JPH07259907A - コイル圧縮ばね装置 - Google Patents
コイル圧縮ばね装置Info
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- JPH07259907A JPH07259907A JP5008952A JP895293A JPH07259907A JP H07259907 A JPH07259907 A JP H07259907A JP 5008952 A JP5008952 A JP 5008952A JP 895293 A JP895293 A JP 895293A JP H07259907 A JPH07259907 A JP H07259907A
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- coil compression
- guide body
- spring
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
-
- 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
- F16F1/12—Attachments or mountings
- F16F1/125—Attachments or mountings where the end coils of the spring engage an axial insert
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 コイル圧縮ばねを構成的に簡単な措置によっ
て、高い横方向力を受けた場合にばね横方向変位を減少
できるようにする。 【構成】 端部で横方向移動を阻止されて固定されてい
る、定置の機械の振動を減衰するための及び地震作用か
ら構造物を防護するためのコイル圧縮ばね装置におい
て、最大の横方向変位を減少させるためにコイル圧縮ば
ね１の少なくとも一方の端部範囲に、ほぼ同心的に配置
されてほぼ回転対称的に構成された案内体２が設けら
れ、この案内体の終端点１０が、半径方向で隣接する少
なくとも１つの巻条４に対して、当初自由に移動できる
ような遊びを有する。
て、高い横方向力を受けた場合にばね横方向変位を減少
できるようにする。 【構成】 端部で横方向移動を阻止されて固定されてい
る、定置の機械の振動を減衰するための及び地震作用か
ら構造物を防護するためのコイル圧縮ばね装置におい
て、最大の横方向変位を減少させるためにコイル圧縮ば
ね１の少なくとも一方の端部範囲に、ほぼ同心的に配置
されてほぼ回転対称的に構成された案内体２が設けら
れ、この案内体の終端点１０が、半径方向で隣接する少
なくとも１つの巻条４に対して、当初自由に移動できる
ような遊びを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特許請求の範囲第１項
の上位概念に記載の形式のコイル圧縮ばねに関する。
の上位概念に記載の形式のコイル圧縮ばねに関する。
【０００２】
【従来の技術】コイル圧縮ばねは定置の振動減衰機構に
おいて使用される標準構成部材に属する。この場合多数
の使用ケースにおいては、縦軸線方向でのコイル圧縮ば
ねの弾性が利用される。縦方向での弾性係数は比較的簡
単にしかも十分な精度を以ってばね幾何学形状から計算
される。
おいて使用される標準構成部材に属する。この場合多数
の使用ケースにおいては、縦軸線方向でのコイル圧縮ば
ねの弾性が利用される。縦方向での弾性係数は比較的簡
単にしかも十分な精度を以ってばね幾何学形状から計算
される。
【０００３】コイル圧縮ばねの使用範囲は定置の使用及
び非・定置の使用に従って異なっている。
び非・定置の使用に従って異なっている。
【０００４】非・定置の運転中（自動車における使用の
場合）このようなコイル圧縮ばねは主として路面からほ
ぼ垂直方向で作用する衝撃を吸収するために用いられか
つ走行方向及び走行方向に対して横方向で作用する力は
ステアリング安定性及び車軸案内の理由から必要である
適当な縦及び横リンクによって吸収されるのに対して、
定置の運転中にはばね軸線に対して横向きの力によって
程度の差こそあれ著しい付加的な変形を受ける。
場合）このようなコイル圧縮ばねは主として路面からほ
ぼ垂直方向で作用する衝撃を吸収するために用いられか
つ走行方向及び走行方向に対して横方向で作用する力は
ステアリング安定性及び車軸案内の理由から必要である
適当な縦及び横リンクによって吸収されるのに対して、
定置の運転中にはばね軸線に対して横向きの力によって
程度の差こそあれ著しい付加的な変形を受ける。
【０００５】この力は機械の振動減衰機構の場合、機械
に作用する著しい横方向力によって惹起されるのに対し
て、地震の場合主振動方向はいずれにせよ地面に対して
平行に、つまりばね縦軸線に対して横方向に向けられて
いる。
に作用する著しい横方向力によって惹起されるのに対し
て、地震の場合主振動方向はいずれにせよ地面に対して
平行に、つまりばね縦軸線に対して横方向に向けられて
いる。
【０００６】この場合コイル圧縮ばねが側方変位に抗し
て作用する唯一の抵抗は横方向でのコイル圧縮ばねの固
有剛さである。
て作用する唯一の抵抗は横方向でのコイル圧縮ばねの固
有剛さである。
【０００７】周知のように鋼から成るコイル圧縮ばねは
このような横方向負荷の場合でもまずほぼ直線的な力・
行程特性曲線を有する。この場合いずれにせよ不都合に
は、横方向ばね定数もしくは横方向剛さ（変位を生ぜし
める力成分の大きさの比においてばね軸線に対して横方
向のばね変位量として規定される）が数値的に極めて大
まかでありひいては３００％までの大きさの誤差を以っ
て計算されるに過ぎない。
このような横方向負荷の場合でもまずほぼ直線的な力・
行程特性曲線を有する。この場合いずれにせよ不都合に
は、横方向ばね定数もしくは横方向剛さ（変位を生ぜし
める力成分の大きさの比においてばね軸線に対して横方
向のばね変位量として規定される）が数値的に極めて大
まかでありひいては３００％までの大きさの誤差を以っ
て計算されるに過ぎない。
【０００８】不正確な計算方法から出発して更に、多く
の使用ケースのためにコイル圧縮ばねの横方向ばね定数
（即ち、横方向剛さ）が極めて僅かであるという問題が
生ずる。このことは特に、ばね軸線に対して垂直方向で
負荷された場合に極めて不安定に挙動しかつ傾倒もしく
は座屈するような細長いコイル圧縮ばねに該当する。
の使用ケースのためにコイル圧縮ばねの横方向ばね定数
（即ち、横方向剛さ）が極めて僅かであるという問題が
生ずる。このことは特に、ばね軸線に対して垂直方向で
負荷された場合に極めて不安定に挙動しかつ傾倒もしく
は座屈するような細長いコイル圧縮ばねに該当する。
【０００９】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２１３
０３１号明細書から、地震作用から防護するために機械
並びに構造物を弾性的に緩衝して支承するコイル圧縮ば
ねが公知である。
０３１号明細書から、地震作用から防護するために機械
並びに構造物を弾性的に緩衝して支承するコイル圧縮ば
ねが公知である。
【００１０】ばね端部とばね皿との間の結合強度は、ば
ね端部の最大の横方向変位の場合にコイル圧縮ばねの横
方向力及び固定端モーメントを傾倒もしくは座屈なしに
吸収できるように、設計されている。
ね端部の最大の横方向変位の場合にコイル圧縮ばねの横
方向力及び固定端モーメントを傾倒もしくは座屈なしに
吸収できるように、設計されている。
【００１１】地震から防護するためのばねの構成におい
ては、地震波の横及び縦力成分のうち通常横力成分が大
きな力成分であるという認識が重要である。
ては、地震波の横及び縦力成分のうち通常横力成分が大
きな力成分であるという認識が重要である。
【００１２】このことはドイツ連邦共和国特許出願公開
第３２１３０３１号明細書から公知のコイル圧縮ばねの
ように、横方向のばね剛さが低い縦方向のばね剛さより
も僅かである中空の細長いばねの使用を生ぜしめる。
第３２１３０３１号明細書から公知のコイル圧縮ばねの
ように、横方向のばね剛さが低い縦方向のばね剛さより
も僅かである中空の細長いばねの使用を生ぜしめる。
【００１３】しかもこの場合不都合には、地震作用を受
けた場合、防護すべき構造物に比較的大きなずれ振動が
生じ、これによってコイル圧縮ばねの最大の横方向変位
も比較的大きくなる。
けた場合、防護すべき構造物に比較的大きなずれ振動が
生じ、これによってコイル圧縮ばねの最大の横方向変位
も比較的大きくなる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式のコイル圧縮ばねを構成的に簡単な措置に
よって、高い横方向力を受けた場合にばね横方向変位を
減少できるように、改良することにある。
に述べた形式のコイル圧縮ばねを構成的に簡単な措置に
よって、高い横方向力を受けた場合にばね横方向変位を
減少できるように、改良することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によれ
ば、特許請求の範囲第１項の特徴部分に記載の本発明の
構成によって解決された。
ば、特許請求の範囲第１項の特徴部分に記載の本発明の
構成によって解決された。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、コイル圧縮ばね縦軸線に対し
て横向きの力成分によってコイル圧縮ばねが負荷された
場合、ばね弾性的な巻条の数がコイル圧縮ばねの弾性に
直接関連するという認識に基づいている。
て横向きの力成分によってコイル圧縮ばねが負荷された
場合、ばね弾性的な巻条の数がコイル圧縮ばねの弾性に
直接関連するという認識に基づいている。
【００１７】適当な手段によってコイル圧縮ばね部分が
機械的にロックされた場合には、コイル圧縮ばねの弾性
は減少する。これによってコイル圧縮ばねの横方向ばね
定数が上昇せしめられ、これによって横方向変位を生ぜ
しめる横方向力成分に対する比において横方向変位量が
減少される。
機械的にロックされた場合には、コイル圧縮ばねの弾性
は減少する。これによってコイル圧縮ばねの横方向ばね
定数が上昇せしめられ、これによって横方向変位を生ぜ
しめる横方向力成分に対する比において横方向変位量が
減少される。
【００１８】本発明の有利な構成では、コイル圧縮ばね
の上側部分もしくは下側部分の巻条によって取り囲まれ
るスペース内部にほぼ円筒状に構成されたそれぞれ１つ
の案内体が配置されている。この場合、垂直方向のばね
特性を損なわないようにするために、案内体の外径は有
利にはコイル圧縮ばねの内径よりも僅かに小さく選ばれ
ている。
の上側部分もしくは下側部分の巻条によって取り囲まれ
るスペース内部にほぼ円筒状に構成されたそれぞれ１つ
の案内体が配置されている。この場合、垂直方向のばね
特性を損なわないようにするために、案内体の外径は有
利にはコイル圧縮ばねの内径よりも僅かに小さく選ばれ
ている。
【００１９】横方向負荷が発生し始めた場合、コイル圧
縮ばねの通常の僅かな横方向剛さは、適当な直径差に相
応してコイル圧縮ばねと案内体との間に存在する遊びが
克服される時点まで、生ずる。
縮ばねの通常の僅かな横方向剛さは、適当な直径差に相
応してコイル圧縮ばねと案内体との間に存在する遊びが
克服される時点まで、生ずる。
【００２０】今やロックされた巻条によって、コイル圧
縮ばねが引き続き負荷された場合横方向ばね定数が増大
し、これによって引き続く横方向力増大量に対する比に
おいてコイル圧縮ばねの引き続く横方向変位量が減少す
る。
縮ばねが引き続き負荷された場合横方向ばね定数が増大
し、これによって引き続く横方向力増大量に対する比に
おいてコイル圧縮ばねの引き続く横方向変位量が減少す
る。
【００２１】ばね材料内部の応力分布を補償するため
に、更に有利には、コイル圧縮ばねのそれぞれの端部か
らばねセンタの方向で延びる案内体の直径が延び方向で
減少されている。
に、更に有利には、コイル圧縮ばねのそれぞれの端部か
らばねセンタの方向で延びる案内体の直径が延び方向で
減少されている。
【００２２】本発明の別の有利な構成では、回転対称的
に構成された案内体の直径が非直線的に減少している。
この場合特に有利には、直径減少は案内体の延び方向
で、横方向負荷を受けた場合に生ずる自由に変形可能な
コイル圧縮ばねの巻条の内側の最大の延び経過の輪郭に
案内体の外形が適合されるように、行われる。
に構成された案内体の直径が非直線的に減少している。
この場合特に有利には、直径減少は案内体の延び方向
で、横方向負荷を受けた場合に生ずる自由に変形可能な
コイル圧縮ばねの巻条の内側の最大の延び経過の輪郭に
案内体の外形が適合されるように、行われる。
【００２３】この場合、このような案内体を備えたコイ
ル圧縮ばねの横方向ばね定数の特性曲線は当初通常のコ
イル圧縮ばねの横方向変位の際の特性曲線に相応してい
る。
ル圧縮ばねの横方向ばね定数の特性曲線は当初通常のコ
イル圧縮ばねの横方向変位の際の特性曲線に相応してい
る。
【００２４】案内体の範囲を占めるコイル圧縮ばねの全
ての巻条が案内体の周面に接触した後で初めて、横方向
ばね定数が飛躍的に増大し、これによって同じ横方向力
成分の場合通常コイル圧縮ばねの横方向変位に比して、
原因となる横方向力成分に対する比においてコイル圧縮
ばねの横方向変位量が減少する。
ての巻条が案内体の周面に接触した後で初めて、横方向
ばね定数が飛躍的に増大し、これによって同じ横方向力
成分の場合通常コイル圧縮ばねの横方向変位に比して、
原因となる横方向力成分に対する比においてコイル圧縮
ばねの横方向変位量が減少する。
【００２５】縦軸線方向での直径の減少形式に応じて、
異なる幾何学形状の回転対称的な案内体を製作すること
ができる。
異なる幾何学形状の回転対称的な案内体を製作すること
ができる。
【００２６】この案内体を使用する場合簡単かつ有利な
形式で、それぞれの使用ケースにおいてコイル圧縮ばね
の特有の負荷が考慮されるコイル圧縮ばねの横方向のば
ね定数のための特性曲線が得られる。
形式で、それぞれの使用ケースにおいてコイル圧縮ばね
の特有の負荷が考慮されるコイル圧縮ばねの横方向のば
ね定数のための特性曲線が得られる。
【００２７】多くの使用ケースにおいて、振動減衰のた
めに使用されるシステムの騒音発生を減少させることが
所望されている。この要求は付加的に、案内体が弾性的
なプラスチックから製作されるか又は壁厚さを適当に設
計された中空の構成部材として構成されることによっ
て、考慮される。
めに使用されるシステムの騒音発生を減少させることが
所望されている。この要求は付加的に、案内体が弾性的
なプラスチックから製作されるか又は壁厚さを適当に設
計された中空の構成部材として構成されることによっ
て、考慮される。
【００２８】本発明によるコイル圧縮ばね装置において
設けられる案内体は有利にはコイル圧縮ばねの保持体と
組み合わされていてかつ固定点において側方のずれを阻
止されている。コイル圧縮ばねの端部用の受容部はいず
れにせよ多くの場合必要であるので、前記措置によって
余分な費用が不用になる。
設けられる案内体は有利にはコイル圧縮ばねの保持体と
組み合わされていてかつ固定点において側方のずれを阻
止されている。コイル圧縮ばねの端部用の受容部はいず
れにせよ多くの場合必要であるので、前記措置によって
余分な費用が不用になる。
【００２９】その他の本発明の有利な構成は、その他の
請求項に記載されている。
請求項に記載されている。
【００３０】
【実施例】第１図で概略的に図示の直線的なコイル圧縮
ばね１はばね弾性的な多数の巻条４から形成されていて
かつ上側の端部範囲１１もしくは下側の端部範囲１３に
ばね皿（図示せず）に接触するそれぞれ１つの終端巻条
５を有している。
ばね１はばね弾性的な多数の巻条４から形成されていて
かつ上側の端部範囲１１もしくは下側の端部範囲１３に
ばね皿（図示せず）に接触するそれぞれ１つの終端巻条
５を有している。
【００３１】このようなコイル圧縮ばね１がばね軸線６
に対して横方向で作用する力成分によって負荷された場
合には、横方向でも与えられた巻条の弾性によって力成
分７の方向でコイル圧縮ばね１が変位せしめられる。こ
の場合中央のばね軸線６はコイル圧縮ばね１のたわみ曲
線形状をとる。
に対して横方向で作用する力成分によって負荷された場
合には、横方向でも与えられた巻条の弾性によって力成
分７の方向でコイル圧縮ばね１が変位せしめられる。こ
の場合中央のばね軸線６はコイル圧縮ばね１のたわみ曲
線形状をとる。
【００３２】第２図では所属のばね特性曲線８を以って
相応の力・行程線図を図示している。コイル圧縮ばねの
横方向ばね定数に相応したばね特性曲線の上昇度は多数
の使用ケースにおいて、特に細長い構成の場合極めて僅
かであるので、相応のコイル圧縮ばねは横方向で極めて
僅かな安定性を有する。
相応の力・行程線図を図示している。コイル圧縮ばねの
横方向ばね定数に相応したばね特性曲線の上昇度は多数
の使用ケースにおいて、特に細長い構成の場合極めて僅
かであるので、相応のコイル圧縮ばねは横方向で極めて
僅かな安定性を有する。
【００３３】第３図で概略的な断面図で図示されたコイ
ル圧縮ばね１は２つの案内体２を備えていて、この案内
体はコイル圧縮ばね１の上側の端部範囲もしくは下側の
端部範囲によって取り囲まれたスペース内を占めてい
る。
ル圧縮ばね１は２つの案内体２を備えていて、この案内
体はコイル圧縮ばね１の上側の端部範囲もしくは下側の
端部範囲によって取り囲まれたスペース内を占めてい
る。
【００３４】案内体２は直線的な円筒体の形状を有しか
つばね皿（図示せず）に固定されていて、この場合、案
内体の外径はコイル圧縮ばね１の内径よりも僅かに小さ
く形成されている。
つばね皿（図示せず）に固定されていて、この場合、案
内体の外径はコイル圧縮ばね１の内径よりも僅かに小さ
く形成されている。
【００３５】案内体２は同心的な配置でコイル圧縮ばね
のそれぞれの端部範囲からコイル圧縮ばねセンタ１２の
方向に延びている。
のそれぞれの端部範囲からコイル圧縮ばねセンタ１２の
方向に延びている。
【００３６】選択された直径比によって軸方向でのコイ
ル圧縮ばね１の弾性特性に対する不都合な影響が阻止さ
れる。
ル圧縮ばね１の弾性特性に対する不都合な影響が阻止さ
れる。
【００３７】このように形成されたコイルばね圧縮装置
がばね軸線６に対して垂直方向に向けられた横方向力７
によって負荷された場合には、コイル圧縮ばね１と案内
体２との間の遊びが克服されるまで、横方向剛さが僅か
に維持される。次いで若干の巻条が案内体２の周面に接
触しひいていはロックされる。
がばね軸線６に対して垂直方向に向けられた横方向力７
によって負荷された場合には、コイル圧縮ばね１と案内
体２との間の遊びが克服されるまで、横方向剛さが僅か
に維持される。次いで若干の巻条が案内体２の周面に接
触しひいていはロックされる。
【００３８】これによってばね特性曲線は増大した横方
向ばね定数に基づき引き続く変位の場合に上昇し、これ
によって横方向力７の増大に対して相対的に引き続く横
方向変位量が減少する。
向ばね定数に基づき引き続く変位の場合に上昇し、これ
によって横方向力７の増大に対して相対的に引き続く横
方向変位量が減少する。
【００３９】この関連性は概略的に第４図で円筒状の案
内体を備えたコイル圧縮ばねの力・行程線図として図示
されている。横方向ばね定数の高さは簡単には円筒長さ
を拡大または減少することによって変えられる。それと
いうのもこれによって案内体２によってロックされるば
ね巻条４．１の数が変えられるからである。
内体を備えたコイル圧縮ばねの力・行程線図として図示
されている。横方向ばね定数の高さは簡単には円筒長さ
を拡大または減少することによって変えられる。それと
いうのもこれによって案内体２によってロックされるば
ね巻条４．１の数が変えられるからである。
【００４０】これに対して横方向ばね定数を増大せしめ
る横方向変位量は案内体２の円筒直径を変えることによ
って制限された範囲でのみ変えることができる。それと
いうのもコイル圧縮ばね１と案内体２との直径差が大き
い場合ロックされる巻条４．１は最早案内体２の周面に
接触しないからである。
る横方向変位量は案内体２の円筒直径を変えることによ
って制限された範囲でのみ変えることができる。それと
いうのもコイル圧縮ばね１と案内体２との直径差が大き
い場合ロックされる巻条４．１は最早案内体２の周面に
接触しないからである。
【００４１】第５図で図示の本発明の有利な構成では回
転対称的に構成された案内体２は長手方向で変化する直
径を有している。直径はコイル圧縮ばねのそれぞれの端
部範囲からコイル圧縮ばねセンタ１２の方向に非直線的
に減少している。
転対称的に構成された案内体２は長手方向で変化する直
径を有している。直径はコイル圧縮ばねのそれぞれの端
部範囲からコイル圧縮ばねセンタ１２の方向に非直線的
に減少している。
【００４２】直径減少は案内体を使用しない（第１図参
照）コイル圧縮ばね１のたわみ曲線の経過に依存してい
る。これによって案内体２はほぼ均一に湾曲した周面３
を有することができる。
照）コイル圧縮ばね１のたわみ曲線の経過に依存してい
る。これによって案内体２はほぼ均一に湾曲した周面３
を有することができる。
【００４３】案内体２のこの形状によって有利にはコイ
ル圧縮ばねが横方向負荷された場合ばね材料内部での応
力の均一な分布が得られる。
ル圧縮ばねが横方向負荷された場合ばね材料内部での応
力の均一な分布が得られる。
【００４４】この場合案内体の形状は両側で固定された
ロッドのたわみ曲線に依存してほぼ次の式に従って記載
される；
ロッドのたわみ曲線に依存してほぼ次の式に従って記載
される；
【００４５】
【数１】
【００４６】この場合、ＳQはコイル圧縮ばねの剛さを
生ぜしめる横方向行程でありかつＬoはコイル圧縮ばね
長さである（このために第６図参照）。
生ぜしめる横方向行程でありかつＬoはコイル圧縮ばね
長さである（このために第６図参照）。
【００４７】つまり長さＬoのコイル圧縮ばねにおい
て、コイル圧縮ばねの剛さを生ぜしめる横方向行程ＳQ
が提示される場合には、案内体は形状ｗ（ｘ）を有さね
ばならない。
て、コイル圧縮ばねの剛さを生ぜしめる横方向行程ＳQ
が提示される場合には、案内体は形状ｗ（ｘ）を有さね
ばならない。
【００４８】案内体２の高さｘ1は横方向ばね定数の要
求された上昇度に基づき規定される。つまりＲQが純粋
なコイル圧縮ばねの横方向ばね定数でありかつ横方向行
程ＳQの場合前記案内体によってＲ１Q＞ＲQが得られる
場合には、ほぼ次の式が該当する；
求された上昇度に基づき規定される。つまりＲQが純粋
なコイル圧縮ばねの横方向ばね定数でありかつ横方向行
程ＳQの場合前記案内体によってＲ１Q＞ＲQが得られる
場合には、ほぼ次の式が該当する；
【００４９】
【数２】
【００５０】コイル圧縮ばねの横方向ばね定数は横方向
負荷を受けた場合当初、案内体無しの（第１図及び第２
図参照）コイル圧縮ばねの横方向ばね定数に相応して比
較的僅かである。案内体２の周面３が完全にコイル圧縮
ばね１のロックされた巻条によって掴まれた後で初め
て、横方向ばね定数が増大する。この状態は第５図の右
側で図示されている。所属のばね特性曲線８は力・行程
線図で（第７図）簡単に図示されている。
負荷を受けた場合当初、案内体無しの（第１図及び第２
図参照）コイル圧縮ばねの横方向ばね定数に相応して比
較的僅かである。案内体２の周面３が完全にコイル圧縮
ばね１のロックされた巻条によって掴まれた後で初め
て、横方向ばね定数が増大する。この状態は第５図の右
側で図示されている。所属のばね特性曲線８は力・行程
線図で（第７図）簡単に図示されている。
【００５１】ばね特性曲線８において点１０′で認めら
れる上昇度変化は、案内体２が周面３のそれぞれの終端
点１０で巻条の内側に接触しかつ全ての得られる巻条が
掴まれた場合に、得られる。
れる上昇度変化は、案内体２が周面３のそれぞれの終端
点１０で巻条の内側に接触しかつ全ての得られる巻条が
掴まれた場合に、得られる。
【００５２】第８図で図示の本発明による構成で使用さ
れる案内体２は案内体の前述の形状に比して直径をそれ
ぞれ非直線的に減少されていて、このような減少はコイ
ル圧縮ばね１の上側もしくは下側の端部範囲から始まっ
てコイル圧縮ばねセンタ１２の方向に行われる。
れる案内体２は案内体の前述の形状に比して直径をそれ
ぞれ非直線的に減少されていて、このような減少はコイ
ル圧縮ばね１の上側もしくは下側の端部範囲から始まっ
てコイル圧縮ばねセンタ１２の方向に行われる。
【００５３】従って回転対称的な案内体２の周面３は互
いに移行する２つの範囲で区分されている。第１の範囲
では直径は案内体の延び方向でほぼ通常のコイル圧縮ば
ね（第１図の右側参照）のたわみ曲線の形状で減少して
いる。案内体２の第２の範囲は第１の範囲に比して直径
を著しく減少されている。
いに移行する２つの範囲で区分されている。第１の範囲
では直径は案内体の延び方向でほぼ通常のコイル圧縮ば
ね（第１図の右側参照）のたわみ曲線の形状で減少して
いる。案内体２の第２の範囲は第１の範囲に比して直径
を著しく減少されている。
【００５４】案内体の両範囲の移行部は周面３上の点９
によって示されている。この場合案内体はコイル圧縮ば
ねの剛さを生ぜしめる横方向変位に属するばねたわみ曲
線の形状を有している。案内体の高さは矢張り次の式に
よって規定される；
によって示されている。この場合案内体はコイル圧縮ば
ねの剛さを生ぜしめる横方向変位に属するばねたわみ曲
線の形状を有している。案内体の高さは矢張り次の式に
よって規定される；
【００５５】
【数３】
【００５６】案内体２の図示の構成によって得られるば
ね特性曲線８は第９図で簡単に図示されている。横方向
変位の初めにはコイル圧縮ばねは僅かな（通常の）横方
向ばね定数を有し、これによって変位ｓは通常のコイル
圧縮ばねの変位に相応する。
ね特性曲線８は第９図で簡単に図示されている。横方向
変位の初めにはコイル圧縮ばねは僅かな（通常の）横方
向ばね定数を有し、これによって変位ｓは通常のコイル
圧縮ばねの変位に相応する。
【００５７】この通常のばね定数は、引き続く横方向変
位の際にロックされる巻条４．１が案内体の第１の範囲
の周面に接触するまで（第８図の点９）、作用する。ば
ね特性曲線８はコイル圧縮ばねの横方向変位のこの値に
おいて屈曲点９′を有し、この屈曲点から出発して横方
向ばね定数はコイル圧縮ばねが引き続き変位した場合に
増大し、これによって横方向力が増大した場合、変位の
引き続く増大が減少せしめられる。
位の際にロックされる巻条４．１が案内体の第１の範囲
の周面に接触するまで（第８図の点９）、作用する。ば
ね特性曲線８はコイル圧縮ばねの横方向変位のこの値に
おいて屈曲点９′を有し、この屈曲点から出発して横方
向ばね定数はコイル圧縮ばねが引き続き変位した場合に
増大し、これによって横方向力が増大した場合、変位の
引き続く増大が減少せしめられる。
【００５８】横方向ばね定数のこの値はコイル圧縮ばね
の横方向変位の増大に伴って、第２の範囲の端部が（第
８図の点１０）ロックされる巻条４．１に接触するま
で、維持される。横方向変位のこの値においてばね特性
曲線８は第２の屈曲点１０′を有しかつ横方向ばね定数
は新たに上昇する。これによって横方向力の単位当たり
変位の相対的な増大が再び減少する。
の横方向変位の増大に伴って、第２の範囲の端部が（第
８図の点１０）ロックされる巻条４．１に接触するま
で、維持される。横方向変位のこの値においてばね特性
曲線８は第２の屈曲点１０′を有しかつ横方向ばね定数
は新たに上昇する。これによって横方向力の単位当たり
変位の相対的な増大が再び減少する。
【００５９】異なる長さの案内体及び異なる値直径を減
少された多数の範囲によって、個々のばね巻条のピッチ
を同時に考慮して、簡単な形式でコイルばね横方向変位
のための著しく異なるばね特性曲線を生ぜしめることが
できる。
少された多数の範囲によって、個々のばね巻条のピッチ
を同時に考慮して、簡単な形式でコイルばね横方向変位
のための著しく異なるばね特性曲線を生ぜしめることが
できる。
【００６０】横方向行程の増大に伴って常にコイル圧縮
ばねの大部分がロックされるので、使用ケースの要求に
適合して、横方向ばね定数を漸進的に設計することがで
きる。
ばねの大部分がロックされるので、使用ケースの要求に
適合して、横方向ばね定数を漸進的に設計することがで
きる。
【００６１】第１０図で図示の構成ではコイル圧縮ばね
１，１′，１″は平行に２つのシェル体１１′，１２′
によって機能ユニットに統合されている。付加的に更に
緩衝部材１３′が設けられている。
１，１′，１″は平行に２つのシェル体１１′，１２′
によって機能ユニットに統合されている。付加的に更に
緩衝部材１３′が設けられている。
【００６２】案内体はコイル圧縮ばねを保持するために
も用いられる。この場合結合はねじ結合（第１図参
照）、溶接（ばね１′）及び必要であれば接着（ばね
１″）によって行われる。
も用いられる。この場合結合はねじ結合（第１図参
照）、溶接（ばね１′）及び必要であれば接着（ばね
１″）によって行われる。
【００６３】本発明は図示の実施例に限定されるもので
はない。むしろ多くの変化実施例が可能であり、図示の
構成は基本的に異なる形式の構成の場合にも適用可能で
ある。
はない。むしろ多くの変化実施例が可能であり、図示の
構成は基本的に異なる形式の構成の場合にも適用可能で
ある。
【図１】無負荷状態でしかもばね軸線に対して横向きの
力の作用を受けた状態でのコイル圧縮ばねの概略的な断
面図。
力の作用を受けた状態でのコイル圧縮ばねの概略的な断
面図。
【図２】横方向力で負荷された第１図のコイル圧縮ばね
のばね特性曲線を示す図。
のばね特性曲線を示す図。
【図３】案内体を差し込まれたコイル圧縮ばねの概略的
な断面図。
な断面図。
【図４】横方向力で負荷された第３図のコイル圧縮ばね
のばね特性曲線を示す図。
のばね特性曲線を示す図。
【図５】本発明の有利な別の実施例の概略的な断面図。
【図６】数学的に最良の案内体形状を図示した、第５図
のコイル圧縮ばねの概略的な断面図。
のコイル圧縮ばねの概略的な断面図。
【図７】横方向力で負荷された第５図のコイル圧縮ばね
のばね特性曲線を示す図。
のばね特性曲線を示す図。
【図８】本発明の有利な別の実施例の概略的な断面図。
【図９】横方向力で負荷された第８図のコイル圧縮ばね
のばね特性曲線を示す図。
のばね特性曲線を示す図。
【図１０】本発明による多数のコイル圧縮ばねを大きな
ユニットに統合した配置形式を示す図。
ユニットに統合した配置形式を示す図。
１ コイル圧縮ばね ２ 案内体 ３ 周面 ４，４．１ 巻条 ５ 終端巻条 ６ ばね中央軸線 ７ 力成分 ８ ばね特性曲線 １１，１３ 端部範囲 １１′，１２′ シェル体 １２ コイル圧縮ばねセンタ １３′ 緩衝部材 Ｆ 力成分 Ｓ 変位
Claims (11)
- 【請求項１】 端部で横方向移動を阻止されてばね皿内
に固定されている、定置の機械の振動を減衰するための
及び地震作用から構造物を防護するためのコイル圧縮ば
ね装置において、最大の横方向変位（ｓ）を減少させる
ためにコイル圧縮ばねの少なくとも一方の端部範囲（１
１，１３）に、ほぼ同心的に配置されてほぼ回転対称的
に構成された案内体（２）が設けられていて、この案内
体（２）が端部からコイル圧縮ばね（１）のセンタ（１
２）の方向に延びていて、かつ、コイル圧縮ばね（１）
の端部から前記センタ（１２）に向けて遠ざけられた、
案内体（２）に半径方向で隣接する少なくとも１つの巻
条（４）に対して、この巻条が当初自由に移動できるよ
うな遊びを有していることを特徴とする、コイル圧縮ば
ね装置。 - 【請求項２】 それぞれ半径方向で隣接するばね巻条部
分と案内体（２）との間隔がコイル圧縮ばねのセンタ
（１２）に向けて増大している、請求項１記載のコイル
圧縮ばね装置。 - 【請求項３】 それぞれ半径方向で隣接するばね巻条部
分と案内体（２）との間の間隔増大が、必要であれば初
荷重を考慮して、コイル圧縮ばねの中立の運転位置に関
連している、請求項２記載のコイル圧縮ばね装置。 - 【請求項４】 それぞれ半径方向で隣接するばね巻条部
分と案内体（２）との間の間隔増大がコイル圧縮ばね
（１）のセンタ（１２）に向けて非直線的に行われる、
請求項２又は３記載のコイル圧縮ばね装置。 - 【請求項５】 それぞれ半径方向で隣接するばね巻条部
分と案内体（２）との間の間隔増大が、横方向でせん断
負荷を受けた状態で生ずるコイル圧縮ばねのたわみ曲線
形状に相応して行われる、請求項３又は４記載のコイル
圧縮ばね装置。 - 【請求項６】 間隔増大の非直線度がコイル圧縮ばね
（１）のセンタ（１２）に向けて増大している、請求項
５記載のコイル圧縮ばね装置。 - 【請求項７】 案内体（２）が金属又はプラスチックか
ら形成されている、請求項１から６までのいずれか１項
記載のコイル圧縮ばね装置。 - 【請求項８】 案内体が中空部材として構成されてい
る、請求項１から７までのいずれか１項記載のコイル圧
縮ばね装置。 - 【請求項９】 コイル圧縮ばね（１）の互いに向かい合
う両案内体（２）がコイル圧縮ばねの中央の横平面に対
して鏡面対称的に構成されている、請求項１から８まで
のいずれか１項記載のコイル圧縮ばね装置。 - 【請求項１０】 案内体（２）がコイル圧縮ばねの端部
用の受容部と一体に結合されている、請求項１から９ま
でのいずれか１項記載のコイル圧縮ばね装置。 - 【請求項１１】 多数のコイル圧縮ばね（１，１′，
１″）が案内体（２）及び必要であれば少なくとも１つ
の緩衝部材（１３′）と共に共通のシェル体（１１′，
１２′）内に統合されている、請求項１から１０までの
いずれか１項記載のコイル圧縮ばね装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4201959A DE4201959A1 (de) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | Schraubendruckfederanordnung |
| DE4201959.1 | 1992-01-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07259907A true JPH07259907A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=6450206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5008952A Pending JPH07259907A (ja) | 1992-01-23 | 1993-01-22 | コイル圧縮ばね装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0552859A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07259907A (ja) |
| DE (1) | DE4201959A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014101895A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-06-05 | Hayashi Bussan Co Ltd | 免震部材 |
| KR20200064677A (ko) * | 2018-11-29 | 2020-06-08 | 현대자동차주식회사 | 고강성 스프링 및 그 제조 방법 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4336834C1 (de) * | 1993-10-28 | 1995-06-01 | Scherdel Sigmund Tech Federn | Elastische Verbindungsvorrichtung |
| FR2738861B1 (fr) * | 1995-09-15 | 1997-10-17 | Patrick Plesums | Pilier-pivot a rotules modulaire en amortissement |
| DE10334906B4 (de) | 2002-07-30 | 2018-11-15 | Andreas Stihl Ag & Co. Kg | Antivibrationselement |
| CN105975662A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-09-28 | 王炳超 | 端部接触式少片斜线型变截面主副簧的副簧刚度设计方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1937854A (en) * | 1931-11-12 | 1933-12-05 | George O Stratton | Auxiliary spring bumper for vehicles |
| DE697877C (de) * | 1937-07-14 | 1940-10-25 | Fried Krupp Akt Ges | Anordnung zur Abfederung von schweren Lasten, insbesondere von Panzerkuppeln |
| DE1455121B2 (de) * | 1963-11-12 | 1974-02-21 | Rheinstahl Ag, 4300 Essen | Ausknicksicherung für schlanke Schraubenfedern bei Schienenfahrzeugen |
| US3531069A (en) * | 1968-11-27 | 1970-09-29 | Gen Electric | Vibration mount for compressors and the like |
| US3854308A (en) * | 1973-01-23 | 1974-12-17 | Whirlpool Co | Suspension mounting assembly for automatic washer |
| DE3213031A1 (de) * | 1982-04-02 | 1983-10-06 | Gerb Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur sicherung der federenden von stahlschraubenfedern in federkoerpern gegen abheben |
| DE3517345A1 (de) * | 1985-05-14 | 1986-11-20 | Grammer Sitzsysteme GmbH, 8450 Amberg | Federungsvorrichtung |
| US5090657A (en) * | 1990-08-06 | 1992-02-25 | Tecumseh Products Company | Cable reinforced mounting system |
-
1992
- 1992-01-23 DE DE4201959A patent/DE4201959A1/de not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-01-21 EP EP93250029A patent/EP0552859A1/de not_active Withdrawn
- 1993-01-22 JP JP5008952A patent/JPH07259907A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014101895A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-06-05 | Hayashi Bussan Co Ltd | 免震部材 |
| KR20200064677A (ko) * | 2018-11-29 | 2020-06-08 | 현대자동차주식회사 | 고강성 스프링 및 그 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0552859A1 (de) | 1993-07-28 |
| DE4201959A1 (de) | 1993-09-16 |
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