DE2329725C2 - Bandfeder aus einem Metallband - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bandfeder aus einem Metallband der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art

Die bekannte Bandfeder (CH-PS 1 81 861) weist eine Querschnittsverformung auf, die vom Spannungs- bzw. Wickelzustand abhängig ist Dieser bleibenden Querschnittsverformung überlagert sich beim Aufwickeln oder Spannen der Feder eine elastische Verformung, die sich beim Abwickeln oder Entspannen wieder zurückbildet, bis die bleit nde Querschnittsform erreicht ist Eine solche Bandfeder weist zwar aur*¹ ein Energiespeicherbzw. Energieübertragungsvermögen auf, das jedoch vergleichweise gering ist

Es ist ferner eine Bandfeder bekannt (US-PS 33 63 891) bei der eine Streckung der Federränder über die Elastizitätsgrenze hinaus vorgesehen ist Diese Materialstreckung soll dazu dienen, die konkave Seite der Federkrümmung in bezug auf den Mittelpunkt der aufgewickelten Feder zur konvexen Seite zu machen, wenn die Feder aufgewickelt wird. Dies bedeutet, die Richtung der Querkrümmung der Feder im aufgewickelten Zustand unterscheidet sich von derjenigen im gewickelten Zustand dadurch, daß beim Aufwickeln bzw. Abwickeln der Federquerschnitt vollständig flachgelegt wird, um sich dann zur entgegengesetzten Seite hin zu krümmen. Diese Feder ändert also die Richtung der Querkrümmung beim Auf- und Abwickeln, wodurch ihre Energiespeichereigenschaften relativ gering sind. Der letztgenannte Nachteil ist auch bei einer weite ι ι bekannten Bandfederkonstruktion (AT-PS 2 57 282) nicht beseitigt, da auch hier die Federquerschnitte beim Aufwickeln vollständig eingeebnet bzw. abgeflacht werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Bandfeder der genannten Art so auszubilden, daß sie ein Energiespeichervolumen aufweist, das demjenigen größerer und dickerer Federn vergleichbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs gelöst,

Bei dieser Konstruktion ist die Bandmitte durch in Querrichtung verlaufende Wellen zusammengepreßt, also bleibend Verformt, Während die Bandränder nicht Über die Elastizitätsgrenze hinaus gedehnt sind. ZwU sehen den Wellen treten somit Vertiefungen auf, die sich zu den Bandfederrändern hin verflachen und mit Abstand Vor diesen Rändern enden. Dadurch erhält die Bandfeder eine gekrümmte Querschnittsform, die allein auf die Vertiefungen zurückzuführen ist, welche ein Zusammenpressen des Mittelteils der Feder bewirken. Beim Aufwickeln dieser Bandfeder wird der Querkrümmungsbogen aufgrund der durch die Vertiefungen geschaffenen bleibenden Verformungen nur geringfügig abgeflacht, so daß diese Feder ein ausgezeichnetes Energiespeichervermögen aufweist

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der ίο Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert In der Zeichnung zeigen

F i g. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bandfeder,

F i g. 2 eine Querschnittsansicht der Bandfeder von F i g. 1, längs der Linie b-8 in F i g. 1,

Fig.3 eine geschnittene Seitenansicht des die Vertiefungen in die Federoberfläche einformenden Teils der Herstellungsvorrichtung,

F i g. 4 eine senkrechte Querschnittsansicht !ängs der Linie 12-12 in Fig.4,

F i g. 5 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der in F i g. 3 zu sehenden Bandfeder,

Fig.6 eine senkrechte Querschnittsansicht der Bandfeder, längs der Linie 14-14 in F i g. 3,
F i g. 7 eine schematische Seitenansicht der zur Herstellung der Bandfeder benutzten Vorrichtung,

F i g. 8 eine vergrößerte Querschnittsansicht längs der Linie 2-2 in Fig.7, aus der die erste Reihe Querkrümmungsrollen ersichtlich ist,

F i g. 9 eine vergrößerte Querschnittsansicht längs der Linie 3-3 in Fig 7, die die zweite Reihe Querkrümmungsrollen zeigt,

Fig. 10 eine vergrößerte Querschniitsansicht längs der Linie 4-4 in F i g. 7, die die dritte Reihe Querkrümmungsrollen zeigt und

F i g. 11 eine senkrechte Querschnittsansicht der Vorrichtung längs der Linie 5-5 in F i g. 7.

In Fig. 1 ist mit A' eine gekrümmte Bandfeder bezeichnet, die aus einem flachen, nicht vorgespannten Band hergestellt wird, beispielsweise aus Federstahl, Messing oder dgl. bestehend und gegebenenfalls vorher geglüht werden kann. Die Feder A ist vorgespannt und nimmt daher in ihrem Ruhezustand eine aufgespulte Form ein. Dieser Feder wurde bei ihrer Herstellung eine Querkrümmung der in F i g. 2 bei 1 gezeigten Art aufgedrückt, wodurch sie einen gebogenen Querschnitt mit einer konkaven Bandoberseite und einer konvexen Bandunterseite erhalten hat, wobei jedoch die Bandränder 2, 2' der Feder A' nicht bleibend verformt worden sind.

Die im obigen verwendeten Begriffe Oberseite und Unterseite sind auf einen Betrachter der Feder bezogen, e'so im Hinblick auf den gebogenen Querschnitt der Feder so zu verstehen, daß die konvexe Seite der Feder im aufgewickelten oder aufgespulten Zustand der Feder , gegen die Federmitte gerichtet ist, während die entgegengesetzte konkave Federseite nach außen oder von der Spulenmitte weggerichtet ist.

Aufgrund dieser Krümmungsform des Federquer-Schnitts hat jede Federwindung einen konkav-konvexen Querschnitt, und zwar auch im Ruhezustand oder entspannten Zustand der Feder,

In den Fig.7 — 11 sind die Arbeitsschritte zur Herstellung der Bandfeder A' dargestellt. Die Bandfedern Werden aus einem langen, ungespannten, flachen Bandmaterial r erzeugt, das in Form eine Spüle R vorliegt, von der das Band kontinuierlich zu der mit B bezeichneten, in Fig,7 nur schemätisch dargestellten Herstel-

!ungsvorrichtung gefördert wird. Die Spule R ist auf einer drehbar gelagerten Trommel 3 angeordnet, von der das Bamd r durch eine Reihe Rollen einer Verformungsrollenkette hindurchgeführt wird, wodurch dem ursprünglich ungespannten Band r eine Querkrümmung erteilt wird. Zu dieser Rollenkette gehört eine erste Reihe Rollen 4,5(Fi g. 8) mit zueinanderpassenden Formiteilen 4', 5'. Diese erste Rollenreihe dient dazu, dem Band r eine verhältnismäßig flache Querkrümmung zu erteilen, die durch eine zur Bandoberseite weisende konkave Form gekennzeichnet ist Eine zweite Rollenreihe 6, 7 übernimmt danach das Band r und ist mit zueinander passenden Formteilen 6', T (F i g. 9) ausgestattet, die konvex bzw. konkav geformt sind, und zwar mit größerer Tiefe. Diese Formteile 6', T arbeiten zusammen, um die anfängliche Querkrümmung des Bandes rzu vergrößern. Eine dritte Rollenreihe, die in F i g. 10 dargestellt und mit 8,9 bezeichnet ist, übernimmt dann das Band r, und ihre zueinander passenden Formteile 8', 9' vollenden im wesentlichen die Querkrümmungsformung des Bandes, indem sie letzteres in Querrichtung so biegen, daß es einen annähernd rohrförmigen Querschnitt erhält

Wie aus den Fig.8—11 ersichtlich, sind die Rollen der Verformungsrollenketten auf angetriebenen WeI-len s gelagert Das von den Rollen 8,9 ablaufende Band wird zwischen die Verformungsscheiben 10,11 gelenkt, die, wie bei 10' bzw. 11' gezeigt, konvex bzw. konkav ausgebildet sind. Bei der Anpassung des Bandquerschnitts an die konkave Form der Scheibe 11 werden seine Längsränder nicht über die Streckgrenze des Bandmaterials hinaus gedehnt Wenn sich das Band r durch die Verformungsscheiben 10, 11 bewegt, komm» es mit dem komplementären Endteil 12 eines Verformungsschuhs 13 in Eingriff, der bewirkt, daß das Band r, während es die ihm aufgedrückte Querkrümmung beibehält abwärts um den normalerweise vorderen Endteil der Scheibe 11 gedreht wird, der in etwa der Bandform entspricht Durch diesen Vorgang wird das Band in eine Spulen- oder Spiralform gebogen, wobei es eine Vorspannung erhält Aufgrund der relativen Länge des komplementären Teils 12 des Schuhs 13 neigt das Band rdazu, sobald es mit dem Schuh 13 außer Berührung kommt, einen etwas größeren Krümmungsradius anzunehmen, als der Scheibe 11 entspricht, so daß das Band r in seitliche Richtung von der Scheibe 11 wegläuft

Im Ruhezustand weist dann die Bandfeder eine Querkrümmung und eine Krümmung in Längsrichtung auf, die durch das Zusammenwirken des Schuhs 13 und der Scheibe 11 entstanden sind und die beim Spannen der Feder, also beim Aufspulen, nicht beseitigt werden, so daß sich die Bandfeder dann nicht oder nur geringfügig glättet

Mit Hilfe der in F i g. 3 gezeigten Vorrichtung wird die Bandmitte durch in Querrichtung verlaufende Wellen zusammengepreßt Zu diesem Zweck wird das querverformte Band rzwischen die beiden Formen 30,31 gelenkt, die am Rande konvexe und konkave Ausbildungen 30' bzw. 31' aufweisen, wie aus F i g. 4 ersichtlich.

Diese Formen sind mit zusammenwirkenden Zähnen 32, 33 ausgestattet, die so bescheren sind, daß sie in Längsrichtung mit Abstand getrennte, iich in Querrichtung erstreckende Vertiefungen 34 in der Oberfläche des den gebogenen Querschnitt h aufweisenden Bandes erzeugen, welche aufgrund ihres Abstands den Mittelteil der Bandfeder A' eine gewählte Konfiguration verleihen. Diese Vertiefungen 34 sind in ihren Mittelabschnitten verhältnismäßig tief und verflachen in Richtung auf die Ränder der Feder, um in einem Abstand vor den Rändern zu enden, wie aus den F i g. U und 6 ersichtlich. Diese Vertiefungen bewirken somit ein Zusammenpressen des Mittelteils der Feder, wodurch die Feder sowohl im entspannten oder abgewickelten Zustand als auch im gespannten oder aufgewickelten Zustand die konkav-konvex gekrümmte Querschnittsform beibehält Die Vertiefungen 34 können aber klein genug sein, um die Reibung innerhalb der Federspule nicht zu behindern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Bandfeder aus einem Metallband, das einen gebogenen Querschnitt mit konkaver Bandoberseite und konvexer Bandunterseite aufweist, wobei die Bandränder der Feder nicht bleibend verformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandmitte der Feder (AO durch in Querrichtung verlaufende, in Längsrichtung mit Abstand nebeneinanderliegende Wellen zusammengepreßt ist, die zwischen sich Vertiefungen (34) bilden, welche in Richtung auf die Ränder der Feder (AO verflachen und mit Abstand vor den Rändern enden und durch die die Feder sowohl im entspannten oder abgewickelten Zustand als auch im gespannten oder aufgewickelten Zustand die konkav-konvex gekrümmte Querschnittsform beibehält