DE407398C - Schichtenfeder - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 20. DEZEMBER 1924

RE IC H S PATE NTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 63 b GRUPPE U

(C 34308'Ilföb')

Compagnie D'AppIications Mecaniques in Paris.

Schichtenfeder.
Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Januar 1924 ab.

Für diese Anmeldung ist gemüß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die PrioritUt auf Grund der Anmeldung in Frankreich vom 26. Januar 1923 beansprucht.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schien- feder, der erheblich den Bruchwiderstand ertenfeder für Gefährte, bei der die sowohl bei höht und wegen der vollständigen Umhüllung der Belastung wie bei der Entlastung der der Außeiiteile erhöhte Sicherheit im Augen-Feder auftretenden Schwingungen gut abge- blick des Bruchauftrittes bietet, gewährt von bremst werden. selbst folgendes:

' Der besondere Aufbau dieser Schichten- 1. eine mäßige Bremswirkung bei Normal-

last derart, daß die Feder in der Normalstellung erhalten bleibt und die von kleinen Widerständen herrührenden Schwingungen vermindert werden;

2. eine Bremswirkung, die im Augenblick der höchsten Federspannung Null ist, derart, daß die Rückkehr in die Normallage sehr schnell vonstatten geht, was für die Abdämpfung aufeinanderfolgender ίο Stöße wesentlich ist;

3. eine kräftige Bremswirkung im Augenblick der Federentspannung über ihre Nor- - mallage hinaus, derart, daß der Rückprall des aufgehängten Teiles unterdrückt wird; 4. eine sehr kräftige Bremswirkung, die sich bis zur Verriegelung steigern kann, wenn, die Feder vollständig entspannt ist, die Blätter also die Neigung haben, sich zu trennen, beispielsweise, wenn das Gefährt nicht den Boden berührt.

Die Feder ist so eingerichtet, daß die Blätter auf ihrer ganzen Länge zwischen dem. inneren Hauptblatt und einem biegsamen, gestaltsänderungsfähigen oder federnd nachgiebigen Hüllblatte zusammengedrückt sind, das einerseits am Ende des Hauptblattes oder eines Nachbarblattes angreift und federnd nachgiebig anderseits am Dickteil der Feder angebracht ist. Diese Anordnung sichert selbsttätiges Absbremsen der in beiden Richtungen auftretenden Schwingungen, wobei die Bremswirkung in der Entspannungsstellung erheblicher als in der Belastungslage ist. Die Abbremsung der Schwingungen wird vorteilhaft durch Zufügung eines zwischen der Feder und dem Hüllblatte eingeschalteten Zwischenblattes erhöht, das mit dem Dickteil der Feder verbunden sein muß, damit die Verschiebung zwischen den beiden in Berührung befindlichen Blättern erheblich wird.

Die Spannung des Hüllblattes gegen die Feder kann regelbar sein, und dazu können alle bekannten Regelmittel verwendet werden. Die Spannung kann im voraus festgelegt werden, und in diesem Fall wird das dazu dienende Stück unter Spannung auf das Hüllblatt aufgebracht.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt. Abb. 1 zeigt in Seitenansicht eine Feder, bei der das Hüllblatt selbst die elastische Bremsspannung erzeugt. Abb. 2 ist eine Abänderung. Hierl·· bei dient eine besondere unabhängige Feder zur Erzeugung der elastischen Spannung. Bei Abb. 3 ist ein Zwischenblatt am Starkteil der Feder angebracht. Abb. 4 ist eine Ansicht ähnlich der Abb. 3, wobei eine Lage mit einem höheren Reibungskoeffizienten zwischengefügt ist. Die Abb. 5 bis 7 zeigen vollständig eine halbelliptische Feder, und zwar sowohl bei Höchstlast wie bei Normalstellung· und bei höchster Entspannung. Die Abb. 8 und 9 zeigen eine ähnliche Ausbildung, aber mit elastischen Bügeln, und zwar einmal mit ^; einem Gelenkpunkt und das andere Mal mit voneinander unabhängigen Gelenkpunkten. Bei der Abb. 10 fehlt ein solcher Gelenkpunkt. Abb. 11 zeigt in Vorderansicht einen elastischen Bügel, und Abb. 12 zeigt einen regelbaren Bügel oder Bund. Abb. 13 zeigt im Längsschnitt den Teil einer Feder mit regelbarem Bügel. Abb. 14 zeigt im Diagramm die Wirkung einer Feder nach Abb. 4.

In den Zeichnungen ist 1 das Hauptblatt der Schichtenfeder 2, während 3 das Hüllblatt darstellt. Das Hüllblatt ist einesteils bei 4 am Ende des Hauptblattes 1 befestigt und anderseits bei 5 elastisch an dem Dickteil der Feder, das heißt dort, wo der Querschnitt alle Schichten erfaßt, angeschlossen. Die elastische Verbindung geschieht mittels eines Bügels 6, gegen den sich auf der dem Gelenke 5 gegenüberliegenden Seite das eine Feder bildende Ende des Hüllblattes 3 legt (Abb. i).

Bei Abb. 2 wird das Hüllblatt 3 elastisch gegen die Feder 2 durch die Wirkung einer besonderen Feder 7 gedrückt, deren Enden sich auf das Hüllblatt 3 stützen, und die sich go anderseits gegen den Bügel 6 lehnt. In Abb. 3 ist dais biegsame und elastische, mit dem Dickteil der Schichtenfeder 2 in Verbindung stehende Zwischenblatt 8 ersichtlich. Das Hüllblatt 3 ist am Endteil des Hauptblattes 1 befestigt. Aus dieser Anordnung ergibt sich, daß jede Gestaltsänderung der Feder eine sehr erhebliche Reibung zwischen den in Berührung stehenden Flächen der Blätter 8 und 3 hervorruft. Selbstverständlich kann die Reibung noch erhöht werden, wenn man mehrere Hüllblätter und Zwischenblätter einander übergreifen läßt. In Abb. 4 liegt zwischen den beiden Reibflächen 8 und 3 eine Zwischenschicht 9 aus irgendeinem geeigneten Stoffe mit einem hohen Reibungskoeffizienten.

Bei der halbelliptischen Feder nach den Abb. S bis 7 zeigen die Darstellungen, daß die Winkelverschiebung der freien Enden der Bügel 6 nach den Endteilen des Hauptblattes 1 die Feder 7 anzuspannen sucht. Dadurch erhöht sich die elastische Spannung des Hüllblattes 3. Der Drehpunkt S jedes Bügels auf dem Dickteil der Schichtenfeder und der Stützpunkt der Bügel auf der zugehörigen Feder 7 können derart gewählt werden, daß die elastische Wirkung .etwa in dem Augenblick Null wird, wenn die Feder eine Höchstlast stützt, um nicht die Elastizitätsgrenze des Federmaterials zu beeinflussen (Abb. 51. Für die Stellung bei Normallast soll die

elastische Wirkung mäßig sein (Abb. 6) und schließlich beträchtlich im Augenblick der Entspannung, wobei sie sogar in vollständige Verriegelung übergehen kann, wenn die Ent-Spannungsbewegung die Stellung der Feder im freien Zustande überschreiten will (Abb. 7).

Bei der Abb. 8 sind die als Schraubenfedern

ausgebildeten Bügel einerseits an dem Ende der Hüllblätter 3 angelenkt und anderseits an 'demselben Stück 11, das oben auf dem Hauptblatt 1 der halbelliptischen Feder 2, und zwar in ihrer Mitteleb ene, befestigt ist. Bei der Ausbildung nach Abb. 9 sind die Federn an zwei verschiedenen Punkten 12 oben auf dem Hauptblatte r angelenkt. Bei Abb. 10 sind die beiden elastischen Hüllblätter 3 einer Feder unmittelbar untereinander durch ein elastisches Glied 13 verbunden. Hierbei spart man die Bügel 6. In Abb. 11 ist ein elastischer Bügel 14 dargestellt, dessen Spannung durch eine Druckeinrichtung 15 regelbar ist. Bei Abb. 12 ist der Bügel durch eine Schraubenanordnung 16 regelbar.

Der Bügel 6 nach Abb. 13 ist bei 5 oben auf dem Hauptblatte angelenkt und trägt am entgegengesetzten Ende eine Schraube 7, mit der man nach Wunsch die Spannung der unabhängigen Feder 7 einstellen kann. Diese wirkt unmittelbar auf das Hüllblatt 3, dessen Spannung also nach Belieben geändert werden kann. Abb. 14 zeigt im Diagramm das Wirken einer Feder gemäß Abb. 4. In ausgezogenen Linien ist die Feder bei höchster Entspannung dargestellt. Die punktierten Linien zeigen die Feder unter Höchstbelastung, und die strichpunktierten Linien geben die Wege der verschiedenen Federteile bei der Verstellung zwischen den genannten beiden Lagen an.

Bei der Stellung höchster Entspannung (volle Linie) zeigt das Blatt S die natürliche Gestalt der Feder und legt sich völlig auf die folgenden Blätter. Blatt 3, dessen Grundgestalt diejenige der bei 3« angegebenen Stellung ist, trägt die Schicht 9 aus geeignetem Stoffe und hüllt das Blatt 8 ein. Das Blatt 3 ist mit dem Hauptblatt 1 der Feder 2 verbunden, gespannt und legt sich gegen das Blatt 8 mittels der Feder 7, die sich auf das Gelenk 10 des Bügels 6 stützt. Dieser hat seinen festen Halt am Gelenk 5. Bei der in vollen Linien gezeichneten Stellung ist die Feder 7 am höchsten angespannt und drückt das Hüllblatt 3 stark in Richtung der Achse A-B des Bügels 6. Der Druck der Feder 7 zerlegt sich in zwei Kräfte, eine drückt hu.d das Blatt 3 auf das Blatt 8, während die andere bei C angreift und auf das Blatt 3 in Richtung des Dickteiles der Feder 2 wirkt, so daß das Blatt 3 das Blatt 8 umgibt und das Hauptblatt 1 durch unmittelbare Einwirkung am Verbindungspunkte erfaßt. Die Anordnung bezweckt auch, das Hauptblatt gegen die folgenden Blätter 2 anzudrücken, die zwischen dem Hauptblatte und dem Hüllblacte eingezwängt werden. Bei der in vollen Linien gezeichneten Stellung kann sich die Schichtenieder 2 nicht weiter entspannen; denn die Feder 7 berührt das Hüllblatt bei e, was die Bewegung des Bügels 6 im Sinne des Pfeiles s 'Degrenzt.

Wenn die Feder am stärksten belastet ist, fto nimmt sie die punktiert gezeichnete Stellung ein.

Während des Überganges von einer Stellung zur anderen, legt das Ende/n des Blattes 8 den Weg / zurück, das Auge des Hauptblattes 1 den Ruirvenweg g und die Enden der weiteren Schichtenblätter die Kurvenwege g¹ bis g⁹. Das Gelenk 10 folgt der Kurve h mit dem Mittelpunkts. Die Feder 7 kommt in die Lage 7". Man sieht, daß die Kurven g bis g⁹ untereinander wenig verschieden sind. Ihre Abweichungen rühren nur von der Stärke jedes Blattes her. Dagegen ist die Kurve / von der Kurve g sehr verschieden. Der Unterschied ergibt sich aus der Gesamtstärke der Feder an ihrem mittleren go Dickteil und dem Unterschied der Anfangs- _r krümmung des Blattes 8 im Verhältnis zum Hauptblatt 1. Das an das Hauptblatt 1 angeschlossene Ende des Hüllblattes 3 folgt ebenfalls der Kurve g. Während der Verschiebung, die sich auf der ganzen Oberfläche der Blätter 8 und 3 vollzieht, entfernt sich der Punkt c² des Blattes 3 erheblich von dem Ende des Blattes 8. Anderseits geht der Bügel 6 in die Stellung 6" über und das Gelenk 10 nach 10", die Feder 7 nach j^a. Die von dem Gelenk 10 des Bügels beschriebene Kurve// unterscheidet sich von der Kurven" des Blattes 3. Die Feder 7 ist bei der Stellung J" entspannt und ihr Druck gleich Null. Da der Bügel 6 nunmehr weniger geneigt ist, so ist der Wert der durch Zug auf das Blatt 3 wirkenden Komponente ebenfalls vermindert. Es gibt daher praktisch weder Reibung noch erheblichen Widerstand, der etwa die Feder 2 daran hindern könnte, schnell diese Stellung zu verlassen.

Während des Rückganges zur höchsten Entspannungsstellung nimmt der Druck und der Zug auf das Blatt steigend zu. Die Rückwirkung ist in der Nähe der Höchstbelastungsstellung aufgehoben, ohne daß irgendwie die Stellung höchster Entspannung überschritten werden kann.

Die gegenseitige Verschiebung zwischen dem xao Blatte 8 und den weiteren Schichtenblättern ändert sich bei jedem Blatte. Sie ist am ge-

ringsten und fast Null für das kleinste Schichtenblatt der Feder und am größten für das längste mit dem Blatt 8 in Berührung stehende Blatt. :

Die Prüfung der Kurven/ und g zeigt, daß bei ein und derselben Verschiebung des Hauptblattes der Gleitbetrag der Blätter 3 und 8 erheblicher wird, wenn sich die Feder der Stellung höchster Entspannung nähert.

Der Zug und der Druck auf das Hüllblatt 3, der von den reibenden Teilen zurückgelegte Weg, der Krümmungshalbmesser des Blattes 3, der Druck zwischen den Federschichten selbst und der Druck zwischen der Feder und dem Zwischenblatt 8 steigen gleichzeitig, und alle diese Dinge zusammen tragen dazu bei, eine veränderliche Bremsung zu erhalten, deren Betrag fortschreitend steigt, so daß 'die Schwingungen entsprechend der jeweilig von der Feder eingenommenen Lage in günstiger Weise abgedämpft werden.

Claims (13)

1. Patent-Ansprüche :

   i. Schichtenfeder, dadurch gekennzeichnet, daß jede Federhälfte ein biegsames, änderungsfähiges oder elastisches Blatt (3) als Umhüllung der Schichtenlage (2) der Feder enthält, das einerseits am entspre- ; chenden Ende der Hauptlage angeschlossen ist und sich anderseits elastisch auf den Dickteil der Feder stützt, derart, daß ^: dieser elastische Stützdruck einen größten ' Wert für die Höchstentspannungslage der j Feder hat und schwach für die Stellung j bei höchster Belastung der Feder ist. i
2. 2. Schichtenfeder nach Anspruch 1, da- \ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem ', Hüllblatte (3) und den Sdhich.tenblat.tern. (2) der Feder ein biegsames, änderungsfähiges oder elastisches Blatt (8) zwischengefügt ist, das mit dem Dickteil der Feder in festem Zusammenhang steht.
3. 3. Schichtenfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie für jede j

   Federhälfte mehrere Hüllblätter und meh- ;

   rere mit den Hüllblättern abwechselnde !

   Zwischenblätter hat. j
4. 4. Schichtenfeder nach Anspruch 2 j oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwisehen den Hüllblättern (3) und den Zwischenblättern (8) Schichten aus einem Stoffe rr.it höherem Reibungskoeffizienten eingeschaltet sind.
5. 5. Schichtenfeder nach jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das innere Ende jedes Hüllblattes auf den Dickteil der Feder mittels eines Bügels (6) stützt, der einerseits auf dem Dickteil der Feder schwenkbar angebracht ist und sich anderseits auf das Hüllblatt nahe seinem inneren Ende legt.
6. 6. Schichtenfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (6) um ein Gelenk schwingt, das auf dem Dickteil angeordnet und auf der Wagenachse gleichzeitig mit der Feder durch dieselben Befestigungsmittel angebracht ist.
7. 7. Schichtenfeder nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch derartige Anordnung des Bügels (6), daß er auf das Hüllblatt einwirkt und gleichzeitig einen Druck auf die Feder schichten und einen Zug auf das Ende des Hauptblattes (1) ausübt.
8. 8. Schichtenfeder nach Anspruch 1 oder s, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende jedes elastischen Hüllblattes selbst gekrümmt ist und sich elastisch; auf den Dickteil der Schichtenfeder legt (Abb. 1).
9. 9. Schichtenfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Hilfsfeder (7) einerseits auf den Bügel (6) an dem seiner Aufhängung entgegengesetzten Ende und anderseits auf das zugehörige Hüllblatt stützt.
10. 10. Schichtenfeder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich das innere Ende der Hilfsfeder gegen einen am In- go nenende des zugehörigen Hüllblattes liegenden Anschlag (c) stützt.
11. 11. Schichtenfeder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel mit einer Schraub- oder ähnlichen Einrichtung (15, 16, 17) ausgestattet ist, die sich auf die Hilfsfeder oder auf die Schichten (2) legt, und die die Spannung der Hilfsfeder abzuändern gestattet (Abb. 11 bis 13). loo
12. 12. Schichtenfeder nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das innere Ende jedes Hüllblattes auf den Dickteil der Schichtenfeder mittels Zugfedern legt, die einerseits am Dickteil des Hauptblattes, anderseits am Ende des Hüllblattes angreifen (Abb. 8 und 9).
13. 13. Schichtenfeder nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenenden der beiden Hüllblätter miteinander durch ein oder mehrere Zugfedern (13) verbunden sind (Abb. 10).

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.