ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ ПРУЖИНА С РЕГУЛИРУЕМЫМ УСИЛИЕМ
TELESCOPIC SPRING WITH ADJUSTABLE FORCE

Перекрестная ссылка на родственные заявки
[0001] По данной заявке испрашивается приоритет по заявке на патент Канады №2,945,224 и заявке на патент Канады №2,945,223, поданным 13 октября 2016 г., полное содержание которых включено в настоящее описание путем ссылки.
Область техники
[0002] Настоящее изобретение относится к пружинам. В конкретных вариантах осуществления предложена пружина для магазина, поддающаяся сжатию в большей степени и обладающая более регулируемой жесткостью.
Уровень техники
[0003] Во многих видах огнестрельного оружия используется магазин для хранения и подачи патронов. Доступны магазины разных форм и размеров, при этом наиболее часто используется съемный коробчатый магазин. Съемный коробчатый магазин можно снаряжать и разряжать, когда он снят с соответствующего огнестрельного оружия. По мере необходимости магазин можно отсоединить от огнестрельного оружия и заменить другим снаряженным магазином.
[0004] Типовой коробчатый магазин обычно содержит корпус, в который загружаются патроны, механизм подачи, содержащий нажимную пружину с подавателем, упорную планку и крышку магазинной коробки. Патроны загружаются в магазин над подавателем, сжимая пружину. По мере использования патронов пружина создает усилие расширения между крышкой магазинной коробки и подавателем, поднимая патроны в магазине.
[0005] Максимальное количество патронов, вкладываемых в магазин, определяется его пространством. Общий объем пространства в магазине задается геометрией картриджа и внутренним объемом корпуса магазина, при этом на него накладывает ограничение высота пружины подавателя в сжатом состоянии. Высота нажимных пружин в сжатом состоянии соответствует положению, при котором витки в пружине соприкасаются друг с другом, при этом дополнительное усилие не приведет к дальнейшему сжатию пружины. Длина пружины магазина в свободном состоянии представляет собой высоту пружины в несжатом состоянии, когда сила не приложена. Длина пружины в свободном состоянии должна по размеру подбираться к магазину так, чтобы пружина создавала достаточное усилие для подачи всех патронов в присоединенное огнестрельное оружие.
[0006] Обычно пружина магазина выполнена в виде навитой спирали. В сжатом состоянии высота пружины задается числом витков и диаметром этих витков. Чтобы позволить расположить в магазине максимальное количество патронов, требуется, чтобы высота пружины в сжатом состоянии была предельно малой, но при этом по-прежнему сохранялись требуемая длина пружины в свободном состоянии и усилие пружины для подачи последнего патрона в огнестрельное оружие.
[0007] В обычной нажимной пружине в виде навитой спирали жесткость пружины является линейной величиной, т.е. сила, которую пружина прикладывает к объекту, прямо пропорциональна расстоянию, которое пружина проходит. Следовательно, когда нажимная пружина находится в полностью сжатом положении, имея высоту пружины в сжатом состоянии, она прикладывает максимальное усилие. В некоторых случаях величина силы, прикладываемой, когда пружина имеет высоту, соответствующую высоте пружины в сжатом состоянии, может затруднять подачу патронов в огнестрельное оружие вследствие избыточного усилия. Это также может приводить к сбоям в работе огнестрельного оружия, поскольку сила, прикладываемая пружиной, уменьшается по мере ее возврата к установленной высоте пружины. В таких случаях для уменьшения сложностей, связанных с заряжанием, стрелок может предпочесть не снаряжать магазин полностью до состояния, при котором пружина подавателя принимает высоту пружины в сжатом состоянии, что уменьшает количество патронов, доступных для использования.
[0008] В патенте США 4,397,453, Seecamp, описана самовыдвижная пружина магазина-картриджа, имеющая витки двух размеров, равномерно распределенные по длине пружины в свободном состоянии, так что витки расположены с одинаковым шагом. Хотя данная конструкция уменьшает высоту пружины в сжатом состоянии по сравнению с обычными пружинами подавателей, такая конструкция по-прежнему имеет ограничения, обусловленные числом витков, поскольку такие витки накладываются один на другой. Кроме того, фиксированный шаг между витками не позволяет достичь переменной жесткости пружины для обеспечения постоянной силы, создаваемой пружиной, но увеличивает силу по сравнению с традиционными пружинами магазинов в виде навитых спиралей.
Раскрытие сущности изобретения
[0009] В одном аспекте данного изобретения предложена пружина, содержащая непрерывный проволочный элемент, образованный в виде множества витков, расположенных вдоль центральной оси. Каждый из множества витков содержит множество прямолинейных участков, проходящих между участками изгиба, каждый из которых проходит от одного из прямолинейных участков. Множество витков образуют первое тело пружины и второе тело пружины, при этом каждое тело пружины содержит по меньшей мере три витка и имеет первый конец и второй конец, причем первый конец второго тела пружины соединен со вторым концом первого тела пружины. В ненагруженном состоянии первое тело пружины имеет первую индивидуальную величину шага между участками изгиба каждой пары смежных витков, при этом первая индивидуальная величина шага уменьшается от первого конца первого тела пружины ко второму концу первого тела пружины, а второе тело пружины имеет вторую индивидуальную величину шага между участками изгиба каждой пары смежных витков, при этом вторая индивидуальная величина шага увеличивается от первого конца второго тела пружины ко второму концу второго тела пружины.
[0010] В первом теле пружины каждый из множества витков может иметь размеры, обеспечивающие возможность его размещения в предыдущем витке, а во втором теле пружины каждый из множества витков может иметь размеры, обеспечивающие возможность его размещения в последующем витке, так что в сжатом состоянии совместная высота первого и второго тел пружины вдовое превышает диаметр проволочного элемента.
[0011] Каждый виток из упомянутого множества витков может содержать два прямолинейных участка, проходящих вдоль плоскостей, по существу параллельных друг другу и упомянутой центральной оси упомянутой пружины, а также первый и второй участки изгиба, каждый из которых проходит от одного из упомянутых прямолинейных участков. Каждый из упомянутых первого и второго участков изгиба может включать входной участок и выходной участок. Выходной участок может иметь радиус изгиба, меньший, чем у входного участка. Каждый из упомянутых первого и второго участков изгиба каждого витка может содержать спиральный изгиб с уменьшающимся радиусом. Каждый из упомянутых первого и второго участков изгиба каждого витка может проходить по криволинейной траектории на 180 градусов.
[0012] В первом теле пружины каждый из упомянутых прямолинейных участков каждого из упомянутых витков может иметь длину, меньшую, чем у предыдущего прямолинейного участка, а во втором теле пружины каждый из упомянутых прямолинейных участков каждого из упомянутых витков может иметь длину, большую, чем у предыдущего прямолинейного участка.
[0013] Каждый из упомянутых прямолинейных участков каждого из упомянутых витков может быть ориентирован под шаговым углом относительно упомянутой центральной оси, при этом в первом теле пружины шаговый угол может увеличиваться от первого конца первого тела пружины ко второму концу первого тела пружины, а во втором теле пружины шаговый угол может уменьшаться от первого конца второго тела пружины ко второму концу второго тела пружины.
[0014] В некоторых вариантах осуществления множество витков образуют множество пар первого и второго тел пружины, непрерывно соединенных концами друг с другом.
[0015] В некоторых вариантах осуществления проволока имеет постоянное поперечное сечение по всей своей непрерывной длине.
[0016] Другие аспекты и признаки настоящего изобретения станут очевидными специалистам в данной области техники после ознакомления с нижеследующим описанием конкретных вариантов осуществления изобретения в сочетании с сопроводительными фигурами.
Краткое описание чертежей
[0017] На нижеследующих фигурах описаны варианты осуществления, где одинаковые ссылочные обозначения обозначают одинаковые детали. На сопроводительных фигурах варианты осуществления представлены в качестве примера, но не в ограничительном смысле.
[0018] На чертежах, иллюстрирующих варианты осуществления изобретения, одинаковые ссылки обозначают соответствующие друг другу детали на каждом виде.
[0019] Фигура 1 - схематичный вид огнестрельного оружия с присоединенным магазином согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[0020] Фигура 2 - покомпонентный вид магазина по Фигуре 1.
[0021] На Фигуре 2А показана пружина по Фигуре 2, установленная между упорной планкой и подавателем согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[0022] На Фигуре 2В отдельно показан подаватель по Фигуре 2А.
[0023] На Фигуре 2С отдельно показана упорная планка по Фигуре 2А.
[0024] На Фигуре 2D показана пружина, зажатая между упорной планкой и подавателем по Фигуре 2А.
[0025] Фигура 3 - вид в перспективе пружины по Фигуре 2.
[0026] Фигура 4 - вид сверху половины пружины, показанной на Фигуре 2.
[0027] Фигура 5 - вид сбоку пружины по Фигуре 2 в положении релаксации, где показана длина пружины в свободном состоянии.
[0028] Фигура 6 - вид в перспективе пружины по Фигуре 2 в сжатом положении, где показана высота пружины в сжатом состоянии.
[0029] Фигура 7 - вид в разрезе пружины по Фигуре 2 в сжатом положении, построенный по линии 7-7.
Осуществление изобретения
[0030] Для простоты и ясности пояснения ссылочные обозначения могут повторяться на фигурах для обозначения соответствующих друг другу или аналогичных элементов. Приведено множество деталей, чтобы обеспечить понимание примеров, представленных в настоящем описании. Примеры могут быть воплощены на практике без использования этих деталей. В иных случаях широко известные способы, процедуры и компоненты подробно не описываются, чтобы не усложнять понимание описанных примеров. Описание не следует толковать как ограниченное кругом примеров, представленных в настоящем документе.
[0031] На Фигуре 1 огнестрельное оружие с присоединенным магазином 8 обозначено в целом позицией 6. На Фигуре 2 показан покомпонентный вид магазина, при этом телескопическая пружина обозначена в целом позицией 10. Пружина 10 имеет приблизительно овальную форму, если смотреть сверху/снизу (см., например, вид сверху, показанный на Фигуре 4), чтобы, как известно, встраиваться в прямоугольный корпус 4 магазина между подавателем 9 и упорной планкой 7, а также крышкой 5 магазинной коробки.
[0032] На Фигуре 2А показана пружина 10, установленная между упорной планкой 700 и подавателем 900 согласно одному варианту осуществления изобретения. Как лучше всего показано на Фигурах 2В и 2С, подаватель 900 и упорная планка 700 соответственно имеют разгрузочные канавки 902 и 702 на своих боковых сторонах для способствования сборке, чтобы позволить концам пружины 10 вдавливаться в упорную планку 700 и подаватель 900, как описано ниже. Упорная планка 700 содержит сужающиеся выступы 704, позволяющие концевому участку пружины скользить по ним в процессе вставки, зажимы 706 для удерживания концевого участка пружины 10, а также фиксаторы 708 для удерживания концевого участка пружины 10, после того как он вставлен. Аналогичным образом подаватель 900 содержит сужающиеся выступы 904, позволяющие концевому участку пружины скользить по ним в процессе вставки, зажимы 906 для удерживания концевого участка пружины 10, а также фиксаторы 908 для удерживания концевого участка пружины 10, после того как он вставлен. Сужающиеся выступы 704 и 904 выполнены с возможностью обеспечения вставки концевых участков пружины 10 в упорную планку 700 и подаватель 900, но препятствования извлечению концевых участков пружины 10 из упорной планки 700 и подавателя 900.
[0033] Чтобы установить пружину 10 в упорную планку 700 и подаватель 900, требуется лишь вдавить пружину 10 в упорную планку 700 и подаватель 900 со стороны, имеющей разгрузочные канавки 702 и 902, как показано стрелкой 1000 на Фигуре 2D. Передние края концевых участков пружины 10 в этом случае будут скользить по сужающимся выступам 704 и 904, пройдут под зажимами 706 и 906 и упрутся в фиксаторы 708 и 908, и в этот момент задние края концевых участков пружины 10 будут удерживаться сужающимися выступами 704 и 904.
[0034] Обратимся теперь к Фигурам 3-5, где телескопическая пружина 10 по Фигуре 2 показана в деталях. Как лучше всего показано на Фигурах 3 и 5, пружина 10, проходящая соответственно между первым и вторым концами 12 и 14 вдоль оси 18, состоит из множества чередующихся криволинейных и прямолинейных участков, как будет подробнее описано ниже. Как показано на Фигурах 3 и 4, пружина 10 имеет первую и вторую стороны 11 и 13 соответственно. Пружина образована первым телом 200 пружины, проходящим между первым концом 12 и срединной точкой 33 пружины, и вторым телом 202 пружины, проходящим между срединной точкой 33 и вторым концом 14 пружины. Как будет подробнее описано ниже, каждый последующий виток первого тела пружины встраивается в предыдущий виток от первого конца, и точно так же каждый виток второго тела 202 пружины встраивается в предыдущий виток от второго конца 14, так что полностью сжатая пружина будет занимать высоту, соответствующую лишь двум диаметрам проволоки пружины.
[0035] Как показано на Фигуре 3, первый и последний изгибы пружины 10 включают соответственно первую и вторую концевые кривые 46 и 76, расположенные вблизи первого и второго концов 12 и 14 соответственно, а также соответственно два полуизогнутых участка 48 и 74 проволоки, имея между ними прямолинейные участки 80 и 82. Как лучше всего показано на Фигуре 3, первая и вторая концевые кривые 46 and 76 расположены на одной стороне пружины 10, чтобы способствовать установке пружины 10 в магазин, как говорилось выше. Ближний к первому концу 12 прямолинейный участок 20 может задавать первую плоскость 17, показанную на Фигуре 4, которая расположена перпендикулярно оси 18 в состоянии релаксации или начальном положении. Кроме того, прямолинейный участок 22 может задавать вторую плоскость 15, также показанную на Фигуре 4, в состоянии релаксации или начальном положении пружины. Эти первая и вторая плоскости совмещены, чтобы лежать по существу параллельно друг другу и оси 18, так чтобы образовывать пружину прямоугольной формы, как показано на чертеже. Каждый из криволинейных участков образует дугу в 180°, так что прямолинейные участки, соединенные с ним, могут быть по существу параллельны друг другу. Следует, однако, понимать, что могут также использоваться другие формы пружин при необходимости, такие как гексагональная, треугольная или квадратная, путем добавления большего или меньшего количества прямолинейных участков в качестве части каждого витка пружины 10.
[0036] Проходящее между прямолинейным участком 20 и срединной точкой 33 множество кривых 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62 и прямолинейных участков 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 вложены друг в друга, так что каждая последующая кривая имеет меньший радиус, чем предыдущая кривая, а каждый последующий прямолинейный участок имеет меньшую длину, чем предыдущий прямолинейный участок. В срединной точке 33 пружина повторяется с зеркальной точностью, так что проходящее между прямолинейным участком 44 и срединной точкой 33 множество кривых 72, 70, 68, 66, 64, 62 и прямолинейных участков 44, 42, 40, 38, 36, 34 вложены друг в друга, так что каждая последующая кривая имеет меньший радиус, чем предыдущая кривая, а каждый последующий прямолинейный участок имеет меньшую длину, чем предыдущий прямолинейный участок. Хотя в настоящем варианте осуществления между прямолинейными участками 20 и 44 показаны двенадцать кривых, следует понимать, что также может оказаться целесообразным использовать большее или меньшее количество кривых.
[0037] Начиная от первого конца 12, радиус 49 полуизогнутого участка 48 проволоки может быть равен радиусу 51а криволинейного участка 50а. Последующие кривые вдоль пружины 10, начиная от первого конца 12 и по мере продвижения к срединной точке 33, имеют все более малые радиусы. Каждая кривая имеет вход а и выход b, которые могут иметь одинаковые или разные радиусы. В частности, кривая 50 может иметь такие размеры, что вход 50а и выход 50b имеют по существу одинаковые радиусы 51а и 51b. Кривая 62 может иметь такие размеры, что вход 62а имеет радиус 63а, равный радиусу 63b выхода 62b. Остальные кривые могут иметь такие размеры, что входы имеют радиусы, превышающие радиусы выходов. В частности, радиус 55а кривой 54а может иметь размеры для встраивания в кривую 50а. Аналогичным образом радиус 55b кривой 54b выбирается так, чтобы обеспечить кривой 54b возможность встраивания в кривую 50b. Аналогичным образом каждый последующий радиус выбирается так, чтобы обеспечить этой кривой возможность встраивания в предыдущую кривую на той же стороне пружины. Таким образом, каждая из кривых 52, 54, 56, 58 и 60, а также их соответствующие радиусы 53a/53b, 55a/55b, 57a/57b, 59а/59b и 61а/61b могут иметь размеры для встраивания в предыдущую кривую на той же стороне пружины. По аналогии с вышесказанным радиусы 65а, 65b, 67а, 67b, 69a, 69b, 71a, 71b, 73a, 73b и 75 выбираются так, чтобы поступательно увеличиваться с целью обеспечения криволинейным участкам с 64а, 64b по 74 возможности окружать предыдущие кривые на той же стороне 11 или 13 пружины 10.
[0038] Между полуизогнутым участком 48 на первом конце 12 и полуизогнутым участком 74 на втором конце 14 расположено множество прямолинейных участков 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 проволоки, находящихся между криволинейными участками. Прямолинейные секции становятся все более короткими между полуизогнутым участком 48 и срединной точкой 33, а затем все более длинными между срединной точкой 33 и полуизогнутым участком 74 на втором конце 14. Прямолинейные участки, за исключением двух коротких концевых прямолинейных участков 80 82, расположены по существу параллельно центральной плоскости 19, как показано на Фигуре 4. Короткий концевой прямолинейный участок 80 соединен с криволинейным концевым участком 46 и полуизогнутым участком 48; прямолинейный участок 20 соединен с полуизогнутым участком 48 и криволинейным участком 50; прямолинейный участок 22 соединен с криволинейным участком 50 и криволинейным участком 52; прямолинейный участок 24 соединен с криволинейным участком 52 и криволинейным участком 54; прямолинейный участок 26 соединен с криволинейным участком 54 и криволинейным участком 56; прямолинейный участок 28 соединен с криволинейным участком 56 и криволинейным участком 58; прямолинейный участок 30 соединен с криволинейным участком 58 и криволинейным участком 60; прямолинейный участок 32 соединен с криволинейным участком 60 и криволинейным участком 62; прямолинейный участок 34 соединен с криволинейным участком 62 и криволинейным участком 64; прямолинейный участок 36 соединен с криволинейным участком 64 и криволинейным участком 66; прямолинейный участок 38 соединен с криволинейным участком 66 и криволинейным участком 68; прямолинейный участок 40 соединен с криволинейным участком 68 и криволинейным участком 70; прямолинейный участок 42 соединен с криволинейным участком 70 и криволинейным участком 72; прямолинейный участок 44 соединен с криволинейным участком 72 и полуизогнутым участком 74; короткий концевой прямолинейный участок 82 соединен с полуизогнутым участком 74 и концевым криволинейным участком 76.
[0039] В сжатом состоянии кривые с меньшим радиусом располагаются внутри кривых, имеющих больший радиус.Более короткие прямолинейные участки телескопически складываются внутри более длинных прямолинейных участков. Образуется одна область перехода, а именно в срединной точке 33 на прямолинейном участке 32, создающая высоту пружины в сжатом состоянии, равную двум диаметрам проволоки. Как показано на Фигурах 6 и 7, при нахождении пружины в сжатом состоянии выход 50b криволинейного участка 50 покоится на прямолинейном участке 82 и входе 70а криволинейного участка 70, прямолинейный участок 22 покоится на прямолинейном участке 42, вход 52а криволинейного участка 52 покоится на выходе 72b криволинейного участка 72 и на выходе 68b криволинейного участка 68. Аналогичным образом вход 50а криволинейного участка 50 покоится на полуизогнутом участке 74, прямолинейный участок 20 покоится на прямолинейном участке 44, полуизогнутый участок 48 покоится на входе 72а криволинейного участка 72; вход 54а криволинейного участка 54 покоится на выходе 70b криволинейного участка 70, прямолинейный участок 24 покоится на прямолинейном участке 40, выход 52b криволинейного участка 52 покоится на входе 68а криволинейного участка 68; выход 54b криволинейного участка 54 покоится на входе 70а криволинейного участка 70 и входе б66а криволинейного участка 66, прямолинейный участок 26 покоится на прямолинейном участке 38, вход 56а криволинейного участка 56 покоится на выходе 68b криволинейного участка 68 и на выходе 64b криволинейного участка 64; вход 58а криволинейного участка 58 покоится на выходе 66b криволинейного участка 66, прямолинейный участок 28 покоится на прямолинейном участке 36, выход 56b криволинейного участка 56 покоится на входе 64а криволинейного участка 64; выход 58b криволинейного участка 58 покоится на входе 66а криволинейного участка 66 и выходе 62b криволинейного участка 62, прямолинейный участок 30 покоится на прямолинейном участке 34, вход 60а криволинейного участка 60 покоится на выходе 64b криволинейного участка 64. Вход 62а криволинейного участка 62, прямолинейный участок 32 и выход 60b криволинейного участка 60 не покоятся ни на каких других участках проволоки.
[0040] Как лучше всего показано на Фигуре 5, когда пружина 10 находится в свободном состоянии, шаг является переменной величиной по всей ее длине. Расстояние между проволокой на первом конце 12, содержащем криволинейный концевой участок 46, короткий концевой прямолинейный участок 80, полуизогнутый участок 48 проволоки, прямолинейный участок 20 и вход 50а криволинейного участка 50, и срединной точкой криволинейного участка 52 определяет максимальную величину 100 шага по всей длине пружины 10. Этот шаг зеркально повторяется на втором конце 14, где расстояние между проволокой на втором конце 14, содержащем криволинейный концевой участок 76, короткий концевой прямолинейный участок 82, полуизогнутый участок 74 проволоки, прямолинейный участок 44 и вход 72а криволинейного участка 72, и срединной точкой криволинейного участка 70 определяет тот же шаг 100. Шаг 102, отсчитываемый между срединными точками криволинейных участков 52 и 54, а также между срединными точками криволинейных участков 70 и 68, меньше шага 100. Шаг 104, отсчитываемый между срединными точками криволинейных участков 54 и 56, а также между срединными точками криволинейных участков 68 и 66, меньше шага 102. Шаг 106, отсчитываемый между срединными точками криволинейных участков 56 и 58, а также между срединными точками криволинейных участков 66 и 64, меньше шага 104. Шаг 108, отсчитываемый между срединными точками криволинейных участков 58 и 60, а также между срединными точками криволинейных участков 64 и 62, меньше шага 106. Шаг 110, отсчитываемый между срединной точкой криволинейного участка 60 и срединной точкой криволинейного участка 62, меньше шага 108 и определяет минимальный шаг по всей пружине 10. Переменный шаг пружины приводит к переменной жесткости пружины.
[0041] Хотя описаны и проиллюстрированы конкретные варианты осуществления изобретения, такие варианты осуществления следует рассматривать лишь как иллюстрирующие изобретение, но не ограничивающие изобретение, объем правовой охраны которого определяется сопроводительной формулой изобретения.
[0042] Настоящее изобретение может быть реализовано в других конкретных формах без отхода от его сущности или существенных характеристик. Описанные варианты осуществления во всех отношениях следует рассматривать как иллюстративные, но не ограничивающие.