CH399085A - Kippfederungseinrichtung - Google Patents

Description

      Kippfederungseinrichtung       Bei den meisten Federungseinrichtungen nehmen  die den inneren Spannungen das Gleichgewicht hal  tenden äusseren     Kräfte    oder     Kräftepaare    im elasti  schen Bereiche der Feder mit dem in Richtung dieser  Kräfte oder Kräftepaare liegenden Weg linear<B>ab</B>  oder zu. Immerhin kann mit     kegefig    gewölbten Fe  derscheiben, sog.     Tellerfedern,    ein mit zunehmender  Abflachung abnehmender Kraftanstieg und sogar ein  Kraftabstieg erreicht werden.  



  Es gibt nun viele Fälle, wo die durch Federn auf  bewegte Teile auszuübende, in Richtung der Bewe  gung liegende Kraft sich während der Bewegung so  ändern muss, dass man Federn üblicher Bauart nicht  unmittelbar in Richtung der Bewegung wirken lassen  kann. Insbesondere ist es in manchen Fällen er  wünscht, dass diese Kraft während der Entspannung  der Feder zuerst auf einem grossen Teil der Bewegung  verhältnismässig klein bleibt und anschliessend in     einer     engen Zone der Bewegung auf ein     Vielfaches    an  steigt. Dies ist z.

   B. der Fall bei Deckelhebevorrich  tungen,     wenn    der Deckel durch eine Federkraft wäh  rend des     Hebens    teilweise und     in    einer     bestimmten     Lage ganz entlastet werden soll, so dass der Deckel  leicht gehoben werden kann und selbsttätig offen  gehalten wird. Ähnlich     liegt    der Fall bei     Türschlie-          ssern,    wo es erwünscht ist, dass die     Schliesskraft    auf  dem grössten Teil des     Schliessweges        klein    ist und  erst bei fast geschlossener Türe stark ansteigt und die  Türe auch ohne Schwung sicher ins Schloss drückt.  



  In derartigen Fällen sind bei Verwendung bisher  bekannter Federungseinrichtungen zusätzliche Me  chanismen erforderlich, die die Federkraft     umformen.     So ist es beispielsweise bei Türschliessern üblich, eine  Feder, die nach aussen     ein    reines Drehmoment ab  gibt und somit geeignet wäre, unmittelbar auf die  Schwenkachse der Türe zu wirken, auf ein an der    Türe und am Türrahmen     angelenktes        und,    unter sich  gelenkig verbundenes Hebelpaar wirken zu lassen.

    Derartige     Mechanismen    sehen aber oft unschön aus  und erhöhen meistens den Platzbedarf und den Preis  oder     vermindern    durch Reibung und Abnützung in  manchen Fällen     in        unerwünschtem    Masse die Ar  beitsgenauigkeit der damit ausgerüsteten Vorrichtun-    gen.

    Es ist bereits eine     Kippfederungseinrichtung    mit  einer quer gewölbten, am Federende     eingespannten     und in einem Abstand vom Federende beim     Kippen          knickenden    Biegefeder bekannt, also     eine    Einrich  tung, die grundsätzlich den erwähnten Verlauf der  Federkraft während des     Entspannungsvorganges    auf  weist.  



  Diese Feder ist aber an ihrer     Knickstelle    nicht       unterstützt,    weshalb sie mit einem knackenden Ge  räusch kippt, wobei das Federmaterial     übermässig     beansprucht wird. Ferner ist diese Feder an ihrem  Ende derart     eingespannt,    dass sich     ihr        Querschnitt     dort     nicht    abflachen kann, :so dass die     Knickstelle          verhältnismässig    weit vom     Federende    entfernt ist,  wodurch die Feder verhältnismässig     lang    wird.  



  Die Erfindung geht aus von einer     Kippfederungs-          einrichtung        mit    einer quer gewölbten, beim     Kippen     knickenden Biegefeder. Sie ist dadurch gekennzeich  net, dass die Feder an der     Knickstelle    über eine auf  der konvexen Seite der Feder im Bereich des Wöl  bungsscheitels befindliche Stütze gebogen wird. Bei  dieser Art der Stützung knickt die Feder nahezu ge  räuschlos und wird das Federmaterial stark geschont.  



  Zweckmässig kann die Feder sich an der Be  festigungsstelle wenigstens teilweise abflachen, wo  durch die     Knickstelle    näher an die Befestigungsstelle       herangedrückt    und damit Federlänge und Platz ge  spart werden     kann.         Die Erfindung ist insbesondere für die Verwen  dung bei Klappdeckeln und bei Türschliessern be  stimmt.  



  In der Zeichnung sind einige Beispiele für die  Ausführung und Verwendung der erfindungsgemässen  Federungseinrichtung dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt den Querschnitt,       Fig.    2 den Längsschnitt bei gestreckter Form und       Fig.    3 den Längsschnitt bei gebogener     Form    einer  Feder mit     kreisbogenförmigem        Querschnitt    und be  festigtem einem Ende.  



       Fig.    4 zeigt den Querschnitt durch die Befesti  gungsstelle einer Feder mit wellenförmigem Quer  schnitt.  



       Fig.    5 ist ein typisches     Kraft-Weg-Diagramm    für  nach den     Fig.    2 und 3     befestigte,    gestützte und be  lastete Federn.  



       Fig.    6 zeigt die Verwendung einer Feder nach       Fig.    4 an einer im Schnitt dargestellten Vorrichtung  zum Entlasten und Offenhalten eines Klappdeckels,  wie sie z. B. für     Kehrrichteimer    und dergleichen in  Frage kommt, und       Fig.    7 die Ansicht in Richtung X einer Einzel  heit dieser     Vorichtung.     



       Fig.    8 ist ein horizontaler Schnitt durch einen  Türschliesser mit einer Feder nach     Fig.    1.  



  Soweit angegeben, bedeuten in allen Figuren a  die Feder,<I>b</I> die Breite, c die Wölbungshöhe und<I>d</I>  die Materialdicke der Feder. Günstige Verhältnisse  hinsichtlich     Ausnützung    und Beanspruchung des Ma  terials ergeben sich, wenn d zwischen 0,5 und 1  und c zwischen 10 und 20% von b liegt.     In    den       Fig.    1, 2, 3, 6 und 7 ist e die Befestigungsunterlage,  die auf der konvexen Seite der Feder im Bereich des  Wölbungsscheitels eine Stütze bildet, über welche die  Feder geknickt wird, und     fein    Niet, mit dem die Fe  der auf dieser Unterlage befestigt ist.

   In den     Fig.    4  und 8 sind g und     g'    die Stütze bildende Taschen,  in denen die Federenden     festgehalten    sind.  



  Die     Fig.    2, 3 und 5 betreffen den einfachen       Fall    der an einem Ende befestigten, im Abstand da  von gestützten und durch eine Kraft am freien Ende  belasteten geraden,     stabförmigen    Feder. Die Befesti  gung ist so, dass sich der gewölbte Querschnitt der  Feder an der Befestigungsstelle bis zur     flachen    Form  frei deformieren kann, wie dies in     Fig.    3 veranschau  licht ist, wo die Feder am befestigten Ende auf etwa       2b    der     ursprünglichen    Wölbungshöhe abgeflacht ist.

    s ist der     Biegungswinkel    und K die äussere Kraft in  Richtung der Bewegung ihres     Angriffspunktes,    die  den andern     äussern    Kräften das Gleichgewicht hält.  Das Verhältnis des Kraftmaximums zum nachfol  genden Kraftminimum in     Fig.    5 nimmt mit dem  Verhältnis der Wölbungshöhe c zur Breite b der  Feder zu. Das in     Fig.    5 gezeigte Verhältnis     (ungefähr     5: 1) entspricht einem mittleren erreichbaren Wert;  es kann durch stärkere Wölbung der Feder noch ge  steigert werden.

   In     Fig.    6 und 7 ist h ein Bügel,  der mit der Feder zusammen mittels des Niets     f     an der     Scharnierlasche    e des Deckels n     aufgenietet       ist. Dieser Bügel hat eine solche Form, dass der Quer  schnitt der Feder auch bei gestreckter Feder etwas  abgeflacht ist; die dadurch bewirkte     Vorspannung    er  höht die Steifheit der Feder in gestreckter Stellung, so  dass der in     Fig.    6 gezeigte, etwa um 30  geöffnete     Dek-          kel    n mit erhöhter Stabilität gehalten wird.

   Die Feder  liegt mit ihrem freien Ende auf der Traverse i auf,  welche die beiden den     Scharnierbolzen    m tragenden  Wangen der     Scharnierstütze    verbindet und mit dieser  fest am Eimer l angebracht ist. Das Schliessen des  Deckels geschieht lediglich durch     Daraufdrücken;     nach überschreiten des Kraftmaximums der Feder       überwiegt    das Deckelgewicht, so dass der Deckel  ohne weiteres Drücken zugeht.  



  Nach     Fig.    8 ist die eine Tasche g in die in       offener    Stellung gezeichnete Türe t eingelassen; die  andere Tasche g' ist mittels eines Bolzens q am  Sockel p     angelenkt,    der seinerseits am Türrahmen v  befestigt ist. o ist die Schwenkachse der Türe und r  der Radius des Kreisbogens, den der äusserste Auf  lagepunkt der Feder a in der Tasche g der Türe  beschreibt. Die Anordnung ist so getroffen, dass sich  die Feder während der ganzen Schliessbewegung in  der Tasche praktisch nicht verschiebt, so dass keine  nennenswerte Reibung und Abnützung entsteht.

   Die  Schraube<I>u</I> dient ausser der Verankerung der Feder<I>a</I>  in der Tasche g' zum Schwenken dieser Tasche um  ihre Gelenkachse q zwecks     Spannens    und     Entspan-          nens    der Feder bei der Montage des Türschliessers  oder bei späterem Verziehen der Türe oder des  Türrahmens; mittels dieser Schraube kann das Ma  ximum der     Schliesskraft    leicht so gelegt werden, dass  ein sicheres Schliessen der Türe auch dann gewähr  leistet ist, wenn die Türe ohne Schwung, nur durch  die Federkraft ins Schloss getrieben werden muss.

    Durch die Festhaltung und Abstützung der Feder  an     ihren    beiden Enden ändert die Feder ihre     Form          annähernd    symmetrisch; das     Kraft-Weg-Diagramm     ist aber ungefähr gleich wie für die Befestigung und  Abstützung der Feder nach     Fig.    2, wenn in     Fig.    5  für s der Drehwinkel der Türe und für K das Dreh  moment auf die Türe aufgetragen wird.  



  Statt der einseitigen Befestigung und Abstützung  nach     Fig.    2 und 6 oder der     beidendigen    Festhaltung  und Abstützung nach     Fig.    8 können auch andere, den  grundsätzlich gleichen Verlauf des     Kraft-Weg-Dia-          gramms    ergebende Arten der Abstützung und Hal  terung der Feder in Betracht kommen. So ergibt  z. B. eine freie     Auflage    der Feder an beiden Enden  auf der konkaven Seite und eine Belastung in der  Mitte der Feder auf der konvexen Seite durch eine  querliegende Kante eine zweckmässige Anordnung,  wobei die Feder     an    geeigneten Stellen gegen Abgleiten  in seitlicher oder Längsrichtung geführt oder gehal  ten sein kann.  



  Als weitere Anwendungsgebiete für die erfin  dungsgemässe Federungseinrichtung kommen z. B.  Ventile und elektrische Kontaktvorrichtungen, wo  bei geringer Bewegungskraft     eine    grosse Haltekraft  in geschlossener Stellung erwünscht ist, in Frage.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Kippfederungseinrichtung mit einer quer gewölb ten, beim Kippen knickenden Biegefeder, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder an der Knickstelle über eine auf der konvexen Seite der Feder im Be reich des Wölbungsscheitels befindliche Stütze ge bogen wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze als quer zur Feder sich erstreckende gerade Kante ausgebildet ist. 2. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder an einem Ende derart befestigt ist, d'ass ;sie sich an diesem Ende beim Kippen wenigstens teilweise abflachen kann. 3.

   Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder durch ein Niet im Wölbungsscheitel befestigt ist. 4. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder durch einen auf der konvexen Seite im Wölbungsscheitel und auf der konkaven Seite an den beiden Seitenkanten anlie genden Rahmen festgehalten ist. 5. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder durch Begrenzung ihrer ursprünglichen Wölbung im Bereich der Knick- stelle vorgespannt ist.

   PATENTANSPRUCH II Verwendung der Kippfederungseinrichtung nach Patentanspruch I, um auf unmittelbare Weise einen auf einer bestimmten Bahn beweglichen Teil in einer Richtung über eine Strecke gegen einen bestimmten Wert nicht überschreitende Kraft und über eine darauffolgende Strecke gegen eine diesen Wert um mindestens die Hälfte überschreitende Kraft im Gleichgewicht zu halten. UNTERANSPRÜCHE 6.

   Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Abfedern von Eimerdeckeln, insbesondere von Klappdeckeln. an Kehrichteimern, verwendet wird. 7. Verwendung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Abfedern von Türen verwendet wird.