DE3115564A1

DE3115564A1 - Lasttragende federanordnung

Info

Publication number: DE3115564A1
Application number: DE19813115564
Authority: DE
Inventors: Jakhin Boas Kiryat Motzkin Popper
Original assignee: Popper Engineering Ltd
Current assignee: Popper Engineering Ltd
Priority date: 1980-04-18
Filing date: 1981-04-16
Publication date: 1982-09-23
Also published as: JPS56164243A; FR2480884A1; ZA812325B; AU6964681A; IL59861A0; GB2076502A

Description

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BES CH REIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Federn und Federanordnungen, und zwar im einzelnen eine Federanordnung, in der ein biegbares Blatt- bzw. Blattfederelement vorgesehen ist.

Es ist eine große Vielzahl von Federn und Federanordnungen derzeit für eine Vielzahl von Anwendungsfällen bekannt. In vielen Anwendungsfällen ist es notwendig, spezielle Kraftcharakteristika bzw. -kenndäten als eine Funktion der Verlagerung bzw. Verschiebung zu haben. Es ist außerdem in vielen Anwendungsfällen wünschenswert, die seitliche Lastverlagerung bzw. -verschiebung zu vermindern und das Gewicht insoweit als das möglich ist zu vermindern und auf diese Weise die Kosten der verwendeten Federn herabzusetzen.

Es ist vorteilhaft, daß eine sich wölbende Feder wünschenswerte Federcharakteristika erbringt, d.h. eine kleine Kraftzunahme mit der Verlagerung bzw. Verschiebung, während sie ein relativ leichtes Gewicht und-relativ geringe Kosten hat. Die sich wölbende Feder hat den Nachteil, daß der zulässige Verlagerungsbzw. Verschiebungsbereich relativ klein ist, und daß die Wölbungskraft relativ hoch ist.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, hat die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung eine Federanordnung entwickelt, in der eine Last über einen Hebel an ein sich wölbendes Blattelement angekoppelt ist, und diese Anordnung ist in den israelischen Patentanmeldungen 54767 und 56372 beschrieben. In dieser Anordnung vermindert der Hebel, der drehbar angebracht ist, die Wölbungskraft, während er den effektiven Verlagerungs- bzw. Verschiebungsbereich erhöht. Obwohl diese Anordnung für eine große Anzahl von Anwendungen außerordentlich geeignet ist, sind ihre

Anwendungen durch ihren relativ großen Raumbedarf, die Unfähigkeit der Hebeldrehlagerungen bzw. -punkte, schwere Lasten zu tragen, und die seitliche Bewegung, der Last beschränkt. .

Mit der vorliegenden Erfindung soll eine neue Klasse von Federanordnungen zur Verfügung gestellt werden, in denen biegbare Elemente vorgesehen sind, worin ein mechanischer Fortschritt und infolgedessen wählbare Federkfaftcharakteristika eines großen Verlagerungs- bzw. Verschiebungsbereichs, die relativ geringes. Wölben bei relativ niedrigen Kräften "erzeugen, realisiert werden, ohne daß eine Hebelkonstruktion . verwendet wird, wie sie in den vorerwähnten israelischen Patentanmeldungen beschrieben ist.

Es wird infolgedessen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden 'Erfindung eine lasttragende Federanordnung zur Verfügung gestellt-, die eine Basis aufweist, sowie, wenigstens ein sich wölbendes Federteil, das eine Wölbungsachse definiert und ein erstes und zweites Ende hat sowie an seinem ersten Ende auf der Basis 'gehaltert bzw. abgestützt ist, und einen Lastträger, der mit dem zweiten Ende des wenigstens einen Federteils verbunden ist, sowie eine Einrichtung zum Führen der Bewegung des Lastträgers allgemein längs eines Laufwegs, der unter einem Winkel bezüglich der Wölbungsachse verläuft.

Die Führungseinrichtung kann einen Arm umfassen oder ein Arm sein, der starr ist oder sich wölbt, oder alternativ kann sie eine ortsfeste Träger- bzw. Abstützungsoberflache umfassen, an der der Lastträger, insbesondere sich dagegen abstützend, längs eines dazu parallelen.Laufwegs verläuft bzw. entlangläuft.

Eine lineare Federeinrichtung kann mit dem Lastträger verbunden sein, um denselben vorzuspannen bzw. vorzubelasten und eine wählbare Federkonstante zu erzielen.

_ _ · .. 31Ί556Α

Eine wählbare Vorspannungs- bzw. -^belastungseinrichtung kann zur Ermöglichung der Wahl der Federhalte- bzw. -abstützungskraft der Anordnung vorgesehen sein.

Die Erfindung sei nachfolgend anhand einiger in den Figuren bis 13 der Zeichnung im Prinzip dargestellter-, besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen:

Figuren 1, 2, -3 und 4 Federanordnungen, die gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und
wirksam sind; . · ·

Figur- 5 eine Federanordnung., die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam ist und die eine Null-Seitenbewegung der Last bei Verlagerung bzw. Verschiebung ergibt;

Figuren 6 und 7 Federanordnungen, der in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Art, die außerdem eine lineare Feder aufweisen;

Figuren 8, 9 und TO je eine Federanordnung, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut
und wirksam sind und das Merkmal eines wählbaren Vorspannens bzw. -beiastens aufweisen;

Figur 11 eine Federanordnung, die der in Figur 8 gezeigten Federanordnung ähnlich ist;

Figur 12 eine alternative Ausführungsform einer Federanordnung; und

Figur 13 eine bevorzugte Ausführungsform einer Federanordnung .

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Es sei nun zunächst auf die Figuren 1 bis 4 und insbesondere auf Figur 1 Bezug genommen, in denen eine Federanordnung dargestellt ist, die eine Basis 10 aufweist, welche von oben her gehalten werden kann, wie beispielsweise mittels eines Kabels oder einer Gewindestange. Eine konventionelle sich wölbende Feder 14, die ein erstes und zweites Ende 16 und 18 hat, ist an ihrem ersten Ende 16 auf der Basis 10 mittels eines becherartigen Sitzes 20, der mit bzw. an der Basis ausgebildet ist, gehaltert. Der Sitz 20 ist.so "ausgebildet, daß er die Blattfeder 14 hält, während er eine Dreh- bzw. Schwenkverlagerung derselben mit relativ niedriger Reibung" bezüglich der Basis ermöglicht.

Eine Stange 22, die ein erstes und zweites Ende 24 und 26 hat, ist an ihrem· ersten Ende beispielsweise mittels eines Ringes und Stiftes oder mittels einer Lageranordnung drehbar auf der Basis 10 befestigt. Das jeweilige zweite Ende der Blattfeder 14 und der Stange 22 sind an einen Lastträger 28 angekoppelt, der typischer- bzw. vorzugsweise einen Haken 30 zum Halten einer hängenden Last aufweist.

Die Kopplung zwischen dem jeweiligen zweiten Ende der Feder 14 und der Stange 22 sowie dem Lastträger 2 8 kann jede geeignete Art einer Kopplung sein, die vorzugsweise eine relative Schwenkbzw. Drehbewegung der Elemente mit beschränkter Reibung und Hysterese ermöglicht. Die Feder 14, die Stange 22 und der Lastträger 28 brauchen nicht notwendigerweise aneinander befestigt zu werden, sondern sie können stattdessen in einer gekoppelten Anordnung bzw. in einer Kopplungsanordnung gelagert, insbesondere sitzgelagert sein.

In der Ausführungsform der Figur 1 ist die Feder 14 nach abwärtsgebogen. Die Figur 2 zeigt eine Federanordnung, die im wesentlichen gleichartig wie diejenige der Figur 1 ist, jedoch mit Ausnahme folgender Unterschiede:

i i

S Fi Zl 3 O Η·

Während die Feder 14 in Figur 1 nach abwärts gebogen ist, ist die entsprechende Feder 34 in der Ausführungsform der Figur 2 nach aufwärts gebogen. Außerdem ist das Verhältnis zwischen den Längen der Stange 22 und der Feder 14 größer als das entsprechende Verhältnis der Stange 36 und.der Feder 34 in der Ausfuhrungsform der Figur 2. Beide Ausführungsformen der Figur 1 und der Figur 2 bilden Federanordnungen mit. negativer Federkonstante. ■ .

Es sei nun auf Figur 3 Bezug genommen, in der eine alternative Ausführungsform der Federanordnung dargestellt ist, worin eine Basis 40 vorgesehen ist, sowie eine Blattfeder 42, die ein erstes und zweites Ende 44 bzw. 46 hat, und eine Stange 48, die ein erstes und zweites Ende 50 bzw. 52 hat. Das erste Ende der Feder 42 ist in einem Sitz 54, der dem Sitz 20 (Figur 1) entspricht, gelagert, und das erste Ende der Stange 4 8 ist drehbar an einer Stelle oberhalb und seitlich des Sitzes 54 auf der Basis befestigt.

Das zweite Ende der Stange 48 ist mit einem zweiten Federsitz 56 ausgebildet, der das zweite Ende der Feder 42 hält. Ein Lastträger 58 ist außerdem drehbar mit dem zweiten Ende der Stange 48 verbunden. Diese Ausführungsform.hat aufgrund ihrer Geometrie eine positive Federkonstante, aufgrund deren eine Zunahme der Last und eine .Verlagerung des Lastträgers 5 8 nach abwärts eine zunehmende Wölbung der Blattfeder bewirkt, die eine positive Federkonstante hat.

Es sei nun auf Figur 4 Bezug genommen, in der eine Federanordnung gezeigt ist, die allgemein gleichartig wie die in Figur 3 dargestellte ist. Eine Blattfeder 60, die ein erstes und zweites Ende 62 und 64 hat, ist an ihrem ersten Ende 62 in einem Sitz 66 gelagert, der auf einer Basis 68 ausgebildet ist. Eine Stange 70, die ein erstes und zweites Ende 72 und 74 hat, ist

drehbar an ihrem ersten Ende an einer Stelle befestigt, welche etwas oberhalb des Sitzes 66 und in der Richtung eines Lastträgers 76 seitlich vom Sitz 66 liegt, und der Lastträger 76 ist drehbar auf dem zweiten Ende 74 der Stange befestigt. Ein zweiter Sitz 78 ist auf der zweiten Stange bzw. auf der Stange des Lastträgers benachbart dem zweiten Ende 72 zum Aufnehmen des zweiten Endes der Feder 60 ausgebildet, die ihrerseits nach abwärts gebogen ist.

Es sei darauf hingeiwesen, daß durch geeignete Auswahl der Abmessungen, Kenndaten und Befestigungs- bzw. Anbringungsbrte der Elemente der Federanordnung eine Anordnung, die eine ausgewählte positive oder negative Federkonstante oder eine Null-Federkonstante hat, für kleine Verlagerungen realisiert werden kann.

Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß alle vorstehend beschriebenen Einrichtungen eine Kraft/Verlagerungs-Funktion haben, die durch folgende Gleichung wiedergegeben wird:

P = P_o(1 - qx) . (1)

worin gilt:

P ist die Kraft unter, bzw. bei der Verlagerung P die Kraft unter Nichtlastbedingungen bzw. unter

den Bedingungen des Vorhandenseins keiner Last χ ist die Verlagerung
q ist eine Funktion von χ

In der Praxis kann q bei kleinen Verlagerungen als konstant angesehen werden. In der. Ausführungsform der Figur 4 ist q angenähert Null. · · .

Es sei nun auf Figur 5 Bezug genommen, die eine Ausführungsform der' Erfindung' zeigt, in der die seitliche Bewegung der Last un-

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ter Auslenkung im wesentlichen Null ist. Die Ausführungsform .der Figur 5 umfaßt einen allgemein symmetrischen Aufbau aus einem Paar Blattfedern 80 und 82,.deren jeweilige erste Enden 84 und 86 in jeweiligen Sitzen 88 und 90 gehaltert sind, die auf einer Basis 92 ausgebildet sind.. Die jeweiligen zweiten Enden 94 und 96 der Blattfedern halten einen Lastträger 98, der mit einem Haken 100 ausgebildet ist. Aufgrund der Symmetrie des Aufbaus und der Anordnung der Blattfedern 80 und 82 sowie deren identischen Längen und Kenndaten erfährt der Lastträger nur im wesentlichen eine Vertikalbewegung in Ansprechung auf die Anwendung einer vertikalen Kraft.

Es sei darauf hingewiesen, daß die in den Figuren 1 bis 5 dargestellten und vorstehend beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen auch dazu verwendet werden können, Druckkräfte aufzunehmen. Zum Beispiel kann der Lastträger 98 der Figur 5 mit einer vertikalen Verlängerung 99 versehen sein, die sich durch die Oberseite der Basis 92 zur Aufnahme einer Druckkraft erstreckt. Gleichartige Verlängerungen können in den Ausführungsformen der. Figuren 1 bis 4 vorgesehen sein.

Die Federbauweisen, die oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 beschrieben worden sind, können in der Weise charakteterisiert werden, daß die zur Anwendung, gebrachte Last längs einer Achse vorgesehen ist, die in einem ausgewählten Winkel bezüglich der Senkrechten zum bzw. auf dem sich wölbenden Element ausgerichtet ist. Wenn dieser Winkel abnimmt, wird die Lastkomponente relativ zu der Wölbungskraft des sich wölbenden Elements vermindert. Infolgedessen kommt es durch überlegte Wahl des Winkels in Ruhelage dazu, daß die Änderungen des Winkels unter Verlagerung die positive Federkonstante des sich wölbenden Elements in einer gewünschten Weise kompensieren können, so daß man in gewünschter Weise eine Feder konstanter Kraft oder alternativ eine Feder mit einer gewünschten-positiven oder negativen Federkonstanten erzielen kann.

Es sei nun auf Figur 6 Bezug genommen, die eine symmetrische Federanordnung der in Figur 5 dargestellten Art zeigt, und zwar unter Hinzufügung einer Schraubenfeder 102, die zwischen dem Lastträger 98 und einem auf der Basis 92 angebrachten Federsitz 104 angeordnet ist. Die Schraubenfeder 102 ist eine lineare Feder mit konstantem k und ermöglicht eine leichte Auswahl der zu realisierenden Federkonstanten der Anordnung, und zwar entweder einer positiven oder negativen Federkonstanten oder einer Null-Federkonstanten. Die Federanordnung der Figur 6 kann, auch in einer der in. Figur 5 gezeigten Weise gleichartigen Weise so gestaltet sein, daß sie eine Druckkraft aufnimmt. . '. .

Die Kraft/Verlagerungs-Funktion für die Ausführungsform der Figur 6 wird durch den folgenden Ausdruck wiedergegeben:

P = P_o (1 - qx) + k χ (2)

Eine Null-Federkonstante wird realisiert, wenn

• P_oq = k . (3)

Es sei darauf hingewiesen, daß in der Ausführungsform der Figur 6 dann, wenn keine Vorspannung auf die Anordnung ausgeübt wird, die gesamte in der Feder gespeicherte Energie zum Tragen der Last verwendet wird.

Es sei nun auf Figur 7 Bezug genommen, die eine andere Ausführungsform der Linearfeder-Biegeelement-Kombination der Figur 6 zeigt. Hier ist anstelle einer Schraubenfeder, wie sie in der Ausführungsform nach Figur 6 vorgesehen ist, eine Blattfeder vorgesehen, die an ihrem ersten Ende 12 fest auf einer Basis angebracht ist und außerdem als das der Stange 22 in der Ausführungsform der Figur 1 analoge Element dient. Ein Lastträger 116

ist drehbar auf dem zweiten Ende der Feder 1.10 angebracht, die außerdem einen Sitz 118 für das zweite Ende 120 einer Blattfeder 122 bildet, welche ihrerseits das der.Blattfeder 14 der Aus-' führungsform der' Figur 1 analoge Element ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Ausführungsform der Figur.7 derjenigen der Figur. 1 entspricht, jedoch unter Hinzufügung einer linearen Feder, wodurch es ermöglicht wird, die Federkonstante mittels Auswahl der Federkonstanten der Feder 122 zu wählen.

Es sei nun auf Figur 8 Bezug genommen, die der Figur 6 analog ist, wobei jedoch zusätzlich eine Einrichtung zum Vorspannen bzw. r-belasten der linearen Feder vorgesehen ist. In einem solchen Fall wird der Kraft/Verlagerungs-Ausdruck der Gleichungen

(1) und (2) zu '. .· . ' . ■

P = P_o (1 - qx) + kx + F" , (4) worin F die Vorspannungs- bzw. -belastungskraft ist;

Durch Einsetzen der Gleichung (3) in die Gleichung (4) erhält man den Ausdruck:

P = P + F (5)

der anzeigt, daß ein Konstantkraftsystem mit der Möglichkeit realisiert wird, die Kraftkapazität des System durch Verändern der Vorspannung F der linearen Feder, jedoch ohne Veränderung der Federkonstanten, zu verändern.

In der Ausführungsform der Figur 8 ist eine Basis 130 vorgesehen, sowie ein lasttragendes Teil .132, das mittels eines Paares von linearen Blattfedern 134 und 136, die im Abstand voneinander angeordnet sind, auf der Basis gehalten wird. Eine nichtlineare Blattfeder 138, die der Blattfeder 14.der Ausführungsform der Fi-

gur 1 analog ist, ist zwischen diesen beiden Blattfedern angeordnet und verbindet das lasttragende Teil 132 und die Basis 130. Eine lineare Schraubenfeder 140 sitzt in einer Ausnehmung 142 in der Basis des lasttragenden Teils 132 und wird mittels eines Gewindebolzens 144, der im Eingriff, mit einem Gewindesokkel ist, welcher in der Basis 130 angeordnet und dem lasttragenden Teil-132 zugewandt ist, wahlweise vorgespannt bzw. -belastet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung der Figur 8 so aufgebaut, daß '

q = k_a + k_c - (6)

worin k die Federkonstante der linearen Blattfedern 134, 136 und k die Federkonstante der Schraubenfeder ist.

Wenn die Schraubenfeder 140 um eine Verlagerung ζ vorgespannt bzw. -belastet wird, dann wird die Verlagerung bzw. die Vorspannungs- bzw. -belastungskraft gegeben durch

F = k ζ . (7)

Es sei nun auf Figur 9- Bezug genommen, die eine alternative Ausführungsform einer Federanordnung zeigt, welche eine wählbare Vorspannung hat. Hier ist eine Abstützungsoberflache 150 gebildet, die den Laufweg eines Lastträgers 152 begrenzt bzw. festlegt, der sich verschieblich parallel dazu bewegt, und zwar abgestützt auf einer Mehrzahl von Rollen 154, die eine Bewegung relativ niedriger Reibung an dieser Abstützungsoberfläche ermöglichen. Ein sich wölbendes Teil 156 ist an einem Ende auf einer Basis 158 gehaltert, die in dem dargestellten Beispiel . auch die Abstützungsoberfläche bildet, während ein zweites Ende des sich wölbenden Teils mit dem Lastträger 152 in Eingriff steht und diesen an'der Oberfläche T50 hält.

Der Lastträger 152 ist außerdem mittels einer linearen Schraubenfeder 160 abgestützt, die ihrerseits auf einem mit Gewinde versehenem Träger 162 angebracht ist, der in einem mit Gewinde versehenen Sockel in der Basis 158 wahlweise verlagert werden kann, so daß das Merkmal der wählbaren Vorspannung erzielt wird, wie oben beschrieben, und zwar zusammen mit der damit verbundenen gewünschten Wählbarkeit der Kraftkapazität der Anordnung ohne das Erfordernis einer Änderung der Federkpnstanten derselben.

Eine andere Ausführungsform einer der in Figur 9 gezeigten Federanordnung entsprechenden'Federanordnung ist in Figur 10 veranschaulicht. Die Anordnung ist im wesentlichen identisch mit der in Figur 9 gezeigten, jedoch mit der Ausnahme, daß die Rollen 154 durch Räder 164 ersetzt sind. Außerdem ist in der gezeigten Ausführungsform die einzige, sich nach abwärts biegende Blattfeder 156 der Figur 9 durch ein Paar von sich nach aufwärts biegenden Blattfedern 166 ersetzt. Es sei darauf hingewiesen, daß in allen veranschaulichten Ausführungsformen jede geeignete Kombination von einer oder mehreren Blattfedern oder von anderen geeigneten sich wölbenden Elementen angewandt und so angeordnet werden kann, daß sie sich in irgendeiner gewünschten Richtung biegt bzw. biegen.

Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die in den Figuren 9 und 10 gezeigten Ausführungsformen ohne die dargestellten linearen Federn aufgebaut sein.

Es sei nun auf Figur 11 Bezug genommen, die eine Anordnung zeigt, welche im Aufbau der in Figur 8 dargestellten Anordnung entspricht, in der jedoch anstelle der linearen Blattfedern 134 und 136 ein Paar von starren Armen 170 vorgesehen ist. Eine lineare Feder und eine wähl- bzw. einstellbare Vorspannungsein-

richtung sind nicht gezeigt, können "aber vorgesehen sein.

Es sei nun auf Figur 12 Bezug genommen, aus der eine Anordnung ersichtlich ist, die im Vergleich mit anderen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen den Vorteil einer relativ kleinen Breite hat. In.dieser Ausführungsform kann die Last mittels eines Hakens 182 als eine Zuglast auf ein oberes Teil 180 ausgeübt werden, oder sie kann als Drucklast auf das obere Teil 180 ausgeübt werden. Das obere und untere Teil 180 und 184 sind durch gekreuzte, sich wölbende Elemente 186 miteinander verbunden. Es kann jede geeignete Kombination von sich wölbenden Elementen 186, die auch als Wölbungselemente bezeichnet werden können, angewandt werden, vorausgesetzt,, daß die Summe der sich wölbenden Elemente, die längs jeder Richtung angeordnet sind, gleich und symmetrisch bezüglich der horizontalen Kraftkomponente angeordnet ist. Eine lineare Feder 188 verbindet zum Erzielen eines ausgewählten Betrags an Vorspannung das obere Teil 180 und das untere Teil 184 miteinander.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die lineare Feder 188 auf einer wählbar positionierbaren Basis angebracht sein, damit eine wählbare Vorspannung der Feder erzielt wird.

Es sei nun auf Figur 13 Bezug genommen, die eine bevorzugte Ausführungsform einer Federanordnung zeigt, welche gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam ist, und zwar eine Ausführungsform gemäß.einem genauen Beispiel. Hier soll die Anordnung eine Kraft von 500 kg über eine Verlagerung von bis zu 80 mm tragen.

Unter Benutzung von Computertechniken konventioneller Art ergeben sich die folgenden Erfordernisse und Kenndaten:

Länge der sich wölbenden Blattfedern: 721 mm Breite der sich wölbenden Blattfedern: 100 mm

Dicke jeder sich wölbenden Blattfeder: 2,5 mm
Anzahl der sich wölbenden Blattfedern: 9 auf jeder Seite

Die sich wölbenden Blattfedern sind in der Ruheläge gebogen und so ausgerichtet, daß jede eine vertikale Spannweite A von 405
rom und eine horizontale Spannweite B von 596 nun bildet.

Die maximale Biegebeanspruchung in den sich wölbenden Blattfedem beträgt 59 kg/mm . Die maximale Kraft der linearen Feder
192 für eine Nüll-Federkonstänteneinrichtung ist 20 kg. Die
Federkonstante der linearen Feder 192 ist 0,25 kg/mm. Das Verhältnis der in der linearen Feder gespeicherten Energie zur
Gesamtenergie des Systems beträgt 2%. Die maximale theoretische Abweichung von der konstanten 500-kg-Kraft (unter Einschluß der linearen Feder) ist O,8%.

Es sei darauf hingewiesen, daß Federanordnungen, welche die allgemeinen Konfigurationen der in den Figuren 8, 9, 10 und 12 dargestellten Systeme haben, ohne die Hinzufügung der linearen Federn aufgebaut werden können, und daß sie dann die Betriebscharakteristik a der in den Figuren T bis 4 dargestellten Federn
bzw. Federanordnungen haben. Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß die Verwendung von Rollen und Rädern zum Erzielen einer Verschiebebewegung der lasttragenden Teile längs einer Ebene gemäß den Figuren 9 und 10 äquivalent der Verwendung anderer Mechanismen zum Erzielen des gleichen Ergebnisses ist, wie beispielsweise die Verwendung einer Rolle zusätzlich zu einer verschiebbaren Nocken-und-Schlitz-Kombination.

In den insoweit dargestellten Ausführung^ formen der Erfindung
ist die Bewegung des lastaufnehmenden Teils zwangsweise so, daß sie längs einer Achse verläuft, die allgemein, parallel zur Achse der angewandten Kraft ist. Es sei nun. auf die Figuren 14 xmü 15 Bezug genommen, die Federanordnungen zeigen, in denen die Bewegung des lastaufnehmenden Teils zwangsweise so ist, daß sie

längs einer Achse erfolgt, die bezüglich der Achse der angewandten Kraft unter einem Winkel verläuft-derart, daß das lastaufnehmende Teil eine kleine seitliche Verlagerung unter Ablenkung erfährt. Die Wahl des Winkels zwischen der Achse der angewandten Kraft und der Laufachse des lastaufnehmenden Teils bildet ein anderes Mittel zum Bestimmen bzw. Festlegen der Lastkapazität der Anordnung.

Es sei darauf hingewiesen, daß das lastaufnehmende Teil zwangsweise dazu gebracht werden kann, sich längs eines Weges zu bewegen, der nicht notwendigerweise gerade sein muß. Alternativ kann der Weg zwangsweise so sein, daß er gekrümmt ist oder Biegungen oder Windungen hat oder eine komplizierte Form bildet.

Die Ausführungsform der Figur 14 ist eine Federanordnung, in der die Laufachse des lastaufnehmenden Teils nach der Achse des sich wölbenden Elements hin geneigt ist. Die Ausfuhrungsform der Figur 15 ist eine Anordnung, in der dieLaufachse des lastaufnehmenden Teils von der Achse des sich wölbenden Elements weg.geneigt ist und senkrecht dazu sein kann. Wie die Figur 15 zeigt, ist in dieser Ausführungsform außerdem eine lineare Feder 200 in betriebsmäßiger Verbindung mit dem lastaufnehmenden Teil 202 vorgesehen, damit eine Konstantkraftfederanordnung erzielt wird oder alternativ eine Federanordnung mit einer gewünschten positiven oder negativen Federkonstante.

Es sei nun auf Figur »16 Bezug genommen, die eine Federanordnung veranschaulicht, welche im Aufbau gleichartig wie die in Figur 15 gezeigte Federanordnung ist, bei der jedoch die Laufachse des lastaufnehmenden Teils 204 wählbar ist. In diesem Falle wird die Laufachse durch ein Abstützungsteil 206 definiert, das mittels einer einstell-: und feststellbaren Drehbe f es ti gun gs anordnung, die vollständig konventionell sein kann., verdrehbar auf einer Basis 208 angebracht ist.

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Schließlich sei auf. Figur 17 Bezug genommen, die eine Federanordnung veranschaulicht, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut und wirksam ist und eine Basis 210 aufweist, sowie ein lastaufnehmendes Element 212, das auf der Basis mittels einer oder mehrerer linearen Federn 214 und mittels eines sich wölbenden Elements in der Form von einer oder mehreren Blattfedern 216 abgestützt ist. Das lastaufnehmende Element 212 ist zwangsweise so angeordnet und geführt, daß es sich unter Auslenkung längs einer Achse bewegt, die so gewählt ist, daß sie parallel zur Achse der Kraftanwendung auf die Anordnung ist. Es 1st ein spezielles Merkmal dieser Ausführungsform, daß das Ende der Blattfeder 216, das dem auf dem lastaufnehmenden Element gelagerten Ende entgegengesetzt ist, auf einem bewegbaren Laufwerk 218 gelagert ist, das seinerseits auf der Basis 210 mittels einer Gewindebefestigung 219 befestigt ist, deren Position wahlweise verändert werden kann, so daß dadurch die Lastkapazität der Federanordnung in einer ziemlich vorteilhaften und bequemen Weise verändert werden kann. Das Laufwerk 218 kann wahlweise längs einer Achse 220 positioniert werden, die im vorliegenden Falle allgemein senkrecht zur Achse des sich wölbenden Elements 216 ist, jedoch nicht notwendigerweise so verlaufen muß.

Gemäß einer alternativen Ausführung der Ausführungsform der Fi-. gur 17 kann das Laufwerk 218 dreh- bzw. verschwenkbar auf der Blattfeder 216 befestigt sein. Weiter kann gemäß einer Ausführungsform der.Erfindung das Laufwerk so angeordnet werden, daß es wahlweise längs einer vertikalen Achse positionierbar ist, die parallel zur Achse der Kraftanwendung auf die Anordnung ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß an allen den Stellen, an denen Rollen in der Zeichnung dargestellt sind, dieselben durch Kugeln ersetzt werden können, die längs geeignet ausgebildeter Laufrillen laufen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Aus füh rungs formen beschränkt, s.ondern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstands der Erfindung, wie er sich aus den Ansprüchen ergibt, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den gesamten Unterlagen zu entnehmen ist, in vielfältiger Weise mit Erfolg abwandeln.

Leerseite

Claims

KRAUS & WEISERT ^ < 15564 PATENTANWÄLTE UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. ANNEKÄTE WEISERT DIPL-INS. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8000 MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077-797078 · TELEX O5-21215 6 kpat d TELEGRAMM KRAUSPATENT 2884 JS/an POPPER ENGINEERING CO. LTD. Haifa Bay, Israel Lasttragende Federanordnung PATENTANSPRÜCHE

1.) Lasttragende Federanordnung mit einer Basis, dadurch ekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:

wenigstens ein sich wölbendes Federteil (14;34;42;60;80;82; 122;138;156;166;T86;216), das eine Wölbungsachse definiert und ein erstes und zweites Ende (16,18;44,46;62,64;84,86;94,96;120) hat sowie an einem ersten Ende (16;44;62;84,86;94) desselben auf der Basis (10;40;68;92;114;130;158;184;208;210) gehaltert bzw. abgestützt ist;

einen Lastträger (28;5 8;76;9 8;116;132;152;180;204,212;M), der mit dem zweiten Ende (18;46;64;94,96;120) des wenigstens einen Federteils (14;34;42;60;80,82;122;138;156;166;186;216) verbunden ist; und

eine Vorrichtung (22;36;48;70;110;134;136;150,154;164;170;206) zum Führen der Bewegung des Lastträgers (28; 58; 76; 98; 116; 1 32; 152; 180; 204,212;M) allgemein längs eines. Laufwegs, der unter einem Winkel bezüglich der Wölbungsachse verläuft.

2. Lasttragende Federanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufweg einen Winkel bezüglich der Wölbungsachse definiert bzw. bildet, welcher sich während der Auslenkung ändert.

3. Lasttragende Federanordnung nach Anspruch 1" oder 2, dadurch gekennzei chne t , daß die Vorrichtung zum Führen wenigstens einen Arm (22;36;48;70) umfaßt, der ein erstes und zweites Ende (24,26; 5O>52;/72 ,74) hat und an einem ersten Ende (24; 5.0;-72) desselben auf der Basis (10; 40; 68) gehaltert bzw. abgestützt ist, und daß der Lastträger (20;58;76) mit dem zweiten Ende (26;52;74) des wenigstens einen Armes. (22;36; 48; 70) verbunden ist.

4. Lasttragende Federanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der wenigstens eine Arm (22; 36;48;70) einen starren Arm umfaßt oder ein starrer Arm ist, der dreh- bzw. verschwenkbar an seinem ersten Ende (24;50;72) auf der Basis (10;40;68) befestigt ist.

5. Lasttragende Federanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastträger (20; 58;76) auch mit dem zweiten Ende (18;46;64) des wenigstens einen Federteils (14;34;42;60) verbunden ist,

6. Lasttragende Federanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Arm ein sich wölbendes Federteil (110) umfaßt oder ist.

7. 'Lasttragende Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch, ge kenn zei chne t , daß sie außerdem eine lineare Federeinrichtung bzw", eine lineare Feder (102; 140; 160; 1.88; 192;2OO; 214) umfaßt, die mit dem Lastträger (98;132;152; 18O;2O2;212) und .der Basis (92; 1 30; 158; 1 84; 210) verbunden ist.

8. Lasttragende Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß sie außerdem eine Einrichtung (140;162) zum wählweisen Vorspannen bzw. -belasten einer mit der Basis (130;158) und dem Lastträger (132; 152) verbundenen linearen Feder (140;160) aufweist.

9. Lasttragende Federanordnung nach Anspruch 8, dadurch' gekennzeichnet , daß die Einrichtung (Ί42;162) zum wahlweisen Vorspannen bzw. -belasten eine Spanneinrichtung ist.

10. Lasttragende Federanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (14.2; 162) zum wahlweisen Vorspannen bzw. -belasten eine Zusammendrückeinr^chtung umfaßt oder.ist.

11. Lasttragende Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn ze i chne t , daß die Einrichtung zum Führen eine, ortsfeste Träger- bzw. Abstützungsoberflache (150) und eine mit dem Lastträger (152) verbundene Gleit- bzw. Verschiebelagereinrichtung (154;164) umfaßt, so daß eine Bewegung des Lastträgers (152) parallel zu der festen Träger- bzw. Abstützungsoberflache (150) ermöglicht wird.

12. Lasttragende Federanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß der wenigstens eine Arm eine lineare Blattfeder (110) umfaßt oder ist.

13. Lasttragende Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichne t , daß ihre Federkonstante positiv ist.

14. Lasttragende. Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn ze i chne t , daß ihre Federkonstante negativ ist.

15. Lasttragende Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß ihre Federkonstante Null ist.

16. Lasttragende Federanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 15," dadurch g.ekenn ζ ei chne t , daß ihre Federabs tützungskraft gemäß dem Betrag des Vorspannens bzw. -belastens der linearen Feder (140;160) wählbar ist.

17. Lasttragende Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, irisbesondere nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufweg unter einem- Winkel bezüglich des Winkels bzw. der Richtung der Anwendung einer Last verläuft.

18. Lasttragende Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung des Laufwegs zum Steuern der Lastkapazität der Federanordnung wählbar bestimmt bzw. festgelegt werden kann.

19. Lasttragende Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (218,219) zum wählbaren Festlegen der Position des zweiten Endes des wenigstens einen FederteiIs'(216) auf der Basis (210) zum Zwecke des Steuerns der Lastkapazität, der Federanordnung.