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Anordnung von hintereinandergeschalteten Federn bei Federmotoren Durch
das Hauptpatent 447440 ist eine Anordnung von hintereinandergeschalteten Federn
geschützt, bei welcher die Einzelglieder der Reihe seitlich abschiebbar derart miteinander
verbunden sind, daß auch bei Flachspiralen die Anwendung von Querschnitten bedeutenden
Widerstandsmoments, d. h. von raumsparenden drahtartigen Querschnitten, ermöglicht
wird. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung stellt eine weitere Ausbildung darin
dar, daß die Federn als Doppel- oder Mehrfachspiralfedern mit in entgegengesetzten
Richtungen sich windenden Hälften gestaltet sind, so daß die beiden freien Enden
in Bohrungen der Scheiben nahe deren Achsen einschiebbar sind. Hierdurch wird der
Vorteil einer tunlichsten Beschränkung der Lagerreibung bei bedeutender Kraft- und
Energiewirkung erreicht. Bei einer weiteren Ausführungsform sind zwischen die Hälften
der Doppelspiralfedern Stege geschoben, welche eine Nut zur Aufnahme der Federkröpfungen
tragen. Hierdurch wird der weitere Vorteil erreicht, daß auch bei längeren Mehrfachspiralen
ein Durchbiegen der Reihe bei größeren Spannungen vermieden wird. Eine fernere Ausbildung
besteht noch darin, daß die Federenden in Ösenform ausgebildet und mittels Keilen
befestigt sind. Hierdurch wird für das Festhalten der Federenden in den zugehörigen
Bohrungen neben der in den verschiedenen Kurvenrichtungen der Hälften liegenden
eine weitere Sicherheit und außerdem ebenfalls eine Herabsetzung der Reibung erzielt.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform
dargestellt. Es zeigt Abb. z eine Ausführung der.einzelnen Reihenglieder in der
Form von einfachen Kehrspiralen (Kehrschnecken), die Anordnung im Längsschnitt gezeichnet,
Abb. a einen Querschnitt A-B durch dieselbe Ausführung mit dahinterliegender
Ansicht des Spannrades und der Sperrvorrichtung, Abb. 3 eine Ausführung der einzelnen
Reihenglieder in der Form von zusammengesetzten Kehrspiralen (Kehrschnecken) im
Längsschnitt, Abb. q. eine Seitenansicht der Verbindungsteile t, Abb. 5 eine Seitenansicht
der nach Wahl in der Anordnung 3 einsetzbaren Zwischenstücke h und i, Abb. 6 und
7 die Verbindung der äußeren Federenden nach Ausführung z und der inneren und äußeren
Federenden nach Ausführung 3 in der'Aufsicht, Abb. 8 eine Ausführung einer einfachen,
einzelgliedrigen Kehrschnecke unter Verschmelzung von Spann- und Triebrad, Abb.
g dieselbe Ausführung in der Seitenansicht, von hinten (rechts) gesehen.
Von
der Achse a (Abb. x) werde eine Vorrichtung angetrieben. Auf einer Welle b sind
zwei Räder c und d drehbar gelagert, welche durch mehrere seitlich zusammenhängende
Federn c miteinander verbunden sind. Das Rad d, das Triebrad, greift mit einer Verzahnung
f in das mit der Achse a gekuppelte Zahnrad g ein. Das Rad c, das Spannrad, trägt
an seinem Umfang eine Sperrungsverzahnung, in welche der Sperrhebel l eingreift
und dieses Rad bei Spannung der Federn e an seinem Rücklauf hemmt. Um überflüssige
und schädliche Achsreibung zu vermeiden, sind die einzelnen, aus Draht hergestellten
Glieder e, c der Federnreihe so ausgebildet, daß die abwechselnd in verschiedenem
Wickelungssinne einander folgenden Federn c an ihren äußeren Enden ineinander übergehen,
d. h. als Werkteil an diesen Übergangsstellen aus einem. Stück bestehen. Eine senkrechte
oder schräge Kröpfung an genannten Übergangsstellen stellt nach Abb. 6 und 7 den
entsprechenden, möglichst klein gehaltenen Abstand zwischen den einzelnen Gliedelementen,
Feder und Gegenfeder, her. Auf der Welle b sind rotierende Zwischenglieder t gelagert,
in deren Bohrungen zc und in ebensolchen an den Werkteilen c und d die inneren,
zapfenförmig seitenverlängerten Federenden u eingeschoben sind. Die eine lösbare
Verbindung der einzelnen Reihenglieder ermöglichendenTeile t können entweder in
Form einer Scheibe ausgebildet sein oder, wie in Abb. q. in punktierten Linien angedeutet,
nur den Umfang einer mehr oder minder breiten Scheibenzone bis herab zu einem zweiarmigen
Hebel umfassen. Die Konstruktionsteile c, d und t können zur Verminderung des Gewichts
ausgespart werden. Die Bohrungen zi an den Verbindungsstücken t -werden zweckmäßig
nicht diametral zur Achsbohrung, sondern möglichst nahe beieinanderliegend einseitig
angeordnet, da in diesem Falle die auf die Welle b wirkenden Hebelkräfte vermindert
werden (Abb. q.).
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Eine Ausführung der Reihe mit zusammengesetzten Kehrspiralen zeigt
die Abb. 3. Eine Anzahl Spiralenpaare e, e ist auch an den inneren Enden in fortlaufender
fester Verbindung oder aus einem Stück bestehend, so daß nur die freien Enden dieser
größeren Teilstücke in die Bohrungen u eingeschoben werden. Um eine Durchbiegung
der Spiralen zu vermeiden, werden in entsprechenden Abständen Stege lt und
i
eingeschoben, welche nach Abb. 5 ausgebildet sind, Scheiben- oder Zonenform
besitzen und eine Nut k zur Aufnahme der in diesem Falle senkrechten Kröpfungen
haben.
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Bei sämtlichen Ausführungen können zwischen die einzelnen Verbindungsglieder
t und zwischen diese und die Räder c und d und die Stege h und i nach Bedarf
kurze Rohrstücke (Rohrstutzen) m über die Welle b eingeschoben werden. Die
Stege h und i können gegebenenfalls auch über solche Rohrstücke -in
von größerer Länge gelagert werden.
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Die einzelnen Reihenelemente können bei sämtlichen Ausführungen entweder
in Spiralformen oder, da gefährliche Knickstellen in Wegfall kommen, zweckmäßig
in Form einer Schnecke geringer Ganghöhe ausgebildetwerden, wie Abb.2 in verzerrender
Deutlichkeit der Ganghöhe zeigt. Die letztere Ausführungsform bringt den Vorteil
mit sich, daß Reibungen und Überschlagungen der einzelnen Federngänge vermieden
werden und daß die Anordnung bei sonstigem drahtartigen Federnquerschnitt einen
sehr bedeutenden Wirkungsgrad besitzt.
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In der Abb. 2 bedeutet der großgezeichnete Pfeil die Bewegungs- (Dreh-)
Richtung des Spannrades c. Das Triebrad d kann bei Erfordernis während des Anspannens
der Federn c durch eine Sperrvorrichtung, gegebenenfalls durch eine vor Überlastung
der Federn e selbsttätig sich öffnende Sperrvorrichtung, gehalten sein. Das Spannen
des Spannrades c kann natürlich auch durch eine Übersetzung bewirkt werden.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Wird bei Festhalten
des Triebrades d das Spannrad c gedreht, so teilt sich die Drehung dem mit diesem
unmittelbar verbundenen ersten Reihenelement e und damit der anschließenden Gegenfeder
mit. Da der Befestigungspunkt (Gegenpol) des ersten sowie auch aller folgenden Federnpaare
selbst beweglich ist, so teilt sich die Drehung und Spannung der ganzen Federnreihe
mit, indem bei c ein um so größerer Arbeitsweg zur Verfügung steht, je mehr Federn
in dem System hintereinandergeschaltet sind. Nach Beendigung der Spannung wird das
Spannrad c durch den Sperrhebel l am Rücklauf gehemmt. Bei Loslassen des Triebrades
d steht das additive Kraftwegverhältnis der Federn. e an der Verbrauchsstelle g
zur Verfügung.
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Die am Triebrad d verfügbare Kraft ist, von Reibungswiderständen abgesehen,
gleich der Spannkraft eines Reihenelements, nicht aber die Energie, welche mit der
Anzahl der Reihenelemente steigt. Werden an einzelnen Verbindungsteilen t Sperrverzahnungen
nach Art der Ausführung des Spannrades c, jedoch im umgekehrten Richtungssinne,
sowie willkürlich lösbare Sperrvorrichtungen angebracht, so kann die am Triebrad
d verfügbare Energie durch Öffnen oder Schließen dieser Sperrvorrichtungen beliebig
gesteigert oder vermindert werden. Soll der Konstruktionsteil c in Verbindung mit
anderen Vorrichtungen als hemmender Konstruktionsteil dienen, so kann der Grad der
Hemmung durch Öffnen oder Schließen solcher Sperrvorrichtungen geregelt werden.
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Abb. 8, g stellt die Anordnung einer einfachen, eingliedrigen Kehrschnecke
unter Vereinigung
,Von Spann- und. Triebrad und für Federwerke von
besonders leichtem Aufbau dar. n sei beispielsweise das Gehäuse einer Uhr, b die
Federwelle mit Vierkantschlüsselkopf o. Das Trieb-und Spannrad d ist auf
der Welle b mit Keil p befestigt. In die Bohrungen (Schlitze) u des Triebrads
d und des Gehäuses n sind die ösenartigen Enden v der Kehrschnecke
e, e eingeschoben und mittels Keilen q, q noch befestigt. Die Kraftübertragung
vom Triebrad aus bietet natürlich unter Zwischenschaltung eines einseitigwirkendenGesperres
keine Schwierigkeiten.