expertisen som krävs för att specificera rätt fjäder för dina behov.

Läs mer om våra spiralformade vridfjädrar eller kontakta oss för att diskutera ditt projekt.