DE102010016401A1

DE102010016401A1 - Federblock für Zug- und Druckbelastungen

Info

Publication number: DE102010016401A1
Application number: DE201010016401
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Willy Weber Fabrik fur Metallwaren Techn Federn Inh Holger Weber
Current assignee: Willy Weber Fabrik fur Metallwaren Techn Federn Inh Holger Weber
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2011-10-13
Anticipated expiration: 2030-04-13
Also published as: DE102010016401B4

Abstract

Elastisch nachgiebiges Element, dadurch gekennzeichnet, dass es als Federblock (7; 7.1; 7.2) aus mindestens zwei Federgliedern (1, 1.1; 10, 10.1) zusammengesetzt ist, die jeweils sowohl für eine Zug- als auch für eine Druckbelastung ausgelegt sind, wobei jedes Federglied zumindest einen Endabschnitt (3) aufweist, bei dem die letzte Federwindung in einen parallel zur Federachse abgewinkelten, durch den inneren Freiraum der Druckfeder (2; 2.1) und darüber hinaus sich erstreckendes stabförmige Glied (4, 4.1; 11, 11.1) übergeht.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein elastisch nachgiebiges Element, das größere Verformungen erträgt, auch bei wiederholter und schwingender Belastung, das heisst sie betrifft ein federndes Element.
Stand der Technik
Eine Feder ist ein elastisch nachgiebiges Konstruktionselement, das bei Belastung Verformungsarbeit aufnimmt, die in der Form einer potentiellen Energie von diesem gespeichert und bei einer Entlastung wieder abgegeben wird. Durch diese Eigenschaft einer Feder wird deren Dämpfungsfähigkeit bestimmt, welche bei einer Beaufschlagung durch äußere Kräfte eine wesentliche Größe darstellt.
Man unterscheidet hier nach der jeweiligen äußeren Belastung zwischen einer Zug- und einer Druckfeder, während die Hauptbelastungsrichtung in Richtung der jeweiligen Federachse verläuft und der Drahtquerschnitt der Feder bei einer Belastung auf Torsion beansprucht wird.
Insbesondere bei schraubenförmigen zylindrischen Federn wird deren Charakteristik vor allem durch die Wahl des Werkstoffs sowie des Durchmessers des Federdrahtes, der Steigung der einzelnen Windungen und dem Durchmesser der Feder bestimmt, woraus letzten Endes die so genannte Federsteifigkeit resultiert.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastisch nachgiebiges Element, das größere Verformungen erträgt, auch bei wiederholter und schwingender Belastung zu schaffen, das sich insbesondere zu einem Verspannen wechselseitig belasteter Einrichtungen einsetzten lässt, um auf einfache Weise eine bestimmte lastaufnehmende und lastabgebende Flexibilität zu erhalten.
Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise dadurch gelöst, dass dieses elastisch nachgiebige Element als Federblock aus mindestens zwei Federgliedern zusammengesetzt ist, die jeweils sowohl für eine Zug- als auch für eine Druckbelastung ausgelegt sind, wodurch quasi eine Art Doppelfeder als Federblock entsteht.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemässe Vorrichtung besteht somit aus dem Federblock, der vorteilhafterweise aus zwei Federgliedern besteht. Die Federglieder sind derart gestaltet, dass sie als Druckfedern ausgestaltet sind.
Jede schraubenförmige Druckfeder weist zumindest einen Endabschnitt auf, bei dem die letzte Federwindung in einen parallel zur Federachse abgewinkelten, durch den inneren Freiraum der Druckfeder und darüber hinaus sich erstreckendes stabförmige Glied übergeht.
Nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung ist es von Vorteil, wenn die Federglieder ausschließlich als schraubenförmige zylindrische Druckfedern ausgebildet werden, da es sich bei derartigen Druckfedern um ein Massenprodukt handelt, das auf vorhandenen Biegemaschinen relativ leicht und preiswert hergestellt werden kann.
Ferner können die paarweise angeordneten Druckfedern eine gleiche oder eine unterschiedliche Federsteifigkeit aufweisen. Als besonders zweckmäßig ist es, wenn jede schraubenförmige Druckfeder zumindest einen Endabschnitt aufweist, bei dem die letzte Federwindung in einen parallel zur Federachse abgewinkelten, durch den inneren Freiraum der Druckfeder und darüber hinaus sich erstreckendes stabförmiges Glied übergeht. Dabei kann das stabförmige Glied geradlinig verlaufen oder entsprechend einer halben Büroklammer bügelartig umgebogen sein.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn jede schraubenförmige Druckfeder zumindest einen Endabschnitt aufweist, bei dem die letzte Federwindung in einen parallel zur Federachse abgewinkelten und nach außen weisenden Zentrieransatz übergeht, wodurch beide zusammengesetzten Druckfedern in einer koaxialen Lage zueinander gehalten werden können.
Um das angestrebte, vor allem in seiner Längsachse elastisch nachgiebige Element zu erhalten, ist es ferner von Vorteil, wenn mindestens zwei gleiche schraubenförmige Druckfedern derart spiegelbildlich zueinander angeordnet werden, dass jeweils das stabförmige Glied der einen Druckfeder durch den inneren Freiraum der anderen Druckfeder greift und sich darüber hinaus noch jeweils nach außen erstreckt, und dass ferner jeweils der nach außen weisende Zentrieransatz der einen Druckfeder in die jeweils benachbarte letzte Windung der anderen Druckfeder zentrierend und/oder kraftschlüssig eingreift.
Alternativ zu den Zentrieransätzen können auch rohrförmige Körperelemente vorgesehen sein, die zumindest eine ähnliche Aufgabe erfüllen, nämlich die beiden Federglieder, fluchtend zueinander anzuordnen, ohne die entsprechende Kompressionswirkung der Federglieder selbst zu beeinflussen.
Um eine Unverlierbarkeit der beiden miteinander gekoppelten Federgliedern zu gewährleisten, ist es möglich, dass der umgebogene Teilabschnitt des stabförmigen Gliedes derart ösenartig oder pfeilartig ausgebildet wird, dass der Außendurchmesser der Öse oder des Pfeils größer ist als der lichte Innendurchmesser der entsprechenden Druckfeder, wodurch ein unverlierbarer Federblock entsteht. Eine derartige vergrößerte Ösen- oder Pfeilbildung erfolgt durch eine Verformung an den jeweils freien Enden im Nachhinein.
Die Krafteinleitung in das erfindungsgemäße Element erfolgt zweckmäßigerweise über die stabförmigen Glieder, das heisst an den beidseitig von dem Element abstehenden Enden.
Nicht zuletzt ist es zweckmäßig, dass die schraubenförmigen Druckfedern und deren stabförmigen Glieder nebst Zentrieransatz jeweils aus einem im Querschnitt runden Federdraht gefertigt werden, denn diese Federdrahtart hat sich bewährt und ist entsprechend der einschlägigen Literatur gut rechenbar.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung lässt sich beispielsweise in Absperrpfosten, Skistangen (beispielsweise zum Slalomfahren), Bootsanlegeleinen, Abschleppseil, Abspannseile oder dergleichen, einsetzen.
Schließlich kann es auch Sinn machen, wenn das erfindungsgemäße Element als Art Federblock mit einem gummiartigen Material wie Kautschuk umgossen bzw. in ein solches eingebettet wird, wodurch sich zwar die Steifigkeit ändert, aber man einen geschlossenen Federblock erhält, der einer Unfallsicherung entgegen kommt, zum Beispiel beim Abspannen eines Zirkuszeltes mit Publikumverkehr.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Seitenansicht einer einzelnen erfindungsgemäßen Druckfeder, die als erste Ausführungsform nur ein stabförmiges geradliniges Glied zur Krafteinleitung aufweisen kann oder aber dieses geradlinige Glied wird als eine zweite Ausführungsform bügelartig ausgebildet, wie es bei der Druckfeder in
2 dargestellt ist, wobei sich diese zweite Ausführungsform mit der Ansicht der Druckfeder gemäß 1 insofern deckt, indem die Abbildung gemäß 2 um 90° gedreht betrachtet wird;
3 in perspektivischer Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Federblock mit zwei spiegelbildlich angeordneten Druckfedern gemäß 1, im Prinzip in erster und zweiter Ausführungsform;
4 eine um 90° gedrehte Ansicht des Federblocks gemäß 3 in der Gestalt der zweiten Ausführungsform und
5 den Federblock gemäß 4, jedoch jeweils endseitig mit nachträglich durch eine Verformung erweiterten Abschnitten, von denen der obere Abschnitt ösenartig als dritte und der untere Abschnitt pfeilartig als vierte Ausführungsform dargestellt sind.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Das in der 1 als erstes Ausführungsbeispiel perspektivisch in einer Seitenansicht dargestellte Federglied – bezeichnet mit 1 – besitzt eine schraubenförmige zylindrische Druckfeder 2, welche einen oberen Endabschnitt 3 aufweist, bei dem die letzte Federwindung in ein parallel zur Federachse abgewinkeltes, durch den inneren Freiraum der Druckfeder 2 und darüber hinaus sich erstreckendes stabförmiges Glied 4 übergeht. Dabei entsteht ein freier Abschnitt, an dem das Federglied mit anderen Vorrichtungen gekoppelt werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel entspricht der freie Abschnitt etwa eine Länge von dem 1,5-fachen der Länge der Druckfeder 2 besitzt.
Die Druckfeder 2 hat ferner einen unteren Endabschnitt 5, bei dem die letzte Federwindung in einen parallel zur Federachse abgewinkelten und nach außen weisenden Zentrieransatz 6 übergeht.
In 3 ist ein erfindungsgemäßer Federblock 7 perspektivisch in einer Seitenansicht dargestellt, der aus zwei gleichen – ungleiche sind auch möglich – Federgliedern 1 bzw. 1.1 zusammengesetzt ist. Hierbei sind die Federglieder 1 bzw. 1.1 derart spiegelbildlich zueinander angeordnet, dass jeweils die stabförmigen Glieder 4 bzw. 4.1 der Druckfedern 2 bzw. 2.1 durch den inneren Freiraum der Druckfedern 2 bzw. 2.1 greifen und sich darüber hinaus noch nach außen mit einem Abschnitt 8 bzw. 8.1 um etwa eine halbe Federlänge erstrecken. Gleichzeitig greifen die Zentrieransätze 6 bzw. 6.1 der Druckfedern 2 bzw. 2.1 kraft- und formschlüssig in benachbarte mit 9 bzw. 9.1 bezeichnete Federwindungen ein und stabilisieren so die beiden Druckfedern 2 bzw. 2.1 als eine Art Doppelfeder zueinander.
2 zeigt als zweite Ausführungsform eine Federglied 10, bei welchem gegenüber dem Federglied 1 das stabförmige Glied – bezeichnet mit 11 – entsprechend einer halben Büroklammer bügelartig umgebogen ist. Entsprechend dieser zweiten Ausführungsform ist in 4 eine Federblock 7.1 perspektivisch dargestellt, bei dem wieder zwei gleiche Federglieder 10 bzw. 10.1 spiegelbildlich, zueinander angeordnet sind, wobei gleichzeitig die Darstellung in 3 (als quasi Doppelfunktion und Vereinfachung der Darstellung) dem um 90° verdrehten Federblock 7.1 entspricht.
In 5 ist schließlich ein Federblock 7.2 perspektivisch dargestellt, der sich als dritte und vierte Ausführungsform von der in 4 lediglich dadurch unterscheidet, dass der obere umgebogene mit 12 bezeichnete Teilabschnitt ösenartig ausgebildet ist, wobei der Außendurchmesser der Öse größer ist als der lichte Innendurchmesser der Druckfeder 2 und der untere mit 13 bezeichnete Teilabschnitt pfeilartig geformt ist, dessen größte Ausdehnung wieder größer ist als der lichte Innendurchmesser der Druckfeder 2.1, wodurch die Federglieder 10 bzw. 10.1 des Federblocks 7.2 unverlierbar zusammengehalten werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Ausgehend von zwei gleichen Federgliedern 1 oder 1.1, welche zu einem Federblock 7 oder 7.1 spiegelbildlich zueinander zusammengesetzt werden, wird eine Art Doppelfeder erhalten, die sowohl auf Zug als auch auf Druck belastbar ist. Das Gleiche gilt auch für den Federblock 7.2 mit den vergrößerten Teilabschnitten 12 bzw. 13, an welche dann eine jeweilige Krafteinleitung erfolgt. Diese kann zum Beispiel stattfinden, indem man einen erfindungsgemäßen Federblock 7, bzw. 7.1, oder 7.2 zu einer Fixierung von Bäumen oder zum Abspannen im Zeltbau einsetzt, das heisst auch zum Vorspannen von Planen oder Ähnlichem. Hierbei kann jeder Federblock auch in ein gummiartiges Material wie Kautschuk eingegossen werden, um mögliche Verletzungsgefahren zu minimieren oder die Dämpfungsfähigkeit zu sensibilisieren. Auch können mit derartigen Federblöcken Absteckstangen, Skistangen oder Strassenpfosten kombiniert werden. Jedenfalls können die erfindungsgemäß eingesetzten Druckfedern – aufgrund von Zugüberlastungen – nie brechen.
Bezugszeichenliste

1, 1.1: Federglied
2, 2.1: Druckfeder
3: oberer Endabschnitt
4, 4.1: stabförmiges Glied
5: unterer Endabschnitt
6, 6.1: Zentrieransatz
7, 7.1, 7.2: Federblock
8, 8.1: Abschnitt
9, 9.1: Federwindung
10, 10.1: Federglied
11, 11.1: bügelförmiges Glied
12: Teilabschnitt
13: Teilabschnitt

Claims

Elastisch nachgiebiges Element, dadurch gekennzeichnet, dass es als Federblock (7; 7.1; 7.2) aus mindestens zwei Federgliedern (1, 1.1; 10, 10.1) zusammengesetzt ist, die jeweils sowohl für eine Zug- als auch für eine Druckbelastung ausgelegt sind, wobei jedes Federglied zumindest einen Endabschnitt (3) aufweist, bei dem die letzte Federwindung in einen parallel zur Federachse abgewinkelten, durch den inneren Freiraum der Druckfeder (2; 2.1) und darüber hinaus sich erstreckendes stabförmige Glied (4, 4.1; 11, 11.1) übergeht.
Elastisch nachgiebiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federglieder (1, 1.1; 10, 10.1) schraubenförmige zylindrische Druckfedern (2; 2.1) aufweisen.
Elastisch nachgiebiges Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Glied geradlinig (4, 4.1) verläuft oder entsprechend einer halben Büroklammer bügelartig (11, 11.1) an den freien Enden umgebogen ist.
Elastisch nachgiebiges Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede schraubenförmige Druckfeder (2; 2.1) zumindest einen Endabschnitt (5) aufweist, bei dem die letzte Federwindung in einen parallel zur Federachse abgewinkelten und nach außen weisenden Zentrieransatz (6; 6.1) übergeht.
Elastisch nachgiebiges Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei gleiche Federglieder (1; 1.1) mit schraubenförmigen Druckfedern (2; 2.1) und stabförmigen (4; 4.1) oder bügelartigen (11; 11.1) Gliedern derart spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, dass jeweils die stabförmigen Glieder (4; 4.1) bzw. die bügelartigen Glieder (11; 11.1) der Druckfedern (2; 2.1) durch die inneren Freiräume der Druckfedern (2; 2.1) greifen und sich darüber hinaus noch nach außen erstrecken, und dass jeweils die nach außen weisenden Zentrieransatze (6; 6.1) der Druckfedern (2; 2.1) in die jeweils benachbarten Federwindungen (9; 9.1) der aneinander liegenden Druckfedern (2; 2.1) kraft- und/oder formschlüssig eingreifen.
Elastisch nachgiebiges Element nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der umgebogene Teilabschnitt (12) bzw. (13) des bügelförmigen Gliedes (11; 11.1) derart ösenartig bzw. pfeilartig ausgebildet ist, dass der Außendurchmesser der Öse bzw. des Pfeils größer ist als der lichte Innendurchmesser der Druckfedern (2; 2.1).
Elastisch nachgiebiges Element nach Anspruch 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Krafteinleitung in dieses jeweils über die stabförmigen (4; 4.1) bzw. bügelförmigen (11; 11.1) Glieder erfolgt.
Elastisch nachgiebiges Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schraubenförmigen Druckfedern (2; 2.1) und deren stabförmigen bzw. bügelförmigen Glieder (4, 4.1; 11, 11.1) nebst den Zentrieransätzen (6; 6.1) jeweils aus einem wahlweise im Querschnitt runden, ovalen oder rechteckigem Federdraht (oder Quadratdraht oder Mehrseildraht) gefertigt sind.
Elastisch nachgiebiges Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federblöcke (7; 7.1; 7.2) mit einem gummiartigen Material wie Kautschuk umgossen bzw. darin eingebettet sind.
Elastisches Element hergestellt aus Federdraht, das federartige Windungen aufweist und zumindest einen Endabschnitt (3) aufweist, bei dem die letzte Federwindung in einen parallel zur Federachse abgewinkelten, durch den inneren Freiraum der Druckfeder (2; 2.1) und darüber hinaus sich erstreckendes stabförmige Glied (4, 4.1; 11, 11.1) übergeht.