DE3600399A1 - Federelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Federelement mit zwei gegen die Kraft einer Feder gegeneinander verschiebbaren Teilen und einer zwischen den Teilen angeordneten Bremseinrichtung, die mit den Teilen verbundene, sich parallel zur Schieberichtung erstreckende Bremsbacken aufweist, von denen die eine an dem zugeordneten Teil quer zur Verschieberichtung beweglich gelagert ist und mit einem gefederten, keilförmigen Stell­ glied in Eingriff steht, das in Verschieberichtung beweglich und bestrebt ist, die bewegliche Bremsbacke an die andere Bremsbacke, die an dem anderen Teil starr befestigt ist, in Eingriff zu halten.

Solche Federelemente sind beispielsweise aus der FR-OS 23 50 495 und der WO 84/03742 bekannt. Bei dem aus der FR-OS 23 50 495 bekannten Federelement werden die gegeneinander verschiebbaren Teile von zwei ineinander geführten Rohren gebildet, von denen das innere an seinem sich in dem anderen Rohr befindenden Ende einen Kegel aufweist, der in das Innere von zwei halbringförmigen Bremsbacken eingreift. Das innere Rohr wird von einer Stange durchsetzt, an deren aus dem inneren Rohr herausragenden und auch zwischen die Brems­ backe hindurchgehenden Ende ebenfalls ein Kegel angeordnet ist, der von der anderen Seite her in die halbringförmigen Bremsbacken eingreift. Eine in dem inneren Rohr angeordnete starke Feder ist bestrebt, die beiden Kegel einander zu nähern und dadurch die Bremsbacken an die Innenseite des äußeren Rohres anzupressen. Das innere Rohr sitzt gewisser­ maßen auf den durch Reibungsschluß mit dem äußeren Rohr befestigten Bremsbacken mit seinem Kegel auf. Eine Belastung des inneren Rohres erhöht dabei die Anpreßkraft der Brems­ backen gegen das äußere Rohr. Zum Lösen der Bremse läßt sich die innere Stange durch einen am äußeren Ende des inneren Rohres angebrachten Hebel im Sinne einer Vergrößerung des Abstandes zwischen den beiden Kegeln verschieben, so daß hierdurch die Bremsbacken freigegeben werden. Zwischen den Bremsbacken und den Kegeln sind weitere Federn angeordnet, die dafür Sorge tragen sollen, daß die Bremsbacken von den Kegeln freikommen und sich von der Innenwand des äußeren Rohres lösen können.

Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß eine sehr starke Feder erforderlich ist, um die notwendige Bremskraft aufzubringen. Daher sind zum Lösen der Bremse große Kräfte erforderlich. Zwar wirkt bei dem bekannten Federelement eine Belastung in der Verschieberichtung im Sinne einer Erhöhung der Bremskraft, jedoch besteht dadurch auch die Gefahr, daß sich die Kegel zwischen den Bremsbacken verkeilen und dann ein Lösen der Bremseinrichtung nicht mehr ohne weiteres möglich ist.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für solche Federelemente ist der Einbau in Bürostühle und -sessel mit höhenverstell­ baren Sitzen. Es dürfte unmöglich sein, eine Verstellung bei belastetem Sitz vorzunehmen. Andererseits bietet auch das bekannte Federelement keine sichere Fixierung des Sitzes in der gewählten Höhe, weil durch die Bewegungen der sitzenden Person die Bremseinrichtung sehr stark wechselnden Belastun­ gen ausgesetzt ist, die ein solches Bremselement nicht ohne weiteres aufzunehmen in der Lage ist.

Auch das aus der WO 84/03742 bekannte Federelement ist primär zum Einbau in Bürostühle o.dgl. bestimmt. Dabei ist auf einer an ihrem oberen Ende eine Scheibe tragenden Stange ein Zylinder verschiebbar angeordnet. Zwischen der Platte und dem oberen Ende des Zylinders ist eine starke Schrauben­ druckfeder angeordnet, die bestrebt ist, die beiden genann­ ten Teile in ihre äußere Endstellung zu bringen. Als Bremse ist in diesem Falle am unteren Ende des Rohres eine Art Spannband in Form eines geschlitzten Zylinders vorgesehen, das eine Gummimanschette umgibt, die von der das eine der beiden verschiebbaren Teile des Federelementes bildenden Stange durchsetzt wird. Die Manschette und das Spannband sind zwischen Scheiben angeordnet, die im Inneren des äuße­ ren Rohres, welches das zweite der verschiebbaren Teile bildet, in Axialrichtung unverschiebbar befestigt sind. Mit Hilfe eines das Rohr durchsetzenden Stößels, der eine Keil­ fläche aufweist, läßt sich das Spannband schließen, so daß die Gummimanschette als Bremselement an den Umfang der Stange angedrückt wird. Bei einer anderen aus der WO 84/03742 bekannten Ausführungsform eines Federelementes dienen als Bremse zwei Kegelabschnitte, die mit einer zy­ lindrischen Innenfläche am Umfang der Stange anliegen und deren kegelförmige Außenflächen mit einem im Rohr angeordne­ ten Gegenstück mit kegelförmiger Innenfläche zusammenwirken. Die beiden Kegelabschnitte sind an den Enden eines gabelför­ migen Stößels angeordnet, der durch eine zwischen dem oberen Rohrende und einem Ende des Stößels angeordnete Tellerfeder belastet ist, die bestrebt ist, die Kegelabschnitte in den Gegenkegel hineinzuziehen. Die Anordnung ist zwar so getrof­ fen, daß eine Belastung bremskraft-verstärkend wirkt, jedoch sind auch diese Anordnungen trotz ihres relativ komplizier­ ten Aufbaues mit den eingangs behandelten Mängeln behaftet, daß einerseits die durch die Bremselemente bewirkte Arretie­ rung unzureichend ist und trotzdem die Gefahr eines Verklem­ mens besteht.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Federelement der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß es in der Lage ist, die bisher mit großem Erfolg einge­ setzten Gasfederelemente zu ersetzen. Gasfederelemente ermöglichen zwar durch Absperrung der Überströmwege eine einwandfreie Arretierung in jeder gewünschten Stellung ohne Gefahr eines Verklemmens, jedoch haben sie den Nachteil, daß sie im Laufe der Zeit undicht und damit unbrauchbar werden. Außerdem bilden sie im Falle eines Bruches eine erhebliche Gefahr, weil die dann entstehenden Bruchstücke von der Kraft der vorgespannten und dann freiwerdenden Gase weit und unkontrolliert weggeschleudert werden können, so daß eine Gefährdung von Personen nicht ausgeschlossen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Federelement der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß es ebenso sicher arretierbar und aus der Arretierung leicht wieder lösbar ist wie eine Gasfeder, ohne jedoch die Vorteile der langen Lebensdauer und Ungefährlichkeit eines mechanischen Federelementes einzubüßen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfinung dadurch gelöst, daß die Bremsbacken an den einander zugewandten Flächen mit feinen, sich quer zur Verschieberichtung erstreckenden Riffelungen mit komplementären Profilen versehen sind.

Durch die Anwendung einer feinen Riffelung an den einander zugewandten Flächen der Bremsbacken wird der bei den bekann­ ten Einrichtungen vorhandene, reine Reibungsschluß in einem gewissen Umfang durch einen Formschluß ergänzt, ggf. sogar ersetzt. Selbst bei sehr feiner Riffelung ist ein solcher Formschluß ausreichend, um die bei solchen Federelementen auftretenden Kräfte aufzunehmen. Dabei kann die Riffelung ausreichend fein gehalten werden, um dem Benutzer den Ein­ druck einer stufenlosen Verstellbarkeit zu vermitteln. Da keine großen Kräfte auf die Bremsbacken auszuüben sind, sind auch zum Lösen der Arretierung keine großen Kräfte erforder­ lich. Es besteht auch keine Notwendigkeit, die Last zum Erhöhen der Bremskraft auszunutzen und dadurch ein Verklem­ men der Bremseinrichtung zu riskieren. Die dadurch mögliche geringe Belastung der Bremseinrichtung durch Reibungskräfte ermöglicht es auch, die Bremseinrichtung selbst relativ einfach und klein auszubilden, so daß nach der Erfindung die Herstellung mechanischer Federelemente möglich ist, welche von ihrem Bauvolumen, ihrer Belastbarkeit und der leichten Handhabbarkeit den Gas-Federelementen vergleichbar sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Stellglied im Anschluß an seine Keilfläche einen zur Verschieberichtung parallelen Flächenabschnitt auf, der an der beweglichen Bremsbacke zur Anlage kommt, wenn deren Riffelung mit der Riffelung der festen Bremsbacke in Ein­ griff steht, und der dadurch die bewegliche Bremsbacke mit der festen Bremsbacke starr verriegelt.

Anders als bei den herkömmlichen Bremseinrichtungen wird in diesem Fall über die Keilflächen überhaupt keine Bremskraft übertragen, sondern es wird die in die feste Bremsbacke mit ihrer Riffelung eingreifende bewegliche Bremsbacke durch den zur Verschieberichtung parallelen Flächenabschnitt hinter­ stellt, so daß die Verschiebekräfte, welche die bewegliche Bremsbacke mit ihrer Riffelung aus der festen Bremsbacke herauszudrücken suchen, in einer zur Betätigungsrichtung des Stellgliedes senkrechten Richtung wirken. Die Keilfläche an dem Stellglied wird dann nur noch zur Übertragung einer Verschiebebewegung auf die bewegliche Bremsbacke im unbela­ steten Zustand benötigt. Der besondere Vorteil dieser Anord­ nung besteht darin, daß das Stellglied und die Keilfläche nicht zur Übertragung und Aufnahme großer Kräfte ausgebildet sein müssen und daher entsprechend geringe Abmessungen haben können. Auch bedarf es zur Betätigung der Bremseinrichtung keiner erheblichen Kräfte mehr, obwohl eine in bezug auf die Nennbelastung des jeweiligen Federelementes absolut sichere Arretierung gewährleistet ist.

Obwohl die Riffelung der Bremsbacken ohne weiteres so ausge­ bildet werden kann, daß die Bremsbacken nach dem Lösen des Stellgliedes durch in Schieberichtung wirkende Kräfte ausge­ lenkt werden, besteht auch die Möglichkeit, eine Riffelung zu verwenden, bei der eine solche Wirkung nicht ohne weite­ res eintritt, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die bewegliche Bremsbacke von einer Rückstellfeder belastet ist.

Die Erfindung ist unabhängig von der Ausbildung der gegen­ einander verschiebbaren Teile und damit auch von der Gestalt der damit verbundenen Bremsbacken. Es könnten beispielsweise ohne weiteres mit ebenen Flächen aneinanderliegende Brems­ backen Verwendung finden. Besonders vorteilhaft ist jedoch auch hier die Anwendung von Bremsbacken, deren Flächen zueinander konzentrische Zylinderflächen sind, weil sich auf diese Weise im Verhältnis zu den quer zur Verschieberichtung gerichteten Abmessungen die größtmöglichen Bremsflächen erzeugen lassen. Dies gilt insbesondere, wenn die feste Bremsbacke als Hülse ausgebildet und die bewegliche Brems­ backe am Umfang eines in der Hülse geführten Kolbens ange­ ordnet ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich durch ihren besonders kompakten und einfachen Aufbau aus­ zeichnet, weist einen hohl ausgebildeten Kolben auf, während die Bremsbacke an ihrer dem Kolben zugewandten Seite einen eine entsprechende Aussparung in der Kolbenwand durchdrin­ genden Ansatz aufweist. Das Stellglied ist dabei ein in den hohlen Kolben hineinragender Stößel mit einer Keilfläche, an der das Ende des Ansatzes anliegt. Dabei ist vorteilhaft die Bremsbacke zwischen am Umfang des Kolbens angeordneten Bunden geführt. Eine besonders wirksame Arretierung ergibt sich, wenn auf den Umfang des Kolbens mehrere, vorzugsweise vier Bremsbacken verteilt sind. Die oben erwähnte Rückstell­ feder kann dann in einfacher Weise von einem Federring gebildet werden, der die Bremsbacken umgibt und in eine Nut der Bremsbacken eingelegt ist.

Bei einer solchen, sehr gedrängten und zugleich sehr wir­ kungsvollen Ausführungsform der Erfindung kann der Kolben weiterhin am Ende einer hohlen Kolbenstange befestigt sein, so daß der Stößel von einer die Kolbenstange durchsetzenden Stange gebildet werden kann, die an ihrem in den Kolben hineinragenden Ende eine mit den vorzugsweise entsprechend abgeschrägten Enden der Ansätze zusammenwirkende Kegelfläche aufweist. Dabei kann der Kolben auf die hohle Kolbenstange aufgesetzt und an dem der Kolbenstange abgewandten Ende geschlossen sein, so daß von dem Boden des Kolbens und dem Ende der Kolbenstange ein Raum begrenzt wird, in dem der Stößel mit einem Kopfteil vergrößerten Durchmessers geführt sein kann. Zwischen dem Kopfteil und dem Boden des Kolbens kann dann eine Schraubendruckfeder angeordnet sein, die den Stößel in einer Ruhestellung zu halten sucht, bei welcher die Kegelfläche, die an dem dem Boden abgewandten Ende des Kopfteiles angeordnet ist, sich jenseits der Enden der die Kolbenwand durchdringenden Ansätze der beweglichen Bremsbacken befindet. Die beschriebene Ausführungsform führt zu einer sehr einfachen, zugleich äußerst gedrängten und doch sehr wirkungsvollen Ausbildung des die beweglichen Bremsbacken aufweisenden Teiles der Bremsvorrichtung.

Zu einer extrem einfachen und raumsparenden Ausbildung des Federelementes reicht es dann aus, wenn in weiterer Ausge­ staltung der Erfindung die Hülse, deren Innenwand die Fläche der festen Bremsbacke bildet, ebenfalls an einem Ende einen Boden und am anderen Ende eine mit einer Durchgangsbohrung für eine Kolbenstange versehene Endwand aufweist, so daß der Kolben innerhalb der Hülse gefangen ist, und wenn zwischen dem Boden der Hülse und dem Kolben eine Schraubendruckfeder angeordnet ist, welche die zwischen Hülse und Kolben wirken­ de Federkraft des Federelementes erzeugt.

Es bestehen viele Möglichkeiten, die vorstehend beschriebe­ nen Einzelteile zu montieren. Bei einer besonders bevorzug­ ten Ausführungsform der Erfindung ist die Hülse aus zwei Halbschalen zusammengesetzt, von denen die eine den Boden und die andere die Endwand umfaßt. Solche Halbschalen lassen sich durch spanlose Formgebung mit geringen Kosten und hoher Festigkeit herstellen. Sie ermöglichen den Einbau des Kol­ bens, ohne daß auf komplizierte Schraub- oder Fügeverbindun­ gen zurückgegriffen werden müßte. Vielmehr lassen sich die Halbschalen einfach zu der kompletten Hülse mit Boden und Endwand zusammenfügen. Dabei können die Halbschalen an ihren aneinander anliegenden Rändern ineinandergreifende Vorsprün­ ge und Aussparungen aufweisen, um die Halbschalen in Axial­ richtung genau zueinander zu fixieren. Zu ihrer Verbindung zur Hülse können die Halbschalen in besonders einfacher Weise in ein Rohr eingesetzt sein. Die Verbindung zwischen den Halbschalen und dem Rohr kann einfach dadurch erfolgen, daß die Halbschalen am Umfang des Bodens bzw. der Endwand jeweils mit einer Ringnut und das Rohr mit in diese Ringnu­ ten eingreifende Sicken versehen werden.

Die für die Erfindung wesentliche Riffelung der Bremsbacken kann vielerlei Gestalt annehmen. Die Riffelung soll in Verschieberichtung dicht aufeinanderfolgende Erhöhungen und Vertiefungen aufweisen, damit die dadurch definierten Rast­ stellen ausreichend dicht aufeinanderfolgen, um noch mög­ lichst den Eindruck einer stetigen Verstellbarkeit zu ver­ mitteln. Gleichzeitig soll eine hohe Scherfestigkeit sowie auch eine leichte Lösbarkeit der Bremsbacken voneinander gewährleistet sein. Eine einfache Möglichkeit, eine Riffe­ lung von ausreichender Feinheit und ausreichender Profil­ tiefe zu erzeugen, wäre die Anwendung eines Feingewindes oder von kreisförmigen Nuten mit einem einem Feingewinde entsprechenden Profil. Die schrägen Zahnflanken eines sol­ chen Profiles würden bei freigegebenen Bremsbacken das Auslenken der beweglichen Bremsbacken ebenso gewährleisten wie einen sauberen Eingriff der beweglichen Bremsbacken in die festen. Die dabei mögliche Verschiebung der Teile des Federelementes gegeneinander um die halbe Ganghöhe, also um maximal 0,5 mm, bleibt für den Benutzer praktisch unmerk­ lich.

Für sehr hoch belastete Federelemente ist jedoch seine andere Form der Riffelung von besonderem Vorteil, nämlich die Anbringung von kreisringförmigen Nuten mit im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt in der einen Bremsbacke und in Form von kreisringförmigen Vorsprüngen mit im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt in der anderen Bremsbacke. Hier haben die Vorsprünge und Nuten Flächenabschnitte mit im wesentlichen zur Verschieberichtung senkrechter Komponente, so daß auch bei hoher Belastung keine nennenswerten Radial­ kräfte auftreten, welche das Bestreben hätten, die Bremsbacken voneinander zu lösen. Vielmehr werden die durch die Belastung des Federelementes auftretenden Verschiebekräfte optimal aufgenommen. Trotzdem gewährleistet die Verwendung von Vorsprüngen mit einem im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt, die mit ihrer Rundung den Nuten der anderen Bremsbacke zugewandt sind, ein gutes Hineingleiten der Vorsprünge in diese Nuten. Dieses gute Ineinandergreifen kann noch dadurch gefördert werden, daß die die Nuten in der anderen Bremsbacke trennenden Stege an ihren Enden abgerun­ det sind. Ein besonders guter Eingriff der Riffelung bei kleinsten Abmessungen wird erzielt, wenn der Radius des Querschnittes der Nuten und der Vorsprünge etwa das 0,75- Fache der Tiefe der Riffelung beträgt, die beispielsweise eine Tiefe von etwa 0,5 mm aufweisen kann. Die Gefahr eines Verklemmens der Riffelungsprofile wird mit Sicherheit ver­ mieden, wenn der Radius der Nuten bis zu etwa 20% größer ist als der Radius der Vorsprünge. Ein Federelement mit den genannten Merkmalen zeichnet sich durch extrem hohe Belast­ barkeit bei einfachstem Aufbau und geringem Platzbedarf aus und ist daher dazu geeignet, die häufig verwendeten, aus den eingangs behandelten Gründen aber nicht unproblematischen Gasfedern zu ersetzen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entneh­ menden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Federelement nach der Erfindung mit zwei verschiedenen Stellungen seines Stellgliedes,

Fig. 2 eine Ansicht der beiden die Hülse des Stellgliedes nach Fig. 1 bildenden, im Abstand voneinander dargestellten Halbschalen und

Fig. 3 eine Darstellung der bei dem Federelement nach Fig. 1 verwendeten Riffelung.

Das in der Zeichnung dargestellte Federelement besteht aus zwei gegen die Kraft seiner Feder gegeneinander verschiebbaren Teilen, nämlich einer Hülse 1 und einem darin geführten, am Ende einer hohlen Kolbenstange 2 befestigten Kolben 3. Die Hülse 1 weist an einem Ende einen Boden 4 und am anderen Ende eine Endwand 5 mit einer zentralen Durchgangsbohrung für die Kolbenstange 2 auf. Die Kraft des Federelementes wird von einer Schraubendruckfeder 6 bestimmt, die zwischen dem Boden 4 der Hülse 1 und dem Kolben 3 angeordnet und bestrebt ist, den Kolben 3 in Richtung auf die Endwand 5 zu drücken und dort in Anschlag zu halten.

Der gegen die Kraft der Feder 6 verschobene Kolben 3 kann im Bereich seines durch die Endwand 5 und die komprimierte Schraubendruckfeder 6 begrenzten Hubes praktisch in jeder beliebigen Stellung gegenüber der Hülse 1 mittels einer Bremseinrichtung arretiert werden, welche am Umfang des Kolbens 3 angeordnete Bremsbacken 7 umfaßt. Diese Bremsbacken 7 werden von Zylindersegmeneten gebildet, von denen vier auf den Umfang des Kolbens 3 verteilt sind. Sie werden in ihrer Axialrichtung, also in der Verschieberichtung der Teile des Federelementes, durch Bunde 8 fixiert, die am Umfang des Kolbens 3 angeordnet sind. Außerdem weisen die beweglichen Bremsbacken 7 an ihrer dem Kolben 3 zugewandten Seite Ansätze 9 in Form zentraler Zapfen auf, mit denen sie in entsprechende Radialbohrungen des Kolbens eingreifen. Der Kolben 3 ist hohl ausgebildet und auf die hohle Kolbenstan­ ge 2 derart aufgesetzt, daß zwischen dem Boden 10 des Kol­ bens 3 und dem Ende der Kolbenstange 2 ein Hohlraum 11 entsteht, in den die an den beweglichen Bremsbacken 7 ange­ brachten Ansätze 9 hineinragen.

Die hohle Kolbenstange 2 wird von der Stange 12 eines Stößels durchsetzt, die an ihrem in den Hohlraum 11 des Kol­ bens 3 hineinragenden Ende mit einem Kopfteil 13 versehen ist, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser des Hohlrau­ mes 11 gleich ist und der an seinem der hohlen Kolbenstan­ ge 2 zugewandten Ende eine Kegelfläche 14 aufweist. Zwischen dem Kopfteil 13 und dem Boden 10 des Kolbens 3 ist eine Schraubendruckfeder 15 angeordnet, die bestrebt ist, den Kopfteil 13 des Stößels in der Stellung zu halten, in der der Kopfteil 13 mit seinem an die Kegelfläche 14 anschließenden, zylindrischen Abschnitt am inneren Ende der Ansät­ ze 9 der beweglichen Bremsbacken 7 anliegt. In dieser Stel­ lung sind die beweglichen Bremsbacken 7 so weit wie möglich aus dem Kolben 3 radial nach außen gedrückt und stehen dann in noch zu beschreibender Weise mit der Innenwand der Hül­ se 1 in einer den Kolben 3 arretierenden Weise in Eingriff. Wird dagegen der Stößel 2 gegen die Kraft der Schrauben­ druckfeder 15 tiefer in den Kolben hineingedrückt, wie es in der unteren Hälfte der Fig. 1 dargestellt ist, so gleitet der zylindrische Abschnitt des Kopfteiles 13 von den inneren Enden der Ansätze 9 der beweglichen Bremsbacken 7 ab, so daß diese entsprechend der kegelförmigen Verjüngung des Kopf­ stückes nach innen treten können. Dadurch wird die Verbin­ dung zwischen der Hülse 1 und dem Kolben gelöst, so daß der Kolben von der Schraubendruckfeder 6 nach außen oder gegen die Kraft dieser Feder weiter nach innen gedrückt werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die inneren Enden der Ansätze 9 eine der Kegelfläche 14 entspre­ chende Abschrägung und es sind außerdem die beweglichen Bremsbacken 7 von einer in eine Nut eingelegten Ringfeder 16 umgeben, die bestrebt ist, die beweglichen Bremsbacken 7 nach innen zu drücken, so daß sie die in der unteren Hälfte der Fig. 1 dargestellte Lage einnehmen, sofern es die Stel­ lung des Stößels mit der an seinem Kopfteil 13 angebrachen Kegelfläche 14 zuläßt.

Die Hülse 1 besteht aus zwei in Fig. 2 besonders dargestell­ ten Halbschalen 21, 22, von denen die eine den Boden 4 und die andere die Endwand 5 umfaßt. Diese beiden Halbschalen liegen mit ihren axialen Rändern 23, 24 im montierten Zu­ stand aneinander an und stoßen mit ihren Stirnflächen 25 bzw. 26 jeweils an den überstehenden Abschnitt der am ande­ ren Teil angebrachten Endwand 5 bzw. des Bodens 4. Außerdem weisen die beiden Halbschalen 21, 22 nahe ihren Enden Vor­ sprünge 27 bzw. Aussparungen 28 auf, die ineinander passen und dadurch eine Lagefixierung der beiden Halbschalen in der Axialrichtung gewährleisten.

Die beiden Halbschalen 21, 22 werden zur Hülse 1 durch ein Rohr 29 vereinigt, in das die beiden Halbschalen eingescho­ ben sind und das mit den Halbschalen durch nahe an ihren Enden angeordnete Sicken 30, 31 verbunden ist, die in ent­ sprechende Nuten 32 bzw. 33 eingreifen, welche am Umfang des Bodens 4 bzw. der Endwand 5 der Halbschalen angebracht sind. Diese Ausbildung der Hülse 1 ermöglicht eine einfache Monta­ ge des Kolbens in der Hülse und gewährleistet zugleich eine sehr hohe Stabilität des Federelementes, da es keine Verbin­ dungen gibt, die sich im Laufe der Zeit durch die Beanspru­ chungen des Federelementes im Betrieb lösen oder gar beschä­ digt werden könnten. Insbesondere sei darauf hingewiesen, daß die Sicken 30, 31 keinerlei Axialkräfte aufzunehmen haben, weil die beiden die Hülse bildenden Halbschalen 21, 22 durch die Vorsprünge 27 und Aussparungen 28 formschlüssig miteinander verbunden sind.

Die Ausbildung der Hülse 1 in Form von zwei Halbschalen 21, 22 bietet auch die Möglichkeit, auf besonders einfache Weise die Innenseite der Hülse 1 ebenso wie die ihr gegenüberste­ hende Außenfläche der Bremsbacken 7 mit einer Riffelung zu versehen, die einerseits einen Formschluß zwischen den am Kolben angebrachten beweglichen Bremsbacken 7 und der von der Innenseite der Hülse 1 gebildeten, festen Bremsbacke ermöglicht und doch so fein ist, daß sie eine nahezu stufen­ lose Verstellung des Kolbens 3 in der Hülse 1 gestattet. Es versteht sich, daß die Riffelungen ein komplementäres Profil haben müssen, so daß sie mit geringem Spiel formschlüssig ineinandergreifen können. Die Riffelungen in den beiden Bremsbacken können gleich ausgebildet sein. Bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel wurden jedoch für die Riffelun­ gen in der Hülse 1 und in den beweglichen Bremsbacken 7 unterschiedliche Profile gewählt. Wie Fig. 3 zeigt, ist die Innenseite der Hülse 1 mit ringförmigen Nuten 41 versehen, die einen annähernd halbkreisförmigen Querschnitt haben und durch verhältnismäßig schmale Stege 42 voneinander getrennt sind, deren äußere Enden abgerundet sind. Entsprechend weisen die beweglichen Bremsbacken 7 an ihrer Außenseite kreisringförmige Vorsprünge 43 auf, die wiederum einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt haben und durch verhältnis­ mäßig schmale Nuten 44 getrennt sind. Dabei ist der Radius des Querschnittes der Vorsprünge 43 etwas kleiner als der Radius des Querschnittes der Nuten 41, damit auch unter Berücksichtigung der unvermeidlichen Fertigungstoleranzen die beweglichen Bremsbacken 7 mit ihrer Riffelung in die Riffelung an der Innenseite der von der Hülse 1 gebildeten festen Bremsbacke eingreifen können, ohne daß die Gefahr eines Verklemmens besteht. Die Abrundungen an den Vorsprün­ gen 43 der beweglichen Bremsbacken 7 und an den Stegen 42 zwischen den Nuten 41 der festen Bremsbacken 7 gewährlei­ sten, daß sich der Kolben in praktisch jeder Stellung mit seinen beweglichen Bremsbacken 7 auf die Riffelung der Hülse 1 ausrichtet und mit ihr einwandfrei in Eingriff kommt. Die bei der Profilierung vorhandenen Abschnitte, die nahezu senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens in der Hülse gerichtet sind, gewährleisten auch bei sehr feiner Riffelung einen ausreichenden Formschluß zwischen den Brems­ backen, um auch sehr hohe Verschiebekräfte aufnehmen zu können. Dabei ist von besonderem Vorteil, daß einerseits durch die Form der Riffelung auch bei hohen Axialkräften keine wesentlichen Radialkräfte auf die beweglichen Brems­ backen 7 ausgeübt werden und außerdem die beweglichen Brems­ backen durch den zylindrischen Abschnitt des Kopfteiles 13 des Stößels hinterstellt sind, so daß auch hier wiederum keinerlei Axialkräfte auf den Stößel 12 ausgeübt werden. Die den Stößel 12, 13 belastende Feder 15 braucht demgemäß keine großen Kräfte aufzubringen, um die Bremsbacken in Eingriff zu halten, und insbesondere keine zur Erzeugung eines die Bremsung bewirkenden Reibungsschlusses erforderliche Kraft. Daher ist auch eine leichte Betätigung des Stößels 12, 13 zum Lösen der Bremse möglich. Beim Verschieben des Stößels sorgt dann der die beweglichen Bremsbacken umgebende Feder­ ring 16 dafür, daß sich die beweglichen Bremsbacken 7 ohne weiteres von der Riffelung 41, 42 der festen Bremsbacken lösen.

Bei einem praktisch ausgeführten Federelement, bei dem der von der Hülse 1 umschlossene Hohlraum eine Länge von etwa 70 mm und einen Durchmesser von 19 mm aufweist, während der Kolben eine Länge von 37 mm und einen Hub von etwa 25 mm hat, hat die Riffelung eine Tiefe von etwa 0,5 mm bei einem Abstand zwischen den Nuten bzw. Vorsprüngen von etwa 1 mm. Die Radien der Nuten 41 und der Vorsprünge 43 betragen etwa 0,4 bzw. 0,35 mm. Das derart ausgebildete Federelement ist für eine Nennbelastung ausgelegt und hält im arretierten Zustand Kräften bis zu stand.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das darge­ stellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise abgewandelt werden kann, um unterschied­ lichen Forderungen genügen zu können. Insbesondere können Federelemente der beschriebenen Art in unterschiedlicher Größe für unterschiedliche Belastungen ausgebildet werden. Auch wäre es möglich, ein solches Federelement mit einem Stoßdämpfer zu kombinieren, wobei der Kolben unmittelbar als Dämpfungsglied in der mit einem Dämpfungsmedium gefüllten Hülse verwendet werden könnte, da die Arretierung nicht von einem hohen Reibungskoeffizienten zwischen den Bremsbacken abhängt. Obwohl es also viele Möglichkeiten gibt, den Erfin­ dungsgedanken zu verwirklichen, wird der anhand der Zeich­ nung erläuterte Aufbau des Federelementes als eine optimale Ausführungsform der Erfindung angesehen.

Claims (19)

1. Federelement mit zwei gegen die Kraft einer Feder gegeneinander verschiebbaren Teilen und einer zwischen den Teilen angeordneten Bremseinrichtung, die mit den Teilen verbundene, sich parallel zur Schieberichtung erstreckende Bremsbacken aufweist, von denen die eine an dem zugeordneten Teil quer zur Verschieberichtung beweglich gelagert ist und mit einem gefederten, keilförmigen Stellglied in Eingriff steht, das in Verschieberichtung beweglich und bestrebt ist, die bewegliche Bremsbacke an die andere Bremsbacke, die an dem anderen Teil starr befestigt ist, in Eingriff zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacken (1, 7) an den einander zugewandten Flächen mit feinen, sich quer zur Verschieberichtung erstreckenden Riffelungen mit komplementären Profi­ len (41, 42 bzw. 43, 44) versehen sind.

2. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied im Anschluß an seine Keilfläche (14) einen zur Verschieberichtung parallelen Flächen­ abschnitt aufweist, der an der beweglichen Bremsbacke (7) zur Anlage kommt, wenn deren Riffelung mit der Riffelung der festen Bremsbacke (1) in Eingriff steht, und der dadurch die bewegliche Bremsbacke (7) mit der festen Bremsbacke (1) starr verriegelt.

3. Federelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die bewegliche Bremsbacke (7) von einer Rückstellfeder (16) belastet ist.

4. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Bremsbacken (1, 7) zueinander konzentrische Zylinderflächen sind.

5. Federelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Bremsbacke (1) als Hülse ausgebildet und die bewegliche Bremsbacke (7) am Umfang eines in der Hülse geführten Kolbens (3) angeordnet ist.

6. Federelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) hohl ausgebildet ist, die bewegli­ che Bremsbacke (7) an ihrer dem Kolben zugewandten Seite einen eine entsprechende Aussparung in der Kolbenwand durchdringenden Ansatz (9) aufweist und das Stellglied ein in den hohlen Kolben (3) hineinragender Stößel mit einer Keilfläche (14) ist, an der das Ende des Ansatzes (9) anliegt.

7. Federelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacke (7) zwischen am Umfang des Kol­ bens (3) angeordneten Bunden (8) geführt ist.

8. Federelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere, vorzugsweise vier bewegliche Bremsbacken (7) auf den Umfang des Kolbens (3) ver­ teilt sind.

9. Federelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die beweglichen Bremsbacken (7) von einem in eine Nut eingelegten Federring (16) umgeben sind.

10. Federelement nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) am Ende einer hohlen Kolbenstange (2) befestigt ist und der Stößel von einer die Kolbenstange durchsetzenden Stange (12) gebildet wird, die an ihrem in den Kolben (3) hinein­ ragenden Ende eine mit den vorzugsweise entsprechend abgeschrägten Enden der Ansätze (9) zusammenwirkende Kegelfläche (14) aufweist.

11. Federelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) auf die hohle Kolbenstange (2) aufgesetzt und an dem der Kolbenstange abgewandten Ende geschlossen ist, daß die Stange (12) des Stößels einen in dem vom Boden (10) des Kolbens und dem Ende der Kolbenstange (2) begrenzten Raum (11) geführten Kopfteil (13) vergrößerten Durchmessers besitzt, daß zwischen dem Kopfteil (13) und dem Boden (10) des Kolbens (3) eine Schraubendruckfeder (15) angeordnet ist und daß die Kegelfläche (14) an dem dem Boden (10) abgewandten Ende des Kopfteiles (13) angeordnet ist.

12. Federelement nach einem der Ansprüche 5 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) an einem Ende einen Boden (4) und am anderen Ende eine mit einer Durchgangsbohrung für eine Kolbenstange (2) versehene Endwand (5) aufweist und zwischen dem Boden (4) der Hülse und dem Kolben (3) eine Schraubendruckfeder (6) angeordnet ist.

13. Federelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) aus zwei Halbschalen (21, 22) zusam­ mengesetzt ist, von denen die eine den Boden (4) und die andere die Endwand (5) umfaßt.

14. Federelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (21, 22) an ihren aneinander anliegenden Rändern (23, 24) ineinandergreifende Vorsprünge (27) und Aussparungen (28) aufweisen.

15. Federelement nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halbschalen (21, 22) in ein Rohr (29) eingesetzt sind.

16. Federelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (21, 22) am Umfang des Bodens (4) bzw. der Endwand (5) jeweils eine Ringnut (32 bzw. 33) aufweisen und das Rohr (29) mit den Halbschalen (21, 22) durch jeweils eine in die Ringnut eingreifende Sicke (30 bzw. 31) verbunden ist.

17. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Riffelung der einen Bremsbacke von kreisringförmigen Nuten (41) mit im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt und die Rifflung der anderen Bremsbacke von kreisringförmigen Vorsprüngen (43) mit im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt gebildet wird.

18. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius des Querschnit­ tes der Nuten (41) und Vorsprünge (43) etwa das 0,75- Fache der Tiefe der Riffelung beträgt, der Radius der Nuten (41) bis zu etwa 20% größer ist als der Radius der Vorsprünge (43) und die die Nuten trennenden Stege (42) an ihren Enden abgerundet sind.

19. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Riffelung eine Tiefe von etwa 0,5 mm aufweist.