DE2247488C3

DE2247488C3 - Zugfederungselement, insbesondere zum Schleppen oder Festmachen von Gegenständen

Info

Publication number: DE2247488C3
Application number: DE2247488A
Authority: DE
Inventors: Nils-Erik Vaernamo Bohman; Karl Gustav Einar Partille Derman
Original assignee: Forsheda Ideutveckling AB
Current assignee: Forsheda Ideutveckling AB
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1972-09-28
Publication date: 1979-06-07
Also published as: DK150916B; DE7235625U; JPS4876354A; DE2247488A1; FI59470C; FI59470B; NL171427C; CH547971A; NO133657B; DK150916C; FR2155479A5; US3817507A; DE2247488B2; IT966095B; JPS5347865B2; AU4721472A; GB1376762A; NO133657C; NL171427B; NL7213323A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Zugfederungselemiint, insbesondere zum Schleppen oder Festmachen von Gegenständen, bestehend aus einem durchlaufenden, biegsamen Zugelement und einem zwischengeschalteten, sich in Richtung des Zulgelementes erstreckenden Federungselement aus einem gummielastischen Werk-· stoff, das an beiden Enden wenigstens je eine Öffnung zum Ein* bzw. Austritt des Zugelementes aufwiest, wobei das Zugelement im Bereich des Federungsdementes gewunden verläuft und zumindest in gespanntem Zustand reibungsschlüssig mit dem Federungsele

ment in Berührung steht.

Aus der DE-AS 10 34 419 ist ein Zugelement der eingangs bezeichneten Art bekannt Die Federung des bekannten Zugelementes wird über ein Federelement bewirkt, das im wesentlichen aus einem streifenförmigen Gummiteil besteht, in dem in Längsrichtung verlaufend mehrere Löcher hintereinander angeordnet sind. Das Zugelement, beispielsweise ein Seil, ist hierbei jeweils die Seiten wechselnd nacheinander drrch die Löcher hindurchgeführt, so daß es im Bereich des Federungselementes einen in etwa wellenförmigen Verlauf einnimmt Im Einsatz wird das bekannte Element mit zunehmender Belastung auch im Bereich des Federungselementes gestreckt werden, so daß entsprechend der Streckung des Zugelementes das Federungselement entsprechend wellenlinienförmig ausgebogen und gleichzeitig auf Zug beansprucht wird. Bei einem aus Gummi oder einem gummielastischen Werkstoff hergestellten Federungskörper können bei derartig komplexen Spannungszuständen sehr schnell örtliche Spannungsspitzen auftreten, die die zulässigen Materialspannungen überschreiten und so zu Rissen und damit zum Bruch des Federungselementes führen. Bei periodisch wirkenden Belastungen, wie sie beispielsweise bei sogenannten Rückfendern zum Festmachen von Booten auftreten, muß darüber hinaus wegen der ständigen Reibung des Zugelementes in den Durchführungslöchern im Federungselement mit einem vorzeitigen Verschleiß gerechnet werden. Außerdem wird durch diese Löcher der für Federungszwecke zur Verfügung stehende wirksame Querschnitt des Federungselementes erheblich vermindert und außerdem der verbleibende Restquerschnitt wegen des zwangsläufig inhomogenen Spannungsverlaufes nicht voll für die Federung ausnutzbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zugfederungselement der eingangs bezeichneten Art durch entsprechende Ausbildung des gummielastischen Federungselementes einerseits und der Zuordnung des Zugelementes zum Federungselenwi.t andererseits so weiter zu bilden, daß die Rißgefahr für das Federungselement vermindert wird und somit seine Federungseigenschaften voll ausnutzbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Federungselement im wesentlichen stabförmig ausgebildet ist und daß das Zugelement mit einem Teil seiner Länge in etwa schraubenlinienförmig außen um das Federungselement herum gewunden ist. Diese Anordnung hat zum einen den Vorteil, daß durch die Stabform mit beispielsweise zylindrischem Querschnitt wegen des Fehlens von Unterbrechungen in Form von Löchern oder dergleichen eine wesentlich bessere Ausnutzung des Werkstoffquerschnittes gegeben ist. Zum anderen läßt sich innerhalb gewisser Bereiche das Federungsverhalten durch die Zahl der um das stabförmige Federungselement herumgelegten Windungen beeinflussen, da hierdurch die Anteile der Zug-, Druck und Torsionsbeanspruchung im Lastfall in gewissen Grenzen beeinflußbar jind.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der F.rfin dung ist vorgesehen, daß das Federungselement einen im wesentlichen zylindrischen Mittelbereich aufweist. Während grundsätzlich das stabförmige Federungselement einen eckigen Querschnitt aufweisen kann, beispielsweise in Form eines Quadrates oder Rechtekkes, stellt der Kreisquerschnitt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dar, weil im Belastungsfall die Beanspruchung des Materials des Federungselementes

durch die zur Anlage kommenden Flächen des Zugelementes vermindert wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Zugelement in einer schraubenförmigen, nach außen hin offenen Nute im Federungselement angeordnet ist Dies hat den Vorteil, daß das Zugelement auf dem Federungselement in einem genau vorgegebenen Verlauf gehalten ist und bei entsprechender Nutetiefe zusätzlich durch das Federungselement geschützt ist

Vorteilhaft ist es weiter, wenn erfindungsgemäß die beiden Endbereiche des Federungselementes vergrößert ausgebildet und mit Aushöhlungen zur Durchführung des Zugelementes ausgestattet sind. Hierdurch wird ein Abrutschen des um das Federungselement herumgewundenen Teils des Zugelementes im Ruhezustand verhindert

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Zugelement durch zumindest zwei im wesentlichen parallele, senkrecht zur Zugnchtung verlaufende Löcher jeweils im Endbereich des Federungselementes gewunden ist Bei dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn das Fe<serungselement im Bereich der Löcher Verstärkur.gsteile aufweist Das Festlegen des Zugelementes mittels Durchstecken durch Löcher jeweils in den Endbereichen des Federungselementes hat den Vorteil, daß das Federungselement auf dem Zugelement verschiebbar ist und so für alle Einsatzfälle in die jeweils gewünschte bzw. günstigste Position gebracht werden kann. Die jo Verstärkungsteile im Lochbereich verhindern hierbei ein Ausreißen der Löcher und sorgen für eine möglichst axiale Krafteinleitun^i in das Federungselement.

In Ausgestaltung c.. · Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Zugelement jeweils an den Enden des Federungselementes durch Anknoten mit diesen verbunden ist Da bei dieser Anordnung Relativ-Verschiebungen zwischen Zugelement und Federungselement im Bereich der Endpunkte ausgeschlossen sind, ergibt sich ein genau vorherbestimmbares, reproduzierbares Federungs- und Dampfungsverhalten der gesamten Anordnung, wie dies beispielsweise zum Vertäuen von Booten oder dergleichen vorteilhaft ist.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn das Zugelement in ungespanntem Zustand von dem Boden der Nute einen Abstand einnimmt

Anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Zugfederungselement; w

F i g. 2 das Endteil des ^ugfederungselementes einer abgewandelten Ausführungsform;

F i g. 3 einen Schnitt durch den Endteil des Zugfederungselementes einer weiteren Ausführungsform;

F i g. 4 den Endte'l des Zugfederungselementes einer ^Γ>5 weiteren Ausführungsform;

F i g. 5 einen Schnitt durch den Endteil des Zugfederungselenicntes nach Fig. 4 und ein durch diesen verlaufendes Seil;

F1 g. 6 ein Verstärkungsteil für den Endteil nach wi Fig. 4 und 5;

F i g. 7 einen Schnitt durch den Endteil des Zugfederungselementes, das mit einem Verstärkungsteil nach F i g. 6 ausgestattet ist;

Fig.8 eine weitere Ausführungsform des Zugfede- t>*> rtingselementes.

Das in Fig. 1 dargestellte Zugfederungselement weist ein Zugelement 2, z. B. ein Seil in bekannter Ausführung und ein Federungselement 4 auf. Das Federungselement 4 ist im wesentlichen stabförmig geformt und besitzt einen zylindrischen Mitteibereich ΰ und zwei vergrößerte Endbereiche 8. Jeder Endbereich 8 besteht aus zwei übereinstimmenden konischen Teilen. Eine Höhlung 10 führt duirch jeden der Endbereiche 8 und mündet einerseits in der Endfläche ti des äußeren Konusteils 52 und andererseits in der Mantelfläche des inneren Konusteils 14. In der Nähe der Mündungen in den Endflächen It verlaufen die Höhlungen 10 vorwiegend in der Achslinie des Federungselementes 4 und gehen dann in eine Schraubenlinie in Richtung auf ihre Mündungen an der Mantelfläche hin über. Das Zugelement 2 führt in die Höhlung 10 hinein und weiterhin auf dem zylindrischen Mittelbereich 6 entlang, in dem es in einer vorgegebenen Zahl von Windungen um den Mantel des zylindrischen Mittelbereiches 6 liegt Das Seil führt weiter in die Höhlung 10 am gegenüberliegenden Endbereich 8 des Federungselementes 4 und schließlich in Achsrichtung aus diesem Endbere'-:« 8 hinaus. Wenn das Zugelement 2, z. B. das Seil, durch ;:ipe Zugkraft an den gegenüberliegenden Seiten des Federungselementes 4 belastet wird, werden die um den Mittelbereich 6 herumlaufenden Windungen des Zugelementes 2 aiesen elastisch zusammendrücken und gleichzeitig die Endbereiche 8 auseinanderziehen und gegeneinander verdrehen in der Weise, daß ein leichtes Abrollen der Windungen erfolgt Auf diese Weise entsteht eine Federwirkung unter Einschluß von Druck-, Zug- und Torsionsbeanspruchung des Federungselementes 4.

F 5 g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Zugfederungselementes. Das bei diesem Zugfederungselement 16 vorgesehene Federungsilement ist im wesentlichen stabförmig und hat einen etwa zylindrischen Mittelbereich 18 und vergrößerte Endbereiche 20, von denen nur einer dargestellt ist. Die Endbereiche 20 weisen eine Öse 22 auf, die quer zur Achse des Federungselementes geöffnet ist Das Zt'gelerrent 2 läuft durch die Öse 22, von dieser weiter in Schraubenlinien eine vorgebbare Zahl von Windungen um den zylindrischen Mittelbereich 18 etwa in der gleichen Weise wie in der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform. Wie gesagt ist das Federungselement 16 an seinem gegenüberliegenden Ende mit einem gleichartigen Endbereich ausgestattet wie der Endbereich 20, wobei der gegenüberliegende Endbereich eine entsprechende Öse aufweist, durch die das Seil verläuft. Die Wirkungsweise des Zugfederungselementes 16 nach F i g. 2 ist im wesentlichen die gleiche wie die der Ausführung nach F i g. 1.

In bestimmten Fäl'en mag es angebracht sein, zur Verstärkung das Federongselement mit Endeinsätzen aus reiferem Material, z. B. Kunststoff, auszustatten, welches hu-ier ist als das Material des übrigen Federungselementc^. F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch den Endbereich eines Federungselemcr.tes dieser Art. Der Einsatz 24 hesitzt eine Höhlung 28, die dieselbe Form h?t wie die Höhlung in der Ausführung nach Fig. I. Die Höhlung 28 geht in ein Loch 30 in dem Gummikörper 26 über. Der Einsatz 24 besitzt ein Teil 32, das in eine entsprechende Ausnehmung im Endbereich des Federungselementes eingesetzt werden kann. Das Zugelement 2 verläuft durch das Federungselement und um dieses herum in der gleichen Art wie die Zugelemente in den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2.

In F i g. 4 bis 7 ist dargestellt, wie das Zugelement mit

dem Federungselement aus Gummi verbunden werden kann, wenn eine Befestigung zwischen Zug- und Federungselement vorgesehen werden soll. Die Endbereiche des Federungselementes sind gleichartig ausgebildet, dementsprechend ist jeweils nur einer der Endbereiche in den Fig.4, 5 und 7 dargestellt. Der Endbereich des Federungselementes 36 weist drei parallele Löcher 38 auf, durch die das Seil 40 in Windungen verläuft. Wie insbesondere F i g. 5 zeigt, ist das Gummimaterial zwischen den benachbarten Enden zweier nebeneinanderliegender Löcher 38 ausgearbeitet, um Nuten 42 und 44 zur Aufnahme zumindest eines Teils des Seilquerschnittes auszubilden. An dem zum freien Ende des Federungselementes gelegenen Loch ist eine ähnliche Nute 46 Und an dem von dem freien Ende am weitesten abgelegenen Loch eine abgewinkelte Nute 48 angebracht, die in einen Windungspfad

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UUbIgUKl VIIlICXIIg Ul»III UUJ t_rWl TV A1TIiJl.ll«.ll Utrll Endbereichen des Federungselementes verlaufen soll.

Um die Festigkeit der Endbereiche zu vergrößern, kann jeder dieser Bereiche mit einem Verstärkungsteil 50 in der in Fig.6 dargestellten Form ausgestattet werden. Das Verstärkungsteil 50 wird in das Gummi, wie in F i g. 7 gezeigt, einvulkanisiert, so daß die Löcher des Verstärkungsteils, die einen etwas größeren Durchmesser besitzen als die Löcher 38 des Federungselementes, konzentrisch zu diesen liegen.

Die Verbindung des Seils mit dem Federungselement in der Fig.4 bis 7 dargestellten Ausführungsform bewirkt eine Klemmbefestigung des Seils 40 gegenüber dem Federungselement, so daß sich das Seil 40 gegenüber dem Federungselement nicht verschiebt, wenn das Zugfederungselement belastet wird. Dieses gewährleistet eine vollständige Rückkehr in die Ufsprungslage, wenn die Zugbeanspruchung aufhört.

Die beschriebene Klemmverbindung des Seils 40 mit dem Federungselement kann auch in anderer Weise bewirkt werden, z. B. durch Anknoten des Seils 40 an die Enden des Federungselementes.

Sofern das Seil 40 an den Enden des Federungsele* riientes befestigt ist, kann das Seil so zwischen den Verbindungen mit dem Federungselement verlaufen, daß es im üngespänntert Zustand des Zugfedertirtgselementes einen Abstand von dem zylindrischen Mittelbereich des Federungselementes einnimmt.

In der in Fig.8 dargestellten Ausführungsform der Erfindung liegt das Seil 52 in einer nach außen hin offenen, schraubenförmigen Nute 54. Hierdurch ist das Seil 52 gegen Beschädigungen geschützt. Weiterhin

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Zugfederungselementes erzielt werden, da eine Verschiebung des Seils entlang des zylindrischen Bereichs des Federelementes nicht stattfinden kann. Demzufolge weist das Zugfederungselement nach Fig.8 eine weniger progressive Charakteristik auf als die Ausführung nach Fig. 1. Gleichfalls kann in der Ausführung nach Fig. 8 das Seil 52 mit den Enden des Federungselementes durch eine Befestigung verbunden werden, ν'Ie sie in Fig.4 bis 7 dargestellt ist. Das Seil kann so gegenüber dem Federungselement verlaufen, daß es im entspannten Zustand des Zugfederungselementes in einem vorgegebenen Abstand von dem Boden der Nute verläuft.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zugfederungselement, insbesondere zum Schleppen oder Festmachen von Gegenständen, bestehend aus einem durchlaufenden, biegsamen Zugelement und einem zv/ischengeschalteten, sich in Richtung des Zugelementes erstreckenden Federungselement aus einem gummielastischen Werkstoff, das an beiden Enden wenigstens eine Öffnung zum Ein- bzw. Austritt des Zugelementes aufweist, wobei das Zugelement im Bereich des Federungselementes gewunden verläuft und zumindest in gespanntem Zustand reibungsschlüssig mit dem Federungselement in Berührung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Federungselement (4,16,26,36) im wesentlichen stabförmig ausgebildet ist und daß das Zugelement (2,40,52) mit einem Teil seiner Länge in etwa schraubenlinienförmig außen um das Federungselement herumgewunden ist.

2. Zugfederungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federungselement (4, 16, 26, 36) einen im wesentlichen zylindrischen Mittelbereich (6,18) aufweist

3. Zugfederungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (52) in einer schraubenförmigen, nach außen hin offenen Nute (54) im Federungselement angeordnet ist.

4. Zugfederungselemerit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endbereiche des Federungselementes (4, 16, 26,36) vergrößert ausgebildet sind und mit Aushöhlungen (10, 28) zur Durchführung is Zugelementes (2) ausgestattet sind.

5. Zugfederungselement nach linem der Ansprüehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (2, 40) durch zumindest zwei im wesentlichen parallele, senkrecht zur Zugrichtung verlaufende Löcher (38) jeweils im Endbereich des Federungselementes (36) gewunden ist.

6. Zugfederungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federungselement (36) im Bereich der Löcher (38) Verstärkungsteilt (50) aufweist.

7. Zugfederungselement nach einem der Ansprüehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (2) jeweils an den Enden des Federungselementes (4, 16, 26, 36) durch Anknoten mit diesen verbunden ist.

8. Zugfederungselement nach einem der Ansprüehe 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen des Zugelementes (2) im ungespannten Zustand vom Boden der Nute (54) einen Abstand einnehmen.

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