DE4313133A1 - Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung - Google Patents
Konstante, federkompensierte AufhängevorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufhängevorrichtung, insbesondere
eine Aufhängevorrichtung zum Aufhängen großer Objekte wie Röhren und
elektrische Kabel und noch konkreter eine Aufhängevorrichtung, die eine
Verschiebungskompensation erzeugt, um während ihrer Anwendung eine im
wesentlichen konstante Hängekraft aufrecht zu erhalten, wenn der Wir
kungspunkt, wo das Objekt durch die Aufhängevorrichtung gehalten wird,
die Tendenz zu einer Verschiebung zeigt. Die Aufhängevorrichtung wird
hauptsächlicherweise dazu verwendet, die entsprechenden Abschnitte der
Dampferzeuger eines Kraftwerkes, die Röhren einer Energieerzeugungsan
lage zum Transport von Dampf, Wasser, Rauch, Luft und Kohle, und
Brenner zu halten. Er kann auch auf dem Gebiet der Petrochemie ver
wendet werden, wo eine Verschiebungskompensation benötigt wird. Die
Aufhängevorrichtung kann weiterhin als automatische Spannungskompensa
tionsvorrichtung in dem Stromversorgungsnetz einer elektrifizierten
Eisenbahn, als Zuggetriebe in einem Förderer und in jeglicher anderer
Situation verwendet werden, wo eine im allgemeinen konstante Aufhänge
kraft und eine Verschiebungskompensation benötigt werden.
Auf dem Gebiet der Konstruktion von Wärme- und Energieerzeugungsanla
gen, der chemischen Industrie und des Öltransportes werden verschiedene
Röhren für Flüssigkeitstransporte aufgestellt. Während der Transporte ist
es wahrscheinlich, daß die Röhren eine Verschiebungstendenz zeigen, die
von dem Erhitzen durch die darin transportierte Flüssigkeit oder von
einer Kraft herrührt, die von der Flüssigkeit ausgeübt wird und die glei
che Tendenz der Angriffspunkte hervorbringt. Wenn die Röhren durch
starre Halteeinrichtungen aufgehängt oder gehalten werden, erhöhen sich die
durch die Halteeinrichtungen auf die Röhren ausgeübten Haltekräfte wegen
der Einspannung der Röhren an den Angriffspunkten so stark, daß die
Röhren zusätzliche Belastungen aushalten müssen, die sogar zu einer Be
schädigung der Röhren führen können. Daher werden elastische Aufhänge-
oder Lagervorrichtungen so ausgelegt, daß sie diese Röhren so lagern
oder halten, daß die in den Angriffspunkten auftretende Verschiebung
kompensiert werden kann, um eine im wesentlichen konstante Haltekraft zu
gewährleisten, wodurch die Erzeugung zusätzlicher, auf die Röhren wir
kender Belastungen verhindert wird. Ähnlich ist es auch notwendig, daß
die in den Dampferzeugerkörpern und den Brennern verwendeten Aufhänge
vorrichtungen zu einer Verschiebungskompensation aufgrund der thermischen
Deformation der Dampferzeugerkörper und der Brenner während ihres Be
triebes in der Lage sind. Darüber hinaus besteht auch eine Notwendig
keit, bei der Konstruktion von Stromnetzen elektrifizierter Eisenbahnen
und von Hochspannungsleitungen hinsichtlich ihrer Deformation und
Schwingungen aufgrund von Naturkräften (z. B. Wind, Schnee oder thermi
sche Ausdehnung), die Aufhängevorrichtungen mit der Möglichkeit einer
Verschiebungskompensation zu versehen.
Eine bekannte konstante Feder-Aufhängevorrichtung ist in Fig. 1 gezeigt.
Diese umfaßt einen Schwenkarm 4′, der in einem Hauptschwenklager 5′
schwenkbar ist, und eine Schraubenfeder 11′, die schwenkbar mit dem
Schwenkarm 4′ an seinem einen Ende durch ein Verbindungsgelenk 6′ ver
bunden ist. Die Last, die von dem aufgehängten Objekt ausgeübt wird,
greift am Punkt C am Ende des Schwenkarmes 4′ an. Wenn der Aufhänge
punkt B eine Tendenz zur Verschiebung unter dem Einfluß äußerer Um
stände (z. B. einer thermischen Expansion des aufgehängten Objektes)
zeigt, würde die Feder 11′ weiter komprimiert, um eine zusätzliche ela
stische Kraft ΔFs zu erzeugen, um dem zusätzlichen Wert ΔFl der Aufhän
gekraft entgegenzuwirken, so daß der Schwenkarm 4′ rotiert, um die Ver
schiebung des Aufhängepunktes B zu erlauben. Dadurch wird eine große
zusätzliche Hängekraft verhindert, die oft auftritt, wenn eine starre Auf
hängevorrichtung verwendet wird. Da die in der bekannten Aufhängevor
richtung verwendete Feder jedoch die Form eines Zylinders, ein Gewicht
von 30 bis 300 oder gar bis 400 kg und eine maximale Länge von 15 m
aufweist, ist sie schwierig hinsichtlich der Herstellung, der Einstellung
der Steigung, der Oberflächenbearbeitung, der Ausformung und Wärmebe
handlung und bringt hohe Produktionskosten mit sich, da sie aus einer
speziellen Art von Federdraht hergestellt werden muß. Weiterhin ist es
schwierig, die Feder mit den oben angegebenen Maßen zu montieren.
Darüber hinaus ist bei der bekannten Aufhängevorrichtung der Aufhänge
punkt B direkt mit dem Punkt C des Schwenkarmes 4′ verbunden. Wenn
sich der Aufhängepunkt B in die Position B1 verschiebt, schwenkt der
Punkt C in die Position C1 mit einer horizontalen Verschiebung C1A1 des
Punktes C, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Die horizontale Verschiebung
führt offensichtlich zu einer Neigung der Richtung der Aufhängekraft, was
die zusätzliche innere Belastung des aufgehängten Objektes sehr kompliziert
macht. Eine ähnliche Situation tritt ein, wenn der Aufhängepunkt B zu
den Punkten B2 und B3 schwenkt, was zu den horizontalen Verschiebungen
C2A2 und C3A3 führt. Es wurde herausgetunden, daß die oben angegebene
horizontale Verschiebung des Punktes C nachteilig für das aufgehängte
Objekt ist.
Beim Stand der Technik sind daher zwei Nachteile gegeben, nämlich die
ungenügende Konstruktion und die Verwendung der Schraubenfeder.
Entsprechend ist es die Aufgabe der Erfindung, zumindest teilweise die
Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine konstante, fe
derkompensierte Aufhängevorrichtung zu schaffen, die ein geringeres Ge
wicht aufweist, bequemer zu produzieren und zu befestigen ist, niedrige
Produktionskosten hat und keine horizontale Verschiebung erzeugt.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung dadurch ge
löst, daß laut der vorliegenden Anmeldung eine konstante, federkompen
sierte Aufhängevorrichtung geschaffen wird, die einen festen Rahmen, eine
Schwenkarmeinheit und zumindest eine Federeinheit umfaßt;
die Aufhängevorrichtung weist einen festen Rahmen, zwei Schwenkarme, die die Schwenkarmeinheit bilden, zwei Federbaugruppen, zwei bewegliche Führungsstangen, eine Lastbefestigungseinheit und ein Aufhängeglied auf; jede der Federbaugruppen umfaßt eine Frontplatte, eine rückwärtige Plat te, zumindest ein Federelement, das zwischen der Front- und der rück wärtigen Platte angeordnet ist, eine Zugstange, die sich durch und aus den zentralen Öffnungen des zumindest einen Federelementes erstreckt und Feder-Führungsstangen; die Federbaugruppen sind symmetrisch an den rechten und linken Seiten des festen Rahmens verbunden, wobei die Front platten mit dem festen Rahmen verbunden sind;
zwei Schwenkarme sind symmetrisch angeordnet und durch zumindest ein Haupt-Schwenklager an dem festen Rahmen angelenkt, wobei am einen Ende jedes Schwenkarmes eine Rolle zum Lagern der beweglichen Platte vorgese hen ist, wobei das andere Ende jeden Schwenkarmes mit einem Ende der zugeordneten Zugstange mittels eines Verbindungsgelenkes schwenkbar ver bunden ist;
die Lastbefestigungseinheit ist mit der beweglichen Platte verbunden und die zentrale Achse der Lastbefestigungseinheit fluchtet mit der der Schwenkarmeinheit, wobei das Verbindungsgelenk an einem Punkt angeord net ist, der auf einem Kreis positioniert ist, dessen Zentrum um den zentralen Punkt des zugeordneten Hauptschwenklagers zentriert ist und einen bestimmten Radius aufweist, mit Ausnahme der Punkte, wo die Wir kungslinie der elastischen Kräfte der Federelemente sich durch den zen tralen Punkt des Hauptschwenklagers hindurcherstreckt.
die Aufhängevorrichtung weist einen festen Rahmen, zwei Schwenkarme, die die Schwenkarmeinheit bilden, zwei Federbaugruppen, zwei bewegliche Führungsstangen, eine Lastbefestigungseinheit und ein Aufhängeglied auf; jede der Federbaugruppen umfaßt eine Frontplatte, eine rückwärtige Plat te, zumindest ein Federelement, das zwischen der Front- und der rück wärtigen Platte angeordnet ist, eine Zugstange, die sich durch und aus den zentralen Öffnungen des zumindest einen Federelementes erstreckt und Feder-Führungsstangen; die Federbaugruppen sind symmetrisch an den rechten und linken Seiten des festen Rahmens verbunden, wobei die Front platten mit dem festen Rahmen verbunden sind;
zwei Schwenkarme sind symmetrisch angeordnet und durch zumindest ein Haupt-Schwenklager an dem festen Rahmen angelenkt, wobei am einen Ende jedes Schwenkarmes eine Rolle zum Lagern der beweglichen Platte vorgese hen ist, wobei das andere Ende jeden Schwenkarmes mit einem Ende der zugeordneten Zugstange mittels eines Verbindungsgelenkes schwenkbar ver bunden ist;
die Lastbefestigungseinheit ist mit der beweglichen Platte verbunden und die zentrale Achse der Lastbefestigungseinheit fluchtet mit der der Schwenkarmeinheit, wobei das Verbindungsgelenk an einem Punkt angeord net ist, der auf einem Kreis positioniert ist, dessen Zentrum um den zentralen Punkt des zugeordneten Hauptschwenklagers zentriert ist und einen bestimmten Radius aufweist, mit Ausnahme der Punkte, wo die Wir kungslinie der elastischen Kräfte der Federelemente sich durch den zen tralen Punkt des Hauptschwenklagers hindurcherstreckt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung schafft die vorliegende Anmel
dung eine konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung, die einen
festen Rahmen, eine Schwenkarmeinheit und zumindest eine Federbaugruppe
umfaßt;
die Aufhängevorrichtung hat einen festen Rahmen, zwei Schwenkarme, die die Schwenkarmeinheit bilden, eine Federbaugruppe, eine bewegliche Platte, eine Lastbefestigungseinheit, ein Aufhängeglied und zwei beweg liche Führungsstangen;
die Federbaugruppe umfaßt eine Frontplatte, eine rückwärtige Platte, zu mindest ein Federelement, das zwischen der Front- und der rückwärtigen Platte angeordnet ist, Zugstangen, die sich durch und aus den zentralen Öffnungen des zumindest einen Federelementes erstrecken und Feder-Füh rungsstangen; das Ende der sich nach außen erstreckenden Zugstange ist schwenkbar mit zwei Neben-Zugstangen verbunden;
die Federbaugruppe ist am festen Rahmen angebracht, wobei die Front platte starr mit dem festen Rahmen verbunden ist; zwei Schwenkarme sind symmetrisch an dem festen Rahmen mittels zumindest einen Hauptschwenk lagers angelenkt; eine Rolle ist am einen Ende jedes Schwenkarmes vorge sehen, um die bewegliche Platte zu lagern, und derselbe Abschnitt jedes Schwenkarmes ist schwenkbar mit der zugeordneten Neben-Zugstange ver bunden; die Lastbefestigungseinheit ist mit der beweglichen Platte ver bunden und die zentrale Achse der Lastbefestigungseinheit fluchtet mit der der Schwenkarmeinheit; das Verbindungsgelenk ist an einem Punkt angeordnet, der auf einem Kreis angeordnet ist, der um den zentralen Punkt des zugeordneten Hauptschwenklagers zentriert ist und einen be stimmten Radius aufweist, mit Ausnahme der Punkte, wo die Wirkungslinie der elastischen Kräfte der Federelemente durch den zentralen Punkt des zugeordneten Hauptschwenklagers hindurchgeht.
die Aufhängevorrichtung hat einen festen Rahmen, zwei Schwenkarme, die die Schwenkarmeinheit bilden, eine Federbaugruppe, eine bewegliche Platte, eine Lastbefestigungseinheit, ein Aufhängeglied und zwei beweg liche Führungsstangen;
die Federbaugruppe umfaßt eine Frontplatte, eine rückwärtige Platte, zu mindest ein Federelement, das zwischen der Front- und der rückwärtigen Platte angeordnet ist, Zugstangen, die sich durch und aus den zentralen Öffnungen des zumindest einen Federelementes erstrecken und Feder-Füh rungsstangen; das Ende der sich nach außen erstreckenden Zugstange ist schwenkbar mit zwei Neben-Zugstangen verbunden;
die Federbaugruppe ist am festen Rahmen angebracht, wobei die Front platte starr mit dem festen Rahmen verbunden ist; zwei Schwenkarme sind symmetrisch an dem festen Rahmen mittels zumindest einen Hauptschwenk lagers angelenkt; eine Rolle ist am einen Ende jedes Schwenkarmes vorge sehen, um die bewegliche Platte zu lagern, und derselbe Abschnitt jedes Schwenkarmes ist schwenkbar mit der zugeordneten Neben-Zugstange ver bunden; die Lastbefestigungseinheit ist mit der beweglichen Platte ver bunden und die zentrale Achse der Lastbefestigungseinheit fluchtet mit der der Schwenkarmeinheit; das Verbindungsgelenk ist an einem Punkt angeordnet, der auf einem Kreis angeordnet ist, der um den zentralen Punkt des zugeordneten Hauptschwenklagers zentriert ist und einen be stimmten Radius aufweist, mit Ausnahme der Punkte, wo die Wirkungslinie der elastischen Kräfte der Federelemente durch den zentralen Punkt des zugeordneten Hauptschwenklagers hindurchgeht.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine konstante, federkom
pensierte Aufhängevorrichtung geschaffen, die einen festen Rahmen, einen
Schwenkarm und zumindest eine Federbaugruppe umfaßt;
die Federbaugruppe hat eine Frontplatte, Führungsstangen, zumindest ein Federelement, eine rückwärtige Platte, eine Zugplatte und eine Mutter;
die Aufhängevorrichtung umfaßt weiterhin eine Lastbefestigungseinheit;
das Verbindungsgelenk, das die Zugstange mit dem Schwenkarm verbindet, ist an einem Punkt angeordnet, der auf einem Kreis positioniert ist, der um den Zentralpunkt des Hauptschwenklagers zentriert ist, das den Schwenkarm schwenkbar mit dem festen Rahmen verbindet, und der einen bestimmten Radius aufweist, mit Ausnahme der Punkte, wo die Wirkungs linie der elastischen Kräfte der Federelemente sich durch den Zentral punkt des Hauptschwenklagers erstreckt.
die Federbaugruppe hat eine Frontplatte, Führungsstangen, zumindest ein Federelement, eine rückwärtige Platte, eine Zugplatte und eine Mutter;
die Aufhängevorrichtung umfaßt weiterhin eine Lastbefestigungseinheit;
das Verbindungsgelenk, das die Zugstange mit dem Schwenkarm verbindet, ist an einem Punkt angeordnet, der auf einem Kreis positioniert ist, der um den Zentralpunkt des Hauptschwenklagers zentriert ist, das den Schwenkarm schwenkbar mit dem festen Rahmen verbindet, und der einen bestimmten Radius aufweist, mit Ausnahme der Punkte, wo die Wirkungs linie der elastischen Kräfte der Federelemente sich durch den Zentral punkt des Hauptschwenklagers erstreckt.
Vorzugsweise ist unter den obengenannten drei Aspekten das Federelement
ein Scheibenfederelement mit einer üblichen Form und linearer Federcha
rakteristik; die Federanordnung umfaßt zumindest eine Scheibenfeder; die
Scheibenfeder hat ein Verhältnis ihrer inneren Konushöhe ho zu ihrer
Wanddicke t von 0.3-0.5, d. h. ho/t beträgt 0.3-0.5. Das Verhältnis des
Außendurchmessers D zum Innendurchmesser d beträgt ungefähr 2, d. h.
D/d = 2. Die Scheibenfedern sind zwischen der Front- und der rückwärti
gen Platte angeordnet; die Feder-Führungsstangen, die dazu verwendet
werden, die Scheibenfederelemente zu positionieren und zu verhindern,
daß diese sich radial bewegen, erstrecken sich neben den Randkanten der
Federscheiben, wobei der Abstand zwischen jeder Feder-Führungsstange
und den Randkanten der Scheibenfedern im Bereich von 0.15 mm bis
1.5 mm liegt.
Vorzugsweise beträgt in den obengenannten drei Ausführungsformen die
Zahl der Feder-Führungsstangen, die sich neben den Randkanten der Fe
derscheibenelemente erstrecken, drei oder vier.
Vorzugsweise ist das verwendete Federelement ein Schraubenfederelement in
der Form eines Zylinders oder dergleichen mit linearer Charakteristik.
In den drei vorgenannten Ausführungsformen ist das bewegliche Schwenk
gelenk so angeordnet, daß es sich um die Horizontallinie durch zumindest
eines der Hauptschwenklager dreht und zwar im Bereich von 0° bis 60°;
der vorläufig eingestellte Winkel des beweglichen Schwenkgelenkes (der
Winkel zwischen der Geraden, die das bewegliche Schwenkgelenk mit dem
ihm zugeordneten Hauptschwenklager verbindet und der Geraden durch das
Hauptschwenklager in Längsrichtung) liegt im Bereich von 10° bis 65°.
Vorzugsweise hat das bewegliche Schwenkgelenk einen Schwenkbereich von
0° bis 45°, und einen vorläufig eingestellten Winkel von 10° bis 45°.
Vorzugsweise ist bei den obengenannten zweiten und dritten Ausführungs
formen die Frontplatte jeder Federbaugruppe starr mit dem festen Rahmen
durch zwei oder vier Stifte verbunden.
Vorzugsweise ist bei den obengenannten ersten und zweiten Ausführungs
formen ein Hauptschwenklager vorgesehen, mittels dem zwei Schwenkarme
an dem festen Rahmen angelenkt sind.
Vorzugsweise kann die Aufhängevorrichtung entsprechend der vorliegenden
Anmeldung in einer automatischen Zugspannungskompensationsvorrichtung
im Stromversorgungsnetz einer elektrifizierten Eisenbahn oder in einer
Spannvorrichtung in einem Förderer verwendet werden.
Die Aufhängevorrichtung entsprechend der vorliegenden Anmeldung verwen
det Scheibenfedern, um die zylindrischen Federn zu ersetzen; sie bringt
eine durchbruchartige Verbesserung in ihrer Hauptkonstruktion mit sich;
als Vorteile weist sie geringeres Volumen, die Möglichkeit einer größeren
Belastung, größere longitudinale Verschiebungen, geringerer Preis, gerin
gerer Materialaufwand bei der Herstellung, einfacherer Produktionsprozeß
und bequemere Befestigung mit sich; sie bricht mit der vorher herrschen
den Theorie, wonach Scheibenfedern nicht in konstanten, federkompensier
ten Aufhängevorrichtungen verwendet werden können.
Die Lastverschiebung der Aufhängevorrichtung entsprechend der vorliegen
den Erfindung findet nur in der Längsrichtung statt, wodurch zusätzliche
Belastungen und die Übertragung der Belastung auf die Röhre verhindert
werden.
Im Vergleich mit der bekannten Aufhängevorrichtung ist die Aufhängevor
richtung entsprechend der Erfindung um 70% bis 90% im Volumen, 60 bis
80% im Gewicht, 60 bis 80% im Materialaufwand, 30% in den Kosten und
80% in der Arbeitsintensität verringert.
Die Aufhängevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung hat
einen Belastungsbereich von 0.5 kN bis 400 kN und einen Verschiebungs
bereich von 10 bis 650 mm.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
deutlich. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer bekannten federkompensierten Auf
hängevorrichtung, bei der die Aufhängevorrichtung eine horizontale
Verschiebung nach einer Kompensation aufweist,
Fig. 2 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform der konstanten, feder
kompensierten Aufhängevorrichtung entsprechend der Erfindung, bei
der lediglich eine Abschirmhülse aus Gründen der Klarheit der
Darstellung weggebrochen ist,
Fig. 3 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, in der
die Federbaugruppe aus Gründen der Klarheit der Darstellung ge
schnitten dargestellt ist und
Fig. 4 eine Ansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung, in der
die Federbaugruppe aus Gründen der Klarheit der Darstellung ge
schnitten ist.
Es wird zuerst Bezug genommen auf Fig. 2, die eine erste Ausführungs
form einer konstanten, federkompensierten Aufhängevorrichtung entspre
chend der Erfindung zeigt. Die konstante, federkompensierte Aufhänge
vorrichtung in dieser Ausführungsform umfaßt einen festen Rahmen 3, zwei
Schwenkarme 4, eine Lastbefestigungseinheit und zwei Federbaugruppen
20. Der feste Rahmen 3 hat eine Bodenplatte 3′′. Auf der Platte 3′′ ist
eine vertikale Platte 3′ fest angebracht und erstreckt sich in Längsrich
tung. Zwei bewegliche Führungsstangen 19 sind symmetrisch auf der Bo
denplatte 3′′ angeordnet und erstrecken sich in Längsrichtung. Jede der
beweglichen Führungsstangen 19 weist ein Ende auf, das auf der Boden
platte 3′′ befestigt ist. An ihren anderen Enden sind die Stangen 19 in
ein Anbindungsteil 18 eingepaßt, das starr mit einer festen Anbindungs
basis (nicht gezeigt) verbunden ist. Die Lastbefestigungseinheit umfaßt
eine bewegliche Platte 15 und ein Lasttragteil 2. Die beweglichen Füh
rungsstangen 19 erstrecken sich durch die Öffnungen, die an entsprechen
den Positionen der beweglichen Platte 15 eingeformt sind, so daß die
bewegliche Platte 15 nach unten und oben daran entlang gleiten kann.
Das Lasttragteil 2 weist ein Ende auf, das mit der beweglichen Platte 15
verbunden ist, wobei das andere Ende davon sich durch die Bodenplatte
3′′ hindurcherstreckt, um mit dem Aufhängeglied 1 verbunden zu werden.
Das Aufhängeglied 1 umfaßt einen Bolzen und ein Rahmenteil mit einer
Gewindeöffnung und ist mit dem Lasttragteil 2 mittels des Bolzens ver
schraubt. Die Schwenkarmeinheit umfaßt zwei Schwenkarme 4, die jeweils
schwenkbar zwischen der beweglichen Platte 15 und der Bodenplatte 3′′ in
einem sich symmetrisch überschneidenden Zustand durch die Haupt
schwenklager 5 an der vertikalen Platte 3′ gelagert sind. Eine Rolle 16
ist drehbar durch das Drehlager 17 an einem Ende von jedem der Arme 4
gelagert und unterstützt die Unterseite der beweglichen Platte 15. An
ihren anderen Enden sind beide Schwenkarme 4 mit einem Verbindungsge
lenk 6 versehen, das zu dem zugeordneten Hauptschwenklager 5 versetzt
angeordnet ist und zur gelenkigen Verbindung mit einer Zugstange 7
dient. Zwei Federbaugruppen 20 sind symmetrisch um die zentrale Achse
der Aufhängevorrichtung und unter dem festen Rahmen 3 angeordnet, von
denen jeder die an dem Gelenk 6 angelenkte Zugstange 7, eine Frontplatte
13 mit einer zentralen Öffnung und eine rückwärtige Platte 10 mit einer
zentralen Öffnung und vier Platten-Führungsöffnungen aufweist. Die Plat
ten-Führungsöffnungen, die in die rückwärtige Platte 10 eingeformt sind,
haben Positionen und Größen, die denen der vier Feder-Führungsstangen
12 entsprechen, die an der Frontplatte 13 befestigt sind. Eine vorsprin
gende Lasche 24 ist an einer Seite jeder Frontplatte 13 vorgesehen und
mit der rückwärtigen Seite der Frontplatte 3′′ durch einen Stift 14 ver
bunden. Vier Feder-Führungsstangen 12 sind an der Rückseite der Front
platte 13 befestigt und erstrecken sich längs der Außenkanten der
Federelemente, um zu verhindern, daß sich die Federelemente radial be
wegen. Die Zugstange 7 ist durch das Verbindungsgelenk 6 an ihrem
einen Ende angelenkt und ihr anderes Ende erstreckt sich durch die zen
trale Öffnung der Frontplatte 13 und ist starr mit der rückwärtigen Platte
10 durch einen Bolzen 8 verbunden. Die vier Feder-Führungsstangen 12
stehen in Gleitverbindung mit der rückwärtigen Platte 10. Die Federele
mente 11 in jeder Federbaugruppe sind Scheibenfederelemente, von denen
jedes eine zentrale Öffnung aufweist. Eine Vielzahl von Scheibenfederele
menten 11 ist zwischen der rückwärtigen Platte 10 und der Frontplatte 13
in derartiger Weise angeordnet, daß zwei Federelemente, die Rücken an
Rücken angeordnet sind, eine Elementeinheit bilden und daß die Element
einheiten reihenartig miteinander verbunden sind, um einen Federkörper
zu bilden. Die Zugstange 7 erstreckt sich durch die zentralen Öffnungen,
die in den Scheibenfederelementen vorgesehen sind (Fig. 3). Eine feste
Platte 9 ist vorgesehen, die starr mit den Feder-Führungsstangen 12 mit
tels der Gewindeenden der Feder-Führungsstangen 12 verbunden ist, auf
welche jeweils die Muttern 8′ passen. Eine Abschirmhülse 25 ist um die
Frontplatte 13 herum vorgesehen und erstreckt sich davon nach unten. Der
Federkörper liegt mit den offenen Seiten (Seiten mit größerem Durchmesser)
der Scheibenfederelemente 11 jeweils am oberen und unteren Ende des Kör
pers an der Rückseite der Frontplatte 13 bzw. der Oberseite der rückwär
tigen Platte 10 an.
Es ist anzumerken, daß zwei Federbaugruppen symmetrisch bezüglich der
zentralen Achse des Lasttragelementes 2 angeordnet sind, daß zwei
Schwenkarme 4 symmetrisch bezüglich derselben Achse angeordnet sind,
und daß die beweglichen Führungsstangen 19 ebenfalls symmetrisch zu der
vorgenannten Achse angeordnet sind.
Das Scheibenfederelement, das den Federkörper bildet, weist die Form
einer Scheibe auf und hat im Vertikalschnitt die Form eines Kegel
stumpfes. Es hat ein Verhältnis der inneren Konushöhe ho zur Wanddicke
t, d. h. ho/t, von etwa 0.4, des Außendurchmessers D zu dem Innendurch
messer d, d. h. D/d, von etwa 2. Der Abstand zwischen jeder Feder-Füh
rungsstange 12 und den Kanten des Scheibenfederelementes 11 beträgt 0.15
mm bis 1.5 mm.
Der Federkörper kann ein Scheibenfederelement oder eine Vielzahl von
Scheiben-Federelementen umfassen.
Im Ausführungsbeispiel kann das Ende des Schwenkarmes 4, wo das be
wegliche Schwenklager 17 vorgesehen ist, bezüglich des Hauptschwenkla
gers 5 im Bereich von 0° bis 45° schwenken. Während eines vorläufigen
Zusammenbaus ist die Gerade, die den zentralen Punkt des beweglichen
Schwenklagers 17 mit dem des Hauptschwenklagers 5 verbindet, in einem
Winkel von 1° bis 45° zu der Geraden angeordnet, die durch den Zen
tralpunkt des Hauptschwenklagers 5 und parallel mit der zentralen Achse
des Lasttragelementes 2 verläuft.
In der Praxis wird der Scheibenfederkörper beim Zusammenbau vorge
spannt; ein aufzuhängendes Objekt wird an dem Aufhängeglied 1 befe
stigt; das Anbindungsteil 18 wird fest mit der festen Anbindungsbasis
verbunden. Wenn das mittels dem Aufhängeglied gehaltene Objekt die Ten
denz zur Verschiebung zeigt, wird eine zusätzliche Kraft auf die beweg
liche Platte 15 über das Lasttragelement 2 ausgeübt, wodurch die Platte
15 dazu gezwungen wird, gegen die Rollen 16 zu drücken, so daß die
Schwenkarme 4 sich drehen, um die Zugstangen 7 nach oben zu ziehen
und die Federelemente weiter zu komprimieren. Daher wirkt die zusätzliche
elastische Kraft, die durch die weitere Kompression des Scheibenfederkör
pers erzeugt wird, dem erhöhten Wert (zusätzliche Kraft) der Hängekraft,
die auf das aufgehängte Objekt ausgeübt wird, entgegen, wodurch nicht
nur der Tendenz der Verschiebung des Objektes genüge geleistet wird,
sondern auch die Aufhängekraft der Aufhängevorrichtung nur wenig ver
ändert wird, so daß das Objekt nach wie vor sicher an der Aufhängevor
richtung hängen kann.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausfüh
rungsform unterscheidet sich von der ersten lediglich dadurch, daß nur
eine einzige Federbaugruppe 20 mit der gleichen Konstruktion wie oben
beschrieben vorhanden ist. Die einzige Federbaugruppe 20 ist koaxial
oberhalb des festen Rahmens in einer solchen Weise angeordnet, daß die
vorspringende, an der Frontplatte 13 der Baugruppe 20 vorgesehene La
sche 24 starr mit dem festen Rahmen mittels zweier Stifte 14 verbunden
ist. Die Zugstange 7 steht von der Federbaugruppe 20 ab und ist
schwenkbar mit der Verbindungsplatte 26 verbunden. Zwei Neben-Zugstan
gen 21 sind nicht nur jeweils mit den zwei Enden der Verbindungsplatte
26 schwenkbar verbunden, sondern auch mit den Schwenkarmen 4 mittels
der Gelenke 6 schwenkbar verbunden.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Die Charakteri
stika dieser Ausführungsform liegen darin, daß eine Federbaugruppe 20
starr an einer Seite des festen Rahmens 3 durch vier Positionierstifte
(nicht gezeigt) befestigt ist; ein Schwenkarm 4 ist schwenkbar an dem
festen Rahmen 3 angelenkt; mittels der Bolzen 23 ist das Anbindungsteil
18 starr an der festen Anbindungsbasis befestigt; die Federelemente 11,
die den Federkörper bilden, sind dieselben Scheiben wie im ersten und
zweiten Ausführungsbeispiel; ein Ende des Schwenkarmes 4 ist direkt mit
der Lastbefestigungseinheit verbunden, statt mit einer Rolle versehen zu
sein; darüber hinaus werden im Vergleich mit dem ersten und zweiten
Ausführungsbeispiel die beweglichen Führungsstangen und beweglichen
Platten weggelassen.
Claims (15)
1. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung mit einem festen Rah
men, einer Schwenkarmeinheit und zumindest einer Federbaugruppe,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufhängevorrichtung einen festen Rahmen (3), zwei Schwenkarme (4), die die Schwenkarmeinheit bilden, zwei Federbaugruppen (20), zwei bewegliche Führungsstangen (19), eine Lastbefestigungseinheit und ein Aufhängeglied (1) aufweist;
daß jede der Federbaugruppen (20) eine Frontplatte (13), eine rückwärti ge Platte (10), zumindest ein Federelement (11), das zwischen der Front platte (13) und der rückwärtigen Platte (10) angeordnet ist, eine Zug stange (7), die sich durch und aus den zentralen Öffnungen des zumin dest einen Federelementes (11) erstreckt, und Feder-Führungsstangen (12) aufweist, wobei die Federbaugruppen (20) symmetrisch an der rechten und linken Seite des festen Rahmens (3) angeordnet sind und wobei die Front platten (13) mit dem festen Rahmen (3) verbunden sind;
daß zwei Schwenkarme (4) symmetrisch angeordnet und durch zumindest ein Hauptschwenklager (5) an dem festen Rahmen (3) schwenkbar gelagert sind, wobei am einen Ende jeden Schwenkarmes (4) eine Rolle (16) vorge sehen ist, um die bewegliche Platte (15) zu lagern, und wobei das andere Ende jeden Schwenkarms (4) schwenkbar mit einem Ende der zugeordneten Zugstange (7) mittels eines Verbindungsgelenkes (6) schwenkbar verbun den ist; und
daß die Lastbefestigungseinheit mit der beweglichen Platte (15) verbunden ist und die zentrale Achse der Lastbefestigungseinheit mit der der Schwenkarmeinheit fluchtet, wobei das Verbindungsgelenk (6) an einem Punkt angeordnet ist, der auf einem Kreis positioniert ist, der um den zentralen Punkt des zugeordneten Hauptschwenklagers (5) zentriert ist und einen bestimmten Radius aufweist, mit Ausnahme der Punkte, wo die Wir kungslinie der elastischen Kräfte der Federelemente durch den zentralen Punkt des Hauptschwenklagers (5) verläuft.
daß die Aufhängevorrichtung einen festen Rahmen (3), zwei Schwenkarme (4), die die Schwenkarmeinheit bilden, zwei Federbaugruppen (20), zwei bewegliche Führungsstangen (19), eine Lastbefestigungseinheit und ein Aufhängeglied (1) aufweist;
daß jede der Federbaugruppen (20) eine Frontplatte (13), eine rückwärti ge Platte (10), zumindest ein Federelement (11), das zwischen der Front platte (13) und der rückwärtigen Platte (10) angeordnet ist, eine Zug stange (7), die sich durch und aus den zentralen Öffnungen des zumin dest einen Federelementes (11) erstreckt, und Feder-Führungsstangen (12) aufweist, wobei die Federbaugruppen (20) symmetrisch an der rechten und linken Seite des festen Rahmens (3) angeordnet sind und wobei die Front platten (13) mit dem festen Rahmen (3) verbunden sind;
daß zwei Schwenkarme (4) symmetrisch angeordnet und durch zumindest ein Hauptschwenklager (5) an dem festen Rahmen (3) schwenkbar gelagert sind, wobei am einen Ende jeden Schwenkarmes (4) eine Rolle (16) vorge sehen ist, um die bewegliche Platte (15) zu lagern, und wobei das andere Ende jeden Schwenkarms (4) schwenkbar mit einem Ende der zugeordneten Zugstange (7) mittels eines Verbindungsgelenkes (6) schwenkbar verbun den ist; und
daß die Lastbefestigungseinheit mit der beweglichen Platte (15) verbunden ist und die zentrale Achse der Lastbefestigungseinheit mit der der Schwenkarmeinheit fluchtet, wobei das Verbindungsgelenk (6) an einem Punkt angeordnet ist, der auf einem Kreis positioniert ist, der um den zentralen Punkt des zugeordneten Hauptschwenklagers (5) zentriert ist und einen bestimmten Radius aufweist, mit Ausnahme der Punkte, wo die Wir kungslinie der elastischen Kräfte der Federelemente durch den zentralen Punkt des Hauptschwenklagers (5) verläuft.
2. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung mit einem festen Rah
men, einer Schwenkarmeinheit und zumindest einer Federbaugruppe,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufhängevorrichtung einen festen Rahmen (3), zwei Schwenkarme (4), die die Schwenkarmeinheit bilden, eine Federbaugruppe (20), eine bewegliche Platte (15), eine Lastbefestigungseinheit ein Aufhängeglied (1) und zwei bewegliche Führungsstangen (19) aufweist;
daß die Federbaugruppe (20) eine Frontplatte (13), eine rückwärtige Platte (10), zumindest ein Federelement (11), das zwischen der Frontplatte (13) und der rückwärtigen Platte (10) angeordnet ist, und eine Zugstange (7) aufweist, die sich durch und aus den zentralen Öffnungen des zumin dest einen Federelementes erstreckt, wobei das sich nach außen er streckende Ende der Zugstange (7) schwenkbar mit zwei Neben-Zugstangen (21) verbunden ist;
daß die Federbaugruppe (20) an dem festen Rahmen (3) befestigt ist, wo bei die Frontplatte (13) starr mit dem festen Rahmen (3) verbunden ist, wobei, zwei Schwenkarme (4) symmetrisch an dem festen Rahmen (3) mit tels zumindest einen Hauptschwenklagers (5) angelenkt sind, wobei eine Rolle (16) am Ende jeden Schwenkarmes (4) vorgesehen ist, um die beweg liche Platte (15) zu lagern und der gleiche Abschnitt jeden Schwenkarmes (4) schwenkbar mit der zugeordneten Neben-Zugstange (21) verbunden ist, wobei die Lastbefestigungseinheit mit der beweglichen Platte (15) ver bunden ist und die zentrale Achse der Lastbefestigungseinheit mit der der Schwenkarmeinheit fluchtet, wobei das Verbindungsgelenk (6) an einem Punkt angeordnet ist, der auf einen Kreis positioniert ist, der um den zentralen Punkt des zugeordneten Hauptschwenklagers (5) zentriert ist und einen bestimmten Radius aufweist, mit Ausnahme der Punkte, wo die Wir kungslinie der elastischen Kräfte der Federelemente durch den zentralen Punkt des zugeordneten Hauptschwenklagers (5) verläuft.
daß die Aufhängevorrichtung einen festen Rahmen (3), zwei Schwenkarme (4), die die Schwenkarmeinheit bilden, eine Federbaugruppe (20), eine bewegliche Platte (15), eine Lastbefestigungseinheit ein Aufhängeglied (1) und zwei bewegliche Führungsstangen (19) aufweist;
daß die Federbaugruppe (20) eine Frontplatte (13), eine rückwärtige Platte (10), zumindest ein Federelement (11), das zwischen der Frontplatte (13) und der rückwärtigen Platte (10) angeordnet ist, und eine Zugstange (7) aufweist, die sich durch und aus den zentralen Öffnungen des zumin dest einen Federelementes erstreckt, wobei das sich nach außen er streckende Ende der Zugstange (7) schwenkbar mit zwei Neben-Zugstangen (21) verbunden ist;
daß die Federbaugruppe (20) an dem festen Rahmen (3) befestigt ist, wo bei die Frontplatte (13) starr mit dem festen Rahmen (3) verbunden ist, wobei, zwei Schwenkarme (4) symmetrisch an dem festen Rahmen (3) mit tels zumindest einen Hauptschwenklagers (5) angelenkt sind, wobei eine Rolle (16) am Ende jeden Schwenkarmes (4) vorgesehen ist, um die beweg liche Platte (15) zu lagern und der gleiche Abschnitt jeden Schwenkarmes (4) schwenkbar mit der zugeordneten Neben-Zugstange (21) verbunden ist, wobei die Lastbefestigungseinheit mit der beweglichen Platte (15) ver bunden ist und die zentrale Achse der Lastbefestigungseinheit mit der der Schwenkarmeinheit fluchtet, wobei das Verbindungsgelenk (6) an einem Punkt angeordnet ist, der auf einen Kreis positioniert ist, der um den zentralen Punkt des zugeordneten Hauptschwenklagers (5) zentriert ist und einen bestimmten Radius aufweist, mit Ausnahme der Punkte, wo die Wir kungslinie der elastischen Kräfte der Federelemente durch den zentralen Punkt des zugeordneten Hauptschwenklagers (5) verläuft.
3. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung mit einem festen Rah
men, einem Schwenkarm (4) und zumindest einer Federbaugruppe,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Federbaugruppe eine Frontplatte (13), Führungsstangen (12), zu mindest ein Federelement (11), eine rückwärtige Platte (10), eine Zug stange (7) und eine Mutter (8) aufweist;
daß die Aufhängevorrichtung weiterhin eine Lastbefestigungseinheit auf weist, wobei das Verbindungsgelenk (6), das die Zugstange (7) mit dem Schwenkarm (4) verbindet, an einem Punkt angeordnet ist, der auf einem Kreis angeordnet ist, der um den zentralen Punkt des den Schwenkarm (4) schwenkbar mit dem festen Rahmen (3) verbindenden Hauptschwenklagers (5) zentriert ist, und der einen bestimmten Radius aufweist, mit Ausnahme der Punkte, wo die Wirkungslinie der elastischen Kraft des Federelementes durch den zentralen Punkt des Hauptschwenklagers (5) verläuft.
daß die Federbaugruppe eine Frontplatte (13), Führungsstangen (12), zu mindest ein Federelement (11), eine rückwärtige Platte (10), eine Zug stange (7) und eine Mutter (8) aufweist;
daß die Aufhängevorrichtung weiterhin eine Lastbefestigungseinheit auf weist, wobei das Verbindungsgelenk (6), das die Zugstange (7) mit dem Schwenkarm (4) verbindet, an einem Punkt angeordnet ist, der auf einem Kreis angeordnet ist, der um den zentralen Punkt des den Schwenkarm (4) schwenkbar mit dem festen Rahmen (3) verbindenden Hauptschwenklagers (5) zentriert ist, und der einen bestimmten Radius aufweist, mit Ausnahme der Punkte, wo die Wirkungslinie der elastischen Kraft des Federelementes durch den zentralen Punkt des Hauptschwenklagers (5) verläuft.
4. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1 oder
2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (11) ein Schei
benfederelement mit üblicher Form und linearer Federcharakteristik ist,
wobei die Federbaugruppe zumindest eine Scheibenfeder umfaßt, welche ein
Verhältnis der inneren Konushöhe ho zur Wanddicke t von 0.3 bis 0.5,
d. h. ho/t beträgt 0.3 bis 0.5, und des Außendurchmessers D zum Innen
durchmesser d von etwa 2, d. h. D/d = 2 aufweist, wobei die Scheibenfe
derelemente zwischen der Frontplatte (13) und der rückwärtigen Platte
(10) angeordnet sind, wobei die Führungsstangen (12), mittels derer die
Scheibenfederelemente positioniert sind, um eine radiale Bewegung der
selben zu verhindern, neben den Kanten der Scheibenfederelemente verlau
fen und der Abstand zwischen jeder Führungsstange (12) und den Kanten
der Scheibenfederelemente im Bereich von 0.15 mm bis 1.5 mm liegt.
5. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Führungsstangen (12), die sich
neben den Kanten der Scheibenfederelemente erstrecken, drei ist.
6. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Feder-Führungsstangen (12),
die sich neben den Kanten der Scheibenfederelemente erstrecken, vier ist.
7. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1 oder
2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Federelement eine
lineare Charakteristik aufweist.
8. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1 oder
2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement schraubenförmig
in der Form eines Zylinders ausgebildet ist.
9. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung nach Anspruch 2 oder
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte (13) jeder Federbaugruppe
starr mit dem festen Rahmen (3) durch zwei Stifte (14) verbunden ist.
10. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung nach Anspruch 2
oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte (13) jeder Federbau
gruppe starr mit dem festen Rahmen (3) durch vier Stifte (14) verbunden
ist.
11. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1
oder 2, gekennzeichnet durch ein Hauptschwenklager (5), mittels dem zwei
Schwenkarme (4) an dem festen Rahmen (3) schwenkbar gelagert sind.
12. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1
oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes bewegliche Schwenkla
ger (17) derart angeordnet ist, daß es um die horizontale Linie durch
das zumindest eine Hauptschwenklager (5) im Bereich von 0° bis 60°
schwenkbar ist, wobei der vorläufig eingestellte Winkel jedes beweglichen
Schwenklagers (17), d. h. der Winkel zwischen der Geraden, die das be
wegliche Schwenklager (17) mit dem ihm zugeordneten Hauptschwenklager
(5) verbindet, und der Geraden durch das Hauptschwenklager (5) in der
Längsrichtung, im Bereich von 10° bis 65° liegt.
13. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß jedes bewegliche Schwenklager (17) einen
Schwenkbereich von 0° bis 45° und einen vorläufig eingestellten Winkel
von 10° bis 45° aufweist.
14. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängevorrichtung als automatische
Zugspannungs-Kompensationsvorrichtung im Stromversorgungsnetz einer
elektrifizierten Eisenbahn verwendbar ist.
15. Konstante, federkompensierte Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängevorrichtung als Spannvor
richtung in einem Förderer verwendbar ist.
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