DE2244896C3 - Verbindungselement für Spiralfedern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement für die Enden von Spiralfedern zur Bildung von endlosen, um eine Filtertrommel mit großem und Rollen mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser laufenden Federelementen in Drehtrommel-Filtern, wobei das Verbindungselement aus einem Paar Pfropfen mit normalerweise in Ausfluchtung stehenden Innenbohrungen und einem durch diese Bohrungen sich erstreckenden und mit gewissem Spielraum lose angeordneten Verbindungsstift besteht, der an beiden Enden Erweiterungen zur Halterung der Pfropfen besitzt und eine Winkelbewegung der Pfropfen in allen Axialebenen des Verbindungsstiftes zuläßt und auf dem eine begrenzte, relative Axialbewegung zwischen den Pfropfen ermöglicht ist.

Ein derartiges Verbindungselement ist in der US-PS 71 513 offenbart. Dabei werden die beiden Federenden in den jeweiligen, an den zylindrischen Außenflächen der Pfropfen eingeschnittenen Gewinden gehalten. Ein Nachteil dieses bekannten Verbindungselementes besteht nun darin, daß jedes der beiden Kupplungsstükke für sich als starres Element anzusehen ist, welches dann, wenn es auf eine Rolle kommt, sich nur tangential an die Rolle anlegen kann, dessen Enden aber von der Krümmungsbahn nach außen abstehen. Damit aber wird die Spiralfeder immer dann, wenn das Verbindungselement auf eine Rolle oder Trommel kommt, gedehnt, mit der Folge, daß die Feder auf ihrem geraden Lauf in Schwingungen quer zur Bewegungsrichtung kommt, was nicht nur zu einem ungleichmäßigen Lauf der Feder führt sondern sogar die Gefahr mit sich bringt daß die Federn aus den Rollen herausspringen. Weiterhin besteht bei der bekannten Vorrichtung die Gefahr, daß du.-ch die ständige Belastung am Übergang zwischen freier und im Stopfengewinde festgelegter Feder es zu Kaltverformungen oder gar zu einem Bruch kommt. Schließlich bereitet auch das Einführen der Federenden in die Gewindepfropfen Schwierigkeiten und ist nur mit Spezialwerkzeugen möglich, und zwar nur dann, wenn die Steigung der Federspirale mit der Gewindesteigung übereinstimmt.

In der US-PS 12 71 014 ist ein Verbindungselement beschrieben, bei welchem die vorgesehenen Pfropfen zur Aufnahme in die entsprechenden Federenden Mittelteile und in axialer Richtung zueinander weisende und koaxial zu den Bohrungen liegende Endflächen aufweisen und wobei zwischen diesen Endflächen Endabschnitte der Federn zu deren Halterung auf dem Pfropfen radial nach innen gerichtet sind und die voneinander entfernt liegenden Enden der Pfropfen Bereiche verminderten Querschnitts zur Vermeidung einer Beeinträchtigung der Federeigenschaften aufweisen. Bei diesem Verbindungselement handelt es sich jedoch um eine starre Kupplung, bei welcher die Pfropfen starr miteinander verbunden sind und die Endwindungen der Federn zusammengebogen werden müssen, um auf dem Verbindungsstift Halt zu finden. Diese starre Verbindung nach der US-PS 12 71 014 gibt somit keine Anregung zur Vermeidung der Nachteile des Verbindungselementes nach der US-PS 13 71 513.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfach zu fertigendes Verbindungselement der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mittels dem auf einfache Weise die Verbindung "on Federn mit verschiedenen Steighöhen sicher hergestellt werden kann und eine Anpassung auch an kleine Krümmungsradien der Rollen möglich ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Pfropfen zur Aufnahme in die entsprechenden Federenden im wesentlichen zylindrische Mittelteile und in axialer Richtung zueinander weisende und koaxial zu den Bohrungen liegende Endflächen aufweisen, zwischen diesen Endflächen mit dem Verbindungsstift nicht verbundene Endabschnitte der Federn zu deren Halterung auf dem Pfropfen radial nach innen gerichtet, Erweiterungen an beiden Enden des Verbindungsstiftes zur losen Halterung der Pfropfen auf dem Stift vorgesehen und Abstandselemente zwischen den Endflächen angeordnet sind, welche eine einstückige, axiale Erweiterung der entsprechenden Endflächen der Pfropfen darstellen, einen wesentlich kleineren Durchmesser als diese Endflächen aufweisen und koaxial zu den Bohrungen liegen, und daß die voneinander entfernt liegenden Enden der Pfropfen Bereiche mit vermindertem Querschnitt zur Vermeidung einer Beeinträchtigung der Federeigenschaften aufweisen.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß sich die Federn an der Kupplungsstelle auch kleineren Rollenkrümmungen genau anpassen kann, so daß ein ruhiger und gleichmäßiger Lauf der Feder gewährleistet ist Das Einsetzen der Kupplung ist äußerst einfach, weil lediglich die Enden der Feder mit einer herkömmlichen Zange axial nach innen auf die Abstandselemente gebogen werden müssen, $ö daß die Federenden an den

Endflächen der Pfropfen zu liegen kommen. Somit lassen sich die Verbindungselemente ohne jede Schwierigkeit in das Innere der beiden Federenden einbringen. Insbesondere kann auch ein und dasselbe Verbindungselement für verschiedene Federn mit verschiedenen Steigungen verwendet werden. Selbst der Innendurchmesser der Feder muß nicht exakt an das Verbindungselement angepaßt sein sondern läßt gewisse Toleranzen zu.

Bei Vergleichsversuchen hi.·· sich gezeigt, daß durch to die Verwendung eines Verbindungselementes nach der Erfindung die Lebensdauer der Federn um mindestens 100 % gesteigert werden kann.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung anhand einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt die Figur im vergrößerten Maßstab das gelenkartige Verbindungselement gemäß der Erfindung teils in Seitenansicht und teils im Schnitt, wobei die Erfindung in der Anwendung an einer der Spiralfedern beim Verbinden der angrenzenden Enden dieser Feder in einem Moment dargestellt ist, in dem die Feder zum Lauf um eine der Hilfsrollen einer Filtereinheit gekrümmt ist.

Wie die einzige Figur zeigt, besitzt das Verbindungselement nach der Erfindung ein paar fester Pfropfen 10, die aus einem geeigneten, korrosionsbeständigen, festen Material gebildet sind, beispielsweise aus rostfreiem Stahl. Diese Pfropfen 10 haben eine gleiche Aufbauweise und sind im allgemeinen in einem symmetrischen Ausrichtungsverhältnis und proportional angeordnet, um innerhalb der Enden einer Spiralfeder 5 oder der Enden der zu verbindenden Federn aufgenommen zu werden. Die in der Zeichnung teilweise dargestellte Spiralfeder 5 ist von herkömmlicher Bauweise und ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahlfederdraht oder -faden gebildet, der in einer sich berührenden oder sich nahezu berührenden Spirale 17 gewickelt ist.

Die Pfropfen weisen an ihren zueinander näher liegenden Enden vorzugsweise zylindrische Teile 12 mit einem Durchmesser auf, der für die Aufnahme in die Spiralenden der Feder geeignet ist. Die voneinander entfernter gelegenen Endteile 14 der Pfropfen dagegen haben einen verhältnismäßig verminderten Durchmesser, vorzugsweise eine konische oder kegelstumpfförmige Oberfläche. Diese sich verjüngenden Oberflächen weisen in entgegengesetzte Richtungen und verjüngen sich weg von den zylindrischen Teilen 12. Diese sich verjüngenden Oberflächen können als Führungsstücke dienen, um das Einführen der zylindrischen Teile 12 in die Federn zu erleichtern. Die Hauptaufgabe dieser kegelstumpfförmigen Teile ist aber, das Abbiegen der Federn zu erleichtern, wie dies später noch beschrieben wird.

Die Pfropfen 10 sind untereinander durch geeignete Elemente verbunden, die eine universelle Winkelbewegung zwischen den Pfropfen zulassen, so daß die untereinander verbundenen Endteile der Feder 5 im wesentlichen im gleichen Radius oder Bogen, der durch die Feder an den gegenüberliegenden Seiten des Verbindungsstückes eingenommen wird, gekrümmt oder gebogen werden können. Dazu ist es wünschenswert, eine relative Drehbewegung zwischen den Federenden zuzulassen, aus Gründen, die nachher noch aufgeführt werden.

Demgemäß sind die Pfropfen mit normalerweise ausgerichteten Bohrungen 16 versehen, die koaxial zu den Zylinderteilen 12 verlaufen, und ein fester Verbindungsstift 18 ist lose durch diese Bohrungen mit ausreichendem Spielraum geführt, um damit eine begrenzte Winkelbewegung der Pfropfen relativ zueinander und relativ zu dem Stift in allen Axialebenen des Stiftes zuzulassen, wie dies aus der Zeichnung zu erkennen ist, in der die Pfropfen in einer leicht geneigten Stellung in bezug auf den Stift 18 dargestellt sind. Es ist offenbar, daß die Pfropfen 10 auf dem Stift 18 relativ drehbar angeordnet sind.

Für das Festhalten der Pfropfen auf dem Stift 18 kann dieser mit geeigneten Kopfteilen in Form von Vergrößerungen 20 bzw. 22 an seinen gegenüberliegenden Enden ausgebildet sein. In der dargestellten Ausführungsform besitzt der Stift 18 einen im wesentlichen herkömmlichen Nietenkopf mit einem vorher ausgebildeten, abgerundeten Kopf 20. Es ist einzusehen, daß die Pfropfen 10 auf dem Stift 18 mit einer üblichen Haltescheibe 24 zusammengefügt wird, und zwar bevor das dem Kopf 20 gegenüberliegende Ende des Stiftes 18 in einer üblichen Weise zur Bildung der Vergrößerung 22 gestaucht oder genietet wird, wobei der äußere Durchmesser dieser Vergrößerung größer wird als der innere Durchmesser der benachbarten Scheibe 24, wodurch die gesamte Anordnung der Pfropfen und Scheibe dauerhaft auf dem Stift 18 gehalten wird.

Man kann sehen, daß die verhältnismäßig nahe beieinanderliegenden Enden der Pfropfen axial ausgerichtete Schultern oder Endflächen 26 besitzen, die in der bevorzugten Ausführungsform eine Ringform haben und sich in Radialebenen der entsprechenden Pfropfen erstrecken.

Diese Anschläge 26 sind für einen axialen Anschlag mit den radial nach innen gerichteten Endstücken 29 der Drähte der Spiralfeder 5 geeignet. Diese nach innen gerichteten Endstücke 29 können leicht nach dem Einführen der Pfropfen 10 in die nebeneinander liegenden und zu verbindenden Spiralfederenden gebildet werden, in dem die Endstücke der Spiralfeder mittels zweier Spannzangen oder anderer geeigneter Werkzeuge radial nach innen gebogen werden.

Um einen ausreichenden Zwischenraum zwischen den Pfropfen für eine leichte Aufnahme der nach innen gerichteten Endstücke 29 zu erhalten, sind zwischen den Pfropfen 10 geeignete Abstandselemente eingesetzt, die hier durch ringförmige Ansätze 30 dargestellt sind, die einstückig mit den entsprechenden Pfropfen und konzentrisch zu deren ringförmigen Anschlägen 26 ausgeformt sind. Die mit ihren Abstandselementen 30 so ausgebildeten Pfropfen 10 stellen eine identische Einheit dar, wodurch eine Wirtschaftlichkeit sowohl in der Herstellung, als auch in dem Zusammenbau der Verbindungselemente der Erfindung erreicht wird.

Der Abstand zwischen den Vergrößerungen 20 und 22 des Stiftes 18 ist ausreichend, um zumindest eine bestimmte Größe an freier axialer Bewegung der Pfropfen 10 zuzulassen, derart, daß diese leicht auf dem Stift 18 gekippt werden können, ohne daß eine derartige Kippbewegung durch ein Anstoßen der Endflächen der entsprechenden Abstandselemente 30 gehemmt werden würde.

Wird die Erfindung als Verbindungselement der Spiralfedern eines Filtermaterials verwendet, ist es offensichtlich, daß, wenn die gegenüberliegenden Enden der Spiralfeder wie in der einzigen Figur zur Bildung einer endlosen Schleife, die wiederholt durch einen endlosen Zyklus um eine Filtertrommel und um eine oder mehrere Rollen geführt wird, verbunden sind, die Feder beim Lauf um jede Trommel oder Rolle in

abwechselnder Richtung gebogen und während des Laufes zur nächsten Rolle wieder gerade gerichtet wird. Beim Lauf um eine Rolle mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser neigt die Feder in ihrer Gesamtheit dazu, sich so geschlossen wie möglich der gleichmäßigen Biegung der Rolle anzupassen. Aufgrund des gelenkartigen Verbiridungselementes gemäß der Erfindung entsteht die Möglichkeit für eine wesentliche Krümmüngsanpassung, die eben an den angekoppelten Endteilen der Feder erreich! werden soll, wobei es keine Stellen entlang des Federdrahtes gibt, an denen die Verbiegungs- oder Verdrehungs-Beanspruchungen konzentriert auftreten.

Zu dieser Tatsache kommt hinzu, daß die axiale Äusdehhüngdes zylindrischen Teiles 12 jedes Pfropfens

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relativ klein ist und vorzugsweise nur geringfügig größer ist, als die einer einzelnen Wicklung der entsprechenden Feder. Somit kann dadurch hauptsächlich eine relative Axialverkantung zwischen zwei angrenzenden Spiralwindungen vermieden werden. Der restliche Teil des Pfropfens 14 dagegen ist kegelstumpfförmig oder weist einen verminderten Durchmesser auf womit ein ausreichender radialer Spielraum mit dei Feder gegeben ist, so daß sich diese frei in jedei Richtung biegen oder krümmen kann, ohne daß eine Beeinflußung seitens des Pfropfens erfolgt, wobei dei Pfropfen 10 in seiner Gesamtheit in einer Axialebenc des Stiftes 18 leicht kippen kann und sich damit irr wesentlichen der gesamten Krümmung der Fedei anpaßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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   Patentanspruch:

   Verbindungselement für die Enden von Spiralfedern zur Bildung von endlosen, um eine Filtertrommel mit großem und Rollen mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser laufenden Federelementen in Drehtrommel-Filtern, wobei das Verbindungselement aus einem Paar Pfropfen mit normalerweise in Ausfluchtung stehenden Innenbohrungen und einem ι ο durch diese Bohrungen sich erstreckenden und mit gewissem Spielraum lose angeordneten Verbindungsstift besteht, der an beiden Enden Erweiterungen zur Halterung der Pfropfen besitzt und eine Winkelbewegung der Pfropfen in allen Axialebenen des Verbindungsstiftes zuläßt und auf dem eine begrenzte, relative Axialbewegung zwischen den Pfropfen ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfropfen (10) zur Aufnahme in die entsprechenden Federenden _k5) im wesentlichen zylindrische Mittelteile (12) und in axialer Richtung zueinander weisende und koaxial zu den Bohrungen (16) liegende Endflächen (26) aufweisen, zwischen diesen Endflächen (26) mit dem Verbindungsstift (18) nicht verbundene Endabschnitte (29) der Federn (5) zu deren Halterung auf dem Pfropfen (10) radial nach innen gerichtet Erweiterungen (20, 22) an beiden Enden des Verbindungsstiftes (18) zur losen Halterung der Pfropfen (10) auf dem Stift (18) vorgesehen und Abstandselemente (30) zwischen den Endflächen (26) angeordnet sind, welche eine einstückige, axiale Erweiterung der entsprechenden Endflächen (26) der Pfropfen (10) darstellen, einen wesentlich kleineren Durchmesser als diese Endflächen aufweisen und koaxial zu den Bohrungen (16) liegen, und daß die voneinander entfernt liegenden Enden (14) der Pfropfen (10) Bereiche mit vermindertem Querschnitt zur Vermeidung einer Beeinträchtigung der Federeigenschaften aufweisen.

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