ФИГУРНАЯ ЗИГЗАГООБРАЗНАЯ ПРУЖИНА Российский патент 1997 года по МПК F16F1/02 

Изобретение относится к бытовому машиностроению, в частности к замочным пружинам зигзагообразной формы, и может быть использовано в качестве конструктивного элемента в приборостроении и электротехнике, а также одновременно в качестве упругого элемента и элемента орнамента для ювелирных украшений и художественных изделий.

Известна пружина, волнообразно согнутая из стальной ленты, замочная пружина для задвижек, изготовленная путем зигзагообразного изгибания длинномерного полуфабриката-заготовки, имеющая конфигурацию, образованную встречными секциями U-образной формы с изгибами равной глубины и одного шага, при этом в свободном состоянии секции своими изгибами примыкают друг к другу, а свободные концы последних секций образуют кольцевые зацепы, один из которых выполнен с удлиненной осевой шейкой [1]
Эта пружина предназначена для работы только на растяжение и требует значительного пространства для ее установки в механизме замка и поэтому имеет ограниченное применение.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является выбранная в качестве прототипа фигурная зигзагообразная пружина переменной глубины и шага, уменьшающимися к периферии, содержащая секции U-образной формы и расположенны по оси пружины опорные участки, связанные с крайними секциями [2]
Пружина предназначена для приводного механизма электровыключателя.

Несмотря на сравнительно простую конструкцию эта пружина не обладает универсальностью применения, поскольку ее свободные концы снабжены опорными участками для обеспечения работы только на сжатие и она имеет относительно малую величину рабочего хода из-за ограниченного количества упругих элементов секций. При этом для нормальной работы ей необходима направляющая для предохранения от потери продольной устойчивости при сжатии. Кроме того, внутренние загибы свободных концов против зацепления усложняют технологию изготовления при серийном производстве.

Техническим результатом является обеспечение универсальности применения, компактного размещения пружины в плоских механизмах, повышения продольной устойчивости при работе на сжатие и упрощения изготовления.

Технический результат достигается тем, что в фигурной зигзагообразной пружине переменной глубины и шага, уменьшающихся к периферии, содержащей секции U-образной формы и расположенные по ее оси опорные участки, связанные с крайними секциями, центральная часть пружины образована идентичными противоположно направленными U-образными секциями с переходным участком между ними, опорные участки выполнены в виде кольцевых зацепов.

Кроме того, переходной участок изогнут в плоскости, перпендикулярной оси пружины с образованием степени между центральными секциями с высотой не менее толщины последних, а пружина может быть выполнена из длинномерного полуфабриката-заготовки с уменьшающейся к концевым зацепам толщиной.

При такой конструкции пружины при максимальной упругой деформации секций под действием заданной нагрузки внешний контур ее вписывается в окружность.

Таким образом, данная пружина позволяет обеспечить: универсальность применения за счет загибки опорных участков в кольцевые зацепы, которые позволяют использовать пружину для работы на сжатие и растяжение и при выполнении секций U-образной формы; возможность компактного размещения пружины в плоских механизмах за счет вписания ее внешнего контура в окружность в сжатом состоянии и за счет выполнения двухступенчатой формы; повысить продольную устойчивость при работе на сжатие за счет выполнения последующих секций с изгибами переменной глубины и шага с равномерным изменением в сторону уменьшения от центра конфигурации к периферии, а также за счет выполнения ее длинномерного полуфабриката-заготовки с уменьшающейся к кольцевым зацепам толщиной.

Кроме того, необычная конфигурация сжатой до соприкосновения изгибов секций пружины, вписанная в окружность, позволяет ее использовать одновременно в качестве упругого элемента и элемента орнамента для ювелирных украшений и художественных изделий.

На фиг. 1 представлена фигурная пружина сжатия в свободном состоянии (или пружина растяжения в растянутом состоянии); на фиг. 2 показан вид слева на фиг. 1 пружины в исполнении 1; на фиг. 3 то же, но с изогнутым переходным участком; на фиг. 4 изображена пружина в сжатом состоянии (или пружина растяжения в исходном состоянии) под воздействием нагрузки до соприкосновения всех секций своими изгибами, но входящими за пределы описанной окружности.

Фигурная (фасонная) пружина, изготовленная путем зигзагообразного длинномерного полуфабриката-заготовки, например стальной ленты, имеет расположенный по центу ее конфигурации общий переменный участок 1 между двумя идентичными противоположно направленными секциями 2 и 3 U-образной формы с изгибами 4 и 5 равной глубины и одного шага, а также примыкающие к ним последующие секции, образованные изгибами переменной глубины и шага с равномерным изменением в сторону уменьшения, при этом она снабжена осевыми опорными участками 6 и 7, выполненными в виде кольцевых зацепов 8 и 9.

Внешний контур пружины при ее сжатии в пределах максимальной упругой деформации, например до соприкосновения изгибов секций, может вписываться в окружность 10. При этом опорные участки 6 и 7 должны выходить за пределы этой окружности для обеспечения удобства установки и взаимодействия с подпружиниваемыми элементами механизма, например замка.

Переходный участок 1 пружины может быть изогнут в плоскости, перпендикулярной оси пружины с образованием ступени 11 между центральными секциями с высотой не менее толщины последних, что позволяет получить двухступенчатую пружину. Двухступенчатая форма пружины обеспечивает повышение надежности работы при установке ее в пакете подпружиниваемых пластинчатых элементов в плоских механизмах, например сувальдных замков.

Пружина работает следующим образом.

Под действием продольной (осевой) силы пружина сжимается. Ее секции перемещаются вдоль оси относительно опорных участков 6 и 7 так, что переходные участки секций перекачиваются под разными углами в противоположных направлениях последовательно и пропорционально их жесткости от центра пружины к периферии вплоть до смыкания изгибами. Последними до смыкания изгибами деформируются опорные концы пружины, как самые короткие и следовательно самые жесткие. При этом упругая характеристика пружины получается нелинейной. Продольная устойчивость фигурной пружины при сжатии в процессе работы (аналогично конической винтовой пружине сжатия) обеспечивается за счет несовпадения изгибов переменной глубины и шага переходных участков секций.

Использование: изобретение относится к бытовому машиностроению, в частности к замочным пружинам зигзагообразной формы, и может быть использовано в качестве конструктивного элемента в приборостроении и электротехнике, а также одновременно в качестве упругого элемента и элемента орнамента для ювелирных украшений и художественных изделий. Сущность изобретения: фигурная зигзагообразная пружина переменной глубины и шага, уменьшающимися к периферии, содержит секции U-образной формы и расположенные по оси пружины опорные участки, связанные с крайними секциями, центральная часть пружины образована идентичными противоположно направленными U-образными секциями с переходным участком между ними, а опорные участки выполнены в виде кольцевых зацепов. Кроме того, переходный участок пружины изогнут в плоскости, перпендикулярной ее оси с образованием степени между центральными секциями с высотой не менее толщины последних. Пружина может быть выполнена из длинномерного полуфабриката-заготовки с уменьшающейся к кольцевым зацепам толщиной. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Фигурная зигзагообразная пружина переменной глубины и шага, уменьшающимися к периферии, содержащая секции U-образной формы и расположенные по оси пружины опорные участки, связанные с крайними секциями, отличающаяся тем, что центральная часть пружины образована идентичными противоположно направленными U-образными секциями с переходным участком между ними, а опорные участки выполнены в виде кольцевых зацепов. 2. Пружина по п.1, отличающаяся тем, что переходной участок изогнут в плоскости, перпендикулярной оси пружины с образованием ступени между центральными секциями с высотой не менее толщины последних. 3. Пружина по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она выполнена из длинномерного полуфабриката-заготовки с уменьшающейся к кольцевым зацепам толщиной.