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Die Erfindung betrifft eine Endbefestigungsvorrichtung in Form eines Verbindungselements zum endseitigen Einsatz in Innendurchmessern von spiral- oder schraubenförmigen Zugfederelementen mit einem Anschlussstück. Ebenso betrifft die Erfindung ein Federelement, das als spiral- oder schraubenförmiges Zugfederelement ausgebildet ist und eine Endbefestigungsvorrichtung aufweist.
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Mit der
DE 20 2014 105 649 U1 wird eine Anschlussvorrichtung für eine endseitige Verbindung einer Zugfeder bekannt. Dabei werden im Wesentlichen zwei gleiche Haltebleche verwendet, die an einem ihrer Enden eine Abwickelung aufweisen, die in den Eckbereichen mit Verrundungen versehen ist. Eine derartige Ausbildung eines Haltebügels ist maßlich so abgestimmt, dass die Höhenausbildung der Abwinkelungen mindestens auf den Außendurchmesser der Zugfedern berechnet wurde. Durch eine derartige Maßnahme ist es möglich, dass quasi zwei Haltebleche mit ihren Abwinkelungen unter einer Spreizung und Verschwenkung in das Innere der Zugfeder eingeführt werden. Durch ein Zusammendrücken der Haltebleche an ihren Rücken wird erreicht, dass die Abwinkelungen sich zwischen zwei benachbarten Windungen auf jeder Seite der Zugfeder hineindrücken.
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Ein Federanschlusselement kann der
DE 87 05 851 U1 entnommen werden. Dieses Federanschlusselement hat konische, kegelig oder sich hinsichtlich des Abstandes verjüngend ausgebildete Seitenkanten eines Eingriffskörpers, der an seinem verjüngten Ende schmaler als der Innendurchmesser einer anzuschließenden Schraubenfeder ist, und in seinem Seitenflankenbereich mindestens zwei einander gegenüberliegende hakenförmige Vorsprünge aufweist, deren Fußbereiche um eine größere Strecke voneinander beabstandet sind, als der Durchmesser der Feder lang ist.
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Um spiral- oder schraubenförmige Zugfederelemente, deren Enden keine angeformten Augen aufweisen, befestigen zu können, ist es notwendig, diese mit Elementen oder Vorrichtungen für den gewünschten Einsatz auszustatten. Da die Verwendungen jedoch sehr vielfältig sind, ist es aus Kostengründen wünschenswert, auf eine universelle, mehrfach verwendbare Verbindungsmöglichkeit zurückzugreifen. Dieses ist Aufgabe der Erfindung, nämlich ein Verbindungselement zu schaffen, das neben einer Anschlussmöglichkeit auch für unterschiedliche Adapter oder Vorrichtungen anwendbar ist. Ein solches Verbindungselement als Endbefestigungsvorrichtung soll kostengünstig herstellbar und darüber hinaus in der Verwendung von Zugfederelementen mit großen Zugkräften belastbar sein.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Ansprüche 1 und 2 durch eine Endbefestigungsvorrichtung in einer Ausführung als Verbindungselement, sowie durch ein Zugfederelement mit einem Verbindungselement nach den Ansprüchen 8 und 9 gelöst. Die sich jeweils an die nebengeordneten Ansprüche anschließenden Unteransprüche haben dabei jeweils eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens zum Inhalt.
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Zur Erfüllung der Aufgabe wird auf eine einfache Endbefestigungsvorrichtung in Ausbildung eines Verbindungselements zurückgegriffen, das zum endseitigen Einsatz in den Innendurchmesser von spiral- oder schraubenförmigen Zugfederelementen einsetzbar ist. Dieses Verbindungselement besteht im Wesentlichen aus einem flächigen Anschlussstück, das kostengünstig als Stanzteil hergestellt werden kann. Während es beim Stand der Technik zu einer Verhakung zwischen zwei benachbarten Windungen über den Innendurchmesser der Zugfederelemente zur Befestigung eines Endstückes kommt, geht die Erfindung einen anderen Weg, damit auch die Belastungen der Zugfederelemente in einem höheren Bereich liegen können. Um dieses zu erreichen, ist der Teil des Anschlussstückes, der in das Zugfederelement über den Innendurchmesser eindringt, mit einer geringeren Breite als der Innendurchmesser des Zugfederelementes ausgestattet. Der Endbereich des Anschlussstückes, der in den Innendurchmesser des Zugfederelements eindringt, wird durch einen Haltebereich gebildet, dessen Breite im Wesentlichen auf den Innendurchmesser des Zugfederelementes, mit einem entsprechenden Spiel, abgestimmt ist. Somit ist ein derartiges Verbindungselement in den Innendurchmesser eines Zugfederelementes ohne Probleme eintauchbar. Um jedoch eine dauerhafte Befestigung mit dem Zugfederelement zu erreichen, ist es notwendig, dass der Endbereich des Federelements durch ein Werkzeug oder eine Maschine an seinem Außendurchmesser von außen so belastet wird, das es zu einer Verformung und damit zu einer Verringerung des Außendurchmessers kommt. Diese Verformung des Zugfederelements von außen findet nur in dem Bereich des Anschlussstückes statt. Nach der Verformung des Endbereiches des Zugfederelementes kann das Verbindungselement nicht mehr aus dem Zugfederelement entfernt werden. Dafür sorgt der breitere Haltebereich des Anschlussstückes, der sich nun gegen den inneren, verringerten Durchmesser nach der Verformung des Federendes anstellt. Um hier eine gute kraftschlüssige Verbindung herstellen zu können, weist der Haltebereich zum Anschlussstück abfallende seitliche Schrägen auf, die einen kegeligen Verlauf haben können. Dadurch, dass die Verformung des Zugfederelementes ebenfalls nicht scharfkantig verläuft, wird eine gute Zugkraftübertragung bei äußerer Belastung auf das Anschlussstück und damit auf das Zugfederelement übertragen.
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In gleicher Art und Weise ist es möglich, mit einem entsprechend gestalteten flächigen Anschlussstück auch sogenannte Duplex-Federelemente auszustatten. Bei derartigen Duplex-Federelementen befindet sich in dem äußeren Zugfederelement innen ein weiteres Zugfederelement. Durch derartige Zugfederelemente lassen sich höhere Kraftbelastungen ausüben.
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Das bei derartigen Duplexfederelementen zur Anwendung kommende Anschlussstück wird ähnlich dem vorbeschriebenen ausgeführt. Zunächst kommt für den größeren Durchmesser des äußeren Zugfederelementes ein bereits beschriebenes Anschlussstück mit dem sich anschließenden Haltebereich in gleicher Art und Weise zur Anwendung. Im Anschluss, d. h. gerichtet in den Innenraum des äußeren Zugfederelementes, weist das Anschlussstück nach dem ersten Haltebereich einen Zwischenbereich auf, dessen Breite geringer ist als der Innendurchmesser des zweiten inneren Zugfederelements. Das Ende des Zwischenbereichs ist mit einem zweiten Haltebereich ausgestattet, der auf den Innendurchmesser des zweiten Zugfederelementes abgestimmt ist. Auch hier kann der Übergang zwischen dem zweiten Haltebereich und dem Zwischenbereich kegelig oder mit einer Schrägen ausgeführt sein.
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Um derartig ausgebildete, ineinander angeordnete spiral- oder schraubenförmig ausgebildete Zugfederelemente nun dauerhaft untereinander an dem Anschlussstück zu befestigen, ist es notwendig, dass zuerst in einem ersten Arbeitsgang das Anschlussstück in das Zugfederelement mit dem kleineren Durchmesser eingeführt wird. Anschließend wird der Außendurchmesser des Endbereiches des Zugfederelements durch Verformung auf die Breite des Zwischenbereiches durchgeführt. In einem weiteren Arbeitsgang wird das bereits mit dem Anschlussstück verbundene innere Zugfederelement in das äußere Zugfederelement eingeführt und anschließend in einem weiteren Arbeitsgang wird dann die Verformung des äußeren Zugfederelementes so durchgeführt, dass hier auch eine belastbare Bindung zwischen dem Anschlussstück und dem äußeren Zugfederelement hergestellt wird. Wird bei einer späteren Zugbelastung das Anschlussstück belastet, so wird gleichzeitig eine Krafteinleitung sowohl auf das äußere Zugfederelement als auch auf das innere Zugfederelement gleichzeitig übertragen, da diese insgesamt untereinander durch die Endverformungen mit dem Verbindungselement dauerhaft verbunden sind.
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Der Teil des Anschlussstückes, der aus dem oder den Zugfederelement/en herausragt, kann direkt oder indirekt über einen sich anschließenden Anschlussbereich individuell oder auch speziell mit weiteren Vorrichtungen oder Rollenhaltern oder stationären Bauelementen dauerhaft oder auch entfernbar verbunden werden.
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Ein Zugfederelement, das mit einer Endbefestigungsvorrichtung der vorbeschriebenen Art versehen ist, ist neben einer kostengünstigen Herstellung auch universell verwendbar. Selbst bei einem Bruch eines der Zugfederelemente ist es durchaus möglich, dass auf der Baustelle mit einem entsprechenden Werkzeug nach dem Auswechseln des entsprechenden Federelementes die Verformung des Endbereiches des Zugfederelementes durchgeführt werden kann. Dazu kann beispielsweise eine Vorrichtung verwendet werden, die so ausgebildet ist, dass das Federende in die Vorrichtung eingeführt wird, wobei natürlich auch das Anschlussstück eingesetzt wird. Anschließend werden über zwei Druckstücke, die in einer Vorrichtung drehbar montiert sind und Konturen mit einem konischen Verlauf aufweisen bei einer Verdrehung dieser beiden Druckstücke gegeneinander kommt es zu einer Verformung des Endbereiches des Zugfederelementes. Dieses ist natürlich nicht bei großen Zugfederelementen möglich. Bei großen Zugfederelementen ist die Verformung nur in einem Herstellungsprozess im Werk mit entsprechenden Werkzeugen ausführbar.
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Es versteht sich, dass eine Endbefestigung von Zugfederelementen durch das erfindungsgemäße Verbindungselement in einer Bündelung von mehreren Zugfederelementen an einem Verbindungsstück möglich ist. Dafür weist ein solches Verbindungselement die Anschlussmöglichkeit von mehreren einzelnen, oder auch in einer Duplex-Ausführung eingesetzten Zugfederelementen nebeneinander auf. Auch in einem solchen Falle besteht die Möglichkeit, endseits an dem Verbindungselement unterschiedliche Arten und Formen von Adaptern oder Rollenhaltern, Ösen oder dergleichen anzubringen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in den Zeichnungen werden die in der beigefügten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
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In den Zeichnungen bedeutet:
- 1 Eine perspektivische Gesamtansicht einer aus Zugfederelementen bestehenden Ausführung, die beispielsweise zum Gewichtsausgleich bei überkopfbewegten Torblättern verwendet wird, dabei sind die Endbereiche in einem Detail 1 und einem Detail 2 mit dem erfindungsgemäßen Verbindungselement noch einmal gesondert herausgestellt worden;
- 2 eine Schnittdarstellung durch zwei Zugfederelemente mit eingesetztem Verbindungselement;
- 2a die Ausführung eines Anschlussstückes zur Verbindung mit einem Zugfederelement;
- 2b wie 2a, jedoch für eine Duplex-Federanordnung;
- 3a ein Ausführungsbeispiel einer Bündelung von drei Zugfederelementen zur Verbindung mit einem Anschlussstück;
- 3b wie 3a, jedoch zur Verbindung mit einer Rollenhalterung;
- 4a eine Bündelung von vier Zugfederelementen zum Anschluss an Anschlussstücken;
- 4b wie 4a, jedoch mit einer Rollenhalterung;
- 5 ein Schnitt durch eine Vorrichtung zur Endbearbeitung von Zugfederelementen;
- 6 wie 5, jedoch mit verformtem Zugfederelement;
- 7 wie 5, jedoch mit geöffneter Vorrichtung und verformtem Endbereich des Zugfederelementes.
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Die 2a zeigt ein Verbindungselement 2, das als flächiges Bauteil aus Blech oder Stahl mit entsprechender Festigkeit zur Verbindung innerhalb eines Zugfederelementes 3 oder 4 eingesetzt werden kann. Dabei besteht das Verbindungselement 2 in der Darstellung aus einem Anschlussstück 8, an dem sich auf der linken Seite endseits ein Haltebereich 13 anschließt. Zwischen dem Haltebereich 13 und dem Anschlussstück 8 ist eine Schräge 25 ausgebildet. Dieses Verbindungselement 2 ist mit der Breite des Halterelementes 13 auf einen Innendurchmesser eines Zugfederelementes 4 abgestimmt, so dass das Verbindungselement 2 einfach in den Innendurchmesser des Zugfederelementes 4 eingesetzt werden kann. Der Bereich des Anschlussstückes 8 ist wesentlich schmaler und schlanker ausgebildet als der Haltebereich 13.
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In der 2b wird ein Verbindungelement 1 wiedergegeben, das ebenfalls aus einem Anschlussstück 8 mit sich daran anschließendem breiteren Haltebereich 13 besteht, der über die Schrägen 25 mit dem Anschlussstück 8 verbunden ist. Im Anschluss an den breiteren Haltebereich 13 schließt sich ein Zwischenbereich 15 an, dessen Breite geringer ist als die Breiten des Haltebereiches 13 und des Anschlussstückes 8. Endseits an dem Zwischenbereich 15 ist ein zweiter Haltebereich 14 vorhanden, der ebenfalls breiter als der Zwischenbereich 15 ist und auch über Schrägen 26 verfügt. Dieses Verbindungselement 1 kann für eine sogenannte Duplex-Ausführung von zwei ineinander angeordneten Zugfederelementen 3, 4 verwendet werden. Eine solche Verwendung zeigt die 2. Der Innendurchmesser des Zugfederelementes 4 umgreift den Haltebereich 13 des Verbindungselementes 1. Da der Innendurchmesser des Zugfederelementes 3 wesentlich geringer ist als der Innendurchmesser des Zugfederelementes 4, ist es möglich, dass über den Zwischenbereich 15 der Haltebereich 14 in den Innendurchmesser des Zugfederelementes 3 eintaucht. Sowohl das Zugfederelement 3 als auch das Zugfederelement 4 sind an ihren Enden in ihrem Durchmesser jeweils so verformt worden, dass das Ende des Zugfederelementes 3 die Breite des Zwischenbereiches 15 umschließt, und ebenso umschließt das Ende des Zugfederelementes 4 den Anschlussbereich 8 umschließt. Durch die Endverformung der Zugfederelemente 3, 4 erfolgt eine Veränderung sowohl des Außenals auch des Innendurchmessers der jeweiligen Zugfederelemente 3, 4. Dieses macht sich der erfindungsgemäße Gedanke zum Inhalt und erreicht durch die Haltebereiche 13 und 15, dass kraftschlüssige Verbindungen des flächigen Verbindungselementes 1 mit dem Zugfederelement 3 und dem Zugfederelement 4 erzielt werden. Damit die Krafteinleitung bei einer Belastung der Zugfederelemente 3, 4 auf das Verbindungselement 1 gut übertragen wird, sind die Schrägen 25 und 26 an dem Verbindungselement 1 vorhanden.
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Das Ausführungsbeispiel nach 1 zeigt eine Bündelung von mehreren Zugfederelementen 4, die ebenso im Innern mit weiteren Zugfederelementen 3 ausgestattet sein können. In diesem Ausführungsbeispiel sind an dem Verbindungselement 1 drei parallel angeordnete Zugfederelemente 4 angeschlossen. Dabei wird die kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den Zugfederelementen 4 und dem Verbindungselement 1 durch die endseitigen Verformungen der Zugfederelemente 4 mit einem Endbereich 12 erzielt, der eine Verjüngung der Durchmesser der Zugfederelemente 4 zur Folge hat.
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In der Detaildarstellung 1 nach 1 wird in einer vergrößerten Wiedergabe dieser Endbereich 12 der sechs Zugfederelemente 4 noch einmal verdeutlicht. Die beiden Zugfederpakete werden dabei an einem Anschlussstück 5 über Bohrungen 7 angeschlossen. Damit eine gleichmäßige Zugbelastung auf die Zugfederelemente 4 erfolgen kann, ist das Verbindungselement 1 verkröpft so ausgeführt, dass mittig ein Anschlussstück 5 über die beiden Verbindungselemente 1 verbunden werden kann. Das Anschlussstück 5 weist dabei Befestigungsdurchbrüche 6 auf, um beispielsweise an einer stationären Halterung angebracht werden zu können.
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Durch die Detaildarstellung 2 wird der andere Endbereich der Bündelung der Zugfederelemente 4 im Detail wiedergegeben. Die Ausführung der Verbindungselemente 1 ist gleichwertig gegenüber dem anderen Ende des Zugfederpaketes. Über die Bohrungen 7 wird hier eine Rollenhalterung 9 angebracht, in der über eine Achse 11 eine Rolle 10 drehbar gelagert ist. Diese Ausführung kann beispielsweise bei Toren als Gewichtsausgleichsvorrichtung eingesetzt werden, wobei über die Rolle 10 ein Seil geführt wird.
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Das Ausführungsbeispiel nach 3a zeigt die Bündelung beispielsweise von drei Zugfederelementen 4. Auch hier sei gesagt, dass sich im Innern der Zugfederelemente 4 ein weiteres Zugfederelement 3 befinden kann. Bei dieser Ausführung ist der Endbereich des Anschlussstückes 8 so gestaltet, dass hier drei Zugfederelemente 4 über eine Verjüngung des Endbereiches 12 der Zugfederelemente 4 angeschlossen werden kann. Der Bereich des Anschlussstückes 8 wird hier über die Bohrung 7 mit dem Anschlussstück 5 beispielsweise verbunden.
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Das andere Ende dieses Federpaketes nach der 3a wird in der 3b wiedergegeben. Hier ist das Anschlussstück 8 über die Bohrungen 7 mit der Rollenhalterung 9 beispielsweise verbunden.
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Die Bündelung von vier Zugfederelementen 4 wird in den 4a und 4b jeweils in den Endbereichen dargestellt. Entsprechend der Anzahl der Zugfederelemente 4 ist hier das Anschlussstück 8 so gestaltet worden, dass zwei der Zugfederelemente 4 über den Endbereich 12 mit seiner Verjüngung angeschlossen werden können. Auch hier wird über die Bohrung 7 eine Verbindung zu dem Anschlussstück 5 sichtbar. Das andere Ende dieser Bündelung von Zugfederelementen 4 gibt die 4b wieder, wobei auch hier über die Bohrungen 7 eine Verbindung zu der Rollenhalterung 9 dargestellt ist.
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Die 5, 6 und 7 geben in einer beispielhaften Darstellung die Möglichkeit wieder, die Enden der Zugfederelemente 3, 4 durch eine Kaltverformung in dem Haltebereich 12 zu erzielen. Um die Verformung des Endbereiches 12 durchführen zu können, wird in vereinfachter Ausführung ein Werkzeug 16 verwendet. Dieses Werkzeug 16 besitzt beispielsweise Seitenwangen 17, zwischen denen über Druckdrehpunkte 20 Druckstücke 18 und 19 drehbar gelagert sind. Die Druckstücke 18, 19 sind mit Verzahnungen 23 versehen, die bei einer Drehung beispielsweise über einen Hebel 24 gleichzeitig eine Drehung der beiden Druckstücke 18, 19 ausführen. Die Druckstücke 18, 19 haben innenseitig eine Kontur 22, die auf den entsprechenden Außendurchmesser der zu verformenden Endbereiche 12 abgestimmt ist. Wird nun der Hebel 24 so bewegt, dass sich die Druckstücke 18, 19 in eine Schließbewegung bewegen, so wird es durch die Krafteinwirkung auf den Hebel 24 es zu einer Verformung des Endbereiches der Zugfederelemente 3, 4 entsprechend der Kontur 22 der Druckstücke 18, 19 kommen. Dieses ist insbesondere aus der 5 ersichtlich, wo sich der Verlauf der Konturen 22 von der linken Seite her zur rechten Seite hin verjüngen. Diese Darstellungen zur Bearbeitung des Endbereiches 12 der Zugfederelemente 3, 4 durch die Bewegung des Hebels 24 und das Werkzeug 26 ist nur beispielhaft. Bei einer produktiven Bearbeitung versteht sich, dass hier entsprechende Werkzeuge verwendet werden, die durch die Kraft von Maschinen eine Veränderung des Endbereiches erreichen können. Es versteht sich, dass bei dieser beispielhaften Darstellung in den 5, 6 und 7 vor der Veränderung des Endbereiches 12 das Verbindungselement 1 oder das Verbindungselement 2 eingesetzt werden muss.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbindungselement
- 2
- Verbindungselement
- 3
- Zugfederelement
- 4
- Zugfederelement
- 5
- Anschlussstück
- 6
- Befestigungsdurchbruch
- 7
- Bohrung
- 8
- Anschlussstück
- 9
- Rollenhalterung
- 10
- Rolle
- 11
- Achse
- 12
- Endbereich
- 13
- Haltebereich
- 14
- Haltebereich
- 15
- Zwischenbereich
- 16
- Werkzeug
- 17
- Seitenwangen
- 18
- Druckstück
- 19
- Druckstück
- 20
- Druckdrehpunkt
- 21
- Drehpunkt
- 22
- Kontur
- 23
- Verzahnung
- 24
- Hebel
- 25
- Schräge
- 26
- Schräge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202014105649 U1 [0002]
- DE 8705851 U1 [0003]
