DE9418971U1 - Low-friction supported compression spring - Google Patents
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Description
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ANR 17 17 332ANR 17 17 332
2688-11-DE2688-11-EN
Die Erfindung betrifft eine reibungsarm abgestützte Drehfeder in einem Arretierelement, insbesondere nach dem oberbegriffsbildenden Merkmalen von Anspruch 1.The invention relates to a torsion spring supported with low friction in a locking element, in particular according to the features forming the preamble of claim 1.
Ein gattungsgemäßes Arretierelement ist aus der DE-A 42 36 685 bekannt, in der zumindest ein Ende der Druckfeder über ein Lager, ausgeführt als e+n Wälz- oder Gleitlager, am Boden einer Buchse bzw. im Führungsteil reibungsmindernd anliegt. Eine solche Druckfederabstützung stellt eine wirksame Maßnahme zur Reduzierung der Reibung dar und verbessert damit die Funktion des Arretierelementes. Eine freie Drehbeweglichkeit des Führungselements ist insbesondere dann erforderlich, wenn dieses mit einem radial an ihm angreifenden Sperrbügel zusammenwirkt. Die Verwendung eines Lagers führt jedoch zu einer Kostensteigerung, die für in großen Stückzahlen hergestellte Arretierelemente vielfach keine Akzeptanz findet.A locking element of this type is known from DE-A 42 36 685, in which at least one end of the compression spring rests on the base of a bushing or in the guide part via a bearing, designed as a roller or plain bearing, to reduce friction. Such a compression spring support represents an effective measure for reducing friction and thus improves the function of the locking element. Free rotation of the guide element is particularly necessary when it interacts with a locking bracket that engages it radially. However, the use of a bearing leads to an increase in costs, which is often not accepted for locking elements produced in large quantities.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kostengünstige Drehfederabstützung zu realisieren, die:The object of the invention is therefore to realize a cost-effective torsion spring support that:
a) bauraumoptimiert ausgelegt ist und den Bauteileumfang reduziert; a) is designed to optimize installation space and reduces the number of components;
b) die, unverlierbar an einer herkömmlichen Drehfeder oder im
Arretierelement gehalten, eine einfache Montage ermöglicht.
35b) which, held captive on a conventional torsion spring or in the locking element, enables easy installation.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabenstellung durch die Kennzeichnungsteile der Ansprüche 1 und 6 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing parts of claims 1 and 6.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 ist zumindest ein Federende zentrisch zur Druckfeder so ausgeformt, daß sich eine punkttuelle Abstützung am Boden oder an der Stirnseite im Führungsteil einstellt. Damit ergibt sich eine kostengünstige, die Reibung reduzierende Druckfederabstützung, durch die in vorteilhafter Weise die Federlänge und damit der erforderliche Bauraum reduzierbar ist, oder bei gleichem Einbauraum die Druckfeder verlängert werden kann. Außerdem ergibt sich eine Bauteilreduzierung, wodurch eine Fehlmontage aufgrund nicht eingesetzter Bauteile vermieden werden kann.According to the invention according to claim 1, at least one spring end is formed centrally to the compression spring in such a way that a point support is established on the base or on the front side in the guide part. This results in a cost-effective compression spring support that reduces friction, through which the spring length and thus the required installation space can be reduced in an advantageous manner, or the compression spring can be extended with the same installation space. In addition, a reduction in components results, which can prevent incorrect assembly due to components not being used.
Die Ausgestaltung der Erfindung nach den Ansprüchen 2 und 3 sieht eine Druckfeder mit einem Federende vor, daß, in axialer Richtung zeigend, halbrundartig geformt oder geradlinig zur Mitte der Drehfeder gerichtet ist, wobei die Anformung jeweils eine zentrisch zur Drehfeder angeordnete Punktberührung sicherstellt.The embodiment of the invention according to claims 2 and 3 provides a compression spring with a spring end that, pointing in the axial direction, is semicircularly shaped or is directed straight towards the center of the torsion spring, whereby the formation ensures a point contact arranged centrally to the torsion spring.
Nach Anspruch 4 sind beide Enden der Druckfeder so angeformt, daß sich eine punktförmige Anlage ergibt, wobei die Ausgestaltung der Federenden abhängig von den vorliegenden Gegebenheiten bzw. Einbauverhältnissen übereinstimmen oder auch voneinander abweichen kann.According to claim 4, both ends of the compression spring are shaped in such a way that a point-like contact is created, whereby the design of the spring ends depending on the existing circumstances or installation conditions can be the same or can differ from one another.
Gemäß Anspruch 5 stützt sich zumindest ein Federende an einer Wölbung ab, die an der Stirnseite im Führungsteil oder am Boden der Buchse vorgesehen ist. Die durch eine mechanische Bearbeitung oder im Tiefziehprozeß gebildeten Wölbungen sind ebenfalls kostengünstig darstellbar und erfordern keine Zusatzteile.According to claim 5, at least one spring end is supported on a curvature that is provided on the front side in the guide part or on the base of the bushing. The curvatures formed by mechanical processing or in the deep-drawing process can also be produced inexpensively and do not require any additional parts.
Es ist zweckmäßig, nach Anspruch 6 zwischen dem Federende und der Wölbung eine Formscheibe anzuordnen, die eine reibungsarme Federab-Stützung bewirkt und außerdem ein nachteiliges Verkanten der Druckfeder verhindert.It is expedient, according to claim 6, to arrange a shaped disk between the spring end and the curvature, which provides low-friction spring support and also prevents disadvantageous tilting of the compression spring.
Die Erfindung nach Anspruch 7 sieht vor, daß der Druckfeder zur punktuellen Abstützung ein separates Bauteil zugeordnet ist, das an der Druckfeder oder deren Anlagefläche anliegt. Das separate Bauteil kann erfindungsgemäß der Drehbewegung der Druckfeder folgen oder drehstarr positioniert sein. Diese Gestaltung ermöglicht die Verwendung einerThe invention according to claim 7 provides that the compression spring is assigned a separate component for point support, which rests against the compression spring or its contact surface. According to the invention, the separate component can follow the rotational movement of the compression spring or be positioned in a rotationally rigid manner. This design enables the use of a
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üblichen Drehfeder ohne speziell angeordnete Federenden. Weiterhin begünstigt diese Erfindung eine Montagevereinfachung, indem das separate Bauteil an der Druckfeder oder deren Anlagefläche unverlierbar befestigt ist.conventional torsion spring without specially arranged spring ends. Furthermore, this invention facilitates assembly by captively attaching the separate component to the compression spring or its contact surface.
Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 8 sieht eine Führungsscheibe oder ein Abstützgehäuse vor, das kraftschlüssig und/oder formschlüssig an zumindest einem Federende befestigt ist und die Führungsscheibe oder das Abstützgehäuse übereinstimmend zur Anlageseite der Druckfeder gewölbt, z. B. kalottenartig gerundet, ausgestaltet ist.The embodiment of the invention according to claim 8 provides a guide disk or a support housing which is fastened to at least one spring end in a force-fitting and/or form-fitting manner and the guide disk or the support housing is curved to match the contact side of the compression spring, e.g. rounded like a dome.
Gemäß Anspruch 9 ist eine in die Bohrung des Führungsteils eingesetzte oder am Boden der Buchse zentrierte Formscheibe vorgesehen, die zur Druckfeder gewölbt gestaltet ist zur Bildung einer punktförmigen Anlage der Druckfeder. Zur Verliersicherunj bei der Montage kann die Formscheibe auch in die Bohrung eingepreßt werden bzw,, am Boden unlösbar befestigt sein.According to claim 9, a shaped disk is provided which is inserted into the bore of the guide part or is centered on the base of the bushing and is curved towards the compression spring to form a point-like contact for the compression spring. To prevent loss during assembly, the shaped disk can also be pressed into the bore or permanently attached to the base.
Der Anspruch 10 sieht eine Anformung der Endwindung der Druckfeder vor, die einen radial nach innen versetzten kreisförmigen bzw. spiralförmigen Verlauf nimmt und ein kurzes gerades Endstück aufweist, das bis über die Mitte der Druckfeder reicht. Zur kostengünstigen Fertigung der Abstützgehäuse bzw. der Formscheibe ist nach Anspruch 10 vorgesehen, diese mittels eines Tiefziehverfahrens aus Stahlblech herzustellen.Claim 10 provides for a molding of the end turn of the compression spring, which follows a circular or spiral course offset radially inwards and has a short, straight end piece that extends beyond the middle of the compression spring. In order to manufacture the support housing or the shaped disk cost-effectively, claim 10 provides for these to be manufactured from sheet steel using a deep-drawing process.
Die Erfindung wird nachfolgend in der Figurenbeschreibung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below in the description of the figures using exemplary embodiments with reference to the drawings.
In den Figuren 1 bis 4 sind übereinstimmend aufgebaute Arretierelemente abgebildet mit unterschiedlichen Abstützungen der Druckfeder. Es zeigen:Figures 1 to 4 show locking elements with identical designs with different supports for the compression spring. They show:
Figur 1 eine Druckfeder, die einerseits über ein bogenförmiges Ende und andererseits über ein Einlegeteil mit einer gerundeten Anlage abgestützt ist;Figure 1 shows a compression spring which is supported on the one hand by an arcuate end and on the other hand by an insert with a rounded support;
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Figur 2 übereinstimmend gestaltete, nach außen gerundete, am Blech geformte Abstützelemente, die endseitig an der Druckfeder befestigt sind;Figure 2: Support elements of the same design, rounded towards the outside, formed on the sheet metal, which are attached to the end of the compression spring;
Figur 3 am Boden und in der Innenbohrung des FührungsteilsFigure 3 on the bottom and in the inner bore of the guide part
anliegende Abstützelemente, an deren gewölbter Anlagefläche die Druckfeder abgestützt ist;adjacent support elements, on whose curved contact surface the compression spring is supported;
Figur 4 eine Druckfeder mit jeweils nach innen zur Federmitte zeigenden Federenden, die an einem gewölbten BodenFigure 4 a compression spring with spring ends pointing inwards towards the spring centre, which are attached to a curved base
bzw, an einer Wölbung der Stirnseite im Führungsteil anliegen;or, rest against a curvature of the front side in the guide part;
Figur 5 ein Arretierelement, bei dem ein Federende in einem Trichter des Führungsteils zentriert ist und das weiFigure 5 shows a locking element in which a spring end is centered in a funnel of the guide part and the white
tere Federende über eine Formscheibe an der Wölbung an!iegt.The other end of the spring rests against the curvature via a shaped disk.
Die Figur 1 zeigt ein Arretierelement 1 im Schnitt, das mit einem Außenteil 2 über ein Außengewinde 3, z. B. in ein Getriebegehäuse eingeschraubt ist. Das Außengewinde wird einseitig begrenzt von einem über das Außengewinde 3 radial nach außen ragenden Außen-Sechskant. Das Außenteil 2 ist mit einer durchgehenden Innenbohrung 4 versehen, in die eine lagefixierte Buchse eingesetzt ist, deren Innenseite als Laufbahn für eine Wälzlagerung 6 des Arretierbolzens 7 dient. Der Arretierbolzen 7 setzt sich zusammen aus einem Führungsteil 8, dessen Mantelfläche als Gegenlaufbahn für die Wälzlagerung 6 dient und der eine als Sackloch ausgeführte Bohrung 9 zur Aufnahme einer Druckfeder 10 aufweist, die sich andererseits an einem Boden 11 der Buchse 5 abstützt. Das Führungsteil 8 weist in seinem der Bohrung 9 gegenüberliegenden Ende ein wälzgelagertes, in einer Ausnehmung 12 eingebrachtes Rastelement 13 auf, das von einem Halteblech 14 lagefixiert ist. Zur Erreichung einer Stellwegbegrenzung des Arretierbolzens 7 dient ein Ansatz 15, der mit einem Endanschlag 16 zur Anlage kommt. Zur vorteilhaften Verbesserung der Drehbeweglichkeit, d. h. reibungsarmen Abstützung, des Arretierbolzens 7 weist die Drehfeder 10 an dem zum Boden 11 zeigenden Ende ein nahezug halbrundförmiges, in der Mitte derFigure 1 shows a locking element 1 in section, which is screwed into a gearbox housing with an outer part 2 via an external thread 3, e.g. The external thread is limited on one side by an external hexagon that projects radially outwards via the external thread 3. The outer part 2 is provided with a continuous inner bore 4, into which a position-fixed bushing is inserted, the inside of which serves as a raceway for a roller bearing 6 of the locking bolt 7. The locking bolt 7 is composed of a guide part 8, the outer surface of which serves as a counter-raceway for the roller bearing 6 and which has a bore 9 designed as a blind hole for receiving a compression spring 10, which on the other hand is supported on a base 11 of the bushing 5. The guide part 8 has, at its end opposite the bore 9, a roller-bearing locking element 13 which is inserted into a recess 12 and is fixed in position by a retaining plate 14. To achieve a travel limit of the locking bolt 7, a projection 15 is used which comes into contact with an end stop 16. To advantageously improve the rotational mobility, i.e. low-friction support, of the locking bolt 7, the torsion spring 10 has, at the end facing the base 11, an almost semicircular locking element in the middle of the
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Druckfeder 11 angeordnetes Federende 17 auf. An dem gegenüberliegenden
Ende liegt die Druckfeder 10 an einer Formscheibe 18 an, die sich gegenseitig mit einer gewölbten Außenfläche an einer Stirnseite 19 der
Bohrung 9 abstützt.
5Compression spring 11 has a spring end 17 arranged thereon. At the opposite end, the compression spring 10 rests against a shaped disk 18, which supports each other with a curved outer surface on a front side 19 of the bore 9.
5
In weiteren Ausführungsbeispielen (Figur 2 bis Figur 5) eines erfindungsgemäßen Arretierelementes 1 sind die mit dem ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmenden Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen, so daß bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführung zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen werden kann.In further embodiments (Figure 2 to Figure 5) of a locking element 1 according to the invention, the components that correspond to the first embodiment are provided with the same reference numbers, so that with regard to their description, reference can be made to the description of the first embodiment.
In Figur 2 liegt die Druckfeder 30 mit dem Federende 37 über ein am Ende der als Sackloch ausgeführten Bohrung 9 eingesetztes Abstützgehäuse 28 an der Stirnseite 19 des Führungsteils 8 an. Das als Hohlkörper ausgeführte, durch ein Tiefziehverfahren hergestellte Abstützgehäuse 28 besitzt einen zylindrischen Abschnitt, den die Endwindung der Druckfeder 30 kraftschlüssig und/oder formschlüssig umschließt. An dem zylindrischen Abschnitt in Richtung der Stirnseite 19 zeigend besitzt das Abstützgehäuse 28 einen radial die Außenkontur der Druckfeder 30 überdeckenden Abschnitt zur Bildung einer Anlagefläche für die Druckfeder 30, an dem sich ein nach außen gewölbter Boden anschließt zur Erreichung einer reibungsarmen Punktberührung an der Stirnfläche 19. Zur Zentrierung des Abstützgehäuses 28 in der Bohrung 9 ist das Führungsteil 8 im Endbereich radial nach innen verengt. Ein weiteres Abstützgehäuse 28 ist an dem gegenüberliegenden Ende der Druckfeder 30 eingesetzt, das am Boden 11 anliegt.In Figure 2, the compression spring 30 rests with the spring end 37 on the front face 19 of the guide part 8 via a support housing 28 inserted at the end of the bore 9 designed as a blind hole. The support housing 28, designed as a hollow body and produced by a deep-drawing process, has a cylindrical section which the end turn of the compression spring 30 encloses in a force-fitting and/or form-fitting manner. On the cylindrical section pointing in the direction of the front face 19, the support housing 28 has a section which radially covers the outer contour of the compression spring 30 to form a contact surface for the compression spring 30, to which an outwardly curved base is connected to achieve a low-friction point contact on the front face 19. To center the support housing 28 in the bore 9, the guide part 8 is narrowed radially inwards in the end region. A further support housing 28 is inserted at the opposite end of the compression spring 30, which rests on the base 11.
Die in Figur 3 abgebildete Druckfeder 40 besitzt jeweils übereinstimmend nach innen nahezu rechtwinkelig zur Federlängsachse abgewinkelte und zur Mitte der Druckfeder 40 zeigende Federenden 47. Die Federenden 47 stützen sich jeweils an einem in Richtung der Druckfeder 40 gerichteten gewölbten Boden einer Formscheibe 38 ab. Über einen zylindrischen Abschnitt ist die Formscheibe 38 in die Bohrung 9 bzw. an einer Stufe 39 des Bodens 11 zentriert.The compression spring 40 shown in Figure 3 has spring ends 47 that are angled inwards almost at right angles to the longitudinal axis of the spring and point towards the center of the compression spring 40. The spring ends 47 are each supported on a curved base of a shaped disk 38 that is directed in the direction of the compression spring 40. The shaped disk 38 is centered in the bore 9 or on a step 39 of the base 11 via a cylindrical section.
Das Arretierelement 1 in Figur 4 besitzt eine Druckfeder 40 gemäß Figur 3. Die Federenden 47 stützen sich unmittelbar im Führungsteil 8The locking element 1 in Figure 4 has a compression spring 40 according to Figure 3. The spring ends 47 are supported directly in the guide part 8
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an einer Wölbung 46 ab, die an der Stirnseite 19 vorgesehen ist sowie
an der Wölbung 49 des Bodens 11. Dieser Bauraum ermöglicht ebenfalls eine punktuelle, reibungsarme Abstützung der Drehfeder 40 ohne zwischengeschaltete
separate Bauteile.
5on a curvature 46 which is provided on the front side 19 and on the curvature 49 of the base 11. This installation space also enables a point-based, low-friction support of the torsion spring 40 without intermediate separate components.
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Die Figur 5 zeigt die Druckfeder 60 mit einem Federende 57, das radial nach innen geformt ist und mit einem axial mit der Längsachse der Druckfeder 60 übereinstimmenden Abschnitt sich in einem zentrisch in der Stirnseite 19 angeordneten Trichter 59 abstützt. An dem gegenüberliegenden Federende 57 ist eine Formscheibe 58 angeordnet, die sich an der Wölbung 49 des Bodens 11 abstützt.Figure 5 shows the compression spring 60 with a spring end 57 that is shaped radially inwards and with a section that axially coincides with the longitudinal axis of the compression spring 60 is supported in a funnel 59 arranged centrally in the front side 19. A shaped disk 58 is arranged on the opposite spring end 57 and is supported on the curvature 49 of the base 11.
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