Buefjeder - Arc spring

Den bue fjeder (også kendt som - buefjeder, buet fjeder, cirkulær fjeder eller "banan" fjeder) er en særlig form for skruefjederen som oprindeligt blev udviklet til brug i dual-masse svinghjul intern forbrændingsmotor fremdriftssystemer. Udtrykket "buefjeder" bruges til at beskrive forkromede eller bueformede spiralformede kompressionsfjedre. De har en bueformet spoleakse.

Illustration af forskellige lysbue fjedre og lysbue fjedre systemer (systemer bestående af indre og ydre lysbue fjedre).

Fungere

Ligesom andre tekniske fjedre er buefjedre baseret på det grundlæggende princip om lagring af mekanisk arbejde i form af potentiel energi og evnen til at frigive denne energi igen. Kraften påføres gennem fjederens ender. Et drejningsmoment kan transmitteres omkring en akse via kraften rettet langs denne spiralformede akse og håndtaget til systemets centerpunkt . Buefjederens ledning udsættes hovedsageligt for torsionsspænding . ${\ displaystyle M = F \ cdot r}$${\ displaystyle F}$${\ displaystyle r}$

Support 

Buefjeder med glidende skal.

Repræsentation af friktionshysterese af en enkelt-trins buefjeder understøttet af en glidende skal i en karakteristisk kurve med momentvinkel.

En lysbue fjeder kræver passende støtte til at overføre drejningsmoment . Støtten tilvejebringes sædvanligvis udefra i form af en buet kanal (glidende skal) eller radialt formede støtteplader. Dette forhindrer bukning af buefjederen. Et andet resultat af denne støtte er en hysterese mellem last- og losningskurver i den karakteristiske kurve. Dette skyldes fjedringens friktion på den radiale understøtning og er en tiltænkt effekt for at opnå dæmpning i systemet.

Arc fjedre systemer

Som med trykfjedre kan fjedersystemer også bruges til buefjedre. De vigtigste designs er serier og parallel forbindelse. Med disse kan et-trins eller flertrins fjederkarakteristika opnås. For at udnytte det ledige rum optimalt bruges systemer, der består af indre og ydre buefjedre, ofte.

Repræsentation af friktion hysterese af en to-trins bue fjeder understøttet af en glidende shell i et drejningsmoment-vinkel karakteristik.

Derudover kan fjederkarakteristikken påvirkes af andre parametre såsom trådens tværsnitsgeometri, spolediameteren eller antallet af spoler.

Ansøgninger

Skematisk fremstilling af bøjningsfjedre i et dobbeltmassesvinghjul .

Buefjederen er velegnet til statiske og kvasi-statiske såvel som dynamiske applikationer. Eksempler omfatter:

• Dynamiske applikationer:
  • Dobbeltmasse svinghjul
  • Momentomformer
  • Arc fjederkobling
  • Remstrammere, remskiveafkoblere

• Statiske og kvasi-statiske applikationer:
  • Centerpositionretur i en robotled
  • Elastisk element i eksoskeletoner
  • Nulstilling af bagklapper eller ryglæn

Materialer og deres standardisering 

I princippet kan fjederstålene, der bruges til almindelige spiralfjedre, også bruges til buefjedre. Disse er:

• DIN EN 10270-1 Patenteret tegnet ulegeret fjederståltråd                       
• DIN EN 10270-2 Olietempereret fjederståltråd                                           
• DIN EN 10270-3 Rustfrit fjederståltråd

Vigtige parametre

Semester	Definition
${\ displaystyle d}$	tråddiameter [mm]
${\ displaystyle D}$	gennemsnitlig spolediameter [mm]
${\ displaystyle D}$e	ydre spolediameter [mm]
${\ displaystyle r}$	fjeder aktiv radius [°]
${\ displaystyle \ alpha}$0	fri vinkel [°]
${\ displaystyle \ alpha}$c	fast vinkel [°]; vinkel på buefjederen, hvor spolerne har kontakt
${\ displaystyle n}$	aktive spoler
${\ displaystyle n}$t	samlede spoler
${\ displaystyle R}$	fjederhastighed [Nmm/°]

Referencer