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Aus schraubenförmigen, symmetrisch um eine gemeinsame Achse angeordneten
Federelementen zusammengesetzter federnder Körper. Die Erfindung bezieht sich auf
federnde Körper, deren wesentlichstes Merkmal-darin besteht, daß die Einzelelemente
außer ihrer Schrauben- oder Spiralform einen Drall besitzen. Hieraus ergeben sich
eine Reihe von Vorteilen, insbesondere die Einspannung der Federenden in gegeneinander
verdrehbaren Scheiben, doppelte Ausbildung solcher Scheiben zur Regelung der Drehungsvorspannung,
ferner Zusammensetzung mehrerer Federelemente
zur Förderung der
guten Materialausnutzung und endlich die Ausbildung mit flachen Querschnitten und
besonderer spiraliger Gestalt der ganzen Feder.
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Die Vorzüge der neuen Federkörper sind die folgenden. Dadurch, daß
die Schraubenfedern neben der Längsänderung in der Achsenrichtung auch eine Drehbewegung
um ihre Achse ausführen. arbeiten sie auch bei Anwendung von bekannten Federelementen
unter günstigeren Bedingungen als bisher, indem die schädliche Durchbiegung der
Achse vermieden und gleichzeitig das oft wenig wünschenswerte zu starke Nachgeben
in der Kraftrichtung zum Teil in eine Drehung eines Federteiles gegen den anderen
umgewandelt und damit die Feder gewissermaßen gespannt wird. Die neue Anordnung
gestattet daher auch schon mittels der bekannten Federelemente Stöße auf kürzerem
Wege in der Stoßrichtung abzufangen, als dies bei der Üblichen Federanordnung der
Fall ist.
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In den zusammengesetzten Federkörpern ergibt außerdem die Anwendung
des Erfindungsgegenstandes als Federelemente die Möglichkeit, einerseits Material
zu sparen, da der Federquerschnitt besser ausgenutzt wird, andererseits aus den
gleichen Federelementen Federkörper von sehr verschiedener Tragkraft und Härte herzustellen,
z. B. durch verschiedene Verbindung der Federelemente.
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Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einer Reihe von Ausführungs-
und Anwendungsbeispielen, und zwar sind in Abb. r, 2 und 3 verschiedenartige achsial
beanspruchte Schraubenfederungen, in Abb. 4., 5 und 6 verschiedene Formen des Ausgangsstoffes
für Herstellung solcher Federn, in Abb. 7, 8 und g die Aufwindungsart solcher Federn,
in Abb. io in Schnitt und Ansicht ein Fassungskörper für die Federenden, in Abb.
i i die Ansicht einer Fassung mit spiraligen Einsetzstellen für viele Federn dargestellt.
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In Abb. i ist mit a eine gewöhnliche Schraubenfeder bezeichnet, mit
b eine Be- j lastungsschale, die an ihrer Unterseite mit I einer Führungsspindel
c versehen ist, in der das Oberende der Schraubenfeder a befestigt ist. Die Führungsspindel
c wird in einem Rohr d geführt, das an einem Untersatz e angebracht ist.. An dem
Rohr d ist das andere Ende der Schraubenfeder a befestigt. Die Spindel c und das
Rohr d stehen durch ein Schraubengewinde lose miteinander in Eingriff. Wird die
Schale b belastet, so dringt die Spindel c unter achsialer Verkürzung der Schraubenfeder
in das Innere des Rohres d. Gleichzeitig muß die Schale b wegen des Gewindeeingriffes
zwischen c und d eine Drehbewegung ausführen, welche das obere Federende mitmachen
muß. Außer der übliehen Verkürzung in achsidler Richtung wird die Feder durch die
Drehung gespannt, und ihr Widerstand gegen eine achsiale Längsveränderung nimmt
allmählich zu. Wird die Schale entlastet, dann entspannt sich die Feder und die
Schale dreht sich im entgegen-; gesetzten Sinne.
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Wird das Gewinde mit allmählich abnehmender Steigung hergestellt,
so nimmt der Drehwinkel allmählich für eine gegebene Längsveränderung zu. Die Folge
davon ist, daß man die Zunahme der Federkraft nach einem gewollten Gesetz regeln
kann.
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In Abb. 2 ist eine Ausführung dargestellt, bei der dieselbe Streckung
oder Verkürzung in der Achsenrichtung bei gleichzeitiger Drehung eines Teiles der
Feder gegen den anderen ebenfalls eintritt. Bei dieser Vorrichtung sind die oberen
Enden der vollkommen gleichen Spiralfedern a1, a" a3 an der Spindel c befestigt,
welche die Belastungsschale b trägt. Die unteren Enden sind am Fuß e befestigt,
auf dem das Rohr d sitzt. Spindel und Rohr stehen in diesem Fall nicht durch
Schraubengewinde miteinander in Eingriff; trotzdem führt die Schale b bei ihrer
Belastung eine der Vorrichtung nach Abb. i ähnliche Drehbewegung aus.
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Abb. 3 zeigt eine weitere Ausführung eines zusammengesetzten Federkörpers,
der zweckmäßig aus bandförmigem Material hergestellt wird. Die besten Resultate
wurden mit Federkörpern erzielt, deren einzelne Federelemente aus flachen Spiralschnitten
hergestellt sind.
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In Abb. 4., 5 und 6 sind die Ausgangsmaterialien der neuen Federn
dargestellt, nämlich die mittels geeigneter Geräte leicht genau aufzuzeichnenden
und auszuschneidenden spiraligen Bänder. Es sind Spiralen mit zu- oder abnehmendem
Abstand zwischen den aufeinanderfolgendenWindungen i, 2, 3, @l ...
Schneidet
man den Kurven folgend das Papier oder Blech, auf dem die Kurven aufgezeichnet sind,
so ergeben sich Bänder von besonderer Form, welche die obenerwähnten flachen Spiralschnitte
darstellen. Die Breite: der Bänder, ihre Richtung und der Grad der Zunahme der Breite
mit der Länge sind in jedem durch die Verhältnisse erforderten Maße herstellbar.
Aus den so -hergestellten Schnitten werden durch Zug und-Verdrehung die erfindungsgemäßen
Spiralfedern hergestellt, und zwar indem die ebenen Schnitte entweder hochkant oder
flach gegen einen als Schablone dienenden Körper anliegend um diesen gewunden werden.
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Abb. 7 und 8 zeigen einen hochkant um einen Rotationskörper mit gekrümmter
Er= zeugenden gewundenen Spiralteil 7, 7', 7". In Abb. 7 ist gleichzeitig ein flach
anliegend
um den Rotationskörper gewundener Spiralteil 8, 8' veranschaulicht,
der aus Abb. 9 im Grundriß ersichtlich ist.
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Die sich ergebende Spiralforni ist natürlich sowohl von der Form des
flachen Schnittes als auch von der Form des Scbablonenkörpers abhängig. Besonders
die Spiralen 7, 7', 7" haben Ähnlichkeit mit Schraubenflächen. Die Schraubenflächen
haben eine Gerade als Erzeugende, die erwähnten Spiralen dagegen enthalten keine
Geraden. sie sind allseitig gekrümmt.
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Man kann auch die Spiralen 7, 7', ;" Mit den Spiralen 8, 8' gemeinsam
an einem Federkörper verwenden.
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Abb. io zeigt zum Zusammenbau der Spiralen zu Federkörpern eine geeignete
Rosettenfassung. Diese besteht vorzugsweise aus zwei an ihren Rändern mit spiralförmigen
Einkerbungen zum Einlegen der Federenden versehenen Fassungen, von denen eine in
Abb. io dargestellt ist. Die Spirale 9 liegt in einer Einkerbung der Rosette io.
Auf diese Rosette kann eine zweite volle Rosette i i mittels einer Schraube 12 aufgeschraubt
werden. Die Rosette i i legt sich mit ihrer Innenwandung gegen eine Kante der Federng
an, und durch mehr oder weniger starkes Annähern beider Rosettenfassungen durch
Drehung der Schraube 12 erhalten die Spiralen eine zusätzliche Verdrehung und entsprechende
Vorspannung. Die Federkraft und Härte der Federkörper ist somit für dieselben Spiralen
von der Form und Relativlage der Rosetten abhängig.
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GemäßAbb. i i kann auch in den Fassungen eine Reihe von Einkerbungen
bzw. Aussparungen vorgesehen sein, wie z. B. in 13" 1321 133, 13'1,i3 .: . . . gezeigt.
Diese Aussparungen werden zweckmäßig in entsprechender Spiralanordnung in den nach
innen gelegenen oberen und unteren Schalen angebracht. Es können auf diese Weise
eine große. Anzahl von Federelementen zu einem einzigen Federkörper vereinigt werden,
wobei man Gruppen von Federn von verschiedener Federung erhalten kann.