DE2047852A1 - Ebene Feder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine ebene Feder, die nur eine Verachiebungsrichtung zulässt und aus einer dünnen, regulären Polyfionmembran gefertigt ist, deren Rand und Mitte zur Befestigung für die Jeder und für den aufgehängten Gegenstand dienen, der sich nur in einer zur Ebene der Membran senkrechten Richtung bewegen können soll.

Von den bekannten Federn erfüllt diese Anforderungen am besten die Kronenfeder, wie sie in dem Buch "Feinmechanische Bauelemente¹¹ von Siegfried Hildebrand auf Seite 458 beschrieben ist (Karl Hanser Verlag, München 1968). Diese Feder wird aus einer kreisförmigen Membran hergestellt, in die Aussparungen in form von spiralförmigen Spalten gearbeitet sind. Diese Spalten schwächen die Membran derart, dass Formverönderunnen senkrecht zu ihrer Ebene möglich sind.

Der Nachteil dioser Kronenfeder besteht darin, dass bei Jeder Verschiebung der Mitbo der Feder gegenüber ihrem Hand stets eine fcangentiale Drehkraft auftritt.

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Diese kann nur ausgeglichen werden, indem zwei dieser Federn mit entgegengesetztem Drehsinn zusammengefügt werden, In diesem Falle ist jedoch die Beziehung zwischen der Federkraft und der axialen Verschiebung des Federmittelpunktes gegenüber dem Rand nicht linear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ebene Feder mit linearer Kennlinie zu schaffen, die eine Verschiebung ohne Drehkräfte zulässt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Membran derart zugeschnitten ist, dass zwischen ihrem Rand und ihrer Mitte nur Lamellen vorhanden sind, die gleichmässig voneinander entfernt sind, eine Zickzack- oder Mäanderform haben, deren Hauptrichtung radial verläuft, und die sich in der Mitte der Membran treffen, wobei ihre Breite mindestens fünfmal grosser ist als ihre Dicke.

Die Feder nach der vorliegenden Erfindung erfüllt alle obengenannten Bedingungen und vermeidet zugleich die Nachteile der Kronenfeder.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen»

Fig. 1 eine Draufsicht einer erfindungagemassen Feder; und Fig. 2 eine Seitenansicht der Feder nach Fig. 1.

Die Figuren zeigen eine Membran 1 von regelmässiger Polygonform, d.h. im dargestellten Fall von Kreisform.

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Diese Membran ist bei 2 so ausgeschnitten, dass nur feste Lamellen übrig sind, die Zickzack- oder Manderform wie in Fig. 1 haben und deren Hauptrichtung radial verläuft. Diese Lamellen 3» von denen mindestens drei vorhanden sind - wobei aber mehrere möglich sind -, treffen sich in der Mitte 4- der Membran, wobei die Mitte 4- - wenn erforderlich von einem Loch 5 durchbohrt sein kann, um einen aufzuhängenden Gegenstand an der Feder oder die Feder an einem Festpunkt zu befestigen. Ausserdem können Löcher 6, die dem gleichen Zweck dienen in den Rand der Membran gebohrt sein. Damit die beschriebene Feder wirksam ist, ist erforderlich, dass die Breite der Lamellen 3 (Fig. 1) wesentlich, d.h. mindestens 5 mal grosser ist als ihre Dicke (Fig. 2)_tEine Feder aus einem Aussenring, an dem radiale Zylinderfedern befestigt sind, die in der Mitte des Ringes verbunden sind, würde z.B. dagegen nicht geeignet sein, da die Feder konstant in der Ebene des Ringes viel zu gering ist, um die zentrale Scheibe 4 genau im Mittelpunkt zu halten.

Die erfindungsgemässe Feder gestattet nur Bewegungen der Mitte 4- gegenüber dem Rand 7 in zur Ebene der Feder senkrechter Richtung, d.h. in den beiden Richtungen, die durch die Pfeile 8 und 9 (Fig. 2) gekennzeichnet sind.

Zwischen den Rückstellkraft en und den entsprechenden Verschiebungen der Mitte 4· gegenüber dem Rand 7 besteht eine genau lineare Beziehung. Während dieser Verschiebungen kann absolut keine Rotationskraft festgestellt werden.

Die erfindungsgemässe Feder hat folgende Eigenschaften:

- die Federkonstante (Verschiebungskraft pro cm Verschiebung) ist klein in einer einzigen Richtung, die senkrecht zur Ebene der Feder verläuft;

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die FederkonBtante in allen zur Federebene parallelen Richtungen ist gross j

die Rückstellkraft ist schon bei einer Drehung mit kleinem Winkel grossf

bei einer Verschiebung des aufgehängten Gegenstandes in der zur Ebene der Feder senkrechten Richtung gibt es keine Verschiebung in der Ebene der Feder; die Federkonstante bleibt konstant auch bei sehr grossen Formveränderungen in der erlaubten Richtung, d.h. dass die Kurve, die die Rückstellkraft als Funktion der Verschiebung wiedergibt, eine Gerade ist j während der Bewegung bleibt die Zentrierung des beweglichen Teils aufrechterhalten»

Patentansprüche

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Claims (2)

Patentansprüche

1. Ebene Peder, die nur eine Verschiebungsrichtung zulässt und aus einer dünnen, regulären Polygonmembran gefertigt ist, deren Rand und Mitte zur Befestigung für die !Feder und für den aufgehängten Gegenstand dienen, der sich nur in einer zur Ebene der Membran senkrechten Richtung bewegen können soll, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (1) derart zugeschnitten ist, dass zwischen ihrem Band (7) und ihrer Mitte (4) nur Lamellen (3) vorhanden sind, die gleichttäseig voneinander entfernt sind, eine Zickzackoder Mäanderform haben, deren Hauptrichtung radial verläuft, und die sich in der Mitte der Membran treffen, wobei ihre Breite mindestens fünfmal grosser ist als ihre Dicke.

2. Ebene feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei der Lamellen (3) vorhanden sind.

θβ/fifr/Sch - 22 457/8
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