[其他]固有有效阻尼螺旋弹簧

说明书

本发明是关于有效阻尼螺旋弹簧，特别是关于有效机械阻尼呈螺旋状的螺旋弹簧。

最接近的现有技术也许是在1927年5月5日公布的GB    207，169号英国专利介绍的装置，这项专利授于Timmis。这篇专利所描述的装置基本上是一种螺旋弹簧的改进方案，它包括：

“……螺旋状的弹簧，由组合的圆钢构成，把这些弹簧同心地套在一起，当这样的圆钢绕制成螺旋状时，在使用过程中其扭转应力分布是更加均匀的，同时对弹簧的振动能产生固有阻尼作用。”（第1页，第1栏，第9-16行全部）。

“……我把这些合适的圆钢材料进行调整并成形，使外部零件同心地包围一个或多个零件。例如，外部零件可以是一个圆形、椭圆形或其它截面的管子。内部零件可以是钢或其它（最好具有金属特性的）材料。外部管状零件包围其它管子或实心杆。内部零件如果是管状的那么它也可以包围一个管子或实心杆，如此类推。这些零件在它们整个长度上彼此接触，也可用任何适当的方式将其分开。构成这种组合杆的每个零件，当被绕制成螺旋形的弹簧时，使用中它具有不同于其它零件的自由振动周期。这样将对整个弹簧的振动产生阻尼作用。”（第1页，第1栏，第17-22行全部以及第2拦，第23-40行全部）。

这篇专利描述的以这种螺旋弹簧的特殊方式构成的组合弹簧，实际上不能对主要弹簧或实心杆弹簧产生阻尼作用。但其振动周期，是预先用数学计算的两个弹簧的固有自然自由振动周期的合成量。该合成振动频率或周期通过上述结构能明确地求得。因为两个或多个弹簧的两端是相邻接的，所以当一冲击力作用在组合弹簧上时，弹簧的端部螺圈同时受到压缩或拉伸，而压缩或拉伸的程度取决于作用力的特性。该专利设有描述这种组合弹簧受阻尼时的运动情况，因为这种组合弹簧只起着单根弹簧的作用和功能。新弹簧具有与其它由两个或多个弹簧构成的组合弹簧不同的固有振动周期，因为所施加的力同时作用在这两个弹簧上。由于这种情况，最理想的阻尼作用没有在这篇专利中提出和暗示。

有许多理由可以说明实际的螺旋弹簧是非常需要阻尼作用的。一个理由是这种阻尼作用能够有效地限制一般与弹簧联接在一起使用的阻尼装置的运动，如自动减振器。另一理由是使用这样的弹簧，可以使大型建筑物/设备脱离垂直与水平运动关联的摆动，这种垂直方向和水平方向上的位移和/或运动将不直接传递到建筑结构上，而使这些位移和运动得以缓冲，也就是说，弹簧追随加到支座上并向支撑在弹簧另一端的载荷运动的自然趋向将得到及时而较大地延迟，而且移动量也得以减小。因此，其结果是大大地减小了对建筑物/设备结构的有害作用。目前还没有一种有效的机构能完成这些非常需要和长期探求的弹簧阻尼特性。

从根本上讲，本发明涉及一种改进型固有有效阻尼螺旋弹簧结构，它包括一个具有两端头的第一螺旋弹簧和具有两端头的第二螺旋弹簧。第二螺旋弹簧至少由一个管状弹簧构成，第二螺旋弹簧主体套装在第一螺旋弹簧主体上，与第一螺旋弹簧处于可动的接触状态，以便在它们之间形成所需要的摩擦力。第二螺旋弹簧的两端与第一螺旋弹簧的两端不相邻接，并且不与加在第一弹簧及其支座上的载荷相接触。所以，当第一弹簧受冲击力作用而压缩或拉伸时，一旦沿两个螺旋弹簧的接触面产生了静摩擦力，两个弹簧就能产生相对扭转运动，从而使第二弹簧不和第一弹簧暂时变形的螺圈一起产生进一步的扭转运动。因此，对第一弹簧来讲，建立起一个产生有效摩擦力并能消耗功能的装置，从而缓冲了第一弹簧的相对运动。其它的同心管状弹簧可以与第一和第二弹簧组合起来，以便有选择地提供所需大小的阻尼作用。

本发明的主要目的是提供一个具有有效摩擦结构的螺旋弹簧。当给在此公开的这种改进型弹簧结构施加一个冲击压缩力或拉伸力时，它能减慢弹簧运动的速度或“缓冲”弹簧。

本发明的另一主要目的是提供一种新颖的和有独特形状的弹簧结构，这种结构使螺旋弹簧具备固有有效阻尼特性。

本发明的又一个重要目的是提供一种最佳固有有效阻尼螺旋弹簧装置。

本发明的又一个目的是在不必使用单独的吸振机构，就能在冲击载荷加到弹簧上和冲击载荷从弹簧上解除后起到缓冲弹簧的作用。

本发明非常需要的和长期探求的目的是提供一个比较简单和经济的装置，用以选择最佳的弹簧运动阻尼特性。

本发明的目的是提供一种装置，它通过切实可行地限制弹簧螺圈的扭转运动，靠摩擦来消除施加在弹簧上的力的作用。

当对本发明进一步描述时，发明的其它目的、优点和特征将更加清楚。这些将在下面的说明书、权利要求书和附图中说明。

图1是本发明的垂直放置的正视图;