DE19506422A1 - Coaxial coil spring arrangement - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Koaxialfederanordnung mit mehre ren Schraubenfederwicklungen unterschiedlichen Durchmessers die konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei die kon zentrisch angeordneten Schraubenfederwicklungen zwischen sich Ringspalte bilden und im wesentlichen die gleiche axia le Länge aufweisen. Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von derartigen Koaxialfederanord nungen, bei dem die einzelnen Schraubenfederwicklungen aus einem den Biege- bzw. Windewerkzeugen einer Federwickelvor richtung kontinuierlich zugeführten Federdraht geformt wer den.The invention relates to a coaxial spring arrangement with several ren coil spring windings of different diameters which are arranged concentrically to each other, the con centrally arranged coil spring windings between ring gaps form and essentially the same axia le length. The invention further relates to a Process for producing such a coaxial spring arrangement the individual coil spring windings one of the bending or winding tools of a spring coil direction of continuously fed spring wire the.
Koaxialfederanordnungen werden in der Praxis häufig dort ver wendet, wo Schraubenfedern mit einer relativ großen Feder steifigkeit erforderlich sind, aber der für die Unterbrin gung der Federanordnungen zur Verfügung stehende Platz be grenzt ist. Bekannte Koaxialfederanordnungen bestehen in der Regel aus zwei Schraubenfedern unterschiedlichen Durchmes sers, die bei der Montage ineinander gesteckt werden können.Coaxial spring arrangements are often used there in practice turns where coil springs with a relatively large spring stiffness are required, but that for the Unterbrin available space available is bordered. Known coaxial spring arrangements exist in the Usually from two coil springs of different diameters sers that can be inserted into each other during assembly.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Koaxialfederanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach und preis wert in der Herstellung und in der Montage ist. Desweiteren soll ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Koaxial federanordnung angegeben werden.The object of the invention is to provide a coaxial spring arrangement the kind mentioned at the beginning to create the simple and affordable is worth manufacturing and assembling. Furthermore is a method for producing such a coaxial spring arrangement can be specified.
Diese Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Schraubenfederwicklungen aus einem durchgehenden Federdraht gebildet sind und jeweils zwei benachbarte Schraubenfeder wicklungen eine gemeinsame, einen Übergangsbereich bildende Endwindung aufweisen.This task is essentially solved in that the Coil spring windings made from a continuous spring wire are formed and two adjacent coil springs a common, transitional area Show final turn.
Eine derartige Koaxialfederanordnung wird erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß zunächst die innerste Schraubenfe derwicklung mit vorgebbarem Biegeradius und vorgebbarer Fe dersteigung durch die Biegewerkzeuge geformt wird, wobei die Schraubenfederwicklung um ihre Längsachse rotiert und sich senkrecht zur Verformungsebene der Biegewerkzeuge aus der Verformungsebene herausbewegt und wobei nach Herstellung einer vorgegebenen Anzahl von Windungen durch eine gezielte Bewegung der Biegewerkzeuge in der Verformungsebene eine End windung gebildet wird, die im wesentlichen in einer senk recht zu der Längsachse der Schraubenfederwicklung verlauf enden Ebene liegt und einen Übergangsbereich mit einem zuneh menden Biegeradius zu einer äußeren Schraubenfederwicklung bildet, daß an die den Übergangsbereich bildende Endwindung anschließend die äußere Schraubenfederwicklung mit vorgebba rem Biegeradius und einer vorgebbaren Federsteigung, die der Federsteigung der inneren Schraubenfederwicklung entgegenge richtet ist, geformt wird, so daß die beiden Schraubenfeder wicklungen um ihre gemeinsame Längsachse rotieren und sich in entgegengesetzter Richtung wie bei der Herstellung der in neren Schraubenfederwicklung im wesentlichen senkrecht zur Verformungsebene der Biegewerkzeuge bewegen und die äußere Schraubenfederwicklung um die innere Schraubenfederwicklung geformt wird, und daß gegebenenfalls weitere Schraubenfeder wicklungen in entsprechender Weise hergestellt werden, indem jeweils die zuletzt hergestellte Schraubenfederwicklung mit einer Endwindung versehen wird, die einen Übergangsbereich zu der herzustellenden Schraubenfederwicklung mit einem sich vergrößernden Biegeradius aufweist und die herzustellende Schraubenfederwicklung mit entgegengesetzter Federsteigung wie die zuletzt hergestellte Schraubenfederwicklung geformt wird.Such a coaxial spring arrangement is according to the invention manufactured in that first the innermost screw development with predefinable bending radius and predefinable Fe the slope is formed by the bending tools, the Coil spring winding rotates and turns around its longitudinal axis perpendicular to the plane of deformation of the bending tools from the Deformation plane moved out and after manufacturing a predetermined number of turns by a targeted Movement of the bending tools in the plane of deformation one end Winding is formed, which is essentially in a lower run right to the longitudinal axis of the coil spring winding level and a transition area with an increasing bending radius to an outer coil spring winding forms that at the end turn forming the transition area then the outer coil spring winding with predeterminable rem bending radius and a predeterminable spring pitch that the Spring slope of the inner coil spring winding counter is directed, is shaped so that the two coil spring windings rotate about their common longitudinal axis and themselves in the opposite direction as in the manufacture of the in Neren coil spring winding substantially perpendicular to Deform plane of the bending tools and move the outer one Coil spring winding around the inner coil spring winding is formed, and that optionally further coil spring windings are produced in a corresponding manner by each with the last coil spring winding produced a final turn is provided, which is a transition area to the coil spring winding to be manufactured with one has increasing bending radius and the one to be manufactured Coil spring winding with opposite spring pitch shaped like the last made coil spring winding becomes.
Dadurch, daß die Schraubenfederwicklungen der erfindungsge mäßen Koaxialfederanordnung in einem Arbeitsgang nacheinan der und zusammenhängend gewickelt werden, können die Endwindungen der Schraubenfederwicklungen in einem gemeinsa men Schleifvorgang angeschliffen werden, wodurch die Herstel lung deutlich vereinfacht wird.The fact that the coil spring windings of the fiction according coaxial spring arrangement in one step and coherent, the End turns of the coil spring windings in a common men grinding process, whereby the manuf tion is significantly simplified.
Desweiteren ist es nicht mehr erforderlich, die eine Koaxial federanordnung bildenden Schraubenfederwicklungen vor der Montage erst zusammenzustellen und zusammenzustecken, wo durch sich die Bereitstellung und Montage der Koaxialfeder anordnungen einfach und kostengünstig gestalten und außerdem stets gewährleistet ist, daß die Schraubenfederwicklungen exakt zueinander positioniert sind.Furthermore, it is no longer necessary to use a coaxial spring arrangement forming coil spring windings in front of First assemble assembly and put together where through the provision and assembly of the coaxial spring make arrangements simple and inexpensive and also it is always guaranteed that the coil spring windings are positioned exactly to each other.
Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildun gen der Erfindung darf auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Beschreibung einer erfindungsgemäßen Koaxialfe deranordnung sowie eines Verfahrens zur Herstellung dieser Koaxialfederanordnung unter Bezugnahme auf die Zeichnung verwiesen werden. In der Zeichnung zeigtWith regard to advantageous refinements and training gene of the invention may on the dependent claims and the following description of a coaxial Fe according to the invention the arrangement and a method for producing it Coaxial spring arrangement with reference to the drawing to get expelled. In the drawing shows
Fig. 1 eine Ausführungsform einer Koaxialfederanord nung gemäß der vorliegenden Erfindung in Vor deransicht, Fig. 1 shows an embodiment of a Koaxialfederanord voltage according to the present invention in front of deransicht,
Fig. 2 die Koaxialfederanordnung aus Fig. 1 in Draufsicht; und FIG. 2 shows the coaxial spring arrangement from FIG. 1 in plan view; and
Fig. 3A bis 3C die wesentlichen Verfahrensschritte zur Her stellung der in den Fig. 1 und 2 gezeig ten Koaxialfederanordnung. Figs. 3A to 3C, the main method steps for Her position of gezeig th in Figs. 1 and 2 Koaxialfederanordnung.
Die Fig. 1 zeigt eine Koaxialfederanordnung gemäß der vor liegenden Erfindung mit zwei zylindrischen Schraubenfeder wicklungen 1, 2, die konzentrisch zueinander angeordnet sind und zwischen sich einen Ringspalt 3 bilden. Fig. 1 shows a coaxial spring assembly according to the prior invention with two cylindrical coil spring windings 1 , 2 , which are arranged concentrically to each other and form an annular gap 3 between them.
Die Schraubenfederwicklungen 1, 2 haben im wesentlichen die gleiche axiale Länge und sind als Druckfedern mit endseitig angeschliffenen Endflächen, die jeweils senkrecht zu der Längsachse der Koaxialfederanordnung liegen, ausgebildet.The helical spring windings 1 , 2 have essentially the same axial length and are designed as compression springs with end faces ground on the end, each lying perpendicular to the longitudinal axis of the coaxial spring arrangement.
Die Windungen der Schraubenfederwicklungen 1, 2 haben bezüglich der Längsachse der Koaxialfederanordnung die gleiche Neigung, so daß die äußere Schraubenfederwicklung 2 weniger Windungen als die innere Schraubenfederwicklung 1 besitzt.The turns of the coil spring windings 1 , 2 have the same inclination with respect to the longitudinal axis of the coaxial spring arrangement, so that the outer coil spring winding 2 has fewer turns than the inner coil spring winding 1 .
Alternativ ist es auch möglich, anstelle der zylindrischen Schraubenfederwicklungen 1, 2, deren Windungen eine konstant bleibende Neigung haben, Schraubenfederwicklungen mit sich änderndem Durchmesser und/oder sich ändernder Windungsnei gung zu verwenden, solange gewährleistet ist, daß die Schrau benfederwicklungen bei einer Druckbeaufschlagung nicht mit einander in Kontakt kommen können.Alternatively, it is also possible, instead of the cylindrical coil spring windings 1 , 2 , the windings of which have a constant inclination, to use coil spring windings with a changing diameter and / or changing winding tendency, as long as it is ensured that the screw benfederwicklungen not under pressure can come into contact with each other.
In der Draufsicht der Koaxialfederanordnung von Fig. 2 ist gut erkennbar, daß die Schraubenfederwicklungen 1, 2 aus einem durchgehenden Federdraht gebildet sind und an einem axialen Ende eine gemeinsame Endwindung aufweisen, welche einen Übergangsbereich 4 zwischen den Schraubenfederwicklun gen 1, 2 bildet.In the plan view of Koaxialfederanordnung of Fig. 2 can be clearly seen that the helical spring coils 1, 2 are formed from a continuous spring wire are and have a common terminal convolution at one axial end, which forms a transition zone 4 between the Schraubenfederwicklun gen 1, 2.
Die Herstellung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Koa xialfederanordnung erfolgt durch eine in der Praxis üblicher weise für die Herstellung von Schraubenfedern verwendete Wic kelmaschine bzw. -vorrichtung, von der in den Fig. 3A bis 3C die Biege- bzw. Windewerkzeuge 5, 6 schematisch darge stellt sind. The production of the Koa xialfederanordnung shown in FIGS . 1 and 2 is carried out by a wich machine or device used in practice for the production of coil springs, of which the bending or winding tools 5 in FIGS . 3A to 3C , 6 are schematically Darge.
Ein Federdraht D wird den Biegewerkzeugen 5, 6 kontinuier lich durch Einzugswalzen der Wickelvorrichtung zugeführt und durch die Biegewerkzeuge 5, 6 in an sich bekannter Weise zur Erzeugung der Federwindungen gekrümmt. Dabei liegt die Vor schubrichtung des Federdrahtes D in der Verformungsebene W der Biegewerkzeuge 5, 6.A spring wire D is fed to the bending tools 5 , 6 continuously by feed rollers of the winding device and curved by the bending tools 5 , 6 in a manner known per se to produce the spring windings. The direction of thrust of the spring wire D lies in the plane of deformation W of the bending tools 5 , 6 .
Es wird zunächst die innere Schraubenfederwicklung 1 mit einem vorgegebenen, konstanten Biegedurchmesser und vorge gebener Federsteigung unter konstantem Vorschub des Federdrahtes D gebildet, wobei die Schraubenfederwicklung 1 um ihre Längsachse rotiert und sich nach der Bildung der Anfangswindung 1a senkrecht zur Verformungsebene W der Biege- bzw. Windewerkzeuge 5, 6 aus der Verformungsebene W in Richtung des Pfeils A herausbewegt, wie dies in Fig. 3A gezeigt ist.It is first formed the inner coil spring winding 1 with a predetermined, constant bending diameter and pre-given spring pitch with constant feed of the spring wire D, the coil spring winding 1 rotates about its longitudinal axis and after the formation of the initial turn 1 a perpendicular to the deformation plane W of the bending or Winding tools 5 , 6 are moved out of the deformation plane W in the direction of arrow A, as shown in FIG. 3A.
Nach der Fertigstellung einer bestimmten Anzahl von Windun gen der inneren Schraubenfederwicklung 1 wird unter konti nuierlicher Fortführung des Wickelvorgangs durch eine geziel te Bewegung der Biegewerkzeuge 5, 6 in der Verformungsebene W eine Endwindung geformt, die einen Übergangsbereich 4 mit einem zunehmenden Biegeradius zu der äußeren Schraubenfeder wicklung 2 bildet. Der Wickelvorgang erfolgt hierbei ohne eine Federsteigung, so daß die Endwindung in einer senkrecht zu der Längsachse der Schraubenfederwicklung 1 verlaufenden Ebene liegt.After the completion of a certain number of windings of the inner coil spring winding 1 , a final turn is formed with continuous continuation of the winding process by a targeted movement of the bending tools 5 , 6 in the plane of deformation W, which has a transition area 4 with an increasing bending radius to the outer coil spring winding 2 forms. The winding process takes place here without a spring pitch, so that the end turn lies in a plane running perpendicular to the longitudinal axis of the coil spring winding 1 .
An die den Übergangsbereich 4 bildende Endwindung anschlie ßend wird die äußere Schraubenfederwicklung 2 mit einem vorgegebenen Biegeradius und vorgebbarem Abstand zur inneren Schraubenfederwicklung 1 um diese innere Schraubenfederwick lung 1 gewickelt. Dieser Wickelvorgang erfolgt mit einer Fe dersteigung, die der Federsteigung der inneren Schraubenfeder wicklung 1 entgegengerichtet ist, so daß die beiden Schrau benfederwicklungen 1, 2 um ihre gemeinsame Längsachse rotie ren und sich in Richtung des Pfeils B senkrecht zu der Ver formungsebene W der Biegewerkzeuge 5, 6, jedoch in umgekehr ter Richtung wie beim Wickeln der inneren Schraubenfeder wicklung 1 bewegen.To the transition area 4 subsequently forming end turn ßend, the outer coil spring winding 2 with a predetermined bending radius and a predeterminable distance from the inner coil spring winding around this inner coil spring 1 Wick 1 averaging wound. This winding process is carried out with a slope der Fe that the spring pitch of the inner coil spring winding 1 is opposite, so that the two screw benfederwicklungen 1 , 2 rotate about their common longitudinal axis ren and in the direction of arrow B perpendicular to the deformation plane W of the bending tools 5th , 6 , but move winding 1 in the opposite direction as when winding the inner coil spring.
Wenn die äußere Schraubenfederwicklung 2 eine vorgegebene Länge erreicht hat, wird eine senkrecht zur Längsachse der Schraubenfederwicklungen 1, 2 liegende Endwindung 2a gebil det, indem der Federdraht D ohne Steigung durch die Biege werkzeuge 5, 6 gewickelt wird.When the outer coil spring winding 2 has reached a predetermined length, a perpendicular to the longitudinal axis of the coil spring windings 1 , 2 lying end turn 2 a gebil det by the spring wire D is wound without pitch by the bending tools 5 , 6 .
Nach der Fertigstellung der Endwindung 2a der äußeren Schrau benfederwicklung 2 wird der der Wickelvorrichtung zugeführte Federdraht D durch einen nicht dargestellten Abstechdorn durchtrennt. Dabei wird ein entsprechend ausgebildeter Gegen halter in die innere Schraubenfederwicklung 1 eingefahren, um die abzustechende, zuletzt hergestellte Endwindung 2a der äußeren Schraubenfederwicklung 2 von der Innenseite über die neben ihr liegende Anfangswindung 1a der inneren Schrauben federwicklung 1 abzustützen.After completion of the end turn 2 a of the outer screw benfederwickung 2 , the spring wire D fed to the winding device is severed by a cutting mandrel, not shown. In this case, a correspondingly formed is retracted counter holder into the inner helical spring coil 1 to the abzustechende, latter prepared end turn 2a of the outer coil spring winding 2 spring coil from the inside over the lying next to their initial turn 1a of the inner coil support. 1
Wenn die Koaxialfederanordnung als Druckfeder verwendet wer den soll, werden die Schraubenfederwicklungen 1, 2, gegebe nenfalls nach Durchführung einer Wärmebehandlung, zur Bil dung von Endflächen, die jeweils senkrecht zu der Längsachse der Koaxialfederanordnung liegen, endseitig angeschliffen. Wenn demgegenüber die Koaxialfederanordnung als Zugfederan ordnung verwendet werden soll, werden an der Koaxialfeder anordnung endseitig Befestigungsösen vorgesehen. Zur Bildung dieser Befestigungsösen kann zweckmäßigerweise die den Über gangsbereich 4 bildende Endwindung zwischen den Schraubenfe derwicklungen 1 zu einer Öse aufgebogen werden, die zumin dest bereichsweise in einer die Längsachse der Koaxialfeder anordnung enthaltenden Ebene liegt. Außerdem können an dem dem Übergangsbereich 4 gegenüberliegenden axialen Ende der Koaxialfederanordnung die Endwindungen der Schraubenfeder wicklungen 1, 2 zur Öse geformt werden. Dazu werden die Endwindungen vorzugsweise bei dem vorangehenden Biegevorgang der Schraubenfederwicklungen 1, 2 entsprechend lang ausgebil det.If the coaxial spring arrangement is used as a compression spring, the coil spring windings 1 , 2 , if necessary after performing a heat treatment, for the formation of end faces, which are each perpendicular to the longitudinal axis of the coaxial spring arrangement, are ground at the ends. If, on the other hand, the coaxial spring arrangement is to be used as a tension spring arrangement, fastening eyes are provided on the end of the coaxial spring arrangement. To form these fastening eyelets, the transition area 4 forming the end winding between the coaxial coil windings 1 can be bent into an eyelet, which lies at least partially in a plane containing the longitudinal axis of the coaxial spring arrangement. In addition, the end windings of the helical spring windings 1 , 2 can be shaped to the eyelet at the axial end of the coaxial spring arrangement opposite the transition region 4 . For this purpose, the end windings are preferably ausgebil det in the preceding bending process of the coil spring windings 1 , 2 correspondingly long.
Alternativ ist es auch möglich, vorgefertigte Befestigungs ösen endseitig in die Schraubenfederwicklungen 1, 2 einzu schrauben.Alternatively, it is also possible to screw the prefabricated fastening eyes into the coil spring windings 1 , 2 at the end.
Es kann bei als Druckfedern ausgebildeten Koaxialfederanord nungen auch angebracht sein, den Übergangsbereich, durch den die Schraubenfederwicklungen der Koaxialfederanordnung mit einander verbunden sind, als Sollbruchstelle auszubilden, so daß die Schraubenfederwicklungen im Gebrauch auseinander brechen können und die Koaxialfederanordnung in üblicher Weise aus separaten Schraubenfederwicklungen besteht.It can be arranged in the form of compression springs coaxial spring arrangement the transition area through which the coil spring windings of the coaxial spring arrangement with are connected to form a predetermined breaking point, so that the coil spring windings diverge in use can break and the coaxial spring arrangement in the usual Way consists of separate coil spring windings.
Claims (13)
daß zunächst die innerste Schraubenfederwicklung (1) mit vorgebbarem Biegeradius und vorgebbarer Federsteigung durch die Biegewerkzeuge (5, 6) geformt wird, wobei die Schraubenfederwicklung (1) um ihre Längsachse rotiert und sich senkrecht zur Verformungsebene (W) der Biegewerkzeuge (5, 6) aus der Verformungsebene herausbe wegt und wobei nach Herstellung einer vorgegebenen An zahl von Windungen durch eine gezielte Bewegung der Bie gewerkzeuge (5, 6) in der Verformungsebene eine Endwin dung gebildet wird, die im wesentlichen in einer sen krecht zu der Längsachse der Schraubenfederwicklung (1) verlaufenden Ebene liegt und einen Übergangsbereich (4) mit einem zunehmenden Biegeradius zu einer äußeren Schraubenfederwicklung (2) bildet,
daß an die den Übergangsbereich (4) bildende Endwindung anschließend die äußere Schraubenfederwicklung (2) mit vorgebbarem Biegeradius und einer vorgebbaren Feder steigung, die der Federsteigung der inneren Schraubenfe derwicklung (1) entgegengerichtet ist, geformt wird, so daß die beiden Schraubenfederwicklungen (1, 2) um ihre gemeinsame Längsachse rotieren und sich in entgegenge setzter Richtung wie bei der Herstellung der inneren Schraubenfederwicklung (1) im wesentlichen senkrecht zur Verformungsebene der Biegewerkzeuge (5, 6) bewegen und die äußere Schraubenfederwicklung (2) um die innere Schraubenfederwicklung (1) geformt wird, und
daß gegebenenfalls weitere Schraubenfederwicklungen in entsprechender Weise hergestellt werden, indem jeweils die zuletzt hergestellte Schraubenfederwicklung mit einer Endwindung versehen wird, die einen Übergangsbe reich zu der herzustellenden Schraubenfederwicklung mit einem sich vergrößernden Biegeradius aufweist und die herzustellende Schraubenfederwicklung mit entge gengesetzter Federsteigung wie die zuletzt hergestellte Schraubenfederwicklung geformt wird.9. A method for producing coaxial spring arrangements with at least two helical spring windings ( 1 , 2 ) of different diameters, which are arranged concentrically to one another, the concentrically arranged helical spring windings ( 1 , 2 ) forming annular gaps ( 3 ) between them and having essentially the same axial length , in which the individual coil spring windings ( 1 , 2 ) are formed from a spring wire (D) fed continuously to the bending or winding tools ( 5 , 6 ) of a spring winding device, characterized in that
that the innermost coil spring winding ( 1 ) with a predefinable bending radius and a predefinable spring pitch is formed by the bending tools ( 5 , 6 ), the coil spring winding ( 1 ) rotating about its longitudinal axis and perpendicular to the deformation plane (W) of the bending tools ( 5 , 6 ) Moves out of the plane of deformation and, after producing a predetermined number of turns by a targeted movement of the bending tools ( 5 , 6 ), an end win is formed in the plane of deformation, which is essentially in a perpendicular to the longitudinal axis of the coil spring winding ( 1 ) running plane and forms a transition area ( 4 ) with an increasing bending radius to an outer coil spring winding ( 2 ),
that the subsequently slope the transition area (4) forming the end turn of the outer coil spring winding (2) with a predeterminable bending radius and a predeterminable spring of winding of the spring slope of the inner Schraubenfe (1) is opposed, is formed, so that the two helical spring windings (1, 2 ) rotate about their common longitudinal axis and move in the opposite direction as in the manufacture of the inner coil spring winding ( 1 ) substantially perpendicular to the plane of deformation of the bending tools ( 5 , 6 ) and the outer coil spring winding ( 2 ) around the inner coil spring winding ( 1 ) is shaped, and
that, if necessary, further coil spring windings are produced in a corresponding manner, in each case by providing the last coil spring winding produced with an end turn which has a rich transition to the coil spring winding to be produced with an increasing bending radius and the coil spring winding to be produced with opposite spring pitch shaped like the coil spring winding produced last becomes.
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