DE241812C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 241812 KLASSE 47a. GRUPPE

JAMES DENIS TWINBERROW in WOODSIDE, Hexham-upon-Tyne, Engl.

Kegelfeder aus einem Stahlband von gleichmäßigem Querschnitt, Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Dezember 1909 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf die Gestaltung und Herstellung von Kegelfedern mit rechteckigem Querschnitt, und zwar insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, von Kegelfedern für die Puffer von Eisenbahnwagen.

Die Kegelfedern . werden gewöhnlich ohne Rücksicht auf die Spannungen hergestellt, welche den aufeinander folgenden Windungen

ίο bei Belastung, und zwar besonders bei einem vollständigen Zusammendrücken der Federn zuteil werden, und das gewöhnlich zur Anwendung gelangende Verfahren zur Herstellung solcher Federn besteht darin, daß ein Streifen Stahl auf einen kegeligen Dorn gewunden wird. Auf diese Weise erhält man Federn, bei deren Belastung die Windungen ungleichmäßig beansprucht werden, und welche infolgedessen leicht brechen, da bei starker Belastung ein

ao Teil der Federn außerordentlich stark gespannt wird, ehe die übrigen Teile ihre Spannungsgrenze erreicht haben.

Mit der vorliegenden Erfindung wird die Herstellung einer Kegelfeder bezweckt, bei deren Zusammendrücken gegen Ende der Bewegung eine schnelle Steigerung des Widerstandes stattfindet und deren Spannung an allen Teilen gleich ist, wenn alle Windungen die Unterlags- oder sonstige Auflageplatte erreicht haben.

Bekanntlich steht die von der achsial wirkenden Belastung hervorgerufene Spannung im Verhältnis zum Halbmesser der Windung; damit nun die Feder auf ihrer gesamten Länge gleichmäßig beansprucht wird, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Größe der Neigung einer jeden Windung mit Bezug auf die Grundlinie derartig gewählt, daß die Windungen die Unterlagsplatte erreichen oder in einer entsprechenden Entfernung von ihr zum Stillstand gelangen, wenn die aus der vergrößerten Belastung entstandene Spannung in dem Querschnitt irgendeines Teiles der Feder die zulässige Grenze erreicht hat.

Weiterhin ist bekannt, daß der Betrag, um den sich eine Federwindung unter einer bestimmten Belastung durchbiegt, im gleichen Verhältnis zum Quadrat ihres Halbmessers Steht; gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun die Steigung der Windungen so gewählt, daß sie im unbelasteten Zustande der Feder diesem Verhältnis entspricht.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht; es ist

Fig. ι die Darstellung der Bauart einer Schablone zur Herstellung der Kegelfedern,

Fig. 2 ein senkrechter Schnitt durch eine gemäß der Erfindung hergestellte Kegelfeder.

Für die Herstellung einer Kegelfeder nach dem neuen Verfahren dient ein Stück Flachstahl, das außer an den Enden, welche ausgezogen sind, um der ersten und letzten Windung innen und außen eine Zylinderform zu geben, überall denselben Querschnitt hat. Dieser Streifen wird auf einen Dorn von parabolischer Gestalt gewickelt. Die. Grundlinie der Parabel ist gleich dem mittleren Durchmesser der größten

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oder Außenwindung der Feder, während die Länge ihrer Achse dem Betrage entspricht, um welchen die Windung bei einer bestimmten Belastung durchgebogen wird. Die Schablone zur Herstellung, des Domes erhält man in folgender Weise:

Zunächst konstruiert man eine Parabel, deren Grundlinie gleich dem mittleren Durchmesser der äußeren Windung p der Schraubenfeder h

ίο ist und deren Längsachse q-r dem Maß ententspricht, um welches die Windung f bei einer bestimmten Belastung gespannt wird. Die Grundlinie wird entsprechend der gewünschten Zahl der Windungen vom linken und rechten Ende aus in einzelne der beabsichtigten Lage der Federwindungen entsprechende Strecken geteilt. Die Verbindungslinien der Schnittpunkte der in den Teilpunkten errichteten Senkrechten mit der Parabel entsprechen dem mittleren Durchmesser der einzelnen Windungen. Diese Durchmesser schneiden die Achse in den Punkten s, t, u, v, w und die Abstände r-s, r-t, r-u, r-v, r-w entsprechen den Beträgen, um welche die zugehörigen Windungen bei einer gewissen Belastung in gleichmäßiger Weise beansprucht werden.. Diese Strecken r-q, r-s, r-t usw. trägt man nacheinander auf einer parallel zur Mittelachse gezogenen Linie auf und zieht durch die Punkte Parallelen zur Grundlinie, die sich mit den in den Teilpunkten der Grundlinie errichteten Senkrechten schneiden. Die durch die Schnittpunkte der Senkrechten der Grundlinie mit den zugehörigen Wagerechten gezogene Kurve gibt die in Fig. 1, dargestellte Parabelform für den Dorn, über den durch Wickeln des Stahlbandes mit der gegebenen Steigung die Feder von der' gewünschten Stärke hergestellt wird.

Claims (2)

Patent-An Sprüche:

1. Kegelfeder aus einem Stahlband von gleichmäßigem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß im unbelasteten Zustand die Neigungen der Federwindungen von der Achse nach außen hin im Verhältnis der Quadrate der zugehörenden Windungshalbmesser zunehmen.

2. Verfahren zur Herstellung der Kegelfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlband über einen durch Drehen einer Parabel um ihre Achse begrenzten Dorn gewickelt wird, wobei die Grundlinie der Parabel gleich dem mittleren Durchmesser der größten oder Außenwindung der Feder ist, während die Länge ihrer Achse dem Betrage entspricht, um welchen die Feder bei einer bestimmten Belastung durchgebogen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.