DE383385C - Feder aus Federringpaaren - Google Patents

Description

• Feder aus Federringpaaren. Es sind Federn bekannt, deren federnde Wirkung nicht auf ihrer Beanspruchung auf Biegung oder Drehung, wie im allgemeinen üblich, sondern auf der Beanspruchung des Federmaterials auf Zug oder auf Druck innerhäll> der Elastizitätsgrenze beruht. Indem z. B. zwei Ringe, ein äußerer und ein innerer, sich mit Kegelflächen ineinanderlegend, achsial gegeneinander bewegt werden, wird der äußere aufgeweitet, der innere zusammengedrückt; nach Aufhören der Belastung gehen die Ringe in den Anfangszustand zurück und schieben sich wieder achsial auseinander. Federsäulen, die aus einer Anzahl solcher Ringfedern aufgebaut sind, ergeben Federn mit großem Federhub und großen Federkräften. Bei den bekannten Federn solcher Art ist die Federung; der Federweg oder Federhub wie bei zylindrischen Schrau-Lenfedern direkt proportional der Belastung; sie haben eine Spannkraftkurve gemäß Abb. i, bei welcher gleiche Zunahme des Federwegs gleicher Zunahme der Federbelastung und umgekehrt gleiche Zunahme der Belastung gleicher Vergrößerung des Federwegs entspricht. Ein derartiger Verlauf der Spannkraftkurve ist nicht immer erwünscht; es besteht in häufigen Fällen das Bedürfnis, Federn zu haben, deren Federung anfänglich weich ist, d. h. die bei Beginn der Zusammendrückung große Federwege ergeben, deren Federung bei weiterer Zusammenpressung aber steifer wird, d. h. die bei gleicher Belastungszunahme allmählich geringere Federwege aufweisen, damit der Stoß bei völliger Zusammendrückung der Feder (Federsäule) bzw. am Schluß des die Feder belastenden Stoßes tunlichst gemildert auf die starren Teile des Organismus übertragen wird, in den die Federanlage eingebaut ist. Das Schaubild Abb.2 gibt die Charakteristik einer Feder, die diesen Anforderungen entspricht. Hier wie auch in Abb. i sind als Abszissen die Federhübe, als Ordinaten die zugehörigen Kräfte eingetragen. Die Erfindung löst die Aufgabe, bei einer aus eingangs beschriebenen Zug- und Druckringfederpaaren säulenartig aufgebauten Feder eine Wirkungsweise von der an zweiter Stelle gekennzeichneten Art (Abb.2) zu schaffen. Wie in Abb.3 und q. dargestellt, haben die die Außenringe a beispielsweise gleichbleibenden äußeren Durchmesser. Es könnten auch z. B. die Außenflächen Teile eines Kegelmantels sein. Die Innenringe i legen sich mit Kegelmantelflächen in die mit gleichartigen Hohlkegelflächen versehenen Außenringe. In unbelastetem Zustand und bis zur vollständigen Zusammendrückung stützen die Innen- und die Außenringe sich nur durch Vermittlung der Kegelflächen aufeinander; zwischen je zwei Außenringen und je zwei Innenringen sind achsiale Zwischenräume vorhanden, die sich bei der achsial erfolgenden Belastung der Feder verringern, bis sie bei völliger Zusammendrückung bei der einen Art von Ringen oder bei den anderen, oder bei beiden gleichzeitig verschwinden, die Ringe sich also aufeinanderlegen. Um den mit der Erfindung angestrebten Erfolg zu erreichen, werden die Querschnittsgrößen der Federringe von einem Ende der Federsäule zum anderen-hin verschieden und stetig größer werdend ausgeführt, wie in Abb. 3 gezeichnet. Es können auch mehrere solche Federsäulen sich aneinanderreihen, dabei die Zu- bzw. Abnahme der Querschnittsgrößen gleichgerichtet bleiben oder auch wechseln. Nach Abb. q. wird die Federsäule aus Gruppen 1, 2, 3 von Ringfederpaaren aufgebaut, Zoobei innerhalb jeder Gruppe die Querschnittsgrößen der Ringe unter sich gleich, die Federquerschnitte der einen Gruppe von denen der anderen folgenden aber verschieden sind. Die Folge dieser Anordnung ist, daß bei Erreichung einer gewissen Belastungshöhe zunächst das Federringpaar oder die Federringpaare mit dem kleinsten Querschnitt voll ineinandergeschobenwerden; bei Zunahme der Belastung tritt das gleiche ein bei den nächst stärkeren Ringen: sie kommen zum Aufeinanderliegen in achsialer Richtung, werden aus dem Federspiel also nach und nach ausgeschaltet, und nur die stärkeren Ringe mit den größeren Widerständen und kleineren Federhüben arbeiten weiter. Das Belastungsdiagramm der Feder nach Abb. q. ist in Abb. 2 in gestrichelten Linien kenntlich gemacht. Bei beiden Ausführungsbeispielen haben Außen- und Innenringe sämtlich gleiches Höhenmaß. Das ist keine Bedingung für die Formung der Ringquerschnitte, vielmehr läßt sich die durch Abb.2 charakterisierte Aufgabe für die Wirkungsweise der Feder auch durch ungleich hohe Ringe und andere Formgebung der Ringe erreichen, sofern nur von dem Lösungsgedanken der Vereinigung verschieden großer Querschnitte in den einzelnen Ringen, Ringpaaren oder Ringgruppen Gebrauch gemacht wird. Das Unterschiedverhältnis zweier aufeinanderfolgender Federringquerschnitte kann für alle folgenden Ringe der Federsäule gleichbleibend sein, die Zu- oder Abnahme der Querschnittsgrößen also linear verlaufen; sie kann aber auch, je nach den Erfordernissen, anders gehalten werden. 'Es können so alle Innenringe gleichbleiben und nur die Außenringe verschieden ausgeführt werden oder umgekehrt. Durch die Wahl verschiedenen Materials mit für die federnde Wirkung unterschiedlichen Eigenschaften (Elastizitätsmodul) für die eine oder die andere Ringgattung oder einzelne Ringe kann die angestrebte Veränderlichkeit der Federwirkung unterstützt werden.

Claims (2)

1. PATENT-ANSpRTIcHE: i. Feder in Gestalt einer aus Federringpaaren zusammengesetzten Federsäule mit inneren und äußeren Ringen, die sich mit Kegelmantelflächen ineinanderlegen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung Mes Federweges (Hubes) bei zunehmender Belastung die Größe der Ringquerschnitte in den einzelnen Federringpaaren voneinander in gleichmäßig oder ungleichmäßig zu- oder abnehmendem Verhältnis verschieden gehalten ist.
2. 2. Feder nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Federsäule aus Gruppen (1, 2, 3) von Federringpaaren mit innerhalb der einzelnen Gruppen gleichen, aber von Gruppe zu Gruppe voneinander verschiedenen Querschnittsgrößen zusammengesetzt ist.