Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden einer beschichteten Schraubenfeder für ein Fahrzeug mit einer Federunterlage.

Durch das Abwälzverhalten von Schraubenfedern in ihrem Arbeitsbereich, also zwischen oberem Anschlag (LOA) und unterem Anschlag (LUA), entsteht an den Federendwindungen eine Relativbewegung zwischen Federwindung und Federunterlage. Durch die Relativbewegung entsteht ein Spalt, der das Eindringen von Schmutz (Steine/Staub/Flüssigkeiten) zwischen Windung und Unterlage erlaubt. Durch die Federbewegung wirken diese Schmutzpartikel wie eine Schleifpaste und können die Lackschicht und somit den Korrosionsschutz der Feder zerstören. Dies hat zur Folge, dass die Feder durch starken Korrosionseinfluss an den Enden eine Schwachstelle besitzt und dadurch die Lebensdauer sinkt.

Diese Nachteile werden beseitigt, indem die Feder mit der Federunterlage verklebt wird. Bei den derzeit bekannten Lösungen werden zum Verkleben der Feder mit der Federunterlage meist kaltaushärtende Klebstoffsysteme verwendet. Meist handelt es sich um 2-Komponenten-Systeme, die erst aushärten, nachdem beide Komponenten miteinander vermischt wurden. Bei Raumtemperatur benötigen solche Systeme meist einige Minuten bis zu mehreren Stunden zum Aushärten. Bei einigen Systemen führen erhöhte Aushärtetemperaturen zu verkürzten Aushärtezeiten.

Bei einer weiteren bekannten Lösung (DE 10 2020 205 313 A1 ) wird zwar ebenfalls ein Klebstoff zwischen Feder und Federunterlage eingebracht, aber nur zur Feder hin besteht eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Klebstoff, während zur Federunterlage hin eine z.B. rein formschlüssige Verbindung hergestellt wird. Dies geschieht z.B. durch Hinterschneidungen, die in die Oberfläche der Federunterlage eingebracht sind, in die der noch nicht ausgehärtete Klebstoff hineinfließt. Nach dem Aushärten verhakt sich der Klebstoff in diesen Hinterschneidungen und hält so die Federunterlage an der Feder. Bei beiden Lösungen muss zusätzlich zu Feder und Federunterlage ein Klebstoff eingebracht werden. Das bedeutet einen zusätzlichen, komplizierten Prozess in der Fertigungskette. Es wird dabei ein zusätzlicher Stoff benötigt, der Klebstoff, und evtl, auch noch ein Aktivator. Nachteilig ist auch, dass in der beidseitig geklebten Variante die Federunterlage nicht mehr von der Feder zu trennen ist, was bei Austausch und Entsorgung zusätzliche Kosten verursacht. Außerdem werden im Laufe der Fahrzeuglebensdauer z.B. durch Abrieb kleine Klebstoffpartikel in die Umwelt entlassen und somit die Umwelt zusätzlich verschmutzt.

Ebenfalls Stand der Technik ist die Lösung, über das betroffene Federende einen Schutzschlauch aus Kunststoff zu ziehen (DE 10 2018 214 797 B3). Bei Eindringen von Schmutz wird zunächst der Schutzschlauch beschädigt, bevor die Feder direkt angegriffen wird. Der Schutzschlauch verzögert somit die Schädigung der Feder. Nachteil dieser Lösung ist, dass der Schutzschlauch vorteilhafterweise an jeden Federdraht individuell anzupassen ist. Außerdem ist das Aufziehen der Schläuche auf die Federenden nur manuell und derzeit nicht automatisiert möglich. Dies verlängert die Produktionsdauer für eine Feder offensichtlich signifikant und stellt einen erhöhten Kostenfaktor dar.

Die genannten Verfahren haben alle noch einen weiteren Nachteil. Die Feder ist nicht zerstörungsfrei von der Federunterlage zu trennen. Gleiches gilt für die Verwendung des Schutzschlauchs, wenn dieser mit der Feder verklebt ist. Die Wiederverwendung der Feder ist somit unmöglich. Als Resultat wird diese eingeschmolzen, wobei die Federunterlage oder zumindest Rückstände derselben auf der Feder verdampfen. Dies kann giftige Dämpfe erzeugen, die wiederum speziell gereinigt werden müssen. Aus umwelttechnischer Sicht ist es somit nur unter großem Aufwand möglich, die Feder mit seiner Federunterlage zu recyceln.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes Konzept für den Schutz eines länglichen Festkörpers, insbesondere einer (Schrauben-) Feder, gegen Fremdkörper zu schaffen. Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Ausführungsbeispiele zeigen einen selbstschließenden Kanal zur Aufnahme eines länglichen Festkörpers zum Schutz des länglichen Festkörpers vor eindringenden Fremdkörpern in den Kanal. Insbesondere ist der Festkörper, beispielsweise mit einem Lack, beschichtet. Die Beschichtung kann den Festkörper gegen Umwelteinflüsse, beispielsweise Korrosion, schützen. In den Kanal eindringende Fremdkörper können die Beschichtung beschädigen und die Lebensdauer des Festkörpers somit verringern. Ein Beispiel für einen Anwendungsfall ist eine beschichtete, insbesondere lackierte, Schraubenfeder für ein Kraftfahrzeug wobei ein Endwindungsbereich der Schraubenfeder der längliche Festkörper ist. Der Kanal bildet die Federunterlage für den Endwindungsbereich der Schraubenfeder. Der selbstschließende Kanal wird dann auch als selbstschließende Federunterlage bezeichnet. Die Auswirkungen des Eindringens von Fremdkörpern zwischen Feder und Federunterlage sind in der Beschreibungseinleitung beschrieben.

Der selbstschließende Kanal weist ferner ein Basiselement auf, das eine Auflage für den länglichen Festkörper bildet. Das Basiselement bildet im Anwendungsfall der Schraubenfeder demnach die eigentliche Federunterlage. Zusätzlich weist der selbstschließende Kanal zumindest eine Verschlusslasche, bevorzugt zumindest zwei, d.h. beispielsweise ein Paar von Verschlusslaschen, auf. Die Verschlusslasche(n) ist mechanisch derart mit dem Basiselement verbunden, dass durch eine Relativbewegung des Basiselements gegenüber einem Fußpunkt der Verschlusslasche, ein dem Fußpunkt gegenüberliegender Kopfpunkt der Verschlusslasche eine Verschlussbewegung ausführt. Die Verschlusslasche ist ausgebildet, nach der Verschlussbewegung den selbstschließenden Kanal derart zu schließen, dass der selbstschließende Kanal den länglichen Festkörper (lateral) vollständig umschließt oder den länglichen Festkörper zumindest umschließt und eine Übergangskante zwischen selbstschließendem Kanal und dem länglichen Festkörper fest an dem länglichen Festkörper anliegt. In anderen Worten umschließt der selbstschließende Kanal ein für den länglichen Festkörper vorbestimmtes bzw. zugelassenes (maximales) Volumen vollständig. Alternativ bildet die Verschlusslasche zu jedem vorbestimmten bzw. zugelassenen Volumen die Übergangskante aus. Ebenso ist eine Kombination denkbar, dass der selbstschließende Kanal bis zu einem vorbestimmten Grenzvolumen das vorbestimmte Volumen für den länglichen Festkörper vollständig umschließt und ab dem vorbestimmten Grenzvolumen die Übergangskante zu jedem weiteren vorbestimmten bzw. zugelassenen Volumen ausbildet

Somit wird die Auflagefläche des länglichen Festkörpers auf dem Basiselement gegen das Eindringen von Fremdkörpern geschützt. Durch das Eindringen der Fremdkörper könnte die Feder sonst dauerhaft beschädigt werden. Der selbstschließende Kanal erzeugt somit eine zumindest formschlüssige Verbindung mit dem länglichen Festkörper, die radial bzw. quer zu dem länglichen Festkörper wirkt. Eine zusätzliche stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Kleben, kann vermieden werden.

Die Auflage des länglichen Festkörpers auf dem Mittelteil des Kanals ist, zumindest bei Verwendung als Federunterlage, vorzugsweise in Form eines Kreissegments ausgebildet. Die Auflage kann aber auch eine andere Kontur haben, z.B. eine gerade (plane) oder ovale (eliptische) Form. Bei Verwendung des Kreissegments entspricht der Radius des Federdrahtes bzw. des länglichen Festkörpers vorzugsweise dem Radus des Kreissegments. Um einen Kanal für mehrere längliche Festkörper einsetzen zu können, kann der Radius auch dem Radius des größten Federdrahtes einer Gruppe von Federn entsprechen. Federn mit kleinerem Drahtdurchmesser passen dann trotzdem in den Kanal. Das selbsttätige Schließen des Kanals funktioniert beispielsweise auch, wenn der Federdraht kleiner ist als der Radius des Kreissegments, da das Schließen durch die auf das Basiselement wirkende Federkraft geschieht.

Als Fußpunkt beziehungsweise Kopfpunkt werden zwei Flächen der Verschlusslasche verstanden. Ist der selbstschließende Kanal so angeordnet, dass die Auflage für den länglichen Festkörper horizontal angeordnet ist und der längliche Festkörper von Oben auf die Auflage gelegt werden kann, kann der Fußpunkt den untersten Punkt des selbstschließenden Kanals darstellen. Analog kann der Kopfpunkt in dieser Ausrichtung des selbstschließenden Kanals, zumindest im offenen, d.h. nicht geschlossenen Zustand, den höchsten Punkt des selbstschließenden Kanals darstellen. Im geschlossenen Zustand wird der Kopfpunkt nach unten bewegt, so dass es möglich ist, dass der Kopfpunkt dann nicht mehr den höchsten Punkt des selbstschließenden Kanals darstellt. Der Kopfpunkt und ergänzend oder alternativ der Fußpunkt können parallel zur Längsrichtung des länglichen Festkörpers verlaufen.

Idee ist es somit, einen Kanal bereitzustellen, in dem der längliche Festkörper vor in den Kanal eindringenden Festkörpern geschützt ist. Der Kanal ist durch eine einfache und somit automatisiert durchführbare Relativbewegung des Basiselements gegenüber einem Fußpunkt schließbar. Die Verwendung eines Klebstoffs o.ä. ist nicht notwendig, so dass der längliche Festkörper und der Kanal rückstandsfrei voneinander getrennt werden können und ein Prozessschritt bei der Fertigung entfällt. Dies ist ein wichtiger umwelttechnischer Aspekt beim Recycling. Ebenso kann so ein selbstschließender Kanal ausgetauscht werden, ohne dass der längliche Festkörper ebenfalls getauscht werden braucht. In anderen Worten kann der selbstschließende Kanal, beispielsweise die Federunterlage, so aufgebaut sein, dass sich beim Einbau des länglichen Festkörpers, beispielsweise der Feder, in den Kanal eine als integraler Bestandteil ausgeprägte Schutzhaube, die Verschlusslasche, über den Sitz des länglichen Festkörpers, beispielsweise des Federsitzes, legt und schließt. Das kann allein aufgrund der durch den Festkörper auf den Kanal wirkende Kraft geschehen.

Der gesamte Kanal kann bevorzugt aus einem zusammenhängenden Bauteil, beispielsweise als Spritzgussteil, geformt sein. Die Federunterlage kann aber auch aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. Insbesondere können Innenring, Mittelteil und Außenring als einzelne Teile vorliegen, die zur Fertigstellung des Kanals stoffschlüssig oder formschlüssig miteinander verbunden werden.

Der Kanal kann einen Kunststoff, insbesondere einen elastischen Kunststoff ausgewählt aus einer Gruppe von Elastomeren oder elastomerhaltigen Kunststoffen, insbesondere Polyurethan, Acrylnitril-Butadien-Acrylat, Acrylnitril-chloriertes Polyethylen-Styrol, Acrylnitril-Methylmethacrylat, Butadien-Kautschuk, Butylkautschuk, Chloropren-Kautschuk, Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer, Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuk, Ethylenvinylacetat, Fluorkautschuk, Isopren-Kautschuk, Naturkautschuk, Polyisobutylen, Polyvinylbutyral, Silikon-Kautschuk, Styrol-Butadien- Kautschuk, Vinylchlorid-Ethylen, Vinylchlorid-Ethylen-Methacrylat oder einer Kombination hiervon aufweisen oder daraus bestehen. Eine Härte des verwendeten Materials des Kanals liegt beispielsweise in einem Bereich von 50-80 Shore-A, bevorzugt 70-80 Shore-A. Zur Stabilisierung des Kanals können auch Einleger, z.B. aus einem weiteren, insbesondere härteren Kunststoff in die Federunterlage integriert sein.

In Ausführungsbeispielen ist die Verschlusslasche ausgebildet, die Verschlussbewegung auszuführen, wenn die Relativbewegung durch Druck auf die Auflage für den länglichen Festkörper des Basiselements ausgeführt ist. Somit kann der längliche Festkörper, beispielsweise mittels eine Roboters, auf das Basiselement gedrückt werden, wobei sich automatisch der Kanal verschließt. Kanal und länglicher Festkörper können somit in einem Verfahrensschritt miteinander verbunden werden. Würde beides geklebt, wären weitere Schritte wie beispielsweise das Einbringen des Klebstoffs und eine Wartezeit zum Aushärten des Klebstoffs nötig.

In weiteren Ausführungsbeispielen liegt der selbstschließende Kanal im montierten Zustand mit dem Fußpunkt auf einer Unterlage auf, wobei die Unterlage ausgebildet ist, bei einem Druck auf die Auflage für den länglichen Festkörper in Richtung der Unterlage eine Gegenkraft aufzubringen, die es ermöglicht, dass sich die Auflage relativ zu dem Fußpunkt in Richtung der Unterlage bewegt. Optional handelt es sich bei der Unterlage um einen Federteller. Es sind jedoch auch weitere Unterlagen denkbar, die im eingebauten Zustand unbeweglich montierbar sind. Optional ist die Unterlage Teil des selbstschließenden Kanals und ausgebildet, unbeweglich in einem System, beispielsweise einem Kraftfahrzeug, montiert zu sein.

In weiteren Ausführungsbeispielen ist das Basiselement mittels eines Stegs mit dem Kopfpunkt der Verschlusslasche mechanisch verbunden, so dass der Steg, durch die Relativbewegung des Basiselements zu dem Fußpunkt, den Kopfpunkt bewegt, insbesondere den Kopfpunkt in Richtung der Relativbewegung bewegt, um die Verschlussbewegung auszuführen. Eine weitere Bewegung des Kopfpunkts, beispielsweise quer zu der Relativbewegung, ist ebenfalls zusätzlich möglich. So kann der Kopfpunkt z.B. eine Bewegung auf einer gekrümmten Linie durchführen.

In Ausführungsbeispielen weist ein Übergang des Stegs zu dem Kopfpunkt der Verschlusslasche die Abwesenheit einer Spitze auf. Bevorzugt ist der Übergang abgerundet, d.h. der Übergang weist z.B. einen Teilkreis bzw. ein Teiloval auf. Hier ist die Gefahr, dass der Übergang zwischen Steg und Kopfpunkt reißt, geringer, wenn dieser die Abwesenheit der Spitze aufweist. Bei einer Zugbelastung, wie sie hier bevorzugt auftritt, reißt ein spitzer Übergang schneller als ein gebogener Übergang wie bei einem Oval bzw. Kreis.

Weitere Ausführungsbeispiele zeigen, dass eine Größe der Verschlusslasche so gewählt ist, dass es eine Projektion eines Volumens des selbstschließenden Kanals, das der längliche Festkörper ausfüllen darf, wenn der längliche Festkörper auf dem Basiselement aufliegt, auf die Verschlusslasche gibt, die vollständig innerhalb der Verschlusslasche liegt. Bei dem Volumen handelt sich demnach um das (maximale) für den länglichen Festkörper vorbestimmte Volumen. In einer anderen Betrachtung ist die Verschlusslasche an dem Volumen des selbstschließenden Kanals, das der längliche Festkörper ausfüllen darf, wenn der längliche Festkörper auf dem Basiselement aufliegt, vorbeigeführt. Der Kopfpunkt der Verschlusslasche ragt dann über das Volumen hinaus. Das Volumen, das der längliche Festkörper ausfüllen darf, ergibt sich beispielsweise aus der Spezifikation des länglichen Kanals. Dort ist festgelegt, welche maximale Querschnittsfläche, beispielsweise welchen Radius bzw. welche Breite und welche Höhe, der längliche Festkörper zur Verwendung mit dem selbstschließenden Kanal aufweisen darf. Aus diesen Angaben ergibt sich das (maximale) Volumen, dass der längliche Festkörper ausfüllen darf. Dies ermöglicht es, den selbstschließenden Kanal mittels der Verschlusslasche vollständig oder zumindest überwiegend zu schließen.

In Ausführungsbeispielen weist die Verschlusslasche zwischen Fußpunkt und Kopfpunkt eine Verjüngung auf. Dies reduziert die Kraft, die benötigt wird, um die Verschlussbewegung der Verschlusslasche auszuführen. In anderen Worten kann die Verschlusslasche bis zu ihrem Kopfpunkt eine einheitliche Wanddicke aufweisen. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die Verschlusslasche unterschiedliche Wanddicken aufweist. Bevorzugt weist die Verschlusslasche im geöffneten Zustand neben dem länglichen Festkörper einen Abschnitt auf, in dem eine, vom Fußpunkt zum Kopfpunkt betrachtet, abnehmende Wanddicke vorliegt. Dabei ist die Kraftbeanspruchung bei Zug der Stege bei der Wahl der Wanddicke der Stege zu berücksichtigen. Die Festigkeit des Materials des Kanals sollte nicht überschritten werden. Ebenso können die Wandstärken der Stege unterschiedlichste Werte annehmen, wobei hier die Kraftbeanspruchung bei Zug der Verschlusslasche zu berücksichtigen ist und die Festigkeit des Materials des Kanals nicht überschreiten sollte.

In weiteren Ausführungsbeispielen weist der selbstschließende Kanal eine Krümmung auf, um einen in Längsrichtung gekrümmten länglichen Festkörper aufzunehmen. Die Verschlusslasche kann dann in Längsrichtung des selbstschließenden Kanals Einkerbungen (beispielsweise Schnitte oder sich verjüngende, beispielsweise V-förmige Einkerbungen) durch den Kopfpunkt aufweist, um einen verbesserten Verschluss des gekrümmten Kanals zu ermöglichen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn sich die Verschlusslasche auf einer Außenseite des gekrümmten selbstschließenden Kanals befindet. Weist der gekrümmte selbstschließende Kanal auf seiner Innenseite ergänzend oder alternativ die Verschlusslasche auf, ist es vorteilhaft, für die Verschlusslasche ein Material zu verwenden, dass dehnbar ist. Somit ist es einfacher möglich, die innere Verschlusslasche nach außen zu biegen, um die Verschlussbewegung ausführen zu können. Im Hinblick auf die vorgenannte Projektion des Volumens auf die Verschlusslasche sei angemerkt, dass die Einkerbungen als Teil der Verschlusslasche angesehen werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel offenbart, dass eine Stirnseite des selbstschließenden Kanals ein Abschlusselement aufweist, um den Kanal vor einem stirnseitigen Eindringen des Fremdkörpers zu schützen. Durch die Verschlusslasche ist der selbstschließende Kanal radial bzw. quer zu dem länglichen Festkörper gegen das Eindringen von Fremdkörpern geschützt. Ist es jedoch konstruktionsbedingt auch möglich, dass Fremdkörper stirnseitig in den Kanal eindringen können, so kann das Abschlusselement den Kanal auch dort vor einem Eindringen der Fremdkörper schützen. An der der Stirnseite des Kanals abgewandten Seite (dies entspricht bei einer Federunterlage dem Ende des Ablösebereichs der Feder) weist der selbstschließende Kanal in Ausführungsbeispielen Dichtlippen auf, die den länglichen Festkörper gegen ein Eindringen von Fremdkörpern (Flüssigkeiten und Schmutz) an dieser Stelle schützen.

Weitere Ausführungsbeispiele zeigen, dass selbstschließende Kanal ausgebildet ist, auf einer Unterlage aufzuliegen. Das Basiselement kann dann einen Verbindungspartner aufweisen, der ausgebildet ist, eine mechanische, beispielsweise formschlüssige, Verbindung mit einem korrespondierenden Verbindungspartner der Unterlage einzugehen, nachdem das Basiselement die Relativbewegung gegenüber dem Fußpunkt der Verschlusslasche durchgeführt hat, so dass das Basiselement in seiner Endposition mechanisch fixiert ist. Somit kann verhindert werden, dass sich der selbstschließende Kanal unbeabsichtigt wieder öffnet. Vorzugsweise ist der Verbindungspartner des Basiselements integraler Bestandteil desselben. In anderen Worten kann sich der Verbindungspartner des Basiselements formschlüssig mit dem Federteller verbinden, indem der Verbindungspartner in eine entsprechende Aussparung als Verbindungspartner der Unterlage (Negativform des Verbindungspartners) des Federtellers eintauchen und sich formschlüssig verankern. Dadurch wird sichergestellt, dass sich das Basiselement bei Abheben der Feder nicht wieder vom Federteller löst, sich daraufhin die Schutzhaube öffnet und Fremdkörper in den Kanal eindringen können.

Die bisherigen Ausführungsbeispiele können sowohl mit einer als auch mit zwei Verschlusslaschen ausgeführt werden. Nachfolgende Ausführungsbeispiele zeigen, sofern nichts Anderes erwähnt ist, den selbstschließenden Kanal mit einer weiteren (zweiten) Verschlusslasche. Die weitere Verschlusslasche ist auf der der Verschlusslasche abgewandten Seite mechanisch derart mit dem Basiselement verbunden, dass durch eine Relativbewegung des Basiselements gegenüber einem Fußpunkt der weiteren Verschlusslasche, ein dem Fußpunkt gegenüberliegender Kopfpunkt der weiteren Verschlusslasche eine Verschlussbewegung ausführt. Die weitere Verschlusslasche ist gemeinsam mit der Verschlusslasche ausgebildet, nach der Verschlussbewegung den selbstschließenden Kanal derart zu schließen, dass der selbstschließende Kanal den länglichen Festkörper vollständig umschließt oder den länglichen Festkörper zumindest überwiegend umschließt und eine Übergangskante zwischen selbstschließendem Kanal und dem länglichen Festkörper fest an dem länglichen Festkörper anliegt.

Die weitere Verschlusslasche kann symmetrisch zu der (ersten) Verschlusslasche ausgebildet sein. Insbesondere bei einem gekrümmten selbstschließenden Kanal ist es jedoch möglich, beide Verschlusslaschen auch nicht symmetrisch auszuführen.

Vorteilhafterweise überlappen sich die Verschlusslasche und die weitere Verschlusslasche einander berührend, um den länglichen Festkörper vollständig zu umschließen. Somit können beispielsweise Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden, ohne dass eine Öffnung entsteht, durch den Fremdkörper in den Kanal eindringen können.

Weiterhin kann die Verschlusslasche und die weitere Verschlusslasche zueinander korrespondierende Verbindungselemente aufweisen, um eine mechanische, beispielsweise formschlüssige, stoffschlüssige oder kraftschlüssige, Verbindung zwischen den überlappenden Verschlusslaschen zu erhalten. Als formschlüssige Verbindung können z.B. zwei einseitige Rasthaken (auch als Rastnasen bezeichnet), als korrespondierende Verbindungselemente verwendet werden. Als kraftschlüssige Verbindung können zwei Magnete oder ein Magnet und ein ferromagnetischer Werkstoff als korrespondierende Verbindungselemente verwendet werden. Auch eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise durch einen Klebstoff ist hier möglich, da nur der selbstschließende Kanal an sich (d.h. mit sich selbst) verklebt wird. Zum Herausnehmen des länglichen Festkörpers kann der selbstschließende Kanal aufgeschnitten und der längliche Festkörper entnommen werden. Alternativ kann der längliche Festkörper auch axial bzw. in Längsrichtung aus dem selbstschließenden Kanal herausgezogen werden. Beispielsweise können die gegenüberliegenden Kopfpunkte der Verschlusslaschen geometrisch so ausgeführt sein, dass sie sich ineinander verankern, wenn sich die Verschlusslaschen vollständig schließen. Ferner ist ein System umfassend den selbstschließenden Kanal sowie den länglichen Festkörper offenbart. Ebenso ist ein System offenbart, umfassend den selbstschließenden Kanal und die Unterlage für den Kanal. Auch ist ein System umfassend den selbstschließenden Kanal, die Unterlage für den Kanal und den länglichen Festkörper offenbart.

Ausführungsbeispiele zeigen ein korrespondierendes Verfahren zum Verschließen eines länglichen Festkörpers in dem selbstschließenden Kanal gemäß einem der vorherigen Ansprüche mit folgenden Schritten: a) Einlegen des länglichen Festkörpers auf das Basiselement des selbstschließenden Kanals; b) Ausüben einer Druckkraft auf den länglichen Festkörper in Richtung des Basiselements, so dass das Basiselement heruntergedrückt wird und die Verschlusslasche die Verschlussbewegung ausführt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 : eine schematische Schnittdarstellung durch einen selbstschließenden Kanal mit einem darin eingelegten länglichen Festkörper, wobei Fig. 1a den geöffneten selbstschließenden Kanal, Fig. 1b die Bewegungsrichtung der beweglichen Elemente des selbstschließenden Kanals, Fig. 1c den geschlossenen selbstschließenden Kanal und Fig. 1d eine Alternative zu Fig. 1c zeigt;

Fig. 2: den selbstschließenden Kanal in der gleichen Querschnittsdarstellung wie in Fig. 1 , wobei Fig. 2a und Fig. 2b den selbstschließenden Kanal auf einer Unterlage zeigen in die der selbstschließende Kanal mit dem Schließen einrastet um ein unbeabsichtigtes Öffnen des Kanals zu verhindern und wobei Fig. 2c einen weiteren Mechanismus durch Einrasten der Beweglichen Teile des selbstschließenden Kanals zeigt;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines gekrümmten selbstschließenden Kanals, der einen gekrümmten länglichen Festkörper aufnehmen kann, wobei Fig. 3a den Kanal in seinem geöffneten Zustand, Fig. 3b den Kanal analog zu Fig. 1 b mit Bewegungspfeilen und Fig. 3c in seinem geschlossenen Zustand zeigt; Fig. 4 eine schematische Querschnittdarstellung des selbstschließenden Kanals mit variablen Bemaßungen zur Darstellung von Mindestabmessungen;

Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung des selbstschließenden Kanals, wobei Fig. 5a die Abwesenheit von Spitzen beim Übergang des Stegs zur Verschlusslasche offenbart und Fig. 5b zusätzlich eine Verjüngung der Verschlusslasche zeigt;

Fig. 6 in Fig. 6a eine schematische perspektivische Darstellung des gekrümmten selbstschließenden Kanals und Fig. 6b eine korrespondierende Draufsicht auf den gekrümmten selbstschließenden Kanal zeigt.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch einen selbstschließenden Kanal 20 mit einem darin eingelegten länglichen Festkörper 22. Der selbstschließende Kanal umfasst ein Basiselement 24, eine Verschlusslasche 26 und eine weitere Verschlusslasche 26‘. Die Verschlusslasche 26 und die weitere Verschlusslasche 26' sind jeweils mit einem Steg 28, 28' mit dem Basiselement 24 mechanisch verbunden. Somit wird durch eine Relativbewegung des Basiselements 24 gegenüber einem Fußpunkt 30, 30' der Verschlusslaschen, ein den Fußpunkten jeweils gegenüberliegender Kopfpunkt 32, 32' der Verschlusslaschen 26, 26' eine Verschlussbewegung ausführt, so dass der selbstschließende Kanal 20 den länglichen Festkörper 22 vollständig umschließt oder den länglichen Festkörper 22 zumindest überwiegend umschließt und eine Übergangskante 34 zwischen selbstschließendem Kanal und dem länglichen Festkörper fest an dem länglichen Festkörper 22 anliegt. In Fig. 1a ist nunmehr der Ausgangszustand des geöffneten selbstschließenden Kanals 20 dargestellt. In Fig. 1 b zeigt ein Bewegungspfeil 36a die Relativbewegung des Basiselements 24 gegenüber den Fußpunkten 30, 30‘. Bewegungspfeile 36b, 36c zeigen die aus der Relativbewegung des Basiselements resultierende Verschlussbewegung der Verschlusslaschen 26, 26' an. Fig. 1c zeigt den selbstschließenden Kanal 20, der den länglichen Festkörper 22 vollständig umschließt. Fig. 1d zeigt die Alternative zu Fig. 1c. Hier umschließt der selbstschließende Kanal den länglichen Festkörper überwiegend, wobei eine Übergangskante 34 zwischen selbstschließendem Kanal 20 und dem länglichen Festkörper 22 fest an dem länglichen Festkörper 22 anliegt. Hier ist der längliche Festkörper im Vergleich zu dem länglichen Festkörper in Fig. 1c anders geformt und die Verschlusslaschen 26, 26' sind kürzer als in Fig. 1c. Dies ist jedoch nur beispielhaft gewählt. Auch andere, beispielsweise runde, längliche Festkörper können mittels der fest anliegenden Übergangskante verschlossen werden.

Fig. 2 zeigt den selbstschließenden Kanal 20 in der gleichen Querschnittsdarstellung wie in Fig. 1 . In Fig. 2a und Fig. 2b ist ergänzend eine Unterlage 38 offenbart, auf der der selbstschließende Kanal aufliegt. Das Basiselement 24 weist nunmehr einen Verbindungspartner 40 auf, der mit einem korrespondierenden Verbindungspartner 42 der Unterlage eine mechanische Verbindung eingehen kann, nachdem das Basiselement 24 die Relativbewegung gegenüber dem Fußpunkt der Verschlusslasche durchgeführt hat, so dass das Basiselement 24 in seiner Endposition mechanisch fixiert ist. Somit kann sich der selbstschließende Kanal nicht mehr von selbst öffnen.

Fig. 2a zeigt nunmehr die Ausgangsposition (geöffnet) des selbstschließenden Kanals 20 während Fig. 2b den geschlossenen selbstschließenden Kanal zeigt. Hier ist der Verbindungspartner 40 des Basiselements in dem korrespondierenden Verbindungselement 42 der Unterlage 38 eingerastet. Verbindungspartner 40 kann demnach eine Raste und Verbindungspartner 42 eine zur Raste passende Öffnung sein. Es ist kann ausreichend sein, die korrespondierenden Verbindungspartner im Vergleich zu Länge des selbstschließenden Kanals nur auf einem kurzen Abschnitt des selbstschließenden Kanals vorzusehen. Es können auch mehrere korrespondierende Verbindungspartner über die Länge des selbstschließenden Kanals (z.B. äquidistant) verteilt angeordnet sein.

Fig. 2c zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel um zu verhindern, dass der selbstschließende Kanal sich von selbst öffnet. Hier weist die Verschlusslasche 26 und die weitere Verschlusslasche 26' jeweils korrespondierende Verbindungselemente 44, 44’auf, um eine mechanische Verbindung zwischen den, sich vorteilhafterweise überlappenden, Verschlusslaschen zu erhalten.

Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht eine gekrümmten Kanals 20, der einen gekrümmten länglichen Festkörper aufnehmen kann. Die Verschlusslasche 26 weist in Längsrichtung des selbstschließenden Kanals 20 Einkerbungen 46 durch den Kopfpunkt 32 auf, um einen verbesserten Verschluss des gekrümmten Kanals zu ermöglichen. Fig. 3a zeigt den selbstschließenden Kanal 20 nunmehr in seinem geöffneten Zustand, Fig. 3b zeigt analog zu Fig. 1 b ein Bewegungspfeil 36b die Verschlussbewegung der Verschlusslasche 26 und Fig. 3c zeigt den geschlossenen selbstschließenden Kanal.

Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung des selbstschließenden Kanals 20 mit variablen Bemaßungen. Um den selbstschließenden Kanal vollständig zu schließen, sind die Längen sl und s3 (im Ursprungszustand, ohne Druck) so zu wählen, dass diese ein Mindestmaß nicht unterschreiten. Dieses Mindestmaß ergibt sich wie folgt: 0,57

Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des selbstschließenden Kanals 20. Sowohl in Fig. 5a als auch in Fig. 5b weist der Übergang 48, 48' des Stegs 28, 28' zu dem Kopfpunkt 32, 32' der Verschlusslasche 26, 26' die Abwesenheit einer Spitze auf. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass es an dem Übergang infolge der auf den Übergang einwirkenden Kräfte zu einem Riss kommt. In Fig. 5a und Fig. 5b ist der Übergang jeweils oval ausgeführt. Fig. 5b offenbart ergänzend, dass die Verschlusslaschen 26, 26' jeweils zwischen Fußpunkt 30, 30' und Kopfpunkt 32, 32' eine Verjüngung 50, 50' aufweist. Durch die Verjüngung 50, 50' ist die Verschlusslasche leichter zu biegen, so dass sich die Verschlussbewegung leichter ausführen lässt.

Fig. 6a zeigt einen Ausschnitt einer schematischen perspektivischen Darstellung eines gekrümmten selbstschließenden Kanals 20 mit einem gekrümmten länglichen Festkörper 22 im geschlossenen Zustand. Bei dem Festkörper 22 kann es sich beispielsweise um einen Endwindungsbereich einer Schraubenfeder handeln. Der Kanal 20 kann dann die Federunterlage bilden.

Am Beispiel Federunterlage wird das Prinzip des selbstschließenden Kanals nochmals erläutert. Dieses lässt sich entsprechend auf weitere selbstschließende Kanäle anwenden. Die Federunterlage 22 weist einen äußeren und einem inneren Ring 26, 26' auf, zwischen denen ein Mittelteil 24 angeordnet ist. Innerer und äußerer Ring 26, 26' besitzen jeweils einen nach oben ragenden, länglichen Fortsatz 32, 32‘. Diese Fortsätze bilden im geschlossenen Zustand die Schutzhaube der Federunterlage 20. Das Mittelteil 24 ist über Seitenwände 28 auf der einen Seite mit dem Fortsatz 32 des äußeren 26 und auf der anderen Seite mit dem Fortsatz 32' des inneren Rings 26' der Federunterlage 20 verbunden. Vor dem Aufdrücken der Feder 22 auf die Federunterlage 20 liegen der äußere und der innere Ring 26, 26' der Federunterlage 20 auf dem Federteller 38 auf. Das Mittelteil 24, in dem der Federdraht 22 aufgenommen wird, befindet sich in einem Abstand s3 (s. Fig. 4) zum Federteller 38. Beide Fortsätze 32, 32' der Ringe 26, 26' (Seiten der Schutzhaube) stehen im geöffneten Zustand nach oben (s. z.B. Fig. 1a) und sind im geschlossenen Zustand in Richtung Federendwindung geneigt. Zwischen ihnen ist eine Öffnung, die zumindest die Größe des Drahtdurchmessers aufweist.

Durch Drücken des Mittelteils 24 auf die Federunterlage 20 bewegen sich das Mittelteil 24 und beide Seiten der Schutzhaube 26, 26' in Richtung der Bewegungspfeile 36 (s. Fig. 1 b). Das Mittelteil 24 senkt sich bis auf den Federteller 38 ab. Da das Mittelteil 24 über Seitenwände 28, 28' mit den Ringfortsätzen 26, 26' verbunden ist, ziehen die Seitenwände 28, 28' die Köpfe 32, 32' der Ringfortsätze 26, 26' nach unten. Aufgrund der Elastizität des Materials der Federunterlage und der größeren Wandstärke der Ringfortsätze 26, 26' senken sich die Köpfe 32, 32' der Fortsätze in einer Bogenbahn in Richtung der Federdrahtachse, bis sie Zusammenstößen oder sich übereinanderlegen oder den Federendwindungsbereich überwiegend umschließen.

Im geschlossenen Zustand ist das Mittelteil 24 bis auf den Federteller 38 abgesenkt. Solange die Federkraft auf die Federunterlage 20 wirkt, bleibt die Schutzhaube geschlossen und verhindert das Eindringen von Schmutz. Ergänzend kann wie z.B. in Fig. 2 gezeigt eine mechanische Verbindung hergestellt werden, sobald die Federunterlage geschlossen ist. Durch die Kreisform der Federunterlage und damit des Innen- und des Außenrings kann es beim Absenken der Fortsatzköpfe 32, 32' zu radialen Stauchungen (außen) und Dehnungen (innen) der Fortsätze kommen. Diese würden das selbsttätige Schließen der Schutzhaube behindern oder sogar ganz verhindern. Dem kann entgegengewirkt werden, indem die Fortsätze radial nicht durchgängig sind, sondern in mehrere Segmente unterteilt sind. Außen befinden sich zwischen den Segmenten Spalte 46, so dass sich die Segmente seitlich erst bei vollständigem Schließen der Schutzhaube berühren oder teilweise überlappen. Innen können sich die Segmente entsprechend im geöffneten Zustand überlappen, so dass sich der Grad der Überlappung im geschlossenen Zustand verringert (nicht dargestellt). Ergänzend oder alternativ kann das Material der Verschlusslasche dehnbar ausgestaltet sein, so dass sich die Verschlusslasche auch ohne Segmentierung nach außen absenken lässt. Eine solche Federunterlage kann für verschiedene Drahtdurchmesser eingesetzt werden.

Fig. 6b zeigt die korrespondierende Draufsicht auf den geschlossenen gekrümmten selbstschließenden Kanal 20 mit einem eingelegten gekrümmten länglichen Festkörper 22. Mittig treffen sich dort die Kopfpunkte 32, 32' der beiden Verschlusslaschen 26, 26‘. Fortsetzungspunkte 52 zeigen an, dass der gekrümmte selbstschließende Kanal auch über die abgebildeten Kreisbogen 180° hinaus weiter verlaufen kann. Bei dem Beispiel eine Schraubenfeder kann der selbstschließende Kanal 20 vorteilhafterweise einen Kreisbogen bzw. allgemein einen Teilung (dies schließt auch nicht runde Formen, sondern beispielsweise ovale Formen ein) zwischen 90° und 359° aufspannen. Ferner zeigt Fig. 6b ergänzend stirnseitig des selbstschließenden Kanals ein Abschlusselement 54. Somit ist der Kanal vor einem stirnseitigen Eindringen des Fremdkörpers geschützt. Bei dem Abschlusselement 54 kann es sich z.B. um eine separate Verschlusskappe oder einen fest mit dem selbstschließenden Kanal gefertigten Abschluss handeln.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.

Bezugszeichenliste:

20 selbstschließender Kanal

22 länglicher Festkörper

24 Basiselement

26 Verschlusslasche

28 Steg

30 Fußpunkt

32 Kopfpunkt

34 Übergangskante

36 Bewegungspfeile

38 Unterlage

40 Verbindungspartner

42 Verbindungspartner

44 Verbindungselemente

46 Einkerbung

48 Übergang Steg zu Kopfpunkt

50 Verjüngung

52 Fortsetzungspunkte

54 Abschlusselement