DE4407562A1

DE4407562A1 - Pressure coil spring with ground contact faces

Info

Publication number: DE4407562A1
Application number: DE19944407562
Authority: DE
Inventors: Kurt Kauffmann; Christian Weck
Original assignee: KURT KAUFFMANN TECH FEDERN GMB
Current assignee: KURT KAUFFMANN TECH FEDERN GMB
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1994-03-08
Publication date: 1995-09-14

Abstract

The pressure coil spring is made of spring wire with open spring ends (10,14). It may have a ground face (18) at one or both free ends (16). The ground face is formed from the end to 200 deg. up to 340 deg. along the length of the end coil. The wire thickness is continuously reduced to one third of the original thickness to the end of the spring. The end coil is bent by applying an axial load forming a parallel contact face.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubendruckfeder aus Fe derdraht mit mindestens einer offenen Endwindung, die eine zu ihrem freien Ende hin unter Abnahme der Feder drahtdicke verlaufende, eine Anlagefläche bildende Schlifffläche aufweist.The invention relates to a helical compression spring made of Fe the wire with at least one open end turn, the one towards its free end with the spring removed running wire thick, forming a contact surface Has grinding surface.

Schraubendruckfedern dieser Art werden üblicherweise von ihrem ungespannten Zustand aus auf eine vorgeschrie bene Einbaulänge unter Gegeneinanderdrücken der Feder windungen axial vorgespannt. Dabei stützt sich die Fe der mit ihren Endwindungen unter Überleitung der Feder kraft an den jeweiligen Anschlußteilen ab. Um linien förmige Druckbelastungen zu vermeiden, ist es bekannt, die Endwindungen mit zu ihren freien Enden hin verlau fenden, als Planflächen ausgebildeten Schliffflächen zu versehen. Bei geschlossenen Federn mit steigungsfrei anliegenden Endwindungen können die planen Anlageflä chen sich über etwa 270° der Endwindung erstrecken, so daß bereits im ungespannten Zustand der Feder ein Ge radstand mit planparalleler Anlage der Endwindungen an den Anschlußteilen erzielt werden kann. Andererseits nimmt man damit in Kauf, daß die Federenden mit etwa 1,5 Windungen blockiert und an der Federdynamik nicht beteiligt sind. Auch der erzielbare Federweg bis zur Blockbildung ist um die Dicke der anliegenden Endwin dungen verkürzt. Die offene Feder hat demgegenüber den Vorteil, daß sie mehr aktive Windungen aufweist. Dies bedeutet, daß die dynamische Belastung pro Windung ge ringer wird. Andererseits wird bei offenen Federn als nachteilig empfunden, daß die freien Federenden nur mit einem relativ kurzen, sich über etwa 90° erstreckenden Planschliff versehen werden können, womit kein einwand freier Geradstand im Einbauzustand erzielt werden kann. Hinzu kommt, daß die Endwindungen in ihrem nicht ange schliffenen Umfangsbereich linienförmig und dadurch mit hoher lokaler Druckbelastung gegen das Anschlußteil an liegen. Der Federweg der Feder wird durch die Blocklän ge im Bereich der mit ihrem vollen Drahtdurchmesser ge geneinander anliegenden Windungen auf ein Maß begrenzt, das keinen Vorteil gegenüber der geschlossenen Feder mit längerer Schlifffläche bietet.Helical compression springs of this type are commonly used from her untensioned state to a prescribed one Flat installation length by pressing the spring against each other axially biased windings. The Fe is supported the one with its end turns under the spring force from the respective connecting parts. Around lines to avoid pressure loads, it is known the end turns are left with their free ends provide grinding surfaces designed as flat surfaces Mistake. With closed springs with pitch-free adjacent windings can cause the flat contact surfaces Chen extend over about 270 ° of the final turn, so that a Ge already in the untensioned state of the spring wheelbase with plane-parallel arrangement of the end windings the connecting parts can be achieved. On the other hand one accepts that the spring ends with about 1.5 turns blocked and not at the spring dynamics involved. The achievable travel up to Block formation is about the thickness of the adjacent endwin shortened. In contrast, the open spring has the Advantage that it has more active turns. This means that the dynamic load per turn ge wrestler. On the other hand, when the springs are open, felt that the free spring ends only with a relatively short one, extending over about 90 ° Face grinding can be provided, which is not a problem free upright position can be achieved when installed. In addition, the final turns in her are not appropriate ground circumferential area linear and therefore with high local pressure load on the connector lie. The travel of the spring is determined by the block length ge in the range of ge with its full wire diameter mutually adjacent turns are limited to one dimension, no advantage over the closed spring with a longer grinding surface.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, die bekannten Schraubendruckfedern mit offenen Endwindungen dahingehend zu verbessern, daß bei Einbau länge ein einwandfreier Geradstand gewährleistet und eine niedrigere Blocklänge erzielt werden kann.Based on this, the object of the invention basic, the well-known helical compression springs with open To improve end windings in such a way that when installed length ensures a perfect straight and a lower block length can be achieved.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteil hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.To solve this problem is the in claim 1 specified combination of features proposed. Advantage adhesive refinements and developments of the invention result from the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem Gedanken aus, daß ein Geradstand der Feder mit maximaler Auflageflä che nur dadurch zustande kommt, daß die Endwindung über einen größeren Umfangsbereich unter Anpassung an die Steigung im Verlauf angeschliffen wird. Um dies zu er reichen wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Schlifffläche sich vom freien Ende aus über mindestens 200° und höchstens 340° der Endwindung erstreckt und im ungespannten Zustand der Feder eine dem Verlauf der Endwindung folgende, derart schraubenförmig gewundene Fläche bildet, daß sie beim axialen Vorspannen der Fe der auf Einbaulänge unter Verbiegen der Endwindung in eine Planfläche übergeht.The solution according to the invention is based on the idea that a straight line of the spring with maximum contact area che only comes about because the final turn over a larger circumference, adapting to the Slope is ground in the course. To do this to him range is proposed according to the invention that the Cut surface at least from the free end 200 ° and at most 340 ° of the final turn and in unstressed state of the spring one the course of the Final turn following, so helically wound Surface forms that when axially preloading the Fe to the installation length while bending the end turn in a flat surface passes over.

Bei einer Schraubendruckfeder mit zwei offenen, je eine als Auflagefläche dienende Schlifffläche aufweisenden Endwindungen wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestal tung der Erfindung vorgeschlagen, daß sich beide Schliff flächen über mindestens 200° und höchstens 340° der End windung erstrecken und im ungespannten Zustand der Fe der eine dem Verlauf der jeweiligen Endwindung folgen de, derart schraubenförmig gewundene Flächen bilden, daß sie beim axialen Vorspannen der Feder auf Einbau länge unter Verbiegen der Endwindungen in zueinander planparallele Flächen übergehen.For a helical compression spring with two open springs, one each having a grinding surface serving as a support surface End turns is according to an advantageous embodiment tion of the invention proposed that both cuts areas over at least 200 ° and at most 340 ° of the end extend winding and in the unstressed state of the Fe the one follow the course of the respective final turn de, form such helically wound surfaces, that when axially biasing the spring to installation length while bending the end turns in to each other to pass plane-parallel surfaces.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schliffflächen im ungespannten Zustand über eine Strecke von mindestens 180° vom freien Ende aus in Querrichtung schräg in Richtung Federachse ge neigt sind. Beim Vorspannen der Feder werden die im ungespannten Zustand zunächst schräg zur Federachse ausgerichteten Endwindungen aufgrund des zum Federende hin dünner werdenden Federdrahtes und der unsymmetrisch an den Federenden angreifenden Axialkräfte stärker nie dergedrückt, so daß die anfänglich in sich gekrümmten Schliffflächen unter Herstellung zueinander planparal leler Auflageflächen aufgebogen werden.An advantageous embodiment of the invention provides before that the grinding surfaces in the untensioned state over a distance of at least 180 ° from the free end from obliquely in the transverse direction in the direction of the spring axis are inclined. When the spring is preloaded, the unstressed initially at an angle to the spring axis aligned end turns due to the spring end towards thinning spring wire and the asymmetrical Axial forces acting on the spring ends never stronger so that the initially curved oneself Grinding surfaces are plane-parallel to each other leler contact surfaces are bent.

Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht kann da durch erreicht werden, daß mindestens eine der Endwin dungen im ungespannten Zustand der Feder eine zu ihrem freien Ende hin abnehmende Steigung aufweist.There may be another improvement in this regard be achieved by at least one of the Endwin in the unstressed state of the spring one to her Free slope has a decreasing slope.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schlifffläche sich vom freien Ende aus über 260° bis 310° der Endwindung erstreckt.Another advantageous embodiment of the invention provides that the grinding surface extends from the free end extends from over 260 ° to 310 ° of the final turn.

Die Erfindung kann sowohl bei Federn mit im Querschnitt rundem oder ovalem Federdraht als auch mit im Quer schnitt rechteckigem Federdraht mit Vorteil verwirk licht werden.The invention can be used for springs with a cross section round or oval spring wire as well as in the cross cut rectangular spring wire with advantage realized become light.

Der Hauptvorteil der Erfindung besteht in dem einwand freien Geradstand bei Einbaulänge und über den gesamten Federhub, der niedrigen Blocklänge und der maximalen Auflagefläche an den Endwindungen. Eine besonders klei ne Blocklänge kann erzielt werden, wenn die Federdraht dicke entlang der Schlifffläche zum freien Ende hin auf weniger als 1/3 ihres Maximalwerts abnimmt.The main advantage of the invention is that free upright position with installation length and over the entire length Spring stroke, the low block length and the maximum Contact surface at the end turns. A particularly small A block length can be achieved if the spring wire Thick along the grinding surface towards the free end decreases less than 1/3 of its maximum value.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen eignen sich besonders für dynamisch hochbelastete Federn mit vielen Lastwech seln.The measures according to the invention are particularly suitable for dynamically highly loaded springs with many load changes selen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention is based on one in the Drawing shown in a schematic manner example explained in more detail. Show it

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schraubendruckfeder im ungespannten Zustand (ungespannte Länge L0); Fig. 1 is a side view of a helical compression spring in the unstressed state (free length L0);

Fig. 2 die Schraubendruckfeder nach Fig. 1 im Einbau zustand (Einbaulänge L1) und Fig. 2, the helical compression spring according to Fig. 1 in the installed state (installation length L1) and

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Feder nach Fig. 1. Fig. 3 is a plan view of the spring of FIG. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Schraubendruckfeder besteht aus rundem Federdraht mit drei vollen Windungen 10, 12, 14, wobei die Endwindungen 10 und 14 zu ihren freien Enden 16 hin offen sind. An ihren axial nach außen weisenden Seiten sind die Endwindungen mit einer zu ihrem freien Ende hin unter Abnahme der Federdraht dicke verlaufenden Schlifffläche 18 versehen, die sich vom freien Ende 16 aus über etwa 300° der Endwindungen erstreckt. In dem in Fig. 1 gezeigten ungespannten Zu stand der Feder bildet die Schlifffläche 18 eine dem schraubenförmigen Verlauf der jeweiligen Endwindung 10 folgende, in sich gekrümmte unebene Fläche, die gegen über der Federachse 20 schräg nach innen geneigt ist.The helical compression spring shown in the drawing consists of a round spring wire with three full turns 10 , 12 , 14 , the end turns 10 and 14 being open towards their free ends 16 . On their axially outward-facing sides, the end windings are provided with a grinding surface 18 which runs thickly towards their free end while removing the spring wire and extends from the free end 16 over approximately 300 ° of the end windings. In the untensioned state shown in FIG. 1, the spring forms the ground surface 18 which follows the helical course of the respective end turn 10 , which is a curved, uneven surface which is inclined inwards relative to the spring axis 20 .

Beim Vorspannen der Feder auf Einbaulänge L1 werden die Endwindungen in der Nähe ihrer freien Enden aufgrund ihres nach außen abnehmenden Drahtdurchmessers und der zunächst ungleich angreifenden Axialkräfte stärker zu sammengedrückt als die inneren Windungen 12. Gleichzei tig wird der Federdraht im Bereich der Drahtenden beim Vorspannen so gebogen und tordiert, daß die Schliffflä che 18 zu planparallelen Anlageflächen aufgerichtet werden, ohne daß es dabei zu einer Anlage der Federen den 16 an den benachbarten Windungen 12 kommt. Die Stei gung der Endwindungen nimmt im entspannten Zustand zum freien Ende etwas ab. Die Steigungsabnahme ist dabei so bemessen, daß bei Einbaubedingungen (Einbaulänge L1) ein optimaler Geradstand bei maximaler Anlagefläche im Bereich der Schlifffläche 18 gegen ebene Anschlußteile erzielt wird. Der Geradstand bleibt auch auf dem Hubweg der Feder bis zur Blockanlage erhalten.When the spring is preloaded to installation length L1, the end turns near their free ends are compressed more than the inner turns 12 due to their outwardly decreasing wire diameter and the initially unevenly acting axial forces. At the same time, the spring wire is bent and twisted in the area of the wire ends during pretensioning such that the ground surface 18 is erected to plane-parallel contact surfaces without the springs 16 coming into contact with the adjacent turns 12 . The slope of the end turns decreases somewhat in the relaxed state towards the free end. The decrease in pitch is dimensioned such that an optimal straight position is achieved with a maximum contact surface in the area of the grinding surface 18 against flat connecting parts under installation conditions (installation length L1). The straight position remains on the stroke of the spring up to the block system.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin dung bezieht sich auf eine Schraubendruckfeder mit min destens einer offenen Endwindung 10, 14, die eine zu ih rem freien Ende hin unter Abnahme der Federdrahtdicke verlaufende, eine Anlagefläche bildende Schlifffläche 18 aufweist. Um im Einbauzustand der Feder einen opti malen Geradstand bei maximaler Anlagefläche zu erhal ten, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Schlifffläche 18 sich vom freien Ende aus über 260° bis 310° der Endwindung erstreckt und im ungespannten Zu stand L0 der Feder eine dem Verlauf der Endwindung fol gende, derart schraubenförmig gewundene Fläche bildet, daß sie beim axialen Vorspannen der Feder auf Einbau länge L1 unter Verbiegen der Endwindung 10, 14 in eine Planfläche übergeht.In summary, the following can be stated: The inven tion relates to a helical compression spring with at least one open end turn 10 , 14 , which has a free end toward it, with the spring wire thickness decreasing, forming a contact surface, grinding surface 18 . In order to obtain an optimal straight line position at maximum contact surface in the installed state of the spring, it is proposed according to the invention that the ground surface 18 extends from the free end over 260 ° to 310 ° of the end turn and in the unstressed state of the spring L0 to the one Course of the end turn fol lowing, such a helically wound surface forms that it merges with the axial preload of the spring to installation length L1 while bending the end turn 10 , 14 in a flat surface.

Claims

1. helical compression spring made of spring wire with at least one open end turn ( 10 , 14 ), which has a grinding surface ( 18 ) that runs towards its free end ( 16 ) while removing the spring wire and that forms a contact surface, characterized in that the grinding surface ( 18 ) extends from the free end of at least 200 ° and at most 340 ° of the end turn and in the untensioned state (L0) of the spring, the course of the end turn ( 10 , 14 ) following, so helically wound surface that it forms axial preload of the Fe which passes to the installation length (L1) by bending the end winding ( 10 , 14 ) in a flat surface.

2. helical compression spring according to claim 1 with two open NEN, each serving as a support surface grinding surface ( 18 ) having end turns ( 10 , 14 ), characterized in that both grinding surfaces ( 18 ) over at least 200 ° and at most 340 ° of the associated End turn ( 10 , 14 ) extend and in the untensioned state (L0) of the spring the course of the end turns ( 10 , 14 ) following, so helically shaped surfaces form that they axially bias the spring to installation length (L1) while bending the end turns ( 10 , 14 ) merge into plane-parallel surfaces.

3. helical compression spring according to claim 1 or 2, characterized in that the ground surface ( 18 ) in the untensioned state of the spring is inclined radially in the direction Rich spring axis ( 20 ).

4. helical compression spring according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the Endwindun gene ( 10 , 14 ) in the untensioned state (L0) of the spring has a to its free end ( 16 ) decreasing Stei supply.

5. helical compression spring according to one of claims 1 to 4, characterized in that the grinding surface ( 18 ) extends from the free end over 260 ° to 310 ° of the end turn ( 10 , 14 ).

6. helical compression spring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the spring wire thickness along the ground surface ( 18 ) to the free end ( 16 ) decreases to less than 1/3 of its maximum value.

7. helical compression spring according to one of claims 1 to 6, characterized in that the spring wire a has a round or oval cross-section.

8. helical compression spring according to one of claims 1 to 6, characterized in that the spring wire a has a substantially rectangular cross section.