DE20013490U1

DE20013490U1 - Blattfeder

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Publication number: DE20013490U1
Application number: DE20013490U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2001-12-13
Anticipated expiration: 2010-08-05

Description

R-C. SROKA, DRES. F.EDjER .**··?.· *· SRBINER KUKORUS

PATENTANWÄLTE & EUROPEAN PATE N TjATt 4s4l£YS* JJ J ' ', ^WQ? KER KUKORUS

JAN SROKA ** * " RECHTSANWÄLTE

RECHTSANWALT BÜRO DÜSSELDORF BÜRO HEILIGENHAUS DIPL.-ING. PETER-C. SROKA REINER KUKORUS DIPL.-PHYS. DR. WOLF-D. FEDER VOLKER KUKORUS

DR. HEINZ FEDER (-1998) JAN SROKA

PARTNER DER CONSULEGIS EWIV POSTFACH 11 10 3&THgr; POSTFACH IOO3 D-4O5IO DÜSSELDORF D-42568 HEILIGENHAUS DOMINIKANERSTRASSE 37 SÜDRING 1OO

4&Ogr;545 DÜSSELDORF 42579 HEILIGENHAUS

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3. August 2000 WF/Bl Unsere Akte 2000-20-57

Bruno Pischzik, Rügenstr. 15,40880 Ratingen

Blattfeder

Die Erfindung betrifft eine Blattfeder, bestehend aus mindestens einem Flachstahlstück, das in einer Richtung quer zu seiner Grundfläche im entspannten Zustand der Blattfeder eine vorgegebene bogenförmige Krümmung aufweist.

Derartige Blattfedern sind an sich bekannt und werden beispielsweise im leicht gekrümmten Zustand aus einzelnen Flachstahlstücken oder Paketen von Flachstahlstücken bestehend als Fahrzeugfedern eingesetzt.

Es sind weiterhin Befestigungsfedern bekannt, bei denen ein Flachstahlstück in einer Richtung parallel zu seiner Grundfläche eine vorgegebene Krümmung aufweist, die sich über nahezu einen Vollkreis erstrecken kann. Derartige Befe-

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stigungsfedern werden beispielsweise als Sicherungsringe für Wellen und Bohrungen verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Blattfeder mit den eingangs und dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmalen so auszubilden, daß sie als Druckfeder mit vorgegebener Kennlinie einsetzbar ist derart, daß innerhalb des bogenförmig gekrümmten Flachstahlstücks Bauteile mit krafteinleitenden Elementen, welche auf die Federenden einwirken, angeordnet werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Blattfeder sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das die Blattfeder bildende Flachstahlstück in einer Richtung quer zu seiner Grundfläche derart gekrümmt auszubilden, daß seine beiden Enden im entspannten Zustand der Blattfeder relativ dicht einander gegenüberliegend angeordnet sind. In den Zwischenraum zwischen den beiden Enden des Flachstahlstücks können dann krafteinleitende Elemente irgendeiner, mindestens teilweise innerhalb der bogenförmig gekrümmten Feder liegenden Einrichtung derart angeordnet werden, daß bei Krafteinleitung die Federenden im Sinne einer Druckfeder auseinandergedrückt werden. Wie weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, kann das Flachstahlstück so ausgebildet werden, daß die Feder mindestens in einem Teilbereich des Federwegs, der als Arbeitsbereich ausgenutzt werden kann, eine lineare Kennlinie aufweist.

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Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für eine Blattfeder nach der Erfindung und eine Anwendungsmöglichkeit näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine bogenförmige Blattfeder im entspannten Zustand in Seitenansicht;

Fig. 2 eine Abwicklung der bogenförmigen Blattfeder nach Fig. 1 in die Ebene;

Fig. 3 in gegenüber Fig. 1 vergrößerter Darstellung eine Teilansicht der Blattfeder nach Fig. 1 gemäß der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine Aufhängevorrichtung in teilweise geschnittener Seitenansicht mit einer Blattfeder nach Fig. 1 bis 3.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Blattfeder besteht aus einem Flachstahlstück 2, das, wie die Abwicklung in eine Ebene gemäß Fig. 2 zeigt, eine aus zwei gleichförmigen Trapezen, deren längere Grundlinien zusammenfallen, gebildete Form aufweist. Wie aus Fig. 1 zu entnehmen, sind die beiden Enden 2.1 und 2.2 des Flachstahlstücks 2 derart zusammengebogen, daß die Feder im entspannten Zustand eine vorgegebene bogenförmige Krümmung aufweist, die sich im dargestellten Ausführungsbeispiel entlang des Umfangs eines Kreises erstreckt derart, daß es dem Kreis auf dem größten Teil seiner Länge über einen Umfangswinkel von 315° folgt, so daß die beiden Enden 2.1 und 2.2 des Flachstahlstücks einander gegenüberliegend einen gegenseitigen Abstand aufweisen, der kleiner ist als der Radius des Kreises.

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Das Verhältnis der beiden Grundseiten des aus Fig. 2 erkennbaren Doppeltrapezes sowie die Gesamtlänge des Flachstahlstücks 2 und seine Dicke können so gewählt werden, daß eine gewünschte Kennlinie der Feder entsteht, die mindestens in einem Teilbereich, der als Arbeitsbereich dienen kann, linear verläuft.

In den Zwischenraum 1 zwischen den beiden Enden 2.1 und 2.2 des Flachstahlstücks können krafteinleitende Elemente, beispielsweise Spreizelemente, eingebracht werden. Hierzu können an den beiden Enden 2.1 und 2.2 des Flachstahlstücks zwei Halterungen zum Befestigen der krafteinleitenden Elemente befestigt werden. Hierzu sind an den beiden Endabschnitten 2.1 und 2.2 Buchsen 2.11 zum Einstecken von Bolzen derartiger Halterungen angeordnet.

Mittels einer Durchgangsbohrung 2.3 und zweier seitlicher Nasen 2.4 kann die bogenförmige Blattfeder im Bereich ihrer Mitte gehaltert und/oder geführt werden.

Wie Fig. 1 zu entnehmen, sind die beiden geraden Endabschnitte 2.1 und 2.2 der bogenförmigen Blattfeder nach innen geführt und steigen im entspannten Zustand der Feder leicht nach innen an. Dies hat sich als besonders vorteilhaft für die Krafteinleitung erwiesen. Fig. 4 zeigt eine Anwendungsmöglichkeit einer bogenförmigen Blattfeder, wie sie in den Fig. 1 bis 3 beschrieben ist. Es handelt sich um eine Aufhängevorrichtung für sich in vertikaler Richtung verschiebende Lasten, insbesondere Rohrleitungen und dergleichen.

Zwischen einem in Fig. 4 allgemein mit A bezeichneten Aufhängeteil und einem mit L bezeichneten Lasttrageteil, welches die Last aufnimmt, ist eine Hauptfederung und eine Zusatzfederung zur Kompensation der sich ändernden Zug-

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Druckkraft der Hauptfederung in Abhängigkeit vom Federweg vorgesehen. Die Hauptfederung besitzt eine Schraubendruckfeder 10, die auf einem in einem Gehäuse 7.1 fest angeordneten Federwiderlager 10.2 aufsitzt und an ihrem oberen Ende einen beweglichen Federteller 10.1 trägt. An der Unterseite des beweglichen Federtellers 10.1 greift eine, in ihrer Länge verstellbare Gestängekupplung 10.3 an, die im wesentlichen auf der Hauptachse der Schraubendruckfeder 10 verlaufend durch diese durchgeführt ist, wobei ihr unteres Ende durch das Federwiderlager 10.2 hindurchgeführt ist und eine Aufhängebohrung 10.31 zur Aufhängung der Last aufweist. Die Zusatzfederung besitzt eine bogenförmige Blattfeder 2, wie sie anhand der Fig. 1 bis 3 bereits beschrieben wurde. Die Blattfeder 2 ist derart angeordnet, daß sie die Schraubendruckfeder 10 an ihrem oberen Ende und an beiden Seiten umfassend zum unteren Ende der Schraubendruckfeder 10 verläuft. Die beiden freien Enden 2.1 und 2.2 der Bogenfeder sind nach innen geführt und liegen einander gegenüber. Im Bereich ihrer Längsmitte ist die Blattfeder mittels der Durchgangsbohrung 2.3 an einem mit dem Aufhängeteil A verbundenen Führungsbolzen 5 radial geführt. Im mittleren Bereich ist die Blattfeder 2 durch seitliche Öffnungen im Gehäuse 7.1 bzw. dem das Gehäuse an der Oberseite abschließenden Gehäusedeckel 7.2 geführt. Das Gehäuse 7.1 ist als Rohrstück mit quadratischem Querschnitt ausgebildet.

Zur Übertragung der Kompensationskräfte von der Zusatzfederung auf die Hauptfederung dient ein Koppelelement. Dieses besitzt bei der dargestellten Ausführungsforai zwei über Halterungen 4.1 und 4.2 mit den Enden 2.1 und 2.2 der Blattfeder 2 verbundene Laufrollen 4.3 und 4.4, welche auf Kurventeilen 3.1 und 3.2 aufliegen, welche sich in voneinander abgewandten Richtungen in axialer und radialer Richtung erstreckend, an der Gestängekupplung 10.3 angeordnet sind. Die Achsen der Laufrollen 4.3 und 4.4 sind an Pendelstützen

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6.1 und 6.2 aufgehängt, die oberhalb des beweglichen Federtellers 10.1 im Gehäusedeckel 7.2 schwenkbar gelagert sind. Die Führung des beweglichen Federtellers 10.1 erfolgt über Rollen 9, welche in zwei diagonal einander gegenüberliegenden Kanten des Gehäuses 7.1 geführt sind.

Das Funktionsprinzip der in Fig. 4 dargestellten Aufhängevorrichtung fußt auf der Gesetzmäßigkeit des Kräfteparallelogramms. Auf das Lasttrageteil L wirkt die Kraft F der Last, die über die Gestängekupplung 10.3 und den beweglichen Federteller 10.1 auf die Schraubendruckfeder 10 übertragen wird und diese zusammendrückt. Die Kraft der als Druckfeder ausgebildeten bogenförmigen Blattfeder 2 wirkt über die Halterungen 4.1 und 4.2 sowie die Laufrollen 4.3 und 4.4 und die Kurventeile 3.1 und 3.2 ebenfalls auf die Gestängekupplung 10.3. Die Zusatzkräfte werden in Abhängigkeit von der Stellung der Kurventeile 3.1 und 3.2 übertragen. Die resultierende Zusatzkraft ist dadurch vom Einfederungszustand der Schraubendruckfeder 10 abhängig. Befindet sich der bewegliche Federteller 10.1 in einer oberen Stellung, so entsteht eine die Kraft der Schraubendruckfeder 10 unterstützende Zusatzkraft, welche beim Einfedern der Schraubendruckfeder 10 in die in Fig. 4 dargestellte Zwischenstellung den Wert Null annimmt und schließlich beim weiteren Einfedern der Schraubendnickfeder 10 der Kraft der Schraubendnickfeder entgegenwirkt. Durch entsprechende Ausgestaltung der einzelnen Teile des Systems ist eine genaue Anpassung der resultierenden Kräfte an die Kennlinie der Schraubendnickfeder 10 möglich. Das aus den Kurventeilen 3.1 und 3.2 sowie den Laufrollen 4.3 und 4.4 gebildete Spreizelement ist in dem in Fig. 1 angegebenen Zwischenraum 1 zwischen den beiden Enden 2.1 und 2.2 der bogenförmigen Blattfeder angeordnet und wesentliche Teile der Aufhängevorrichtung, insbesondere die Schraubendnickfeder 10, sind innerhalb der bogenförmigen Blattfeder 2 angeordnet.

Claims

1. Blattfeder bestehend aus mindestens einem Flachstahlstück, das in einer Richtung quer zu seiner Grundfläche im entspannten Zustand der Blattfeder eine vorgegebene bogenförmige Krümmung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Krümmung des Flachstahlstücks (2) derart entlang einer geschlossenen Kurve, insbesondere dem Umfang eines Kreises, erstreckt, daß es der Kurve auf dem größten Teil seiner Länge über einen Umfangswinkelbereich > 180° folgt und die beiden Enden (2.1, 2.2) des Flachstahlstücks (2) einander gegenüberliegend einen gegenseitigen Abstand aufweisen, der kleiner ist als der kleinste Krümmungsradius der Kurve.

2. Blattfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder gegenüber auf die beiden Enden (2.1, 2.2) des Flachstahlstücks (2) nach außen wirkenden Kräften als Druckfeder ausgebildet ist.

3. Blattfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens auf einem Teil des Federwegs eine lineare Kennlinie aufweist.

4. Blattfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachstahlstück (2) eine aus zwei gleichförmigen Trapezen, deren längere Grundlinien zusammenfallen, gebildete Form aufweist.

5. Blattfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Enden (2.1, 2.2) des Flachstahlstücks (2) Halterungen (4.1, 4.2) zur Befestigung krafteinleitender Elemente angeordnet sind.

6. Blattfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen im wesentlichen als kreisförmiger Ring ausgebildeten Hauptabschnitt aufweist, an den sich im Bereich der freien Enden nach innen geführte gerade Endabschnitte (2.1, 2.2) anschließen.

7. Blattfeder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die geraden Endabschnitte (2.1, 2.2) im entspannten Zustand der Blattfeder leicht nach innen ansteigen.