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Ringfeder.
Die Erfindung betrifft eine Ringfeder, die sieh von bekannten Federn dieser Art durch eine wesentlich erhöhte Leistungsfähigkeit vorteilhaft unterscheidet. Bei der Ringfeder werden vollkommen geschlossen Ringe auf Zug und Druck beansprucht, u. zw. wirkt in den Querschnitten der Zugringe genau die gleiche Kraft wie in den Querschnitten der Druckringe. Sind die Querschnitte beider Ringe gleich, so ist die Zugbeanspruchung der einen Ringart gleich der Druckbeanspruchung der andern Ringart.
Wenn dies rein statisch genommen auch richtig ist, so haben doch die neuesten Erkenntnisse ergeben, dass Zugbeanspruchungen eine viel niedrigere Ermüdungsgrenze ergeben als Druckbeanspruchungen, d. h. werden zwei Körper gleich hoch auf Zug und Druck beansprucht, so wird der gedruckte Körper ein Vielfaches der Belastungswechsel des Zugkörpers aushalten. Da aber beide Ringarten der Feder gleiche Lebensdauer haben sollen, so werden bei dem Gegenstand der Erfindung die Aussenringe entsprechend stärker ausgeführt als die Innenringe, wodurch sich das Beanspruehungsverhältnis beider Ringarten dahin auswirkt, dass die Ermüdungsgrenzen für beide Ringarten ungefähr die gleichen sind.
Durch die Wahl einer höheren Materialqualität der Aussenringe gegenüber den Innenringen ist natürlich die gleiche Wirkung zu erzielen. Selbstverständlich können auch beide Massnahmen zusammen, d. h. die verschiedene Querschnittsbemessung der einzelnen Ringe wie auch die Wahl verschiedener Materialien für denselben Zweck gemeinschaftlich in Anspruch genommen werden.
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flächen der Aussenringe bzw. die inneren Begrenzungsflächen der Innenringe nicht mehr wie bisher als Zylinder ausgebildet werden, sondern als Rotationsflächen mit einer gekrümmten Erzeugungslinie. Hiedurchwird der Querschnitt in der Dicke gleichmässiger gestaltet, wodurch auch eine gleichmässigere Härtung über den ganzen Querschnitt verbürgt wird. Weiterhin erleichtert diese Formgebung das Walzen der Ringe.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der neuen Ringfeder teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt dargestellt.
Die Innenringe 1 liegen mit beiderseits kegelig abgedrehten Aussenflächen an gleich gestalteten Innenflächen der Aussenringe 2 an. Die letzteren sind um ein bestimmtes Mass stärker als die Innenringe.
Dieser Unterschied in der Stärke wird so bemessen, dass die Ermüdungsgrenzen für beide Ringarten ungefähr die gleichen sind. Ferner sind die inneren Begrenzungsflächen der Innenringe bzw. die äusseren Begrenzungsflächen der Aussenringe als Rotationsflächen mit einer gekrümmten Erzeugungslinie 3 bzw. 4 ausgebildet.
Sämtliche Ringe 1 bzw. 2 können in ihrer Gesamtheit auch durch je eine Schraubenfeder ersetzt sein, deren Profil dem der Ringe entspricht. Diese Schraubenfedern werden ineinander gedreht und mit ihren Enden verbunden. Es können dabei zwei Ausführungen getroffen werden, u. zw. einmal die Verbindung der Federenden von Aussen-und Innenfeder auf jeder Federseite, zum zweiten die Verbindung der Federenden jeder Feder gegeneinander durch ein verdrehnngssteifes Zwischenglied. Im ersteren Falle können sich die auf jeder Federseite gelegenen Enden zweier Federn tangential gegeneinander nicht mehr bewegen, wohl aber in ihrer Gesamtheit gegen die verbundenen Federenden der anderen Federseite.
Im zweiten Falle sind tangentiale Bewegungen der Enden jeder Schraubenfeder gegeneinander ausgeschlossen, nicht aber solche der Federenden verschiedener Federn gegeneinander. Bei axialem Druck auf diese Schraubenfeder werden deren Keilflächen gegeneinandergepresst, so dass die äussere Feder eine Dehnung nach aussen und die innere eine Stauchung nach innen erfährt. Die verdrehungssteife Verbindung der Federenden muss dann natürlich eine axiale Bewegung der Federenden gegeneinander gestatten.
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Ring spring.
The invention relates to an annular spring which advantageously distinguishes itself from known springs of this type by a significantly increased performance. In the case of the ring spring, completely closed rings are subjected to tension and pressure, u. between. Exactly the same force acts in the cross sections of the pull rings as in the cross sections of the pressure rings. If the cross-sections of both rings are the same, then the tensile stress of one type of ring is equal to the compressive stress of the other type of ring.
Even if this is correct from a purely static point of view, the latest findings have shown that tensile loads result in a much lower fatigue limit than compressive loads, i.e. H. If two bodies are subjected to the same high tensile and compressive stress, the printed body will withstand a multiple of the load changes of the tensile body. But since both types of rings of the spring should have the same service life, in the subject matter of the invention the outer rings are made correspondingly stronger than the inner rings, whereby the stress ratio of both ring types has the effect that the fatigue limits for both ring types are approximately the same.
By choosing a higher material quality for the outer rings than for the inner rings, the same effect can of course be achieved. Of course, both measures can also be used together, i. H. the different cross-sectional dimensioning of the individual rings as well as the choice of different materials for the same purpose are used jointly.
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surfaces of the outer rings or the inner boundary surfaces of the inner rings are no longer designed as cylinders as before, but as surfaces of rotation with a curved generation line. As a result, the cross-section is made more uniform in thickness, which also guarantees more uniform hardening over the entire cross-section. This shape also facilitates the rolling of the rings.
In the drawing, an example embodiment of the new ring spring is shown partly in view, partly in section.
The inner rings 1 rest on both sides with conically turned outer surfaces on identically designed inner surfaces of the outer rings 2. The latter are a certain amount stronger than the inner rings.
This difference in strength is measured so that the fatigue limits for both types of rings are approximately the same. Furthermore, the inner boundary surfaces of the inner rings or the outer boundary surfaces of the outer rings are designed as surfaces of rotation with a curved generation line 3 and 4, respectively.
All of the rings 1 and 2 can also be replaced in their entirety by a helical spring whose profile corresponds to that of the rings. These coil springs are twisted into one another and connected at their ends. It can be made in two ways, u. between the connection of the spring ends of the outer and inner spring on each side of the spring and the second connection of the spring ends of each spring to one another by a torsionally rigid intermediate member. In the former case, the ends of two springs located on each spring side can no longer move tangentially against each other, but they can move in their entirety against the connected spring ends on the other spring side.
In the second case, tangential movements of the ends of each helical spring against each other are excluded, but not those of the spring ends of different springs against each other. With axial pressure on this helical spring, its wedge surfaces are pressed against one another, so that the outer spring is stretched outwards and the inner spring is compressed inwards. The torsionally rigid connection of the spring ends must then of course allow an axial movement of the spring ends against each other.