DE1575134A1 - Federndes Glied - Google Patents

Description

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Henry Don3ld ©crdon, Philadelphia /USA

Federndes Glied

Die Erfindung betrifft federnde Glieder, die aus einzelnen fortlaufenden Bändern aus federndem Material hergestellt sind, das auf eich selbst aufgewickelt ist.

Federnde Glieder oder Federn, die aus einem Band aus federndem Material bestehen, des schreubenlinianförmig auf sich selbst in Form eines hohlen Kegelstumpfes aufgewickelt ist, sind bekannt. Derartige Federn werden z.B. als Abdeckungen verwendet« um Msschinenteile, wie etwa Rihrungsstangen, Bolzen und Buoh»en gegen Sohlagsohäden und Schmutz oder anderen Fremdmaterialien zu schützen, die das Bestreben haben, sich auf diesen Seilen abzulagern und derer richtige Funktion zu beeinträchtigen oder au stören.

Bai typischen bekannten Ausführungen der vorstehend erwähnten federnden Glieder sind die Endwindungen dos Gliedes ebenso wie die Windungen zwischen den Endwindungen schraubenlinienförmig. Im allgemeinen ist der Schwanz der Endwindung zügeβchiiffen, um eine Basis oder ein Unterteil auszubilden, auf dem die Feder ruhen kann, und infolge dieses Zuschliffes hat die Endwindung eine ungleichförmige Breite. Es wurde beobachtet, daß derartige ecJiraubenlinienfÖrroige Endwindungen, gleich ob sie eine gleioh* mäßige oäer ungleichmäßige Breite haben, eine Neigung zur Verformung oder Verbiegung besitzen, wenn sich das Glied in einem anderen als seinem völlig ausgedehnten Zustand befindet.

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In manchen Anwendungsfällen ruft die Verformung der oder was auch eis Ausweiten der Endwindung beschrieben werden kenn, Probleme hervor. Die Verformung der Endwin&tmgen kann "bewirken, daß die Pe&er klemmt, falls die ¥inüung sich um ein solches Ausmaß ausweitet, dsß sie in Berübimg mit Benachbarten Maschinenteilen körner!»· In manchen fällen kasai das Alisweiten sogar zur Beschädigung solcher feile führen< Wenn z.B. öis Jeder sum Sohutss ein^r Hinrungestange verwendet wird, aut der ein bewegbares Pressenteil angeordnet ist, kann sieh die Endwindung der Peder, die duoh den Endebsohnitt tlss Bandes innerhalb des Hohlräume des Segels ausgebildet ist, um ein solches Ausmaß verbiegen» daß das Bad© äeo Bond?.:a in Berührung mit der Ptihrungsetange kommt und diese verkrdmt oder deformiert* Andererseits kann sioh die Endwindtmg_T die von dem Endabaohnitt des Bandes auf der Außenseite des Kegels gebildet ist. um ein solches Ausmaß aufweiten, daS sie in Berührung mit benachbarten. Maschinenteilen gelangt, was zur SV?Ige hat, daß die leder klemmt.

Bei bekannten federnden dlied^rn oder Jedem hat während der Ausübung einer Druckkraft auf die feder jede Steigerung der Druckkraft eine Zunshsae der gr.seimnenpressung oder Zuasstaen-Schiebung der Feder zur folge und weiterhin die Speioherung eines Anteils eines Arbeitsvermögens in der Pedor, Me Stufen der Zusamüienschiebung werden in der Hagel fortschreitend kleiner, wenn die Druckkraft fortschreitend sunimst. umgekehrt wird, wenn βich die Federenden aufgrund der Umwandlung Sas geepeioherten Arbeitsvermögens in dynamische Energie eueeinender* bewegen können, jeder Anteil der umgewandelten Energie ^on einem Schritt oder Anteil der Pederausdehnung begleitet. Die Stufen der Ausdehnung werden in der Hegel fortschreitend größer, wenn die dynamieohe Kraft ebnimmt. Bei allen bekannten. Ausführungen

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von einstückigen Federn ist die Verformungslcurv· unter anateigeacier Seiestungskraft ziemlich, identisch alt der Auedehnungskurve unter abnehmender dynsmlaoher Kraft. Die» trifft zu, gleich, ob die federn bei der Anwendung positiv oder negativ sind, d.h., anstatt daB die Peder durch Zueaimenbewegen der Enden, positiv zusammengedrückt wird, werden die federn negativ unter Spannung ausgedehnt, indem die Enden auseinanderbiegt werden, um potentielle Energie oder ein Arbeitsvermögen zu speichern.

Eine Eigeneoheft solcher Tedern besteht darin» 60* wenn die feder em einen Ende verengert und gegen dieses End· iueammengedrüokt wird, und zwar bei maximaler Speicherung von irfael te energie» und dee andere Ende der feder lose ist bzw. freigegeben wird, die freigebe der Druckkraft am freien Ende eine Ausdehnung der feder bis zu einem funkt Über deren Auegengelage bewirkt, bei der die Belastung zuerst «ufgebrecht wurde. Biese '**egung der «loh ausdehnenden feder über ihre normale lege hinaus,, IrA der tie eich in ihrem ursprünglichen nicht BuearamengedrÜckten Zustand befindet, wird nachstehend els E^:loBiv-Auedehnung bezeichnet. In fällen, bei denen die feder in einer hydraulischen oder ähnliohen Anlage verwendet wird, kann eine solche Bxploslvauedehnung eine Schubbewegung der hydraulischen Anlage bewirken, was zu einem unerwünschten Schwingen führt, bevor eine Stabilisierung erreioht ■Ist.

ist de her die Aufgabe der Erfindung, ein in sich geaohloaaenea federndes elnsttickiges Glied mit der form eines hohlen Kegelstumpf·* zu schellen, bei dem sich die Endv;indungen des Gliedes nicht ver* formen, v/enn sich öas Glied in einem anderen als seinem völlig ausgedehnton ZuBtend befindet.

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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem federnden Glied aus, das aus einem einzelnen fortlaufenden Band gebildet tat, welches auf eich selbst aufgewickelt let und In der Form einem hohlen Kegelstumpf nahekommt« Sie Erfindung besteht darin, deS die federnde Glied eine Endwindung des aufgewickelten Bendes aufweist, die einem Zylinder entspricht, wobei die kreisrunden Bänder dar Endwindung In Ebenen angeordnet sind, die normal «ur Längsaohae des Zylinders verlaufen und eloh aufeinanderfolgende schraubenförmige Windungen überlappen. Bei einer bevor-Eugten Ausführungeform entspricht jede der Endwindungen eine« Zylinder.

Daduroh, daß das federnde Glied alt einer «ylindrlachen SndWndung Tereehen let, wird die bei bekennten federnden Gliedern auftretende und vorstehend beeohrlebene Endwindungsverforeunf oder -auaweitung vermieden. Außerdem ereöglioht 41t Ausbildung des Gliedes mit einer syllndrleohen Bndwindung, daß die sohreubenföraigen Windungen, die aus der cyllndrisohen Endwindung hervortraten, abgeaohrägt werden können, wo du roh dem Glied ein Spannung«- und Kraft eeufbeu «verliehen wird. Diese Spannungen und Kräfte könrton nicht erreicht werden, wenn das federnde Glied nioht mit einer zylindrischen Endwindung versehen wäre.

Der radiale Abstand zwischen benaohbarten Windungen im auegedehnten Zustand kann sioh vom radialen Abstand swlsohen benachbarten Windungen im aueeamengodrückten Zustand unterscheiden· Dies 1st auf das vorbestlmmte Zwischenspiel swisohen benachbarten Windungen bei gewiesen Zustandsänderung» des Gliedes zurüokzufUhren. So ist bei der einen For« des Gliedes gemäß der Erfindung der radiale Abstand der benaohbarten Windungen Im ausgedehnten Zustand minimal nicht vorhanden oder negativ_t wohingegen Im zusammengedrückten, zusammengezogenen Zustand der radiale Abstand beträchtlich größer aoin kann. Bei einer

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anderen Ausführung kann der Abstand Im ausgedehnten Zustand beträchtlich sein, während im zusammengezogenen, zusammengedrückten Zustand das Spiel minimal, fehlen oder negativ sein kann. Dies ist vorherbestimmbar, und wird durch die spezielle Winkelbeziehung zwischen benachbarten Windungen und der entsprechenden Winkelbeziehung der Windungen zur Erzeugeraohee des ho he In Kegelstumpf es festgelegt« dessen Form das Glied nahekommt.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung entsprechen beide Endwindungen Zylindern und benachbarte Windungen zwischen den Endwindungen befinden sich In einem vorbestimmten Winkelverhältnis, um die gewünschte Charakteristik bei der Belastung und/oder bei der Entlastung zu erreiohen· Das vorbestimmte Winkelverhältnis bezieht sloh auf die Kegelesohe und auf die benachbarten Windungen und bringt gewisse Heibungs- und EInsohnürungseffekte mit sich, die das Zusammenschieben des Gliedes und dessen eine Arbelt erzeugende Ausdehnung beeinflussen. Dies bewirkt in Verbindung mit dem vorgegebenen Grad der Überlappung der benachbarten Windungen wichtige Änderungen In den Charakteristiken des Gliedes, verglichen mit eil dem, was bisher geschaffen wurde.

Es ist darauf hinzuweisen, deß bei einem in sieh geschlossenen Glied, des aus einem einzigen Band aus federndem Material, wie beschrieben, hergestellt 1st, die für die Konstruktion und den Betrieb von Draht» ader anderen Federsusführungen aufgestellten Gesetze keine Gültigkeit haben.

Die Erfindung wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe Im Sinne der Erfindung beitragen können und rait dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. Es zeigen*

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Pig. 1 einen eohenatischen axialen Schnitt duroh tin Aueführungsbe!spiel eines nioht linear anapreohenden Gliedes gemäß der Erfindung, -und zwar in dessen vollständig ausgedehntem Zustand;

flg. 2 einen ähnlichen Schnitt duroh das Glied der TIg. 1, wobei sich das Glied in einem teilweise susannengedrttokten Zustand befindet, verglichen mit denjenigen in Mg. 1 und ein teilweise radiales Spiel «wischen den Windungen vorhanden istj

Fig. 3 einen ähnllohen Schnitt durch das Glied der TIg. 1, und zwar in dessen vollständig euaaamengedrtiokten Zustand, wobei alle Windungen ein vollständigee oder durchgehendes radiales Spiel haben}

Pig. 4 eine rein beispielweise grephleohe Darstellung der Belastung in Beeug auf die Verformung das federnden Gliedes der Pig. 1»

Pig. 5 eine scheinst lache Draufsicht des Bandes das Gliedes

nach TIg . 1« neohdea ea zwangsläufig βüb der aufgewickelten fore der Kg. 1 abgewickelt wurde}

Pig. 6 einen soheisatischen Schnitt durch eine Aus führungsform eines linear ansprechenden Gliedes gemäß der Erfindung» und awar in dessen vollständig ausgedehntem Zustand!

Fig. 7 einon ähnlichen Schnitt durch das Glied der Tig.6 , wobei sich das Glied in einem teilweise susainaengedrüokten Zustand befindet, verglichen mit dem in ?ig. 6 gegeigten Zustand und ein teilweise radiale» Spiel zwischen den TÄidungen vorhanden ist;

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Fig- 8 einen ähnlichen Schnitt durch das Glied der Pig· 6, tmd zwar in dessen vollständig zuaeonengedrttolcten Zustand, in dem eile Windungen ein vollständiges oder durchgehende β radialee Spiel aufweisen;

Fig· 9 eine beispielsweise Darstellung einer Karre der Belastung in Bezug auf file Verformung des Gliedes der fig· 6, die in ihren Hauptteil im wesentlichen linser verläuft»

Flg· 10 echematlaoh eine Breufelcht da« Olledea dar fig« 6, nachdem ·· «wange Huf ig aua aeiner aufgavidkalten Tor« gemlB Fig· 6 abgewickelt vnrdai

Tig· 11 ·ίΛβη eoheeetiachen Schnitt durch aiii andere* führungebeiepiel dar Srfindung, la deaaen TollatVndlg auagadehntem Zuatand, da· bei seinem inapreohen Ib des Sinn axsantrisch 1st, dafl die Surren dar iuaaaaMm^««ragung und die Spalohargeechviaiigkeit de· ArbeltvaraOa Ddar dar etetlaohen Energie unter zunehmender Belaatang gegenüber dar luBdehnungakurva bei umgewandelter atatiaohar 3Energie reraohieden ietj

Pig· 12 einen ähnliohen Schnitt da· Glledaa der VIg. 11, wobei eich dae ölied In einem teilweise Buaammangedrtiokten Zuatand befindet, rergllohen mit dem In Flg. 11 gezeigten Zuatand und swieohan den Windungen aln teilweiee radlalea QpItI rorhaaden

Flg. 15 einen ähnlichen Schnitt imdi da· ffllad der Fig. 11, und zwar In dessen vollständig s^aemmengedrUolctan Zuatand, wobei Bwieohen den Windungen kein radiales Spiel vorhanden let ι

Fig. H einerein belaplelewele« grafische Darstellung dar Belastung (Absorption) In Bezug auf die Tarformung (lompresslon)

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dos Gliedes der Fig. 11;

Pig. 15 eine rein beispielsweise Darstellung der Kurve des Krafteverlaufβ beim Glied der Pig. 11 in Besug auf die Auedehnung (Verlängerung)}

Pig· 16 schematieoh eine Draufeioht des Sandes» das das Glied der Pig. 11 bildet» und ever nachdem es ewang&äufig aus seiner aufgewiegelten Tora gemäß dieser Figur abgewickelt wurde;

Pig. 17» 18 und 19 sohematisehe Schnitte eines Ausführungs« beispiels einer bekannten Anordnung» und cwar in deren vollständig ausgedehntem Zustand, in deren teilweise offenen oder teilweise gssohlossenen) Zustand un! in deren vollständig lusammengedrUokteai Zustand» wobei in all diesen Zuständen benachbarte Windungen ein radiales Spiel besitzen und annähernd koaxialen Zylindern entsprechen» bei dar jeo&oh die Endwindungen schraubenlinienförmig verlaufen und keine gleiohaäflige Breite haben«

Ein jedes der in den Zeichnungen dargestellten Auaführungebeispiele der Erfindung und da« bekannte in den Tig. 17· 18 und gezeigte (Jlied ißt aus einen Band 10 aus federnde» Materiel hergestellt, das, wenn es aufgewickelt oder auf gespult ist» eine Außenseite 11, eine Innenseite 12, einen unteren Rand 15 und einen oberen Rand 14 aufweist. Sas Band kann aus jedem geeigneten federnden Material, einuohlieölbh Kunetetoffmaterielien, hergestellt sein, in den meisten Killen wird ja^dooh das Band bevorzugt aus Stahl, roetfreiem Stahl, Berylliuakupf·* oder dgl« oder aus irgendeiner anderen Metallart oder aue legiertem Metall hergestellt. Das Band ist in den meisten fällen ein Streifen, der eine größer· Breite als Sicke aufweist und einen gleichförmigen Querschnitt hat«

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Ee let bekannt» daß ein Sand aus geeignetem Material in einer Sohreubenwendel gewiokelt werden kann, um eine Feder zu schaffen, die einen hohlen Kegelstumpf entspricht und ein bekanntes Aueführungsbeispiel ist in den 71g. 17» 18 und 19 dargestellt» bei dem der Winkel sswischen diametral einander gegenüberliegenden teilen der Seite einer jeden Windung in Richtung der Achse der Teder in jeder Stufe 0 1st» d.h., die entsprechenden diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte dar inneran Seiten 12 verlaufen in Richtung der Achsa «ad zur Eraeugeraohse oder Mittellinie des Kegels parallel sueinandor, und jeglicher radiale Abstandjund jegliches Spiel, das »wischen benachbarten Windungen vorhanden let, wenn die Einrichtung vollständig ausgedehnt ist, verbleibt dasselbe bei dur teilweisen Zuaemraendrtiokung (vgl. FIg* 18.) und bei der vollständigen Zusemmendrückung (vgl* Hg« 19)· Ss ist keine merkliche Berührung irgendeiner vorbestimmten Art zwischen benachbarten Windungen der Einrichtung vorhanden und sie drückt sich zusammen und dehnt sich aus mit den gleichen gleichförmigen Geschwindigkeiten. Wie vorstehend erwähnt ist, weisen die Endwindungen dieser Fedora (Fig. 17 - 19)* die schraubenlinienförmig sind und keine gleichmäßige Breite haben, eine Neigung Verformung auf» wenn die Feder zusammengedrückt wird.

öeraäß der Erfindung 1st die Badwindung au einen Ende und vorzugsweise an beiden Enden von einer Im allgemeinen zylindrischen Form und bildet eine ringförmige Lagerfläche, die normal zur l&ngsaohsn der Einrichtung verläuft, wobei sich in axialer Richtung überlappende Windungen zwischen den zylindrischen Endwindungen erstrecken. Solche syllndrisohe Endwindungen haben so gut wie keine Neigung, sich zu verformen, wenn das 91 led zusammengedrückt wird. Außerdem ermöglicht die zylindrische Endwindung, worauf nachstehend noch näher eingegangen wird, daß die sohraubealinienförmlgen Windungen, die sue ditßer austreten,

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auf verschiedene Welse oder um vereohiedene AusaaSe abgeschrägt werden können _f wodurch einattiokige Tedern geschaffen werden, die ChraSrteristiken aufweist, «reiche bisher bei bekennten einötüoken Federn nioht «u erreichen waren·

Ss wird nunmehr auf die 71g« 1_f 2 und 3» inabesondere auf Hg* 2 Bezug genommen» Die unterste Windung SI ist zylindrisch, d.h., deB hier ein Winkel von 0 zwischen diametral einander gegenüberliegendsn folien der Innenseite 12 der Windung vorhanden ist, wenn diese in axialer Hiohtung betrachtet wird, und die Bndränder der Windung sind In axialer Hiohtung kreisrund und in Ebenen angeordnet, die normal zur Aohae der zylindrischen Form der Windung verlaufen« Bio nächstfolgende Windung 22 besltsfc zwischen diametral einander gegenüberliegenden fellen der inneren Seite 12 und zwischen jadem diametral einander gegenüberliegenden Abschnitt der Windung und der Achse bei Betrachtung in axialer Sichtung einen anderen Winkel ale SuIl. Während dieser Winkel zwischen diametral einander gegenüberliegenden Tollen der Seite von Jader Größe sein kann, die durch die Verwendung des Gliedes vorbtstiaiat 1st» wird er £5u rein illustrativen Zwecken mit 5 Grad angenommen, jode nachfolgende Windung» gskennselohnet durch die Besugezahlen 23» 24, 25 bzw. 26 hat einen spitzen oder schiefen Winkel zwischen diametral einander gegenüberliegenden Abschnitten der inneren Seite 121 der vorbeatiasn^bar größer als derjenige der vorhergehenden Windung let. Wenn beispielsweise eine WiakelBunahm· von 5 Grad verwendet wird» eo ist »in beispielsweise der Winkel «wischen diametral einander gegenüberliegenden Abschnitten der Innenseite der Windung 23 to Grad, derjanige der Windung 1$ Grad, derjenige der Windung 25 20 Grad und derjenige der Endwindung 26 25 Grad, und ewer all· betrachtet in der gleichen diametralen Ebene. Die Wink·! wtrten bei Jeder Windungestufe

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f ortlaufend gröBar* Venn der Winkel «riechen einem XeIl der Vindungeeeite und der Aoltee des Ölitdee betrachtet wird, beträgt er etwa die IBElfte dea vorgenannten Winkele «wischen den diametral einender gegenüberliegenden Seilen der Innenweite der Windung. Bei der in Tig. 1 geseigten Ausführung 1st die diesetral größere Endwindung 26 abgeschrägt und entspricht keines Zylinder, wenngleioh die Endwindung 26 »it einem Zylinder übereinstimmen kann. Bi Tereteht ei oh, daß die grSSere Snftwln&ung 26 syllndrlsoh sein könnte, wehrend die Endwindung 21 nicht eylindrisoh let.

Ss let ersichtlich'» daB 1» rolletlndig «usaseangedrtiokten und in VIg* 5 gezeigten Zustand Ale Vindungen 21 bis 25 in radialer Sichtung ix Abstand voneinander angeordnet sind und bei Betrachtung des in fig· 5 gestigten Schnittes parallel, ineinander und mir mttallinia oder -eohae rerlaufen. Xm luaa—engedrttokten in fig« geaeigtan Suatand beeltaen die Vindungen ein Arbeiterermügen oder eine etetiaohe Energie₍ und «wer aufgrund dar auf daa Glied beim Zuaenaenirttoken auagettbten Arbalt· Bas kS&iitre Snde 21 kann rarenkert werden, und dae gröBare Ende 26 k4.^. frei bleiben und, falle erwttneoht, seitwelee durch irgendeine geeignete SoheltTorriohtung (nicht geeel^) eur gesteuerten Vrelgaba gagen eine Auedehnung gehalten werden. Bei einer derartigen freigebe und Ausdehnung ias ffliedea in den In flg. 2 gegeigten Zustand laufen dieaetral einander gegenüberliegende Abschnitts der Vindungen aufeinander und «war nach unten la axiale* Richtung und ttben einen »eitliohen Druck &n ihren unteren Inneren Rändern gegen die Anfensslte dar *■ näehatan banechbertan unteren Windung aua. Blas bew eine Beitrag und ein rerengtea Zwleohenapiel swlsehen den Windungen, wodurch die dynamisch· fiMTgia aufgearavht wird, die in da» Zustand das Gliedes einen Gipfelpunkt erraioht, der in Tig· 1 gesaigt iet, und In de» durch die seitliche Reibung und Klemmung ton httheren Vindungen auf niedrigeren Vindungen

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das Glied ein verriegeltes und verfestigte« Ganaes wird, daβ eioh nloht weiter auedehnen kann. See starre Glied let ferner wideretendsfeet gegen aeitliohe Brttoke, eo daB eo em kleinen lade 21 verankert und mit dem groJeren Ende 26 en freien Inde s.B. in eine querverlaufende Strumungebahn auegβdehnt werden kann» und ewar ohne eine betrlohtliohe seitliche Verbiegung dee Gliedes.

m fig· 4 1st erslohilloh, defl bei dem in Hg. 1 gdseigten Glied eine aerkllohe !Druckkraft erforderlloh let, um die duroh Reibung und Bineohnilrung oder Zusammenziehung in Singriff miteinander be· findllohen Windungen in den in Flg. 2 engedeuteten Custend iu be« wegen« dal jedoch en diesem Punkt die but Überwindung der Reibbertthrung «wischen beneohbarten Windungen erforderllohe Druckkraft abnimmt, eo dafl bei einer leichten Erhöhung dieser Kraft da« Glied über einen weiten Bereich sueammengedrüokt wird* As ßohluB dieses Bereiohee des Euaemmendrüokene kenn dl· Ktsft, dl· sitr iuaübung der vollen Eaewmendrtiokung «rforderlich ist, etwea ensteigen· Dieses Glied beaitst einen weiten Bereioh einer nicht linearen iueieeendrückung oder Auadehnung, wie dl·· la flg. 4 an gedeutet let«

■ ι'

Bin· andere Ausführung der Srfiadu&f 1st In den Hg· 6» 7 und 8 dergeatellt. Bei diese« Ansftthnmgsbelsplel let, wie epesiell Ib rergröBerbr form la flg. 7 geieigt ist ι die untere kleine Windung 81 e ein Zylinder und sie beaitit einen Wink·! von 0 ewiaoH· < diametral einender gegenüberliegenden Abeohnitten der Inmenaelte der Windung· Sie näohatfolgend· Windung 22a hat «wischen einander gegenüberliegenden inneren, diametral gegenüberliegenden Abschnitt·· der Innenseite der Windung· und «war in axialer Riohtung bet recht et, •inen größeren Winkel els lull. MdIgIlOh snr belsplelaweleeii Berat ellung sei angenommen, ds8 dieser Winkel -f 9 Grad beträgt. Dieser Winkel ist in Besug euf jede der Agenden Windungen 25e, 24β· und 25a vorhanden, d.h. alle anderen Windungen als die Bndwindung·]!

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entsprtohen In etwa einem Kegel, deeaen Winkel im vorliegenden Beispiel 5 örad beträgt. Die Windung 26a kehrt beispielsweise zur sylindrlsohen 9orm zurück.

Irgendein Punkt auf je tier Windung liegt somit auf einer geraden LInIe₁ die von der vertikalen ma einen Winkel versetzt ist und alle Windungen berührt« Xm Gegensatz hlersu liegt beim Ansführungabsl~ spiel der Erfindung gemäß Hg» 1 irgendein Punkt auf jeder Windung auf einer unregalinaoigen (före&ch) Kurve, Dies ist der Grund₉ wayua das obere Ende der Ausführung, die in Fig. 1 gezeigt 1st» einen wesentlich größeren Druohmasser als das obere Ende der In Hg₀ gezeigten Ausführung hat, wenngleich dar Durohmesser der ent« sprechenden kleineren Enden gleich ist«

In 7ig< 6 ist ersichtlicht daß im vollständig ausgedehnten Zustand eine jede Windung die an nächsten bansen ja rt θ untere Windung einfängt) und das 31led ist somit duroh Reibung und Klemmung gegen eine weitere Ausdehnung verriegelt und verfestigt»

Sas in Pig. 6 gesseigte 311 ed erfordert eine Druokkrcft» damit es auf einen Punkt aiasammeagedrückt wird, an den die einschnürend· oder klemmende Kraft zwischen den Windungen freigelassen wird und wie in Pig» 9 gegeigt ist, verlaufen hiernach die Kraftausübung (Belastung ) und die Zufiammensohiebung (Verformung) aieralich linear, und βwer kurz bevor das Glied sioh dem Zustand oder der in Hg. 8 geneigten Lagt näher, bei den die Druckkraft pro Schrift der Zusemmensohlebung etwas von der linearen abweichen kann·

Xm allgemeinen folgen-die Qlieder gesttfi den Fig· -1 und 6 den gleiohen entsprechenden Kurven aus der Belastung und der Verbiegung» sowohl beim Zueeranenaohiebtn als such b#i» Auedehnen (vtrgl* flg. 4 und 9)· Mei ist Jedoch, wie nooh beeohtfiebtn wird» nicht notwendig, und es iat möglioh, ein Glied htreuetellen, dessan Kurv« der Zusammensohlebung floh von de» Kurvt seiner Ausdehnung unterscheidet (vtrgl. VIg. 14 und 15),

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Bei der in den Pig* 11 rad 12 gezeigten Ausführung der Erfindung ist die unterste Windung 21* ein Zylinder* und ■ie besitzt zwischen dianetral einander gegenüberliegenden Abeohnitten der Windung «inen Winkel το« Wert lull. Die Windung 22· beeitat einen negativen Winkel (1) swisohen diametral einander gegenüberliegenden Abeohnitten der Windung* Die Windung 23* beeitet einen negativen Winkel (2), der kleiner al· der Winkel (1) 1st. SI· Windung 24* besitst einen negativen Winkel (9), der kleiner al· der Winkel (2) iat* Die Windung 25* welet einen negativen Winkel (4) auf, der kleiner al· dar Winkel (9) let. Di· Windung 26* let «in Xylinder und hat aoalt einen Winkel (5) voe Wert «ill.

Xe tat ereiohtlioh, dai In volletändlg ausgedehnt·· Instand, dar durch dl· Jttg, 11 dargestellt let, ein radiale· Spiel «wischen den Windungen vorhanden tat. Baduroh let nur eine rerhältnieeäiig kleine baft erforderlich, vm su Beginn d·· Zuseaeendrttckena d·· Glied·· tea lusaaveneohieben aueeulöeen und fortschreiten au la··en. Sobald jedoch dl···· anfängliche Sttaamenaohleban begonnen hat» •etien «loh dl· aohrfigen Wind· der ob«ren Ylndungan auf und um entsprechend· !«mittelbar benaohbarte untere Windungen, wie dl·· in Fig. 1Sf garoift ist» Dadurch wird aowohl eine Reibung al· auch eine Ceaenmg oder T«r«ngung awladhan b«naohbart«n. Windungen hervorgerufen, dl· dan Wideretand gegen ein Zusammendrücken beträohtlloh erhöhen. Bei vollatllndlgea Zusasaiendrttoken werden dl· Windungen in "Parallelität" sowls In einer dienten Einschnürung gedrückt, wie dl·· in flg. 19 geseigt tat.

Bas Zueanaenechieben dee Gliedes der flg. 11 let durch dl· Kurv· der Hg. 14 dargeeteilt»

Bei der Auedehnung wird Jedooh eine grofie lnergleseng·

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üb die Windungen aus des in XIg. 13 gezeigten Zustand in den In FIg, 12 gezeigten Zustand zu bewegen» Der anfängliche Abschnitt der Ausdehnung des Gliedes hat daher einen hohen Energiebedarf relatir zur Größe des Ausdehnungskoeffizienten, !senden die Windungen sich in den relativen lagen befinden, dl· In flg. 12 gezeigt sind, ist nur «in· relativ kleine Energiemenge erforderlich, us die dann relativ freien Windungen in ihren amxi« aalen ausgedehnten Zustand aufzuweiten. Die Ausdehnung·· kurve des Gliedee 1st In flg. 1$ angedeutet. Der Unterschied zwischen der Kurve dee Zttsaaaenechiebens (flg. 15) und der Kurve der Ausdehnung des Gliedes (Fig. 14) let leicht erkennbar.

Es wird darauf hingewiesen, daß sur Erreichung der gewUnsoh· ten Ergebnisse die Absohrlgung dar Windungen teilweise positiv und teilweise negativ sein kann, ai dai der Winkel einer jeden Windung, sur Achse des Gliedes gli ^öreig oder ein zun«haender oder eich verkleinernder Winkel aeln kann·

Ss vereteht sich ferner, daß jedes vorgegebene Glied Windungen von einer Ausführung und andere Windungen von einer verschiedenen Ausführung aufweisen kann« üb die gewünschten funktlonellen Effekte sicherzustellen.

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Claims (12)

Patentansprüche

1) Federndes Glied, gebildet aue einem einzigen fortlau» fenden Band, dae auf sich leitet aufgewickelt iet, und in der !Porn einen hohlen Kegelstumpf nahekommt, dadurch gekennzeichnet , daß ee eine Endwindung (21, 21', 26', 21a 26a) aus den aufgewickelten Band (10) aufweist, die eines Zylinder entspricht, wobei die kreisrunden Bänder der Endwindung in Ebenen angeordnet sind, die normal sur Längsachse des Zylinder· verlaufen und eioh aufeinanderfolgende ichraubenlinienförmige Windungen (22-26; 22'-25's 22a-25a) Überlappen.

Z) federndes Glied nach Anspruch 1, dadurch gekenneelohnet , dafi bei wenigstens einigen der Windungen außer der Endwindung diametral einander gegenüberliegende Abschnitte der Windung in der allgemeinen Riohtung der Ach·· de· Zylinder· Übereinander susamaenlaufen.

3) federnde· Glied nach Anspruch 2« dadurch gekennseivhnet , daS die Windung oder Jede Windung, die diametral einander gegenüberliegend· Abschnitte aufweist, die in der allgemeinen Siohtung der Aon·· dee Zylinder· übereinander Bueammenlaufen, in wenigstens einigen Zustanden des Gliedes in Beibbertthrung mit einer benachbarten Windung kommt.

4) federnde· Glied nach Anspruch 3, d · d u r ο h gekennseichnet , daß die Windung oder. jede Windung (22-26\ 22a-25a), die diametral einander gegenüberliegende Abschnitte aufweiet, welche in der allgemeinen Richtung der Zylinderachee übereinander euaamenlaufen,

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in Reibberührung mit einer benachbarten Windung kommt, wenn das Glied 3ich in einem vollständig ausgedehntem Zustand befindete

5) Federndes Glied nach Anspruch 2» 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet« daß der Winkel der Verjüngung dar diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte einer ersten der Windungen außer der Endwindung von dem Winkel der Verjüngung der diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte einer benachbarten Windung verschieden ist.

6) Federndes Glied nach Anspruch 2, 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet , daß der Winkel der Verjüngung der diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte einer ersten Windung außer den Ehd~ windungen von den Winkel der Verjüngung der diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte einer jeden benachbarten Windung verschieden ist.

7) Federndes Glied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Windungen (22'-25') in der axialen Richtung des zunehmenden Durchaeaserβ der Windungen konvergieren.

8) Federndes Glied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Windungen (22-26; 22a-25a) in der axialen Richtung des abnehmenden Durchmessers der Windungen konvergieren.

9) Federndes Glied nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied zwischen dem Winkel der Verjüngung bei benachbarten Windungen gleichmäßig 1st.

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4?

10) Federnde« Glied nach Anspruch 6? 7 oder 8_Ä dadurch gekennzeichnet, daß dar Unterschied zwischen den Winkel der Verjüngung bei benachbarten Windungen nicht gleichmäßig ist und in axialer Richtung des Zylinders fortschreitend gröfler oder kleiner wird*

11) Federnd«* Glied nach eines oder aehreren dar vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennselc h— net, daß jede der zwei Sndwindungen (21a, 26a j 21^f,26^f) dea Gliedes einem Zylinder entspricht, wobei die kreisrunden Ränder der Endwindungen in Ebenen angeordnet sind« die normal zur Achse des entsprechenden Zylinders verlaufen»

12) Federndes Glied nach Anspruch 2 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dafi diametral einender gegenüberliegende Abschnitte einer jeden Windung parallel zueinander und zur Achse des Zylinders . verlaufen, wenn eioh das Slied in eines zusammengedrückten Zustand befindet.

909848/0385 BAD OR₁G₁NAL