DE2000472A1

DE2000472A1 - Kegelstumpffoermige Feder mit linearer oder teilweise linearer,teilweise progressiver Kennlinie

Info

Publication number: DE2000472A1
Application number: DE19702000472
Authority: DE
Inventors: Arthur Borlinghaus
Original assignee: AHLE FA GEB; Gebrueder Ahle GmbH and Co
Current assignee: AHLE FA GEB; Gebrueder Ahle GmbH and Co
Priority date: 1969-07-10
Filing date: 1970-01-07
Publication date: 1971-07-22
Also published as: DE2000472C3; DE2000472B2

Description

Kegelstumpfförmige Feder mit linearer oder teilweiser linearer, teilweise progressiver Kennlinie.
(Zusatz zu Patent 1 934 984) Gegenstand des Hauptpatentes ist eine kegelstumpfförmige Feder mit linearer oder teilweise linearer, teilweise progressiver Kennlinie, bei der bei Höchstbelastung die Windungen in Form einer Spirale ineinander liegen, und bei der gemäß der dem Hauptpatent zugrunde liegenden Erfindung die Drahtdicke nach den Windungen kleinsten Durchmessers zu abnimmt.
Die vorliegende Zusatzerfindung bezweckt eine Verbesserung und weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptpatentes. Dies wird dadurch erreicht, daß die Feder nach dem Hauptpatent als Doppelkegeletumpf-Feder ausgebildet ist, derart, daß der Windungsdurchmesser im Mittelteil der Feder am größten ist, und die Draht dicke nach beiden Enden der Feder hin abnimmt.
Durch diese Ausbildung der Feder läßt sich eine Raum- und Werkstoffausnutzung erreichen, die noch günstiger ist, als bei ledern, die gemäß dem Hauptpatent als einfacher Kegelstumpf ausgebildet sind. Dies ist darauf zurtlckzufi»iren, daß bei der Feder gemäß der Zusatzerfindung die beiden nichtfedernden Endwindungen einen kleinen Durohmeer besitzen und auf diese Weise wenig Werkstoffaufwand erfordern. Durch die zweimalige Ausnutzung des Raumes zwischen dem größten Federdurchmesser und dem kleinsten Federdurchmesserwird auch der Außendurchmesser der Feder kleine; gegenüber dem Außendurchmesser einer Feder gleioher Kennlinie, die als einfacher Kegelstumpf ausgebildet ist.
Im folgenden werden anhand der beigefügten Figuren die Ausführung und die Vorteile der kegelstumpfförmigen Feder gemäß der Zusatzerfindung näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine Doppelkegelstumpf-Feder in Seitenansicht mit linearer Kennlinie.
Figur 2 zeigt im Querschnitt die Feder nach Figur 1 in bis zur Blockierung belastetem Zustand.
igur 3 ist die lineare Kennlinie der Doppelkegelstumpf-Feder nach Figur 1 dargestellt.
Figur 4 zeigt eine Doppelkegelstumpf-Feder mit teilweise progressiver Kennlinie.
Figur 5 zeigt im Querschnitt die Feder nach Figur 4 in bis zur Blockierung belastetem Zustand.
In Figur 6 ist die teilweise progressive Kennlinie der Doppelkegelstumpf-Feder nach Figur 4 dargestellt. Diese Kennlinie ist in dem Abschnitt bis zu Punkt PA linear, in dem Abschnitt von PA bis PE progressiv und in dem Abschnitt PE bis PBL, d.h., bis zur Blockierung wieder linear.
Wie aus den Figuren ersichtlich bestehen die Federn aus Drähten mit inkonstantem Durchmesser, wobei erfindungsgemäß sowohl der Drahtdurchmesser als auch der Windungsdurchmesser von der Mitte der Feder aus nach den beiden Enden hin abnehmen. Während bei der Feder gemäß den Biguren 1 und 2 mit linearer Kennlinie nach Figur 3 bei Belastung bis sum Maximum alle Windungen in der 8chwebe bleiben (siehe Figur 2), legen sich bei der Feder entsprechend den Figuren 4 und 5 mit teilweise progressiver Sennlinie nach Figur 6 die Windungen zum größten Teil auf die beiden Ebenen auf den beiden Seiten der Enden auf und bewirken auf diese Weise die Krümmung der Kennlinie0 Wie man aus den Piguren 2 und 5 erkennen kann, ist die Blookhöhe bei einer bis zur Blockierung belasteten Doppelkegelstumpf-Feder etwas größer als bei einer entsprechenden Feder in der Porm eines einfachen Kegelstumpfes. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei der Doppelkegelstumpf-Feder Jeweils zwei Winzungen gleichen Durchmessers auftreten. Die Länge der zussmmengedrücktenFeder und der Außendurchmesser sind Jedoch wesentlich kleiner als bei einer Feder mit gleicher Kennlinie in Form einer zylindrischen Schraubendruckfeder. Weiterhin hat stich aufgrund von Vergleichsaberechnungen srgetan, daß bei der DoppelkegelstumpfPeder nicht nur die Werkstoffausnutzung aller federnden Windungen ebenso optimal ist, wie bei der Feder in Form eines einfachen Kegelstumpfes, sondern es konnten auch gegenüber der Feder in Form eines einfachen Xegelstumpfes die oben schon erwähnten Vorteile festgestellt werden.
Dies soll anhand der folgenden Tabelle gezeigt werden.
Zylindrische Feder aus Drähten mit Schraubendruck- inkonstantem Durchmesser.
Doppelfeder Kegelstumpf kegelstumni Da (mm) 90 221 156,5-Bei- LB (mm) 119,5 11,55 21 spiel 1 Fertig- (kg) 1,715 1,700 1,400 Da (mm ) 2SO 297,5 208,5 Bei- Lg (mm) 93,5 16,23 29,-spiel 1 Fertig- (kg) 6,440 4,420 3,80 In der obenstehenden Tabelle werden in zwei Beispielen die Eigenschaften einer zylindrischen Schraubendruckfeder, einer Feder in Form eines einfachen Kegelstumpfes und einer Doppelkegelstumpf-Feder einander gegenüber gestellt. Es sind Jeweils die Außendurchmesser (Da) die Blockhöhe (log) und die Gewichte der drei Federn angegeben. Die Federn besitzen gleiche Kennlinie und gleiche Werkstoffbeanspruchung.
Wie sich aus der Tabelle ergibt, weist die Doppelkegelstumpf-Feder bezüglich Blockhöhe und Gewicht gegenüber der zylindrisch Schraubendruckfeder und bezüglich Außendurchmesser und Gewicht gegenüber der Feder in Form eines einfachen Kegelstumpfes erhebliche Vorteile auf. Die Gewichtseinsparung steigt mit steigendem Federdurchmesser.
Patentans ruch

Claims

Patentanspruch Kegelstumpfförmige Feder mit linearer oder teilweise linearer teilweise progressiver Kennlinie, bei der bei Höchstbelastung die Windungen in Form einer Spirale ineinander liegen und die Drahtdicke nach den Windungen kleinsten Durchmessers zu abnimmt, nach Patent 1 934 184, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als Doppelkegelstumpf-Peder ausgebildet ist, derart, daß der Windungsdurchmesser im Mittelteil der Feder am größten ist, und die Drahtdicke nach beiden Enden der Feder hin abnimmt.