DE2916446C2 - Schraubenfedersatz - Google Patents
SchraubenfedersatzInfo
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- DE2916446C2 DE2916446C2 DE19792916446 DE2916446A DE2916446C2 DE 2916446 C2 DE2916446 C2 DE 2916446C2 DE 19792916446 DE19792916446 DE 19792916446 DE 2916446 A DE2916446 A DE 2916446A DE 2916446 C2 DE2916446 C2 DE 2916446C2
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
- F16F1/04—Wound springs
- F16F1/042—Wound springs characterised by the cross-section of the wire
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F3/00—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
- F16F3/02—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of steel or of other material having low internal friction
- F16F3/04—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of steel or of other material having low internal friction composed only of wound springs
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schraubenfedersatz, der aus 2 hochkant gewickelten und miteinander verschraubten
Schraubenfedern besteht und in axialer Richtung beansprucht wird. Mit einem derartigen
Schraubenfedersatz werden vergleichbare Kräfte erreicht wie bei einer herkömmlichen Tellerfedersäule
nach DIN 2093.
Bekannt sind Schraubenfedersätze, die aus 2 Schraubenfedern bestehen. So ist in der US-PS 17 10 480,
F i g. 4, ein Schraubeniedersatz dargestellt, der aus 2 ineinandergeschraubten Flachdrahtfedern besteht. Dieser
Schraubenfedersatz weist jedoch keine Schräglage des Federbandes auf und ist somit auch nicht mit gegeneinandergerichteter
Schrägstellung der Windungen ineinandergeschraubt. Dieser Schraubenfedersatz arbeitet
wie eine Druckfeder mit Schubbeanspruchung und erreicht durch das Ineinanderschrauben lediglich eine
Krafterhöhung bei entsprechend vergrößerter Blocklange gegenüber einer einzelnen Flachdrahtdruckfeder.
Die steile Kennlinie einer Tellerfeder ist mit diesem Schraubenfedersatz nicht zu erreichen.
In der DE-AS 11 48 718 ist eine nichtmetallische Feder
insbesondere für Polsterungen, Matratzen und dergleichen beschrieben. Diese Feder entspricht einem Faltenbalg
und wird vornehmlich auf Biegung beansprucht. Mit dieser Feder lassen sich nur geringe Federkräfte bei
hohen Federwegen erreichen.
Die in der Patentschrift 69 154 beschriebene Schraubenfeder mit trichterförmigen Windungen ist zwar auch
hochkant und schräg zur Federachse gewickelt, jedoch sind dabei nicht 2 Schraubenfedern zu einem Schraubenfedersatz
montiert Die in diesem Falle dargestellte Feder wirkt als Triebfeder, die ein Drehmoment auf ein
Maschinenteil ausübt
In der US-PS 27 00 540 ist eine Schraubenfeder beschrieben, bei der durch Verformung des gewickelten Profiles hohe Kräfte erzeugt werden. Es handelt sich dabei um teilweise sehr komplizierte Profile, die wickeltechnisch nur sehr aufwendig zu handhaben sind.
Jedoch sind bei dieser Lösung keine hochkantgewikkelten Schraubenfedern mit gegeneinandergerichteter Schrägstellung der Windungen ineinandergeschraubt.
In der US-PS 27 00 540 ist eine Schraubenfeder beschrieben, bei der durch Verformung des gewickelten Profiles hohe Kräfte erzeugt werden. Es handelt sich dabei um teilweise sehr komplizierte Profile, die wickeltechnisch nur sehr aufwendig zu handhaben sind.
Jedoch sind bei dieser Lösung keine hochkantgewikkelten Schraubenfedern mit gegeneinandergerichteter Schrägstellung der Windungen ineinandergeschraubt.
Bei der Herstellung der bekannten Tellerfedern nach DIN fällt ein ungewöhnlich hoher Anteil des Federwerkstoffes
als Abfall an. Werden die Tellerfedern einer hohen dynamischen Beanspruchung unterworfen, so
müssen kostspielige spanende Bearbeitungsverfahren zur Herstellung angewendet werden (Bohren des Innendurchmessers,
Drehen des Außendurchmessers, Schleifen der Planflächen zur Erzielung einer einwandfreien
Oberfläche). Auch ist der Faserverlauf des Werkstoffes durch Verwendung von Bandstahl vorbestimmi und
kann hinsichtlich der Beanspruchung der Tellerfcdern nicht beeinflußt werden. Ein gravierender Nachteil ist
noch darin zu sehen, daß bei der Montage einer Tellerfedersäule diese aas den Einzeltellern geschichtet und
aneinandergereiht wird, was mit einem hohen Zeitaufwand verbunden ist. Außerdem besteht die Gefahr einer
falschen Schichtung und Aneinanderreihung. Bei der Demontage der Tellerfedersäule zerfällt sie in die Kinzelteller,
so daß eine erneute Montage notwendig ist
Der Erfindung iiegt die Aufgabe zugrunde, einen einteiligen, montagefreundlichen Schraubenfcdcrsal/ zu
schaffen, bei dem der Faserverlauf des Werkstoffes nicht unterbrochen wird und der kostengünstig hergestellt
werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Schraubenfedersatz bestehend aus 2 Schraubenfedern,
die aus Federband hochkant zur Fedcruohse gewickelt sind, so hergestellt ist, daß die längere Quer-Schnittseite
des Federbandes einen Winkel kleiner als 90° zur Federachse aufweist und 2 Schraubenfedern mit
gegeneinandergerichteter Schrägstellung der Querschnitte ineinandergeschraubt sind.
Ein Vorteil eines solchen Schraubenfedersatzcs gcgenüber der bekannten Tellerfedersäule nach DIN besteht
darin, daß zur Herstellung wesentlich weniger Federbandwerkstoff benötigt wird.
Außerdem entfallen kostspielige und zeitaufwendige, zerspanende Arbeitsgänge, da das eingesetzte Fedcrband
mit einwandfreier Oberfläche und abgerundeten Kanten gezogen oder gewalzt werden kann. Auch eventuell
notwendige Auflageflächen wie bei den Dl N-TcI-lerfedern lassen sich durch entsprechende Formgebung
des gezogenen oder gewalzten Werkstoffes kostengünstig herstellen.
Von Vorteil ist ferner, daß dieser Schraubenfcdcrsatz
als einteiliges, montagefertiges Maschinenelement zur Verfügung steht, damit entfällt die sonst übliche Zeit
zum Schichten und Aneinanderreihen einer Tellcrfcdcrsäule und die Gefahr der falschen Zusammenstellung,
außerdem kann der Schraubenfedersatz bei Demontage nicht in seine Einzelelemente zerfallen.
Zur Beeinflussung der Kennlinie ist es möglich, die
Zur Beeinflussung der Kennlinie ist es möglich, die
Schraubenfedern mit größerer Steigung, als es der Schräglage und Dicke des Federbandes entspricht, zu
wickeln. Nach dem Ineinanderschrauben der beiden Schraubenfedern entsteht somit ein Schraubenfedersatz
mit Windungsabstand, der bei Belastung bis zum Berühren der gegeneinandergerichteten Windungen wie eine
Druckfeder arbeitet und nach der Berührung der einzelnen Windungen die steile Kennlinie einer Tellerfeder
aufweist. Gleiches läßt sich erreichen, wenn die beiden
Schraubenfedern nur teilweise ineinandergeschraubt werden. Dadurch arbeiten zu Beginn der Beanspruchung
zuerst die nicht ineinandergeschraubten Schraubenfcderteile wie eine Flachdrahtdruckfeder. Nach
Blocklagc dieser Windunger arbeitet der verschraubte
Fcdertei! wie eine Tellerfeder. Auch das Einschrauben eines Stücks einer Schraubenfeder in eine andere
Schraubenfeder führt bei Belastung zu einer geknickten Kennlinie.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Querschnitt des Federbandes nicht
rechteckig gewählt wird, sondern beispielsweise trapezförmig oder auch andersförmig, damit eine ge
wünschte Spannungsverteilung oder Dämpfung bei der Federarbeit erzielt wird. Solche nach der jeweiligen Beanspruchungsart
des Schraubenfedersatzes zu bestimmcnden Querschnitte sind durch Ziehen oder Walzen
auf billige Art und Weise herzustellen. Auch kann das Federband während des Federwindens durch die Führungswerkzeuge
auf einfache und billige Weise geformt werden.
Dabei besitzen alle verwendeten Federquerschnitte einen günstigen Faserverlauf hinsichtlich der auftretenden
Beanspruchungen.
Ks ist auch möglich, jeweils mehrere Schraubenfedern
mit paralleler Schräglage miteinander zu verschrauben und dann erst mit gegeneinandergerichteter Schräglage
incinanderzuschrauben, so daß der erzeugte Schraubenfcdcrsatz
einer mehrfach geschichteten Tellerfedersäule nach DIN 2092, Seite 4 ff., entspricht.
Die Berechnung des erfindungsgemäßen Schraubenrcricrsat7.es
läßt sich nach den bekannten Berechnungsformcln vom Almen und Laszlo durchführen, wenn man
den Anteil des Stülpmomentes aus diesen Formeln eliminiert, da kein geschlossener Ringquerschnitt vorliegt.
Der Schraubcnfedersatz wird somit nur auf Biegung
gerechnet. Federkraft und Spannung ar. den bekannten
Stellen 1 bis IV sind proportional zum Federweg bzw. der Durchbiegung s.
Bei gleichen Abmessungen von Schraubenfedersatz und Tellerfedersäule ergibt sich rechnerisch die gleiche
Blockkraft F1. die auch bei praktischen Messungen bestätigt
wurde.
Der erfindungsgemäße Schraubenfedersatz wird anhand einiger Figuren näher erläutert:
F i g. I und 2 zeiger; zwei in gleichem Sinne hochkant gewickelte .Schraubenfedern aus Flachband mit trapezförmigem
Querschnitt. Die Feder 2 wird mit gegeneinandcrgerichteter Schrägstellung zur Feder 1 in die
Feder 1 geschraubt, so daß sich der Schraubenfedersatz nach F i g. 4 ergibt.
Γ i g. 3 zeigt die plangesehliffenen Enden eines
.'jehraubenfcdersatzes.
Werden die beiden Schraubenfedern nach F i g. 1 und 2 vollständig miteinander verschraubt, so erhält man bei
Belastung eine Kennlinie nach F i g. 5.
Werden die beiden Schraubenfedern nach Fig.! und
2 nur teilweise miteinander verschraubt, so entsteht eine Kennlinie nach F i g. 6.
Eine vergleichbare Kennlinie besitzt der Schraubenfedersatz,
wenn die beiden Schraubenfedern nach F i g. 1 und 2 .uit größerer Steigung gewickelt sind, als
es der Dicke und Schräglage des Federbandes entspricht.
Hierzu I Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Schraubenfedersatz, bestehend aus 2 Schraubenfedern,
die aus Federband hochkant zur Federachse gewickelt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die längere Querschnittseite des Federbandes einen Winkel kleiner als SO" zur Federachse
aufweist und 2 Schraubenfedern mit gegeneinandergerichteter Schrägstellung der Querschnitte ineinandergeschraubt
sind.
2. Schraubenfedersatz nach Patentanspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Federbandes der Schraubenfedern nach dem Wickeln
trapezförmig ist.
3. Schraubenfedersatz nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit paralleler
Schräglage ineinandergedrehte Schraubenfedern mit dpr gleichen Anzahl miteinander parallel
verschraubtsr Federn mit gegeneinandergerichteter Schrägstellung der Windungen verschraubt sind.
4. Schraubenfedersatz nach Patentanspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen
Schraubenfedern mit größerer Steigung gewickelt sind, als es der Schräglage und Dicke des Federbandes
entspricht.
5. Schraubenfedersatz nach Patentanspruch 1,2,3
und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfedern mit gegeneinandergerichteter Schrägstellung
der Windungen nur teilweise ineinandergeschraubt sind.
6. Schraubenfeder <z nach ?atentansprucn 1,2,3
und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Schraubenfeder nur ein Stück einer 2. Schraubenfeder mit
gegeneinandergerichteter Schräglage der Windungen eingeschraubt ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792916446 DE2916446C2 (de) | 1979-04-24 | 1979-04-24 | Schraubenfedersatz |
CH315180A CH653108A5 (en) | 1979-04-24 | 1980-04-24 | Helical-spring set |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792916446 DE2916446C2 (de) | 1979-04-24 | 1979-04-24 | Schraubenfedersatz |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE2916446A1 DE2916446A1 (de) | 1980-11-06 |
DE2916446C2 true DE2916446C2 (de) | 1985-10-24 |
Family
ID=6069070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19792916446 Expired DE2916446C2 (de) | 1979-04-24 | 1979-04-24 | Schraubenfedersatz |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH653108A5 (de) |
DE (1) | DE2916446C2 (de) |
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IT202000024445A1 (it) | 2020-10-16 | 2022-04-16 | Mollificio Bordignon S R L | Molla doppia a filo di sezione poligonale perfezionata |
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- 1980-04-24 CH CH315180A patent/CH653108A5/de not_active IP Right Cessation
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CH653108A5 (en) | 1985-12-13 |
DE2916446A1 (de) | 1980-11-06 |
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