DE4100842C1

DE4100842C1 - Coil spring with several concentric spring element turns - has symmetrical spring elements to attain coincidence of load and geometrical axes

Info

Publication number: DE4100842C1
Application number: DE4100842A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 7310 Plochingen De Kuehl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-01-14
Filing date: 1991-01-14
Publication date: 1992-05-21
Anticipated expiration: 2011-01-15

Abstract

The helical coil spring is made from a tubular blank of spring steel, by cutting helical slots in the tube wall so that a continuous, wire-like helical coil remains. The coil is formed integrally with the end supports (8,9) which suit the spring installation requirements. Thus several springs (5,17,18) form the windings round the long centre axis. The springs are symmetrical to provide coincidence of the geometric axis of the spring and the load axis to eliminate the risk of the spring buckling under load. ADVANTAGE - Improved coil spring design and mfr.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenfeder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und bevorzugte Herstellungsverfahren dieser Schraubenfeder gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 27 und 28.The invention relates to a coil spring according to the preamble of claim 1 and preferred manufacturing methods this coil spring according to the preambles of Claims 27 and 28.

Aus der DE-PS 63 263 ist eine Schraubenfeder bekannt, die aus einem Rohr bzw. einem Vollstück durch Fortarbeiten der Windungszwischenräume hergestellt ist. Die Zwischenräume der Windungen werden durch Drehen oder Fräsen ausgearbeitet, wobei das stehengelassene Material die Federkörper bildet, welche mit ihren Enden in ein zylindrisch verbleibendes Stück auslaufen.From DE-PS 63 263 a coil spring is known, the from a pipe or a full piece by continuing the Interstices between turns is established. The gaps the turns are worked out by turning or milling, the material left standing is the spring body forms, which ends with a cylindrical remaining Run out.

Aus der Zeitschrift "Product Engineering", Vol. 43, Heft 2, Seiten 20-24, geht eine Schraubenfeder hervor, die neben den an ihren Enden angeordneten Tragelementen im mittleren Bereich eine Art weiteres Tragelement aufweist. Die Schraubenfeder weist somit zwischen ihren endseitigen Tragelementen zwei federnde Teile auf. Diese federnden Teile zwischen den äußeren und dem mittleren Tragelement bestehen aus zwei Federkörpern, wobei sich die Federkörper des einen federnden Teils im Uhrzeigersinn vom mittleren Tragelement wendelförmig wegerstrecken und die Federkörper des anderen federnden Teils entgegen dem Uhrzeigersinn.From the magazine "Product Engineering", Vol. 43, Issue 2, Pages 20-24, a coil spring emerges that next to the support elements arranged at their ends in the middle Area has a kind of further support element. The coil spring thus points between their end support elements two resilient parts. These resilient parts between the outer and the middle support element consist of two Spring bodies, the spring body of a resilient Partly clockwise from the central supporting element stretch away and the spring body of the other resilient part counterclockwise.

Wie auch bei den ansonsten bekannten Schraubenfedern besteht bei diesen Schraubenfedern der Nachteil, daß in bestimmten Belastungszuständen negative Federeigenschaften, wie beispielsweise ein Ausknicken der Feder, auftreten können.As with the otherwise known coil springs there is the disadvantage with these coil springs that in certain spring conditions negative spring properties, such as kinking the spring can.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schraubenfeder vorzuschlagen, deren Eigenschaften wesentlich verbessert sind, wobei daneben vorteilhafte Verfahren zur Herstellung dieser Feder vorgeschlagen werden.It is an object of the present invention to provide a coil spring to propose, whose properties significantly improved are, in addition to advantageous methods of manufacture this spring will be proposed.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Schraubenfeder durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die verfahrensgemäße Lösung erfolgt durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 27 und 28 angegebenen Merkmale. The task is with a generic coil spring by those specified in the characterizing part of claim 1 Features solved. The procedural solution follows by the in the characterizing parts of claims 27 and 28 specified features.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß die Schraubenfeder bei kostengünstiger und genauer Herstellung eine gute Funktion aufweist. Hinzu kommt, daß sich mit ihr vielfältige Anwendungsfälle abdecken lassen. So können nicht nur unterschiedlichste Querschnittsformen für den Federkörper gewählt werden, sondern auch die Grundform von letzterem wie auch des Tragteils ermöglichen ein breites Band konstruktiver Ausführungen. Dabei lassen sich ohne weiteres z. B. zwischen zwei endseitigen Tragteilen zwei, drei oder auch noch mehr Federkörper ausbilden, womit selbst anspruchsvollsten Belastungsfällen Rechnung getragen werden kann. Als Beispiel sei hier genannt eine Hinterachs-Schraubenfeder für Motorräder mit symmetrischer Anordnung von drei Federkörpern, die aus einem Stück mit endseitigen Tragelementen hergestellt sind. Bei dieser Feder erfolgt eine weitgehend momentenfreie Krafteinleitung in an sich angrenzenden Komponenten; ebenso werden Rüttelmomente vermieden.The main advantages achieved with the invention are the following: that the coil spring is good with inexpensive and accurate manufacture Has function. In addition, there are diverse applications have it covered. So not only different cross-sectional shapes be chosen for the spring body, but also the basic shape of the latter as well as the support part allow a wide band more constructive Executions. It can be easily z. B. between two ends Form support parts two, three or even more spring bodies, with what even the most demanding load cases can be taken into account. As An example is a rear axle coil spring for motorcycles symmetrical arrangement of three spring bodies, made of one piece with end support elements are made. With this spring there is a largely torque-free force transmission in adjoining components; shaking moments are also avoided.

Die Kombination Federkörper mit Tragelementen - sie sind ja aus einem Stück hergestellt - ermöglicht eine weitgehend freie Formgebung in den Übergangsbereichen zwischen Federkörper und Tragelementen. Anders ausgedrückt, es können solche konstruktiven Mittel eingesetzt werden, daß erhöhte örtliche Beanspruchungen vermieden werden. Folge: keine Brüche im Bereich der Endwindungen.The combination of spring body with support elements - they are made from one piece manufactured - allows a largely free shaping in the Transitional areas between the spring body and support elements. Different expressed, such constructive means can be used that increased local stresses can be avoided. Result: no breaks in the Area of end turns.

An den Tragelementen können auf einfache Weise Aufnahmen vorgesehen werden, mit denen nicht nur eine definierte Vorspannung der Schraubenfeder bewerkstelligbar ist, sondern letztere auch bezüglich Konstruktionslage - in axialer und radialer Richtung gesehen - festsetzbar ist.Recordings can be provided in a simple manner on the support elements, with which not only a defined preload of the coil spring is feasible, but the latter also in terms of construction - in seen in the axial and radial direction - can be fixed.

Schraubenfedern unterliegen bei entsprechender Länge einer Querkraftauslenkung - DE-Warmgeformte Federn, Leitfaden für Konstruktion und Fertigung, Hoesch-Werke, Hohenlimburg-Schwerdte-AG, September 1973, Seite 126 ff. Ihr kann entgegengewirkt werden, wenn ein Tragelement etwa in der Mitte zwischen den beiden Federenden vorgesehen ist.Coil springs are subject to an appropriate length Shear force deflection - DE thermoformed springs, guidelines for construction and Manufacturing, Hoesch-Werke, Hohenlimburg-Schwerdte-AG, September 1973, page 126 ff. You can be counteracted if a support element in the Middle between the two spring ends is provided.

Zur Vermeidung von Schwingungsreibverschleiß, auch fachspezifisch "Fretting" genannt, sind die Querschnitte von benachbarten Windungen - in Richtung Längsachse gesehen - derart gestaltet, daß eine konvexe Seite der einen Windung an eine konkave Seite der anderen Windung grenzt, wobei die konvexe Seite eine kleinere Krümmung aufweist als die konkave Seite. Denkbar ist auch, die Krümmungen beider einander zugekehrten Seiten gleich groß zu gestalten und darüber hinaus die Federkörper z. B. mit Kunststoff zu beschichten.To avoid vibrational friction wear, also subject-specific "fretting" are the cross sections of neighboring turns - in the direction Seen longitudinal axis - designed so that a convex side of one Turn is adjacent to a concave side of the other turn, being the convex Side has a smaller curvature than the concave side. Is conceivable also, the curvatures of both sides facing each other to the same size design and also the spring body z. B. with plastic coat.

Sind benachbarte Wandungen von im Querschnitt rechtwinkligen Federkörpern im Winkel zueinander angeordnet, dergestalt, daß sie einen sich quer zur Längsachse der Schraube hin verjüngenden Winkel einschließen, so ist diese Schraubenfeder eine Art aus Tellerfeder-Segmenten bestehende Tellerfedersäule, wobei die Tellerfedersegmente wechselseitig geschichtet sind - DE-Die Schraubenfeder, 1. Auflage, Verlag W. Girardet, 1950, Seite 159ff.Are adjacent walls of spring bodies which are rectangular in cross section in the Angle to each other, such that they are transverse to Include the tapering angle of the longitudinal axis of the screw, this is it Coil spring is a type of disc spring segments Belleville spring pillar, with the Belleville spring segments layered alternately are - DE-Die coil spring, 1st edition, publisher W. Girardet, 1950, page 159ff.

Zur Herstellung der Schraubenfeder wird ein vorgefertigter rohrförmiger Körper verwendet, aus dessen Mantelfläche der Werkstoff herausgelöst wird. Möglich ist auch, aus einer Platine den Werkstoff herauszulösen und diese Platine anschließend zu einem rohrförmigen Körper zu verformen und die Stoßstelle zu verbinden. Zum Herauslösen des Werkstoffs aus dem rohrförmigen Körper bzw. der Platine sind folgende Verfahren anwendbar: Drehen, Fräsen, Sägen, Schleifen, Drallräumen, Erodieren, Lasern und Sprengen, gegebenenfalls unter Verwendung von NC-Maschinen. Die vorgefertigte Schraubenfeder besteht aus einem Federstahl und wird zur Fertigstellung vergütet und gehärtet. Möglich ist auch, den rohrförmigen Körper aus Kunststoff, insbesondere kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffen, herzustellen, wobei das Herauslösen von Werkstoff durch Lasern erfolgt.A prefabricated tubular is used to manufacture the coil spring Body used from the outer surface of the material is released. It is also possible to remove the material from a board and this Then deform the circuit board into a tubular body and the Connect joint. For removing the material from the tubular The following processes can be used for the body or the board: turning, milling, Sawing, grinding, swirling, eroding, lasering and blasting, if necessary using NC machines. The prefabricated Coil spring is made of spring steel and is ready for completion tempered and hardened. It is also possible to get the tubular body out Plastic, in particular carbon fiber reinforced composite materials, to produce, the removal of material by laser.

Der rohrförmige Körper als Zwischenprodukt kann wendelförmige Verdickungen und Eindrückungen aufweisen, wobei der Werkstoff entlang der Eindrückungen herausgelöst wird. Nach dem Werkstoff-Herauslösen werden die jetzt gebildeten Federkörper z. B. durch Schleifen bearbeitet.The tubular body as an intermediate product can have helical thickenings and have indentations, the material along the indentations is extracted. After the material has been removed, they are now formed spring body z. B. processed by grinding.

Weitere Vorteile der Schraubenfeder:Other advantages of the coil spring:

- The end pieces of the coil spring designed as a supporting element are suitable itself for fastening by means of thread, multiple wedge, eyelets or the like.
- The tension of the coil spring for tensile or compressive stress can by rotating one of the two end support elements, whereby a so-called pre-tension is adjustable with the effect that the spring characteristic does not rise from zero.
- No created or ground windings that the Affect spring characteristics, d. H. all turns over the The overall length of the spring body is effective.
- Better use of space in terms of spring work by spring bodies with a non-rotationally symmetrical shape, e.g. B. rectangular springs, Square springs, triangular springs.
- Load axis and geometric axis fall due to the symmetrical Arrangement of the spring body and the possible manufacturing accuracy together.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend näher beschrieben sind. Es zeigtIn the drawing are several embodiments of the invention shown, which are described in more detail below. It shows

Fig. 1 eine Hauptansicht einer Schraubenfeder, Fig. 1 is a main view of a coil spring,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1, Fig. 3 is a section along the line III-III of Fig. 1,

Fig. 4 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 einer weiteren Ausführungsform, Fig. 4 is a view corresponding to FIG. 1 of another embodiment,

Fig. 5 eine Ansicht nach der Linie V-V der Fig. 4, Fig. 5 is a view according to the line VV of Fig. 4,

Fig. 6 eine Ansicht nach der Linie VI-VI der Fig. 4, Fig. 6 is a view along the line VI-VI of Fig. 4,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 4, Fig. 7 is a section along the line VII-VII of Fig. 4,

Fig. 8 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 einer weiteren Ausführungsform, Fig. 8 is a view corresponding to FIG. 1 of another embodiment,

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 8, Fig. 9 shows a section along the line IX-IX of Fig. 8,

Fig. 10 eine Teilansicht einer weiteren Schraubenfeder, teilweise im Schnitt, Fig. 10 is a partial view of a further helical spring, partly in section,

Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie XI-XI der Fig. 10, Fig. 11 is a section along the line XI-XI of Fig. 10,

Fig. 12 eine Teilansicht eines möglichen Übergangs von Federkörpern in ein Tragelement, Fig. 12 is a partial view of a possible transition of spring bodies in a carrying element,

Fig. 13 verschiedene Querschnittsformen von Federkörpern, Fig. 13, various cross-sectional shapes of spring bodies,

Fig. 14 bis 17 Querschnitte verschieden geformter Federkörper, Fig. 14 to 17 of different cross-sections shaped spring body,

Fig. 18 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 einer weiteren Ausführungsform, Fig. 18 is a view corresponding to FIG. 1 of another embodiment,

Fig. 19 einen Ausschnitt Z der Fig. 18 im Schnitt und größerem Maßstab, Fig. 19 shows a detail Z of Fig. 18 in section and on a larger scale,

Fig. 20 bis 22 Teilschnitte eines rohrförmigen Körpers, Fig. 20 to 22 are partial sections of a tubular body,

Fig. 23 eine Platine. Fig. 23 is a circuit board.

Eine Schraubenfeder 1 gemäß Fig. 1 besteht aus Federstahl mit ausgeprägtem Federungsvermögen. Das Federungsvermögen des Stahls beruht auf hoher elastischer Verformbarkeit, so daß er innerhalb eines definierten Bereichs belastet werden kann, ohne daß nach Entlastung eine bleibende Formänderung eintritt. Als Federwerkstoff ist auch Kunststoff, insbesondere kohlefaserverstärkter Verbundwerkstoff denkbar. A coil spring 1 according to FIG. 1 consists of spring steel with a pronounced elasticity. The resilience of the steel is based on its high elastic deformability, so that it can be loaded within a defined range without a permanent change in shape occurring after relief. Plastic, in particular carbon fiber reinforced composite material, is also conceivable as the spring material.

Die Schraubenfeder 1, auch als Verdrehfeder einsetzbar - ist für axiale Belastung - Zug und/oder Druck - ausgelegt und umfaßt einen aus mehreren Windungen 2, 3, 4 bestehenden - nicht gewickelten - federnden Teil 5. Der federnde Teil 5a ist drahtartig und umgibt wendelförmig eine Längsmittellängsachse C-C der Schraubenfeder 1. An beiden Enden 6 und 7 wird der federnden Teil 5a hergestellt sind. Der federnde Teil 5a wird durch Herauslösen von Werkstoff zwischen den Windungen, z. B. 2, 3, 4 gebildet, d. h., zwischen den Windungen des Federkörpers erstreckt sich ein wendelförmiger Durchgang 10, der zwischen den Tragelementen 8, 9 verläuft.The helical spring 1 , which can also be used as a torsion spring, is designed for axial loading - tension and / or compression - and comprises a resilient part 5 consisting of several turns 2, 3, 4 - not wound -. The resilient part 5 a is wire-like and helically surrounds a longitudinal central longitudinal axis CC of the coil spring 1 . At both ends 6 and 7 , the resilient part 5 a is made. The resilient part 5 a is by removing material between the turns, for. B. 2, 3, 4 formed, ie, extends between the turns of the spring body, a helical passage 10 which extends between the support elements 8, 9 .

Das Tragelement 8 ist büchsenartig, z. B. mit runden - kreisförmigen oder ellipsenförmigen - Querschnitt ausgebildet. Es ist auch denkbar, das Tragelement 8 aus Vollmaterial herzustellen. An diesem Tragelement 8 können wie bei bekannten Schraubenfedern Ösen oder andere Haltemittel befestigt werden.The support member 8 is sleeve-like, for. B. with round - circular or elliptical - cross section. It is also conceivable to produce the support element 8 from solid material. Eyelets or other holding means can be attached to this support element 8 , as in known helical springs.

Anstelle der beiden Tragelemente 8 und 9, die über die Länge der Schraubenfeder 1 verteilt bzw. mit Abstand zueinander am federnden Teil 5a angeordnet sind, ist an der Schraubenfeder 11 (Fig. 4) etwa in der Mitte zwischen den Tragelementen 12 und 13 ein weiteres Tragelement 14 vorgesehen, wodurch die Knickfestigkeit der Schraubenfeder 11 erhöht wird: anders ausgedrückt, von dem Tragelement 14 weggeführt ist je ein federndes Teil 15a, 16a.Instead of the two support elements 8 and 9 , which are distributed over the length of the coil spring 1 or are arranged at a distance from one another on the resilient part 5 a, the coil spring 11 ( FIG. 4) is approximately in the middle between the support elements 12 and 13 additional support element 14 is provided, whereby the kink resistance of the coil spring 11 is increased: in other words, a resilient part 15 a, 16 a is guided away from the support element 14 .

Aus Fig. 2 geht hervor, daß sich zwischen den Tragelementen 8 und 9 drei Federkörper, nämlich 5, 17 und 18, erstrecken, die, was bei 19a dargestellt ist, einen runden, genauer kreisförmigen, Querschnitt aufweisen. Ebenfalls drei Federkörper, nämlich 16, 19 und 20, sind zwischen den Tragelementen 12 und 14 der Schraubenfeder 11 vorgesehen (Fig. 4 und 5). Der Querschnitt der Ferderkörper 16, 19 und 20 ist rechteckig, was bei 21 gezeigt wird. Es sind auch Schraubenfedern darstellbar, die weniger als drei und auch mehr als drei Federkörper umfassen.From Fig. 2 it appears that between the support elements 8 and 9, three spring bodies, namely 5, 17 and 18 , which, which is shown at 19 a, have a round, more precisely circular, cross section. Also three spring bodies, namely 16, 19 and 20 , are provided between the support elements 12 and 14 of the coil spring 11 ( FIGS. 4 and 5). The cross section of the spring bodies 16, 19 and 20 is rectangular, which is shown at 21 . Coil springs can also be represented which comprise fewer than three and also more than three spring bodies.

Gemäß Fig. 3 weisen die Federkörper 5, 17, 18 und das Tragelement 9 eine eckige, hier quadratische, Grundform auf. Sie kann aber auch rechteckig sein, wie dies bei der Schraubenfeder 11 in Fig. 6 dargestellt ist. Dabei können das Tragelement 9 und die Federkörper 5, 17 und 18 ungeachtet ihrer Grundform, in etwa gleiche Außenabmessungen aufweisen. Fig. 1 zeigt, daß die Ferderkörper 5, 17 und 18 und das Tragelement 8 unterschiedliche Außenabmessungen besitzen - D₁<D₂.Referring to FIG. 3, the spring body 5, 17, 18 and the support member 9 is a rectangular, square here, basic shape. But it can also be rectangular, as shown in the coil spring 11 in Fig. 6. The supporting element 9 and the spring bodies 5, 17 and 18 can have approximately the same external dimensions regardless of their basic shape. Fig. 1 shows that the Ferderkörper 5, 17 and 18 and the support member 8 have different external dimensions - D₁ <D₂.

Die Schraubenfeder ist gemäß Fig. 1 bis 3 über ihre Länge so gestaltet, daß das Tragelement 8 und die Federkörper 5, 17, 18 bei 22 unterschiedliche Grundformen aufweisen, d. h. kreisförmige bzw. quadratische.The coil spring is designed according to FIGS. 1 to 3 over its length so that the support element 8 and the spring body 5, 17, 18 have 22 different basic shapes, ie circular or square.

Bei den Schraubenfedern 1 und 11 ist die Steigung der Windungen über die Länge der Federkörper 5, 17, 18 bzw. 16, 19, 20, konstant. Dagegen variiert die Steigung von Windungen von Federkörpern 23, 24, 25 einer Schraubenfeder 26 zwischen ihren Tragelementen 27, 28 (Fig. 8). Außerdem ist die Schraubenfeder 26 mit sich verändernden Formverläufen versehen und zwar erweitert sie sich konisch vom Tragelement 27 aus. Andere Formverläufe, beispielsweise tonnenförmige - kegelstumpfförmige, taillenförmige oder dergleichen -, lassen sich ebenfalls verwirklichen (DE-Warmgeformte Federn Leitfaden für Konstruktion und Fertigung, Hoesch-Werke, Hohenlimburg-Schwerdte-AG, September 1973, Seite 113).In the helical springs 1 and 11 , the pitch of the windings is constant over the length of the spring bodies 5, 17, 18 and 16, 19, 20 , respectively. In contrast, the slope of turns of spring bodies 23, 24, 25 of a helical spring 26 varies between its support elements 27, 28 ( FIG. 8). In addition, the helical spring 26 is provided with changing shape courses and that it widens conically from the support element 27 . Other shapes, for example barrel-shaped - frustoconical, waist-shaped or the like - can also be realized (DE-Thermoformed Springs Guide to Design and Manufacturing, Hoesch-Werke, Hohenlimburg-Schwerdte-AG, September 1973, page 113).

Die Schraubenfeder 26 kann bezüglich Lage und Vorspannung genau mittels Aufnahmen festgelegt werden. Hierzu ist am Tragelement 27 ein Gewindebolzen 29 vorgesehen, wogegen das Tragelement 28 mittels einer Schraube 30 festsetzbar ist. Möglich ist auch, die Tragelemente z. B. 12 (Fig. 4 und 7) mittels einer Formschluß bewirkenden Vorrichtung in Lage zu halten. Dazu sind an der Innenseite 31 des Tragelements 12 mehrere Nuten 32 angebracht.The coil spring 26 can be precisely set with regard to position and preload by means of recordings. For this purpose, a threaded bolt 29 is provided on the support element 27 , whereas the support element 28 can be fixed by means of a screw 30 . It is also possible to support the support elements such. B. 12 ( Fig. 4 and 7) by means of a positive locking device in place. For this purpose, a plurality of grooves 32 are provided on the inside 31 of the support element 12 .

In den Fig. 10 und 11 wird eine Schraubenfeder 33 gezeigt, bei der ein Tragelement 34 und Federkörper 35, 36, 37, 38 eine gleiche Grundform, hier Kreisform, besitzen, jedoch die Federkörper 35, 36, 37, 38 mit unterschiedlichen Querschnittsformen versehen sind. So ist der Federkörper 35 quadratisch und der Federkörper 36 rechtwinkelig; der Federkörper 37 entspricht Federkörper 35; Federkörper 36 entspricht Federkörper 38.In Figs. 10 and 11 a coil spring 33 is shown in which a support member having 34 and spring bodies 35, 36, 37, 38 a same basic shape, here circular shape, however, the spring body 35, 36, 37, provided with different cross-sectional shapes 38 are. Thus, the spring body 35 is square and the spring body 36 is rectangular; the spring body 37 corresponds to the spring body 35 ; Spring body 36 corresponds to spring body 38 .

Neben den runden und eckigen, bereits beschriebenen Querschnittsformen für die Federkörper lassen sich noch folgende, aus Fig. 13 hervorgehende Querschnittsformen realisieren:In addition to the round and angular, already described cross-sectional shapes for the spring bodies, the following cross-sectional shapes, which can be seen in FIG. 13, can also be realized:

39 runder Querschnitt, beidseitig abgeflacht,
40 runder Querschnitt mit Einschnitt,
41 dreieckiger Querschnitt, z. B. Spitze weist zur Mittellängsachse der Feder,
42 trapezförmiger Querschnitt,
a) kurze Seite erstreckt sich benachbart der Mittellängsachse,
43 trapezförmiger Querschnitt,
b) längere Seite erstreckt sich benachbart der Mittellängsachse,
44 ovaler Querschnitt; z. B. längere Seite verläuft in Richtung Mittellängsachse,
45 winkelförmiger Querschnitt, wobei die Spitze zur Mittellängsachse ausgerichtet ist,
46 mehrere rechteckige Querschnitte, deren längere Seiten parallel verlaufen und im Winkel zur Mittellängsachse ausgerichtet sind (Tellerfeder-Prinzip),
47 Doppel-T-förmiger Querschnitt,
48 rechteckiger Querschnitt, dessen in Richtung Mittellängsachse C-C ausgerichtete längere Seite konkave und konvexe Wölbungen aufweisen, wobei die kürzeren Seiten - in Richtung Mittellängsachse gesehen - versetzt sind (Abstand E). 39 round cross-section, flattened on both sides,
40 round cross section with incision,
41 triangular cross section, e.g. B. tip points to the central longitudinal axis of the spring,
42 trapezoidal cross-section,
a) short side extends adjacent to the central longitudinal axis,
43 trapezoidal cross section,
b) the longer side extends adjacent to the central longitudinal axis,
44 oval cross section; e.g. B. longer side runs in the direction of the central longitudinal axis,
45 angular cross-section, the tip being aligned with the central longitudinal axis,
46 several rectangular cross sections, the longer sides of which run parallel and are oriented at an angle to the central longitudinal axis (diaphragm spring principle),
47 double T-shaped cross section,
48 rectangular cross-section, the longer side of which is oriented in the direction of the central longitudinal axis CC and has concave and convex curvatures, the shorter sides being offset (viewed in the direction of the central longitudinal axis) (distance E).

Gemäß Fig. 14 sind die etwa recheckigen Querschnitte von benachbarten Federkörpern 2c, 3c, 4c derart gestaltet, daß eine konvexe Seite 49 des einen Federkörpers 3c an eine konkave Seite 50 des anderen Federkörpers 2c grenzt. Dabei weist die konvexe Seite 49 eine kleinere Krümmung auf als die konkave Seite 50; R_konv<als R_konk. Zu erwähnen ist bei dieser Ausführung, daß die kürzeren Seiten 51, 52 dieser Federkörper 2c, 3c, 4c in Richtung Längsmittelachse C-C der Schraubenfeder gesehen, versetzt zueinander angeordnet sind; Abstand E.Referring to FIG. 14, about computationally polygonal cross-sections of adjacent spring bodies 2 c, 3 c, 4 c so designed that a convex side 49 of a spring body 3 c to a concave side 50 of the other spring body 2 c borders. The convex side 49 has a smaller curvature than the concave side 50 ; R _conv <as R _conc . It should be mentioned in this embodiment that the shorter sides 51, 52 of these spring bodies 2 c, 3 c, 4 c viewed in the direction of the longitudinal central axis CC of the helical spring are arranged offset to one another; Distances.

In Fig. 15 sind Krümmungen benachbarter konvexer (53) und konkaver (54) Seiten von Federkörpern mit gleichen Radien (R₁ =R₂) versehen. In Fig. 15 curvatures of adjacent convex ( 53 ) and concave ( 54 ) sides of spring bodies with the same radii (R₁ = R₂) are provided.

Aus Fig. 16 geht hervor, daß Federkörper 2d, 3d, 4d im Querschnitt nierenförmig gestaltet sind und die Krümmungen 55, 56 benachbarter Seiten 57, 58 ebenfalls gleiche Radien aufweisen.From Fig. 16 it can be seen that spring body 2 d, 3 d, 4 d in cross-section kidney shaped and are having the curvatures 55, 56 adjacent sides 57, 58 is also equal radii.

Gemäß Fig. 17 werden die Windungen der Federkörper 2e, 3e beschichtet, vorzugsweise mit Kunststoff, was mit 59 bezeichnet ist.Referring to FIG. 17, the coils of the spring bodies are e 2, e 3 coated, preferably with plastic, which is indicated by 59.

Bei der Schraubenfeder 60 nach Fig. 18, sie ist als Tellerfeder ausgebildet, sind benachbarte Windungen 61, 62 von im Querschnitt rechtwinkeligen Federkörpern im Winkel α (Fig. 19) zueinander angeordnet und zwar derart, daß sie sich quer zur Längsmittelachse C-C hin verjüngen. Mit dieser Bauweise ist eine Schraubenfeder als Tellerfeder ausgebildet, wobei die Windungen 61, 62 wechselseitig geschichtet sind; bei entsprechender Ausgestaltung einer derartigen Schraubenfeder können die Windungen auch parallel geschichtet werden.In the helical spring 60 according to FIG. 18, which is designed as a plate spring, adjacent turns 61, 62 of spring bodies which are rectangular in cross section are arranged at an angle α ( FIG. 19) to one another in such a way that they taper transversely to the longitudinal central axis CC. With this design, a helical spring is designed as a plate spring, the windings 61, 62 being alternately layered; with a corresponding design of such a helical spring, the windings can also be layered in parallel.

Ein möglicher Übergang der Federkörper 5b, 17b und 18b in das Tragelement 8b ist in Fig. 12 dargestellt. Danach laufen die Federkörper 5b, 17b und 18b in das Tragelement 8b weitgehend ohne Kerbwirkung und ohne Spannungserhöhung ein. Hierzu ist im Übergangsbereich zwischen Tragelement 8b und den Federkörpern 5b, 17b, 18b eine kreisförmige Ausformung 63 vorgesehen, die relativ zur Breite F des Durchgangs 10b sich erweitert. Eine optimierte Gestalt der Ausformung 63 läßt sich entweder empirisch, durch Messung oder aber auch rechnerisch festlegen.A possible transition of the spring bodies 5 b, 17 b and 18 b into the support element 8 b is shown in FIG. 12. Then the spring body 5 b, 17 b and 18 b run into the support element 8 b largely without a notch effect and without an increase in tension. For this purpose, a circular shape 63 is provided in the transition region between the support element 8 b and the spring bodies 5 b, 17 b, 18 b, which widens relative to the width F of the passage 10 b. An optimized shape of the formation 63 can either be determined empirically, by measurement or else arithmetically.

Zur Herstellung der Schraubenfedern kann ein vorgefertigter rohrförmiger Körper 65 (Fig. 20) verwendet werden, aus dem der Werkstoff zwischen den Windungen herausgelöst wird. Denkbar ist auch, aus einer Platine 64 den Werkstoff herauszulösen (Fig. 23) und diese danach zu einem rohrförmigen Körper zu verformen und an den Stoßstellen zu verbinden.A prefabricated tubular body 65 ( FIG. 20) can be used to produce the coil springs, from which the material is loosened between the turns. It is also conceivable to detach the material from a board 64 ( FIG. 23) and then to deform it into a tubular body and to connect it at the joints.

Zum Herauslösen des Werkstoffs eignen sich folgende bekannte Verfahren, gegebenenfalls unter Verwendung von NC-Maschinen: Drehen, Fräsen, Sägen, Schleifen, Drallräumen, Erodieren, Lasern und Sprengen. Ist dieser Vorgang abgeschlossen, können die Federkörper, z. B. durch Schleifen nachbearbeitet werden. Schließlich wird die vorgefertigte Schraubenfeder vergütet und gehärtet. The following known methods are suitable for removing the material, if necessary using NC machines: turning, milling, sawing, Grinding, swirl clearing, eroding, lasering and blasting. Is this process completed, the spring body, for. B. reworked by grinding will. Finally, the prefabricated coil spring is tempered and hardened.

Der rohrförmige Körper 65 (Fig. 20), der beispielsweise durch Walzen seine Grundform erhält, weist wendelförmige, im Querschnitt kreisförmige Verdickungen 66 sowie Eindrückungen 67 auf (Fig. 20), wobei die Eindrückungen 67 von der Innenseite und der Außenseite des rohrförmigen Körpers aus eingeformt sind. Zwischen den Verdickungen 65 und den Eindrückungen 67 sind Stege 68 vorgesehen. Diese Stege 68 werden herausgelöst, wodurch Federkörper mit kreisförmigem Querschnitt entstehen. In Fig. 22 sind Verdickungen 69 eines rohrförmigen Körpers 70 rechteckig ausgebildet, wobei sich zwischen den Verdickungen 69 Stege 71 erstrecken. Bei dieser Ausführung ist die Innenseite 72 des Körpers 70 ohne Ausformungen, also glatt, ausgestaltet. Mit dieser Ausführung vergleichbar ist der Körper 73 nach Fig. 21, wobei die Verdickungen 74 dreieckig sind.The tubular body 65 ( FIG. 20), which obtains its basic shape, for example, by rolling, has helical thickenings 66 with a circular cross section and indentations 67 ( FIG. 20), the indentations 67 from the inside and the outside of the tubular body are molded. Webs 68 are provided between the thickenings 65 and the indentations 67 . These webs 68 are detached, thereby creating spring bodies with a circular cross section. In Fig. 22 thickenings are formed of a tubular body 69 70 rectangular, which extend between the webs 69 thickenings 71st In this embodiment, the inside 72 of the body 70 is designed without any formations, ie smooth. The body 73 according to FIG. 21 is comparable with this embodiment, the thickenings 74 being triangular.

Bezugszeichenliste:Reference symbol list:

Fig. 1-3
1 Schraubenfeder
2, 3, 4 Windung
5a federnder Teil
5, 17, 18 Federkörper
6, 7 Ende
8, 9 Tragelement
10 wendelförmiger Durchgang
19a (Stelle)
22 (Stelle)
C-C Längsmittelachse
D₁, D₂ Durchmesser Fig. 1-3
1 coil spring
2, 3, 4 turn
5 a resilient part
5, 17, 18 spring body
6, 7 end
8, 9 support element
10 helical passage
19 a (position)
22 (position)
CC longitudinal central axis
D₁, D₂ diameter

Fig. 4-7
11 Schraubenfeder
12, 13 Tragelement
14 weiteres Tragelement
15a, 16a federnder Teil
16, 19, 20 Federkörper
21 (Stelle)
31 Innenseite
32 Nut Fig. 4-7
11 coil spring
12, 13 support element
14 additional support element
15 a, 16 a resilient part
16, 19, 20 spring body
21 (job)
31 inside
32 groove

Fig. 8-9
23, 24, 25 Federkörper
26 Schraubenfeder
27, 28 Tragelement
29 Gewindebolzen
30 Schraube
21 (Stelle) Fig. 8-9
23, 24, 25 spring body
26 coil spring
27, 28 support element
29 threaded bolts
30 screw
21 (job)

Fig. 10-11
33 Schraubenfeder
34 Tragelement
35-38 Federkörper Fig. 10-11
33 coil spring
34 support element
35-38 spring body

Fig. 12
5b, 17b, 18b Federkörper
8b Tragelement
10b Durchgang
63 kreisförmige Ausnehmung
F Breite Fig. 12
5 b, 17 b, 18 b spring body
8 b support element
10 b passage
63 circular recess
F width

Fig. 13
39-48 diverse Querschnittsformen von Federkörpern
E Fig. 13
39-48 various cross-sectional shapes of spring bodies
E

Fig. 14
2c, 3c, 4c Federkörper
49 konvexe Seite
50 konkave Seite
51, 52 kleinere Seite
C-C Längsmittelachse
E Abstand Fig. 14
2 c, 3 c, 4 c spring body
49 convex side
50 concave side
51, 52 smaller side
CC longitudinal central axis
E distance

Fig. 15
53 konvexe Seite
54 konkave Seite
R₁, R₂ Radius Fig. 15
53 convex side
54 concave side
R₁, R₂ radius

Fig. 16
2d, 3s, 4d Federkörper
54, 56 Krümmung
57, 58 benachbarte Seite Fig. 16
2 d, 3 s, 4 d spring body
54, 56 curvature
57, 58 adjacent side

Fig. 17
2e, 3e Federkörper
59 Beschichtung Fig. 17
2 e, 3 e spring body
59 coating

Fig. 18-19
60 Schraubenfeder
61, 62 Windung
α Winkel
C-C Längsachse Fig. 18-19
60 coil spring
61, 62 turn
α angle
CC longitudinal axis

Fig. 20
65 rohrförmiger Körper
66 Verdickung
67 Eindrückung
68 Steg Fig. 20
65 tubular body
66 thickening
67 indentation
68 footbridge

Fig. 21
73 Körper
74 Verdickung Fig. 21
73 body
74 thickening

Fig. 22
69 Verdickung
70 rohrförmiger Körper
71 Steg
72 Innenseite Fig. 22
69 thickening
70 tubular body
71 footbridge
72 inside

Fig. 23
64 Platine Fig. 23
64 board

Claims

1. Coil spring, in which windings form at least two, preferably wire-like spring bodies surrounding a longitudinal central axis of the spring, the spring bodies being supported on at least one support element, formed by removing material between the turns and being produced in one piece with the support element, thereby characterized in that the spring bodies ( 5, 17, 18; 16, 19, 20; 23, 34, 25 ) are arranged symmetrically in order to achieve a coincidence of the load axis and the geometric axis of the spring.

2. Coil spring according to claim 1, characterized in that the support element ( 8, 9 ) is arranged like a sleeve at one free ends ( 6, 7 ) of the spring body ( 5, 17, 18 ).

3. Coil spring according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of support elements ( 12, 13, 14 ) distributed over the length of the coil spring ( 11 ) are arranged at the ends of the spring bodies ( 16, 19, 20 ).

4. Coil spring according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one support element ( 14 ) is arranged approximately in the middle of the coil spring ( 11 ).

5. Coil spring according to one of claims 1 to 4, characterized in that three ( 5, 17, 18 ) or more spring bodies are guided away from each support element ( 8, 9 ).

6. Coil spring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the support element ( 8 ) and the spring body ( 5, 17, 18 ) have a round, for example circular or elliptical basic shape.

7. Coil spring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the support element ( 9 ) and the spring body have a square, for example square or rectangular basic shape.

8. Coil spring according to one of claims 1 to 7, characterized in that the support element ( 9 ) and the spring body ( 5, 17, 18 ) have approximately the same external dimensions.

9. Coil spring according to one of claims 1 to 7, characterized in that the support element ( 8 ) and the spring body ( 5, 17, 18 ) have different external dimensions (D₁, D₂).

10. Coil spring according to one of claims 1 to 9, characterized in that, seen along its length, has different basic forms, for example over a first section and round one second section is angular.

11. Coil spring according to one of claims 1 to 10, characterized in that the spring body ( 5, 17, 18 ) and the support elements ( 9 ) have different basic shapes, for example angular or round.

12. Coil spring according to one of claims 1 to 11, characterized in that it has, seen over its length, changing shape courses, for example conical ( 26 ), barrel-shaped, truncated cone-shaped or waist-shaped.

13. Coil spring according to one of claims 1 to 12, characterized in that the pitch of the windings ( 2, 3, 4 ) over the length of the spring body ( 5, 17, 18 ) is constant.

14. Coil spring according to one of claims 1 to 12, characterized in that the pitch of the turns varies over the length of the spring body ( 23, 24, 25 ).

15. Coil spring according to one of claims 1 to 14, characterized in that for setting a defined bias or bearing fixation on their ( 26 ) support elements ( 27, 28 ) receptacles ( 29, 30 ) are provided for fixing them.

16. Coil spring according to one of claims 1 to 15, characterized in that at least one support element ( 28 ) is held in position by means of a screw ( 30 ).

17. Coil spring according to one of claims 1 to 16, characterized in that at least one support element ( 12 ) is held in position by means of a positive locking device ( 32 ).

18. Coil spring according to one of claims 1 to 17, characterized in that the cross section of the spring body ( 16, 19, 20 ) is angular, for example rectangular, square, trapezoidal or triangular.

19. Coil spring according to one of claims 1 to 17, characterized in that the cross section of the spring body ( 5, 17, 18 ) is round, for example circular or elliptical.

20. Coil spring according to one of claims 1 to 17, characterized in that the cross section of the spring body Is U-shaped or double T-shaped.

21. Coil spring according to one of claims 1 to 20, characterized in that the cross section of the spring body ( 40 ) is provided with an incision.

22. Coil spring according to one of claims 1 to 21, characterized in that the cross sections of adjacent spring bodies ( 2 c, 3 c, 4 c), seen in the direction of the longitudinal central axis (CC), are designed such that a convex side ( 49 ) of a spring body ( 3 c) borders on a concave side ( 50 ) of the other spring body ( 2 c), the convex side ( 49 ) having a smaller curvature than the concave side ( 58 ).

23. Coil spring according to one of claims 1 to 21, characterized in that the cross sections of adjacent spring bodies, seen in the direction of the longitudinal central axis, are designed such that a convex side ( 53 ) of one spring body to a concave side ( 54 ) of the other Limits spring body, the curvatures (R₁, R₂) of both sides are approximately the same.

24. Coil spring according to one of claims 1 to 23, characterized in that the spring body ( 2 e, 3 e) have a coating ( 59 ), for example with plastic.

25. Coil spring according to one of claims 1 to 24, characterized in that seen in the direction of the longitudinal central axis (CC), adjacent windings ( 61, 62 ) of spring bodies which are rectangular in cross section are arranged at an angle to one another in such a way that they are transverse to one another Include the central longitudinal axis (CC) of the helical spring ( 60 ) tapering angle (α).

26. Coil spring according to one of claims 1 to 25, characterized in that a circular recess ( 63 ) is arranged in the transition region between the spring bodies ( 5 b, 17 b, 18 b) and the respective support element ( 8 b).

27. A method for producing a helical spring according to one of claims 1 to 26, characterized in that the material is released between the spring bodies from a circuit board ( 64 ) which is then processed into a tubular body or the helical spring.

28. A method for producing a coil spring according to one of claims 1 to 26, characterized in that a basic shape is produced from a tubular body ( 65 ) by rolling, which has helical thickenings ( 66 ) and indentations ( 67 ), the material in Area of impressions ( 67 ) is removed.

29. The method according to claim 27 or 28, characterized in that that the removal of the material by Turning, milling, sawing, grinding, swirl broaching, eroding, Lasering or blasting takes place.

30. The method according to any one of claims 27 to 29, characterized characterized that the prefabricated coil spring is then tempered and hardened.