CH706277B1 - Spring with a compound of spring ends as well as method for producing a tubular spring. - Google Patents

Abstract

Um zwei Federenden mindestens eines Federstranges (1) zu verbinden, ist das erste Federende (3) weitgehendst zylindrisch und das zweite Ende (2) verjüngt ausgestaltet, um als Positionierung für die Verbindung der beiden Enden zu wirken, wobei die Verbindung stoffschlüssig ist.In order to connect two spring ends of at least one spring strand (1), the first spring end (3) is largely cylindrical and the second end (2) is tapered to act as a positioning for the connection of the two ends, wherein the connection is cohesively.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feder mit einer Verbindung zweier Federenden mindestens eines Federstranges zu beispielsweise einer Schlauchfeder oder einem Ringfederstrang gemäss dem Oberbegriff nach Anspruch 1, wie insbesondere zu einer Miniaturschlauchfeder sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Schlauchfeder, wie insbesondere einer Miniaturschlauchfeder. The present invention relates to a spring with a compound of two spring ends at least one spring strand to, for example, a hose spring or a ring spring strand according to the preamble of claim 1, in particular to a miniature hose spring and a method for producing a hose spring, in particular a miniature hose spring.

[0002] Bekannt sind Federringstränge unter dem Namen Schlauchfedern. Im englischen Sprachgebrauch sind sie bekannt als sogenannte «garter spring». Solche Federn werden u.a. beispielsweise für Wellendichtringe eingesetzt. Federringstränge are known under the name hose springs. In English usage they are known as "garter spring". Such springs are u.a. used for example for shaft seals.

[0003] Üblicherweise werden die beiden Enden je eines Federstranges formschlüssig miteinander verbunden, indem das eine Ende einen kleineren Durchmesser aufweist und dieses Ende in das andere Ende geschraubt wird. Solche Schlauchfedern werden beispielsweise beschrieben in der US 2 530 163, der US 3 186 701 sowie der US 4 880 217. Ein Nachteil dabei ist, dass diese Verschraubung zu einer grossen Versteifung über mehrere Windungen führt. Insbesondere bei sehr kleinen Schlauchfedern wirkt diese Versteifung störend. Usually, the two ends are each a spring strand positively connected to each other by the one end has a smaller diameter and this end is screwed into the other end. Such tubular springs are described, for example, in US Pat. No. 2,530,163, US Pat. No. 3,186,701 and US Pat. No. 4,880,217. A disadvantage here is that this screw connection leads to a great stiffening over several turns. Especially with very small tube springs, this stiffening interferes.

[0004] Nebst der formschlüssigen Verschraubung sind auch stoffschlüssige Verbindungen möglich, wie beispielsweise in der CH 703 205 beschrieben. Dabei werden die beiden Enden miteinander verschweisst, verlötet oder verklebt. Die beiden Enden können stumpf miteinander stoffschlüssig verbunden sein, oder aber die Enden liegen über eine Länge aneinander an und werden so miteinander stoffschlüssig verbunden. Die Versteifung in diesem Bereich wird mit dieser Methode kleiner. Insbesondere bei sehr kleinen Federsträngen ist aber die korrekte Positionierung der beiden Enden zueinander sehr schwierig, sowohl bezüglich der Zentrierung gegeneinander als auch bezüglich der Positionierung in Umfangsrichtung zur Verhinderung eines Luftspaltes zwischen den beiden Enden. In addition to the positive fitting and cohesive connections are possible, as described for example in CH 703,205. The two ends are welded, soldered or glued together. The two ends can be connected to one another in a cohesive manner with a butt, or else the ends abut one another over a length and are thus connected to one another in a material-bonded manner. The stiffening in this area becomes smaller with this method. However, especially with very small spring strands the correct positioning of the two ends to each other is very difficult, both with respect to the centering against each other and with respect to the positioning in the circumferential direction to prevent an air gap between the two ends.

[0005] Entsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, Federenden vorzuschlagen, derart, dass das Verbinden dieser Enden auch bei kleinst- bzw. miniaturisierten Federn wie insbesondere kleinsten Federschläuchen einerseits nicht zu einer Versteifung der Verbindung führt und andererseits ein Zusammenführen der Enden eine korrekte Positionierung ermöglicht. Accordingly, the object of the present invention is to propose spring ends, such that the joining of these ends on the one hand does not lead to a stiffening of the connection even with very small or miniaturized springs such as the smallest spring tubes and on the other hand a merging of the ends of a correct Positioning possible.

[0006] Erfindungsgemäss wird die gestellte Aufgabe mittels einer Feder mit einer Verbindung gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 gelöst. According to the invention, the object is achieved by means of a spring with a compound according to the wording of claim 1.

[0007] Die vorliegende Erfindung löst das Problem der korrekten Positionierung mittels einer geeigneten Formgestaltung der Federenden. Das eine Ende eines Federstranges wird mit einer Verjüngung ausgeführt, so dass dieses Ende sich beim Positionieren leicht in das andere Ende desselben Federstranges oder eines weiteren Federstranges einführen lässt, welches weitgehendst zylindrisch ausgestaltet ist und die Positionierung gewährleistet. Wenn die Enden korrekt positioniert sind, werden diese miteinander stoffschlüssig verbunden. Diese stoffschlüssige Verbindung, im Gegensatz zu einer kraftschlüssigen oder formschlüssigen Verbindung, besteht nur über wenige Windungen, mindestens aber deren zwei, nämlich der Endwindung des zylindrischen Endes und einer oder zwei Windungen des verjüngten Endes. Es sind so wenige Windungen wie möglich stoffschlüssig zu verbinden, um die Versteifung möglichst gering zu halten. Das verjüngte Ende ist dabei so gestaltet, dass die beiden Enden sich nur über den kurzen Bereich des Stoffschlusses berühren und das verjüngte Ende somit keine Versteifung bewirkt. Das Ende verjüngt sich über eine oder mehrere Windungen. The present invention solves the problem of correct positioning by means of a suitable shape design of the spring ends. The one end of a spring strand is made with a taper, so that this end can be easily inserted in positioning the other end of the same spring strand or another spring strand, which is designed largely cylindrical and ensures the positioning. When the ends are correctly positioned, they are bonded together. This cohesive connection, in contrast to a frictional or positive connection, is only a few turns, but at least two, namely the end turn of the cylindrical end and one or two turns of the tapered end. There are as few turns as possible to connect cohesively in order to keep the stiffening as low as possible. The tapered end is designed so that the two ends touch only over the short area of the fabric bond and thus the tapered end causes no stiffening. The end tapers over one or more turns.

[0008] Gemäss einer Ausführungsvariante ist das verjüngte Ende weitgehendst konisch ausgebildet. Selbstverständlich sind auch andere verjüngte Formen des Federstrangendes möglich. Der eine Federstrang oder im Falle zweier Federstränge besteht dieser bzw. bestehen diese aus einem Material, welches eine stoffschlüssige Verbindung zulässt, d.h. beispielsweise schweissbar, lötbar oder klebbar ist. Insbesondere können das Metalllegierungen wie Federstahl, rostfreier Stahl, Kupferlegierungen, Titan oder andere geeignete Metalle oder Metalllegierungen sein, oder aber auch Kunststoffe oder Keramik können verwendet werden. According to one embodiment, the tapered end is formed largely conical. Of course, other tapered forms of Federstrangendes are possible. The one spring strand or in the case of two spring strands this consists of or consist of a material which allows a cohesive connection, i. for example, weldable, solderable or stickable. In particular, the metal alloys may be spring steel, stainless steel, copper alloys, titanium or other suitable metals or metal alloys, or even plastics or ceramics may be used.

[0009] Die hier vorgeschlagene Verbindung von Federenden mindestens eines Federstranges ist beispielsweise geeignet, um eine sogenannte Schlauchfeder herzustellen, wie insbesondere eine Miniaturschlauchfeder. Selbstverständlich ist die hier vorgeschlagene Verbindung aber grundsätzlich geeignet, um Enden von Federsträngen miteinander zu verbinden. The proposed combination of spring ends of at least one spring strand is for example suitable to produce a so-called hose spring, in particular a miniature hose spring. Of course, the compound proposed here but is basically suitable to connect ends of spring strands together.

[0010] Weitere Ausführungsvarianten der Feder mit einer Verbindung zweier Federenden und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Schlauchfeder sind in abhängigen und weiteren Ansprüchen definiert. Further embodiments of the spring with a compound of two spring ends and in particular a method for producing a hose spring are defined in dependent and further claims.

[0011] Die Erfindung wird nun beispielsweise und unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. The invention will now be explained in more detail for example and with reference to the accompanying figures.

[0012] Dabei zeigt: <tb>Fig. 1<SEP>schematisch, in Längsansicht, einen geraden Federstrang, aufweisend Federenden, welche geeignet sind, um eine erfindungsgemäss definierte Feder herzustellen, <tb>Fig. 2a und 2b<SEP>schematisch die Herstellung einer erfindungsgemässen Feder, und <tb>Fig. 3<SEP>im Längsschnitt und ausschnittsweise, eine erfindungsgemäss hergestellte Feder mit einer Verbindung zweier Federenden.In this case shows: <Tb> FIG. 1 <SEP> schematically, in longitudinal view, a straight spring strand, having spring ends which are suitable for producing a spring defined according to the invention, <Tb> FIG. 2a and 2b <SEP> schematically the production of a spring according to the invention, and <Tb> FIG. 3 <SEP> in longitudinal section and in sections, a spring produced according to the invention with a connection of two spring ends.

[0013] Fig. 1 zeigt in Längsansicht einen Federstrang 1, aufweisend zwei Enden 2 und 3, geeignet für die Herstellung einer erfindungsgemässen Feder. Auf der einen Seite ist ein verjüngtes Federende 2 erkennbar, wobei das Ende konisch verjüngt ausgebildet ist. Das gegenüberliegende Ende 3 ist zylindrisch ausgebildet, wobei die beiden letzten Federwindungen geschlossen bzw. anliegend ausgebildet sind. Dies kann ggf. bei der Herstellung der erfindungsgemässen Feder von Vorteil sein, wobei nachfolgend näher darauf eingegangen wird. Fig. 1 shows a longitudinal view of a spring strand 1, having two ends 2 and 3, suitable for the production of a novel spring. On the one hand, a tapered spring end 2 can be seen, wherein the end is conically tapered. The opposite end 3 is cylindrical, wherein the two last spring coils are formed closed or fitting. This may possibly be of advantage in the production of the spring according to the invention, which will be discussed in more detail below.

[0014] In den Fig. 2a und 2b wird die Herstellung einer Schlauchfeder unter Verwendung eines Federstranges 1, wie in Fig. 1 dargestellt, naher erläutert. Dabei wird der Federstrang 1 zu einem Ring aufgebogen und das konische Federende 2 wird in die endständige zylindrische Windung des Endes 3 eingeführt. Durch das konisch bzw. verjüngt ausgebildete Ende 2 ist eine zentrierte korrekte Positionierung des Endes 2 in Bezug auf das zylindrische Ende 3 problemlos möglich. Nach Einführen entsteht so die Verbindung 5, welche anschliessend unter Bezug auf Fig. 3 näher erläutert wird. 2a and 2b, the production of a tubular spring using a spring strand 1, as shown in Fig. 1, explained in more detail. In this case, the spring strand 1 is bent into a ring and the conical spring end 2 is inserted into the terminal cylindrical turn of the end 3. Due to the tapered or tapered end 2 a centered correct positioning of the end 2 with respect to the cylindrical end 3 is easily possible. After insertion, this produces the compound 5, which will be explained in more detail below with reference to FIG.

[0015] Fig. 3 zeigt im Längsschnitt ausschnittsweise die Verbindung a der Schlauchfeder, wie in Fig. 2b schematisch dargestellt. In Fig. 3 liegt eine der endständigen Windungen 12 des verjüngten Endes 2 an der endständigen Windung 13 des zylindrischen Federendes 3 an. Entlang der so entstehenden Berührungslinie 7 ist es nun möglich, beispielsweise mittels Schweissung, schematisch dargestellt durch die punktuelle Schweissung 4, eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Federenden herzustellen. Selbstverständlich stellt Fig. 3 eine Ausführungsvariante dar, und das Anbringen mehrerer Schweisspunkte ist möglich, ja sogar das Ausbilden einer entlang der Berührungslinie 7 verlaufenden Schweissnaht ist möglich. Zurückkommend auf die Beschreibung von Fig. 1 kann es beim Schweissen nun vorteilhaft sein, wenn beim zylindrischen Ende mindestens die letzten beiden Windungen geschlossen sind und beim verjüngten Ende der Teil der Windungen der Verjüngung geschlossen sind, welche das zylindrische Ende berühren. Dadurch wird ein Luftspalt verhindert zwischen den zu verschweissenden Windungen, welcher allenfalls ein korrektes Anschweissen der Windungen des zylindrischen Endes und des verjüngten Enden erschweren bzw. gar verunmöglichen könnte. Fig. 3 shows a longitudinal section detail of the compound a of the hose spring, as shown schematically in Fig. 2b. In Fig. 3, one of the terminal turns 12 of the tapered end 2 abuts the terminal turn 13 of the cylindrical spring end 3. Along the resulting contact line 7, it is now possible, for example by means of welding, shown schematically by the punctual welding 4, to produce a material connection between the two spring ends. Of course, Fig. 3 represents a variant embodiment, and the attachment of multiple welding points is possible, even forming a along the contact line 7 extending weld is possible. Returning to the description of Fig. 1, it may now be advantageous in welding, when at least the last two windings are closed at the cylindrical end and the part of the turns of the taper which are in contact with the cylindrical end are closed at the tapered end. As a result, an air gap is prevented between the turns to be welded, which at most could complicate or even make impossible a proper welding of the turns of the cylindrical end and the tapered ends.

[0016] Anstelle des Schweissens, was beispielsweise mittels Laserschweissen bewerkstelligt werden kann, ist es selbstverständlich auch möglich, die beiden Windungen durch Kleben oder Löten miteinander zu verbinden. Wichtig dabei ist, dass das für den oder die Federstränge verwendete Material eine Schweissung, Lötung oder ein Kleben ermöglicht. Aus diesem Grunde hat sich beispielsweise rostfreier Stahl als geeignetes Material angeboten, wobei sich selbstverständlich auch andere Metalle oder Metalllegierungen wie insbesondere Kupfer, Kupferlegierungen, Titan, Goldlegierungen etc. eignen. Insbesondere für Kleben sind auch Kunststoffe verwendbar, wie beispielsweise verstärkte Kunststoffe, welche das Herstellen von Federsträngen zulassen. Instead of welding, which can be accomplished for example by means of laser welding, it is of course also possible to connect the two turns by gluing or soldering together. It is important that the material used for the spring strands or the strands allows welding, soldering or gluing. For this reason, for example, stainless steel has been offered as a suitable material, which of course other metals or metal alloys such as in particular copper, copper alloys, titanium, gold alloys, etc. are suitable. In particular for bonding plastics are used, such as reinforced plastics, which allow the production of spring strands.

[0017] Anstelle des insbesondere unter Bezug auf Fig. 2 dargestellten Herstellens einer Schlauchfeder ist das Ausbilden einer erfindungsgemässen Verbindung auch grundsätzlich bei andersartigen Federverbindungen möglich, wie beispielsweise beim Verbinden von geraden Federsträngen. Dies ist insbesondere dann immer von Vorteil, wenn sich einerseits an der Verbindungsstelle keine Versteifung ergeben soll und andererseits das korrekte Positionieren der beiden Federenden zueinander insbesondere aufgrund kleinster Dimensionierung erschwert ist. Auch die Darstellung in den Fig. 1 und 3 der beiden Enden des Federstranges ist beispielsweise und dient der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Selbstverständlich kann insbesondere das verjüngt ausgebildete Ende des Federstranges andersartig ausgebildet sein. So kann die Verjüngung beispielsweise mehrere Windungen umfassen, der Federstrang selbst kann aus geschlossenen oder offenen Windungen bestehen, etc. etc. Instead of the production of a hose spring shown in particular with reference to FIG. 2, the formation of a compound according to the invention is also fundamentally possible with other types of spring connections, for example when connecting straight spring strands. This is always advantageous, in particular, when, on the one hand, there is no need for stiffening at the connection point and, on the other hand, the correct positioning of the two spring ends relative to each other, in particular due to the smallest dimensioning, is made more difficult. The illustration in FIGS. 1 and 3 of the two ends of the spring strand is, for example, and serves to explain the present invention. Of course, in particular the tapered end of the spring strand may be formed differently. For example, the taper may comprise a plurality of turns, the spring strand itself may consist of closed or open turns, etc., etc.

Claims (14)

1. Feder mit einer Verbindung zweier Federenden mindestens eines Federstranges (1), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federende (3) weitgehendst zylindrisch und das zweite Ende (2) verjüngt ausgestaltet ist, um als Positionierung für die Verbindung der beiden Enden zu wirken und wobei die Verbindung stoffschlüssig ist.1. spring with a compound of two spring ends of at least one spring strand (1), characterized in that the first spring end (3) largely cylindrical and the second end (2) is designed to be tapered to act as a positioning for the connection of the two ends and wherein the connection is cohesive. 2. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung des zweiten Endes (2) über eine oder mehrere Windungen führt.2. Spring according to claim 1, characterized in that the taper of the second end (2) leads over one or more windings. 3. Feder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Windungen des verjüngten Federendes weitgehendst geschlossen sind, d.h. aneinander anliegend ausgebildet sind.3. Spring according to claim 1 or 2, characterized in that at least two turns of the tapered spring end are largely closed, i. are formed adjacent to each other. 4. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die endständige Windung des ersten Federendes weitgehendst geschlossen ist, d.h. an der zweitletzten Windung anliegend, ausgebildet ist.4. Spring according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least the terminal turn of the first spring end is largely closed, i. formed on the second last turn, is formed. 5. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung aus einem oder mehreren Punkten (4) oder aus einer mindestens partiell umlaufenden Linie besteht.5. Spring according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cohesive connection of one or more points (4) or consists of an at least partially circumferential line. 6. Feder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungspunkte geschweisste Verbindungspunkte (4) sind.6. Spring according to claim 5, characterized in that the connection points are welded connection points (4). 7. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung eine Schweiss-, Löt- oder Klebverbindung ist.7. Spring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the compound is a welding, soldering or adhesive bond. 8. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federstrang, aufweisend das erste und das zweite Ende, stoffschlüssig zu einer Schlauchfeder verbunden ist.8. Spring according to one of claims 1 to 7, characterized in that a spring strand, comprising the first and the second end, is integrally connected to a hose spring. 9. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen des Federstranges weitgehendst geschlossen, d.h. ohne Abstand, ausgeführt sind.9. Spring according to one of claims 1 to 8, characterized in that the turns of the spring strand largely closed, i. without clearance, are executed. 10. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen des Federstranges nicht geschlossen, d.h. mit Abstand, ausgeführt sind.A spring according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the turns of the spring strand are not closed, i. by far, are executed. 11. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen der beiden Enden des Federstranges geschlossen, d.h. ohne Abstand, ausgeführt sind und der dazwischen liegende Teil des Federstranges mit Abstand ausgeführt ist.A spring according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the turns of the two ends of the spring strand are closed, i. are made without clearance, and the intermediate part of the spring strand is executed at a distance. 12. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Federstrang aus rostfreiem Stahl, einer schweiss- oder lötbaren Metalllegierung, aus Kunststoff oder aus verstärktem Kunststoff-Material oder Keramik-Material besteht, das zu Draht geformt werden kann und stoffschlüssig verbindbar ist.12. Spring according to one of claims 1 to 11, characterized in that the spring strand of stainless steel, a weldable or solderable metal alloy, made of plastic or of reinforced plastic material or ceramic material, which can be formed into wire and cohesively is connectable. 13. Verfahren zur Herstellung einer Schlauchfeder, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Federstrang das eine Ende weitgehendst zylindrisch ausgebildet wird und das andere Ende verjüngt, und nach Biegen des Federstranges zu einem ringförmigen Federstrang das verjüngte Ende in das eine zylindrische Federende eingeführt wird und anschliessend die beiden Enden stoffschlüssig verbunden werden.13. A method for producing a tubular spring, characterized in that on one spring strand, the one end is formed largely cylindrical and the other end tapers, and after bending the spring strand to an annular spring strand, the tapered end is inserted into a cylindrical spring end and then the Both ends are materially connected. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der beiden Federenden mittels Laserschweissen erfolgt.14. The method according to claim 13, characterized in that the connection of the two spring ends takes place by means of laser welding.