DE3643775A1 - Zylindrische schraubendruckfeder mit zu den federnden windungen einteiligen und ausschliesslich aus aneinanderliegendenden nicht federnden windungen bestehenden blockabschnitten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zylindrische Schrauben­ druckfeder nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

In dem DE-GM 17 67 258 wird es bei einer als Zug- bzw. Druck­ feder ausgebildeten Feder als wesentlich angesehen, daß an dem einen oder entsprechend dem Gattungsbegriff an beiden Enden eine hülsenförmige bzw. stiftförmige Verlängerung ange­ ordnet ist, die vorteilhaft durch Gang-auf-Gang-Wicklung des Federdrahtes hergestellt ist und mit dem federnden Teil aus einem einzigen Stück besteht. Hierbei sollen die starren hülsen­ förmigen Teile anstatt in Längsrichtung der Feder nach außen, auch nach innen in dem federnden Teil angeordnet sein oder ab­ weichend von der Achse liegen können. Weiterhin ist es in der Druckschrift als wesentlich angegeben, daß an dem dem hülsen­ förmigen Teil gegenüberliegenden Ende der Feder - also in Ab­ kehr vom Gattungsbegriff - ein waagerecht oder abweichend von der Achse verlaufendes Ende angeordnet sein kann.

Diese in der Druckschrift angesprochenen Lösungsansätze be­ treffen offensichtlich Aufgabenstellungen, welche mit dem Handling von Druckfedern in keinem erkennbaren Zusammenhang stehen.

Auch Druckfedern mit geringen Federkräften und entsprechend kleinen Abmessungen können an sich problemlos hergestellt werden. Schwierigkeiten mit dem Umgang insbesondere derartiger Druckfedern entstehen in der Regel erst in den nachfolgenden Arbeitsabläufen.

Die geringen Federkräfte verlangen Federdrähte mit kleinen Durchmesser-Abmessungen, die zu labilen Druckfedern führen und damit das Montage-Handling erschweren. Ein weiterer, mit Zeitaufwand verbundener Nachteil ist das Entwirren eines Druckfederknäuels aus ineinander geschobenen, kaum erkenn­ baren Federn in dem als Schüttgut gängigen Anlieferzustand. Abhilfe konnte bisher nur in einer geeigneten Verpackung ge­ funden werden, bei welcher die Federn voreinander getrennt gehalten sind. Ein kostengünstiger Ablauf einer Serienpro­ duktion ist damit nicht gegeben.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher im wesentlichen darin, die Handhabbarkeit der Druckfeder so zu verbessern, daß letztere ohne Beschädigung von Hand trans­ portiert und montiert werden kann. Entsprechend soll die Druck­ feder formstabil ausgelegt sein. Dabei wird es als wesentlich angesehen, ein Verheddern der Federn zu vermeiden.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der Druckfeder nach der Erfindung sind die beiden Enden und wenigstens ein mittlerer Bereich mit anliegenden Federwin­ dungen gewickelt. Durch diese an wenigstens 3 Stellen ge­ bildeten geschlossenen Zylinderstücke wird ein Ineinander­ greifen der Federwindungen mit den benachbarten Druckfedern vermieden. Bei labilen Druckfederausführungen erhöhen die anliegenden Windungen die Formstabilität der Feder. Diese Maß­ nahmen sind die Grundlage für ein vernünftiges Handling in der Montage.

Die Herstellung der Druckfeder nach der Erfindung kann auf programmierbaren Wickelautomaten erfolgen, mit denen die Steigung der Federwindung innerhalb einer Schraubenfeder variiert werden kann.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand von zwei in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei­ spielen näher beschrieben.

In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 eine Schraubendruckfeder nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsform in Ansicht,

Fig. 2 zwei zueinander geneigt angeordnete und sich gegen­ seitig berührende Schraubendruckfedern nach der Er­ findung gemäß der ersten Ausführungsform von Fig. 1,

Fig. 3 eine Schraubendruckfeder nach der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform in Ansicht, und

Fig. 4 zwei zueinander geneigt angeordnete und sich gegen­ seitig berührende Schraubendruckfedern nach der Er­ findung gemäß der zweiten Ausführungsform von Fig. 3.

Nach Fig. 1 weist eine Schraubendruckfeder 5 an ihren beiden Federenden 7 und 8 je einen hülsenförmigen Blockabschnitt 11 auf, welcher aus eineinhalb auf Block gewickelten und somit aneinanderliegenden nicht federnden Federwindungen 12 besteht und keine Teile aufweist, die über einen gedachten Hüllzylinder hinausragen, dessen Durchmesser gleich dem Außendurchmesser 17 der Schraubendruckfeder 5 ist, und der in einer zur Federachse 23-23 senkrechten Ebene abgeschnitten ist.

Die Schraubendruckfeder 5 weist zusätzlich 3 mittlere Block­ abschnitte 13 auf, welche ebenfalls jeweils aus eineinhalb auf Block gewickelten und somit aneinander liegenden nicht federnden Windungen 15 bestehen. Die beiden axial äußeren der zusätzlichen Blockabschnitte 13 sind sowohl jeweils mit dem einerseits benachbarten endseitigen Blockabschnitt 11 als auch mit dem andererseits benachbarten mittleren zusätzlichen Blockabschnitt 13 durch jeweils nur eine federnde Windung 9 verbunden, wobei alle Windungen 9, 12 und 15 zueinander ein­ teilig, d.h., aus einem in seiner Länge geschlossenen Feder­ draht gewickelt sind. Um ein Verheddern mit anderen konstruktiv gleich ausgebildeten zylindrischen Schraubendruckfedern zu ver­ meiden, entspricht der jeweilige Abstand 19 zwischen einem end­ seitigen Blockabschnitt 11 und dem benachbarten zusätzlichen Blockabschnitt 13 dem Ausdruck n · (0,7 D + d), worin n die Anzahl = 1 der federnden Windungen 9, D den Außendurchmesser 17 der Schraubendruckfeder 5 und d den Außendurchmesser 21 des Federdrahtes angeben. Aus dem gleichen Grund entspricht auch der jeweilige Abstand 19 zwischen zwei benachbarten zu­ sätzlichen Blockabschnitten 13 dem Ausdruck n · (0,7 D + d). Da die Anzahl n der zwischen zwei Blockabschnitten liegenden federnden Windungen 9 im Ausführungsbeispiel immer gleich 1 ist, sind die Abstände 19 untereinander ebenfalls gleich.

In Fig. 2 sind zwei gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 konstruktiv ausgebildete, also untereinander identische Schrau­ bendruckfedern mit ihren Federachsen zueinander schräg unter gegenseitiger Berührung dargestellt, und zwar eine in der ge­ zeichneten Draufsicht untenliegende Schraubendruckfeder 5 und eine darüberliegende Schraubendruckfeder 5 a. Aus der zeichnerischen Darstellung folgt ohne weiteres, daß sich die beiden Federn 5 und 5 a an mindestens 3 Punkten 24 so berühren, daß ein Ineinanderdringen in den Richtungen senkrecht zur Zeichenebene nicht möglich ist, weil der lichte Abstand zwi­ schen den Blockabschnitten gleich oder kleiner als der Außen­ durchmesser der Federn 5, 5 a ist. Bei paralleler Lage der Federn 5, 5 a zueinander würden die Blockabschnitte 11 und 13 ein Ineinanderdringen verhindern.

Auch bei der Ausführungsform der Fig. 3 sind die beiden Federenden 7 und 8 der zylindrischen Schraubendruckfeder 6 jeweils als hülsenförmiger Blockabschnitt 11 ausgebildet, welcher aus eineinhalb aneinanderliegenden nicht federnden Windungen 12 besteht. Bei dieser Ausführungsform ist ein einzelner zusätzlicher mittlerer Blockabschnitt 14 vorge­ sehen, welcher aus drei aneinanderliegenden nicht federnden Windungen 16 besteht und mit den beiden endseitigen Block­ abschnitten 11 jeweils durch drei federnde Windungen 10 ver­ bunden und auch einteilig ausgebildet ist. Alle Windungen 10, 12 und 16 weisen den gleichen Außendurchmesser 18 auf, wobei der Durchmesser des in seiner Länge geschlossenen Federdrahtes mit 22 bezeichnet ist.

Dabei entspricht die Länge 25 einer jeweiligen federnden Win­ dung dem Ausdruck ≦ (0,7 D + d), bei welchem D den Außen­ durchmesser 18 der Schraubendruckfeder 6 und d den Durch­ messer 22 des in seiner Länge in sich geschlossenen Feder­ drahtes angeben. Somit weist der mittlere Blockabschnitt 14 von den beiden endseitigen Blockabschnitten 11 den jeweiligen Abstand 20 auf, welcher dem Ausdruck = n · (0,7 D + d) ent­ spricht, bei dem n die Anzahl = 3 der federnden Windungen 10, D wiederum den Außendurchmesser 18 der Schraubendruckfeder 6 sowie d wie schon oben ausgeführt, den Durchmesser 22 des Federdrahtes angeben.

In Fig. 4 sind nunmehr zwei gemäß der Ausführungsform von Fig. 3 konstruktiv ausgebildete, also untereinander gleiche Schraubendruckfedern mit ihren Federachsen zueinander schräg unter gegenseitiger Berührung dargestellt, und zwar eine in der gezeichneten Draufsicht untenliegende Schraubendruckfeder 6 und eine höher liegende Schraubendruckfeder 6 a.

Aus der zeichnerischen Darstellung ist ersichtlich, daß zwar bei der Windungslänge "25" = 0,7 D + d (Fig. 3) eine federnde Windung 10 der Schraubendruckfeder 6 und eine federnde Windung 10 a der Schraubendruckfedern 6 a bei senkrecht zur Zeichenebene ge­ richteten Relativbewegungen bis zu einem gewissen Grade ineinanderführbar sind - aber ein Verschränken der beiden Federn 6, 6 a unter Schwenkbewegungen der Federachsen 23-23 und 23 a-23 a nicht möglich ist, weil sowohl die betreffenden endseitigen Blockabschnitte 11 und 11 a in einem Punkt 26 als auch die beiden mittleren Blockabschnitte 14 und 14 a in einem Punkt 27 in gegenseitige Berührung gelangen. Dies ist durch die bewußte Bemessung der Länge 25 der federnden Windungen 10 wie auch des lichten Abstandes n · 0,7 D + (n-1) · d der Block­ abschnitte 11 und 14 bzw. 11 a und 14 a erreicht. Da somit auf­ grund dieser Auslegung ein "Hintergreifen" von Abschnitten der federnden Windungen 10 der "untenliegenden" Schraubendruck­ feder 6 gegenüber Abschnitten der federnden Windungen 10 a der "obenliegenden" Schraubendruckfeder 6 a nicht möglich ist, kann die obenliegende Schraubendruckfeder 6 a mit ihrer be­ treffenden federnden Windung 10 a ohne weiteres nach "oben" aus der betreffenden federnden Windung 10 der "unten" liegen­ den Schraubendruckfeder herausgeführt werden. Ein Verheddern der beiden Schraubendruckfedern 6 und 6 a kann nicht eintreten.

Claims (12)

1. Zylindrische Schraubendruckfeder, deren Federenden je einen mit den federnden Windungen einteiligen hülsenförmigen Blockabschnitt bilden, welcher ausschließlich aus aneinander­ liegenden nicht federnden Windungen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden endseitigen Blockabschnitten (11) mindestens ein weiterer mit den federnden Windungen (9 bzw. 10) einteiliger mittlerer Blockabschnitt (13 bzw. 14) vorge­ sehen ist, welcher ebenfalls ausschließlich aus aneinander­ liegenden nicht federnden Windungen (15 bzw. 16) besteht, und sämtliche federnden wie nicht federnden Windungen (9 und 12, 15 bzw. 10 und 12, 16) den gleichen Außendurchmesser (17 bzw. 18) aufweisen sowie der gegenseitige axiale Abstand (19 bzw. 20) zweier benachbarter Blockabschnitte (11 und 13 bzw. 13 und 13 bzw. 11 und 14) etwa gleich dem Ausdruck n · (0,7 D + d) ist, in welchem n die Anzahl der diese benachbarten Blockabschnitte miteinander verbindenden federnden Windungen (9 bzw. 10), D den Außendurchmesser (17 bzw. 18 ) der Win­ dungen sowie d den Durchmesser (21 bzw. 22) des Federdrahtes angeben.

2. Schraubendruckfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gilt 1 ≦ n ≦ 5.

3. Schraubendruckfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl x der nicht federnden Windungen (12 bzw. 15) eines Blockabschnittes (11 bzw. 13) = 1,5 ist.

4. Schraubendruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl x der nicht federnden Windungen (12) bei den beiden endseitigen Blockabschnitten (11) gleich ist.

5. Schraubendruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl n der federnden Windungen (9 bzw. 10) zwischen allen benachbarten Blockabschnitten (11 und 13 bzw. 11 und 14) gleich ist.

6. Schraubendruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl x der nicht federnden Windungen (12 bzw. 15) bei allen Blockabschnitten (11 und 13) gleich ist.

7. Schraubendruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß n = 1 und x = 1,5 ist.

8. Schraubendruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl y der mittleren Blockabschnitte (13) gleich 3 ist.

9. Schraubendruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl x der nicht federnden Windungen (16) eines mittleren Blockabschnittes (14) größer ist als die Anzahl x der nicht federnden Windungen (12) eines endseitigen Block­ abschnittes (11).

10. Schraubendruckfeder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl x der nicht federnden Windungen (16) eines mittleren Blockabschnittes (14) gleich 3 ist.

11. Schraubendruckfeder nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl y der mittleren Blockabschnitte (14) gleich 1 ist.

12. Schraubendruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Federenden (7 bzw. 8) jeweils keine über die Kontur eines theoretischen, in einer quer zur Federachse (23-23) liegenden Ebene abgeschnittenen Hüllzylinders, dessen Durch­ messer gleich dem Außendurchmesser (17 bzw. 18) der Schrauben­ druckfeder (5 bzw. 6) ist, hinausragenden Teile aufweisen.