DE3629068C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterung für ein längliches Torsionsglied, insbesondere für die Torsionsfeder einer Gegengewicht-Ausgleichseinrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist seit langem bekannt, daß Torsionsglieder dazu verwendbar sind, beim Verdrillen eine zum Ausgleich dienende Federkraft auszuüben. Das Torsionsglied wird normalerweise an einer Stelle unverdrehbar gehaltert und wird an einer anderen Stelle durch Drehen eines Elements verdrillt, das an dieser Stelle an dem Torsionsglied angeordnet ist. Insbesondere sind derartige Ein­ richtungen als Gegengewicht-Ausgleichseinrichtung verwendbar. Bei einer derartigen Verwendung wird das Torsionsglied in vielen Fällen sehr häufig unterschiedlichen Torsionskräften unterworfen, die während längerer Zeitspannen aufrecht erhalten werden. Es erfolgt deshalb dabei oft eine mehrtausendfach wiederholte Belastung.

Praktische Erfahrungen mit derartigen Einrichtungen haben gezeigt, daß im Hinblick auf die Standzeit derartiger Einrichtungen eine Hauptschwierigkeit im Bereich der Stelle auftritt, an der das Torsionselement unverdrehbar gehaltert wird. Eine Schwächung oder ein Ausfall des Torsionsglieds tritt relativ häufiger an diesen Stellen im Vergleich zu anderen Stellen entlang der Länge des Torsionsglieds auf. Dadurch ergibt sich eine praktisch bedeutsame Beschränkung der Genauigkeit und der Wiederholbarkeit der Funktionen von Einrichtungen mit derartigen Torsionsgliedern. Eine hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit sind jedoch insbesondere dann wichtig, wenn die Einrichtung zum Abstützen einer Gehäuseabdeckung in einer offenen Lage dient. Wenn das Torsionsglied Abnutzungserscheinungen zeigt, kann die Abdeckung aus der normalen offenen Lage mehr oder weniger absinken, wodurch die Zugänglichkeit des betreffenden Innenraums beeinträchtigt wird.

Bei Drehstabfedern für die Abfederung von Fahrzeuggestellen ist es bekannt (DE-PS 6 36 263), im Hinblick auf eine gewüschte Dauerschwingfestigkeit im Einspannbereich Muffen vorzusehen, deren Außendurchmesser sich nach ihren Innenkanten hin verjüngt, und diese so aufzupressen oder aufzuschrumpfen, daß der spezifische Flächendruck von der Eintrittsstelle der Drehstabfeder nach der Austrittsstelle zunimmt. Es ist ferner bekannt, neben dem Einspannbereich von Torsionsfederstäben, der durch eine Vierkantöffnung begrenzt ist, ein Formstück vorzusehen, welches die Dreh-Deformation der Torsionsfederstäbe begrenzt (DE-PS 9 35 338). Das Formstück ist mit einer sternförmigen Öffnung versehen, wobei die stumpfen Winkel der Öffnung der gewünschten Dreh-Deformation der Federstäbe entsprechend gewählt sind. Das Formstück dient dabei als Begrenzungsanschlag, damit je nach dem Abstand von der Vierkantöffnung eine geringere oder größere Federhärte eingestellt werden kann.

Es ist ferner eine Federnuß für Torsionsfedern, insbesondere in Kraftfahrzeugen bekannt (DE-AS 10 31 148), welche die aus flachen Einzelblättern zusammengesetzte Feder als entsprechend geformte Muffe übergreift, wobei die den Schmalseiten der Einzelblätter zugekehrten Muffenflächen derart gekrümmt verlaufen, daß sie die Einzelblätter lediglich längs einer etwa quer zur Feder verlaufenden Geraden berühren. Dabei wird die Torsionsspannung auf das Blattfederbündel über ebene Wandflächen übertragen, die an den Seitenflächen der beiden äußersten Blattfedern angreifen. Diese Berührungsflächen sind auch während der Verdrillung der Blattfedern konstant.

Eine bisher bevorzugte Methode zur Halterung eines Torsionsglieds mit einem vieleckigen Querschnitt bestand darin, das Torsionsglied in ein Halterungs­ glied einzusetzen, das eine in der Hauptsache kongruent geformte Öffnung auf­ weist, so daß mindestens einige der Wände der Öffnung an entsprechenden Seitenflächen des Torsionsglieds angreifen, wobei dieser Eingriff entlang einer beträchtlichen Tiefe auftritt. Dadurch wird ein zuverlässiger Eingriff zwischen dem Halterungsglied und dem Torsionsglied angestrebt.

Es wurde jedoch festgestellt, daß bei der Benutzung eine Beeinträchtigung der Eigenschaften des Torsionsglieds im Bereich der Stelle auftritt, an der das Torsionsglied aus der verhältnismäßig tiefen Öffnung in dem Halterungsglied vorragt. Vor allem dadurch wird die Lebensdauer derartiger Einrichtungen be­ grenzt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch eine spezielle Ausbildung des Halterungsglieds für ein Torsionsglied, das insbesondere einen vieleckigen Querschnitt aufweist, der Eingriff zwischen den Wänden der Öffnung und den Seitenflächen des Torsionsglieds in spezieller Weise unterschiedlich sein kann, wenn das Torsionsglied verdrillt wird, und daß die Standzeit des Torsionsglieds erheblich erhöht werden kann. Insbesondere wurde festgestellt, daß beim Ver­ drillen des Torsionsglieds dieses sich seitlich innerhalb der Öffnung des Halte­ rungsglieds und auch in Umfangsrichtung bewegen kann, obwohl das innerste Ende des Torsionsglieds stationär relativ zu dem Halterungsglied bleibt. Es wurde festgestellt, daß bei einer derartigen Ausbildung der Öffnung des Halterungs­ glieds, daß derartige Bewegungen in einem begrenzten Umfang zugelassen werden, die lokalisierte Abnutzung des Torsionsglieds vermieden werden kann, wodurch die Gefahr von oberflächlichen Rißbildungen oder dergleichen De­ formationen vermieden werden kann, welche bisher einer übermäßigen Belastung und der Verursachung von Einschnürungen zugeschrieben wurden, welche die häufigste Ursache für frühzeitige Ermüdungserscheinungen sind. Deshalb wird durch die Erfindung angestrebt, stark lokalisierte Spannungen zu vermeiden, die bei einer üblichen Ausbildung der Öffnung zu einem Einschnürungseffekt führen können, welcher als Hauptgrund für die Verringerung der Lebensdauer der Torsionsglieder und der Halterungsglieder angesehen wird.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine derartige Halterung für ein insbe­ sondere einen vieleckigen Querschnitt aufweisendes Torsionsglied anzugeben, welche eine verbesserte Aufnahme der Spannungen ermöglicht, die auf die Glieder ausgeübt werden, und welche eine längere Standzeit für das Halterungs­ glied des Torsionsglieds ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter­ ansprüche.

Bei einer derartigen Halterung ist deshalb eine sich hinreichend zum offenen Ende erweiternde Öffnung des Halterungsglieds vorgesehen, so daß bei relativ ungespanntem Torsionsglied die Öffnung in relativ großer Tiefe daran angreift, wobei der sich davon zu dem offenen Ende der Öffnung erstreckende Teil des Torsionsglieds einen kleinen Abstand von den Wänden der Öffnung aufweist, welcher Abstand jedoch hinreichend klein ist, so daß beim weiteren Verdrillen des Torsionsglieds der in dem Halterungsglied liegende Teil fortschreitend an einem zusätzlichen Oberflächenbereich der Wände der Öffnung angreift, wodurch der die Last tragende Eingriff gleichförmig und kontinuierlich derart verteilt wird, daß die Größe der Eingriffsfläche im wesentlichen proportional zu der Größe der Verdrillung ist, die in den Torsionsgliedern auftritt. Wenn der Betrag der Verdrillung in dem Torsionsglied ansteigt, steigt die zur Erzeugung dieser Verdrillung erforderliche Kraft an, und die Tatsache, daß der Oberflächenbereich des Halterungsglieds, welcher dieser Kraft entgegensteht, etwa proportional mit der Erhöhung der Kraft ansteigt, ergibt sich dadurch ein wesentlicher Beitrag für eine wesentliche Erhöhung der Standzeit des Torsionsglieds bei genauer Arbeitsweise.

Es wurde ferner festgestellt, daß eine derartige Ausbildung der Oberflächen der Öffnung vorteilhaft ist, bei welcher bei Betrachtung in Richtung der Achse der Öffnung diese nach außen im Hinblick auf die Außenflächen des Torsionsglieds in der Richtung der Verdrillung des Torsionsglieds geneigt sind, wobei die Außen­ flächen des Torsionsglieds im Bereich der maximalen Tiefe in der Öffnung an­ fänglich an dieser Öffnungsoberfläche mehr oder weniger an der hohen Stelle der Öffnungsoberfläche angreifen, wenn das Torsionsglied relativ unverdrillt ist, und daß diese Angriffsfläche, die sich in diesem Bereich von der hohen Stelle zu der nach außen geneigten Oberfläche verschiebt, wenn das Torsionsglied weiter verdrillt wird, so daß im Ergebnis das Torsionsglied in einem gewissen Ausmaß auf der Wand der Öffnung im Angriffsbereich abrollt. Eine vergleichbare Wirkung kann in fortschreitend höheren Niveaus innerhalb der Öffnung auftreten, wenn das Torsionsglied noch weiter verdrillt wird. In denjenigen Fällen, in denen das Halterungsglied derart ausgebildet ist, daß es Torsionsglieder aufnimmt, die in der einen oder in der anderen Richtung verdrillt werden könnten, weisen die Oberflächen der Öffnung eine im wesentlichen zentrale hohe Stelle mit nach außen geneigten Oberflächen auf, die sich in beiden seitlichen Richtungen davon erstrecken, wodurch eine gewissermaßen konvexe Ausbildung vorhanden ist, wobei die Bezeichnung "konvex" Ausbildungen umfaßt, die durch eine Mehrzahl von geraden Linien oder durch eine oder mehrere bogenförmige Linien definiert sind.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Gegengewicht-Ausgleichseinrichtung mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den rechten Endbereich der Einrichtung in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2, wobei ein Torsions­ glied eingesetzt ist,

Fig. 4 eine schematische Ansicht der Öffnung des Halterungsglieds in Fig. 3,

Fig. 5 eine stark vergrößerte schematische Ansicht, wobei eine typische Ausbil­ dung der Wände der Öffnung in dem Halterungsglied in verschiedener Tiefe in dem Halterungsglied dargestellt ist, sowie eine typische Ausbil­ dung eines Teils des Umfangs des Torsionsglieds in einer ausgewählten Tiefe in gestrichelten Linien; und

Fig. 6, 7 und 8 schematische Teilansichten zur Erläuterung des Eingriffs mit dem Torsionsglied, wenn dieses aus der Lage in Fig. 6 über die Lage in Fig. 7 in die Lage in Fig. 8 verdrillt wird.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft eine spezielle Gegen­ gewicht-Ausgleichseinrichtung, obwohl die Erfindung auch in Verbindung mit anderen Einrichtungen zur Einstellung einer Torsionsspannung durch Verdrillen eines Torsionsglieds verwendbar ist.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft insbesondere Verwendungsfälle, bei denen ein Gegengewicht-Ausgleich für zwei gelenkig miteinander verbundene Teile A und B vorgesehen ist. Der Teil A ist der ortsfeste Teil und der Teil B ist der bewegliche Teil, für den ein Gewichtsausgleich vorgesehen wird. Der Teil B ist an dem Teil A mit einer Schwenkachse 2 angelenkt, um eine Ver­ schwenkung zwischen einer horizontalen Lage und einer vertikalen Lage zu er­ möglichen, beispielsweise entsprechend einem geschlossenen und einem geöffneten Deckel. Der Teil B kann ein beträchtliches Gewicht aufweisen. Wenn dieser sich in seiner in Fig. 1 dargestellten vertikalen Lage befindet, wird dieses Gewicht vollständig durch die Schwenkachse 2 getragen, so daß eine allenfalls geringe Kraft benötigt wird, um den Deckel aus seiner vertikalen Lage zu bewegen. Wenn sich jedoch der Deckel in einer horizontalen Lage befindet, muß aufgrund des Gewichts des Deckels ein beträchtliches Drehmoment ausgeübt werden, um diesen anzuheben. Wenn der Deckel B aus seiner horizontalen in seine vertikale Lage verschwenkt wird, nimmt die zum Verschwenken erforderliche Kraft fort­ schreitend entsprechend dem Kosinus des Schwenkwinkels ab. Deshalb soll ein derartiges Gegengewicht für den Teil B vorgesehen werden, daß dieser in jeder beliebigen gewünschten Lage verbleibt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein längliches Torsionsglied D vor­ gesehen, das in der ausgeglichenen oder symmetrischen dargestellten Form unver­ drehbar angrenzend an seine Enden an den Stellen 4 bzw. 6 des ortsfesten Teils A befestigt ist. Das Torsionsglied D wird von einer Hülse C umgeben, die relativ zu dem ortsfesten Teil A drehbar ist, die unverdrehbar an dem Torsionsglied D, jedoch nur an Stellen 8 und 9 befestigt ist, die vorzugsweise im gleichen Abstand von den Stellen 4 und 6 vorgesehen sind. Eine Drehung der Hülse C relativ zu dem ortsfesten Teil A verursacht eine Ver­ drillung der Länge des Torsionsglieds D zwischen den Stellen 4 und 8 und den Stellen 6 bzw. 9, so daß das Torsionsglied eine entgegengesetzt gerichtete Kraft ausübt, die zumindest in grober Annäherung proportional dem Ausmaß der Ver­ drillung ist.

Es ist eine Einheit F vorgesehen, von der ein Teil an der Hülse C und der an­ dere Teil an dem Teil B befestigt ist. Der Teil B trägt einen Nocken 10 mit einer Kurvenfläche 12, über der eine Abgriffrolle 14 abrollt, die an der Hülse C mit einem Arm 16 angeordnet ist. Wegen der gewünschten symmetrischen oder ausgeglichenen Eigenschaften der dargestellten Konstruktion sind zwei Sätze derartiger Einheiten mit einem Nocken und einer Abgriffrolle vorgesehen, jeweils in der Nähe des betreffenden Endes der Hülse C. Anstelle dieser Einheit F kann auch eine andere bekannte Einheit dieser Art vorgesehen werden. Die Kurvenfläche 12 kann derart ausgebildet sein, daß innerhalb gewisser Grenzen eine große Vielzahl unterschiedlicher ausgleichender Federkräfte erzeugt werden kann, so daß beispielsweise ein Sperren, ein Ausgleich oder eine Vorspannung in der einen oder anderen Richtung etc. möglich sind.

An jedem Ende des Torsionsglieds D ist eine einstellbare Struktur G vorgesehen, mit der die Enden des Torsionsglieds D an dem Teil A in einer Anzahl von gewünschten Schwenklagenbefestigt werden können. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Montageblock 18 vorgesehen, der sich von dem Teil A erstreckt und mit einer Aussparung 20 versehen ist, die innen verlaufende Zähne 24 aufweist.

Das Torsionsglied D besteht aus drei länglichen metallischen Elementen 30 mit einem aus Fig. 3 ersichtlichen sechseckigen Querschnitt. An den Enden des Torsionsglied D ist jeweils ein Sockelglied 32 lose angeordnet, das in axialer Richtung gleitend verschiebbar ist.

Da die innere Öffnung des Halterungsglieds 32 entsprechend dem vieleckigen Um­ fang der drei Elemente 30 des Torsionsglieds ausgebildet ist, ist das Halterungs­ glied relativ zu dem Bereich des Torsionsglieds, an dem es angreift, unverdreh­ bar. Der Umfang des Halterungsglieds 32 ist mit äußeren Zähnen 34 versehen. Das Halterungsglied 32 ist in eine zentrale Bohrung 36 eines Rings 38 eingesetzt. Die Zähne 34 greifen an einer Innenverzahnung 40 des Rings 38 an. Der Ring hat äußere Zähne 39. Die Zähne können eine übliche Zahnform aufweisen, da es in dieser Hinsicht nur wichtig ist, daß die miteinander kämmenden Zähne eine relative Drehung verhindern. Der Eingriff ist vorzugsweise verhältnismäßig lose, so daß die Zähne bei einer gegebenenfalls durchgeführten Einjustierung leicht in die Eingriffslage gelangen.

Das Halterungsglied 32 hat einen inneren Endteil 42 mit einer glatten zylindri­ schen Außenfläche, die in einer entsprechend ausgebildeten Bohrung 44 in der Buchse 46 sitzt, welche eine zentrale Bohrung 48 und einen sich in axialer Richtung erstreckenden Teil 50 mit sich in Längsrichtung erstreckenden äußeren Nuten 52 aufweist. Die Hülse C sitzt eng über und dreht sich mit dem Teil 50 der Buchse 46, welche auf dem Endteil 42 drehbar gelagert ist. Vorzugsweise hat die Hülse C eine mit Rillen versehene Querschnittsform, so daß in axialer Richtung verlaufende äußere Vorsprünge 54 und innere Vorsprünge 56 vorhanden sind. Die beiden eine Abgriffrolle 14 tragenden Arme 16 sind mit der Hülse C verkeilt und weisen den Vorsprüngen der Hülse C entsprechende Nuten auf. Deshalb können die Arme 16 entlang der Länge der Hülse C in die Lage gleitend verschoben werden, in der sich die beiden Nocken 10 bei der betreffenden Ein­ richtung befinden. Um die Arme 16 in der gewünschten axialen Lage relativ zu der Hülse C zu halten, sind die Arme 16 zweckmäßigerweise aus einem Metall­ blech ausgebildet und weisen Seitenarme 16A auf, welche über eine Wand 16B verbunden sind, die sich nur zum Teil entlang der Länge des betreffenden Arms erstrecken. Die unter der Wand 16B liegenden Armteile 16C weisen die Öffnungen auf, die etwas größer als der Querschnitt der Hülse C sind. Die Seitenarme 16A sind elastisch aufgespreizt. In dieser aufgespreizten Lage greifen sie die Hülse C und verhindern, daß sich der Arm 16 in seitlicher Richtung be­ wegt. Wenn eine Einjustierung der Lage des Arms 16 entlang der Länge der Hülse C erfolgen soll, ist es lediglich erforderlich, die vorragenden Enden der Armteile 16C zu ergreifen und sie gegeneinander zu drücken, so daß der Ein­ griff dieser Teile an der Hülse C aufgehoben wird und ermöglicht wird, daß die Armlage einjustiert werden kann. Die Armteile 16C können mit elastischen Zungen 60 versehen sein, um eine axiale Anordnung und Einjustierung zu er­ leichtern. Ferner kann die Drehlage des Arms 16 relativ zu der Hülse C grob mit Schritten eingestellt werden, die durch die gerillte Ausbildung der Hülse C ermöglicht werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Nuten vorgesehen, so daß drei relative Drehlagen für den Arm 16 möglich sind. Falls eine größere Anzahl von Nuten vorgesehen wird, ergibt sich eine entsprechend größere Anzahl von möglichen relativen Drehlagen für die beiden Arme.

Obwohl sich die Hülse C mit den Armen 16 und der Buchse 46 dreht, müssen Mittel für eine nicht drehbare Verbindung der Hülse C mit dem Torsionsglied D an Stellen vorgesehen werden, die einen Abstand von den gehalterten Enden 4, 6 des Torsionsglieds aufweisen, damit das Torsionsglied bei einer relativen Drehbewegung der Teile A und B verdrillt werden kann.

Zu diesem Zweck ist ein Teil 64 vorgesehen, der auf dem Torsionsglied D gleitend verschiebbar ist und starr damit drehbar ist, indem er eine innere Öffnung auf­ weist, die entsprechend dem Außenumfang des Torsionsglieds D ausgebildet ist, und welcher Teil auch in axialer Richtung relativ zu der Hülse C verschiebbar aber damit drehbar ist, indem der äußere Umfang an den genuteten Innenum­ fang der Hülse C angreift. Die axiale Lage des Teils 64 relativ zu der Buchse 46 wird durch die Länge eines Bauteils bestimmt, das innerhalb der Hülse C zwischen dem Teil 64 und der Buchse 46 angeordnet ist.

Das die Funktionen eines Halters ausübende Element, welches den Ring 38 auf dem Torsionsglied in einer geeigneten Drehlage hält und gewährleistet, daß nach der Montage auf dem Montageblock 18 eine geeignete Drehlage erzielt wird, ist ein Ring 107, der auf dem Endteil 42 des Halterungsglieds 32 zwischen dem Teil 50 der Buchse 46 und den äußeren Zähnen 34 des Halterungsglieds 32 ange­ ordnet ist. Der Ring 107 wird deshalb dadurch positioniert, daß er auf den End­ teil 42 aufgeschoben wird, bevor dieser Endteil in die Bohrung 44 in der Buchse 46 eingezwängt wird. Die kompakte Ausbildung der so ausgebildeten Teilanordnung wird durch den Eingriff der axial nach außen weisenden geneigten Oberfläche 109 auf dem Ring 107 und die axial nach innen weisende geneigte Oberfläche 111 auf den Zähnen 34 gewährleistet. Einstückig mit dem Ring 107 sind zwei sich in axialer Richtung erstreckende Finger 113 und 115 ausgebildet, die in radialen innenliegenden Vorsprüngen 117 bzw. 119 enden. Die Breite und radiale Ausdehnung der Finger 113 und 115 sind derart gewählt, daß sie relativ eng zwischen zwei angrenzenden äußeren Zähnen 39 auf dem Ring 38 aufgenommen werden. Die Finger 113 und 115 haben eine derartige Länge, und die Vorsprünge 117 und 119 sind derart angeordnet, daß sie über die Absätze 101 einschnappen, die in dem Ring 38 ausgebildet sind. Wenn der Ring 38 geeignet drehbar relativ zu dem Halterungsglied 32 angeordnet ist, wird er in axialer Richtung auf das Halterungsglied gedrückt, wobei die Innenverzahnung 40 des Rings mit der Außenverzahnung 34 des Halterungsglieds 32 kämmt. Die Finger 113 und 115 liegen dann zwischen betreffenden Paaren von äußeren Zähnen 39, bis die Vorsprünge 117 und 119 über die Absätze 101 eingeschnappt sind. Sobald dies erfolgt ist, wird der Ring 38 in einer geeigneten Drehlage gehaltert und ist daran gehindert, von dem Torsionsglied abzugleiten. Das Torsionsglied mit dem Ring 107 als Teil davon kann deshalb als Einheit zu dem Benutzungsort versandt werden, wobei gewährleistet ist, daß der Ring 38 in einer geeigneten Lage darauf verbleibt. Der geeignet orientierte Ring 107 wirkt dann mit einer ent­ sprechend geformten Öffnung in der Struktur zusammen, in der die Einheit für eine veränderliche Torsionsspannung angeordnet wird, um eine genaue Orientie­ rung der Torsionseinrichtung in Drehrichtung zu erzielen, wobei die Kräfte ge­ nau bestimmt werden, welche die Torsionseinrichtung in unterschiedlichen Lagen des Deckels oder eines anderen Teils ausübt, für den ein Ausgleich vorgesehen werden soll. Das Halterungsglied gemäß der Erfindung gewährleistet, daß bei einer gegebenen Schwenklage eines Deckels die von der Torsionseinrichtung aus­ geübte Kraft auch nach wesentlich längerer Standzeit zuverlässig ausgeübt wird.

Die Ausbildung des Halterungsglieds soll in Verbindung mit den Fig. 3-8 näher erläutert werden. Es ist bei der folgenden Beschreibung zu beachten, daß die Abmessungsunterschiede der Ausbildung des Halterungsglieds im Vergleich zu einer mit dem Umfang des Torsionsglieds D kongruenten Ausbildung sehr klein sind, so daß wegen dieser geringen Größe diese Ausbildung in Fig. 2 nicht dargestellt werden kann. Es wurde jedoch festgestellt, daß diese kleinen Ab­ weichungen von der Kongruenz einen sehr bedeutsamen Effekt hinsichtlich der Verlängerung der Standzeit der Torsionsglieder verursachen.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Torsionsglied D aus drei stabförmigen Elementen 30 mit sechseckigem Quer­ schnitt, so daß sich ein Bündel aus diesen stabförmigen Elementen ergibt, dessen Außenumfang 80 einem Querschnitt mit 12 Ecken entspricht. Die Öffnung 70 des Halterungsglieds ist im allgemeinen ähnlich ausgebildet, so daß das Bündel aus den Elementen 30 in diese Öffnung 70 eingeschoben werden kann, wonach sich ein unverdrehbarer Eingriff des Halterungsglieds 32 mit den Ele­ menten 30 ergibt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, verläuft die in Fig. 3 darge­ stellte Schnittebene durch den Endteil 42 des Halterungsglieds 32. Bei dem dar­ gestellten kommerziellen Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand der gegenüber­ liegenden Seitenflächen der Elemente 30 3,175 mm. Gemäß der Erfindung sind jedoch die Wände 72 nicht eben wie die freiliegenden Seitenflächen der Ele­ mente 30, und verlaufen auch nicht parallel zu den Seitenflächen der Elemente 30. Wie am besten aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, haben die Wände 72 bei Betrachtung in Richtung der Achse der Öffnung 70 eine zentrale hohe Stelle 74, von der sich die Oberflächen 76 zurückerstrecken, um fortschreitend niedri­ gere Stellen zu bilden. Die Bezeichnung "konvex" im oben definierten Sinne wird für diese Ausbildung benutzt. Das Ausmaß der Konvexität ist nicht groß und in der bevorzugten Form ist dieses Ausmaß nicht gleichförmig entlang der Tiefe der Öffnung 70. Das durch den Winkel 78 in Fig. 4 dargestellte Ausmaß der Konvexität kann bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen 2° an einer verhältnismäßig tiefen Stelle in der Öffnung 70 und 4,7° an einer Stelle betragen, die nahe dem Ende der Öffnung 70 liegt, aus dem die Elemente 30 nach links in Fig. 2 aus dem Mundstück der Öffnung 70 vorragen. Dies ist in Fig. 5 dargestellt, wo die Kurve 75a die Form in verhältnismäßig großer Tiefe in der Öffnung 70 darstellt. Die Kurve 75b stellt die Form in der Nähe des Mundstücks der Öffnung 70 dar, und die Kurve 75c stellt die Form in einer mittleren Tiefe dar. Vorzugsweise ändert sich die Form mit einer ansteigenden Rate bei Annäherung an das Mundstück der Öffnung. Zweckmäßigerweise haben die Oberflächen Abflachungen an ihren hohen Stellen 74, welche Abflachungen eine Breite von etwa 0,25 mm aufweisen können. Die gestrichelte Linie 80 in Fig. 5 stellt die Stelle gewisser Seitenflächen der Elemente 30 in einer Tiefe in der Öffnung 70 dar, welche der Lage der Kurve 75a entspricht, wenn die Elemente um 2° aus der Nennlage im Gegenuhrzeigersinn bei Betrachtung der Figur verdrillt sind.

Wie aus den Kurven in Fig. 5 ersichtlich ist, steigt die Weite der Öffnung 70 leicht von einer relativ tiefen Stelle in der Öffnung zu einer Stelle in der Nähe des Mundstücks der Öffnung an, so daß sich die Wände 72 der Öffnung etwas nach außen zu dem Mundstück der Öffnung 70 erweitern. Diese Zunahme der Breite kann bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise mehrere Tausendstel mm entlang einer Tiefe der Öffnung von etwa 8 mm betragen und ist durch die Kurven 75a, 75b und 75c dargestellt.

Wenn die Elemente 30 in der Öffnung keine Torsionsspannung aufweisen, ver­ laufen ihre Seitenflächen im wesentlichen parallel zu den ebenen hohen Stellen 74 auf den Wänden 72 und greifen tiefer in die Öffnung mehr oder weniger an diesen hohen Stellen mit einem gewissen Spiel an, weil das gesamte Bündel etwas kleiner als die Öffnung sein muß, um ein Einsetzen zu ermöglichen. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in Fig. 3 kein Spiel dargestellt. Wenn jedoch die Elemente 30 anfänglich verdrillt werden, greifen ihre Seitenflächen tief in der Öffnung an dem einen oder anderen der Wandteile 76 in dieser Tiefe an, in Abhängigkeit von der Richtung, in der die Elemente 30 verdrillt werden. Fig. 5 zeigt diese Beziehung bei einer Verdrillung um 2° im Gegenuhrzeigersinn, wie bereits erwähnt wurde. In geringerer Tiefe und mit dieser minimalen Ver­ drillung weisen die Seitenflächen der Elemente einen Abstand von den Innen­ flächen der Wand 72 auf. Wenn die Elemente 30 weiter verdrillt werden, greifen ihre Seitenflächen fortschreitend an den nach außen geneigten Teilen der Innen­ flächen der Wand 72 in höher und höher liegenden Stellen bei Annäherung an das Mundstück der Öffnung an, wie durch die Linien 75c und 75b in Fig. 5 dargestellt ist. Dabei erfolgt nicht nur eine Verdrillung der Elemente 30, sondern auch eine leichte seitliche Ausbiegung der Elemente, welche durch die axiale Divergenz der Wand 72 von der Seitenfläche des Elements 30 aufgenommen wird. Dies ist schematisch in Fig. 6-8 dargestellt. Fig. 6 zeigt den anfäng­ lichen Eingriff zwischen Element und Wand in der Höhe 81 entsprechend großer Tiefe in der Öffnung 70, wenn die Elemente 30 nur minimal verdrillt sind. Dieser Eingriff bewegt sich nach oben bis zur Höhe 82 und alle Höhen zwischen 81 und 82, wenn die Elemente teilweise weiter verdrillt werden, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Dieser Eingriff bewegt sich weiter bis zur Höhe 84 und schließt alle tieferen Höhen ein, wenn die Elemente noch weiter verdrillt werden, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Deshalb ergibt sich eine fortschreitend größere Abstützfläche für die Elemente 30, wenn eine fortschreitende Ver­ drillung erfolgt. In den Fig. 6, 7 und 8 ist die Wand 72 als im wesentlichen geradlinig dargestellt. Dies ist jedoch lediglich auf eine Vereinfachung der Dar­ stellung zurückzuführen. Tatsächlich ist die Divergenz vorzugsweise nicht linear, wie durch die Kurven 75a, 75b und 75c in Fig. 5 dargestellt ist.

Das Halterungsglied weist vorzugsweise eine so große Tiefe auf, daß bei einer maximalen Verdrillung der Elemente die Höhe 84 im Mundstück der Öffnung nicht erreicht wird. ln dieser Weise wird die erwähnte Anfälligkeit für eine Kerbenbildung vermieden.

Ferner trägt das Spiel zwischen den Ecken der Torsionselemente und den Ecken der Öffnung dazu bei, daß eine verringerte Abnutzung der betreffenden Bestand­ teile der Einrichtung verursacht wird.

Ferner wird bei Erhöhung der Verdrillung des Torsionsglieds die Fläche ver­ größert, an der das Torsionsglied angreift, so daß sich fortschreitend eine größere Abstützfläche für das Torsionsglied ergibt, wenn die Torsionsspannung erhöht wird, wodurch auch eine geringere und gleichförmige Spannungsbelastung des Torsionsglieds erfolgt.

Bei bisher benutzten Halterungsgliedern ergibt sich eine gewisse Beeinträchtigung der Genauigkeit bereits nach wenigen Belastungszyklen und eine beträchtliche Verschlechterung tritt bereits nach 3000 oder 4000 Zyklen auf, während bei einem Halterungsglied gemäß der Erfindung keine beträchtliche Verschlechterung nach etwa 100 000 Belastungszyklen auftritt.

Wie bereits erwähnt wurde, ist das Ausmaß der Divergenz zwischen den Wänden 72 und den Seitenflächen der Elemente 30 verhältnismäßig gering. Bei dem dar­ gestellten Ausführungsbeispiel kann beispielsweise der Abstand 86 (Fig. 4) zwischen 0,0625 und 0,0631 Zoll bei einer Tiefe von 0,028 Zoll unterschiedlich sein.

Es ist ersichtlich, daß die nicht kongruente Ausbildung der Öffnung des Halterungsglieds sich nicht entlang der gesamten Tiefe der Öffnung erstrecken muß. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Öffnung 70 eine Ge­ samttiefe von 0,310 Zoll und ist nur entlang einer Tiefe von 0,297 Zoll in der beschriebenen Weise ausgebildet. Obwohl die Erfindung speziell im Hinblick auf das Halterungsglied 42 beschrieben wurde, ist sie auch auf die Ausbildung der Halterungsöffnungen in den Gliedern 64 anwendbar. Es ist ferner ersichtlich, daß die genannten speziellen Dimensionen nur beispielsweise im Hinblick auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel erwähnt wurden, bei Verwendung einer Gegengewicht-Ausgleichseinrichtung spezieller Größe und Konstruktion, weshalb derartige Dimensionen bei unterschiedlichen Anwendungszwecken unterschiedlich gewählt werden können.

Claims (6)

1. Halterung für ein längliches Torsionsglied, insbesondere für die Torsionsfeder einer Gegengewicht-Ausgleichseinrichtung, mit einem Halterungsglied mit einer Öffnung, die entlang ihrer Tiefe durch Wände begrenzt ist, von denen mindestens einige derart ausgebildet und orientiert sind, daß sie an Seitenflächen des Torsionsglieds angreifen, von dem ein Teil aus dem Mundstück der Öffnung vorragt, wobei das Torsionsglied in der Öffnung des Halterungsglieds unverdrehbar gehaltert und bei Verdrillung des vorragenden Teils Drehkraft zwischen den Wänden der Öffnung und den Seitenflächen des Torsionsglieds erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen des Torsionsglieds (D) und die Wände (72) der Öffnung (70) bei einem anfänglichen Verdrillungszustand des Torsionsglieds (D) an einer von dem Mundstück der Öffnung entfernten ersten Stelle (81) aneinander angreifen, daß die Seitenflächen des Torsionsglieds und die Wände der Öffnung voneinander von der ersten Stelle zu dem Mundstück der Öffnung derart divergieren, daß die Seitenflächen des Torsionsglieds und die Wände der Öffnung nicht an Stellen aneinander angreifen, die näher zu dem Mundstück als die erste Stelle liegen, wenn sich das Torsionsglied in dem anfänglichen Verdrillungszustand befindet, und daß ein derartiges Ausmaß der Divergenz vorgesehen ist, daß bei einer weiteren Verdrillung ein Teil der Seitenflächen des Torsionsglieds an den entsprechenden Wänden an zweiten Stellen (82, 84) angreifen, die näher zu dem Mundstück als die erste Stelle liegen, wobei der Angriff zwischen der ersten Stelle und den zweiten Stellen aufrecht erhalten bleibt, um die Angriffsfläche bei weiterer Verdrillung des Torsionsglieds fortschreitend zu erhöhen.

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen des Torsionsglieds (D) parallel zu dessen Achse verlaufen, und daß die Wände (72) der Öffnung (70) so geneigt sind, daß die Breite der Öffnung (70) von einer tiefen Stelle in der Öffnung (70) zu einer Stelle in der Nähe des Mundstücks der Öffnung ansteigt.

3. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (72) der Öffnung (70) bei Betrachtung in Richtung der Achse der Öffnung (70) nach außen geneigt sind und eine hohe Stelle (74) und einen nach außen geneigten Teil (76) aufweisen, und daß die Seitenflächen des Torsionsglieds (D) bei unverdrilltem Torsionsglied im allgemeinen an den Wänden der Öffnung an der hohen Stelle (74) und bei verdrilltem Torsionsglied an den Wänden an dem nach außen geneigten Teil angreifen.

4. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der nach außen gerichteten Neigung (78) des Teils (76) in Richtung auf das Mundstücks der Öffnung ansteigt.

5. Halterung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der nach außen gerichteten Neigung (78) des Teils (76) von etwa 2° auf etwa 4,7° in Richtung auf das Mundstück der Öffnung ansteigt.

14. Halterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionsglied eine Anzahl von länglichen Elementen (30) mit vieleckigem Querschnitt aufweist, die in einer parallelen aneinander angreifenden Gruppierung angeordnet sind, wobei einige der Seitenflächen einiger der Elemente freiliegen, und daß mindestens einige der freiliegenden Seitenflächen die Seitenflächen des Torsionsglieds bilden, welches an den Wänden der Öffnung (70) des Halterungsglieds (32) angreifen.