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Wickelfeder Die I?rfndung bezieht sich auf eiüe Wickelfeder mit Eigendämpfung,
die dazu bestimmt ist, große Kräfte in besc hränktein Rauem aufzunehmen und die
Rückwirkung der aufgenommenenKräfte durch Reibungsarbeit auf ein bestimmtes Maß
abzudämpfen. Sie tinidet deshalb vorwiegend dort Verwendung, wo rückwirkende Kräfte
unerwünscht sind oder sich sch;iullich auswirken, z. B. bei Kupplungen :in Kraftfahrzeugen,
in Puffern, als Abfederung für l@ahrzeu^e, als Bruchsicherung an Pressen usw.
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Die Erfindung bestellt ini wesentlichen darin,daß die vorteilhaft
einen etwa parallelograminförmigen Querschnitt aufweisendeFedier nur eine beschränkte
Zahl (etwa vier bis,sechs) Windungen hat und mit ihren Endrändern in den Endstücken
mit seitlichem Spiel abgestützt ist.
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Gegenüber den Reibungsfedern bekannter # Art unterscheiidet sich die
neue Feder dadurch., daß sie aus einem vorgeformten, aufgewickelten Stahiliband
besteht und deshalib keiner mechanischen Nachbearbeitung bedarf. Sie ist daher in
der Herstellung sehr einfach und sparsam im Werkstoffverbrauch, weil das verwendete
Material ohne jede Abfälle restlos ausgenutzt wird. Ferner ist es durch die Profilierung
möglich, die Felder in besonders
engen Gehäusen unterzubringen,
in denen Reibungsfedern an sich bekannter Art und gleicher Kraftaufnahme nicht eingebracht
werden können.
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Durch die Beschränkung der Windungen wird eine besonders igute Arbeitswveise
und eine gleichmäßige Kräfteverteilung auf das gesamte Faderband erzielt. Praktische
Versuche haben ergeben, daß die günstige Zahl der Windungen nicht über sechs liegt.
Wird einesolche Feder einem anhaltenden axialen Druck ausgesetzt, so werden die
einzelnen Windungen übereinandergeschoben, wobei zwei bis drei Windungen- aufigeweitet,
die übrigen Windungen jedoch etwas zusammengedrückt werden. Durch die Beschränkung
der Windungszahl wird erreicht, tdaß das ganze Federband in Bewegung gerät und die
auftretenden Kräfte gleichmäßig darauf übertragen werden.
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Würde man z. B. die Feder in doppelter oder dreifacher Länge herstellen,
so würden sich bei einer Belastung die Windungen an einem Ende entsprechend crem
Drück sehr stark aufweiben und am anderen Ende entsprechend stark zusammendrücken,
wobei die Mitte der Feder kaum in Anspruch genommen wird. Der Nachteil einer solchen
Feder besteht also darin, daß die Kräfteverteilung auf das Federband nicht gleichmäßig
ist und die Federenden übermäßiger Beanspruchung unterworfen sind.
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Die Kraftaufnahme einer Feder ist bestimmt durch den Querschnitt des
Federbandes und dessen Reibungsarbeit, die Reibungsarbeit durch die Kegelneigung,
während der Federweg abhängig ist von der Anzahl der Windungen. In den Fällen, wo
ein großer Federweg erwünscht bder erforderlich ist, kann nun erfindungsgemäß eine
Mehrzahl der neuenFed@erelemente axial hintereinandtergeschaltet werden, wobei zwischen
dien einzelnen Elementen je ein Ring mit etwa Z-förmigem Querschnitt eingebaut ist,
der auf der einen Stirnfläche eine konische Vertiefung und auf der anderen Stirnfläche
einen konischen Fortsatz zur Abstützung der äußeren bzw. inneren Federendfläche
besitzt.
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Durch dien Einbau dieserZwischenringe läßt sich die Feder in zweifacher
Weise beeinflussen. So können sich einerseits infolge des Spielraumes zwischen Federenden
und Zwischenring die Endwindungen leicht aufweiten bzw. zusammenpressen lassen,
wodurch das Federband leicht in Fluß gelangt. Umschließen jedoch andererseits die
Zwischenringe fest idie Feder und greifen schließend in die Federöffnung ein, dann
wirkt die Feder hart, und das Federband gerät schwerer in Fluß. Werden nun zwei
derart verschieden ausgebildete Federelemente hintereinandergeschaltet, so ergibt
sieh eine progressiv ansteigende Kennlinie im Kräftediagramm.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Feder teilweise als Reibungsfeder,
teilweise als Schraubenfeder arbeiten zu lassen, wenn bei der Wicklung der Feder
zwischen :den einzelnen Windungen ein entsprechender Zwischenraum verbleibt. Durch
crrtspreclrende Wahl des Abstandes zwischen den @\'indungen ist es möglich, die
Charakteristik der Felder weitgehend den erforderlichen Verwendiungszwecken anzupassen.
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In` der Zeichnung sind zwei Aus,führungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeugt Fig. i eine Seitenansicht der Hälfte im Längsschnitt,
während in Fig. 2 eine aus mehreren Federelementen zusammengesetzte Feder teilweise
im Längsschnitt veranschaulicht ist.
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Die neue Wickelfeder hat erfindungsgemäß nur eilte geringe Anzahl
Windungen i. Um in Durchmesserrichtung an Raum zu sparen, ist der Querschnitt des
Federbandes etwa parallelogrammförmig gestaltet, wobei die inneren und äußeren Kegelflächen
2 bzw. 3 als Führungsflächen für die Windungen i dienen.
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Zur Abstützung der Federendwindungen srnd zwei Endstücke 4, 5 vorgesehen,
von denen das Endstück 4 eine konische Vertiefung 6 hat, in die das zugehörige Federende
mit Spiel eingreift. Das andere Endstück 5 ist mit einer Schulter 7 und einem vorstehenden
Kegel 8 versehen, der eine zentrale Bohrung 9 zur Aufnahme einer Druckstange io
enthält. Gegenüber der lx@lantelfläche dies Kegels 8 ist die zugehörige Endwindung
ebenfalls mit entsprechendem Abstand angeordnet.
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Bei einem axialen Druck auf die Feder schieben sich die einzelnen
Windungen übereinander, und zwar werden im Beispiel die unteren Windungen zusammengedrückt,
während die oberen Windungen sich aufwehen. Infolge des Spielraumes zwischen den
Federenden und den zugehörigen Stützflächen.6 bzw. 8 der Endstücke 4, 5 in Verbindung
mitt der geringen Windungszahl werden die auftretenden Kräfte gleichmäßig auf die
ganze Feder übertragen.
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In Fig. 2 ist, um trotz geringer Windungs=ha einen längeren Federweg
zu erreichen, eine Mehrzahl von Federelementen axial hintereinander in einem zweiteiligen
Gehäuse i 1, 12 untergebracht. In diesem Beispiel haben die Federelemente je eine
größere Zahl von Windungen, wobei zwischen je zwei Federelemrenten ein zylindrischer
Zwischen,-ring 13 vorgesehen ist. Der Zwischenring hat einen etwa Z-förmigen Querschnitt,
wobei die kegelige Außenfläche 14 des Schenkels 15 undl die kegelige Innenfläche
16 dies Schenkels 17 die Begrenzungs-und Stützflächen für die zugehörigen Federendwinidungen
bilden.