DE332617C

DE332617C - Helical spring for loading valve rings with one or less than one turn

Info

Publication number: DE332617C
Application number: DE1919332617D
Authority: DE
Original assignee: KURT SCHOENE DR ING
Current assignee: KURT SCHOENE DR ING
Priority date: 1919-10-09
Filing date: 1919-10-09
Publication date: 1921-02-03

Description

Bei den Ventilen nach Patent 185013 werden zur Belastung des Ventilringes Blattfedern verwendet, deren Krümmung im Grundriß dieselbe ist wie die des zugehörigen Ventilringes. Die Beanspruchung dieser Federn wird berechnet nach der Gleichung:With the valves according to patent 185013 leaf springs are used to load the valve ring, the curvature of which is the same in plan is like that of the associated valve ring. The stress on these springs is calculated according to the equation:

6-P-r6-P-r

Ty- ( 0.35 · sin c,· + 0,65 J/ sin² φ + g sin⁴ -^-1Ty- (0.35 sin c, + 0.65 J / sin ² φ + g sin ⁴ - ^ - 1

Hierin bedeutet nach Fig. 1 und 2 P die Kraft, welche die bei α eingespannte Feder durchzubiegen secht, r den mittleren Radius, b die Breite und h die Höhe desjenigen rechteckigen Federquerschnittes, der im Grundriß mit dem Radius nach dem Angriffspunkt der Kraft P den Winkel φ bildet. Bei konstantem Federquerschnitt ändert sich k mit φ nach dem Diagramm der Fig. 3. Wie ersichtlich, erreicht k bei 155 ° den Maximalwert.1 and 2, P denotes the force which the spring clamped at α really bends, r the mean radius, b the width and h the height of that rectangular spring cross-section which, in plan, has the radius after the point of application of the force P. Forms angle φ. With a constant spring cross-section, k changes with φ according to the diagram in FIG. 3. As can be seen, k reaches the maximum value at 155 °.

Es liegt nun nahe und ist schon längst bei geraden Blattfedern, die an dem einen Ende fest eingespannt und an dem anderen Ende durch die Kraft P belastet sind, ausgeführt, die Stärke der Feder von dem Angriffspunkt der Kraft P bis zur Einspannstelle, d. h. bis zu der Stelle, wo das maximale Biegungsmoment auftritt, zunehmen zu lassen. Auch die Federn nach Patent 185013 sind schon in dieser Weise ausgeführt, indem die •Stärke von dem Anfang bis φ = etwa 150⁰ gleichmäßig zunimmt (vgl. Mitteilungen über Forschungsarbeiten, Heft 143, Abb. 27, in dem Aufsatz: Versuche mit Ventilen).It is now close, and is already in straight leaf springs which are secured to the fixedly clamped at one end and loaded at the other end by the force P, executed, the strength of the spring of the attack point of the force P to the fixing point, ie up to the point where the maximum bending moment occurs to increase. The springs according to patent 185013 are also designed in this way, in that the • strength ^{increases evenly from the beginning to φ = about 150 0} (cf. Communications on Research, Issue 143, Fig. 27, in the article: Experiments with valves) .

Häufig ist man bei diesen Ventilen nun gezwungen, den Winkel φ vom Anfang der Fe-With these valves, one is often forced to adjust the angle φ from the start of the

der bis zur Einspannstelle a (Fig. 2) größer als 155 °, etwa gleich 270 °, zu machen. Führt man den Querschnitt der Feder von 155 ° bis zur Einspannstelle gleichbleibend aus, so wird offenbar das Material schlecht ausgenutzt, da innerhalb der Winkel φ von 155 ° bis zur Einspannstelle die Beanspruchung unterhalb der zulässigen und die Durchbiegung unterhalb der erreichbaren bleibt. Das hat zur Folge, daß derartig geformte Federn häufig brechen;., denn wenn, etwa infolge vorübergehender oder dauernder Steigerung der Umdrehzahl der Maschine oder — wie es bei Ventilen für Kanalwasserpumpen vorkommt — infolge einseitiger Verstopfung des Sitzes oder Durchganges groben Schmutzes durch das Ventil die Federn zur stärkeren Durchbiegung gezwungen werden, so werden die Teile, die über φ = 155 ° hinausliegen, an der Durchbiegung fast gar nicht teilnehmen; dafür muß dann der vor φ = 155 ° liegende Teil um so stärker durchgebogen und beansprucht werden. Tatsächlich treten auch in diesem Teile der Federn die Federbrüche auf.to make the up to the clamping point a (Fig. 2) greater than 155 °, approximately equal to 270 °. If the cross-section of the spring is kept constant from 155 ° to the clamping point, the material is obviously poorly used, since within the angle φ from 155 ° to the clamping point, the stress remains below the permissible and the deflection below the achievable. As a result, springs shaped like this often break;., Because if, for example, as a result of a temporary or permanent increase in the speed of the machine or - as happens with valves for sewer water pumps - as a result of one-sided clogging of the seat or passage of coarse dirt through the valve If springs are forced to deflect more strongly, the parts that lie beyond φ = 155 ° will almost not take part in the deflection; for this, the part lying in front of φ = 155 ° has to be bent and stressed all the more. In fact, the spring breaks also occur in this part of the springs.

Nach der vorliegenden Erfindung wird nun eine bessere Materialausnutzung der FedernAccording to the present invention, a better material utilization of the springs is now possible

Und größere Sicherheit gegen Bruch dadurch erzielt, daß auch die über φ =- 155 ° .hinausliegenden Teile der Federn in demselben Maße zur Durchbiegung herangezogen werden wie die zwischen φ = o° bis q> — 155 ° liegenden Teile. Zu diesem Zwecke werden entweder nach Fig. 4 oder 5 die Breiten der radialen Federquerschnitte für die verschiedenen Werte von φ derart berechnet, daß die Beanspruchung in allen Querschnitten angenähert denselben Wert erhält, oder die Stärke der Feder wird von φ = 155° bis zur Einspannstelle derart abnehmend ausgeführt, daß die Beanspruchung für alle Querschnitte nahezu konstant bleibt, oder man läßt zu demselben Zwecke Höhe und Breite gleichzeitig abnehmen. In derselben Weise können auch bei Schraubenfedern mit rundem Querschnitt die Querschnitte, die über φ
rechnet" werden.And greater security against breakage is achieved in that the parts of the springs that extend beyond φ = - 155 ° are used for deflection to the same extent as the parts between φ = o ° to q> - 155 °. For this purpose, either according to Fig. 4 or 5, the widths of the radial spring cross-sections for the various values of φ are calculated in such a way that the stress in all cross-sections has approximately the same value, or the strength of the spring is from φ = 155 ° to the clamping point designed to decrease in such a way that the stress remains almost constant for all cross-sections, or the height and width are allowed to decrease simultaneously for the same purpose. In the same way, in the case of helical springs with a round cross-section, the cross-sections that exceed φ
be calculated ".

155 ° hinausliegen, be-155 ° out,

Claims

Patent claim:

Helical spring for loading valve rings with one or less than one turn, which is firmly clamped at one end and with the other End rests freely on the valve ring, characterized in that the radial Cross-sections that are in plan at an angle of more than 155 ° with respect to the free end cross-section are at 155 ° or at an angle which is greater, with increasing angles after the clamping point to be smaller, in such a way that the stress in all Cross-sections remains approximately constant.

1 sheet of drawings.