DE1168704B - Kippfeder - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: F06f

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 47 a -17

1 168 704
T19940 XII/47 a
8. April 1961
23. April 1964

Bei den meisten Federn nehmen die den inneren Spannungen das Gleichgewicht haltenden äußeren Kräfte oder Kräftepaare im elastischen Bereiche der Feder mit dem in Richtung dieser Kräfte oder Kräftepaare liegenden Weg linear ab oder zu. Immerhin kann mit kegelig gewölbten Federscheiben, sogenannten Tellerfedern, ein mit zunehmender Abflachung abnehmender Kraftanstieg und sogar ein Kraftabstieg erreicht werden.

Es gibt nun viele Fälle, wo die durch Federn auf bewegte Teile auszuübende, in Richtung der Bewegung liegende Kraft sich während der Bewegung so ändern muß, daß man Federn bekannter Bauart nicht unmittelbar in Richtung der Bewegung wirken lassen kann. Insbesondere ist es in manchen Fällen erwünscht, daß diese Kraft während der Entspannung der Feder zuerst auf einem großen Teile der Bewegung verhältnismäßig klein bleibt und anschließend in einer engen Zone der Bewegung auf ein Vielfaches ansteigt. Dies ist z.B. der Fall bei Deckel-Hebevorrichtungen, wenn der Deckel durch eine Federkraft während des Hebens teilweise und in einer bestimmten Lage ganz entlastet werden soll, so daß der Deckel leicht gehoben werden kann und selbsttätig offengehalten wird. Ähnlich liegt der Fall bei Türschließern, wo es erwünscht ist, daß die Schließkraft auf dem ganzen Schließweg klein ist und erst bei fast geschlossener Tür stark ansteigt und die Tür auch ohne Schwung sicher ins Schloß drückt.

In derartigen Fällen sind bei Verwendung bisher bekannter Federn zusätzliche Mechanismen erforderlich, die die Federkraft umformen. So ist es beispielsweise bei Türschließern üblich, eine Feder, die nach außen ein reines Drehmoment abgibt und somit geometrisch geeignet wäre, unmittelbar auf die Schwenkachse der Tür zu wirken, auf ein an der Tür und am Türrahmen angelenktes und unter sich gelenkig verbundenes Hebelpaar wirken zu lassen. Derartige Mechanismen sehen aber oft unschön aus und erhöhen meistens den Platzbedarf und den Preis oder vermindern durch Reibung und Abnützung in manchen Fällen in unerwünschtem Maße die Arbeitsgenauigkeit der damit ausgerüsteten Vorrichtungen.

Es ist bereits eine Kippfeder in Form einer quer gewölbten, am Federende festgehaltenen und in einem Abstand vom Federende beim Kippen knikkenden Biegefeder bekannt, also eine Kippfeder, welche grundsätzlich bereits den erwünschten Verlauf der Federkraft während des Entspannungsvorgangs aufweist.

Diese bekannte Feder ist aber an ihrer Knickstelle Kippfeder

Anmelder:

Adolf Tschalär, Zürich (Schweiz)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld und Dr. D. v. Bezold,

Patentanwälte, München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:

Adolf Tschalär, Zürich (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 2. Mai 1960 (5031)

nicht unterstützt, weshalb sie mit einem knackenden Geräusch kippt, wobei das Federmaterial übermäßig beansprucht wird. Ferner ist diese Feder an ihrem Ende derart eingespannt, daß sich ihr Querschnitt dort nicht abflachen kann, so daß die Knickstelle verhältnismäßig weit vom Federende entfernt ist, wodurch die Feder verhältnismäßig lang wird.

Die Erfindung geht aus von einer Kippfeder in Form einer quer gewölbten, am Federende festgehaltenen und in einem Abstand vom Federende beim Kippen knickenden Biegefeder.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kippfeder an der Knickstelle über eine auf der konvexen Seite der Feder in der Nähe des Wölbungsscheitels befindliche Stütze gebogen wird.
Insbesondere ist die Erfindung für die Anwendung bei Klappdeckeln und bei Türschließern bestimmt.

Bei einer gemäß der Erfindung befestigten Feder kann die Knickstelle viel näher an die Befestigungsstelle herangerückt und dadurch an Federlänge gespart werden.

In der Zeichnung sind einige Beispiele für die Ausführung der erfindungsgemäßen Feder dargestellt. F i g. 1 zeigt den Querschnitt,
F i g. 2 den Längsschnitt bei gestreckter Form und Fig. 3 den Längsschnitt bei gebogener Form dieser Feder mit kreisbogenförmigem Querschnitt und eingespanntem einen Ende.

F i g. 4 zeigt den Querschnitt durch die Einspannstelle einer Feder mit wellenförmigem Querschnitt. Fig. 5 ist typisches Kraft-Weg-Diagramm für nach den F i g. 2 und 3 eingespannte und belastete Federn.

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F i g. 6 zeigt die Anwendung einer Feder nach F i g. 4 auf eine im Schnitt dargestellte Vorrichtung zum Entlasten und Offenhalten eines Klappdeckels, wie sie z. B. für Kehrichtehner u. dgl. in Frage kommt, und

F i g. 7 die Ansicht in Richtung X einer Einzelheit dieser Vorrichtung.

Fig. 8 ist ein horizontaler Schnitt durch einen Türschließer mit einer Feder nach Fig. 1.

Soweit angegeben, bedeuten in allen Figuren α die Feder, b die Breite, c die Wölbungshöhe und d die Materialdicke der Feder. Günstige Verhältnisse hinsichtlich Ausnützung und Beanspruchung des Materials ergeben sich, wenn d zwischen 0,5 und 1 %, und c zwischen 10 und 20 % von b liegt. In den F i g. 1, 2, 3, 6 und 7 ist e die Befestigungsunterlage und / ein Niet, mit dem die Feder auf dieser Unterlage festgehalten ist. In den F i g. 4 und 8 sind g und g' Taschen, in denen die Federenden eingespannt sind. Die F i g. 2, 3 und 5 betreffen den einfachen Fall der an einem Ende eingespannten und durch eine Kraft am freien Ende belasteten geraden, stabförmigen Feder. Die Einspannung ist so, daß sich der gewölbte Querschnitt der Feder an der Einspannstelle bis zur flachen Form frei deformieren kann, wie dies in F i g. 3 veranschaulicht ist. s¹ ist der Biegungswinkel und K die äußere Kraft in Richtung der Bewegung ihres Angriffspunktes, die den Einspannkräften das Gleichgewicht hält. Das Verhältnis des Kraftmaximums zum nachfolgenden Kraftminimum in F i g. 5 nimmt mit dem Verhältnis der Wölbungshöhe c zur Breite b der Feder zu. Das in F i g. 5 gezeigte Verhältnis (ungefähr 5:1) entspricht einem mittleren erreichbaren Werte; es kann durch stärkere Wölbung der Feder bis etwa 10:1 gesteigert werden. In F i g. 6 und 7 ist h ein Bügel, der mit der Feder zusammen mittels des Niets / an der Scharnierlasche e des Deckels η aufgenietet ist. Dieser Bügel hat eine solche Form, daß der Querschnitt der Feder auch bei gestreckter Feder etwas abgeflacht ist; die dadurch bewirkte Vorspannung erhöht die Steilheit der Feder in gestreckter Stellung, so daß der in F i g. 6 gezeigte, etwa um 30° geöffnete Deckeln mit erhöhter Stabilität gehalten wird. Die Feder liegt mit ihrem freien Ende auf der Traverse i auf, welche die beiden den Schamierbolzen m tragenden Wangen der Scharnierstütze verbindet und mit dieser fest am Eimer I angebracht ist. Das Schließen des Deckels geschieht lediglich durch Daraufdrücken; nach Überschreiten des Kraftmaximums der Feder überwiegt das Deckelgewicht, so daß der Deckel ohne weiteres Drücken zugeht.

Nach F i g. 8 ist die eine Tasche g in die in offener Stellung gezeichnete Tür t eingelassen; die andere Tasche g' ist mittels eines Bolzens q am Sockel ρ angelenkt, der seinerseits am Türgericht ν befestigt ist. ο ist die Schwenkachse der Tür und r der Radius des Kreisbogens, den der äußerste Auflagepunkt der Feder α in der Tasche g der Tür beschreibt. Die Anordnung ist so getroffen, daß sich die Feder während der ganzen Schließbewegung nur um etwa 3 % vom Radius r in der Tasche g verschiebt, so daß keine nennenswerte Reibung und Abnützung entstehen. Die Schraube u dient außer der Verankerung der Feder α in der Tasche g' zum Schwenken dieser Tasche um ihre Gelenkachse q zwecks Spannens oder Entspannens der Feder bei der Montage des Türschließers oder bei späterem Verziehen der Tür oder des Türgerichtes; mittels dieser Schraube kann das Maximum der Schließkraft leicht so gelegt werden, daß ein sicheres Schließen der Tür auch dann gewährleistet ist, wenn die Tür ohne Schwung, nur durch die Federkraft ins Schloß getrieben werden muß. Durch die beidseitige Einspannung der Feder ändert diese ihre Form annähernd symmetrisch; das Kraft-Weg-Diagramm ist aber ungefähr das gleiche wie für die Einspannung der Feder nach Fig. 2, wenn in F i g. 5 für s der Drehwinkel der Tür und für K das Drehmoment auf die Tür aufgetragen wird.

Als weitere Anwendungsgebiete für die ernndungsgemäße Feder kommen z. B. Ventile und elektrische Kontakte in Frage, wo bei geringer Bewegungskraft eine große Haltekraft in geschlossener Stellung erwünscht ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kippfeder in Form einer quer gewölbten, am Federende festgehaltenen und in einem Abstand vom Federende beim Kippen knickenden Biegefeder, insbesondere für Klappdeckel und für Türschließer, dadurch gekennzeichnet, daß sie an der Knickstelle über eine auf der konvexen Seite der Feder in der Nähe des Wölbungsscheitels befindliche Stütze (e) gebogen wird.

2. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (e) als quer zur Feder (α) sich erstreckende gerade Kante ausgebildet ist.

3. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Verringerung ihrer ursprünglichen Wölbung in der Nähe der Knickstelle vorgespannt ist (Fig. 7).

4. Feder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch einen Niet (/) im Wölbungsscheitel festgehalten ist.

5. Feder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch einen auf der konvexen Seite im Wölbungsscheitel und auf der konkaven Seite an den beiden Seitenkanten anliegenden Rahmen (g, A) festgehalten ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 937 446;
französische Patentschrift Nr. 989 946;
ZVDJ, Bd. 96 (1954). Heft 6, S. 179 bis 182.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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