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Die Tatsache, dass eine Schraubenfeder (zy1indrlche Schraubenfeder, Kegelfeder oder sonstige gewundene Feder) ihren Windungsdurchmesser vergrössert und dabei ihre Windungslänge verkiirzt, wenn
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einandergezogen wird, ist allgemein bekannt. Der erste Fall setzt eine Federwicklung mit voneinander abstehenden Windungen voraus. Dass eine solche Schraubenfeder, wenn sie unter Anwendung geeigneter Handgriffe auf einen Dorn mit etwas grösserem Durchmesser als der Innendurchmesser der Schraubenfeder aufgeschoben wird, auf diesem zufolge der radialen Federspannkraft festhaftet, ist gleichfalls bekannt.
Grösseren Zug-, Schub-oder Drehkräften kann jedoch eine mit beliebiger, beispielsweise lose gewickelter Feder hergestellte Verbindung nicht standhalten, da bei jeder auftretenden Stosswirkung. infolge der Federung, auch ein ruckweises Zusammenschieben und ein damit verbundenes Erweitern der Federwicklung eintritt, was nach und nach ein Abgleiten der Feder vom Dorne oder umgekehrt zur Folge hat.
Diesem Übelstande soll dadurch begegnet werden, dass eine Schraubenfeder oder eine sonstige gewundene Feder derart ausgebildet wird, dass ihre Windungsgänge im ungespannten Zustande, ganz bzw. fest aneinander anliegend gemacht werden ; wird eine solche Feder mit fest aneinander liegenden Windungsgängen unter entsprechendem Aufdrehen der Windungen auf einen etwas stärkeren Dorn als der innere Windungsdurchmesser der ungespannten Feder aufgeschoben, so sitzt die, e Feder selbsttätig auf diesem Dorn fest und kann zufolge der zwischen den einzelnen, aneinander ganz anliegenden Federgängen ausserdem noch bestehenden Reibung nicht gelockert bzw. vom Dorn abgeschoben werden oder umgekehrt der Dorn nicht aus der Federwicklung herausgezogen werden.
Dies hat seinen Gmnd darin, dass zwischen den vor sowie nach Aufschieben der Feder auf das zweite Organ ganz aneinander anliegend bleibenden Windungsgängen eine Reibung besteht, die bei dem naturgemäss geringen Neigungswinkel der Windungsgänge auch dann noch sperrend wirkt, wenn stärkeie Zug-oder Druckkräfte auf den Bolzen oder Schubkräfte auf die Feder wirken. Diese nunmehr zwischen den Windungsgängen selbst bestehende Reibung ist es, die einem Aufweitungsbestreben der Federwindungen und damit der Überwindung der durch die radiale Federspannkraft zwischen Feder und Dorn erzeugten Reibung einen genügend grossen Widerstand entgegensetzt. Dieser Widerstand wächst mit der Anzahl der Windungen.
Hierin, sowie in der entsprechenden Wahl des Materials der Federstärke, sowie des Wicklungsdurchmessers ist ein feinstufiges Mittel gegeben, um eine Verbindung zwischen einer derart beschaffenen Feder und einem Dorn beliebig fest zu gestalten. Eine solche Verbindung kann unter Umständen derart wirksam sein, dass bei einem auf den Dorn wirkenden axialen Zug eher der Dorn reisst, als dass die Feder abgeschoben werden könnte.
Ganz ähnlich der Wirkungsweise und Anwendungsmöglichkeit einer auf einem Dorn geschobenen Schraubenfeder gestaltet sich die Verwendung einer Regelfeder mit rechteckigem oder trapezoidförmigem Querschnitt (Pufferfeder) oder einer Spiralfeder mit ineinander geschobenen Gängen (Uhrfeder), die gleichfalls im Rahmen dieser Erfindung liegen.
Eingerostete Pufferfedern bleiben nach ihrem Zusammenschieben häufig stecken, sobald die Reibungskraft zwischen den Federgängen grösser als die Elastizitätskraft der Feder wird. Für den Erfindungsgegenstand kommt diese Erscheinung dergestalt zur Ausnutzung, dass entweder durch Vergrösserung des Federinnendurchmessers mit einem Dorne, oder durch Verkleinerung ihres Aussendurch-
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messers mittels eines aufzuziehenden Ringes, oder durch beides gleichzeitig, die einzelnen Gänge fest aneinander gepresst werden. Bei der Kegel-und Spiralfeder kann die Klemmwirkung noch durch eine entsprechende Neigung der Federquersehnittsachse gegen die Fedennittelachse zu erhöht werden.
Dies ist in der Fig. 1 veranschaulicht (Querschnittachse a, b, Federmittelachse c, d).
Hiedurch wird eine Art Keilwirkung, ähnlich jener bei dem im Maschinenbau bekannten gespaltenen Konus, erzeugt. Durch entsprechendes Drehen am Umfange der Feder kann eine solche Verbindung leicht gelöst und umgekehrt leicht wieder hergestellt werden. Die Klemmwirkung kann überdies noch durch einen auf den inneren bzw. auf den äusseren Spiralring in axialer Richtung wirkenden Druck verstärkt werden.
Das Aufbringen einer engeren Schraubenfeder oder einer anderen gewundenen Feder auf einen etwas weiteren Dorn geschieht bekannterweise derart, dass die Windungsgänge entgegen dem Wicklungsinne unter Überwindung der Reibung zwischen den einzelnen Windungsgängen aufgedreht werden und die. so entsprechend erweiterte Feder auf den Dorn aufgeschoben wird.
Die vorbeschriebenen Erscheinungen ubei gewundenen Federn mit fest oder gai z aneinander anliegenden Windungsgängen bilden die Grndlage der vorliegenden Erfindung, wonach mittels einer solchen Feder aus geeignetem, elastischem Material ein auf einem Dom durch Reibung selbsttätig, dauernd und sicher festsitzender Bund erzeugt wird, der beliebig starke, axiale und auch verdrehende Kräfte aufzunehmen vermag.
Fig. 2 und 2a zeigen den bei der Kegelfeder beschriebenen Vorgang unter Anwendung einer Spiralfeder 22, die einen Dorn 23 umschliesst, während das ganze System mittels einer aufgeschobenen Hülse 24 unter Druck gehalten und somit die Spiralfeder 22 fest eingepresst wird. Beim Drehen der Hülse 24 im Wicklungssinne der Spiralfeder 22 wird letztere zuerst mitgehen, noch stärker um den Dorn 23 gewunden und sodann von der Hülse 24 sich lockern, so dass hierauf unter gleichzeitigem Weiterdrehen die Hülse 24 abgeschoben werden kann. Beim Drehen der Hülse 24 entgegen der Federwieklung haftet die Spiralfeder 22 wieder an der Hülse 24 und der Dorn 23 kann allein entfernt werden.
Fig. 3 stellt einen nach seinem Aufschieben auf die Welle 25 mittels einer Kegelfeder 26 festgehaltenen Stellring 27 dar. Dieser Stellring 27 ist nur für eine Wellendrehriehtung verwendbar. Soll sich die Welle 25 abwechselnd nach beiden Richtungen drehen können, so muss zur Verhinderung des Aufdrehens der Kegelfeder 26, infolge der wirkenden Umfangskräfte, noch eine zweite zur ersten Feder 26 entgegengesetzt gewickelte Feder angeschoben werden, die dann bei den auf sie einwirkenden Umfangs- kräftensichfester um die Welle 25 schliesst und so Lockerungsbestrebungen der ersten Feder 26 verhindert und umgekehrt.
Fig. 4 zeigt einen Schraubenbolzen 28, bei dem die Schraubenmutter durch eine selbsttätig festsitzende Schraubenfeder 29 mit ganz aneinander anliegenden Windungen ersetzt ist. Ein entsprechender Schlüssel 30 mit einer Ausnehmung 31 zwecks Aufnahme des Federfortsatzes 32 dient zum Aufdrehen der Windungen der Schraubenfeder 29 während des Aufschiebens auf den Schraubenbolzen 28 und zum gleichzeitigen Anpressen an die zu verbindenden Flanschen 33 und 34. Mittels einiger Hammerschläge auf den Schlüsselkopf 30 während der Verdrehung der Feder 29 kann das Anpressen noch gefördert werden. Die nötige Vorspannung während der Montage kann auch noch durch eine elastische Dichtungszwichenlage 35 erreicht werden.
Fig. 5 zeigt eine Verbindung zweier Maschinenteile 84 und 85 mittels eines Schraubenbolzens 86 und einer Schraubenfeder 87 mit beispielsweise quadratischem Querschnitt. Der Bolzen 86 wird mit Gewinde in den oberen Maschinenteil 84 geschraubt und mit dem zweiten Teil 85 durch eine Sehrauben- feder 81, unter Pressdruck verbunden. Der Federfortsatz 88 gestattet das Anfassen der Feder auch mittels eines Schlüssels, zwecks Aufdrehung der Windungen während des Auf- oder Abschiebens vom Bolzen.
Fig. 6 zeigt eine Rohrmuffenverbindung unter Anwendung von zwei auf den Rohrenden 36 und 37 selbsttätig festsitzenden Schraubenfedern 38 und 39 nach dem Erfindungsgedanken. Die Federbunde 38 und 39 gelten hiebei als leicht montierbarer Ersatz für aufzuschraubende oder aufzusehweissende Flanschen, woran sich die verschraubbaren Teile 40 und 41 anlegen.
Fig. 7 zeigt ein Kettenschloss, bei dem ein Kettenglied 42 mit dem zweiten Endglied 43 mittels eines aus einer Schraubenfeder 44 mit aneinander anliegenden Windungen hergestellten, selbsttätig festsitzenden Bundes vereinigt wird. In dem Kettengliede 43 ist die Feder 44 gelagert, die sich mittels ihres Fortsatzes 45 gegen eine Ausnehmung 46 stützt. Die Feder 44 wird mittels einer leicht verdrehbaren losen Mitnehmerscheibe 47 entgegen dem Wicklungssinne der Feder 44 zwecks Erweiterung ihres Windungsdurchmessers aufgedreht, um das leichte Einschieben des Bolzens 42 in das Endglied 43 zu ermöglichen.
Fig. 8 zeigt ein einfaches und kleineres Kettenschloss mit Verwendung einer Schraubenfeder nach dem Erfindungsgedanken, das sich insbesondere für schwächere Ketten, wie Viehketten, Wagenketten und auch für Schmuekketten u. dgl. eignet.
Fig. 9 zeigt eine Verbindung zweier Körper 59 und 60 mittels eines Bolzens 61 und einer Kegelfeder 62. Durch festes Aufdrücken einer Überwurfmutter 63 unter entsprechender Verdrehung werden die Windungen der Kegelfeder 62 fest aneinandergeschoben und derart verklemmt, dass die Verbindung
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Schraubenfeder oder Kegelfeder hinter der ersten Kegelfeder 62. Unter zweckmässiger Ausgestaltung eignet sich eine solche Verbindung mittels Kegelfeder auch für eine rasch lösbare und ebenso einfach wie, leicht wiederaufbringbare Radnabenbefestigung bei Automobilen und anderen Fahrzeugen.
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dem z. B. Schraubenfedern mit eng aneinander anliegenden Windungen als stromfilhrende Verbindungs- glieder dienen.
Der aus Isoliermaterial bestehende SLhelllngskörper 64 nimUlt zwei} Ietallkapseln 65 und 66 auf, die mit diesem durch Schrauben 67. 68 und 69 verschraubt werden. Als eigentliche Kontakte dienen die Schraubenfedern 72 und 73. deren obere, umgebogene Fortsätze ? und 8.) in Ausnehmungen der
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werden die Federn 72 und 73 auch an einer Verdrehung gehindert. Die Schrauben 67 und 69 gehen weiter durch die Schalttafel 74 hindurch, wo sie an der Rückseite unter Anwendung von Schraubenfedern als Polklemmen mit den Zuführungsleitungen 75 und 76 verbunden sind.
Der in der üblichen Weise mit dem Schmelzdrahte 77 ausgestattete Sicherungsstöpsel 78 erhält zwei entsprechend geformte Metallzylinder 79
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kann die beim Stöpselsicherungselement gewählte Konstruktion auch auf jene für elektrische Steckkontakte übertragen werden. Bei entsprechend angepasster Ausfiihrungsweise lassen sich solche Schraubenfedern mit fest aneinander anliegenden Windungsgängen auch als Ersatz für die Kontaktsgewinde bei der Glühlampenfassung oder beim Glühlampensockel anwenden. Zweckmässig wird die Glühlampenfassung
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seiner Ausbildung mit zwei glatten Metallzylindern erhält, an welche die Polenden der Glühlampe gelötet werden.
Die Stromvermittlung in der Feder ist zufolge der dicht aneinander anliegenden Federwindungen ausreichend und die Befestigung der Glühbirne in der Fassung auch sicher. Die elastischen Federn werden überdies schädliche Erschütterungen bei der sehr empfindlichen Glühbirne schonend ausgleichen.
Die vorbeschriebenen Schraubenfedern und Kegelfedern sowie die Spiralfedern lassen sich in der elektrischen Industrie, insbesondere als stromvenniftelnde Verbindungsglieder, unbegrenzt anwenden. Es bleibt die Anwendungsmögliehkeit aller dieser Federn als leicht montierbare Verbindungselemente
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verbindungen (fast unbeschränkt Wiederverwendbarkeit : einfache und billige Herstellungsmöglichkeit : keine besondere Genauigkeit bei der Herstellung erforderlich und viele andere Vorteile) lassen auch ihre Anwendungsmöglichkeit äusserst mannigfach erscheinen.
Als vorzüglicher Ersatz eignen sich die Federverbindungen nach der Erfindung, besonders für Nietverbindungen, die ohne Zerstörung nicht lösbar sind, und für die teueren, mit besonderer Genauigkeit herzustellenden, aber auch schädlichen äusseren Einflüssen leicht unterworfenen Verbindungen mittels Gewindeschrauben. Zur Verbindung von Rohren und Fittings, sowie für Ketten-, Nadel-, Schmuck-und Knopfbefestigungen sind die Federverbindungen besonders geeignet.
Die Wahl der einheitlichen Bezeichnung #Feder" bei vorbeschriebenen Verbindungselementen geschieht unter der Voraussetzung der Verwendungsmöglichkeit jedes beliebigen, elastischen bzw. federnden Materiales.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mittels mindestens einer zylindrisch gewundenen Schraubenfeder, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schraubenfeder mit ganz aneinander anliegenden Windungen versehen und auf ein zweites Organ, wie einen Dorn, Rohr od. dgl. mit etwas grösserem Durchmesser durch Aufdrehen der Windungsgänge entgegen dem Wicklungssinne derart aufgeschoben wird, dass hiedurch infolge der radialen Federspannung ein auf dem zweiten Organ selbsttätig festsitzender Windungsbund entsteht, der zufolge der zwischen den einzelnen, fest aneinander liegenden Windungsgängen bestehenden und mit deren Anzahl steigenden Reibung dauernd erhalten bleibt und beliebige axiale sowie verdrehende Kräfte aufnehmen kann.