DE831343C - Spulenartig gewickelte Druckfeder - Google Patents
Spulenartig gewickelte DruckfederInfo
- Publication number
- DE831343C DE831343C DEA3637A DEA0003637A DE831343C DE 831343 C DE831343 C DE 831343C DE A3637 A DEA3637 A DE A3637A DE A0003637 A DEA0003637 A DE A0003637A DE 831343 C DE831343 C DE 831343C
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- compression spring
- ineffective
- curve
- end turns
- turns
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
- F16F1/04—Wound springs
- F16F1/06—Wound springs with turns lying in cylindrical surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Springs (AREA)
Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 11. FEBRUAR 1952
A 3637XII/47 a
ist in Anspruch genommen
Die Erfindung bezieht sich auf eine spulenartig gewickelte Druckfeder, die'so gewickelt ist, daß die
vollständige Feder zylindrische Form besitzt.
Bei Federn dieser Art sind die unwirksamen oder toten Windungen am Ende so gewickelt, daß
der Draht eine Schraubenlinie bildet, wenn die Feder völlig zusammengedrückt ist, wobei die vollständige
Feder in diesem Zustand immer noch ihre zylindrische Form besitzt.
Bisher' war es üblich, daß der Winkel der Schraubenlinie des Drahtes der nicht zusammengedrückten
Feder sich von den Endwindungen ausgehend schnell ändert und auf den Winkel übergeht,
den die normale Schraubenlinie der unzusammengedrückten offenen Feder besitzt. Diese
Bedingung verursacht eine Konzentration der Beanspruchung auf die Stellen, an denen die wirksamen
Windungen in die unwirksamen Windungen übergehen, wenn die Feder belastet ist; tatsächlich
bricht eine Feder dieser Art sehr häufig gerade in so
diesem Bereich, insbesondere wenn die Belastung eine Vibrations- oder Schwingungsbelastung ist.
Gemäß der Erfindung nimmt der Abstand zwischen den Windungen in mathematischer Progression
von den einander gegenüberliegenden End- as windungen aus bis ungefähr zur Mitte der Länge
der Feder zu, d. h. der Steigungswinkel der Windungen nimmt fortschreitend bis zur Mitte der
Feder nach dem mathematischen Gesetz einer als Diagramm darstellbaren Kurve zu. Das Diagramm
der Kurve, die die fortschreitende Veränderung des Steigungswinkels zwischen den unwirksamen End-
windungen der Feder wiedergibt, kann z. B. eine volle Schwingung einer Sinuskurve sein, die einer
ansteigenden Geraden überlagert ist; oder die Kurve kann aus zwei Kreisbögen zusammengesetzt
sein, von denen der erste ein negativer bzw. nach unten und der zweite ein positiver bzw. nach oben
aufgetragener Kreisbogen ist, wobei beide Bögen einer ansteigenden Geraden überlagert sind und
stetig ineinander übergehen; oder das Kurvendiagramm kann aus zwei ineinander übergehenden
Parabelbögen bestehen, von denen der eine das umgekehrte Gegenstück des anderen darstellt.
In der Zeichnung ist ein Vergleich einer gewöhnlichen, nach einer Schraubenlinie gewickelten Feder
von zylindrischer Form mit einer spulenartig gewickelten Druckfeder nach einer Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, wobei beide Federn den gleichen Windungsdurchmesser und die gleiche
Anzahl von Windungen haben und im freien unzusammengedrückten Zustand dargestellt sind. Beide
Federn haben an jedem ihrer Enden eine tote bzw. unwirksame Windung.
Fig. ι zeigt einen Schnitt durch den Durchmesser
einer gewöhnlichen, nach einer Schraubenlinie gewickelten Feder zylindrischer Form, und
Fig. 2 zeigt ein Diagramm für diese Feder als Kurvenlinie, die eine Abwicklung der Mittelachse
des die Feder bildenden Drahtes auf einer Ebene darstellt. Diese Kurvenlinie würtde entstehen, wenn
man die Feder um ihre Achse herum auf einer tangential zum Wicklungsdurchmesser verlaufenden
Ebene abrollt; sie gibt dann den von der Mittelachse des Drahtes durchlaufenen und auf
diese Ebene projizierten Weg wieder.
Fig. 3 zeigt eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, jedoch für eine Feder gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 3 zeigt eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, jedoch für eine Feder gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 4 zeigt ein Diagramm für die in Fig. 3 dargestellte Feder.
Gemäß Fig. 1 und 2 sind die toten oder unwirksamen Windungen der Feder wie üblich verjüngt
oder abgeschrägt, so daß sie flache Endanlageflächen bilden. Diese unwirksamen Endwindungen sind in
der Kurvenlinie durch gerade ansteigende Linien α1, d1 und u1, xl wiedergegeben und erstrecken sich
über die längs des Umfanges verlaufenden Strecken Ar, £>i bzw. U1, X*, die auf der Grundlinie der
Fig. 2 abgewickelt sind. Die zwischenliegenden Windungen dieser Feder bilden eine Schraubenlinie
mit konstanter Steigung, die in der graphischen Darstellung durch die ansteigende Gerade
d1, ul wiedergegeben ist, die sich über die auf der
Grundlinie der Fig. 2 abgewickelten, längs des Umfanges verlaufenden Strecken D1, U1 erstreckt. Die
Gerade d1, u1 gibt natürlich die wahre Länge der
freien oder wirksamen Windungen der Feder wieder, und ihr Neigungswinkel zur Grundlinie ist
die konstante Steigung dieser Windungen. Es ist ersichtlich, daß sich eine rasche Änderung des
Winkels an den Punkten d1 und u1 ergibt, an denen
der Winkel der Schraubenlinie der freien oder wirksamen Windungen sich an die Endwindungen
anschließt, und gerade an diesen Punkten oder in ! der Nähe dieser Punkte tritt häufig ein Versagen
oder Bruch der Feder ein, insbesondere wenn die Feder einer Vibrations- oder Schwingungsbelastung
unterworfen ist.
Gemäß Fig. 3 und 4 besitzt die Feder tote, unwirksame Endwindungen wie in Fig. 1, und diese
sind in der graphischen Darstellung nach Fig. 4 ähnlich durch die Geraden a2, d'2 bzw. u-, x2 dargestellt.
Der Abstand zwischen den Federwindungen nimmt in mathematischer Progression
von den unwirksamen Endwindungen ausgehend bis zur Mitte der Feder zu, d. h. der Steigungswinkel
nimmt fortschreitend bis zur Mitte der Feder gemäß dem mathematischen Gesetz der im
Diagramm dargestellten Kurve zu. Bei der graphischen Darstellung nach Fig. 4 ist diese fortschreitende
Änderung im Steigungswinkel zwischen d2 und u2 und dem Mittelpunkt m2 durch zwei
Kurven d2, m2 und m2, u2 dargestellt, die jeweils
dem zugehörigen Teil einer ansteigenden Geraden d2, u2 überlagert sind, wobei die Kurve d2, m2
negativ verläuft und die Kurve m2, u2 positiv verläuft
und das Gegenstück der Kurve d2, m2 ist. Die
beiden Kurven d2, m2 und tn2, u2 gehen beim Punkt
m2 stetig ineinander über und gehen an ihren anderen Enden in die Geraden a2, d2 bzw. u2, x2
an den Punkten d2 und u2 ohne plötzliche Winkeländerung
über. Die Kurven d2, m2 und m2, u2, die
über den entsprechenden Teilen der Geraden d2, u2 aufgetragen sind, können, wie dargestellt, halbe
Sinuswellen oder Kreisbögen oder Parabel'kurven sein.
Es ist ersichtlich, daß beim Zusammendrücken einer gemäß der Beschreibung von Fig. 3 und 4
gebauten Feder die Windungen sich, ausgehend von den Endwindungen bis zu den mittleren Windungen,
nacheinander dicht aneinanderlegen und daß die noch wirksamen Windungen dabei unter
allmählicher Veränderung des Winkels der Schraubenlinie auf diejenigen Windungen treffen,
die unwirksam geworden sind. Dies ist ein Vorteil, der für die Feder gemäß der Erfindung in
Verbindung mit der gleichmäßigeren Verteilung der Beanspruchung bzw. Spannung geltend zu
machen ist, die dabei erreicht wird.
Claims (5)
1. Spulenartig gewickelte Druckfeder in Zylinderform, dadurch gekennzeichnet, daß der
Abstand zwischen ihren Windungen in mathematischer Progression von den Endwindungen
aus bis ungefähr zur Mitte der Länge der Feder zunimmt, d. h. daß der Steigungswinkel
der Windungen fortschreitend bis zur Mitte der Feder nach dem mathematischen Gesetz eines
Kurvendiagramms zunimmt.
2. Druckfeder nach Anspruch 1, da'durch gekennzeichnet,
daß das Gesetz der Änderung des Steigungswinkels zwischen den unwirksamen Endwindungen eine Kurve ergibt, die an ihren
Enden ohne plötzliche Winkeländerung in Geraden übergeht, die die unwirksamen Endwindungen
darstellen.
3· Druckfeder nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kurvengesetz durch eine volle Sinusschwingung gegeben ist, die einer ansteigenden Geraden überlagert ist, welche die
die unwirksamen Endwindungen darstellenden Geraden verbindet.
4. Druckfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvengesetz durch zwei
ineinander übergehende Kreisbögen gegeben ist, die einer Geraden überlagert sind, welche
die die unwirksamen Endwindungen darstellenden Geraden verbindet.
5. Druckfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvengesetz durch zwei
aneinander anschließende Parabelbögen gegeben ist, von denen der eine das umgedrehte Gegenstück
des anderen ist und die einer Geraden überlagert sind, welche die die unwirksamen
Endwindungen darstellenden Geraden verbindet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
# 3Ο5β 1.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB885749A GB659645A (en) | 1949-04-01 | 1949-04-01 | Helical compression springs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE831343C true DE831343C (de) | 1952-02-11 |
Family
ID=9860590
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA3637A Expired DE831343C (de) | 1949-04-01 | 1950-09-24 | Spulenartig gewickelte Druckfeder |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE494905A (de) |
DE (1) | DE831343C (de) |
FR (1) | FR1015030A (de) |
GB (1) | GB659645A (de) |
-
0
- BE BE494905D patent/BE494905A/xx unknown
-
1949
- 1949-04-01 GB GB885749A patent/GB659645A/en not_active Expired
-
1950
- 1950-03-24 FR FR1015030D patent/FR1015030A/fr not_active Expired
- 1950-09-24 DE DEA3637A patent/DE831343C/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB659645A (en) | 1951-10-24 |
BE494905A (de) | |
FR1015030A (fr) | 1952-08-26 |
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