171430. lajstromszámú szabadalom • Előfeszített rúgó

3 171430 4 rikus húzóerővel igénybevett rugóelemek, tehát az ún. pálcarugók alkalmasak. Amennyiben az anyagkihasználtság fokát a pálcarugók esetében 100%-nak tekintjük, úgy a tapasztalatok szerint a csavarrugók kihasználtsága 20%, a laprugóké 10% körül van a legkedvezőbb esetben. A találmány célja az ismert rugószerkezetek hiányosságainak kiküszöbölése, és olyan rugók, illetve rugókombinációk kifejlesztése, amelyek kisebb rugótömeggel és kisebb helyszükséglettel az eddigieknél nagyobb mértékű erőtárolásra alkalmasak, tehát a rugók jobb kihasználtsági fokát teszik lehetővé. A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogy a rugók egymással való összekapcsolása, valamint a rugóelemek célszerűen megválasztott előfeszítése egymással kombinálható, és ez olyan nagymértékben megnöveli a rugalmas erőtároló képességet, hogy kis helyre koncentrált, csekély tömegű rugókkal is hagyományos erőtároló képessége többszöröse érhető el. A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti előfeszített rugó oly módon van kialakítva, hogy egy vagy több kezdeti alakváltozással rendelkező rugóeleme, a rugóelemek kezdeti alakváltozásának a rugó terheletlen állapotban való megtartására alkalmas, a rugóelemekkel sorba kapcsoltan ugyancsak rugóként működő egy vagy több előfeszítő tagja van, a rugóelemek végei befogó fejben vannak rögzítve, a befogó fej és/vagy a rugóelemek pedig előnyösen az előfeszítő erő szabályozására alkalmas feszítőszervvel vannak kapcsolatban. A találmány szerinti előfeszített rugó egy lehetséges kiviteli alakjának ismérve, hogy a rugóelemek mint nyomott, az előfeszítő tagok pedig mint húzott elemek vannak közös befogó fejben rögzítve. A találmány szerinti előfeszített rugó legfőbb előnye, hogy a kihasználtság szempontjából ideálisnak tekinthető pálcarugók és laprugók oly módon működtek együtt, hogy azok előnyös tulajdonságai összegeződnek, és így a szokványos rugókhoz képest kisebb geometrikai méretekkel is sokkal nagyobb rugalmas erőtárolást lehet elérni. Az elvégzett kísérletek értelmében az így kialakított rugókombinációk anyagkihasználtsága 40 és 60% közötti értékű lehet. A találmányt kiviteli példa kapcsán rajz alapján ismertetjük közelebbről. A mellékelt rajzon az 1. ábra egy rugóelempár oldalnézetben, a 2. ábra az előbbihez hasonló, de másképpen megtámasztott, szimmetrikus elrendezésű rugókombináció, a 3. ábra a rugóelemek sokszorozásával előállítható kiviteli alak, a 4. ábra a 3. ábrán bejelölt IV-IV sík mentén metszet. Az 1. ábrán föltüntetett egyszerű rugópár esetében a rugóegyüttes 1 előfeszítő tagja valamilyen rúd, amely azáltal működik együtt a 2 rugóelemekkel, hogy mindkét végén be van erősítve azokba a 3 befogó fejekbe, amelyekbe a 2 rugós elemek végei is be vannak fogva. A 2 rugóelemek egymás felé néző végei a 4 feszítő szervben vannak rögzítve, amely alkalmas arra, hogy rajta keresztül valamilyen külső P erővel a rugórendszert megterheljük. 5 A P teher hatására a 4 feszítő szerv „a" nagyságú elmozdulást szenvedhet éppen azért, mivel a rugórendszer nem merev, hanem 2 rugóelemei elmozdulásra képesek. A P teher hatására - mint az az ábrából könnyen látható - a 2 rugóelemek 10 nyomó igénybevételt kapnak, és igyekeznek az 1 előfeszítő tag 3 befogó fejeit oldalirányban széttolni. A külső erőhatás következtében a 3 befogó fejek egymáshoz viszonyított helyzetét megszabó, 15 mintegy vonóelemként működő 1 előfeszítő tagban húzóerő ébred. Minél nagyobb a 2 rugóelemekben a nyomóerő, annál inkább igyekeznek a 3 befogó fejeket egymástól széttolni, és természetesen annál nagyobb lesz az 1 előfeszítő tagban 20 keletkező húzóerő, amely a 3 befogófejek egymástól való eltávolodását megakadályozza. Amennyiben az 1 előfeszítő tag valamelyik végét csavarmenettel látjuk el, úgy a menetes végen elhelyezett 5 feszítő anya különböző mértékben 25 való meghúzása útján szabályozni lehet a 2 rugóelemek „terheletlen" állapotban elfoglalt kiinduló helyzetét. Ebben a kiviteli példában a 3 befogó fejek közül a bal oldali fix módon, a jobb oldali elmozdulásra képesen van megtámasztva. Ennek kö-30 vetkeztében a rugórendszer külsőleg statikailag határozottnak tekinthető, ami azzal jár, hogy a 4 feszítő szervre ható P erő által kiváltott „a" elmozdulás a jobb oldali megtámasztás „b" nagyságú elmozdulását eredményezi. 35 A 2. ábrán föltüntetett rugókombinációnál a 2 rugóelemek alulról és fölülről szimmetrikusan fogják közre az 1 előfeszítő tagot. Amennyiben a terhelő P erő átadására szolgáló 4 feszítő szervet 40 az 1 előfeszítő tag alatt szimmetrikusan megismételjük, és az egész rugórendszert ez utóbbi 4a feszítőszerv útján támasztjuk meg, úgy a 4 feszítőszervnél létrejövő „c" elmozdulás a 3 befogó fejeknél kialakuló — és egymással egyenlő nagyságú — 45 „d" eltolódáspár útján egyenlítődik ki. Az 1 előfeszítő tag menetes vége ezúttal is ellátható az 5 feszítő anyával, melynek segítségével a rugórendszer „terheletlen" állapotbeli alakja, tehát végső soron előfeszítettségének mértéke állítható be. 50 A 3. ábrán azt az esetet látjuk, amelynél a 2 rugóelemek további többszörözésével az előfeszített rugórendszer erőtároló képessége fokozható. Az erőtárolóképesség egyébként a nagyobb alakváltozásra képes 2 rugóelemek többszörözésével ki-55 sebb mértékben, míg a lényegesen kisebb alakváltozó képességű - hiszen pálcarugó módjára működő- 1 előfeszítő tagok számának növelésével lényegesen nagyobb mértékben fokozható. A 3. ábra szerinti kiviteli alaknál ugyancsak 60 külsőleg statikailag határozott megtámasztást tételeztünk föl, melynek következtében a 4 feszítő szervnél a P erő hatására létrejövő „e" elmozdulás a jobb oldali 3 befogó fej „f" nagyságú elmozdulását váltja ki. Az 1 előfeszítő tagok menetes végei 65 ezúttal is el vannak látva az 5 feszítő anyákkal. 2