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Federanordnung. Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Federanordnung,
durch welche starke Stoß-und Zugkräfte aufgenommen und möglichst ohne Rückwirkung
vernichtet werden. Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß geschlitzte
Kegelmäntel an sich bekannter Art ineinandergestülpt und hierbei die Schlitze der
Mantelfedern so gegeneinander versetzt sind, daß bei der Einwirkung eines die Mantelfedern
umschließenden Druckstückes nicht nur ein Zusammendrücken der Federn, sondern auch
Reibungsarbeit in den Mantelflächen selbst erzeugt wird. Diese Reibungsarbeit vernichtet
die Stoß- und Zugkräfte vollkommen. Wesentlich ist für die Erfindung nicht nur die
besondere Formgebung und Bemessung der Federn - der Kegel kann z. B. im Grenzfalle
in einen Zylinder übergehen -, sondern auch, daß die Aufschnitte bzw. Federöffnungen
gegeneinander versetzt sind. Stehen die Federöffnungen genau übereinander, so tritt
nur eine reine federnde Wirkung auf, da dann die Federn nur gemeinschaftlich zusammengedrückt
werden. Sind dagegen die Federöffnungen gegeneinander versetzt, so leisten die Federn
in ihren Mantelflächen Reibungsarbeit, die um so größer ist, je weiter die Federöffnungen
voneinander entfernt sind. Daher ist es zweckmäßig, die einzelnen Federn so ineinanderzustülpen,
daß ,die Öffnungen bei den aufeinanderfolgenden Lagen möglichst diametral einander
gegenüberliegen. Eine solche Federanordnung und einige Ausführungsbeispiele für
die Anwendung sind in der Zeichnung dar-,gestellt: Abb. i zeigt mehrere der ineinandergestülpten
Kegelmantelfedern in Seitenansicht mit teilweisem Schnitt; Abb. a ist ein wagerechter
Schnitt längs der LinieA-B inAbb. i. DieseAbbildung zeigt, wie die Federöffnungen
a bzw. Einschnitte oder Ausschnitte der einzelnen Kegelmantelfedern in dem zusammengestülpten
Zustand gegeneinander versetzt sind. Der untere Rand n der Federn ist je nach dem
Verwendungszweck senkrecht oder in einem anderen Winkel zur Kegelneigung zugeschnitten.
Durch die Wahl des Neigungswinkels der Kegeln:antelfedern sowie des Winkels der
Auflagen zur Kegelneigung wird die Kraftaufnahme und deren Rückwirkung bestimmt.
Die Federe brauchen unten nicht eine gerade Auflage zu bilden, sondern können auch
stufenartig zusammengebaut sein, und es ist nicht unbedingt nötig, daß, wie bei
dem gezeichneten Beispiel, die Federn verschiedene Höhe haben. Sie können auch gleich
hoch verwendet werden.
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Wird eine solche Federanordnung unter
starken Druck
oder Zug gestellt, so werden die einzelnen Federlagen hart aneinander- legt. Es
entsteht starke Reibung und fast völlige Aufzehrung der Arbeitskraft in senkrechter
Richtung zur Kegelneigung. Auf diese Art ist es möglich, jeder Feder die zu leistende
Reibungsarbeit zuzuteilen. Beim Entlasten der Feder geht diese je nach der Neigung
der Auflage ohne wesentliche Rückarbeit in ihre Anfangsstellung zurück.
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Einige Anwendungsformen für diese Federn sind in den Abb.3, 4, 5,
6, 7 und 8 im Längs- und Querschnitt dargestellt. Der Querschnitt läßt in jedem
Falle erkennen, daß die Federöffnungen der einzelnen Federlagen versetzt zueinander
stehen. Im übrigen zeigen Abb.3 und ,t die Anwendung bei einem Eisenbahnpuffer.
Es sind dabei nicht nur eine Anzahl von Federn ineinandergeschaltet, sondern auch
mehrere solche Federgruppen hintereinander. Sie stehen in Verbindung mit ringförmigen
Druckstücken b, deren Innenform genau den Abmessungen der Kegelmantelfedern entspricht
und deren Außenseiten der Führungsbüchse angepaßt sind. Die -Druckstücke können
in der Höhe so bemessen sein, daß sie sich bei dq größten Kraftaufnahme aufeinandersetzen,
damit die Kegelmantelfedern nicht vollkommen geschlossen, sondern gegen Überanstrengung
geschützt werden.
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Abb.5 und 6 zeigen gewissermaßen eine Umkehrung, indem es sich um
eine Federanordnung zur Aufnahme und Vernichtung höherer Zugkräfte handelt. Die
Außenseite der keilförmigen Druckringe hat in diesem Falle beispielsweise quadratische
Form.
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Abb. 7 und 8 zeigen eine Zug- und Stoßvorrichtung mit beweglichen
Auflagetellern f und beweglichem Doppeldruckstück d. Wirkt von einer Seite ein Zug
oder Stoß auf den Teller f, so werden beide Federgruppen in Wirkung gesetzt. Eine
Hubbegrenzung entsteht dadurch, daß sich die beiden Teller f gegen das Doppeldruckstück
d legen.
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Wesentlich ist, daß in allen Fällen die Schlitze der Kegelmantelfedern
gegeneinander versetzt sind. Im übrigen sind die Federn der Höhe nach gleich oder
abgestuft und entweder mit gleicher, rechtwinklig zur Kegelneigung stehender Auflage
versehen, oder sie haben eine abgestufte Auflage, wodurch die reibende Wirkung der
Kegelmantelfedern erhöht wird.
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Für die Übertragung des Druckes von dem Federmantel auf die Unterlage
ist es von besonderer Bedeutung, daß die untere Fläche des Federmantels mit der
vollen Größe dann auf der Auflagefläche aufliegt, wenn der höchste Druck auf die
Federanordnung ausgeübt wird. Da nun bei Ausbildung der Mantelfeder als Kegelmantel
während der Druckaufnahme der Kegel selbst dauernd seine Winkel verändert, so wird
gemäß der Erfindung die Kegelfeder in der Weise berechnet, daß die Abwicklung, aus
welcher die Feder gebogen wird, derjenigen Kegelform entspricht, welche entsteht,
wenn die größte Druckübertragung stattfindet. Würde man umgekehrt verfahren und
die Feder nach der Kegelform abwickeln, die im unbelasteten Zustand der Federn vorhanden
ist, dann würde bei Zusamtnendrückung die untere Kante .der Feder auf der Auflagefläche
außerordentlich hohe Drücke erzeugen und vielleicht fressen.
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Die Wahl des Neigungswinkels der Auflage, der über oder unter einem
rechten Winkel sein kann, bestimmt im übrigen die Wirkung der Federn.