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.