弹簧端部的连接的制作方法
【专利摘要】在弹簧杆(1)的两个弹簧端部(2，3)连接时规定，端部簧圈的簧圈直径至少在两个端部(2，3)中的每一个端部的区域内缩小，该端部簧圈的节距在所述两个端部中的每一个端部的区域内相对于弹簧体中的节距增大，并且所述两个端部以一部分彼此贴靠重叠且以材料锁合连接的方式相连。
【专利说明】弹簧端部的连接
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的、将弹簧杆的两个弹簧端部连接成例如尤其是管状弹簧或者环形弹簧杆，如带有倾斜簧圈的小型环形弹簧或者小型管状弹簧。本发明还涉及连接两个弹簧端部的方法或者如尤其按照缩小尺寸制造带有倾斜簧圈的环形弹簧或者管状弹簧。
[0002]这样的弹簧杆被称为管状弹簧或带有倾斜簧圈的环形弹簧杆。按照英语用法，它们被称为所谓的“卡紧弹簧”或者说斜圈弹簧。这样的弹簧尤其例如被用于密封、电接触和机械插合连接。
[0003]通常，每个弹簧杆的两个端部以形状锁合方式相互连接成管状弹簧，其中一个端部具有较小直径且该端部被旋拧入另一端部中。这样的管状弹簧例如在US2530163、US3186701及US4880217中有描述。这种情况下的缺点在于，这种旋拧导致在多个簧圈范围内的显著刚性化。尤其是在弹簧软管很小时，这种刚性化带来了麻烦。
[0004]通常，带有倾斜簧圈的环形弹簧的两个端部通过焊接被以材料锁合的方式相互连接起来。这种带有倾斜簧圈的环形弹簧例如在US2004/0245686或者US2010/0090379中进行了描述。在此并未详述连接类型，而是只在图中以点形式被示出，没有详做介绍。或者说，在这两篇专利文献中只描述了形状锁合连接。在US3323785中，通过“将弹簧的对置的两个端部适当附接而形成为环形体”描述了所述两个端部的连接，但该文献未进一步对此详加介绍。在US3468527中描述了两个端部被焊接起来，但没有介绍如何具体实现该焊接以及焊接应该具有哪种形式(“两个端部通过焊接联接在一起以形成单个环形体”)。
[0005]除了将具有倾斜端部的弹簧杆的两个弹簧端部进行材料锁合方式的连接外，还已知例如在US2004/0245686中所述的利用特殊端部设计的端部形状进行形状锁合连接。它们的缺点是它们造成连接区内的弹簧刚度变化，这可能会对弹簧功能造成不利影响。
[0006]在并排布置的端部簧圈的周向上也会导致在连接区内该弹簧的弹簧行程发生不允许的大幅缩小。就是说，带有倾斜簧圈的弹簧可能在连接区内比弹簧其它部分更少地被压缩，因而其整个功能受到限制。
[0007]尤其是当管状弹簧很小和具有或不具有倾斜簧圈的环形弹簧的情况下，也不能令人满意地做到用于产生所述连接的两个弹簧端部相对精密定位。在很小的管状弹簧和具有或不具有倾斜簧圈的弹簧杆的情况下，所述两个端部的相对正确定位是很困难的，不仅就相互对中而言，而且就在周向上定位以防止所述两个端部之间的气隙而言。
[0008]相应地，本发明的任务在于，提出两个弹簧端部，所述两个端部的连接在最小弹簧或者说小型化弹簧例如尤其是最小管状弹簧和具有或不具有倾斜簧圈的弹簧杆的情况下首先不导致连接刚性化，其次，不导致对具有倾斜簧圈弹簧杆的弹簧行程的不允许的限制，其三，在所述两个端部并合时允许准确定位。
[0009]根据本发明，借助根据权利要求1描述的连接部完成所提出的任务。
[0010]本发明利用适当成型两个弹簧端部来解决准确定位问题。弹簧杆的两个端部按照特殊形状来设计，从而使得其中一个端部在定位时可容易抵靠同一弹簧杆的另一端部并且保证所述两个端部准确定位。如此做到这一点，即，每个端部簧圈的簧圈直径至少在所述两个端部中每一个的区域内被缩小，并且在每一端区域内的端部簧圈的节距相对于弹簧体内的节距被增大。当这两个端部正确就位时，它们以材料锁合连接的方式相互连接。不同于力锁合连接或形状锁合连接，所述材料锁合连接只存在于两个端部簧圈的小段部分上。利用这种连接，在连接部位处的弹簧刚度显著减少并且处于该弹簧杆内的未连接部位的簧圈的刚度大小范围内。在带有倾斜簧圈的弹簧杆中，该连接部位可被设计成如此小，使得它能与弹簧杆的其余部分大致一样多地被压缩。该弹簧的弹簧功能在其工作区域的端部处仅以最低程度受到阻碍。就是说，与在具有大量重叠的端部的常见环形弹簧相比，可以将该工作区域设计得更大。
[0011]该弹簧杆由允许进行材料锁合连接的材料构成，即，例如是可熔焊的、可钎焊的或者可粘接的材料。尤其是可以采用金属合金，如弹簧钢、不锈钢、铜合金、钛或其它合适的金属或金属合金，但或者也可采用塑料或陶瓷。
[0012]本发明所提出的弹簧杆的两个弹簧端部的连接部例如适用于制造所谓的管状弹簧，就像尤其是小型管状弹簧或者带有倾斜簧圈的环形弹簧，如用在用于电连接和/或机械连接的连接件或者密封件那样。但本发明所提出的连接显然原则上适用于将一个弹簧杆的两个端部连接起来。
[0013]在其它的从属权利要求中限定了所述连接和尤其是连接弹簧杆的两个端部的方法的其它变型实施方式。
[0014]现在，将参照附图来举例详述本发明，其中:
[0015]图la、图1b和图1c以纵向视图示意性示出了具有簧圈(无间距)的笔直的弹簧杆，该弹簧杆具有两个弹簧端部，所述两个弹簧端部适于产生本发明所限定的连接，在这里，图1b和图1c以俯视图示出了所述两个端部；
[0016]图2a、图2b和图2c以纵向视图示意性示出了具有簧圈(簧圈之间有间距)的笔直的弹簧杆，该弹簧杆具有两个弹簧端部，所述两个弹簧端部适于产生本发明所限定的连接，在这里，图2b和图2c以俯视图示出了所述两个端部；
[0017]图3a、图3b和图3c以纵向视图示意性示出了具有簧圈(簧圈之间有间距)的倾斜的弹簧杆，该弹簧杆具有两个弹簧端部，所述两个弹簧端部适于产生本发明所限定的连接，在这里，图3b和图3c以俯视图示出了所述两个端部；
[0018]图4示意性示出了根据本发明的连成闭合环圈的连接；
[0019]图5示出了图4的闭合环圈的两个弹簧端部的连接的局部。
[0020]图1a以纵向视图示出了弹簧杆1，该弹簧杆具有适于产生本发明的连接的两个端部2和3。在这里，该弹簧杆由多个簧圈构成，这些簧圈以无簧圈间距的方式相互贴靠。在此可以看到，在所述两个端部2和3中每一者的区域内，每个端部簧圈的节距相对于其余弹簧体内的簧圈节距增大。图1b和图1c以俯视图示出所述两个端部，在这里，现在能清楚看到所述两个端部2、3的每个端部簧圈的簧圈直径相对于其余弹簧体内的簧圈直径缩小。
[0021]图2a以纵向视图示出了弹簧杆1，该弹簧杆具有适于产生本发明的连接的两个端部2和3。在此，该弹簧杆由多个簧圈构成，这些簧圈具有簧圈间距且不相互贴靠。还可从图2a中看到，分别在两个端部2和3的区域内的节距相对于其余弹簧体内的节距增大。图2b和图2c在所述两个端部的俯视图中再次示出了每个端部簧圈的簧圈直径如何相比于其余弹簧体内的簧圈直径缩小。
[0022]图3a以纵向视图示出了弹簧杆1，该弹簧杆具有适用于产生本发明的连接的两个端部2和3。该弹簧杆在此由多个倾斜簧圈构成，所述倾斜簧圈具有簧圈间距，不相互贴靠并且分别在一个簧圈范围内具有半圈的正节距和半圈的负节距，或者只具有略正的节距，因而形成具有倾斜簧圈的弹簧杆。
[0023]如图la-lc、图2a_2c和图3a_3c所示，所述两个端部2和3就其簧圈直径而言在簧丝的一定长度范围内例如缩小一个线径。所述两个端部也在簧丝的一定长度范围内在轴向上比其余弹簧杆的簧圈更多地远离，这通过较大的簧圈节距来实现。当该弹簧杆被弯成环圈且所述两个端部相对就位时，这种特殊端部形状允许自动准确的端部定位。它因此保证了所述两个端部在最终定位中对齐并且接触，从而使得所述两个端部能够以材料锁合的方式相连，例如以便如图4所示形成闭合的环圈11。
[0024]在图5中示出了图4的两个弹簧端部的形成闭合环圈的连接的细节。该细节在图4中用A表示。此外，图5示出了在弹簧杆I的两个弹簧端部2和3之间的点焊部21。该连接优选借助熔焊产生，例如利用激光焊或等离子焊。
[0025]代替熔焊，显然也可以通过粘接或钎焊将两个簧圈相互连接起来。此时重要的是，用于弹簧杆的材料可以进行熔焊、钎焊或粘接。因此，例如建议不锈钢作为适当材料，在这里，显然其它金属或金属合金，如尤其是铜、铜合金、钛、金合金等也是适用的。尤其是为了进行粘接而也可以使用塑料，例如像允许弹簧杆制造的强化塑料。
[0026]在图1至图5中示出的弹簧杆的两个端部是示例性的并且用于对本发明进行说明。当然，所述两个端部在其长度上的缩小尤其可以是不同的。所述两个端部的轴向远离程度也可以是不同大小的并且在簧丝部段的不同长度范围上实现。在该弹簧杆形成为环圈时所出现的两个端部的重叠也可以是不同大小的。当然，弹簧端部的不同特性能以组合方式实现。
【权利要求】
1.弹簧杆(I)的两个弹簧端部(2，3)的连接部，其特征在于，至少在所述两个弹簧端部(2,3)中的每一个弹簧端部的区域内，端部簧圈的簧圈直径缩小，并且在所述两个弹簧端部中的每一个弹簧端部的区域内，所述端部簧圈的节距相对于弹簧体中的节距增大，所述两个弹簧端部以一部分相互贴靠重叠并且以材料锁合连接的方式相连。
2.根据权利要求1所述的连接部，其特征在于，所述簧圈直径在每个所述弹簧端部的区域内缩小至少一个线径。
3.根据权利要求1或2所述的连接部，其特征在于，所述端部簧圈的节距在所述两个弹簧端部中的每一个弹簧端部的区域内分别增大至少一半的线径。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接部，其特征在于，所述弹簧杆由簧圈构成，在所述簧圈之间无间距，而每个所述弹簧端部中具有增大的簧圈节距。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的连接部，其特征在于，所述弹簧杆由簧圈构成，所述簧圈之间具有间距。
6.根据权利要求1至3中任一项或权利要求5所述的连接部，其特征在于，所述弹簧杆由相对于与弹簧纵轴线垂直的平面倾斜的簧圈构成，所述簧圈之间具有间距。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的连接部，其特征在于，所述两个弹簧端部中的每一个弹簧端部的簧圈直径缩小最多延及一半簧圈。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的连接部，其特征在于，所述两个弹簧端部中的每一个弹簧端部的簧圈节距增大最多延及一半簧圈。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的连接部，其特征在于，所述材料锁合连接由一个或多个点或者由至少局部环绕的线构成。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的连接部，其特征在于，所述连接部是例如由熔焊的连接点构成的熔焊部，或者是钎焊连接部或粘接部。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的连接部，其特征在于，所述弹簧杆由不锈钢、铜或铜合金、可熔焊或可钎焊的金属合金、塑料或能变形成簧丝且能够进行材料锁合连接的其它材料构成。
12.一种制造如权利要求1至11中任一项所述的连接部的方法，其特征在于，所述两个弹簧端部的连接借助激光焊来实现。
13.—种制造具有如权利要求1至11中任一项所述的连接部的环形弹簧杆的方法，其特征在于，如权利要求1至11中任一项所述的弹簧杆的所述两个弹簧端部以材料锁合连接的方式相互连接以形成所述环形弹簧杆。
【文档编号】F16F1/12GK104520604SQ201380041773
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2012年6月11日
【发明者】R·迈耶, D·谢德格, A·霍尔 申请人:鲍曼费德恩公司