DE974628C - Gewundene, im Querschnitt formsteife, durch aeussere Kraefte belastete Roehrenfeder - Google Patents

Description

• Gewundene, im Querschnitt formsteife, durch äußere Kräfte belastete Röhrenfeder Bei bekannten, zur Aufnahme äußerer Kräfte bestimmten Schrauben- und Spiralfedern vermißt man - unabhängig davon, ob sie mit vollem oder hohlem, also röhrenförmigem Querschnitt ausgeführt sind - eine Anpassungsfähigkeit an Temperaturschwankungen und auch an eine etwaige Veränderung des Lastbereichs bzw. der Belastungsverhältnisse, denen sie mit gleichbleibendem Dämpfungseffekt gewachsen sein sollen. Besonders bei den Federn Kochempfindlicher Meßinstrumente wird Wert auf gleichbleibende Federungscharakteristik der eingebauten Federn unabhängig von der Temperatur gelegt, um den Temperatureinfluß auf das Meßergebnis auszuschalten. Aber auch im allgemeinen Maschinenbau, z. B. bei unter hohen Betriebstemperaturen arbeitenden Ventilfedern, tritt das Bedürfnis auf, die bereits eingebaute Feder veränderten Temperatur- oder bzw. auch gleichzeitig auftretenden unterschiedlichen Belastungsverhältnissen in angemessenem Umfang anpassen zu können, um ein Auswechseln der einmal eingebauten Feder zu vermeiden.
• Die Versuche, dieses Bedürfnis mit Federn vollen Querschnitts durch die Herstellungstechnik oder durch die Verwendung hochwertiger Werkstoffe zu befriedigen, sind bisher nur in geringem Maße und keineswegs im Verhältnis zum Mehraufwand erfolgreich gewesen. Bei Federn kleiner Abmessungen macht sich die bisher fehlende Anpaßbarkeit an veränderte physikalische Arbeitsbedingungen, insbesondere an Temperatur- und Belastungsbereichsänderungen, besonders störend bemerkbar.
• Wenn es nun auch bei einem insbesondere für Kraftfahrzeuge bestimmten, aus einem durch eine eingebettete metallische Schraubenfeder armierten, verhältnismäßig schweren, gasdichten Gummi-Hohlblock bestehenden Abfederungselement bekannt ist, einer Lastveränderung dieses Elements durch Änderung des Innendruckes des Gummi-Hohlblocks zu entsprechen, so bringt doch die Übertragung dieser an sich bekannten Innendruck-Anpassungsmaßnahme auf bekannte schraubenförmig oder auch spiralig gewickelte, im Querschnitt formsteife und dabei druckdichte Röhrenfedern durch die erfindungsgemäße Einbeziehung der Temperaturkompensation in den Anpassungsbereich der äußeren Arbeitsbedingungen der Röhrenfedern beträchtliche Vorteile.
• Die Erfindung geht demnach von einer Schrauben-oder spiralförmig gewundenen, druckdichten- und im Querschnitt formsteifen Röhrenfeder aus, für die es wesentlich ist, daß sie durch äußere Kräfte belastet ist. Es handelt sich also bei der Erfindung nicht etwa um eine der üblichen innen gekühlten oder beheizten Röhrenelemente in gewundener Form, die durch die Windungen an sich schon in der Lage sind, die unterschiedlichen temperaturbedingten inneren Spannungen des Federmaterials ohne Bruchgefahr aufzunehmen.
• Zur Erzielung der dargelegten Vorteile bedarf es erfindungsgemäß bei den gewundenen, druckdichten 'und im Querschnitt formsteifen, durch äußere Kräfte belasteten Röhrenfedern nur, daß diese Federn mit Anschlüssen zum Ein- oder Durchleiten von zur Anpassung der Federungscharakteristik an Änderungen der äußeren Arbeitsbedingungen der Federn bestimmten Mitteln versehen sind, die auf die Temperatur der Federn oder den Druck in ihrem Innenraum bzw. auch auf beide gleichzeitig einwirken.
• Der technische Fortschritt der erfindungsgemäßen Federausführung ergibt sich dabei schon allein aus der Tatsache, daß der wegen des Wegfalls des für die Größe des Widerstandsmoments geringwertigen Kernquerschnitts für eine bestimmte Last besonders leicht auszuführenden Röhrenfeder weite Anwendungsgebiete erschlossen werden; denn die einfache Kompensationsmöglichkeit von Belastungsänderungen und auch von Änderungen der Temperaturen läßt sowohl bei hochbelasteten Federn des Maschinenbaues als auch bei feinfühligen Federn der Feinmechanik hohe Materialbeanspruchungen im Röhrenfederquerschnitt, also besonders leichte Federn zu, ohne die Bruchgefahr zu vermehren. Durch die Anwendung von erfindungsgemäß ausgestatteten Röhrenfedern wird also an Federgewicht für einen bestimmten Belastungsbereich gespart.
• Die Röhrenfeder gemäß der Erfindung besitzt in allen, auch den kleinsten Abmessungen eine bisher nicht erreichte Empfindlichkeit, die außerdem während der Funktion oder entsprechend den auftretenden Beanspruchungen in besonderen Zeitpunkten willkürlich und mit großer Genauigkeit verändert werden kann. Zu diesen Veränderungsmöglichkeiten gehört insbesondere auch die Beeinflussung der Eigentemperatur der Feder.
• Da die erforderlichen Rohre mit genügend dünner Wand - es kommen Wandstärken von o,I bis etwa 3 mm in Frage - unter Umständen durch Ziehen in vielen der in Frage kommenden Abmessungen nicht oder nur schwer herstellbar sind, können die Rohre auch nahtgeschweißt mit beliebigem Nahtverlauf ausgeführt werden. Die Befestigung der Röhrenfedern kann durch flanschenförmige oder sonst geeignete Endausbildung ermöglicht werden. Durch Ein- oder Durchleiten eines Kühlmittels lassen sich auch z. B. schädliche Überhitzungen des Werkstoffs vermeiden, wenn die Gefahr besteht, daß durch die Überhitzung die Festigkeitseigenschaften des Werkstoffes vermindert werden. Besonders bei Meßinstrumenten ist es zur Einhaltung der Meßgenauigkeit erforderlich, die Röhrenfeder unabhängig von der Außentemperatur immer unter derselben Eigentemperatur arbeiten zu lassen.
• Als mögliches Mittel zur Temperaturbeeinflussung der Röhrenfeder kann auch eine an sich bekannte, in der Federröhre untergebrachte elektrische Widerstandsheizung verwendet werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schrauben- oder spiralförmig gewundene, druckdichte und im Querschnitt formsteife, durch äußere Kräfte belastete Röhrenfeder, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Anschlüssen zum Ein- oder Durchleiten von zur Anpassung der Federungscharakteristik an Änderungen der äußeren Arbeitsbedingungen der Feder bestimmten Mitteln versehen ist, die auf die Temperatur der Feder oder den Druck in ihrem Innenraum bzw. auch auf beide gleichzeitig einwirken.
2. 2. Röhrenfeder nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine innerhalb ihres Hohlraumes untergebrachte Widerstandsheizung. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 375 750, 468 320, -175 849, 616 971, 693 338, 719 809; französische Patentschrift Nr. 551675; britische Patentschrift Nr. 270 169; Zeitschrift »Motor und Sport«, Jahrgang 1937, Heft io, S. 35.