DE29508103U1 - Spring element - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Federelement der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.The invention relates to a spring element of the type corresponding to the preamble of claim 1.
Derartige Federelemente kommen im Werkzeug-, Vorrichtungs- und Apparatebau vielfältig zum Einsatz, insbesondere im Formenbau, wo sie dazu dienen, nach dem Abschluß des Formvorgangs den Formling aus der Form herauszudrücken. Andere Anwendungen sind Aufpralldämpfer in Endlagen von bewegten Teilen und dergleichen.Such spring elements are used in a variety of ways in tool, fixture and equipment construction, especially in mold making, where they are used to push the molded part out of the mold after the molding process has been completed. Other applications are impact dampers in the end positions of moving parts and the like.
In einer ersten, das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung bildenden Version sind die Federelemente als Gasdruckfedern ausgebildet, die in der Firmendruckschrift "Sanky-Gasdruckfedern, Ausgabe 1994" beschrieben sind. Eine andere in Betracht kommende Version sind sogenannte federnde Druckstifte, wie sie aus der DE 36 10 751 Al hervorgehen. In a first version, which forms the preferred embodiment of the invention, the spring elements are designed as gas pressure springs, which are described in the company publication "Sanky gas pressure springs, 1994 edition". Another version that comes into consideration are so-called spring pressure pins, as can be seen in DE 36 10 751 A1.
Die Federelemente werden bisher ganz aus Metall, d.h. aus Stahl gefertigt. Da die Federelemente in recht verschiedenen Stärken mit sehr unterschiedlichen Hubgrößen von 0 bis etwa 200 mm und dazu noch mit jeweils an den Einzelfall angepaßten Befestigungsmitteln (Außengewinde am Gehäuse, Flansche) gefertigt werden, ergibt sich insgesamtThe spring elements are currently made entirely of metal, i.e. steel. Since the spring elements are manufactured in very different strengths with very different stroke sizes from 0 to about 200 mm and also with fastening elements adapted to the individual case (external thread on the housing, flanges), the overall result is
für die Bereitstellung einer Typenreihe von Federelementen der in Rede stehenden Art ein erheblicher Bearbeitungsaufwand zur Bereitstellung der Vielzahl von unterschiedlichen Metallgehäusen, der die Federelemente entsprechend teuer macht.for the provision of a series of spring elements of the type in question, a considerable amount of processing is required to provide the large number of different metal housings, which makes the spring elements correspondingly expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Fertigungsaufwand zu verringern.The invention is based on the object of reducing this manufacturing effort.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.This object is solved by the invention set out in claim 1.
Es ist hierdurch erreicht, daß für eine Vielzahl von Anwendungsfällen mit unterschiedlichen Einbauarten und -maßen die gleichen Funktionsteile (Zylinderteil, Austrittsteil, Verschlußteil) aus Metall verwendet werden können, während die Außengestalt der Federelemente durch die Formvariabilität einer Kunststoffummantelung mit viel geringerem Aufwand angepaßt werden kann, als dies beim Herstellen von reinen Metallgehäusen durch Drehen und/oder Fräsen möglich ist.This means that the same functional parts (cylinder part, outlet part, closure part) made of metal can be used for a variety of applications with different installation types and dimensions, while the external shape of the spring elements can be adapted with much less effort thanks to the shape variability of a plastic casing than is possible when manufacturing pure metal housings by turning and/or milling.
Es können Außengestalten des Gehäuses verwirklicht werden, die bei der Herstellung aus Metall nicht oder nur mit untragbarem Aufwand realisierbar waren.External designs of the housing can be realized that were not possible or only possible with prohibitive effort when made from metal.
Durch die größeren Stückzahlen der in mehren Typen einsetzbaren Funktionsteile können auch diese wirtschaftlicher hergestellt werden.Due to the larger quantities of functional parts that can be used in several types, these can also be manufactured more economically.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Funktionsteile mit dem Kunststoff umspritzt (Anspruch 2), wobei gleichzeitig mit dem Ummantelungsvorgang der Zusammenhalt der Funktionsteile hergestellt wird. Das Zylinderteil, das Austrittsteil und das Verschlußteil werden also als separate Teile in eine Spritzform eingelegt und mit dem Kunststoff umspritzt. Die Ausbildung dieser Teile als separate Teile vereinfacht ihre Herstellung ebenfalls.In the preferred embodiment of the invention, the functional parts are overmolded with the plastic (claim 2), whereby the cohesion of the functional parts is established at the same time as the coating process. The cylinder part, the outlet part and the closure part are therefore placed as separate parts in an injection mold and overmolded with the plastic. The formation of these parts as separate parts also simplifies their production.
Es empfiehlt sich, daß der Mantel die äußeren Stirnseiten des Austrittsteils und des Verschlußteils übergreift (Anspruch 3), so daß ein sicherer Zusammenhalt der Teile in Achsrichtung gegeben ist.It is recommended that the casing overlaps the outer end faces of the outlet part and the closure part (claim 3), so that the parts are securely held together in the axial direction.
Das Zylinderteil kann durch einen einfachen Rohrabschnitt gebildet sein, der allerdings, wenn es sich um eine Gasdruckfeder handelt, eine beispielsweise durch Honen feinbearbeitete Innenumfangsfläche aufweist.The cylinder part can be formed by a simple tube section which, however, if it is a gas pressure spring, has an inner peripheral surface that has been finely machined, for example by honing.
Für eine Ausbildung als Gasdruckfeder kommen die Merkmale des Anspruchs 5 in Betracht.For a design as a gas pressure spring, the features of claim 5 come into consideration.
Es ist hierbei auch wesentlich, daß das Zylinderteil schwächer ausgebildet werden kann als bei einer üblichen Gasdruckfeder, weil bei der Erfindung das Zylinderteil nur als Zylinder dient und den Innendruck aushalten muß, ohne aber äußeren Kräften ausgesetzt zu sein, die im Falle der Erfindung von der Kunststoffummantelung übernommen werden.It is also important that the cylinder part can be made weaker than in a conventional gas pressure spring, because in the invention the cylinder part only serves as a cylinder and must withstand the internal pressure without being exposed to external forces, which in the case of the invention are taken over by the plastic casing.
Der bei den üblichen Gasdruckfedern vorkommende Innendruck, mit dem die Gasdruckfeder vorgespannt ist, ist erheblich und liegt beispielsweise in der Größenordnung von 150 bar. Das Druckgas wird mit diesem Druck durch ein in dem Verschlußteil angeordnetes Rückschlagventil eingefüllt. The internal pressure with which the gas pressure spring is pre-tensioned in conventional gas springs is considerable and is, for example, in the order of 150 bar. The compressed gas is filled at this pressure through a check valve arranged in the closure part.
Der hohe Arbeitsdruck ist auch der Grund dafür, daß es nicht möglich ist, eine derartige Gasdruckfeder ganz aus Kunststoff herzustellen. Es ließen sich bei einer solchen Ausführung keine ausreichenden Betriebsdauern erzielen.The high working pressure is also the reason why it is not possible to manufacture such a gas pressure spring entirely from plastic. Sufficient operating times cannot be achieved with such a design.
Gemäß Anspruch 6 sind auf der Außenseite des Mantels Befestigungsmittel für das Federelement angeformt, z.B. Gewinde, Befestigungsflansche oder ähnliches. Natürlich kann der Außenumfang auch glattzylindrisch sein, wenn ein Federelement in eine entsprechende Bohrung eingesetzt und z.B. durch einen Sicherungsring darin festgehalten wird.According to claim 6, fastening means for the spring element are formed on the outside of the casing, e.g. threads, fastening flanges or similar. Of course, the outer circumference can also be smooth-cylindrical if a spring element is inserted into a corresponding hole and held in place by a locking ring, for example.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.The drawing shows embodiments of the invention.
Fig. 1, 3, 5 und 7 sind Längsschnitte durch als Gasdruckfedern ausgebildete Federelemente;Fig. 1, 3, 5 and 7 are longitudinal sections through spring elements designed as gas pressure springs;
Fig. 2, 4, 6 und 8 sind Ansichten der Federelemente jeweils von oben.Fig. 2, 4, 6 and 8 are views of the spring elements from above.
Die in den Fig. 1 und 2 als Ganzes mit 10 bezeichnete Gasdruckfeder umfaßt ein relativ dünnwandiges ZylinderteilThe gas pressure spring, designated as a whole with 10 in Fig. 1 and 2, comprises a relatively thin-walled cylinder part
1 mit einer feinbearbeiteten Innenumfangsfläche. Ein Druckstift 2 umfaßt einen zylindrischen Schaft 2', an dessen in Fig. 1 unterem Ende ein im Durchmesser vergrößertes Teil in Gestalt eines Kolbens 2" angeordnet ist, der in dem Zylinderteil 1 gleitfähig angeordnet ist. Der Schaft 2' steht gemäß Fig. 1 nach oben aus dem Zylinderteil 1 hervor und durchgreift ein an dessen oberem Ende angeordnetes Austrittsteil 3 in einer Bohrung 3", die im Durchmesser dem Schaft 2' entspricht. Das Austrittsteil 3 ist als eine Art zylindrischer Pfropfen ausgebildet, dessen Außendurchmesser im wesentlichen dem Außendurchmesser des Zylinderteils 1 entspricht und das mit einem büchsenartigen Ansatz 3' in das Ende des Zylinderteils 1 eingreift. Bei der Ausfahrbewegung kommt der Kolben 2" an der Stirnseite des büchsenartigen Ansatzes 3' zur Anlage. Der Schaft 2' ist durch eine in dem büchsenartigen Ansatz 3' angeordnete, den Schaft 2' dicht umgebende Dichtung 4 nach außen abgedichtet.1 with a finely machined inner circumferential surface. A pressure pin 2 comprises a cylindrical shaft 2 ' , at the lower end of which in Fig. 1 a part with an enlarged diameter is arranged in the form of a piston 2", which is arranged so as to slide in the cylinder part 1. According to Fig. 1, the shaft 2' protrudes upwards from the cylinder part 1 and passes through an outlet part 3 arranged at its upper end in a bore 3", which corresponds in diameter to the shaft 2'. The outlet part 3 is designed as a type of cylindrical plug, the outer diameter of which essentially corresponds to the outer diameter of the cylinder part 1 and which engages in the end of the cylinder part 1 with a sleeve-like projection 3'. During the extension movement, the piston 2" comes into contact with the front side of the sleeve-like extension 3'. The shaft 2' is sealed to the outside by a seal 4 arranged in the sleeve-like extension 3' and tightly surrounding the shaft 2'.
Gemäß Fig. 1 ist das Zylinderteil 1 zum anderen, in Fig. 1 unten gelegenem Ende hin durch ein als Ganzes mit 6 bezeichnetes Verschlußteil abgedichtet, welches mit einem zylindrischen Ansatz 6' etwas verringerten Durchmesser in das untere Ende des Zylinderteils 1 eingreift und in seinem axial außerhalb des Zylinderteils 1 gelegenen Abschnitt einen diesem etwa entsprechenden Außendurchmesser aufweist.According to Fig. 1, the cylinder part 1 is sealed towards the other end, which is located at the bottom in Fig. 1, by a closure part, designated as a whole by 6, which engages with a cylindrical projection 6' of slightly reduced diameter in the lower end of the cylinder part 1 and has an outer diameter approximately corresponding to this in its section located axially outside the cylinder part 1.
Vor den Stirnseiten des Zylinderteils 1 sind Ringdichtungen 5 angeordnet, die gegen das Austrittsteil 3 bzw. das Verschlußteil 6 abdichten.Ring seals 5 are arranged in front of the front sides of the cylinder part 1, which seal against the outlet part 3 or the closure part 6.
Das Verschlußteil 6 enthält ein Rückschlagventil 7, durch das beim Zurückdrücken des Stiftes 8 der Innenraum 18 des Zylinderteils 1 mit Druckgas von 100 oder mehr bar füllbar ist. Das Rückschlagventil 7 und die Dichtung 4 sorgen dafür, daß dieser Druck über einen langen Zeitraum gehalten werden kann.The closure part 6 contains a check valve 7, through which the interior 18 of the cylinder part 1 can be filled with compressed gas of 100 or more bar when the pin 8 is pushed back. The check valve 7 and the seal 4 ensure that this pressure can be maintained over a long period of time.
Beim Niederdrücken des Druckstiftes 2 arbeitet der Kolben 2' gegen den hohen Druck in dem Innenraum 18 undWhen the pressure pin 2 is pressed down, the piston 2' works against the high pressure in the interior 18 and
vermag also dem Fülldruck entsprechende Kräfte aufzubringen. is therefore able to exert forces corresponding to the filling pressure.
Das Zylinderteil 1, das Autrittsteil 3 und das Verschlußteil 6 sind an den Fügestellen lediglich ineinandergesteckt und weisen keine besonderen Gestaltungen wie Gewinde oder dergleichen auf, die den Fertigungsaufwand erhöhen würden. Die drei genannten Teile werden vielmehr nach dem Zusammenstecken in eine Spritzgußform eingelegt und mit einem Mantel 12 aus Kunststoff umspritzt, der die Anordnung der Teile 1,3 und 6 dicht umgibt und sie in Achsrichtung zusammenhält, wozu der Mantel 12 die äußere Stirnseite des Austrittsteils 3 bei 11 und die äußere Stirnseite des Verschlußteils 6 bei 13 übergreift. Nach dem Umspritzen ergibt sich eine zusammenhängende, dichte Baueinheit.The cylinder part 1, the outlet part 3 and the closure part 6 are simply inserted into one another at the joints and do not have any special designs such as threads or the like that would increase the manufacturing effort. Instead, the three parts mentioned are inserted into an injection mold after being put together and are overmolded with a plastic jacket 12 that tightly surrounds the arrangement of parts 1, 3 and 6 and holds them together in the axial direction, for which purpose the jacket 12 overlaps the outer face of the outlet part 3 at 11 and the outer face of the closure part 6 at 13. After overmolded, a coherent, tight assembly is created.
Das Austrittsteil 3 und das Verschlußteil 6 können Umfangsnuten 19 aufweisen, in die der Kunststoff beim Spritzvorgang eintritt, wodurch die Verriegelung der Teile in Achsrichtung verbessert wird.The outlet part 3 and the closure part 6 can have circumferential grooves 19 into which the plastic enters during the injection molding process, thereby improving the locking of the parts in the axial direction.
Der Außenumfang 12' des Mantels 12 ist im wesentlichen zylindrisch. Im Bereich des Austrittsteils 3 ist an dem Mantel 12 ein sich senkrecht zur Achse erstreckender Flansch 14 mit bezüglich des Schaftes 2' einander gegenüberliegenden Befestigungslochungen 15 angespritzt.The outer circumference 12' of the casing 12 is essentially cylindrical. In the area of the outlet part 3, a flange 14 extending perpendicular to the axis is molded onto the casing 12 with fastening holes 15 that are opposite one another with respect to the shaft 2'.
Soweit bei den weiteren Ausführungsbeispielen funktionell gleiche Teile vorhanden sind, sind die Bezugszahlen gleich. Die weiteren Ausführungsbeispiele demonstrieren die unter Beibehaltung der funktioneilen, nach wie vor aus Metall bestehenden Teile 1,3,6 gegebene Gestaltungsfreiheit der Außenseite des Federelements, die eine Anpassung an verschiedene Einbausituationen erlaubt.Insofar as functionally identical parts are present in the other embodiments, the reference numbers are the same. The other embodiments demonstrate the freedom of design of the outside of the spring element while retaining the functional parts 1, 3, 6, which are still made of metal, which allows adaptation to different installation situations.
Bei der Gasdruckfeder 2 0 besteht der einzige Unterschied darin, daß ein Flansch mit Befestigungslochungen 15 am unteren Ende im Bereich des Verschlußteils 6 angespritzt ist.The only difference in the gas pressure spring 2 0 is that a flange with fastening holes 15 is molded onto the lower end in the area of the locking part 6.
Bei der Gasdruckfeder 30 ist kein Flansch vorgesehen, sondern es ist die Wandstärke des Mantels 12 vergrößertThe gas pressure spring 30 does not have a flange, but the wall thickness of the casing 12 is increased
und auf der Außenseite mit einem über die Länge durchgehenden (oder auch nur teilweise durchgehenden) Schraubgewinde 17 versehen.and provided on the outside with a screw thread running along the length (or only partially) 17.
Die Gasdruckfeder 40 stellt im Grunde die einfachste Ausfuhrungsform mit einer glattzylindrischen Außenumfangsflache 12' des Mantels 12 dar.The gas pressure spring 40 basically represents the simplest embodiment with a smooth cylindrical outer peripheral surface 12' of the casing 12.
Als Kunststoff für den Mantel 12 kommt beispielsweise Polyamid 6.6 mit einem Zusatz von 20 Gew.-% Glasfasern in Betracht.For example, polyamide 6.6 with an addition of 20% by weight of glass fibers can be considered as a plastic for the jacket 12.
Claims (6)
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zylinderteil (1) das Austrittsteil (3) undand with resilient means arranged in the housing, which act on the pressure pin (2) axially outwards until it rests against the outlet part (3) and against which the pressure pin (2) can be pressed into the housing,
characterized,
that the cylinder part (1) the outlet part (3) and
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