專利名稱：壓縮彈簧和其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彈簧，特別是彈性體材料的壓縮彈簧。
背景技術(shù)：
在US-A-4198037，GB-A-2180618和WO98/46930文件中，描述了彈性體彈簧，特別是構(gòu)思用于根據(jù)壓力而作用。所述彈簧包括熱塑彈性體塊形成的主體，該主體受到了合適的機(jī)械處理，包括超出該熱塑彈性體的彈性極限的壓縮變形，所述壓縮之后放松該熱塑彈性體塊。在所述放松之后，該熱塑彈性體塊保留了剩余的變形，該剩余的變形取決于該壓力大小和所選擇的熱塑彈性體的大小。
在文件US-A-4198037中，該熱塑彈性體主體是實(shí)心塊。所述已知彈簧總體上具有相對(duì)其體積而言很小的行程。此外它們是硬彈簧，壓縮力和其變形之間的比值很高。
在文件GB-A-2180618中，該熱塑彈性體主體是鏤空，大致為管狀的塊。這樣獲得的所述彈簧總體上比實(shí)心塊更加柔性，但是它們的行程僅僅略微提高。它們還很難適于生產(chǎn)大長(zhǎng)度的彈簧，因?yàn)樗鼈內(nèi)菀资艿綇澢鷮?dǎo)致的變形作用。
在文件WO98/46930中，該熱塑彈性體主體是復(fù)合的；其包括兩個(gè)熱塑彈性體元件，一個(gè)是圓柱形并且鑲嵌在為環(huán)形的另一個(gè)中。
在上述文件中獲得的彈簧總體上具有小高度的環(huán)形螺旋形。所述已知彈簧總體上具有小行程，相對(duì)于其體積而言，從而可以構(gòu)成對(duì)于某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)的缺點(diǎn)。為了解決所述缺點(diǎn)，在所述文件US-A-4198037，GB-A-2180618和WO98/46930中構(gòu)思疊置多個(gè)螺旋，在所述多個(gè)螺旋之間插入一些金屬盤。所述金屬盤用于將所述螺旋彼此連接，以便形成結(jié)構(gòu)緊密的組件。因此，它們?cè)O(shè)有一些連接該螺旋的裝置。所述連接裝置可以包括一些鏤空的區(qū)域或者一些不平的部分，在附加壓力作用下使該螺旋的熱塑彈性體蠕變接觸所述不平部分。這樣的彈簧的生產(chǎn)是復(fù)雜和昂貴的。它需要制作復(fù)雜型面的盤片，包括一些合適的不平部分或者一些合適的鏤空部分。另外還需要使用適于正確對(duì)中所述螺旋和盤片的堆疊的裝置。
在文件WO-01/34995中，提出了一種解決堆疊的塊彈簧的缺點(diǎn)的彈簧。在該已知彈簧中，如文件WO-01/34995的圖4中簡(jiǎn)示出，該彈簧的主體在受到壓縮/放松的預(yù)定機(jī)械處理之前被圍繞一個(gè)硬套圈。在該已知彈簧的生產(chǎn)中，總是遇到難于正確調(diào)整該套圈和在上述的機(jī)械處理之前或者期間保持到位的問(wèn)題。
文件FR-2602293涉及了一些與具有緩沖元件的彈性元件有關(guān)的抗震裝置。其中描述了一種裝置，包括粘性彈性體材料的圓柱芯，其鑲嵌在一個(gè)復(fù)合組件中，該復(fù)合組件由與不可變形的材料的套圈交替的彈性體材料的軸套形成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決上述的已知彈簧的缺點(diǎn)和劣勢(shì)，即提供一種壓縮彈簧，其表現(xiàn)被改進(jìn)并且其生產(chǎn)被簡(jiǎn)化。
本發(fā)明更具體地說(shuō)涉及一種壓縮彈簧，其由熱塑彈性體環(huán)形螺旋堆疊形成，該壓縮彈簧的生產(chǎn)被簡(jiǎn)化并且比上述的已知彈簧的生產(chǎn)成本低。
因此，本發(fā)明涉及一種壓縮彈簧，包括熱塑彈性體圓柱，該圓柱體鑲嵌在一種復(fù)合組件中，該復(fù)合組件包括交替的n個(gè)熱塑彈性體軸套和n-1個(gè)大致不可變形的套圈，所述或者每個(gè)不可變形的套圈夾在所述軸套中的兩個(gè)之間并且環(huán)繞所述圓柱體；根據(jù)本發(fā)明，該彈簧的特征在于，所述軸套是環(huán)形幾何形狀主體，其側(cè)面向該彈簧的外部彎曲。
在本發(fā)明的彈簧中，該圓柱體和軸套是熱塑彈性體的。彈性體是指一種具有彈性性能的大分子的材料。一種熱塑彈性體是指一種受到在壓力作用下通過(guò)塑性蠕變導(dǎo)致的剩余變形之后保留了彈性性能的彈性體。受到剩余變形的該熱塑彈性體的壓縮彈性性能一般不同于在變形之前該彈性體的彈性性能。所述熱塑彈性體在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的并且一般是合成彈性體。
借助上述性能，所選擇用于本發(fā)明的彈簧的熱塑彈性體對(duì)于本發(fā)明的定義來(lái)說(shuō)并不嚴(yán)格。最好使用熱塑聚酯。用于本發(fā)明的合適的熱塑聚酯的例子屬于聚醚酯共聚物組。通過(guò)苯二甲酸的衍生酯、小分子量的乙二醇和聚乙二醇酯的酯基轉(zhuǎn)移作用而獲得的共聚物是非常合適的，特別是商標(biāo)為HYTREL(Du Pont)的可買到的共聚物。涉及所述共聚物的信息特別可在文件(Polymer Engineering and Science，1974年12月第14期，12號(hào)第848頁(yè)-852頁(yè))以及文件(Encyclopediaof polymer Science and Technology，Supl.Vol.II，Wiley and Son，NewYork，1977，第484頁(yè)-509頁(yè))中得到。商標(biāo)為ARNITEL(DSM)的已知彈性體是特別合適的。
在本發(fā)明的彈簧中，該圓柱體鑲嵌在一個(gè)復(fù)合組件中，該復(fù)合組件包括交替的n個(gè)熱塑彈性體軸套和n-1個(gè)大致不可變形的套圈。
根據(jù)本發(fā)明，n表示至少等于2的整數(shù)。在n＝2的情況中，該彈簧包括唯一一個(gè)大致不可變形的套圈，其被夾在兩個(gè)軸套之間。在n大于2時(shí)，本發(fā)明的彈簧包括多個(gè)大致不可變形的套圈，它們與軸套交替，使得所述大致不可變形的套圈中的每一個(gè)都夾在兩個(gè)軸套之間。
術(shù)語(yǔ)“大致不可變形的套圈”是指一種其內(nèi)徑在彈簧生產(chǎn)期間不會(huì)有實(shí)質(zhì)改變(該彈簧的生產(chǎn)以及術(shù)語(yǔ)“其內(nèi)徑在生產(chǎn)彈簧期間沒(méi)有實(shí)質(zhì)改變”將在后面描述)。本發(fā)明的彈簧的所述或者每個(gè)大致不可變形的套圈最好是剛性的。其總體上是用金屬制成，盡管另外的合適材料也可能是合適的。
在該回顧之后，所述或者每個(gè)大致不可變形的套圈將表示為“不可變形的套圈”，以便簡(jiǎn)化。
在本發(fā)明的彈簧中，所述軸套是一些環(huán)，其側(cè)面是彎曲的，從而它們類似于上述的彈簧的螺旋，參照文件WO98/46930。該軸套的形狀將在后面的對(duì)其生產(chǎn)的描述中進(jìn)行解釋。
所述軸套的尺寸對(duì)于本發(fā)明的定義來(lái)書并不是嚴(yán)格的。它將取決于用于該彈簧的性能，所述性能由用于該彈簧的應(yīng)用決定。它可以在每個(gè)情況中特別由本領(lǐng)域技術(shù)人員決定。
在本發(fā)明的彈簧中，所述n個(gè)軸套構(gòu)成了連續(xù)的n個(gè)環(huán)形螺旋，圍繞所述圓柱體，該圓柱體被n個(gè)軸套共用。本發(fā)明的彈簧包括至少兩個(gè)由圍繞該圓柱體的不可變形的套圈分隔的環(huán)形螺旋。另外，本發(fā)明的彈簧可以包括大于兩個(gè)的疊置的螺旋。在本發(fā)明的彈簧包括3個(gè)環(huán)形螺旋(n＝3)的情況中，該3個(gè)環(huán)形螺旋與圍繞所述圓柱體并且夾在所述3個(gè)熱塑彈性體軸套之間的兩個(gè)不可變形的套圈交替。在本發(fā)明彈簧包括4個(gè)環(huán)形螺旋(n＝4)的情況下，該4個(gè)環(huán)形螺旋與環(huán)繞所述圓柱體并且分別夾在4個(gè)熱塑彈性體的軸套之間的3個(gè)不可變形的套圈交替。
原則上，對(duì)于本發(fā)明的定義來(lái)說(shuō)，不存在數(shù)值n的上限。然而實(shí)踐中該數(shù)值n由確保該彈簧的機(jī)械穩(wěn)定性的需要而限定，特別是其對(duì)正常使用條件中的彎曲的抵抗性能。該數(shù)值n的上限因此取決于多種參數(shù)，特別是該螺旋的直徑，其厚度，和實(shí)施的熱塑彈性體。它必須由本領(lǐng)域技術(shù)人員在每個(gè)特定的情況中確定。
在本發(fā)明的彈簧中，該圓柱體和軸套是由相同的熱塑彈性體制成。本發(fā)明還總是用于該圓柱熱塑彈性體不同于該軸套的熱塑彈性體的情況。類似地，所述軸套可以實(shí)施在相同的熱塑彈性體中或者不同的熱塑彈性體中。
在本發(fā)明的彈簧的優(yōu)選實(shí)施例中，該圓柱體在彈簧內(nèi)部形成n個(gè)疊置的圓形螺旋，其與夾持該圓柱體的所述不可變形的套圈交替。在該彈簧的實(shí)施例中，所述軸套的內(nèi)部圓形表面是凹形的并且每個(gè)圓形螺旋的側(cè)面是彎曲的并且嵌在軸套的凹形表面中。
本發(fā)明彈簧的特別的實(shí)施例將在后面的對(duì)生產(chǎn)本發(fā)明的彈簧的方法的描述被更好地理解。
在本發(fā)明的彈簧中，所述或者每個(gè)不可變形的套圈，該圓柱體和所述軸套一般是環(huán)繞公共軸的旋轉(zhuǎn)體。
在本發(fā)明的彈簧中，該熱塑彈性體的圓柱體可以是實(shí)心的圓柱體或者管狀圓柱體。
在本發(fā)明的彈簧的特別的實(shí)施例中，該熱塑彈性體的圓柱體是管狀圓柱體，不可變形的套圈被插在所述管狀圓柱體中并且與其內(nèi)壁的至少一個(gè)部分接觸。在本發(fā)明的實(shí)施例中，不可變形的棒起到增加該彈簧抵抗彎曲的性能。不可變形的棒構(gòu)思為具有抵抗彎曲的性能并且其最好是金屬制成的，例如鋼，盡管其他材料也可能是合適的。該棒可以是實(shí)心桿或者是管。本發(fā)明的實(shí)施例允許實(shí)施大長(zhǎng)度的彈簧，其包括大數(shù)目的疊置環(huán)形螺旋。
在本發(fā)明的彈簧的改進(jìn)實(shí)施例中，熱塑彈性體的圓柱體是復(fù)合的并且由鑲嵌在一個(gè)鞘中的圓柱芯形成。在本發(fā)明的實(shí)施例中，該鞘和其圓柱芯被軸套和套圈的組件所共用，該鞘被所述或者每個(gè)套圈圍繞。在該實(shí)施例中，該鞘的熱塑彈性體可以與該圓柱芯相同或者與其不同。另外，該圓柱芯可以是實(shí)心圓柱體或者是管狀芯。
在剛剛描述的實(shí)施例的變形中，鑲嵌在該鞘中的圓柱芯是管狀的并且不可變形的棒插入到該管狀芯中并且與其內(nèi)壁中的至少一部分接觸。在本發(fā)明的變形中，不可變形的棒起到增加彈簧抵抗彎曲的性能的作用。其構(gòu)思用于提出一種對(duì)彎曲的高抵抗性并且最好其由金屬制成，例如鋼，盡管其他的材料也可能是合適的。該棒可以是實(shí)心桿或者是管。本發(fā)明的該實(shí)施例允許實(shí)施大長(zhǎng)度的彈簧，其包括大數(shù)目的疊置環(huán)形螺旋。
在本發(fā)明的彈簧的附加實(shí)施例中，每個(gè)軸套鑲嵌在一個(gè)外周鞘的內(nèi)部或者至少兩個(gè)彼此鑲嵌的外周鞘的組件的內(nèi)部。
本發(fā)明的彈簧通過(guò)一種新的具有創(chuàng)造性的方法生產(chǎn)，該方法來(lái)自在文件US-A-4198037，GB-1-2180618和WO98/46930中描述的生產(chǎn)方法并且被改進(jìn)。
本發(fā)明因此還涉及一種生產(chǎn)本發(fā)明的壓縮彈簧的方法，如上所述，根據(jù)該方法，將熱塑彈性體圓柱體鑲嵌在一種管狀組件中，該管狀組件包括與n-1個(gè)大致不可變形的套圈交替的n個(gè)熱塑彈性體軸套，使得所述或者每個(gè)套圈夾在一對(duì)所述軸套之間，然后使這樣獲得的復(fù)合主體受到一個(gè)壓力作用，該壓力足夠用于產(chǎn)生圓柱的剩余變形，隨后釋放所述壓力。
在本發(fā)明的方法中，n表示至少等于2的整數(shù)。該數(shù)目n的大小在本發(fā)明的彈簧的定義中已經(jīng)在上面描述。
在該回憶中，詞語(yǔ)“圓柱體”表示由幾何線(母線)沿另一個(gè)幾何線(準(zhǔn)線)平行于自身移動(dòng)而限定出幾何表面，所述另一個(gè)幾何線完全定位在一個(gè)幾何平面中。該準(zhǔn)線最好是圓周，橢圓或者多邊形，該母線最好是幾何直線。在多邊形情況中，該多邊形最好是標(biāo)準(zhǔn)的多邊形。所述旋轉(zhuǎn)體最好主要是直圓柱(其準(zhǔn)線是圓周)和直棱柱。
根據(jù)n等于2或者大于2，實(shí)施唯一一個(gè)不可變形的套圈或者多個(gè)(至少兩個(gè))不可變形的套圈。構(gòu)成管狀組件的所述或者每個(gè)套圈和軸套的尺寸和型面必須與該圓柱體的尺寸和型面兼容，以便該圓柱體能夠鑲嵌在或者插入到該管狀組件內(nèi)部。換句話說(shuō)，該圓柱體必須至少能夠在所述或者每個(gè)套圈和該軸套中滑動(dòng)。該套圈和所述軸套可以具有這樣的尺寸根據(jù)該圓柱體的尺寸精確調(diào)整，從而當(dāng)該圓柱體鑲嵌在該管狀組件中時(shí)在其圓周表面的一部分或者整個(gè)上與所述或者每個(gè)套圈和該軸套接觸。另外，當(dāng)該圓柱體鑲嵌在該管狀組件中時(shí)，在該管狀組件的內(nèi)壁和該圓柱體的外周表面之間可以加工出空間。但是剛剛描述的特征，該圓柱體的形狀和尺寸，該或者每個(gè)套圈和該軸套的形狀和尺寸對(duì)于本發(fā)明的定義來(lái)說(shuō)并不是嚴(yán)格的；它取決于不同的參數(shù)，特別是該彈簧的用途，其尺寸和性能。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選該圓柱體是直圓柱并且該軸套是直圓柱形軸套。該直圓柱體是指這樣的圓柱體其母線是直的。直圓柱形軸套是這樣的軸套其內(nèi)部表面是直圓柱。
在本發(fā)明的方法中，該圓柱體可以是實(shí)心圓柱體或者管狀圓柱體。它可以是這樣獲得的復(fù)合圓柱體通過(guò)將熱塑彈性體的圓柱芯鑲嵌在熱塑彈性體的鞘中獲得的。在本發(fā)明的方法的特別實(shí)施例中，該芯可以是實(shí)心的芯或者是管狀芯。
所述壓力橫向于所述或者每個(gè)套圈的平面施加。該壓力起到使該圓柱體和該軸套變形的作用。該壓力至少必須足夠?qū)е略搱A柱體的剩余變形。最好是足夠?qū)е略搱A柱體和該軸套的剩余變形。
在該壓力期間，該圓柱體和所述軸套在該或者每個(gè)套圈的兩側(cè)受到沿該壓力方向的收縮和橫向于所述方向的膨脹。用語(yǔ)“不可變形的套圈”在上面已經(jīng)被限定為這樣的套圈或者環(huán)在生產(chǎn)彈簧期間其內(nèi)直徑并沒(méi)有任何實(shí)質(zhì)改變。用語(yǔ)“在生產(chǎn)彈簧期間其內(nèi)直徑并沒(méi)有任何實(shí)質(zhì)改變”表明在上述的壓力期間，該套圈的內(nèi)直徑?jīng)]有被改變或者其膨脹明顯小于所述圓柱體的橫向膨脹。該用語(yǔ)“沒(méi)有改變”表明在壓縮期間該套圈的內(nèi)直徑?jīng)]有增加超過(guò)5mm(一般為不超過(guò)1mm)。用語(yǔ)“明顯小于該圓柱體的橫向膨脹的膨脹”表明，在壓縮期間，該套圈的內(nèi)直徑增加，但是小于該圓柱體的外直徑，該套圈的直徑的增加和該圓柱體的直徑增加之比總體上小于1/2，最好1/10，小于1/100的值(特別是1/250，例如在1/500-1/1000之間)是特別優(yōu)選的。
在上述的定義中，該套圈的內(nèi)直徑是這樣的圓的直徑該圓的外周等于該套圈的開口的外周。該圓柱體的外直徑是這樣的圓的直徑在橫向于該壓力的平面中該圓的外周等于該圓柱體的外周。
在已經(jīng)施加壓力之后，放松所述壓力，從而該復(fù)合主體(由圓柱體，不可變形的一個(gè)套圈或者一些套圈和軸套形成)采用在施加壓力前的形狀和在壓縮狀態(tài)的形狀之間的中間形狀。該中間形狀是本發(fā)明的彈簧的形狀，其在上面描述過(guò)。其特征在于存在與n-1個(gè)不可變形的套圈交替的n個(gè)熱塑彈性體的疊置的彎曲的環(huán)(或者環(huán)形螺旋)。
在本發(fā)明的方法中，該壓力的大小將取決于該圓柱體的形狀和尺寸，所述或者每個(gè)套圈的尺寸和形狀和該軸套的尺寸和形狀，以及熱塑彈性體和用于該彈簧的性能。它必須在每個(gè)特定情況中由本領(lǐng)域技術(shù)人員決定。涉及該壓力的信息在文件US-A-4198037，GB-A-2180618和WO98/46930中可以得到。
盡管這并不是必須的，但是在施加該壓力之前，期間或者之后可以使該復(fù)合主體的熱塑彈性體受到合適的熱處理。涉及該熱處理的信息在文件US-A-4198037中可以得到。
在本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例中，該圓柱體和所述軸套使沿公共軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體，并且在大致平行于該公共軸的方向施加壓力。
在本發(fā)明的方法中，其中鑲嵌了圓柱體的管狀組件包括至少一個(gè)套圈和至少兩個(gè)軸套。正如上面所述的，原則上沒(méi)有限制該軸套的數(shù)值n和該套圈的數(shù)值n-1。本發(fā)明的方法還允許以簡(jiǎn)單的方式、快速地、經(jīng)濟(jì)地實(shí)施大長(zhǎng)度的壓縮彈簧(因此，大行程的彈簧)，其側(cè)向體積很小。在本發(fā)明的方法中，該圓柱體的高度和由不可變形的套圈和軸套形成的組件的長(zhǎng)度受避免在壓力作用下彎曲的需要限制。
在本發(fā)明的用于減少?gòu)澢L(fēng)險(xiǎn)的特定的實(shí)施例中，該圓柱體是管狀的并且在施加壓力之前將不可變形的棒插入到該管狀圓柱體中。在本發(fā)明的方法的實(shí)施例中，該棒的材料對(duì)于本發(fā)明的定義來(lái)說(shuō)并不是嚴(yán)格的。該不可變形的棒例如可以是金屬制成的，木材制成的或者合成聚合物制成的。鋼材也是合適的。在本發(fā)明方法的實(shí)施例中，可以將潤(rùn)滑劑引入到該棒和該管狀圓柱體之間。
在本發(fā)明的方法中，所述軸套在施加了壓力并且還在停止壓力之后的膨脹過(guò)程中在該圓柱體上滑動(dòng)。另外任何其他的方面是相等的，該壓力的大小取決于該軸套在該圓柱體上的摩擦力。不期望地已經(jīng)看到所述彈簧的機(jī)械性能取決于摩擦力。建立在本發(fā)明的方法的不期望的結(jié)果上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)影響所述的摩擦力，例如潤(rùn)滑該圓柱體和該軸套的界面或者賦予該截面以合適的凹凸，影響該彈簧的內(nèi)在的性能。
本發(fā)明的方法允許通過(guò)選擇熱塑彈性體的圓柱體的形狀和尺寸以及該熱塑彈性體軸套和不可變形的套圈的個(gè)數(shù)按期望容易地調(diào)整熱塑彈性體壓縮彈簧的機(jī)械性能。允許生產(chǎn)非常不同的機(jī)械性能的彈簧，特別是硬彈簧，一些柔性的彈簧，一些長(zhǎng)行程彈簧和一些短行程彈簧。彈簧的硬度在定義上是指變形該彈簧必須的壓力和受到的變形之間的比值。彈簧的行程是在最大的允許壓力作用下的變形(以便不產(chǎn)生附加的剩余變形)。
本發(fā)明的方法另外便于降低成本地生產(chǎn)大范圍的壓縮彈簧，即對(duì)在限定數(shù)量的芯，管，軸套和鞘中合適地選擇的元件進(jìn)行組裝，它們預(yù)先用熱塑彈性體制成。另外，在組裝之后，所述元件可以在一個(gè)壓縮操作中彼此連成一體。
本發(fā)明的方法還具有下述優(yōu)點(diǎn)降低生產(chǎn)彈性體材料的壓縮彈簧的成本。用于形成復(fù)合主體而嵌入的小厚度的管或者圓柱體的擠壓或者模制事實(shí)上整體表明比大厚度的單一主體的生產(chǎn)更容易，成本更低。


本發(fā)明的特性和細(xì)節(jié)在根據(jù)附圖的描述過(guò)程中將顯現(xiàn)，所述附圖表示了幾個(gè)本發(fā)明的特定實(shí)施例。
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的基本彈簧的軸剖面；圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的另一種彈簧；圖3是類似于圖2的視圖，是本發(fā)明的第一實(shí)施例；圖4和圖5示出了本發(fā)明方法的兩個(gè)連續(xù)步驟的垂直軸向視圖，其用于生產(chǎn)圖3的彈簧；圖6，7和8是類似于圖3的視圖，是本發(fā)明的彈簧的3個(gè)其他實(shí)施例；圖9示出了圖8的彈簧的生產(chǎn)步驟的軸向垂直視圖；和圖10是類似于圖3，6，7和8的視圖，是本發(fā)明的彈簧的附加實(shí)施例。
所述附圖并沒(méi)有按比例繪制。
總體上相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了在本發(fā)明之前的彈簧，在對(duì)比文件WO98/46930中描述。它包括環(huán)形螺旋10，該環(huán)形螺旋10由在彎曲的軸套12中的管狀圓柱體11形成。
圖2示出了在本發(fā)明之前的另一種彈簧。該另一種彈簧包括一對(duì)單個(gè)環(huán)形螺旋10，在所述環(huán)形螺旋之間插入了金屬盤13。所述兩個(gè)螺旋10類似于圖1螺旋并且它們通過(guò)粘結(jié)或者機(jī)械連接與該盤13連成一體。
該圖3示出的彈簧符合本發(fā)明。它包括兩個(gè)環(huán)形螺旋1和2，在鋼制的套圈3的兩側(cè)。該套圈3夾持在兩個(gè)彎曲軸套4和5之間，并且夾緊圓柱體6。所述軸套4和5以及圓柱體6是用熱塑彈性體制成，所述熱塑彈性體最好能夠是ARNITEL熱塑彈性體。另外，所述軸套4和5以及圓柱體6可以用不同的熱塑彈性體制成(例如該軸套4和5可以是ARNITEL熱塑彈性體而該圓柱體6可以是用HYTREL熱塑彈性體制成，或者相反)。該圓柱體6是管狀圓柱體，其是圍繞軸X的旋轉(zhuǎn)體。通過(guò)雙V形的波浪型母線7在該套圈3的兩側(cè)形成。所述軸套4和5是圍繞軸X的旋轉(zhuǎn)體并且分別通過(guò)V形母線8形成。該圓柱體6因此鑲嵌在所述兩個(gè)軸套4和5之間，所述兩個(gè)軸套與該圓柱體6在其整個(gè)表面上接觸。該圓柱體6構(gòu)成了兩個(gè)環(huán)形螺旋，在該套圈3的兩側(cè)，所述軸套4和5具有彎曲或者突起的外部側(cè)表面以及凹陷的內(nèi)部圓形表面。所述圓柱體6的兩個(gè)螺旋分別鑲嵌在該兩個(gè)軸套4和5的凹陷表面中。
圖4和5示出了用于生產(chǎn)圖3的彈簧的根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)連續(xù)步驟。
根據(jù)圖4，在熱塑彈性體制成的垂直管狀圓柱體6上連續(xù)穿引熱塑彈性體的第一垂直圓柱軸套4，金屬套圈3和熱塑彈性體第二垂直圓柱軸套5。所述管狀圓柱體6的尺寸，該軸套4和5和套圈3的尺寸選擇為使得所述兩個(gè)軸套4和5以及套圈3在該管狀圓柱體6上滑動(dòng)，它們的內(nèi)直徑大致等于該管狀圓柱體6的外直徑。
在已經(jīng)穿引該軸套4和5和套圈3到該管狀圓柱體6上之后，將如此獲得的復(fù)合主體在兩個(gè)板9之間擠壓，擠壓力F平行于該管狀圓柱體6和軸套4和5(圖5)的軸線X。該力F足夠用于產(chǎn)生該管狀圓柱體6和兩個(gè)軸套4和5(圖5)的剩余變形。在該力F的作用下，該管狀圓柱體6的外表面在該軸套4和5的內(nèi)表面上滑動(dòng)直到壓扁該管狀圓柱體6和軸套4和5，正如圖5所示。該金屬套圈3(其遵循不受到在力F作用下的實(shí)質(zhì)變形)夾緊在所述兩個(gè)軸套4和5(圖5)之間。
在如圖5所示的圓柱體6和軸套4和5的變形之后，立即釋放壓力F，從而允許熱塑彈性體放松或者去張緊。該復(fù)合主體(由圓柱體6、兩個(gè)軸套4和5和套圈3形成)獲得了圖3的形狀。保留了剩余變形，其高度(h3)(圖3)在壓縮之前的高度(圖4)(h1)和壓力下的高度(h2)(圖5)之間。對(duì)于機(jī)械性能(特別是硬度和行程)而言，該圖3的彈簧等效于圖2的彈簧(根據(jù)現(xiàn)有技術(shù))。該圖3的彈簧的生產(chǎn)總是比圖2的等效彈簧更容易，圖2的彈簧通過(guò)疊置兩個(gè)圖1的基本彈簧而獲得。圖3的彈簧避免了上述的缺點(diǎn)，參照文件US-A-4198037，GB-A-2180618和WO-01/34995，并且該彈簧僅僅需要單一次的壓縮操作，與這3個(gè)文件描述的需要至少兩個(gè)連續(xù)壓縮操作的方法不同，在參照?qǐng)D4和5描述的方法的變形中，在該圓柱體6在該軸套4和5中的滑動(dòng)方面進(jìn)行了介入，即潤(rùn)滑接觸表面或者賦予其一種合適的表面狀態(tài)。
圖6示出的彈簧不同于圖3的彈簧，因?yàn)樵搱A柱體6包括實(shí)心芯。另外其他方面完全相同，該圖6的彈簧具有比圖2的彈簧更大的硬度。
圖7的彈簧包括4個(gè)金屬套圈3，14，15和16，它們夾緊所述管狀圓柱體6并且與5個(gè)軸套4，5，17，18和19交替。
該圖7的彈簧等效于復(fù)合彈簧，該復(fù)合彈簧通過(guò)堆疊5個(gè)類似于圖1的基本彈簧而獲得。
為了生產(chǎn)圖7的彈簧，如上所述參照?qǐng)D4和5進(jìn)行。圍繞垂直管狀圓柱體堆疊5個(gè)垂直圓柱軸套，將一些金屬套圈插入到所述軸套之間。在壓縮這樣實(shí)施的堆疊并且釋放該壓力之后，如上所述，該堆疊保留了剩余的變形并且獲得了圖7的形狀。
圖8的彈簧包括兩個(gè)金屬套圈3和14，它們?cè)O(shè)置在該管狀圓柱體6周圍并且夾持在3個(gè)軸套20，22和24之間。每個(gè)軸套20，22，24還鑲嵌在鞘21，23，25中。
為了生產(chǎn)圖8的彈簧，圍繞垂直管狀圓柱體6(圖9)連續(xù)堆疊在所述圓柱體6上滑動(dòng)的軸套24，在該軸套24上滑動(dòng)的鞘25，套圈3，在該圓柱體6上滑動(dòng)的軸套22，在該軸套22上滑動(dòng)的鞘23，套圈14，在該管狀圓柱體6上滑動(dòng)的軸套20和在該軸套20上滑動(dòng)的鞘21。然后對(duì)這樣實(shí)施的堆疊施加壓力，然后放松，正如圖4，5和中所述。
在圖3，7和8示出的彈簧的改進(jìn)實(shí)施例中，在施加壓力F之前將金屬棒(未示出)插入到該管狀圓柱體6內(nèi)部。該棒起到對(duì)抗在壓縮期間以及在使用該彈簧期間該堆疊的彎曲的作用。插入到該棒和套圈3(圖3)，3，14，15，16(圖7)，3，14(圖8)之間的管狀圓柱體6起到在使用該彈簧期間的墊子的作用，并且防止該棒靠著該套圈的摩擦和該套圈的過(guò)早的磨損。
在圖10的彈簧中，該管狀圓柱體6是復(fù)合的。其由熱塑彈性體制成的圓柱芯27形成，該圓柱芯27鑲嵌在熱塑彈性體制成的鞘26中。該圓柱芯27是管狀的。另外，能夠是實(shí)心圓柱體。
兩個(gè)金屬套圈3和14將該鞘26夾緊并且夾持在3個(gè)用熱塑彈性體制成的軸套21，23和25之間。
為了生產(chǎn)圖10的彈簧，將熱塑材料的垂直圓柱管27鑲嵌在熱塑材料制成的垂直管狀鞘26中。然后在該鞘26上連續(xù)穿引熱塑彈性體制成的垂直圓柱軸套25，套圈3，熱塑彈性體制成的垂直圓柱軸套23，套圈14和熱塑彈性體制成的垂直圓柱軸套21。然后軸向擠壓如此構(gòu)成的復(fù)合主體，其壓力足夠用于產(chǎn)生該圓柱芯27、鞘26和一些軸套21，23，25的剩余變形，其方式在上面參照?qǐng)D3和8已經(jīng)被披露。
權(quán)利要求
1.一種包括熱塑彈性體圓柱體的壓縮彈簧，該圓柱體鑲嵌在復(fù)合組件中，該復(fù)合組件包括交替的n個(gè)熱塑彈性體軸套和n-1個(gè)大致不可變形的套圈，所述或者每個(gè)不可變形的套圈夾持在所述軸套中的兩個(gè)之間并且圍繞所述圓柱體，其特征在于，該軸套(4，5，17，18，19)是環(huán)形幾何形狀主體，該主體的側(cè)面向該彈簧的外部彎曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈簧，其特征在于，該圓柱體(6)形成n個(gè)與所述套圈(3，4，15，16)交替疊置的螺旋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的彈簧，其特征在于，該圓柱體(6)是復(fù)合的并且包括鑲嵌在至少一個(gè)鞘(26)中的圓柱芯(27)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的彈簧，其特征在于，一個(gè)不可變形的棒插入到管狀的圓柱體(6)中，或者管狀的芯(27)中，并且與所述管狀圓柱體或者管狀芯的壁接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的彈簧，其特征在于，所述軸套(20，22，24)中至少一個(gè)鑲嵌在外周鞘(21，23，25)內(nèi)或者鑲嵌在一個(gè)鑲嵌在另一個(gè)中的至少兩個(gè)外周鞘(20，21；22，23；24，25)的組件的內(nèi)部。
6.生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的壓縮彈簧的方法，其特征在于，將熱塑彈性體制成的圓柱體(6)鑲嵌在管狀組件中，該管狀組件包括與n-1個(gè)大致不可變形的套圈交替的熱塑彈性體制成的n個(gè)軸套(4，5，17，18，19)，使得所述或者每個(gè)套圈夾在一對(duì)所述軸套之間，使這樣獲得的復(fù)合主體處于壓力狀態(tài)，該壓力足夠用來(lái)產(chǎn)生該圓柱體的剩余變形，隨后放松所述力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，沿大致平行于該圓柱體(6)的軸的方向施加壓力(F)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或者7所述的方法，其特征在于，該壓力足夠用于產(chǎn)生該圓柱體(6)和所述或者每個(gè)軸套(4，5，17，18，19)的剩余變形。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，選擇所述軸套(4，5，17，18，19)和所述或者每個(gè)套圈(3，14，15，16)的尺寸和形狀，使得在鑲嵌到該管狀組件中之后和在施加壓力之前，該圓柱體(6)在大致整個(gè)外周上接觸所述軸套(4，5，17，18，19)和所述或者每個(gè)套圈(3，14，15，16)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在施加壓力(F)之前，將不可變形的棒插入到管狀的圓柱體(6)中。
全文摘要
一種壓縮彈簧，包括熱塑彈性體的圓柱(6)，圍繞該圓柱(6)鑲嵌一種復(fù)合組件，該復(fù)合組件包括交替的熱塑彈性體n個(gè)套筒(4’，5，17，18，19)和n－1個(gè)大致不可變形的套圈(3，14，15，16)，所述的或者每個(gè)不可變形的套圈(3，14，15，16)夾在所述套筒中的兩個(gè)之間并且環(huán)繞所述圓柱，所述套筒是這樣的環(huán)其側(cè)表面朝向該彈簧的外面彎曲。
文檔編號(hào)F16F1/40GK101014782SQ200580028338
公開日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2005年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月23日
發(fā)明者R·默頓斯 申請(qǐng)人:默頓斯公司