DE1233214B

DE1233214B - Federvorrichtung mit Reibungsdaempfung

Info

Publication number: DE1233214B
Application number: DE1966P0038988
Authority: DE
Inventors: Oskar E Peter; Lothar Peter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-03-15
Filing date: 1966-03-15
Publication date: 1967-01-26

Description

Federvorrichtung mit Reibungsdämpfung Die Erfindung betrifft eine Federvorrichtung mit Reibungsdämpfun,g, bestehend aus einer geschlossenen zylindrischen Metallhülse und einer als Reibungsfeder konzentrisch darin angeordneten, durch einen Stößel beaufschlagten Schraubenfeder mit kreisfönnigem, außen abgeflachtem Drahtquerschnitt, wobei der Außendurchmesser der Federwindungen so groß ist, daß sich diese bei Belastung an die zylindrische Innenwand der Metallhülse anlegen.
Federvorrichtungen dieser Art sind an sich bekannt. Dem Anmeldungsgegenstand am nächsten kommt dabei eine Ausführung, bei der sich in einer konischen geschlitztenHülse eine gleichfalls konische Schraubenfeder bei der Einfederung mit allen Windungen an die Innenwand der Hülse anlegen soll. Auf diese Weise lassen sich indessen nur geringe Federungs- und Dämpfungswerte für untergeordnete Zwecke erreichen und Stoßkräfte bleiben fast ungedämpft als Reaktionskräfte wirksam, denn die geschlitzte Hülse hat als offener ringförmiger Biegeträger nur eine geringe Arbeitsfähigkeit und weitet sich radial nicht gleichmäßig auf, so daß auch die Reibung der Schraubenfeder an der Hülsen-Innenwand ungleichmäßig und gering, ist. Die geschlitzte Hülse wird sich elliptisch verformen und schon nach kurzem Federweg tritt eine nicht mehr über die ganze Fläche reichende Anlage auf, die örtlich zu Hertzschen Pressunaen führen kann. Bei einer bekannten Puffereinrichtung mit drei in einem Gehäuse angeordneten Schraubenfedern, die als Brems-und Rückholfedereinrichtung zusammenwirken, ist ferner das Anschleifen einer Schraubenfeder mit kreisförinigem Drahtquerschnitt zur Verwendung als Reibungsfeder bekannt. Dadurch erhalten die Windungen gleichmäßige Abflachungen am äußeren Umfang gegenüber der Gehäuse-Innenwand. Bei Beanspruchung ergibt sich unmittelbar eine starke Reibungsdämpfung und in Verbindung damit eine erhebliche Wärmeentwicklung, die zur Zerstörung des Schmierfilms und zum Steckenbleiben der Schraubenfeder führen kann. Außerdem ist diese Puffereinrichtung in ihrem Aufbau kompliziert, vielteilig und teuer.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln und geringem Gewicht eine preisgünstige Federvorrichtung mit progressiverFedercharakteristik zu schaffen. Erfindungsgemäß weist die Schraubenfeder außen einen konischen Anschliff auf, wobei die größte Windung mit ihrem vollen Drahtquerschnitt an der Innenwand der Metallhülse anliegt.
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung, bei der sich die Schraubenfeder an ihren beiden Enden an scheibenförmigen Federtellem abstützt, die mit einem Abschlußdeckel der Metallhülse bzw. mit dem Stößel verbunden sind, der seinerseits in einer Abschlußscheibe der Metallhülse geführt ist, ist die Schraubenfeder in an sich bekannter Weise in wendelförmigen Ausnehmungen am Außenrand der Federteller gehalten, wobei die Abschlußscheibe und der Abschlußdeckel in je einer zylindrischen Ausdrehung der Metallhülse sitzen und durch je einen federnden Sicherungsring gehaltert sind. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Innenwand der Metallhülse eine Auflage aus einem druckfesten und schmierfähigen Kunststoff auf.
Durch den außen konischen Anschliff der einzigen zur Verwendung kommenden Schraubenfeder mit kreisförmigem Drahtquerschnitt erhalten die Windungen zunehmende Abflachungen und Querschnittsverringerungen. Da die größte Windung dabei mit ihrem vollen Drahtquerschnitt an der Innenwand der glatt durchgehenden zylindrischen Metallhülse anliegt, werden hochfrequente Stöße in vorteilhafter Weise ungedämpft aufgenommen, und es kann keine Reibungswärme entstehen, die den Schmierfilm zerstört. Erst bei mittleren Stoßimpulsen bzw. mittlerer Einfederung legen sich die einzelnen Windungen der Schraubenfeder mit ihren zunehmenden Abflachungen mit allmählich steigender Radialpressung an die Innenwand der Metallhülse an, so daß die Stoßimpulse durch Reibung gedämpft werden. Auch ergibt der konische Anschliff der Schraubenfeder und die damit verbundene stetige Abflachung und Querschnittsverminderung der Windungen eine weitgehend progressive Federung und allmählich ansteigende Dämpfung der Stoßenergie bzw. geringe Rückstoßkräfte. Die Wärmeentwicklung bewegt sich in vertretbaren Grenzen, so daß der Schmierstoff erhalten bleibt. Da die Metallhülse ein glatt durchgehender Zylinder ist, der bei axialer Beanspruchung der Federvorrichtung innerhalb seiner Elastizitätsgrenze gleichmäßig radial gedehnt wird und an der Federung teilnimmt, wird der Federweg vergrößert und ein weicheres Ansprechen der Dämpfung erzielt.
Mit den Mitteln der Erfindung ist es ferner möglich, durch Änderung des Winkels zum Konischschleifen der Schraubenfeder und durch Änderung des kreisförmigen Drahtquerschnitts der Feder die Feder- und Dämpfungscharakteristik zu variieren. Auch ist das selbsttätige Entspannen der Feder ohne zusätzliche Mittel gewährleistet.
Die Federvorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung in einem axialen Schnitt in unbelastetem Zustand dargestellt.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht die Federvorrichtung aus der glatt durchgehenden zylindrischen Metallhülse 1, wobei die Innenwand der Metallhülse 1 eine Auflage la aus einem druckfesten und schmierfähigen Kunststoff aufweist. Konzentrisch in der Metallhülse 1 sitzt die zylindrische Schraubenfeder 2 aus Federstahl mit kreisförmigem Drahtquerschnitt, welche außen einen konischen Anschliff aufweist, wodurch allmählich größer werdende Abflachungen 2a der Windungen der Schraubenfeder 2 erzielt werden und somit auch die Querschnitte des kreisförinigen Drahtes allmählich abnehmen. Das untere Ende der Schraubenfeder 2 mit ihrem vollen Drahtquerschnitt 2 b, der an der Innenwand der Metallhülse 1 anliegt, ist mit zwei Windungen in entsprechende wendelförmige Ausnehmungen 3 am Außenrand des Federtellers 4 des Abschlußdeckels 5 mit Anschlußauge 6 eingeschraubt, wodurch mittels Formschluß die Schraubenfeder 2 mit dem Abschlußdeckel 5 verbunden ist. Der Abschlußdeckel 5 sitzt in einer zylindrischen Ausdrehung lb der Metallhülse 1 und ist mit dieser durch einen federnden Sicherungsring 7 gehaltert. Das andere Ende der Schraubenfeder 2 mit ihrem allmählich abnehmenden Drahtquerschnitt ist gleichzeitig mit Windungen in wendelförinige Ausnehnumgen 3 am Außenrand des Federtellers 4a des Druckstempels 8 eingeschraubt und mit diesem forinschlüssig verbunden. Eine Abschlußscheibe 9, die der Druckstempel 8 durchdringt, sitzt gleichfalls in einer zylindrischen Ausdrehung 1 b der Metallhülse 1 und ist mit dieser durch einen federnden Sicherungsring 7 gehaltert.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Federvorrichtung ist folgende: Bei axialer Beaufschlagung des Druckstempels 8 der Federvorrichtung durch einen Stoßimpuls in Pfeilrichtung wird die Schraubenfeder 2 zusammengedrückt, wodurch die einzelnen Windungen der Feder stufenweise ihren Durchmesser infolge der konischen Außenforin der Schraubenfeder 2 und des hierdurch bedingten abnehmenden Drahtquerschnitts vergrößern, wobei sich demzufolge auch die einzelnen Windungen mit ihren zunehmenden Abflachungen 2a mit steigender Radialpressung an die zylindrische Innenwand der Metallhülse 1 anlegen und die dabei erzeugte Reibung Stoßimpulse elastisch dämpft. Die Rückstoßkräfte sind hierbei gering, auch wird ein Steckenbleiben der Schraubenfeder 2 mit den Mitteln der Erfindung verhindert.

Claims

Patentansprüche: 1. Federvorrichtung mit Reibungsdämpfung, bestehend aus einer geschlossenen zylindrischen Metallhülso und einer als Reibungsfeder konzentrisch darin angeordneten, durch einen Stößel beaufschlagten Schraubenfeder mit kreisförmigem, außen abgeflachtem Drahtquerschnitt, wobei der Außendurchmesser der Federwindungen so groß ist, daß sich diese bei Belastung an die zylindrische Innenwand der Metallhülse anlegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (2) außen einen konischen Anschliff aufweist, wobei die größte Windung mit ihrem vollen Drahtquerschnitt (2 b) an der Innenwand der Metallhülse anliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der sich die Schraubenfeder an ihren beiden Enden an scheibenförinigen Federtellern abstützt, die mit einem Abschlußdeckel der Metallhülse bzw. mit dem Stößel verbunden sind, der seinerseits in einer Abschlußscheibe der Metallhülse geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (2) in an sich bekannter Weise in wendelförinigen Ausnehmungen am Außenrand der Federteller (4, 4a) gehalten ist, wobei die Abschlußscheibe (9) und der Abschlußdeckel (5) in je einer zylindrischen Ausdrehung (1b) der Metallhülse (1) sitzen und durch je einen federnden Sicherungsring (7) gehaltert sind. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Metallhülse (1) eine Auflage (la) aus einem druckfesten und schmierfähigen Kunststoff aufweist.
In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 1073 678, 2 948 529.