CS271452B2

CS271452B2 - Process for manufacturing compression spring

Info

Publication number: CS271452B2
Application number: CS872078A
Authority: CS
Inventors: David G Anderson
Original assignee: Miner Enterprises
Priority date: 1978-12-21
Filing date: 1978-12-21
Publication date: 1990-10-12

Abstract

Co-polyester polymer elastomer is pressed under pressure, or cast into a form of round blocks. In the time of the blocks hardening, pressure is made on its central part. After hardening the block it is made malleable and afterwards it is pressed in a vertical axis direction until it is shortened by 30% of its original length. On the faces of the block, processed in this manner, the plates equipped on the sides facing the block with the irregularities of the shape of protrusions, ring projections and/or holes are positioned. This set is pressed again, until the co-polyester polymer elastomer fluxes into the above mentioned irregularities causing a firm bond between the block and the adjoining plates. The block pressings and the binding with plates can be made also in one single operation.<IMAGE>

Description

(57) Kopolyesterový polymerový elastomer se bud pod tlakem vytlačuje nebo odlévá do tvaru okrouhlých bloků· V době tuhnutí bloku se na jeho střední část působí tlakem. Po гtuhnutí se blok temperuje a nato se stlačuje ve směru své svislé osy, až se zkrátí alespoň o 30 % své původní délky. Na čela takto zpracovaného bloku se přiloží desky opatřené na straně přivrácené к bloku nerovnostmi tvaru výčnělků, prstencovitých výstupků a/nebo otvorů. Tato sestava se znovu stlačuje, až dojde к zatečení kopolyesterového polymerového elastomeru do uvedených nerovností a tím к pevnému spojení bloku s přilehlými deskami. Stlačení bloku a spojení 8 deskami lze oaké provádět v jediné operaci.(57) The copolyester polymer elastomer is either extruded or cast into round blocks under pressure. · At the time of block solidification, the central part of the block is pressurized. After solidification, the block is tempered and then compressed in the direction of its vertical axis until it is reduced by at least 30% of its original length. Plates provided on the side facing the block with inequalities in the form of protrusions, annular protrusions and / or openings are applied to the faces of the block thus treated. This assembly is compressed again until the copolyester polymer elastomer flows into the unevenness and thereby firmly connects the block to the adjacent plates. Compressing the block and joining the 8 plates can also be performed in a single operation.

(13) (51)(13)

B2B2

Int. Cl. 'Int. Cl. '

F 16 F 1/44F 16 F 1/44

В 61 G 9/06In 61 G 9/06

iand

Vynález se týká způsobu výroby tlačné pružiny z kopolyesterového polymerového elastomeru.The present invention relates to a method for manufacturing a compression spring from a copolyester polymer elastomer.

Pro výrobu pružin, jak tažných tak i tlačných, se ve značné míre užívají elasto□ery. Jedním z nejnovějších elastomerů je kopolyesterový polymer. Kopolyesterové polymery mohou být všeobecně charakterizovány jako náhodně spojené měkké a tvrdé částečky této hmoty. Jeden z těchto polymerů se vyrábí ze tří složek z dimetyltereftalátu, z polyglykolů, jako polytetrametylénéterglykolu, polyetylénéterglykolu nebo polypropylénéterglykolu, a z diolů s krátkým řetězcem, jako butandiolu a etyléngly- * kolu. Když se tyto složky nechají reagovat, aby vytvořily polymery o vysoké molekulové váze, dioltereftalátové bloky vytvoří krystalické tvrdé částice a jejich mek- * čí amorfní fáze obsahuje jednotky éterglykoltereftalátu. 'Elastomers are widely used to produce both tension and compression springs. One of the latest elastomers is the copolyester polymer. Copolyester polymers can generally be characterized as randomly bonded soft and hard particles of this mass. One of these polymers is made from three components of dimethyl terephthalate, polyglycols such as polytetramethylene ether glycol, polyethylene ether glycol or polypropylene ether glycol, and short chain diols such as butanediol and ethylene glycol. When these components are reacted to form high molecular weight polymers, the diol terephthalate blocks form crystalline hard particles and their soft amorphous phase contains ether glycol terephthalate units. '

Takovéto polyesterové polymery vyhovují, jsou-li použity jako tahové pružiny, avšak ukázaly se zcela nevhodnými pro použití ve funkci tlačných pružin. Je to v důsledku známé skutečnosti, že jsou-li pružiny zhotovené z této hmoty stlačeny o více než asi 10 procent, trvale se zdeformují. Je zřejmé, že pružina, která se vlivem zatížení trvale zdeformuje, je zcela nevhodná pro zamýšlený účel. Naproti tomu aplikace, při nichž pružina nebude stlačena více než o deset procent, jsou zcela výjimečné, tedy jen v případech, kdy se vyžaduje malé pružné působení.Such polyester polymers are suitable when used as tension springs, but have proven entirely unsuitable for use as compression springs. This is due to the known fact that if springs made of this mass are compressed by more than about 10 percent, they will permanently deform. Obviously, a spring that permanently deforms under load is completely unsuitable for its intended purpose. On the other hand, applications where the spring will not be compressed by more than ten percent are quite exceptional, ie only in cases where little elastic action is required.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny u tlačné pružiny zhotovené z kopolyesterového polymerového elastomeru způsobem podle vynálezu, jehož podstatou je, že blok kopolyesterového polymerového elastomeru se temperuje, temperovaný blok se po dobu nezbytně nutnou stlačí exiální silou alespoň o 30 % své původní délky, к Čelům bloku kopolyesterového polymerového elastomeru se přiloží desky, opatřené na straně přivrácené к blokům nerovnostmi, načež se blok axiální silou stlačí alespoň o 30 % své původní délky po dobu nutnou к zatečení kopolyesterového polymerového elastomerní do nerovností desek. Stlačení bloku alespoň o 30 % své původní délky po dobu nezbytně nutnou a stlačení po dobu zatečení kopolyesterového polymerového elastomeru do nerovností desek lze také provést v jediné operaci, s přiloženými deskami к čelům bloku. Při výrobě pružiny sestavené z několika navzájem spojených bloků, ke stlačení bloků po dobu zatečení kopolyesterového polymerového elastomeru do nerovností desek se působí axiální silou na krajní desky sestavy sériově v axiálním směru řazených bloků, opatřených na všech Čelech bloků deskami, majícími přilehle к blokům polyesterového polymerového elastomeru vytvořeny nerovnosti.These drawbacks are eliminated with a compression spring made of a copolyester polymer elastomer according to the method of the invention, in which the block of copolyester polymer elastomer is tempered, the tempered block is compressed by an exerted force of at least 30% of its original length The elastomeric elastomeric polymer is coated with the plates provided with unevenness on the side facing the blocks, whereupon the block is compressed by axial force at least 30% of its original length for the time necessary to flow the copolyester polymer elastomer into the unevenness of the panels. Compression of the block by at least 30% of its original length for the time necessary and compression during the flow of the copolyester polymer elastomer into the unevenness of the sheets can also be performed in a single operation, with the sheets applied to the faces of the block. In the manufacture of a spring assembled from a plurality of interconnected blocks to compress the blocks while the copolyester polymer elastomer is flowing into the unevenness of the plates, an axial force is applied to the end plates of the assembly serially aligned in axial direction. elastomer created unevenness.

Tlačných pružin vyrobených způsobem podle vynálezu je možno použít u aplikací, u nichž síla, kterou se na pružinu působí, je taková, že stlačí pružinu značně více než o deset procent· Jinak řečeno, tlačná pružina nevykazuje po takovém stlačení trvalou deformaci.Compression springs made by the method of the invention can be used in applications in which the force applied to the spring is such that it compresses the spring significantly more than ten percent. In other words, the compression spring does not exhibit permanent deformation after such compression.

Příklady provedení tlačné pružiny podle vynálezu jsou vyobrazeny na výkresech, na nichž zobrazuje obr. 1 postupový diagram, který schematicky znázorňuje způsob * výroby tlačné pružiny z kopolyesterového polymerového elastomeru podle tohoto vynálezu, obr. 2 řez formou, v níž je odléván blok kopolyesterového polymerového elastomeru, obr. 3 předběžné stlačení temperovaného bloku, obr. 4 nárys vytvořené >DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION FIG. 1 is a flow chart schematically illustrating a method for manufacturing a compression spring from a copolyester polymer elastomer according to the present invention; FIG. 2 shows a cross section through a mold in which a block of copolyester polymer elastomer is cast; FIG. 3 shows the pre-compression of the tempered block;

tlačné pružiny, obr. 5 půdorys jedné desky z dvojice kovových desek používaných pro vytvoření složené pružiny v kombinaci s blokem kopolyesterového polymerového elastomeru, obr. 6 řez podél čáry 6-6 na obr. 5, obr. 7 nárys výsledné pružiny, obr. 8A částečný půdorys alternativního provedení kovové desky podle obr. 5, obr. 8B řez podél čáry 8B-8B na obr. ΘΑ, obr. 9 A částečný půdorys jiného alternativního provedení kovové desky podle obr. 5, obr. 9B řez podél čáry 9B-9B na obr. 9A, obr. 10A půdorys dalšího alternativního provedení kovové desky podle obr. 5, obr. ЮВ řez podél čáry 10B-10B na obr. 10A a obr. 11 nárys výsledné tlačné pružiny za použití kovové desky z obr. 10A а 10B.Figure 5 is a plan view of one plate of a pair of metal plates used to form a composite spring in combination with a copolyester polymer elastomer block; Figure 6 is a sectional view along line 6-6 in Figure 5; Figure 7 is a front elevation of the resulting spring; 5A, FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line 8B-8B of FIG. 9A; FIG. 9A is a partial plan view of another alternative embodiment of the metal plate of FIG. 5, FIG. 9B. Fig. 9A, Fig. 10A is a plan view of another alternative embodiment of the metal plate of Fig. 5; Fig. 11 is a sectional view along the line 10B-10B in Fig. 10A; and Fig. 11 is a front elevation of the resulting compression spring using the metal plate of Figs. .

Kopolyesterové polymery výše uvedeného typu se obyčejně dodávají ve formě tablet pro použití při odlévání nebo vytlačování. Jak je znázorněno v postupovém diagramu na obr. 1, prvním krokem 1 je vytvoření předlisovaného bloku 18 materiálu. U malých průřezů to může být provedeno vytlačováním tyče materiálu a rozřezáním tyče na jednotlivé kusy. Pro velké průřezy se kapacita a rozměry potřebného vytlačovacího zařízení stávají nepřiměřenými a výroba takových průřezů odléváním je praktičtější.The copolyester polymers of the above type are usually supplied in the form of tablets for use in casting or extrusion. As shown in the flow chart of FIG. 1, the first step 1 is to create a preformed block 18 of material. For small cross-sections this can be done by extruding the material rod and cutting the rod into individual pieces. For large cross-sections, the capacity and dimensions of the necessary extrusion equipment become disproportionate and the production of such cross-sections by casting is more practical.

Pro účely odlévání se tablety taví zahřátím na 165 až 232 °C. Roztavený materiál se lije do formy 10 a zatímco kop o ly esterový polymer tuhne, působí se na materiál vnějším tlakem. U znázorněného provedení se tlakem působí na střední oblast odlévaného bloku 18. Tak na obr. 2 středním otvorem 12 v hořejší části formy 10 prochází závaží 11 a pohybuje se volně otvorem ve svislém směru. Toto závaží 11 tlačí na střední oblast kopolyesterového polymerového materiálu 13, který tuhne ve formě 10. Tlačná síla může také být dosahována jinými prostředky, například pružinami, jako alternativa tlaku vyvozeného závažím 11. Tlakem lze také působit na jiné plochy, nejen na omezenou část čelní plochy, bloku 18 kopolyesterového popolymerového materiálu 13*For casting purposes, the tablets are melted by heating to 165-232 ° C. The molten material is poured into mold 10 and external copolymer pressure is applied while the ester polymer copolymer solidifies. In the embodiment shown, pressure is applied to the central region of the cast block 18. Thus, in FIG. 2, the weight 11 passes through the central opening 12 in the upper part of the mold 10 and moves freely in the vertical direction. This weight 11 presses on the central region of the copolyester polymer material 13 that solidifies in the form 10. The compression force can also be achieved by other means, such as springs, as an alternative to the pressure exerted by the weight 11. Pressure can also be applied to other areas area, block 18 of the copolyester 13 * copolymer material

Hlavním účelem působení tohoto tlaku při tuhnutí kopolyesterového polymerového materiálu je odstranění nebo alespoň zmírnění problému, spočívajícího ve vzniku dutin ve výsledném bloku 18. Pokud se odlévají silné průřezy kopolyesterového polymeru, je zcela běžné, že takové dutiny vznikají. To je způsobeno tím, že jednak střední část materiálu ve formě zůstane roztavena po ztuhnutí vnějších částí, jednak se materiál při tuhnutí smršíujé.The main purpose of applying this pressure to solidify the copolyester polymer material is to eliminate or at least alleviate the problem of cavities in the resulting block 18. When thick cross-sections of the copolyester polymer are cast, it is quite common for such cavities to arise. This is because, on the one hand, the middle part of the mold material remains melted after the outer parts have solidified, and on the other hand, the material shrinks on solidification.

Nejdříve se tedy Vytvoří vnější tvar bloku 16 a při postupném tuhnutí materiálu ve střední vnitřní části vytvořeného tvaru, má smršťování materiálu ve střední Části za následek vznik dutin. Tyto dutiny zůstávají v hotové pružině a jsou na závadu její funkce. Při působení tlaku, jak je výše popsáno, dochází ke vzniku dutin je zřídka.Thus, first, the outer shape of the block 16 is formed, and as the material gradually solidifies in the middle inner portion of the formed shape, the shrinkage of the material in the central portion results in cavities. These cavities remain in the finished spring and are detrimental to its function. Under pressure, as described above, cavities are rarely formed.

Druhou výhodou dosahovanou tímto tlakem na horní část materiálu je, že závaží 11 vytváří vodicí vybrání 15 v čele bloku 18 ztuhlého materiálu. U některých aplikací se používá několika elastomerních pružin navrstvených do sloupce, například u nárazníků železničních vozů. Sousední blok 18 má vodicí výčnělek 17 odpovídajícího tvaru, který zasahuje do vodícího vybrání 15. Tím jsou bloky 18 udržovány jako souosé. Ve formě 10 na obr. 2 je tvarovací prohlubeň 16 v základně formy 10. Roztavený materiál vyplní tvarovací prohlubeň 16 a vytvoří vodicí výčnělek 17 na čele bloku 18 materiálu, přičemž vodicí výčnělek 17 je takových rozměrů, aby lícoval s vodicím vybráním 15 sousední pružiny.A second advantage achieved by this pressure on the upper part of the material is that the weight 11 forms a guide recess 15 at the face of the block 18 of the solidified material. In some applications, several stacked elastomeric springs are used, for example in railcar bumpers. The adjacent block 18 has a guide protrusion 17 of corresponding shape which extends into the guide recess 15. Thus, the blocks 18 are kept coaxial. In the mold 10 of FIG. 2, the molding recess 16 is at the base of the mold 10. The molten material fills the molding recess 16 and forms a guide protrusion 17 at the face of the material block 18, the guide protrusion 17 being sized to fit the guide recess 15 of an adjacent spring.

Jak znázorněno na obr. 1, poté co materiál byl odlit do tvaru bloku 18, následuje druhý krok 2_> to je temperování. Teplota temperování se bude měnit v závislosti na druhu použitého materiálu, pro materiál výše uvedeného typu o tvrdosti 55 stupnice D podle Shorea to bude asi 121 °C po dobu 64 až 180 hodin. Temperování může být prováděno kratší dobu, charakteristiky hotové pružiny jsou však lepší, činí-li doba temperování alespoň 50 hodin. Ukázalo se, že delší temperování má za následek, že hotová pružina má vyšší pružnost, to znamená, že se pružině po uvolnění jejího zatížení snadněji vrací původní tvar. Během temperování zřejmě dochází к růstu krystalů, takže temperování by se mělo provádět krátce po odlití bloků 18.As shown in Fig. 1, after the material has been cast into the shape of the block 18, a second step 24 is followed, that is tempering. The tempering temperature will vary depending on the type of material used, for a material of the above type having a Shore D hardness of 55, it will be about 121 ° C for 64 to 180 hours. Tempering can be performed for a shorter time, but the characteristics of the finished spring are better if the tempering time is at least 50 hours. It has been shown that prolonged tempering results in the finished spring having a higher elasticity, i.e. the spring more easily returns to its original shape when the spring is released. Obviously, crystals grow during tempering, so tempering should take place shortly after the blocks 18 have been cast.

Podle obr· 1 je třetím krokem 3 předběžné stlačení temperovaného obloku 18» a čtvrtým krokem 4 je uvolnění bloku 18· To se děje způsobem schematicky znázorněným na obr. 3. Horní deska 20 se položí na jednu stranu temperovaného bloku 18· Horní deska 20 má tvarovací výčnělek 21 takových rozměrů, aby lícoval s vodicím vybráním 15, aby se tvar vodícího vybrání 15 udržel» Na opačném čele bloku 18 je spodní deska 22, která má tvarovací prohlubeň 16 takových rozměrů, aby do ní zapadl a v ní se udržel vodicí výčnělek 17 bloku 18. Na horní desku 20 a na spodní desku 22 se působí silou F v takovém smyslu, že dojde ke stlačení bloku 18» Tato síla musí být tak vysoká, aby došlo ke stlačení bloku 18 v axiálním směru v takovém rozsahu, že se rozměr bloku 18 v axiálním směru zmenší alespoň o 30 %. Osou, která je míněna při použití výrazu axiální směr, je osa kolmá к oběma čelům bloku 18, které jsou ve · styku 8 horní deskou 20 a spodní deskou 22. Lepší vlastnosti u hotové pružiny se získají, je-li míra stlačení značně vyšší· Zkoušky provedené do dnešního dne dokládají, že optimální předběžné stlačení při uvažování všech činitelů je asi 50 %. Pokud jde pouze o pružnost hotové pružiny, jsou charakteristiky elastomeru dokonce ještě lepší, je-li předběžné stlačení řádu 90 až 94 %· To však zpravidla není příliš praktické, protože původní axiální délka předlisováného bloku 18, potřebná pro získání tak vysoké míry stlačení, musí nutně být veliká a blok 18 před předběžným stlačením tvoří vlastně sloupec, který je nesnadné předběžně stlačit· Jestliže blok 18 nemá sloupcový tvar, ale má značně veliký průřez kolmo'na osu, byla by síla potřebná pro získání předběžného stlačení o 90 až 94 % na tak velikém průřezu astronomicky vysokou·According to Fig. 1, the third step 3 is the pre-compression of the tempered block 18 and the fourth step 4 is the release of the block 18. This is done in the manner shown schematically in Fig. 3. a molding protrusion 21 sized to fit with the guide recess 15 to maintain the shape of the guide recess 15. On the opposite face of the block 18 is a bottom plate 22 having a molding recess 16 of such dimensions that it engages therein and retains the guide protrusion A force F is applied to the upper plate 20 and the lower plate 22 in such a way that the block 18 is compressed. This force must be high enough to compress the block 18 in the axial direction to such an extent that the dimension of the block 18 in the axial direction decreases by at least 30%. The axis, which is meant by the term axial direction, is the axis perpendicular to the two faces of the block 18 which are in contact with the top plate 20 and the bottom plate 22. Better properties of the finished spring are obtained when the compression rate is considerably higher. Tests carried out to date show that the optimum pre-compression of all factors is about 50%. As far as the elasticity of the finished spring is concerned, the elastomer characteristics are even better if the pre-compression is of the order of 90 to 94%. However, this is usually not very practical, since the original axial length of the preformed block 18 required to obtain such a high compression rate necessarily be large and the block 18 before the pre-compression actually constitutes a column which is difficult to pre-compress. If the block 18 does not have a column shape but has a very large cross-section perpendicular to the axis, the force required to obtain a pre-compression of 90 to 94% such a large cross section astronomically high ·

Předběžné stlačení prováděná v lisu není nutné udržovat po dlouhou dobu· Lis se používá tak, že beran tlačí horní desku 20 a spodní desku 22 к sobě. Když je dosaženo požadované míry předběžného stlačení, lis se zastaví a směr beranu se obrátí, aby se blok 18 od síly uvolnil a dal se vyjmout. Silou F se tedy působí jen po dobu potřebnou pro zastavení a reverzaci lisu. V podstatě stejných výsledků by se patrně dosáhlo působením síly F rázem·The pre-compression performed in the press does not need to be maintained for a long time. The press is used by pushing the upper plate 20 and the lower plate 22 together. When the desired pre-compression rate is reached, the press stops and the ram direction reverses to release block 18 from the force and be removed. Thus, the force F is applied only for the time required for stopping and reversing the press. Substantially the same results would probably be achieved by applying a force F by impact ·

Na obr· 4 je znázorněna tlačná pružina sestávající ze čtyř bloků 18. Zátěžná čela každého bloku 18 mají к sobě připevněny kovové desky 26, například vhodným lepidlem. Každá kovová deska 26 má vodicí vybrání 15 a vodicí výčnělek 17. Jak znázorněno, vodicí výčnělek 17 bloku 18 je uložen ve vodicím vybrání 15 sousedního bloku 18. .Fig. 4 shows a compression spring consisting of four blocks 18. The load faces of each block 18 have metal plates 26 attached thereto, for example with a suitable adhesive. Each metal plate 26 has a guide recess 15 and a guide protrusion 17. As shown, the guide protrusion 17 of the block 18 is housed in a guide recess 15 of an adjacent block 18.

Ovšem vodicí vybrání 15 a vodicí výčnělek 17 nejsou podstatnou částí pružiny. Forma 10 tudíž nemusí mít tvarovací prohlubeň 16. V tomto případě, a jestliže horní deska 20 a spodní deska 22 jsou zcela ploché bez tvarovacího výčnělku 21 a tvarovací prohlubně 16, zátěžná čela bloků 18, к nimž jsou připevněny kovové desky 26 podle obr. 4, budou zcela plochá· I když závaží 11 stále ještě vytváří prohlubeň v horní části výlisku, tato prohlubeň zmizí v důsledku předběžného stlačování.However, the guide recess 15 and the guide protrusion 17 are not an essential part of the spring. Thus, the mold 10 need not have a molding depression 16. In this case, and if the top plate 20 and the bottom plate 22 are completely flat without the molding protrusion 21 and the molding depressions 16, the load faces of the blocks 18 to which the metal plates 26 of FIG. Although the weights 11 still form a depression in the upper portion of the compact, the depression will disappear as a result of the pre-compression.

Výsledné elastomerní pružiny mohou být použity s výhodnými výsledky jako pru- * žiny nárazníků spřáhel. Jinak je lze použít Jako jeřábové nárazníky, automobilové nárazníky, tlumiče rázů použité ve spojení s dopravníky, podložky pod stroje pro zmírnění přenosu rázů vyvolávaných těmito stroji při Chodu a podobně. *The resulting elastomeric springs can be used with advantageous results as coupler spring springs. Otherwise, they can be used as crane bumpers, automobile bumpers, shock absorbers used in conjunction with conveyors, pads for machines to mitigate the transmission of shock generated by these machines during operation, and the like. *

Je poměrně nesnadné získat dobré lepené spojení mezi blokem 18 a kovovou deskou vzhledem к malé schopnosti dosažitelných lepidel přilnout ke kopolyesterovému polymerovému elastomeru. Zejména v případě, kdy jsou pružiny použity na spřáhlech, je důležité bezpečné připevnění kovové desky 26 к bloku 18, Proto byl vyvinut poměrně jednoduchý postup pro dosažení mechanického spojení mezi bloky 18 a kovovými deskami 26. Za tímto účelem se kovové desky 26 opatří nerovnostmi 27 na jejich povrchu, který má být ve styku s blokem 16. Tyto nerovnosti 27 jsou vytvořeny jako opěry nebo schodky, které jsou úhlově odchýleny od povrchu. Nerovnosti 27 mohou mít tvar otvorů v kovových deskách 26» vnějších výstupků na povrchu kovových desek 26 nebo obojí tvar.It is relatively difficult to obtain a good bond between the block 18 and the metal plate due to the low ability of the available adhesives to adhere to the copolyester polymer elastomer. Especially when the springs are used on the couplings, it is important to securely attach the metal plate 26 to the block 18. Therefore, a relatively simple procedure has been developed to achieve a mechanical connection between the blocks 18 and the metal plates 26. To this end on their surface to be in contact with the block 16. These unevenness 27 are formed as supports or steps that are angularly deviated from the surface. The irregularities 27 may have the shape of holes in the metal plates 26 of the outer projections on the surface of the metal plates 26, or both.

Sestava kovových desek 26 a předběžně stlačených bloků 18 se pak stlačí podruhé tak, aby kopolyesterový polymer pronikl kolem uvedených nerovností a ve směru proti uvedeným opěrám nebo schodkům.The assembly of metal plates 26 and precompressed blocks 18 is then compressed a second time such that the copolyester polymer penetrates around said unevenness and in the direction opposite said abutments or steps.

Jedno provedení je znázorněno na obr. 5 a 6. Kovová deska 26 je opatřena nerovnostmi 27, které jsou vylisované do kovové desky 26 nebo jsou odlity jako celek ve formě. Kovová deska 26 má rovněž vodicí výčnělek 17, který je zčásti polokulovitý, plní však stejnou úlohu jako válcovitý výčnělek 17 na obr. 4·One embodiment is shown in Figures 5 and 6. The metal plate 26 is provided with irregularities 27 which are molded into the metal plate 26 or are cast as a whole in a mold. The metal plate 26 also has a guide protrusion 17, which is partially hemispherical, but performs the same function as the cylindrical protrusion 17 in Figure 4.

Každá nerovnost 27 má prstencovítý výstupek 30 vystupující z povrchu plochy kovové desky 26 a otvor 28 procházející prstencoví tým výstupkem 30 a kovovou deskou 26. Prstencovité výstupky 30 mohou být nepřerušené integrální části kovové desky 26. jak znázorněno, nebo mohou být složeny z více úseků a mohou být přivařeny nebo jinak připevněny ke kovové desce 26 místo integrálního provedení, například razící operací.Each unevenness 27 has an annular protrusion 30 extending from the surface of the metal plate 26 and an opening 28 passing through the annular team through the protrusion 30 and the metal plate 26. The annular protrusions 30 may be uninterrupted integral portions of the metal plate 26 as shown, or may be comprised of multiple sections and they may be welded or otherwise attached to the metal plate 26 instead of an integral embodiment, for example by a stamping operation.

S výhodou jsou prstencovité výstupky 30 poněkud zkoseny vnějším směrem na svých vnějších koncích 32» jak znázorněno, aby se zesílilo mechanické spojení s blokem 18. Konce 32 mohou být také naříznuty a ohnuty, aby se vytvořil nerovný okraj podobný tomu, který je znázorněn.Preferably, the annular protrusions 30 are somewhat tapered outwardly at their outer ends 32 'as shown to strengthen the mechanical connection with the block 18. The ends 32 may also be cut and bent to form an uneven edge similar to that shown.

Na obr. 5 je znázorněno devět nerovností 27 vzdálených od sebe ve stejném úhlu, umístěných ve stejné radiální vzdálenosti od vodícího výčnělku 17· Počet a rozmístění nerovností 27 ee musí nutně měnit v závislosti na velikosti a průměru kovové desky 26, a na konečném použití této kovové desky 26.Fig. 5 shows the nine inequalities 27 spaced apart at the same angle, located at the same radial distance from the guide protrusion 17. The number and distribution of the inequalities 27 ee must necessarily vary depending on the size and diameter of the metal plate 26, and metal plates 26.

Kolem každého otvoru 28 kovové desky 26 a prstencovítého výstupku 30 vytváří opěru nebo schodek úhlově seřazený na povrchu 26 *a kovové desky 26, přičemž povrch 26 *a v místě prstencovítého výstupku 30 je ve styku s blokem 18. Podobně obvod prstencovitého výstupku 30 vytváří takový úhlově seřazený povrch nebo schodek.Around each aperture 28 of the metal plate 26 and the annular projection 30 forms an abutment or step angularly aligned on the surface 26 * and the metal plate 26, the surface 26 * and at the annular projection 30 being in contact with the block 18. Similarly angularly aligned surface or deficit.

Pro vytvoření pružiny podle obr. 7 se odlije blok 18 kopolyesterového polymeru ve formě válce bez vodícího vybrání 15 a vodícího výčnělku 17. Tento blok 18 se temperuje a poté předběžně stlačuje, jak je schematicky znázorněno na obr. 3 mezi horní deskou 20 a spodní deskou 22, které nemají tvarovací výčnělek 21 a tvarovací prohlubeň 23· I zde by toto předběžné stlačení mělo činit víc než 30 % délky bloku 18 po odlití. Po předběžném stlačení se tento blck 18 umístí mezi dvojici kovových desek 26. Horní kovová deska 26, znázorněná na obr. 7, je kovová deska 26 zobrazená na obr. 5 a 6· Spodní kovová deska 26 je s ní totožná» nerovnosti 27 a prstencovité výstupky 30 však vyčnívají z její opačné strany, směrem ke spodnímu čelu bloku 18. Na jednotku tvořenou kovovými deskami 26 a blokem 18 se axiálně působí druhou stlačovací silou, která dostačuje к tomu, aby kopolyesterový polymerový elastomer pronikl do oblasti okolo prstencovitých výstupků 30, do otvorů 28 a do styku 8 lícujícími povrchy kovových desek 26. Druhé stlačení by mělo být provedeno tak, aby dostačovalo pro zredukování sestavy na stejnou tlouštku, na níž sestava byla stlačena při předběžném stlačování. Vždy po zrušení předběžné stlačovací síly se sestava poněkud zotaví co do tlouštky. Potřebná velikost druhé stlačovací síly může vždy tedy být větší než je velikost síly F použité pro první předběžné stlačení bloku 18.To form the spring of FIG. 7, a copolyester polymer block 18 is cast in the form of a cylinder without a guide recess 15 and a guide protrusion 17. This block 18 is tempered and then pre-compressed as shown schematically in FIG. 3 between the top plate 20 and the bottom plate. 22, which do not have a molding protrusion 21 and a molding recess 23 Here again, this pre-compression should be more than 30% of the length of the block 18 after casting. After pre-compression, this blck 18 is placed between a pair of metal plates 26. The top metal plate 26 shown in FIG. 7 is the metal plate 26 shown in FIGS. 5 and 6. The bottom metal plate 26 is identical to the »unevenness 27 and annular. however, the projections 30 protrude from the opposite side thereof toward the bottom face of the block 18. The unit formed by the metal plates 26 and the block 18 is axially exerted by a second compressive force sufficient to allow the copolyester polymer elastomer to penetrate into the region around the annular projections 30. The second compression should be such that it is sufficient to reduce the assembly to the same thickness on which the assembly was compressed during pre-compression. Each time the preloading force is canceled, the assembly will recover somewhat in thickness. Thus, the required amount of second compressive force can always be greater than the amount of force F used to first pre-compress the block 18.

Například při použití nestlačeného bloku kopolyesterového polymeru o průměru 86,36 mm a délce 86,36 mm, je dostačující silou předběžného stlačení síla F, která zredukuje jeho délku na 25,4 mm. To vyžaduje celkovou sílu asi 90 720 až 99 792 kg. Po uvolnění tohoto tlaku se blok vrátí na délku asi 50,8 mm. Po umístění desek к protilehlým čelům bloku 18 se sestava stlačí podruhé natolik, že její délka j· opět 25,4 mm. To vyžaduje celkovou sílu asi 108 860 až 113 400 kg. Během tohoto druhého stlačení se kovové desky 26 spojí s elastomerním blokem 18. Když se tlak opět uvolní, činí délka sestavy opět asi 50,8 mm.For example, when using an uncompressed block of copolyester polymer with a diameter of 86.36 mm and a length of 86.36 mm, a sufficient pre-compression force is a force F that reduces its length to 25.4 mm. This requires a total force of about 90,720 to 99,792 kg. After releasing this pressure, the block returns to a length of about 50.8 mm. After placing the plates against the opposite faces of the block 18, the assembly is compressed a second time such that its length is again 25.4 mm. This requires a total force of about 108 860 to 113 400 kg. During this second compression, the metal plates 26 are joined to the elastomeric block 18. When the pressure is released again, the assembly length is again about 50.8 mm.

Vzhledem к omezením daným přístrojem, který byl к dispozici, byla tlumicí jednotka vytvořena ve dvou krocích, jak je popsáno nahoře, to jest při předběžném stlačení se vytvořil elastomerní blok 18, načež následoval krok směřující к upevnění bloku 18 ke kovovým deskám 26, Při vhodném vybavení by však bylo možné zkombinovat tyto dva kroky do jediné operace. Vytemperovaný blok 18 kopolyesterového polymeru, ještě nestlačený, by se umístil mezi dvě kovové desky 26 a aplikovala by se stlačovací síla na sestavu, dostačující pro stlačení bloku 18 o více než 30 % jeho původní délky. Toto jediné stlačení by způsobilo změnu charakteru kopolyesterového polymeru, aby se stal vhodným pro tlačnou pružinu, a aby kopolyesterový polymer pronikl kolem prstene ovitých výstupků 30 a do otvorů 28 pro dosažení mechanického spojení mezi kopolyesterovým polymerem a kovovými deskami 26.Due to the constraints imposed by the apparatus available, the damping unit was formed in two steps as described above, i.e., at pre-compression, an elastomeric block 18 was formed, followed by the step of securing the block 18 to the metal plates 26. however, it would be possible to combine these two steps into a single operation. The tempered block 18 of the copolyester polymer, not yet compressed, would be placed between the two metal plates 26 and a compressive force would be applied to the assembly sufficient to compress the block 18 by more than 30% of its original length. This single compression would change the nature of the copolyester polymer to become suitable for the compression spring, and to allow the copolyester polymer to penetrate the ring of oval protrusions 30 and into the holes 28 to achieve a mechanical connection between the copolyester polymer and the metal plates 26.

Při zhotovování pružiny je vhodné zdrsnit povrchy horní desky 20, spodní desky 22 a kovových desek 26, které se dotýkají bloku 18, aby se omezilo tečení materiálu podél nich. Zdrsnění může být dosaženo pískováním jejich povrchu. Zdrsnění je prostředek, jímž se dosahuje řízení síly výsledné tlačné pružiny. Zdrsněné kovové des26 pevně drží blok 18, takže vyrobená tlačná pružina má vyšší pevnost v tlaku.When making the spring, it is desirable to roughen the surfaces of the top plate 20, the bottom plate 22, and the metal plates 26 that contact the block 18 to reduce the flow of material along them. Roughening can be achieved by sanding their surface. Roughing is a means by which the force of the resulting compression spring is controlled. The roughened metal plate 26 firmly holds the block 18 so that the compression spring produced has a higher compressive strength.

Kopolyesterový polymerový elastomerní materiál bloku 18 je rychlostně citlivý’’ , to znamená, že okamžité stlačení výsledné pružiny, běžné při činnosti pružiny nemá za následek jeho trvalou deformaci.The copolyester polymeric elastomeric material of block 18 is speed sensitive, i.e., the immediate compression of the resulting spring, as normal to the operation of the spring, does not result in its permanent deformation.

Kovové desky 26 podle obr. 5 a 6 jsou nejvýhodnější, berou-li se v úvahu například praktické aspekty nákladů, výrobních technik, jakož i nejlepší možné povrchové nerovnosti 27, použité pro získání mechanického spojení kovových desek 26 s ela8tomerním blokem 18.The metal plates 26 of FIGS. 5 and 6 are most preferred considering, for example, the practical cost aspects, manufacturing techniques, as well as the best possible surface irregularities 27 used to obtain mechanical bonding of the metal plates 26 to the electrometer block 18.

U řešení podle vynálezu může však být použito i jiného provedení mechanického spojení. Na obr. 8A а 8B je znázorněna alternativní konfigurace kovové desky 26. Zde má kovová deska 26 povrchové nerovnosti 27,, z nichž každá má otvor 28 a vyčnívající prstencovitý výstupek 30* Prstencovité výstupky 30 tvoří stupně nebo opěrky úhlově rozmístěné na povrchu kovové desky 26. Prstencovitý výstupek 30 má ve svém .However, another embodiment of the mechanical connection may be used in the present invention. 8A and 8B, an alternative configuration of the metal plate 26 is shown. Here, the metal plate 26 has surface irregularities 27, each having an opening 28 and a protruding annular protrusion 30. The annular protrusions 30 form steps or supports angularly disposed on the surface of the metal plate 26. The annular protrusion 30 has in its.

plášti dvě nebo více děr 34. Je-li kovová deska 26 použita pro vytvoření pružné jednotky znázorněné na obr. 7, působením druhé stlačovací síly vniká kopolyesterový elastomer do pr8tencovitých výstupků 30, kolem nich a do děr 34. Elastomerní materiál, který se Šíří do děr 34, pomáhá zdržet pohromadě sestavu kovových desek 26 a bloku 18» Podobného účinku se dosáhne zkosením stěn vymezujících otvor 28» IWhen the metal plate 26 is used to form the elastic unit shown in FIG. 7, a second compressive force causes the copolyester elastomer to enter, around the annular protrusions 30 and into the holes 34. The elastomeric material that extends into the A similar effect is obtained by chamfering the walls delimiting the opening 28.

Na obr. 9A а 9B jsou znázorněny jiné alternativní tvary povrchových nerovností 27. U povrchových nerovností 27 jev kovové desce 26 otvor 28 tvaru čtverce. Na pro- « tilehlých stranách tohoto otvoru 28 jsou trojúhelníkovité prohlubně vymezené dvěma šikmými výstupky 36 v kovové desce 26. Kovová deska 26 má na sobě rozmístěno několik takových povrchových nerovností 27. Použije-li se kovová deska 26 pro konstrukci pružiny podle obr. 7, kopolyestегоvý polymerový elastomer vnikne do otvoru 26 a prohlubní vymezených Šikmými výstupky 36, a tím zabezpečí mechanické spojení. Stěny Čtvercového otvoru 35 a šikmé výstupky 36 vytvářejí schůdky nebo opěry umístěné na povrchu kovové desky 26, který bude ve styku s elastomerním blokem 18»9A and 9B, other alternative forms of surface irregularities 27 are shown. In the surface irregularities 27, a square-shaped aperture 28 is in the metal plate 26. On the opposite sides of this opening 28, triangular depressions are delimited by two oblique protrusions 36 in the metal plate 26. The metal plate 26 has several such surface irregularities 27 thereon. When the metal plate 26 is used to construct the spring of FIG. 7, The copolyesthetic polymer elastomer penetrates into the opening 26 and depressions defined by the oblique protrusions 36, thereby providing mechanical bonding. The walls of the square hole 35 and the oblique protrusions 36 form steps or abutments positioned on the surface of the metal plate 26 that will contact the elastomeric block 18.

Také u tohoto provedení je znázorněna varianta, u níž otvory 28 jsou vypuštěny a protilehlé šikmé výstupky 36 jsou nahrazeny jednotlivými šikmými výstupky 38. V každém jednotlivém šikmém výstupku 38 může být jedna perforace 40 nebo více perforací 40, aby se podpořilo mechanické spojení mezi kovovou deskou 26 a blokem 18 při sestavování pružné jednotky podle obr. 7· Ačkoliv jednotlivé šikmé výstupky 38 jsou znázorněny jako úhlově přesazené, mohou také být uspořádány radiálně, jako šikmé výstupky 36. Použilo by se ovšem několika takových povrchových nerovností 27.Also in this embodiment, a variant is shown in which the holes 28 are omitted and the opposed oblique protrusions 36 are replaced by individual oblique protrusions 38. Each individual oblique protrusion 38 may have one or more perforations 40 to support the mechanical connection between the metal plate. Although the individual oblique projections 38 are shown as angularly offset, they may also be arranged radially as the oblique projections 36. However, several such surface irregularities 27 would be used.

V kovových deskách 26 mohou být vytvořeny i jiné podobné povrchové nerovnosti 27, nebo к nim tyto nerovnosti 27 mohou být připevněny a použity pro záběr s blokem 18, aby se vytvořilo spolehlivé mechanické upevnění bloku 18 na kovových deskách 26 při vytváření pružiny. Různá provedení znázorněná na obr. 5 až 9 slouží jen pro vysvětlení.Other similar surface irregularities 27 may be formed in the metal plates 26, or the irregularities 27 may be attached thereto and used to engage the block 18 to provide a reliable mechanical fastening of the block 18 to the metal plates 26 when the spring is formed. The various embodiments shown in Figures 5 to 9 are for explanation only.

Použije-li se řada pružin v kombinaci znázorněné na obr. 4, při použití kovových desek 26 s povrchovými nerovnostmi 27 pro zakotvování bloků 18, může být u některých provedení pružiny výhodné použít jediné takové kovové desky 26 mezi sousedními bloky 18 místo dvojice kovových desek 26 znázorněné na obr. 4. Bloky 18 na opačných stranách této jediné kovové desky 26 by tedy byly oba připevněny к této kovové desce 26. Tato jediná kovová deska 26 musí mít nerovnosti 27, které mechanicky spojí oba kopolyesterové polymerové elastomerní bloky 18, mezi nimiž je vložena. Na obr. 10A а 10B je znázorněna jiná alternativní konfigurace povrchových nerovností 27 v jediné kovové desce 26, která je speciálně vytvořena pro umístění mezi sousedními bloky 18.If a series of springs is used in combination shown in FIG. 4, using metal plates 26 with surface irregularities 27 to anchor the blocks 18, in some spring embodiments it may be advantageous to use a single such metal plate 26 between adjacent blocks 18 instead of a pair of metal plates 26 Thus, the blocks 18 on opposite sides of the single metal plate 26 would both be attached to the metal plate 26. This single metal plate 26 must have bumps 27 that mechanically connect the two copolyester polymer elastomer blocks 18 between which there is inserted. 10A and 10B show another alternative configuration of surface irregularities 27 in a single metal plate 26, which is specially designed to be positioned between adjacent blocks 18.

Kovová deska 26 má radu povrchových nerovností 27, uspořádaných v úhlovém odstupu. Každá z nich má otvor 28 a bučí nahoru směřující výstupek 58 nebo dolů směřující výstupek 60. Ježto je kovová deska 26 speciálně uzpůsobena pro použití mezi . oběma sousedními bloky 18, používá se přednostně stejný počet nahoru směřujících výstupků 58 a dolů směřujících výstupků 60, radiálně a úhlově v odstupu, jak je znázorněno na obr. ЮЛ а 10B, takže kovovou deskou 26 je vyvíjena stejná přídržná síla na sousedící bloky 18. Ačkoliv není znázorněno, každý z nahoru směrujících výstupků 58 a dolů směřujících výstupků 60 může být opatřen perforacemi 40, jako jsou perforace 40 na obr. 9А а 9B, aby se podpořilo mechanické spojení.The metal plate 26 has a series of surface irregularities 27 arranged at an angular distance. Each has an aperture 28 and either a upwardly extending projection 58 or a downwardly extending projection 60 either pulses. by both adjacent blocks 18, preferably the same number of upwardly extending projections 58 and downwardly extending protrusions 60 are used, radially and angularly spaced, as shown in FIG. 10B, so that the same metal plate 26 exerts the same holding force on adjacent blocks 18. Although not shown, each of the upwardly directed protrusions 58 and downwardly directed protrusions 60 may be provided with perforations 40, such as perforations 40 in Figs. 9A and 9B, to promote mechanical bonding.

Použije-li se pro vytvoření pružiny kovové desky 26 podle obr. 10A а 10B, kopolyesterový polymerový elastomer každého bloku 18 pronikne do otvoru 28 a kolem nahoru směrujících výstupků 58 a dolů směřujících výstupků 60, a dosáhne se mechanického spojení. Boky otvorů 28, nahoru směřujících výstupků 58 a dolů směřujících výstupků 60 tvoří schodky nebo opěry ve styku s elastomerními bloky 18.When used to form the spring of the metal plate 26 of FIGS. 10A and 10B, the copolyester polymer elastomer of each block 18 penetrates into the aperture 28 and around the upwardly facing projections 58 and downwardly facing projections 60, and a mechanical connection is achieved. The sides of the apertures 28, the upwardly facing projections 58 and the downwardly facing projections 60 form steps or abutments in contact with the elastomeric blocks 18.

Obr. 11 znázorňuje vícestupňovou tlačnou pružinu složenou z několika bloků 18. Horní blok 18 a dolní blok 18 mají kovové desky 26 s nimi spojené. Tyto vnější kovové desky 26 jsou opatřeny povrchovými nerovnostmi 2J jen na jedné straně pro dosažení mechanického spojení s elastomerním blokem 18 na přilehlé straně.Giant. 11 shows a multistage compression spring composed of several blocks 18. The upper block 18 and the lower block 18 have metal plates 26 connected thereto. These outer metal plates 26 are provided with surface irregularities 21 on only one side to achieve a mechanical connection with the elastomeric block 18 on the adjacent side.

Vnitřní kovové desky 26 jsou umístěny mezi sousedními bloky 18 a 8 nimi spojeny. Každá kovová deska 26, jak je vysvětleno výše v souvislosti s obr. 10A а 10B, má řadu nerovností 27, zapuštěných do sousedních bloků 18 pro vytvoření mechanického spojení.The inner metal plates 26 are positioned between adjacent blocks 18 and 8 connected thereto. Each metal plate 26, as explained above in relation to FIGS. 10A and 10B, has a series of irregularities 27 embedded in adjacent blocks 18 to form a mechanical connection.

Kovová deska 26 z obr. 10 a obr. 11 není omezena na znázorněný speciální tvar povrchových nerovností 27. Například může být stejně dobře použito alternativních konfigurací, jak jsou popsány v souvislosti s obr. 5 až 9» místo nerovností 27 podle obr. 10 a 11. Provedení podle obr. 10 a 11 je uvedeno jen jako příklad.The metal plate 26 of Figures 10 and 11 is not limited to the shown special shape of the surface irregularities 27. For example, alternative configurations as described in connection with Figures 5 to 9 may be used as well instead of the irregularities 27 of Figure 10 and The embodiment of Figs. 10 and 11 is given by way of example only.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

Method for producing a compression spring »comprising at least one block of copolyester polymer elastomer» characterized in that the block of copolyester polymer elastomer is tempered, the tempered block is compressed by an axial force for at least 30% of its original length to the ends of the copolyester polymer block Elastomer is applied to the plates provided with unevenness on the side facing the blocks, after which the block is compressed by axial force at least 30% of its original length for the time necessary to flow the copolyester polymer elastomer into the unevenness of the plates.

The method of manufacturing a compression spring according to claim 1, characterized in that the compression of the block by at least 30% of its original length for the time necessary and compression during the flow of the copolyester polymer elastomer into the unevenness of the plates is carried out in a single operation. block faces ·

Method for producing a compression spring according to claim 1 or 2, characterized in that at least the axial force to compress the blocks while the copolyester polymer elastomer flows into the unevenness of the plates is applied to the end plates of the assembly serially in the axial direction of the aligned blocks provided on all faces blocks with plates having inequalities formed adjacent to the blocks of copolyester polymer elastomer ·

4 drawings

AND

ОЪг. /

01> r 2 i — ггшК *

F

Giant. в

Giant. 7