DE1121425B - Elastic return device with three coil springs nested in a housing - Google Patents
Elastic return device with three coil springs nested in a housingInfo
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Description
Elastische Rückholvorrichtung mit drei in einem Gehäuse ineinanderliegenden Schraubenfedern Die Erfindung betrifft eine elastische Rückholvorrichtung mit drei in einem Gehäuse ineinanderliegenden Schraubenfedern, deren Durchmesser in bezug auf ihren jeweiligen Windungshalbmesser derart gewählt ist, daß die Summe der Federkräfte der zwei inneren Federn im wesentlichen gleich der Federkraft der äußeren Feder ist. Eine solche Rückholvorrichtung hat den Zweck, durch Ausübung einer gegebenen Kraft auf den beweglichen Teil diesen jederzeit in seine Ruhestellung zurückzuführen. Mit anderen Worten: Der Hub und die Wirksamkeit der Rückholvorrichtung sind festgelegt.Elastic return device with three nested in a housing Coil springs The invention relates to an elastic return device with three helical springs nested in a housing, their diameter in relation to is chosen on their respective winding radius such that the sum of the spring forces of the two inner springs is substantially equal to the spring force of the outer spring is. Such a retrieval device has the purpose of exercising a given Force on the moving part to return it to its rest position at any time. In other words: the stroke and the effectiveness of the return device are fixed.
In den meisten Anwendungsfällen, insbesondere beim Betätigen der Zahnstange einer selbsttätigen lösbaren Kupplung durch einen Druckflüssigkeitszylinder, ist eine Verringerung der axialen Abmessung der elastischen Rückholmittel auf ein Mindestmaß, ohne jedoch weder deren Wirksamkeit zu gefährden, noch deren Durchmesser zu vergrößern, sehr wünschenswert.In most applications, especially when operating the rack an automatic releasable coupling by a hydraulic fluid cylinder a reduction in the axial dimension of the elastic return means to a minimum, but without jeopardizing their effectiveness or increasing their diameter, very desirable.
Zu diesem Zweck ist bisher vorgeschlagen worden, anstatt einer einzigen Feder mehrere koaxiale schraubenförmige Federn zu verwenden.This has been suggested so far, rather than a single one Spring to use multiple coaxial helical springs.
Bei diesen bekannten Systemen sind die Federn entweder parallel oder hintereinander angeordnet. Im ersteren Falle kann man eine nur unbedeutende Verringerung der axialen Abmessung erzielen.In these known systems the springs are either parallel or arranged one behind the other. In the former case there is only an insignificant decrease achieve the axial dimension.
Wenn die Federn hintereinandergeschaltet sind, muß jede von ihnen jederzeit die gesamte Rückholkraft übertragen. Um diese Übertragung mit einer angemessenen Wirksamkeit zu gewährleisten, müßte dann jede Feder ein innerhalb gewisser Grenzen liegendes Verhältnis zwischen ihrem Windungsdurchmesser und der Dicke des sie bildenden Drahtes aufweisen. Es kommt nun vor, daß, wenn eine Feder innerhalb einer anderen angebracht ist, wie das beim hintereinandergeschalteten Arbeiten der Federn unter Verringerung ihrer Gesamtlänge unerläßlich ist, das vorerwähnte Verhältnis nur hinsichtlich einer einzigen Feder berücksichtigt werden kann.If the springs are connected in series, each of them must transfer the entire return force at any time. To this transfer with a reasonable To ensure effectiveness, each spring would have to work within certain limits lying relationship between their coil diameter and the thickness of the forming it Have wire. It now happens that when one feather is inside another is attached, as is the case when the springs are working in series Reducing their overall length is essential, only with regard to the aforementioned ratio a single spring can be taken into account.
Hierdurch ergeben sich bauliche Beschränkungen für die Anwendung und Unterbringung solcher Federn.This results in structural restrictions for the application and Accommodation of such springs.
Man hat bereits bei Stoßdämpfern zwei Federn ineinanderliegend angeordnet, die einer dritten, konzentrisch zu ihnen liegenden Feder entgegenwirken, wobei also hinsichtlich der zusammenwirkenden ineinanderliegenden Federn die obenerwähnten, ihre Wirksamkeit einschränkenden Schwierigkeiten bestanden.Two springs have already been arranged one inside the other in shock absorbers, which counteract a third spring lying concentrically to them, so where with regard to the interacting nested springs, the above-mentioned, Difficulties limiting their effectiveness existed.
Man hat auch schon drei Federn in der Weise hintereinandergeschaltet, daß man sie koaxial zueinander anordnete und durch zwischengeschaltete rohrförmige, an einem Ende ganz oder teilweise durch einen Boden geschlossene Teile, an denen die Enden der Federn sich abstützen, ineinandergeschachtelt hat. Dabei war aber eine erhebliche Baulänge unvermeidbar, weil im völligen Zusammendrücken der einzelnen Federn durch das vorzeitige Anschlagen einer die Federn nach außen pufferartig abdeckenden Scheibe mit ihrem überstehenden Rand auf die Ränder der rohrförmigen Teile verhindert wurde.You have already connected three springs one behind the other in such a way that that they are arranged coaxially to one another and through interposed tubular, at one end completely or partially closed parts by a base, at which the ends of the springs are supported and nested. But there was a considerable overall length is unavoidable, because in the complete compression of the individual Springs due to the premature striking of a buffer-like covering the springs to the outside Disc with its protruding edge on the edges of the tubular parts prevented became.
Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer elastischen Rückholvorrichtung der beschriebenen Bauart und des beschriebenen Zweckes, die drei koaxiale schraubenförmige Federn enthält, von denen zwei parallel arbeiten und innerhalb der dritten, mit ihnen in Reihe arbeitenden Feder untergebracht sind.The object of the invention is to create an elastic return device of the type and purpose described, the three coaxial helical Contains springs, two of which work in parallel and within the third, with they are housed in series working springs.
Diese Rückholvorrichtung ist erfindungsgemäß in der Weise ausgebildet, daß zwischen die zwei inneren Federn und die äußere Feder ein die ersteren umgebendes rohrförmiges, an einem Ende durch einen Boden geschlossenes Teil zwischengeschaltet ist, dessen Länge im wesentlichen gleich dem Längenwert der äußeren Feder im völlig zusammengedrückten Zustand ist und gegen dessen Boden sich die inneren Federn abstützen, wobei an dem dem Boden entgegengesetzten Ende des Teiles ein Endflansch angebracht ist, an dem sich die äußere Feder abstützt.According to the invention, this return device is designed in such a way that that between the two inner springs and the outer spring one surrounding the former tubular part, closed at one end by a base, interposed is, the length of which is substantially equal to the length value of the outer spring in completely squeezed State and against the bottom of which the inner Support springs, with an end flange at the end of the part opposite the bottom is attached, on which the outer spring is supported.
Diese Anordnung ermöglicht die Verringerung der axialen Abmessung des Systems ohne Vergrößerung seines Durchmessers. Ferner ist es auf diese Weise möglich, den drei Federn -ein angemessenes Verhältnis zwischen ihrem Windungsdurchmesser und ihrer Drahtdicke zu geben, während man den beiden parallel arbeitenden kleineren Federn eine maximale Gesamtkraft geben kann, die genau gleich der Kraft der dritten, stärkeren Feder ist.This arrangement enables the axial dimension to be reduced of the system without increasing its diameter. Furthermore, it is that way possible to use the three springs -a reasonable ratio between their coil diameter and their wire thickness while keeping the two smaller ones working in parallel Springs can give a maximum total force that is exactly equal to the force of the third, stronger spring is.
Eine besonders kurze Baulänge läßt sich erzielen, wenn das rohrförmige Teil eine Länge hat, die im wesentlichen gleich dem Längenwert der ersten Feder in völlig zusammengdrücktem Zustand ist.A particularly short overall length can be achieved if the tubular Part has a length substantially equal to the length value of the first spring is in a fully compressed state.
Weitere Gegenstände und Vorteile der Erfindung werden nachstehend an Hand der Beispiele darstellenden Zeichnung beschrieben. Es zeigen Fig. 1 bis 3 axiale Schnitte durch verschiedene bekannte Ausführungsformen einer üblichen für die Rückführung des Kolbens eines Druckflüssigkeitszylinders einer Andrehvorrichtung in seine Ruhestellung verwendeten elastischen Rückholvorrichtung, Fig. 4 einen axialen Schnitt durch eine elastische Rückholvorrichtung nach der Erfindung mit dem gleichen Zweck, deren Teile sich in ihrer Ruhestellung befinden, Fig. 5 eine Ansicht entsprechend Fig. 4, jedoch unter Darstellung der einzelnen Teile am Ende des Arbeitshubes des Druckflüssigkeitszylinderkolbens, und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5. Im dargestellten Beispiel wird die elastische Rückholvorrichtung nach der Erfindung zur Rückführung einer Zahnstange 1 verwendet, die mit dem Ritzel 2 einer hydraulischen Kupplung einer Andrehvorrichtung im Eingriff steht und den sich in seiner Ruhestellung befindenden Kolben eines hydraulischen Zylinders 3 bildet. In diesem Beispiel wird dieses Zylinder-Zahnstangen-Ritzel-Aggregat zur Betätigung des Antriebsgliedes der Kupplung einer Andrehvorrichtung verwendet.Other objects and advantages of the invention are provided below described on the basis of the drawing showing examples. It shows Fig. 1 to 3 axial sections through various known embodiments of a common for the return of the piston of a hydraulic fluid cylinder of a turning device elastic return device used in its rest position, Fig. 4 an axial Section through an elastic return device according to the invention with the same Purpose, the parts of which are in their rest position, Fig. 5 is a view accordingly Fig. 4, but showing the individual parts at the end of the working stroke of the Hydraulic fluid cylinder piston, and FIG. 6 is a section along line 6-6 in Fig. 5. In the example shown, the elastic return device according to the Invention used for the return of a rack 1, which with the pinion 2 a hydraulic clutch of a cranking device is engaged and in its rest position piston of a hydraulic cylinder 3 forms. In In this example, this cylinder-rack-and-pinion unit is used for actuation of the drive member of the coupling of a cranking device is used.
Fig. 1 zeigt eine übliche elastische Rückholvorrichtung mit nur einer Feder 4, deren Achse auf der Verlängerung der Achse des Zylinders 3 liegt und die zwischen dem Boden des rohrförmigen Gehäuses 5 und dem Ende 6 der Zahnstange 1 gegen eine Scheibe 7 angeordnet ist. Die axiale Abmessung einer solchen Vorrichtung erreicht in einem besonderen, zur Veranschaulichung gewählten Beispiel 216 mm.1 shows a conventional elastic return device with only one spring 4, the axis of which lies on the extension of the axis of the cylinder 3 and which is arranged between the bottom of the tubular housing 5 and the end 6 of the rack 1 against a disk 7 . The axial dimension of such a device reaches 216 mm in a particular example chosen for illustration.
In Fig. 2 wird eine erste bekannte Verbesserung gezeigt, bei der an Stelle der einzelnen Feder 4 nach Fig. 1 drei koaxiale Federn 8, 9 und 10 verwendet werden. Diese Dreifederanordnung ermöglicht bei demselben besonderen Beispiel bei sonst gleichbleibenden Gegebenheiten nur die Verringerung der axialen Abmessung des Systems auf 184,5 mm. In FIG. 2, a first known improvement is shown in which instead of the individual spring 4 of FIG. 1 has three coaxial springs 8, 9 and 10 are used. In the same particular example, this three-spring arrangement only allows the axial dimension of the system to be reduced to 184.5 mm, with the conditions remaining the same.
In Fig. 3 wird eine andere Verbesserung mit drei koaxialen Rückholfedern gezeigt, bei der die Federn statt wie in Fig. 2 parallel zu diesem Zweck in Reihe geschaltet sind, wobei eine erste Feder 11 zwischen der Scheibe 7 und einem an einem Ende eines beweglichen rohrförmigen Teiles 12 vorgesehenen äußeren Flansch eingelegt ist. Eine zweite, im Inneren der Feder 11 angebrachte Feder 13 ist zwischen einem am anderen Ende des genannten beweglichen rohrförmigen Teiles 12 vorgesehenen Flansch und einem äußeren Flansch eines zweiten beweglichen rohrförmigen Teiles 14 eingelegt. Schließlich ist eine dritte Feder 15 zwischen einem linearen Flansch des letztgenannten beweglichen rohrförmigen Teiles 14 und dem Boden eines feststehenden rohrförmigen Gehäuses 5 eingelegt. Diese Anordnung ermöglicht bei demselben besonderen Beispiel eine Verringerung der axialen Abmessung des Rückholsystems auf 182 mm.In Fig. 3 another improvement is shown with three coaxial return springs, in which the springs are connected in series instead of as in Fig. 2 in parallel for this purpose, a first spring 11 between the disc 7 and one at one end of a movable tubular Part 12 provided outer flange is inserted. A second spring 13 attached inside the spring 11 is inserted between a flange provided at the other end of said movable tubular part 12 and an outer flange of a second movable tubular part 14. Finally, a third spring 15 is inserted between a linear flange of the latter movable tubular part 14 and the bottom of a fixed tubular housing 5. This arrangement enables the axial dimension of the retraction system to be reduced to 182 mm in the same particular example.
Infolge dieser Anordnung ist die Erreichung eines angemessenen Verhältnisses zwischen dem Windungsdurchmesser und der jeweiligen Drahtdicke für alle drei Federn 11, 13 und 15 unmöglich. Tatsächlich kann ein solch angemessenes Verhältnis nur für eine der Federn erzielt werden.As a result of this arrangement is the achievement of a reasonable proportion between the coil diameter and the respective wire thickness for all three springs 11, 13 and 15 impossible. Indeed, such a reasonable ratio can only can be achieved for one of the springs.
Es hat sich nun herausgestellt, daß bei Verwendung von drei Federn, wenn diese nicht so gestaltet sind, daß sie weder völlig in Reihe noch völlig parallel, sondern entsprechend einer besonderen Reihenparallelschaltung arbeiten, das gesamte Aggregat wesentlich gedrungener gebaut werden kann.It has now been found that when using three springs, if these are not designed in such a way that they are neither completely in series nor completely parallel, but work according to a special series parallel connection, the whole Unit can be built much more compact.
Eine solche Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt, bei der die elastische Rückholvorrichtung aus einer äußeren Feder 16 mit einem verhältnismäßig großen Querschnitt besteht, die mit zwei inneren koaxialen Federn 17 und 18 mit geringerem Querschnitt in der Weise kombiniert ist, daß die beiden letzten Federn parallel arbeiten, während dieses Federnpaar mit der äußeren Feder 16 in Reihe arbeitet.Such an arrangement is shown in Fig. 4, in which the elastic return device consists of an outer spring 16 with a relatively large cross-section, which is combined with two inner coaxial springs 17 and 18 of smaller cross-section in such a way that the last two springs work in parallel, while this pair of springs works with the outer spring 16 in series.
Diese Anordnung ermöglicht eine stärkere Verringerung der axialen Abmessungen, die wiederum in demselben besonderen Beispiel auf 178,6 mm herabgesetzt wird.This arrangement allows a greater reduction in the axial Dimensions, again reduced to 178.6 mm in the same particular example will.
Ferner ist es möglich, den drei Federn 16, 17 und 18 ein angemessenes Verhältnis von Windungsdurchmesser zu Drahtdicke zu geben, während man den beiden inneren Federn 17 und 18 eine im wesentlichen der Kraft der äußeren Feder 16 gleiche maximale Gesamtkraft geben kann.Further, it is possible to give the three springs 16, 17 and 18, an appropriate ratio of the coil diameter to wire thickness, while 17 and 18 may be 16 same maximum total force substantially equal to the force of the outer spring the two inner springs.
In Fig. 4 bis 6 ist eine bevorzugte Ausführungsform dieser Anordnung veranschaulicht, bei der die axiale Abmessung der Rückholvorrichtung noch weiter verringert wird. Bei dieser Ausführungsform ist der Durchmesser der äußeren Feder 16 für das Eindringen des Endes der Zahnstange 1 ausreichend groß. Ferner enthält das System ein frei verschiebbares rohrförmiges Teil 19, zwischen dem und der zylindrischen Wand des Gehäuses ein ringförnllger Raum vorhanden ist, der die äußere Feder 16 aufnimmt, von der ein Ende unmittelbar gegen den Boden des rohrförmigen Gehäuses 5 liegt. Das andere Ende der äußeren Feder 16 liegt gegen einen Endflansch 20 des rohrförmigen Teiles 19. Die beiden ineren Federn 17 und 18 sind zwischen dem Boden 21 des rohrförmigen Teiles 19 und dem Ende der Zahnstange eingelegt. Im dargestellten Beispiel trägt das Ende der Zahnstange 1 eine Scheibe 7, deren Rand als Widerlager für die inneren Federn 17 und 18 wirkt, und einen Führungskörper 23, der axial in das Innere der Federn 17 und 18 über eine Strecke hineinragt, die gleich der Strecke ist, um die sie in der in Fig. 4 gezeigten, völlig gestreckten Stellung aus dem rohrförmigen Teil 19 herausragen. Außerdem ist bei diesem Beispiel die Länge des rohrförmigen Teiles 19 gleich der Länge der äußeren Feder 16 in ihrem völlig zusammengedrückten Zustand.A preferred embodiment of this arrangement is illustrated in FIGS. 4 to 6, in which the axial dimension of the retraction device is further reduced. In this embodiment, the diameter of the external spring 16 is sufficiently large for the end of the rack 1 to penetrate. The system further includes a freely displaceable tubular part 19, between which and the cylindrical wall of the housing there is an annular space which receives the outer spring 16 , one end of which lies directly against the bottom of the tubular housing 5. The other end of the outer spring 16 lies against an end flange 20 of the tubular part 19. The two inner springs 17 and 18 are inserted between the bottom 21 of the tubular part 19 and the end of the rack. In the example shown, the end of the rack 1 carries a washer 7, the edge of which acts as an abutment for the inner springs 17 and 18 , and a guide body 23 which protrudes axially into the interior of the springs 17 and 18 over a distance equal to the distance by which they protrude from the tubular part 19 in the fully extended position shown in FIG. In addition, in this example, the length of the tubular member 19 is equal to the length of the outer spring 16 in its fully compressed state.
In der in Fig. 5 gezeigten Stellung ist das Ende 6 der Zahnstange 1 in das bewegliche rohrförnllge Teil 19 eingetreten, so daß, wenn die drei Federn völlig zusammengedrückt sind, die axiale Abmessung der elastischen Rückholvorrichtung effektiv auf die axiale Länge des Federnpaares 17, 18 verringert ist. Beim Vergleich der anderen beschriebenen Rückholvorrichtungen mit dieser bevorzugten Ausführungsform hat sich herausgestellt, daß die axiale Abmessung wiederum bei sonst gleichen Gegebenheiten auf 156 mm verringert wurde. Ferner beträgt in zwei vergleichbaren Fällen die im Beispiel nach Fig. 4 bis 6 durch die elastische Rückholvorrichtung verursachte zusätzliche Länge nur 36 mm gegenüber 96 mm im Beispiel nach Fig. 1. Es wurde also eine Verringerung von 63 % erzielt. Die in Fig. 4 bis 6 veranschaulichte Anordnung ermöglicht es weiter, dem ganzen Aggregat (Fig. 4) eine symmetrische Form zu geben, bei der die beiden gleichachsigen rohrförmigen Gehäuse sich beiderseits des Gehäuses 25 für das Ritzel2 erstrecken, wobei das Gehäuse des Druckflüssigkeitszylinders bzw. der elastischen Rückholvorrichtung im wesentlichen die gleiche Länge haben.In the position shown in Fig. 5, the end 6 of the rack 1 has entered the movable tubular part 19, so that when the three springs are fully compressed, the axial dimension of the elastic return device effectively corresponds to the axial length of the pair of springs 17, 18 is decreased. When comparing the other described return devices with this preferred embodiment, it has been found that the axial dimension has again been reduced to 156 mm, all other things being the same. Furthermore, in two comparable cases, the additional length caused by the elastic return device in the example according to FIGS. 4 to 6 is only 36 mm compared to 96 mm in the example according to FIG. 1. A reduction of 63% was thus achieved. The arrangement illustrated in Fig. 4 to 6 also makes it possible to give the entire unit (Fig. 4) a symmetrical shape in which the two coaxial tubular housings extend on both sides of the housing 25 for the pinion 2, the housing of the hydraulic fluid cylinder or the elastic return device have essentially the same length.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1121425X | 1952-08-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1121425B true DE1121425B (en) | 1962-01-04 |
Family
ID=9632053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEG24550A Pending DE1121425B (en) | 1952-08-06 | 1953-08-05 | Elastic return device with three coil springs nested in a housing |
Country Status (1)
| Country | Link |
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