DE575448C

DE575448C - Cylindrical coil spring

Info

Publication number: DE575448C
Application number: DEST48933D
Authority: DE
Original assignee: LUDWIG BOEHLHOFF; Stahlwerke Brueninghaus GmbH
Current assignee: LUDWIG BOEHLHOFF; Stahlwerke Brueninghaus GmbH
Priority date: 1932-02-09
Filing date: 1932-02-09
Publication date: 1933-04-28

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zylindrische Schraubenfeder von beliebigen Abmessungen, die zeitweilig plötzlich auftretenden und danach wieder verschwindenden größeren Beanspruchungen ausgesetzt sind, wie beispielsweise Pufferfedern für Fahrzeuge. Erfindungsgemäß handelt es sich hier um die Erhöhung der Tragkraft, nicht um die Erhöhung der Dauerfestigkeit der Federn.The invention relates to a cylindrical helical spring of any dimensions, the larger ones that appear suddenly and then disappear again Are exposed to stresses, such as buffer springs for vehicles. According to the invention This is about increasing the load-bearing capacity, not increasing the fatigue strength of the springs.

Nach der bekannten Formel =According to the well-known formula =

für den kreisförmigenfor the circular

16 r Querschnitt oder 16 r cross section or

P = — · b³ · — für den quadratischen Quer-P = - b ³ - for the square transverse

schnitt ist die Tragkraft einer Schraubenfeder abhängig von dem Stahlquerschnitt und dem Windungshalbmesser. Durch diese Kraft P, also im vollkommen zusammengedrückten Zustand, hat sich jede Windung einer Feder von bestimmten Abmessungen um einen bestimmten Winkel zusammengedrückt. Ist die Kraft nursection, the load-bearing capacity of a helical spring depends on the steel cross-section and the Coil radius. Through this force P, i.e. in the completely compressed state, each turn of a spring has a certain dimension around a certain one Squeezed angles. Is the power only

—, dann wird jede Windung nur etwa um die- then each turn is only about the

Hälfte des vorherigen Winkels zusämmen-S5 gedrückt. Dasselbe ist der Fall, wenn man die Kraft P beibehält, aber bei gleichem Windungshalbmesser die Zahl der Stahlquerschnitte der Fedes verdoppelt, so daß die Feder aus zwei aneinanderliegenden Stäben gewunden ist. Um eine solche Feder dann voll zusammenzudrücken, ist eine Kraft = 2 P erforderlich. Man kann nun, ohne den Stab der Feder zu verdoppeln, bei einer Feder mit bestimmten Abmessungen, für die die vorgenannte Formel Geltung hat und zu deren vollkommenen Zusammendrücken eine Kraft P erforderlich ist, die Tragkraft dadurch wesentlich erhöhen, daß man gemäß der Erfindung an einer oder mehreren Stellen der Schraubenfeder den Stab durchschneidet und die hierdurch getrennten, nebeneinanderliegenden Windungen derart aufeinanderlegt, daß sie sich bei in gleicher Ebene Hegenden Schnittflächen in ihrer ganzen Länge, d. h. um 360° des Umfanges, berühren. Es legen sich dann zunächst unter der Kraft P. die noch vorhandenen Einzelwindungen auf die darunter befindlichen Windungen der Feder auf, während an den Schnittstellen bei den aufeinanderliegenden Windungen der Zwischenraum zwischen diesen und der jeweils darunter befindlichen Windung nur etwa um die Hälfte vermindert wird. Die aufeinanderliegenden bzw. doppelten Windungen kommen erst bei einer wesentlich größeren Kraft auf der darunter befindlichen Windung zum Anliegen. Es wird also eine Feder nach der Erfindung eine wesentlich höhere Last tragen als eine normal aus-■geführte Schraubenfeder bei sonst gleichen Abmessungen. Half of the previous angle together-S5 pressed. The same is the case if the force P is retained, but with the same winding radius doubles the number of steel cross-sections of the spring, so that the spring is wound from two rods lying next to one another. In order to fully compress such a spring, a force = 2 P is required. You can now, without doubling the rod of the spring, in a spring with certain dimensions, for which the above formula applies and for the complete compression of which a force P is required, increase the load-bearing capacity significantly by according to the invention on a or several points of the helical spring cuts through the rod and the thereby separated, adjacent windings are placed on top of one another in such a way that they touch each other over their entire length, ie around 360 ° of the circumference, with cut surfaces lying in the same plane. The individual turns that are still present are then initially placed under the force P on the turns of the spring below, while at the interfaces of the turns on top of one another, the space between these and the turn below is only reduced by about half. The superimposed or double windings only come into contact with a significantly greater force on the winding below. A spring according to the invention will therefore carry a significantly higher load than a normally designed helical spring with otherwise the same dimensions.

An sich ist es bereits bekannt, Schraubenfedern in doppelter Lage zu wickeln, wodurch die Tragkraft gegenüber solchen Federn ver-It is already known per se to wind coil springs in double layers, whereby the load-bearing capacity compared to such springs

doppelt wird, die nur aus einer Lage bestehen.double, which consist of only one layer.

Diese bekannten Federn sind entweder in der Weise ausgeführt, daß die Windungen jeder * Lage sich berühren oder daß die Windungen jeder Lage ohne Berührung annähernd parallel zueinander verlaufen. Von diesen bekannten Vorrichtungen ist die vorliegende ErfindungThese known springs are either designed in such a way that the coils of each * Layers touch or that the turns of each layer are approximately parallel without touching run towards each other. Of these known devices is the present invention

grundsätzlich verschieden. -fundamentally different. -

Es sind ferner auch Schraubenfedern bekannt, bei denen die Schraubengänge unter Abweichung von der normalen Schraubenlinie gewölbt durchgebogen sind. Dadurch soll wie bei dem Erfindungsgegenstand die Spannkraft gegen Beendigung des Federhubes in starkem Maße ansteigen. Diese bekannten EsdernJiaben aber den Nachteil, daß ihre Herstellung schwierig und teuer ist und daß die Festigkeit durch diese Herstellung beeinträchtigt werden kann. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.There are also coil springs are known in which the helical pitches with deviation are arched from the normal helix. As a result, as with the subject of the invention, the tension force increase sharply towards the end of the spring stroke. These well-known EsdernJiaben but the disadvantage that their production is difficult and expensive and that the strength is due this production can be affected. In the drawing is an exemplary embodiment of the invention.

Fig. ι zeigt eine normal ausgeführte unbelastete Schraubenfeder,
Fig. 2 dieselbe in voll belastetem Zustand, Fig. 3 eine unbelastete Feder mit gleichen Abmessungen, bei der an zwei Stellen je eine Windung durchgeschnitten ist, undFig. Ι shows a normally executed unloaded coil spring,
FIG. 2 shows the same in a fully loaded state, FIG. 3 shows an unloaded spring with the same dimensions, in which one turn is cut through at two points, and

Fig. 4 dieselbe unter der gleichen Belastung wie die Feder nach Fig. 1 und 2.4 shows the same under the same load as the spring according to FIGS. 1 and 2.

Die normal ausgeführte Schraubenfeder nach Fig. ι und 2 wird von der Kraft P vollkommen zusammengedrückt (Fig. 2), d. h. jede Windung mit einem Neigungswinkel von Ct₁ wird derart zusammengedrückt, daß der Neigungswinkel nur noch a₂ beträgt. Es wird also jede Windung um den Winkel Ct₁—a₂ = β in voll belastetemThe normally designed helical spring according to FIGS. 1 and 2 is completely compressed by the force P (FIG. 2), ie each turn with an angle of inclination of Ct ₁ is compressed in such a way that the angle of inclination is only a ₂ . So every turn around the angle Ct ₁ -a ₂ = β is fully loaded

Zustand zusammengedrückt.Compressed state.

Bei der Feder nach Fig. 3 und 4 von sonst gleichen Abmessungen ist an den Stellen α und δ der Stab durchgeschnitten, so daß sich die hierdurch getrennten, nebeneinanderliegenden Windungen auf die jeweils darunterliegende Windung in ihrer ganzen Länge, d. h. um 360 ° auflegen. Wird eine, solche Feder mit der gleichen Kraft P belastet, dann werden sich zunächst die einzelnen Windungen auf die darunter befindlichen Windungen auflegen (Fig. 4), während an den Stellen α und b bei den doppelten Windungen der Zwischenraum zwischen diesen und der jeweils darunter befindlichen Windung nur um etwa die Hälfte vermindert wird. Erst bei ,50 einer wesentlich größeren Kraft wird die Feder vollkommen zusammengedrückt, d. h. auch die doppelten Windungen an den Stellen α und b legen sich auf die jeweils darunter befindliche Windung auf. Hierbei ist die Anzahl der Schnittstellen a, b beliebig, da die Tragfähigkeit einer Schraubenfeder von ihrer Windungszahl unabhängig ist. Bei der Ausführung wird die Anzahl der Schnittstellen a, b der Länge der Feder angepaßt. Bei mehreren Schnittstellen können diese am Umfang der Feder versetzt oder in einer Ebene liegend angeordnet sein. Die Tragkraft der Feder kann noch weiter gesteigert werden, wenn man an einer oder mehreren Stellen der Schraubenfeder den Stab von zwei oder mehreren nebeneinanderliegenden Windungen in gleicher Ebene durchschneidet, so daß entsprechend der Zahl der nebeneinanderliegenden Schnittstellen sich durchschnittene Windungen auf die jeweils darunterliegende Windung in ihrer ganzen Länge auflegen.In the spring according to FIGS. 3 and 4 of otherwise the same dimensions, the rod is cut through at points α and δ so that the thereby separated, adjacent turns lay on the respective underlying turn over their entire length, ie by 360 °. If such a spring is loaded with the same force P, then the individual turns will initially lay on the turns below (Fig. 4), while at the points α and b with the double turns, the space between these and the respective below located turn is only reduced by about half. The spring is only completely compressed at .50 when the force is much greater, ie the double turns at points α and b also come into contact with the turn below. The number of interfaces a, b is arbitrary, since the load-bearing capacity of a helical spring is independent of its number of turns. In the execution, the number of interfaces a, b is adapted to the length of the spring. In the case of several interfaces, these can be offset on the circumference of the spring or arranged lying in one plane. The load-bearing capacity of the spring can be increased even further if the rod is cut by two or more adjacent turns in the same plane at one or more points on the helical spring, so that, depending on the number of adjacent interfaces, cut turns on the respective underlying turn in their lay on the whole length.

Es können zylindrische Schraubenfedern von jeden Abmessungen und für die verschiedensten Anwendungsgebiete nach der Erfindung ausgeführt werden.There can be cylindrical coil springs of all dimensions and for the most varied Areas of application are carried out according to the invention.

Claims

Claim:

Cylindrical helical spring, in particular buffer spring for vehicles, characterized in that that the rod is cut through at one or more points of the helical spring and the adjacent ones thereby separated Windings are placed on top of one another in such a way that they are located at the interfaces when they are in the same plane. Cut surfaces in their entire length, d. H. around 360 ° of the circumference.

1 sheet of drawings