DE2506420B2

DE2506420B2 - Nichtzylindrische, gewundene Druckfeder aus Draht mit kreisförmigem Querschnitt, insbesondere zur Anwendung bei Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2506420B2
Application number: DE2506420A
Authority: DE
Inventors: Arthur 5251 Berghausen Borlinghaus
Original assignee: Gebr Ahle 5253 Lindlar
Current assignee: Gebr Ahle 5253 Lindlar
Priority date: 1975-02-15
Filing date: 1975-02-15
Publication date: 1978-06-29
Also published as: US4077619A; AU497661B2; FR2300939A1; IN146204B; DE2506420C3; ES445028A1; AU509690B2; JPS5836216B2; CH598506A5; SE424574B; DK139947C; SE7601652L; BE838555A; ATA40476A; BR7600898A; GB1503423A; NL7600659A; IE43822L; DE2506420A1; ZA76686B

Description

daß auch der Abstand des Druckmittelpunktes vom geometrischen Mittelpunkt im wesentlichen konstant bleibt. Bei einer Kegel- oder Doppelkegelstumpffeder mit progressiver Kennlinie verändert sich jedoch dieser Durchmesser, und zwar wächst er mit wachsender Belastung. Dies hat zur Folge, daß der Druckmittelpunkt mit wachsender Last nach außen wandert, d. h. vom geometrischen Mittelpunkt weg. Der Abstand der beiden Punkte wird also mit wachsender Belastung größer, und demzufolge steigt das auf die Unterlage ausgeübte Drehmoment stark an.

Ein weiterer Nachteil der Kegel- oder Doppelkegelstumpffeder ist darin zu sehen, daß sie bei gleichem Kennlinienverlauf einen gegenüber der zylindrischen Feder größeren Außendurchmesser aufweist, der die Anwendung solcher Federn in vorhandenen Konstruktionen nicht zuläßt. Doppelkegelstumpffedern haben zudem herstellungstechnische Nachteile, da sie nicht ohne weiteres auf einen Dorn gewickelt werden können.

Schließlich sind Druckfedern, die sich aus einem zylindrischen Teil und ein oder zwei kegelstumpfförmigen Teilen zusammensetzen, grundsätzlich bereits bekannt (s. ATZ 76 [1974], Seite 385 bis 390).

Diese bekannten Druckfedern werden zunächst nur für linearen Kennlinienverlauf empfohlen, während bezüglich der Federn dieser Bauart mit progressivem Kennlinienverlauf zusätzliche Nachteile angegeben werden und daher von ihrer Verwendung im Kraftfahrzeugbau abgeraten wird.

Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine nichtzylindrische, gewundene Druckfeder der obenerwähnten Bauart überraschenderweise eine Reihe beträchtlicher Vorteile gegenüber den weiter oben erwähnten bekannten Federn anderer Bauart aufweisen kann.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine in Rede stehende, in ihren Einbauabmessungen den Abmessungen einer zylindrischen Schraubendruckfeder mit gleicher Kennlinie entsprechende Schraubendruckfeder derart zu gestalten, daß sie ein verbessertes Knickverhalten aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht bei einer Druckfeder der eingangs beschriebenen Bauart erfindungsgemäß dadurch, daß die Drahtdicke jedes kegelstumpfförmigen Teils von seinem freien Ende her mindestens auf einem Teil der Windungen zunächst zunimmt bis zu dem Wert, der größer ist als die Drahtdicke am Ende der Windung mit kleinstem Durchmesser.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Feder zur verfeinerten Lösung der gestellten Aufgabe sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Da sich die auszuschaltenden Windungen ineinander legen und eine Drahtberührung nicht stattfindet, entspricht die erfindungsgemäße Feder hinsichtlich der Geräuschfreiheit in etwa der beschriebenen Kegel- oder Doppelkegelstumpffeder.

Im Unterschied zu der Kegel- oder Doppelkegelstumpffeder werden aber bei der erfindungsgemäßen Feder zuerst die Windungen mit größtem Windungsdurchmesser ausgeschaltet. Dies hat zur Folge, daß bei zunehmender Belastung der wirksame Windungsdurchmesser, der seinen Druck auf die Unterlage übergibt, abnimmt. Das bedeutet, daß der Druckmittelpunkt mit wachsender Last nach innen zum geometrischen Mittelpunkt der Feder hin wandert und das auf die Unterlage ausgeübte Drehmoment mit wachsender Belastung kleiner wird.

Der bei der erfindungsgemäßen Feder gegebenenfalls in der Mitte oder an einer Seite liegende zylindrische Teil, der die Federkräfte nach dem Ausschalten der Windungen des kegelstumpfförmigen Teils aufnimmt, knickt entgegen den allgemein für zylindrische Federn geltenden mathematischen Bedingungen (s. hierzu DIn 2089, S. 7, Abschnitt 6.2) nicht aus, weil die vor dem Punkt Pe auftretenden Kräfte auf einem größeren Windungsdurchmesser abgestützt werden, nämlich am kegelstumpfförmigen Teil der Feder an beiden Enden bzw. an einem Ende der Feder. Auf diese Weise wird es möglich, mit Längen- und Durchmesserfederwegverhältnissen zu arbeiten, die bei einer normalen zylindrischen Schraubendruckfeder zum Ausknicken führen und daher besondere Führungsmaßnahmen ei forderlich machen würden.

Wie weiter unten anhand einer Vergleichsberechnung noch gezeigt wird, bietet die erfindungsgemäße Feder auch große Vorteile hinsichtlich des Verhältnisses der größten Drahtdicke des kegelstumpfförmigen Teils zur Drahtdicke des zylindrischen Teils.

Im folgenden werden zunächst anhand der Fig. 1 bis 8 zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Druckfeder näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Kennlinienverlauf der erfindungsgemäßen Druckfeder;

Fig.2 zeigt in Seitenansicht eine mit zwei kegelstumpfförmigen Teilen (Taillenfeder);

F i g. 3 zeigt die Feder nach F i g. 2 im Grundriß;

Fig.4 zeigt die Feder nach Fig.2 in einer Seitenansicht im vollständig blockierten Zustand;

F i g. 5 zeigt in gegenüber den F i g. 2 bis 4 leicht vergrößerter Darstellung den Verlauf des Drahtquerschnittes bei der Feder nach den F i g. 2 bis 4;

F i g. 6 zeigt in Seitenansicht eine Feder mit einem kegelstumpfförmigen Teil;

F i g. 7 zeigt die Feder nach F i g. 6 im vollständig blockierten Zustand;

F i g. 8 zeigt in gegenüber den F i g. 6 und 7 leicht vergrößerter Darstellung den Verlauf des Drahtquerschnittes bei der Feder nach den F i g. 6 und 7.

In F i g. 1 bedeutet P die wirkende Kraft und L der entsprechende Federweg. Vom Punkt P=O bis Punkt Pa ist der Kennlinienverlauf linear, von Pa bis feist der Kennlinienverlauf progressiv ansteigend, um von Pe bis Pb ι wieder linear zu werden.

Innerhalb des progressiven Verlaufs der Kennlinie legen sich die Windungen des kegelstumpfförmigen Teils bzw. der kegelstumpfförmigen Teile der erfindungsgemäßen Feder sukzessive spiralförmig ineinander und an die Auflagefläche an. Wenn an der Stelle Pe alle Windungen des kegelstumpfförmigen Teils ausgeschaltet sind, ist der weitere Kennlinienverlauf wieder linear, wobei ein Blockieren des gegebenenfalls zylindrischen Teils der Feder in der Praxis im allgemeinen nicht erreicht wird.

Die in den Fig. 2 bis 4 dargestellte Feder besitzt einen zylindrischen Teil 1 mit konstanter Drahtdicke. An den zylindrischen Teil 1 schließt sich an beiden Enden jeweils ein kegelstumpfförmiger Teil 2a bzw. 2b an. Die beiden kegelstumpfförmigen Teile 2a und 2b besitzen inkonstante Drahtdicke und schließen sich an den zylindrischen Teil 1 so an, daß ihr kleinster Windungsdurchmesser unmittelbar an den Windungsdurchmesser des zylindrischen Teils anschließt und die Windungen mit dem größten Windungsdurchmesser an den Federenden liegen und im in Fi g. 2 dargestellten entspannten Zustand der Feder allein auf den

Auflageflächen 3a bzw. 3b aufliegen.

Wie aus F i g. 3 hervorgeht, weisen die beiden Endwindungen der Feder über einen mit Ko bezeichneten Bereich von ca. ³A Windung, also über den Bereich, der ständig an den Auflageflächen anliegt und an der Federarbeit nicht teilnimmt, konstante Drahtdicke auf.

In Fig.4 ist die Feder nach Fig.2 im völlig blockierten Zustand dargestellt. Dabei liegen die Windungen der beiden kegelstumpfförmigen Teile 2a und 2b spiralförmig ineinander und die Windungen des zylindrischen Teils 1 aufeinander. Beim Zusammendrükken der Feder legen sich zunächst die Windungen der kegelstumpfförmigen Teile 2a und 2b mit wachsender Belastung an die Auflageflächen 3a bzw. 3b an. Erst wenn die Windungen der kegelstumpfförmigen Teile vollständig an den Auflageflächen anliegen, kommt es bei weiterer Erhöhung der Belastung zum Blockieren der Windungen des zylindrischen Teils 1.

In Fig.5 ist die Feder im ungewinkelten Zustand dargestellt zur Verdeutlichung des Verlaufes der Drahtdicke. Die angegebenen Maßzahlen beziehen sich auf die Einheit mm, was aber von untergeordneter Bedeutung ist, da sie nur die Längen- und Dickenverhältnisse illustrieren sollen. Jeder der beiden kegelstumpfförmigen Teile 2a und 2b der Feder beginnt am äußeren Ende mit einem Absland Ko konstanter Drahtdicke. Seine Länge entspricht, wie schon erwähnt, etwa einer ³A Windung der fertigen Feder. Es folgt dann von außen nach innen ein Abschnitt Z\ ansteigender Drahtdicke, ein weiterer Abschnitt Zi ebenfalls ansteigender Drahtdicke, aber mit geringerer Dickenzunahme pro Längeneinheit, ein Abschnitt K\ konstanter Drahtdicke und schließlich ein Abschnitt A mit abnehmender Drahtdicke, in dem die Drahtdicke von ihrem Maximalwert auf den Wert des zylindrischen Teils 1 der Feder abfällt. Der zylindrische Teil der Feder besteht lediglich aus einem Abschnitt K2 mit konstanter Drahtdicke.

Das Verhältnis von maximaler Drahtdicke im Abschnitt K\ zur Drahtdicke im Abschnitt K2 des zylindrischen Teils besitzt bei der dargestellten Feder den Wert 1,05. Das Verhältnis der Gesamtlänge der Feder zur Länge des zylindrischen Teils beträgt ca. 2,26.

Die in den F i g. 6 und 7 dargestellte Feder besitzt einen zylindrischen Teil U, an den sich an einem Ende ein kegelstumpfförmiger Teil 12 so anschließe daß die Endwindung des kegelstumpfförmigen Teils mit dem größten Windungsdurchmesser gleichzeitig die eine Endwindung der Feder ist. Das freie Ende des kegelstumpfförmigen Teils 12 stützt sich an einer Auflagefläche 13a ab. während sich das freie Ende des zylindrischen Teils Il an einer Auflagefläche 136 abstützt.

In Fig. 7 ist die Feder in vollständig blockiertem Zustand dargestellt. Die Windungen des kegelstumpfförmigen Teils 12 liegen spiralförmig ohne sich zu berühren ineinander, während die Windungen des zylindrischen Teils Il aufeinanderlicgen. Auch bei dieser Ausführungsform legen sich bei wachsender Belastung zunächst die Windungen des kegelstumpfförmigen Teils 12 nacheinander an die Auflagefläche 13;/ an. I>st nach vollständiger Ausschaltung aller Windungen des kcgelMumpfförmigcn Teils 12 legen sich bei weiter zunehmender Belastung schließlich die Windungen ties zylindrischen Teils 11 aufeinander.

In V i g. 8 isi die Feder zur Erläuterung des Verlaufes der Dnihtdiekc im ungcwickellen Zustand dargestellt. Die eingetragenen Maßznhlcn beziehen sich wieder iiuf die Einheit mm und sind in erster Linie zur lllustratioi der Längen- und Dickenverhältnisse gedacht.

An dem Ende der Feder, das den kegelstumpfförmi gen Teil 12 aufweist, befindet sich außen ein Abschnit Ko mit konstanter Drahtdicke, der sich ca. über eine ³/ Windung erstreckt und den stets an der Auflageflächi anliegender^ Teil der Endwindung bildet. An dei Abschnitt Ko schließt sich ein Abschnitt Zi an, der eini zunehmende Drahtdicke aufweist. Auf diesen folgt eil Abschnitt Zi, der ebenfalls eine zunehmende Drahtdicki besitzt, aber mit geringerer Djckenzunahme pr( Längeneinheit. Auf den Abschnitt Z2 folgt ein Abschnit K\ konstanter Drahtdicke, der von einem Abschnitt / mit abnehmender Drahtdicke gefolgt wird. Im Abschnit A nimmt die Drahtdicke von ihrem Maximalwert wiedei ab bis zurn_Wert des sich an diesen anschließender Abschnitt K2, der den zylindrischen Teil 11 der Fedei bildet und konstante Drahtdicke aufweist.

Vergleichsberechnungen haben ergeben, daß di< erfindungsgemäße Feder in einigen Eigenschaften einei zylindrischen Feder und einer Doppelkegelstumpffedei mit gleichem Kennlinienverlauf deutlich überlegen ist.

Dies soll im folgenden anhand eines Vergleich; gezeigt werden. Es werden miteinander verglichen:
I. eine zylindrische Schraubendruckfeder mit inkon

stanter Drahtdicke,
II. eine Doppelkegelstumpffeder mit inkonstantei Drahtdicke,

III. eine Feder nach der Erfindung mit zwei kegel stumpfförmigen Teilen (Taillenfeder), welche in konstante Drahtdicke aufweisen.

Der Kennlinienverlauf aller drei Federn wird al:

gleich angenommen und entspricht dem in Fig. 1 dargestellten Verlauf. Dabei sind die Fig. 1, 2 und 4 dei Zeichnungen auf dem Zeichenblatt so angeordnet, daf.

sich die in den F i g. 2 und 4 dargestellten Zustände dei entspannten bzw. vollständig blockierten Feder direk in das Diagramm der F i g.-l hineinprojezieren lassen Für alle Berechnungen wurden einheitliche Beanspru chungen τ in den einzelnen Kennlinienteilen zugrunde gelegt.

In Tabelle 1 sind die Kennliniendaten gemäß den ir F i g. 1 angegebenen Größen zusammengestellt.

Tabelle 1

III

Ul',)	[kp/mm]	85	85	85
id'.,)	[kp/mm]	85	55,5	85
iO'hi*	1 [kp/mm]	104,5	104,5	104,5
'·/. ~	L_m Imm]	19	19	19
/.., -	L_m [mm]	126	126	126
L_n -	Lm [mm]	243	243	243

Die Bedeutungen der verschiedenen Federwege L isi I"ig. I zu entnehmen. Da die Blocklängcn Lm dei verschiedenen Federn I, Il und Il sehr verschieden sind ist in Tabelle 1 der jeweilige Federweg, der den Punktcr O, P\ und Pi zugeordnet werden muß, unter Abzug dei jeweiligen Blocklängc angegeben.

Die Berechnung der Federn erfolgte in grundsätzlich bekannter Weise schrittweise in einem Nähcrungsvcr· fahren (s. hierüber grundsätzlich DIN 2089; sowie Sonderdruck: A. Borlinghaus »Schraubendruckfc·

dem mit progressiver Kennlinie aus Stäben oder Drähten mit inkonstantem Durchmesser« insbesondere Seite 15, Abschnitt 1 —4 und Abschnitt 6, sowie »Kegelstumpf- und Doppelkegelstumpf-Schraubendruckfedern mit minimaler Bauhöhe, maximaler Werkstoffausnutzung, mit beliebigen linearen oder progressiven Kennlinien aus Drähten oder Stäben mit inkonstantem Durchmesser« insbesondere Seite 11 — 18, Herausgeber Gebrüder Ahle, Karlsthal). Die Berechnung kann zweckmäßig mit dem Kennlinienteil zwischen den Punkten Pe und Pb i, der dem zylindrischen Federteil entspricht, beginnen.

Hinsichtlich der größten und kleinsten Drahtdicke der federnden Windungen bei den berechneten Federn ergeben sich folgende Beziehungen:

I. Zylindrische Feder:
d_max

II. Doppelkegelstumpffeder:

max 1 / "t: ' Pur

Li. ~V Pa A™'

111. Taillen-Feder:

max _ 1 I Pe ' Dmin ι y ρ . Γ)

■min · * A Ltmax

In diesen Beziehungen bedeuten d_max die maximale Drahtdicke, d_mm die minimale Drahtdicke bzw. bei der Taillenfeder die Drahtdicke am zylindrischen Teil; P_E und Pa sind in Fig. 1 entnehmbare Kräfte am Anfang und am Ende des progressiven Teiles der Kennlinie; D_m,_x ist der größte Windungsdurchmesser und Dmm ist der kleinste Windungsdurchmesser.

Aus diesen Beziehungen ergibt sich deutlich, daß bei gleichem Verhältnis von Pe zu Pa das Verhältnis von maximaler zu minimaler Drahtdicke bei der Doppelkegelstumpffeder am größten und bei der Taillenfeder am kleinsten ist. Dies ist nicht nur im Hinblick auf den Materialverbrauch bei der Reduzierung der Drahtdicke von Bedeutung, sondern durch die großen Drahtdickenverhältnisse wird bei der zylindrischen Feder und erst recht bei der Doppelkegelstumpffeder das Verhältnis Pa zu Pfselbst begrenzt, und zwar beim Schmieden oder Drücken des Drahtes, wegen der mit der Drahtdickenreduzierung verbundenen Festipkeitserhöhung und beim Ziehdrehen wegen des zu geringen RestquerSchnittes des Drahtes, der zum Abreißen des Drahtes durch die Zug- und Drehkräfte führt

In Tabelle 2 sind die Eigenschaften und Abmessungen der einander gegenübergestellten Federn I bis II aufgeführt.

	Tabelle 2	I	II	III	?'■■'.
		ZyI. Feder	Doppel	Taillen	%:*
IO			kegel	feder	*'''X.* I
			stumpfleder
		119	166	120	fc
15	Max. Außen				i !■
	durchmesser				t Ϊ
	[mm]	93,5	40	43,3
	Min. Innen				I
	durchmesser
20	[mm]	102	28	97
	Blocklänge [mm]	2,098	2,073	1,995
	Fertiggewicht
	[kg]	8,85	14,60	10,60
25	Größter Draht
	durchmesser
	d_max [mm]	12,75	9,00	8,9	i
	Kleinster Draht
	durchmesser d_mm	1 AA	1 (,>*	1 IO
30	[mm]

Aus Tabelle 2 ist zu entnehmen, daß die erfindungsgemäße Taillenfeder in ihrem größten Außendurchmesser in etwa dem Außendurchmesser einer zylindrischen Feder entspricht, während die Doppelkegelstumpffeder einen wesentlich größeren Außendurchmesser aufweist In der Blocklänge liegt die erfindungsgemäße Feder etwas niedriger als eine zylindrische Feder. Diese Abmessungen zeigen, daß sich die erfindungsgemäße Feder in dem gleichen Raum wie die zylindrische Feder unterbringen läßt, womit die Austauschbarkeit gegeben

Besonders deutlich zeigt sich die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Feder hinsichtlich der Größe -^-.

Dieses Drahtdickenverhältnis ist in dem berechneten so Beispiel bei der Taillenfeder gegenüber der zylindrischen Feder um ca. 17%, gegenüber der Doppelkegelstumpffeder um ca. 26% niedriger.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Nichtzylindrische, gewundene Druckfeder aus Draht mit kreisförmigem Querschnitt, insbesondere zur Anwendung bei Kraftfahrzeugen, die eine teilweise progressiv verlaufende Kennlinie besitzt und aus mindestens zwei einstückig miteinander verbundenen Teilen besteht, von denen einer als kegelstumpfförmiger Teil ausgebildet ist, an den sich ein zylinderförmiger oder ein weiterer kegelstumpfförmiger Teil so anschließt, daß die Windungen mit größtem Windungsdurchmesser jeweils an einem Ende bzw. beiden Enden der Feder liegen, wobei der zylinderförmige Teil eine konstante und jeder kegelstumpfförmige Teil eine mindestens auf einem Teil der Windungen inkonstante Drahtdicke aufweist, wobei die Drahtdicke von einem Wert der größer ist als die Drahtdicke am Ende der Windung mit kleinstem Windungsdurchmesser abnimmt bis hin zur Drahtdicke am Ende der Windung mit kleinstem Windungsdurchmesser und bei der bei Höchstbelastung die Windungen jedes kegelstumpfförmigen Teils in Form einer Spirale ineinanderliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtdicke jedes kegelstumpfförmigen Teils (2a, 2b, 12) von seinem freien Ende her mindestens auf einem Teil der Windungen zunächst zunimmt bis zu dem Wert, der größer ist als die Drahtdicke am Ende der Windung mit kleinstem Windungsdurchmesser.

2. Druckfeder nach Anspruch 1 mit einem kegelstumpfförmigen Teil, an den sich ein zylinderförmiger Teil anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den zylinderförmigen Teil (1) ein weiterer kegelstumpfförmiger Teil (2b) so anschließt, daß die Windung mit größtem Windungsdurchmesser an einem der freien Enden der Feder liegt, und daß bei diesem weiteren kegelstumpfförmigen Teil (2b) die Drahtdicke ebenfalls von seinem freien Ende her mindestens auf einem Teil der Windungen zunächst zunimmt bis zu dem Wert der größer ist als die Drahtdicke am Ende der Windung mit kleinstem Windungsdurchmesser.

3. Druckfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtdicke am freien Ende jedes kegelstumpfförmigen Teils kleiner ist als die Drahtdicke am Ende der Windung mit kleinstem Windungsdurchmesser.

4. Druckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem kegelstumpfförmigen Teil zwischen dem Bereich zunehmender (Z\ und Zi) und dem Bereich abnehmender (A) Drahtdicke ein Bereich konstanter (K\) Drahtdicke angeordnet ist.

5. Druckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei jedem kegelstumpfförmigen Teil (2a, 2b) der Bereich zunehmender Drahtdicke aus mindestens zwei Abschnitten (Z\ und Zi) zusammensetzt, die eine voneinander verschiedene Dickenzunahme pro Länge aufweisen.

6. Druckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende jedes kegelstumpfförmigen Teils die Drahtdicke über eine Drahtlänge, die bis zu einer ³A Windung der Feder entspricht, konstant ist.

Die Erfindung betrifft eine nichtzylindrische, gewundene Druckfeder aus Draht mit kreisförmigem Querschnitt, insbesondere zur Anwendung bei Kraftfahrzeugen, die eine teilweise progressiv verlaufende Kennlinie besitzt und aus mindestens zwei einstückig miteinander verbundenen Teilen besteht, von denen einer als kegelstumpfförmiger Teil ausgebildet ist, an denen sich ein zylinderförmiger oder ein weiterer kegelstumpfförmiger Teil so anschließt, daß die Windungen mit

ίο größtem Windungsdurchmesser jeweils an einem Ende bzw. beiden Enden der Feder liegen, wobei der zylinderförmige Teil eine konstante und jeder kegelstumpfförmige Teil eine, mindestens auf einem Teil der Windungen inkonstante Drahtdicke aufweist, wobei die Drahtdicke von einem Wert, der größer ist als die Drahtdicke am Ende der Windung mit kleinstem Windungsdurchmesser abnimmt bis hin zur Drahtdicke am Ende der Windung mit kleinstem Windungsdurchmesser und bei der bei Höchstbelastung die Windungen jedes kegelstumpfförmigen Teils in Form einer Spirale ineinanderliegen.

Es sind bereits zylindrische Schraubendruckfedern mit teilweise progressiv verlaufenden Kennlinien und optimaler Werkstoffausnutzung bekannt. Die optimale Werkstoffausnutzung wird dadurch erreicht, daß die Federn eine inkonstante Drahtdicke besitzen, die eine konstante Werkstoffbeanspruchung in allen Windungen ermöglicht.

Ein Nachteil der zylindrischen Schraubendruckfeder besteht darin, daß die Windungen, die zur Erreichung einer progressiven Kennlinie ausgeschaltet werden müssen, sich aufeinanderlegen und infolgedessen Geräusche verursachen. Zur Vermeidung der Geräusche werden oft Kunststoffschläuche über die sich aufeinan-

J¹J derlegenden Windungen geschoben, wodurch allerdings die Kosten der Federn erhöht werden. Ein weiterer Nachteil der eben genannten zylindrischen Schraubendruckfedern ist darin zu sehen, daß das Verhältnis der größten zur kleinsten Drahtdicke ziemlich groß ist, wie

ίο weiter unten noch ausführlicher gezeigt wird, wodurch sich die Fertigungskosten erhöhen, und zwar sowohl bei spanloser Reduzierung der Drahtdicke als auch bei spanabhebenden Verfahren, wie Ziehdrehen oder Schälen.

Es sind weiterhin Kegel- und Doppelkegelstumpffedern mit teilweise progressiv verlaufender Kennlinie bekannt, bei denen die Windungen, die wegen der progressiven Kennlinie ausgeschaltet werden müssen, sich bei zunehmender Belastung spiralförmig ineinanderlegen, ohne sich zu berühren (s. zum Beispiel DT-OS 20 00 472). Bei diesen Federn entstehen also keine Geräusche. Ein schwerwiegender Nachteil derartiger Kegel- und Doppelkegelstumpffedern besteht aber darin, daß das Verhältnis der größten zur kleinsten Drahtdicke noch größer ist als bei zylindrischen Federn, wie weiter unten genauer gezeigt wird.

Ein gemeinsamer Nachteil aller bisher aus Draht gewickelten Schraubendruckfedern besteht darin, daß der Druckmittelpunkt der Feder nicht mit dem geometrischen Mittelpunkt der Feder zusammenfällt, sondern außerhalb des geometrischen Mittelpunktes liegt. Dies hat zur Folge, daß diese Federn bei Belastung auf die Unterlage ein Drehmoment ausüben, dessen Größe durch den jeweiligen Abstand der beiden obengenannten Punkte bestimmt ist.

Bei der zylindrischen Schraubendruckfeder ist der wirksame Windungsdurchmesser, der seinen Druck auf die Unterlage überträgt, konstant. Dies hat zur Folge,