NO141339B - Varebeholder for rullebanehaandtering - Google Patents

Description

Spiralfjær.

Oppfinnelsen angår en spiralfjær og særlig en fjær av iden art som er omhand-

let i ILS.A. patent nr. 2 956 795.

En sådan fjær består av et flatt ibånd,

som er således spenningspå virket i lengderetningen at det 'har form som et antall tett viklede vindinger når spiralen inntar sin hvilestilling. Båndet er videre formet således at det søker å innta et konkavt-konvekst tverrsnitt med krumning bort fra eller lien imot spiralens midte. Ved riktig kombinasjon av krumningsradius i tverr-retningen og spenningen i lengderetningen kan man fremstille en spiralfjær med hittil ukjente egenskaper. F. eks. er det mulig å gi fjæren en slik stabilitet at den kan rettes ut 'fra sin oppviklede tilstand og forbli spenningsfri uten å bli krøllet sammen under forsøk på å vende tilbake til spiralform. Ved variasjon av forholdet mellom krumning i tverretndngen og spenningen i lengderetningen er det mulig å gjøre båndet selvoppviklende eller selv-avviklende eller å fremstille det balansert og stadig med tilstrekkelig stabilitet til å overvinne problemer med hensyn til inn-filtring, hvilket problem forekommer ved de hittil kjente selvuttrekkbare fjærer,

som f. eks. omhandlet i U.S.A. patent nr.

2 609 191, 2 609 192 og 2 609 193. Som følge av disse ispesielle egenskaper er det mulig å anvende fjæren ifølge oppfinnelsen på forskjellige ikke hittil mulige måter.

Det har ved den foreliggende oppfinnelse vist seg at en fjær kan konstrueres som nedenfor nærmere angitt, bestående av et bånd som er sammensatt dels av en

metallisk del og dels av en ikke-metal-

lisk del. Den metalliske del kan f. eks. være fremstilt av et eller annet vanlig fjær materiale, såsom fjærstål eller mes-sing. Den ikke-metalliske del kan være fremstilt av forskjellige typer plastmate-rialer, såsom neopren, polyamidmaterialer, såsom nylon, polyetylen og liknende materialer. Som det vil forstås av nedenstå-ende beskrivelse kan en sådan fjær anven-

des til tallrike formål som det ikke tidli-

gere har vært mulig å anvende fjærer til.

Oppfinnelsen skal nedenfor nærmere

forklares 1 forbindelse med tegningen, hvor

fig. 1 viser en fjær av den art som er omhandlet i U.S.A. patent nr. 2 956 795, og som er fremstilt i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse,

fig. 2 er et snitt etter linjen II—II i

fig. 1,

fig. 3 et perspektivisk riss av et segment av den i fig. 1 viste fjær i utstrakt tilstand,

fig. 4 et pierspektivisk riss av et segment svarende til fig. 3 men med fjæ-

ren i sammenrullet tilstand,

fig. 5 fjæren ifølge det foran nevnte

U.S.A. patent, sett forfra,

fig. 6 en lampe 1 hvilken fjæren er an-vendt, sett fra siden,

■fig. 7 et snitt igjennom fjæren i fig. 6,

fig. 8 et snitt gjennom fjæren i oppviklet tilstand,

fig. 9, 10, 11 og 12 snitt gjennom mo-difiserte utførelsesformer for spiralfjæren ifølge oppfinnelsen, i utstrakt tilstand.

Fig. 13 og 14 viser ennå en utførelses-form for spiralfjæren ifølge oppfinnelsen, som særlig er egnet for anvendelse i elektriske anordninger og tilbehør,

fig. 15 et snitt gjennom et segment av fjæren i fig. 13 og 14 i oppviklet stilling,

fig. 16 et snitt gjennom det i fig. 15 viste fjær segment, men i foldet tilstand, og

fig. 17 et tverrsnitt gjennom ennå eri modifisert utførelsesform for fjæren ifølge oppfinnelsen.

I fig. 1 og 2 er vist en spiralfjær der som en helhet er betegnet med 20 og som er utført -etter den foreliggende oppfinnel-ses prinsipper. Fjæren 20 består av et bånd 22, som i hovedsaken 1 hele sin lengde er spennlngspåvirket således at den danner en spiral 26, som består av et antall viklede vindinger når båndet er i hvilestilling. Et tverrsnitt 28 av en ikke-spenningspåvirket del 30 viser at båndet, før spen-ningspåvirkningen, har hatt én krumning i tverretningen, slik >at den konkave side vender bort fra midten av spiralen 26. Et tverrsnitt 32 i en utstrakt del 34 av det spenningspåvirkede bånd viser en resulterende tverrsnittskrumning hvis konkave side vender bort fra midten av spiralen. Det vil bemerkes at krumningen som er vist i tverrsnittet 32 er noe mindre enn krumningen som er vist i tverrsnittet 28. Dette synes å være resultatet av de motsatte virkninger av det formede tverrsnitt og det naturlige tverrsnitt, og dette er nærmere forklart i det foran nevnte U.S.A. patent.

I fig. 2 sees at båndet 22, når det er i oppviklet tilstand, har et i hovedsaken flatt tverrsnitt. Med andre ord må tverr-snittskrumnlngen i tverrsnittet 32 utflates når båndet fritt skal kunne vikle seg opp fra utstrakt stilling og til spiralform.

' Det har vist seig at styrken av fjæren 1 fig. 1 kan være noe større enn eller lik eller betydelig -mindre enn selvuttrekkbare fjærer av samme art som ikke har noen krumning i tverretningen. Ved styrke forstås her fjærens tendens til å vende tilbake fra utstrakt 'Stilling til oppviklet stilling. Variasjonen i styrke skyldes at krumningen i den utstrakte del av fjæren må flattrykkes i tverretningen ved gjenopp-vikllng og at den kraft som kreves til flattrykkingen virker motsatt av den langsgående spenningskomponent som søker å gjenoppvikle båndet. Hvis den kraft som kreves til flattrykkingen er mindre enn den langsgående komponent, vil båndet være selvoppviklende. På den annen side vil båndet være selvuttrekkende hvis den kraft som kreves til flattrykkingen er stør-

re enn den langsgående spenningskomponent. Endelig vil båndet være 1 balanse hvis den langsgående spenningskomponent er lik kraften, og vil hverken være selvoppviklende eller selvuttrekkende.

Det har vist, seg at fjæren har en gan-ske enestående egenskap som, som foran nevnt, tillater forskjellige anvendelser. Denne egenskap er den stabilitet som det spenningspåvirkede bånd gis ved tverr-krumningen. Hvis det formede tverrsnitt, således som vist. i fig. 8, er tilstrekkelig til å danne en resulterende krumning i t v err-retrilngén, vil resultanten søke å eliminere det utstrakte spenningspåvirkede bånds tendens til å bli innfiltret når det frigis. Det spenningspåvirkede bånd vil hurtig vikle seg opp i spiralform, men dette vil skje ved at spiralen roterer, således at det utstrakte bånd beveger seg i en lengde-retning hen mot spiralen. Jo større krumningsradius i tverretningen er, desto større vil stabiliteten være.

Det har vist seg at den i fig. 1 viste fjær, når den er fullt utstrakt, således- at der ikke er noe oppviklet parti, vil søke å forbli i utstrakt stilling selvom den slip-pes. Denne tendens til å forbli i utstrakt stilling er i det minste delvis avhengig av størrelsen av den resulterende krumning i tverretningen i forhold til den langsgående spenningskomponent. Når en slik fjær befinner seg i utstrakt stilling kan den gjenoppvikles ved bøyning av fjæren i retning mot spiralen, således at der delvis dannes en første vinding. Hvis fjæren er av den selvoppviklende type, vil den fortsette med å vikle seg opp inntil hele det spenningspåvirkede bånd er oppviklet i en spiral. Hvis fjæren er av den av-balanserte eller den selvutrettende type vil det være nødvendig å påvirke den med en lett kraft i lengderetningen når båndet skal oppvikles i spiralform.

Fjæren i fig. 1 har ennvidere' den egenskap at en utstrakt lengde av spenningspåvirket bånd vil virke som en kon-soll-drager og vil kunne bære en betydelig vekt. Den byrde som kan bæres uten buk-king av båndet avhenger av størrelsen av den resulterende krumning 1 tverretningen. Den utstrakte del vil også kunne un-derstøtte en belastning som virker i lengderetningen hen mot spiralen, uten at båndet bukker. Også her er størrelsen av den belastning som kreves til å bukke den utstrakte del avhengig av størrelsen av krumningen i tverretningen.

I fig. 3 og 4 er vist et rektangulært segment av fjæren i fig. 1 og 2, hvilket segment som en helhet er betegnet med 38. I f ig. 3 er segmentet vist i en tilstand svarende til at båndet befinner seg i utstrakt stilling. Når segmentet befinner seg i denne tilstand krummer det i tverretningen og har en konveks side 40 og en konkav side 42. I fig. 4 er segmentet 38 vist i en stilling svarende til oppviklet tilstand, i hvilken segmentet er flatt i tverretningen men har en krumning i lengderetningen. I den i lengderetningen krumme tilstand er siden 40 konkav og siden 42 konveks.

Det har vist seg at f jærsegmentet i fig. 3 og 4 vil forbli i den tilstand 1 hvilken det anbringes og bare vil gå over til den annen tilstand når det utsettes for en ytre kraftpåvirkning. Som følge herav kan segmentet anvendes på forskjellige hittil ikke mulige måter. F. eks. kan segmentet anvendes som en elektrisk kontakt for selektiv forbindelse av to atskilte elektriske ledere. 1 en slik konstruksjon kan to diagonalt motsatte hjørner av segmentet anbringes på linje med lederne, og et manuelt betjent trykkorgan utfor midten av segmentet for bøyning av dette mellom utstrakt og oppviklet tilstand. Hvis det antas at segmentet 38 er montert slik at det i den i fig. 3 viste utstrakte tilstand med motstående hjørner er i berøring med elektriske ledere, vil strømmen bli ført gjennom fjæren. Hvis man ønsker å bryte strømkretsløpet behø-ver man bare å bøye segmentet således at fjæren antar den i fig. 4 viste tilstand, svarende til oppviklet spiral. I denne tilstand er de motstående hjørner bøyet oppover og ut av berøring med de elektriske ledere. Den her beskrevne konstruksjon er bare vist skjematisk som eksempel på en av de mange anvendelser som kan gjøres av et segment som det i fig. 3 og 4 viste.

Et av de problemer som fremkommer ved fremstilling av slike fjærer er opp-nåelsen av tilstrekkelig krumning 1 tverr-retnlngen til at det ønskede resultat kan nås. F. eks. vil den langsgående spennings-påvirkning av båndet ofte begrense gra-den av krumning i tverretningen, således at det ikke er mulig å oppnå fremstilling av alle de teoretisk mulige f jærtyper. Dette problem kan imidlertid løses ved at fjæren konstrueres som nedenfor nærmere beskrevet.

Som et eksempel vil fjæren i det føl-gende bli beskrevet i forbindelse med an-vendelsen i en nedtrekkbar lampe. Lam-pens konstruksjon svarer til den som er vist 1 fig. 23 i det nevnte U.S.A. patent nr.

2 956 795, bortsett fra at fjæren er av den nedenfor nærmere beskrevne nye kon-

struksjon. Lampen 50 hår et første fjær-bånd 52 og et annet fjærbånd 54. Båndene er lagt sammen, således at de danner en enkelt spiral 56. Den frie ende av båndet 52 er forbundet med taket 58 ved hjelp av et fast<g>j ørelsesorgan 60 av passende konstruksjon. Den frie ende av båndet 54 er f astgj ort til en lampearmatur 62. Fjærbåndene 52 og 54 er således konstruert at de er selvoppviklende, idet den selvoppviklende kraft i hovedsaken er lik vekten av lampen 62. Lampen, som er fritt opphengt ved enden av fjæren, vil derfor forbli sta-sjonær. Når lampen delvis løftes vil fjæren vikles opp eller trekke seg sammen inntil løftepåvirkningen opphører. Omvendt skal lampen bare trekkes, nedover til ønsket høyde når man vil senke den.

I fig. 7 er vist et tverrsnitt av båndet ifølge oppfinnelsen som anvendes i den nedtrekkbare lampe. I den foretrukne ut-førelsesform består båndet av eri plastdel 70 og de selvoppviklende fjærbånd 74 og 76. Som foran nevnt kan plastbåndet være f. eks. av nylon, neopren, polyetylen og liknende materialer. De selvoppviklede fjær-bånd 74 og 76 er omsluttet at plastdelen 70 og kan være av en hvilken som helst egnet type. I den viste foretrukne utfø-relsesform er fjærene 74 og 76 av deri art som i hvilestilling danner et antall tett oppviklede viklinger. Båndene 74 og 76 har 1 hovedsaken flatt tverrsnitt og er beskrevet detaljert i de foran nevnte U.S.A. pa-tentskrifter nr. 2 609 191, 2 609 192 og 2 609 193. Når fjærene 74 og 76 fra utstrakt stilling vender tilbake til spiralform, må de utøve en tilstrekkelig kraft til å overvinne tverrkrumninigen 1 plastdelen 70. Med andre ord motvirker plastdelens '70 krumning sammentrekkskraften av fjærene 74 og 76 som foran nevnt.

Størrelsen av den tversgående komponent vil avhenge av krumningsgraden og av vekten a<y> plastmaterialet. Jo større krumning og jo større vekt og tykkelse av materialet, desto større kraft er nødven-dig for å overvinne krumningen. Fjæren som er fremstilt på denne måte kan således være selvoppviklende, selvutrettende eller i balanse. Som følge av denne konstruksjon er problemer med å skape tilstrekkelig krumning 1 tverretningen eli-minert. Plastdelen kan lett formes eller støpes med en hvilken som helst nødvendig tversgående krumning for oppnåelse av det ønskede resultat. En fremgangsmåte for fremstilling av fjæren eir å anbringe fjærbåndene mellom to strimler plast og der-etter forbinde de to strimler innbyrdes. Strimlene kan være formet på forhånd eller kan under sammenstillingen formes med den ønskede krumning i tverretningen.

Ennå et problem ved den d fig. 5 og 6 viste lampe er forbindelsen av lampen med en elektrisk energikilde. Normalt anvendes en spesiell kabel til å overføre den elektriske energi. I betraktning av lampeopp-hengningens elastisitet er det imidlertid nødvendig å anvende organer som tillater at kabelen forlenges og forkortes. Dette kan oppnås ved hjelp av en oppvinderspole eller liknende. En slik konstruksjon er 1 re-gelen dyr og 'har derfor bevirket at salget av nedtrekkbare lamper er begrenset.

Ved å innleire fjærene 74 og 76 1 plastmaterialet 70 er det mulig å anvende dem til overføring av elektrisk strøm til lys til lampen 62. På denne måte kan man unn-være den vanligvis anvendte kabel.

Fig. 9, 10, 11 og 12 viser forskjellige modifikasjoner av spiralfjæren ifølge oppfinnelsen. I fig. 9 er fjærens tverrsnitt trauformet, og det selvoppviklende fjær-bånd er anbrakt i midten. Fjæren 80 i fig. 9 har en midtdel 82 og to i forhold til denne skrått stilte sider 84 og 86. Et selvoppviklende fjærbånd 88 med i hovedsaken flatt tverrsnitt er innesluttet i den midtre del 82. Et par elektriske ledere 90 og 92 er innesluttet i sidene 84 og 86. Tverrsnittet i fig. 9 viser fjæren i utstrakt tilstand. I oppviklet tilstand vil tverrsnittet, som foran beskrevet, være 1 hovedsaken flatt. Det må således utøves en tilstrekkelig kraft ved hjelp av fjærbåndet 88 eller ved en annen kraftpåvirkning til oppvikling av fjæren 80 fra utstrakt til oppviklet stilling. Stør-relsen av vinkelen som sidene 84 og 86 danner med midtpartiet er avgj ørende for stør-relsen av kraften til oppvikling av det utstrakte bånd. Ved å variere disse faktorer 1 forhold til fjærbåndets 88 langsgående styrke er det mulig å fremstille en selvoppviklende, en selvutrettende, eller en av-balansert fjær.

Tverrsnittet av en annen modifikasjon for fjæren ifølge oppfinnelsen er vist i fig. 10. Her består fjæren 100 av et plastovertrekk 102, i hvilket er innesluttet en fjær 104 som i hovedsaken er identisk med den som er vist i fig. 1 og 2. Ved endene av fjæren 104 er anbrakt elektriske ledere 106, som er helt isolert ved hjelp av plastmaterialet. Også i dette tilfelle vil størrelsen av krumnlngsradien være avgjørende for fjærens egenskaper.

I fig. 11 er vist ennå en utførelsesform for en fjær 110 ifølge oppfinnelsen, hvis

tverrsnitt er 1 hovedsaken flatt, både når fjæren er utstrakt og når den er oppviklet. Fjæren 110 har et plastovertrekk 112, i hvilket et fjærbånd 114 er innesluttet. I nærheten av sidekantene av båndet er anbrakt båndf ormede elektriske ledere 116 og 118, som er atskilt fra og isolert overfor fjæren 114 ved hjelp av plastmaterialet i overtrekket 112.

Fig. 12 viser en fjær ifølge oppfinnelsen, der som en helhet er betegnet med 120 og svarer til den som er vist 1 fig. 11. Fjæren 120har hovedsakelig flatt tverrsnitt både i utstrakt og oppviklet tilstand og består av et plastovertrekk 122, 1 hvilket der er innleiret et fjær-bånd 124. Ved sidene av fjærbåndet 124, men atskilt fra dette, er der elektriske ledninger 126. Lednin-gene 126 er helt isolert både overfor om-givelsene og overfor fjærbåndet 124, ved hjelp av plastmaterialet i overtrekket 122. Den i fig. 13 og 14 viste fjær er særlig egnet for anvendelse ved konstruksjon av elektriske ledere. Fjæren 130 er lagret 1 et hus 132 som har en spole 134, som er drei-bar om tapper 136. Fjæren 130 er ved sin ene ende festet til spolen 134 og kan oppvikles på denne.

Hvis fjæren skal kunne lede elektrisi-tet er huset 132 og spolen 134, som beskrevet foran ved omtalen av andre utførelses-former, forsynt med forbindelsesorganer for tilslutning av fjærbåndet til en elektrisk energikilde. Et par ledere 138 som kan forbindes med den ikke viste elektriske enerlgkilde, er ført inn i huset 132 og forbundet med tappene 136. Endene av tappene 136 er forbundet med et elektrisk ledende materiale av passende art. Tappe-nes 136 hoder er av sikkerhetsgrunner isolert fra huset 132. Endene av tappene 136 er i ledende berøring med fingre 140, som strekker seg radielt ut fra tappene. De ytre ender av fingrene 140 er festet til spolen 134 ved hjelp av elektrisk ledende bolter 142. Boltene 142 er i berøring med de ledende deler av fjæren 130. På denne måte kan spolen 134 fritt dreie seg om sin akse, således at fjæren kan oppvikles og avvik-les, mens den stadig er elektrisk ledende.

I fig. 15 er vist et segment av fjæren 1 oppviklet stilling. Fjæren 130 består av

to metalliske fjærbånd 150 og 152 av passende art. F. eks. kan fjæren i en fore-trukket utførelsesform være av den art som er vist i de foran nevnte U.S.A. pa-tentskrifter nr. 2 609 191, 2 609 192 og 2 609 193. Hvert av fjærbåndene 150 og 152

er omgitt av plastlag 154 og 156 av passende, bøyelig isolerende materiale, såsom

nylon, neopren eller lignende materiale.

Lagene 154 og 156 er sammensatt ved et

forsenket parti 158, slik at de kan foldes

og legges ovenpå hverandre, som vist i fig.

16, når fjæren er i uoppviklet tilstand.

Av fig. 13 og 14 sees at huset 132

har en styredel 160 med en sliss 162, hvori-gjennom fjæren 130 er ført. Slissen 162 er

langstrakt og har en bredde som er litt

større enn tykkelsen av den sammenfol-dede fjær 130, som er vist i fig. 16. Enden

av fjæren er i sammenfoldet tilstand festet ved hjelp av bolter 164, som enn videre

hindrer fjæren i å bli trukket helt inn i

huset 132. Når fjæren er trukket ut av

huset 132 er den viklet av fra spolen 134

og er ved hjelp av slissen 162 bøyet ved

forbindelsespartiet 158.

En av ulempene ved den flate spiralfjær i fig. 15 er at den vil ha tilbøyelighet

til å bli innfiltret, når den ikke fastholdes.

Ved å bøye fjærbåndet 130 og forbindelsespartiet 158 bringes fjærtaåndene 150 og 152

til å ligge mot hverandre. Hvis bøyningen

foregår i én retning vil fjærbåndet 150 for-søke å oppvikle fjæren til venstre i fig. 13,

og båndet 152 vil søke å vikle opp fjæren

til høyre i figuren. Herved er det mulig å

eliminere fjærens tilbøyelighet til å bli innfiltret.

Det vil forståes at huset 132 kan anvendes i forbindelse med andre typer fjærer. F. eks. kan i tverretningen buede fjærer av den art som er omtalt foran, anbringes i huset.

I fig. 17 er vist en i tverretningen tauet

fjær 170, som er sammensatt av fjærma-teriale og et isolerende materiale, såsom

neopren, nylon eller lignende. I et tverrsnitt kan det sees, at fjæren 170 kan be-stå av et antall med regelmessige mellom-rom anbrakte metallfjærbånd 172, som er

innesluttet i et plastlag 174. Plastlaget 174

er utformet slik at det antar hovedsakelig

rørformet tverrsnitt i utstrakt stilling. Når

fjæren 170 trekkes tilbake vil den flattrykkes, som foran beskrevet i forbindelse med

andre utførelsesformer.

Selv om der i det foregående er beskrevet forskjellige utførelsesformer for

spiralfjæren ifølge oppfinnelsen, vil det

forståes at disse utførelsesformer bare er

benyttet som eksempler, og ikke skal opp-fattes i begrensende betydning, men at der

kan fremstilles tallrike modifikasjoner av

fjæren innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (7)

1. Spiralfjær med et bånd som er per manent spenningspåvirket således at det danner et antall tett viklede vindinger i hvilestilling, hvilke vindinger hver er 1 be-røring med den nærmest foregående vinding i båndets hvilestilling, og hvor fjæren har et krumt tverrsnitt, karakterisert ved at spiralfjæren er innleiret i et bøyelig plastbånd med forholdsvis stor tykkelse.

2. Spiralfjær som angitt i påstand 1, karakterisert ved at båndet med sin konvekse side vender mot den nærmest innenfor beliggende vinding av spiralfjæren.

3. Spiralfjær som angitt 1 påstand 1, karakterisert ved at båndet har en langsgående spenningskomponent når det er utstrakt fra oppviklet tilstand, og en tversgående spenningskomponent som motvirker tendensen til tilbakevikling i oppviklet tilstand som følge av den langsgående spenningskomponent.

4. Spiralfjær som angitt i påstand 3, karakterisert ved at den tversgående spenningskomponent er vesentlig mindre enn den langsgående spenningskomponent, således at det spenningspåvirkede bånd i utstrakt stilling er selvoppviklende.

5. Spiralfjær som angitt i påstand 3, karakterisert ved at den tversgående spenningskomponent er i hovedsaken lik den langsgående spenningskomponent, hvorved det spenningspåvirkede bånd, når det ikke påvirkes av ytre krefter, vil forbli i den utstrakte eller oppviklede stilling som det for øyeblikket inntar.

6. Spiralfjær som angitt i påstand 3, karakterisert ved at den tversgående spenningskomponent er vesentlig større enn den langsgående spenningskomponent, således at det spenningspåvirkede bånd i oppviklet stilling er selvutrettende.

7. Mekanisme omfattende et segment av en spiralfjær som angitt 1 påstand 1 eller følgende, karakterisert ved at det nevnte segment er således permanent spenningspåvirket i lengderetningen at det antar form av i det minste en del av en vinding i hvilestilling, og at segmentet er således utformet at det har tendens til1 å anta et konikav-konvekst tverrsnitt med den konvekse side av båndet vendende mot fcrumningssentret i vindingen.