專利名稱：復合彈性體彈簧和固定裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及復合彈性體彈簧裝置，具體講涉及在某些負荷條件下能提供一條彈簧負荷與變形量的比率變化的曲線的中空復合彈性體彈簧裝置。
很多應用場合都希望在(或超過)某些負荷水平或變形量時能獲得負荷與變形量比率變化的曲線。由于很多彈性材料尤其是天然橡膠在單軸受壓時能提供這種彈性曲線，所以這類應用場合常選擇彈性體彈簧。除提供比率可以改變的彈性曲線外，彈性材料還能提供固有的減震性能。彈性體彈簧裝置一般采用合成或天然橡膠實心塊形式。
當成形為中空或圓筒形并與外界密封時，壓縮此中空彈性體內(nèi)的空間，彈性體彈簧裝置會產(chǎn)生附加彈性。例如，在內(nèi)部承壓時，中空彈性體彈簧裝置一般可以提供類似氣墊的彈性，或在經(jīng)節(jié)流孔等泄掉內(nèi)部的氣壓而部分收縮時，又可起減震或減負(荷)作用。對獲得的這種可變比率彈性曲線而言，這樣得到的彈簧效果提供了附加撓性。
然而，中空彈性體彈簧裝置有不穩(wěn)定的趨勢，尤其是用薄的壁形成的彈簧裝置更是如此。為了解決這一問題，某些這類結(jié)構(gòu)的彈簧裝置設有嵌于該彈性彈簧體壁內(nèi)的螺旋形線圈彈簧。按此法制得的復合彈性體彈簧裝置一般常為設有對置開口端的管狀結(jié)構(gòu)。為了在內(nèi)部承壓，必須在兩端附近建立連續(xù)密封。當該類彈簧的兩端在負荷下偏移時和彈簧壓縮后恢復其松弛狀態(tài)時，該密封有泄漏或失效的趨勢，但取決于負荷板的(在兩負荷板之間彈簧被壓縮)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明公開的復合彈簧包括一個空心彈性體和一個埋入此體內(nèi)的螺旋彈簧，該彈性體有一個封閉環(huán)狀壁，該封閉環(huán)狀壁在一個開口端和一個至少部分封閉的端壁間縱向延伸，所說螺旋彈簧有在連續(xù)延伸的管狀壁內(nèi)的螺旋形部分以及埋在至少部分封閉的端壁內(nèi)的其直徑遞減的線圈部分。本發(fā)明公開的復合彈簧還包括有在對置的兩端(至少有一端是開口的)之間縱向延伸的封閉環(huán)狀壁的一個中空彈性體;埋入所說彈性體內(nèi)的并從支承端向開口端延伸的且與開口端隔開一定距離以在該彈性體相鄰開口端處提供彈性材料密封部分的一個螺旋彈簧;一個環(huán)形圈，該環(huán)形圈的徑向部分埋入所說環(huán)狀壁內(nèi)，環(huán)形圈的外部從徑向部分延伸到該環(huán)狀壁的外部，所說徑向部分設置在該彈性體支承端與所說密封部分之間;用以把環(huán)形圈夾持在平的表面上以在壓力下使所說密封部分與該平的表面維持在不透流體狀態(tài)的裝置。
鑒于上述情況而提出的本發(fā)明，一方面提供一種復合螺旋彈簧，另一方面提供一種彈性材料以生產(chǎn)既具有螺旋彈簧彈性優(yōu)點又具有彈性材料彈性優(yōu)點的復合彈簧。
另一方面本發(fā)明提供一種其中的一端不僅是封閉而且是用對所說壁起加強作用的同樣簧圈加固的復合彈性體彈簧。
本發(fā)明又一目的是提供一種能呈現(xiàn)出種種彈性優(yōu)點的特殊幾何形狀的彈簧，例如錐形彈簧。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有一開口端和一封閉端及一個在封閉端形成的通道的復合彈性體彈簧，該通道可密封關閉或開啟以允許流體進出彈簧內(nèi)部。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種改進的壓緊結(jié)構(gòu)和密封關閉結(jié)構(gòu)，以用于具有一個或兩個開口端的并適宜于所說改進結(jié)構(gòu)的復合彈性體彈簧。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點一部分在下面的介紹中給出，另一部分或者由于下面的描述而變得顯而易見或在實施本發(fā)明中將會了解到。借助在待批的權利要求中詳細說明的方法和產(chǎn)品便可實現(xiàn)及獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點。
正如本發(fā)明具體及概括介紹的那樣，為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的及按照本發(fā)明的目的，本發(fā)明的彈簧包括一個中空彈性體和一個埋于該體中的簧圈，該彈性體至少包括一個開口端和周圍封閉的壁。在有一封閉端的環(huán)形結(jié)構(gòu)實施方案中，該簧圈包括埋于所說封閉端的直徑遞減的或螺旋形線圈的部分和埋于所說彈性體軸向延伸壁部分的用以彈性地加強所說空心體的螺旋彈性部分。
本發(fā)明的目的也可以借助在兩端的并具有任一特定形狀的彈簧開口來實現(xiàn)。例如，該彈簧可以采用兩對置的喇叭形平截頭圓錐(其小的一端連在一起)的形式，也可采用其小端連到中間的圓柱體部分的兩個端部平截頭圓錐的形式。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案，所說壁在所說開口端和封閉端間有一大致圓柱形的部分，所說的螺旋彈簧至少有一埋于所說圓柱形部分的直徑恒定的螺旋形圈部分。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方案，所說壁在開口端和封閉端間設有一大致圓錐形的部分，這時所說螺旋彈簧相應地有一圓錐螺旋形部分并且至少另外還有一個埋于所說圓錐部分小端的直徑遞減的螺旋形部分。彈簧的封閉端可以設置(但不是必需)能將適宜的受壓流體引入彈簧內(nèi)或?qū)⑵鋸膹椈蓛?nèi)排出的通道及可密封此通道的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的其他實施方案，不管是圓柱形的還是圓錐形的彈性體都設有從開口端向外凸出的環(huán)形肩狀凸出部分。一個壓緊圈可以部分埋于該肩狀凸出部分內(nèi)或覆蓋在該肩狀凸出部分上。在向下表面牽引此壓緊圈時，此肩狀凸出部分在所說開口端周圍以連續(xù)密封的方式壓住所說下表面。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案，所說壓緊圈設有一凸緣形加勁唇，當壓緊圈被壓向表面時，它覆蓋所說肩狀凸出部分的外緣并容納其凸出部分。此唇還對肩狀凸出部分的進一步變形起止擋作用。在埋入后并借助一個螺旋彈簧的最外圈支撐時，對于模壓此彈性體來說，該壓緊圈也起定位器的作用。在壓緊圈的另一實施方案中，外加勁唇向上延伸并且不阻止該肩狀凸出部分的彈性材料凸出。如在不埋入時，此壓緊圈最好設置一與肩狀凸出部分嚙合并使肩狀凸出部分僅沿其內(nèi)緣或沿相鄰的壁的外表面變形的凸緣。
在另一實施方案中，環(huán)形肩狀凸出部分有沿此肩狀凸出部分徑向面周向延伸的凸出的彈性棱。在此肩狀凸出部分及封閉件間壓縮此棱時即能確保所說彈性體和封閉件間的氣密密封。
為了確保該彈性體及封閉件之間的密封均勻和連續(xù)及確保承載對稱的特點，埋于此體內(nèi)的螺旋彈簧最好用機械方法(如磨光)予以平整，這樣簧圈至少在其開口端或其兩端呈現(xiàn)出基本平的支承面。
這樣，本發(fā)明提供了一種其封閉端能承受負荷并能直接把所受負荷轉(zhuǎn)移到彈簧壁的復合彈性體彈簧。根據(jù)所使用場合的需要，得到的這種彈性效果可為也可不為彈簧的內(nèi)壓所補償，如使用場合必須使其高度最低，由于彈簧高度的降低所引起的彈性承荷支承的損失可通過構(gòu)成圓錐形的彈性體所補償，如有必要，還可增加壁厚并使螺旋彈簧緊靠所說壁的外表面。
作為本發(fā)明組成部分之一的附圖用于說明本發(fā)明并同說明書一道對發(fā)明目的、優(yōu)點和原理予以解釋。
附

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施方案的縱剖面圖;
附圖2是本發(fā)明第二優(yōu)選實施方案的縱剖面圖;
附圖3是圖2所示的其結(jié)構(gòu)經(jīng)修改的彈簧的部分縱剖面圖;
圖4是示于圖1的其結(jié)構(gòu)經(jīng)修改的壓緊圈的部分縱剖面圖;
圖5是描述將圖1所示的彈簧用于輕型貨車平衡負荷體系(在未負荷條件下)的透示圖;
圖6是介紹圖5體系(負荷條件下)的透示圖;
圖7是介紹所說簧圈另一實施方案的部分剖面圖，其中示出了在所說彈性體中央增加的閉合的第二個壓縮件;
圖8是有開口的第二個壓縮件的彈性體的部分剖面圖;
圖9是介紹壓緊裝置與所說封閉板聯(lián)接方法的部分剖面圖;
圖10是較詳細介紹圖9所示聯(lián)接的部分剖面圖;
圖11是介紹所說壓緊裝置和封閉板第三聯(lián)接實施方案的部分剖面圖;
圖12是設置有用于將壓緊裝置固定到封閉板上的支架的壓緊圈的部分透示圖;
圖13是圖12的部分剖面圖;
圖14為一部分示圖，示出了在所說壓緊裝置中孔口的位置，這樣封閉板即可容易地和壓緊裝置分開;
圖15為設于壓緊裝置中的孔口的剖面圖;
圖16為壓緊裝置另一實施方案的剖面圖，示出了可動虎鉗圈的固定裝置;
圖17是圖16的裝置的俯示圖;
圖18是另一實施方案的透示圖，其中示出了具有兩個用中部的園柱部分相聯(lián)的向外擴張成錐形的端部的簧圈;
圖19是一等角示圖，表現(xiàn)簧圈有兩向外擴張的端部，但其中部無園柱部分;
圖20為本發(fā)明復合彈性彈簧的一個實施方案的等角示圖，其中，上部的園柱部分是從平截頭園錐部分延伸出來的;
圖21為本發(fā)明的具有非對稱結(jié)構(gòu)形狀的復合彈性體彈簧的等角示圖。
圖1示出的本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中有標號為10的中空彈性體和埋入體10內(nèi)的標號為12的螺旋彈簧。體10包括開口端14、封閉端16和環(huán)形橫剖面壁18。螺旋彈簧12的一端有相鄰開口端14的埋于壁18中的直徑不變的螺旋形圈20，螺旋彈簧12的另一端有埋于封閉端16中的直徑遞減的螺旋形圈22，所說實施方案中的螺旋形圈22有4匝。
壁18在開口端14和封閉端16間有一圓柱部分，在此實施方案中，螺旋彈簧12在直徑恒定的20和直徑遞減的22間設有另外三個直徑恒定的螺旋形圈24、26和28。同20一樣，如圖1所示，這三個螺旋形圈埋入壁18的圓柱部分。如圖1所示，可通過壓開口端14使其靠向下表面30來實現(xiàn)14和30間的密封?？捎貌糠智度霃拈_口端14徑向向外凸出的肩狀凸出部分34中的壓緊圈32來實現(xiàn)這一實施方案。對壓緊圈32的支撐是沿其內(nèi)凸邊通過圈20的經(jīng)機械平整的無效圈來實現(xiàn)的。如果把圈32適當?shù)刂糜谌?0上，當模壓彈簧10時，圈32可在確保圈12的適當定位中起到導向作用。在體10的內(nèi)部受壓時，圈32可剛性地防止肩狀凸出部分34的內(nèi)徑向內(nèi)翻卷。
圈20平整的無效圈是用一般的成形方法(如成形或磨)予以成形的。從把螺旋彈簧傾斜的若干圈轉(zhuǎn)變?yōu)榛旧吓c該螺旋彈簧軸線方向垂直的端部支撐這一角度看，本發(fā)明的彈簧的這一特點很重要。
壓緊圈32還包括一凸緣形唇36。當圈32被向下向肩狀凸出物牽引時，唇36最好蓋住34的外緣并限定34向外的凸出部分，正如將予以介紹的那樣，唇36可以朝上，同圖1所示的方向相反使34的凸出部分不受限制。此種結(jié)構(gòu)也有助于給圈32提供所希望的剛性。在圖1所示的例子中，當唇36與表面30接觸時，36還起止擋的作用。從而防止34進一步壓縮。兩個如圈32那樣結(jié)構(gòu)相同或類似的圈可用于使開口管的兩端保持密封狀態(tài)并實現(xiàn)密封。
幾個固定螺栓等距離地置于34周圍，當壓緊時，向下牽引圈32到34上并將34壓到表面30上。圖1中僅示出了兩個螺栓，其標號為38和40。這些螺栓貫穿在34上形成的孔并由表面30下面的螺母(未示出)固定。為了有利于表面30和肩狀凸出部分34間實現(xiàn)緊的壓力密封，34的底表面有一個或多個形狀可變的環(huán)形臺階42，當壓向表面30時，臺階42在開口端14的開口周圍形成一連續(xù)的密封。
圖4示出了另一種形式的壓緊圈，此結(jié)構(gòu)中，壓緊圈有與相鄰34底部的壁18的外表面相配套的實心凸緣44。當圖4中的壓緊圈被向下向表面30牽引時，34緊壓表面30并形成一連續(xù)的密封，與圖1所示的壓緊圈32不同，凸緣44把集中的壓力沿其內(nèi)緣施于34的上表面。當彈簧內(nèi)部承壓時，壓緊力的這種集中有助于阻止34的上升。與圖1中所示的34不同，圖4中的34在緣46(在螺栓38的暴露部分)終止。這允許34在螺栓38間不受限制地凸出，卻使彈性體橫向受限。當體10的內(nèi)部增壓時，防止了34的內(nèi)徑向里翻卷。
圖1中的體10是細長的，然而在某些使用場合，希望降低彈簧的高度，而且希望通過減小直徑或減少埋在封閉端的螺旋形圈所得到的回彈彈性效果能得以維持。根據(jù)本發(fā)明的第二個優(yōu)選實施方案。所說彈簧的壁在所說開口端和封閉端間有一大致錐形的部分，并且螺旋彈簧12可以至少有一個附加的埋于該錐形部分的直徑遞減的螺旋形圈22，該實施方案示于圖2中，為簡要起見，示于圖2中的相應于圖1中的部件在這里不再作進一步介紹。但其編號相同，僅在這些部件的編號的右上方加有“′”符號。
如圖2所示，于開口端14′和封閉端16′間的外壁18′大致為圓錐形的。在此實施方案中，螺旋彈簧12′(圓錐形螺旋圈)有三個埋于壁18′中的直徑遞減的螺旋形圈48、50和52。圖2中的彈簧可用圖1或4的壓緊圈夾緊。然而，如果彈簧10的內(nèi)部不承壓，則不需要壓緊。
示于圖2的螺旋彈簧的力-變形量曲線可如圖3所示通過改變壁18′的厚度或外形來控制，也可以通過改變12′與18′的內(nèi)外表面的相對位置來改變。如將彈簧螺旋線圈48，50，52和22′靠近18′的外表面設置，所說力-變形量曲線則會更陡。即彈簧10響應軸向變形量的剛性增加。
如圖3中的虛線54和56所示，所獲得的彈性曲線也可通過所畫的18′的內(nèi)表面來予控制。如虛線54所示，如果壁18′的上部分比下部分薄，所得到的力-變形量曲線趨于更陡，或者說彈簧的剛性更大。相反，如虛線56所示的那樣，如果18′的上部分比下部分厚，則彈簧的剛性較小。
如圖2所示，封閉端16′設有卸荷通道58。在彈簧10內(nèi)部承壓的使用場合，該通道可以被密封關閉。僅當彈簧10固定并密封到一個底面30上時10的內(nèi)部才會承壓。在圖示的例子中，用向上穿過卸荷通道58的螺栓62使墊圈60緊壓封閉端16′以密封卸荷通道58。62也穿過蓋在上面的負荷板64。螺母66固定到螺栓62的凸出的暴露端，并且當螺母66固緊螺栓62時，將墊圈60緊緊壓向封端16′的內(nèi)部，從而將58密封。如希望開啟58，則松開螺栓62，這樣受壓流體通過螺栓62穿過58。
如圖5、6所示，示于圖1的彈簧用作輕型貨車車架68的平衡負荷懸掛。作此種運用時，將該彈簧充氣，為負荷底板提供承載能力和平衡負載能力，底板在支撐后輪軸72的兩后片彈簧的上面或與片簧相鄰。圖中僅示出了一個后片彈簧，其編號為70。同以往的與負荷底板在任何時候(包括震動或回彈條件下)均保持接觸的平衡負荷裝置不同，本發(fā)明申請的平衡負荷裝置僅當所說車架或負荷底板負荷時并且相對底盤偏移預先確定的量后才提供彈性負荷支承。一旦此種情況發(fā)生，平衡負荷懸掛即生效并能對增加的重物提供支承負荷和平衡負荷的能力。此種場合需要兩個彈簧組件，分別在后輪軸72每一端的附近，或在兩后片彈簧附近或覆蓋在該兩后片彈簧上。為繪圖方便，僅示出了左側(cè)的彈簧組件并作了詳細描繪。對于在圖1中已作了說明的相應部件編以相同的序號，但在右上角注有“′”符號。
參見圖5和6，圖1所示的彈簧垂直裝于兩隔開的承負支座間，封閉端16面朝上，該彈簧也可放置于片簧70和車架68間，上支座74從68橫向伸出并固定于68上，下支座76用兩個U形螺栓78和80固定并且與后輪軸72成橫向關系放置于片簧70上。在圖5所示的未負荷條件下，封閉端16和支座74之間形成一空間。
如圖6所示，輕型貨車裝載到一定重量時，車架68向下偏移直至支座74慢慢與封閉端16接觸，如圖所示，如果還要裝載，負荷底板68進一步偏移從而壓縮在68和76間或在74和76間的彈簧。隨著偏移程度加大，除了片簧或貨車的其他懸掛件外，所說彈簧也提供負荷支承。然而，由于圖1所示的彈簧提供的彈簧剛度是可變的，在接觸到底之間懸掛就變硬了。這比僅用片彈簧提供了更符合希望的減震性能。
為了調(diào)平車架68，可通過外壓源(未示出)或所說貨車所帶的壓源送入流體以使圖5所示的彈簧承壓。如需要的話，經(jīng)壓力管線82送入彈簧內(nèi)部的工作流體的量可根據(jù)送入對置的彈簧組件(未畫出)內(nèi)的工作流體的量來控制，以在貨車一側(cè)或另一側(cè)上產(chǎn)生不同的感應于壓力的力。這可以將68調(diào)平到希望的程度。這種懸掛裝置可用于其他類型車輛，以相對底盤調(diào)平彈性體即升降該彈性體。
圖2所示的彈簧10是作為剛度遞增的承載彈簧(例如用于靠椅中的)來使用的。圖2所示的彈簧10特別適用于彈簧的高度或長度受到空間嚴格限制的場合。這時，當沿彈簧中心軸線施力使圈22′偏移時，直徑遞減的圈22′會向里偏移足夠的量以對彈性負荷提供支承?？梢栽谝部梢圆辉趦?nèi)部對圖2所示的彈簧施加壓力。
圖1和2所示兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是螺旋彈簧10和彈性體分擔不同程度的負荷。當圖1所示的彈簧替代氣墊或作為氣墊的替換品時，可按一定尺寸制造該螺旋彈簧，這樣，即使外壓源損失或拆去了，它也仍具有足以維持運行的承載能力。
如圖7所示，中空彈性體10具有凸出于封閉端16內(nèi)表面的第二個壓縮件112。圖7介紹了密封或封閉的第二個壓縮件112，而圖8示出了開口的第二個壓縮件112，其中設有當壓縮彈性體10時可讓工作流體溢出的孔口114。設置的孔口114也可讓液壓減震器的軸或汽車懸架支柱通過。圖7和8示出的第二個壓縮件112和帶或不帶直徑遞減的圈22的封閉端16相聯(lián)。
在前面介紹的實施方案中，本發(fā)明的彈簧在其開口端的封閉是通過這樣的方法實現(xiàn)的，即，使圈32緊壓裝置的板狀部件的表面，該部件如圖5和6所示的實施例中的負荷支座76一樣限定下表面。圖9-20示出了各種獨立的彈簧實施方案。
圖9所示的是本發(fā)明的一個獨立的實施方案，其中經(jīng)修改的壓緊圈132與有向下并向外成喇叭形的周緣96的封閉板94連接。132有一上部徑向凸緣132b(為了固定在模壓的彈性體10中，132b上設有隔開的槽132c)和一垂掛的圍裙部分132d。132d有向內(nèi)呈環(huán)形的嚙合凸緣92以擋住和嚙合封閉板94的周緣96。
如圖10所示，限定彈性體10開口端的肩狀凸出部分34有一徑向端面，從此端面伸出一對連續(xù)的環(huán)形棱90。將封閉板94壓入圈132時，彈性環(huán)形棱90彈性變形同封閉板94密封狀嚙合使中空彈性體10周圍形成氣密性密封。
為簡化安裝，封閉板94最好在周緣96上設置彼此隔開的槽98。這些槽98使封閉板94的周緣96具有柔性從而有利于將板94插入壓緊圈132。由于用力迫使圍裙部分132d向外翻將與壓緊圈132固有的抗壓能力和圍裙132d的自然彎曲相對抗，所以在壓緊圈132的圍裙部分132d上設置一些缺口則不能獲得同樣的柔性。
圖9與11主要在壓緊圈132周裙部分和封閉板94的結(jié)構(gòu)上稍有不同。如圖9所示，嚙合凸緣92由一個從壓緊圈132的周裙部分132d向里壓制出的偏移的邊緣部分形成，如圖11所示，在壓緊圈132″圍裙部分132d″上的凸緣92″是圍裙周緣向里變曲的一部分。
圖12示出了板94和所說壓緊圈的另一種固定方式。如圖13所示，壓緊圈132'''有多個從向下延伸的圍裙部分132d'''向里凸的周向間隔的支架100，支架100向里延伸到可以與封閉板94的周緣96嚙合的地方以防止封閉板94與壓緊圈132'''脫離。圍裙132d'''設有相互隔開的槽102以便使壓緊圈132'''具有更大的柔性。
在圖9-13所示的每一實施方案中，凸緣92或支架100以一定方式嚙合板94的周緣96以達到這樣的程度，即在裝配好板94和圈132以后，密封棱90被壓縮。這樣，如果所說板和圈的尺寸適當，即能獲得棱90和板94間的最佳密封壓力。
還應注意到圈132的徑向凸緣部分從彈性體10的肩狀凸出部分34內(nèi)部向外延伸。由于徑向凸緣部分這樣向外延伸，從而提供了一個向上的外夾緊表面，在裝配過程中，借助此表面，用合適的工具，不用壓縮彈性體10(相反利用彈性體10)即可把板94拽入圈132內(nèi)。
圖14、15示出了本發(fā)明圖9的實施方案，增加的特征是貫穿壓緊圈132圍裙部分的孔104。如將工具106放到此孔104中即能從壓緊圈132中卸下封閉板94。這樣即能將封閉板94與中空彈性體10分開。
圖16、17是本發(fā)明的另一實施方案，在此實施方案中，環(huán)狀的、完全繞所說體10開口端延伸的壓緊圈232的徑向斷面為大致半圓形的，從而形成了相對平的中心部分232a，壓緊圈232有孔或槽232b，以便能固定在體10的彈性材料內(nèi)，壓緊圈232還有圓形的內(nèi)外緣232c和232d，在此實施方案中，由于圓形周緣294a的原因，所以封閉板294為盤形結(jié)構(gòu)。294a在截面上是圈232的外緣232d的鏡像，這樣，當封閉板294與圈232對準時，該板和圈在其外緣處成一向外的凸形。由于這種拼合成的凸形，借助一個帶式卡236即能使封閉板294和圈232彼此有效受壓，這樣環(huán)狀棱90壓緊封閉板294而實現(xiàn)密封。由于在夾緊壓力下封閉板294和壓緊圈232不能相互穿過，所以封閉板294和壓緊圈232不會使環(huán)形圈90超載。
在圖16和17的實施方案中，封閉板294可用焊點298固定于設有凹狀交叉通道302(有接納裝配螺栓306的開口向外的槽304)的安裝支架300上。此外，通道302還起容納和保護部件308的作用，加壓液體可經(jīng)308及封閉板被引入。
本發(fā)明的彈簧可以采用不同的形狀以適應不同的及特定的應用場合。圖18、19和20分別示出了中空彈性體110a和110b的另外一些實施方案。圖18示出的喇叭形彈性體110a的中間部分是一圓柱體120，兩端是兩個對置的與中間部分的相應端部相連的喇叭形平截頭圓錐部分122。圖19示出的是小端聯(lián)接在一起的兩個平截頭圓錐，中間未設置圓柱部分120。在上述兩種情形中，圓錐體部分122a和122b的喇叭口朝向彈性體的兩個對置的開口端。圖20示出了復合彈簧實施方案110c，其中一個圓柱形的上體部分120c是從一個大致喇叭形的平截頭圓錐底部122c延伸出的。圖21示出了具有非對稱結(jié)構(gòu)彈性體120d的復合彈性體彈簧110d。該彈簧實施方案打算用于下述場合，即由于空間限制和/或在特定負荷條件下的彈簧阻力需要這種非對稱彈簧形狀的那些場合。雖然在這些附圖中未予以詳細描繪，但所有實施方案在對置的兩端是開口的，而且可用前面介紹的任何一種結(jié)構(gòu)的封閉板予以封閉。
為了說明和解釋，前面披露了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，無意窮盡和限制所披露的實施形式的細節(jié)，根據(jù)上述教導或在實施本發(fā)明的實踐中可作種種修改或變動，選擇和介紹的這些實施方案是為了解釋本發(fā)明的原理和其實際應用，以使本領域普通技術人員能夠利用本發(fā)明的各種實施方案以及適合于特定用途的某些特定修改方案。本發(fā)明的范圍是由其申請待批的權利要求及其等同物限定的。
權利要求
1.一種復合彈簧，該彈簧包括一個中空彈性體和一個埋在所說彈性體中的螺旋彈簧，所說彈性體有一在開口端和至少部分封閉的端壁間縱向延伸的封閉環(huán)狀壁，所說螺旋彈簧有一個在連續(xù)延伸的管狀壁內(nèi)的螺旋形部分以及一個埋在至少部分封閉的端壁內(nèi)的直徑遞減的線圈部分。
2.權利要求1的復合彈簧，其中所說的環(huán)狀壁在所說開口端和所說封閉端壁間大致為圓柱形結(jié)構(gòu)，其中所說的螺旋彈簧的螺旋形部分在所說環(huán)狀壁的長度上直徑不變。
3.權利要求1的復合彈簧，其中所說環(huán)狀壁在所說開口端和所說封閉端壁間大致為圓錐形結(jié)構(gòu)，其中埋于所說圓錐環(huán)狀壁中的所說螺旋彈簧的螺旋形部分具有一相應的圓錐形形狀，所說直徑遞減的線圈部分和所說螺旋形部分分別設置在離所說端壁和所說環(huán)狀壁的外表面比離所說端壁和所說環(huán)狀壁內(nèi)表面近的位置上。
4.權利要求3的復合彈簧，其中所說環(huán)狀壁的厚度在與所說開口端相鄰的部分最大，并且向所說封閉端壁方向逐漸減小，或者所說環(huán)狀壁厚度在與所說封閉端壁相鄰的部分最大，向所說開口端方向逐漸減少。
5.權利要求2的復合彈簧，其中所說封閉端壁包括一個通道，還包括用于密封所說通道的裝置，其中所說彈性體包括一個從鄰近所說開口端的環(huán)狀壁向外凸出的環(huán)形肩狀突出部分，還包括使所說肩狀突出部分緊貼于一表面上以在所說開口端周圍形成連續(xù)密封的裝置。
6.權利要求3的復合彈簧，其中所說封閉端壁包括一個通道，還包括能密封所說通道的裝置，其中所說彈性體包括一個從鄰近所說開口端的環(huán)狀壁向外凸出的環(huán)形肩狀突出部分，還包括使所說肩狀突出部分緊貼于一表面上以在所說開口端周圍形成連續(xù)密封的裝置。
7.權利要求5的復合彈簧，其中所說的使所說肩狀突出部分壓緊一表面的裝置包括一個部分埋于所說肩狀突出部分內(nèi)的圈，所說圈有一個與所說螺旋彈簧嚙合的部分及一個當施力于所說圈上使所說肩狀突出部分緊貼一表面時使所說圈基本上連續(xù)支撐于所說肩狀凸出部分的凸緣形加勁唇。
8.權利要求5的復合彈簧，其中所說的使所說肩狀凸出部分壓緊一表面的裝置包括一個可蓋在所說肩狀凸出部分上的圈，所說圈有一個可與相鄰所說肩狀凸出部分的所說壁外表面對齊的凸緣，該圈的寬度小于所說肩狀凸出部分，這樣，施力于所說圈上時，沿所說肩狀凸出部分內(nèi)緣在所說肩狀凸出部分上增加變形。
9.一種用于一端有凸緣的管狀彈性體彈簧的壓緊裝置，該壓緊裝置包括一個埋于所說那一端內(nèi)的圈，該圈包括一彎曲部分，該部分接在一個唇的與所說凸緣相鄰的另一緣上，當壓緊力施加到所說圈上時，在所說圈和一個下表面間的所說凸緣被壓縮，直到所說唇接觸所說表面。
10.一種用于車輛的平衡負荷懸掛裝置，該裝置包括兩隔開的壓力操作的平衡負荷組件，這兩個組件分別置于一個軸和兩個在車身上橫向隔開的定位器之間;僅當所說車身負荷超過預定量后，才使所說平衡負荷組件與所說車身和所說軸中的一個接觸的裝置;用不同流體壓力有選擇地操作負荷組件來控制這些組件的裝置，每一個所說負荷組件包括一個一端封閉的復合彈性體，該彈性體帶有一個其中一部分埋于所說封閉端的線圈，當所說車身負荷超過預定量和低于預定量時，與之相應，所說封閉端與所說車身和所說軸中的一個接觸和脫開。
11.一種復合彈簧，該彈簧包括一繞中心軸周向封閉形成一中空彈性體的彈性壁，所說彈性體包括軸向偏離第二端的第一端，所說螺旋彈簧大致從第一端延伸至第二端形成一復合彈性體的復合彈性壁。
12.權利要求11的復合彈簧，其中所說復合彈性壁從第一端到第二端至少有一部分平行于中軸并形成至少一部分圓柱體。
13.權利要求11的復合彈簧，其中所說復合彈性壁從第一端向第二端收斂形成一個平截園錐部分。
14.權利要求11的復合彈簧，其中所說復合彈性壁從第一端和第二端沿中軸線收斂于同一點。
15.權利要求11的復合彈簧，其中所說復合彈性壁從第一和第二端分別收斂于第一點和第二點，所說復合彈性壁在所說第一點和第二點之間平行于中軸線。
16.權利要求11的復合彈簧，其中所說復合彈性壁具有不規(guī)則的幾何形狀。
17.權利要求11的復合彈簧，其中所說復合彈性壁的厚度不均勻。
18.權利要求11的復合彈簧，其中所說螺旋形彈簧絲至少一端是經(jīng)過平整的，這樣，所說螺旋彈簧至少在一端有一個基本上平的表面。
19.權利要求11的復合彈簧，其中還包括一個沿周緣與復合彈性壁(至少第一端)相連的彈性端部，其中所說螺旋彈簧至少有一部分螺旋卷繞在彈性端部內(nèi)，形成一個復合彈性端部;在預先確定的位置上設置的第二個壓縮件，該壓縮件位于由復合彈性壁形成的腔內(nèi)，第二個壓縮件從彈性端部向第二端部延伸一個預定的距離;一個穿過第二個壓縮件將所說腔與復合彈性體外部連通的孔，當復合彈性體被壓縮時，該孔能使所說腔內(nèi)所含氣體逸出，或一個能讓一細長體可密封地從中貫穿而過的孔，該孔穿過第二個壓縮件將所說腔與復合彈性體外部連通。
20.權利要求11的復合彈簧，該復合彈簧包括一密封板，該密封板為一有底、頂和周緣的基本上平的壁，該密封板與復合彈性體的第二端可動嚙合，該密封板的周緣與中軸線成一定角度形成一密封板圍裙;與所說復合彈性體第二端連接的一個壓緊裝置，所說壓緊裝置包括一塊有頂、底、內(nèi)周緣和外周緣的環(huán)狀板，其中所說外周緣從所說環(huán)狀板底部與中軸線成一定角度延伸成壓緊裝置的圍裙;一個沿壓緊裝置周緣設置的唇，該唇的目的是使密封板周緣與壓緊裝置周緣可動摩擦嚙合，這確保了密封板與所說第二端嚙合并在第二端和密封板間形成氣密性密封，或者不用所說的唇，而用可動的環(huán)繞并接觸壓緊裝置圍裙和密封板圍裙的夾緊圈，加壓迫使壓緊裝置圍裙和密封板圍裙相互靠緊以保證所說密封板嚙合第二端形成氣密性密封。
21.權利要求11的彈簧，該彈簧還包括一塊有底部、頂部和周緣的基本為一平的壁的密封板，該密封板可移動地嚙合所說復合彈性體第二端，密封板的周緣在所說密封板頂部與中軸線成一定角度設置成一密封板圍裙;附裝在復合彈性體第二端的一個壓緊裝置，該壓緊裝置包括一塊有頂、底、內(nèi)周緣和外周緣的環(huán)狀板，其中，所說壓緊裝置的外周緣從所說環(huán)狀板底部與中軸線成一定角度延伸成一壓緊裝置圍裙，為與密封板的周緣可移動嚙合，該壓緊裝置圍裙沿周向間隔設置若干支架。
22.權利要求11的復合彈簧，其中還包括至少一個在所說第二端上沿周邊設置的與所說密封板可變形嚙合的彈性突出部分。
23.權利要求11的復合彈簧，其中還包括若干在密封板的周緣上切出的槽，以便增加柔性和簡化與壓緊裝置的摩擦嚙合。
24.權利要求11的復合彈簧，該彈簧包括若干在壓緊裝置的周緣上切出的槽，以便增加柔性和簡化與密封板的摩擦嚙合。
25.權利要求11的復合彈簧，該彈簧還包括間隔地設置在所說壓緊裝置外周緣的若干孔，以便插入工具幫助所說壓緊裝置從所說密封板上移開。
26.一種復合彈簧，該彈簧包括一個中空彈性體，它有一在對置的兩端間縱向延伸的封閉環(huán)狀壁，所說彈性體至少一端是開口的;一個螺旋彈簧，它埋于所說彈性體內(nèi)并從一支承端延伸到開口端附近且與開口端隔開一定距離，在所說彈性體開口端附近提供一個彈性材料密封部分;一個環(huán)形圈，它有一個埋在所說環(huán)狀壁內(nèi)的徑向部分和一個從所說徑向部分延伸到所說環(huán)狀壁外部的外部部分，所說徑向部分設置在所說彈簧支承端與所說密封部分之間;相對于一個平的表面限制所說環(huán)形圈的裝置，以便在壓力下使密封部分與所說平的表面不透流體地保持接觸。
27.權利要求26的復合彈簧，其中所說支承端是由所說螺旋彈簧經(jīng)平整的無效圈限定的。
28.權利要求26的復合彈簧，其中密封部分在所說環(huán)狀壁的內(nèi)表面包括一朝密封唇拔梢的端面。
29.權利要求26的復合彈簧，其中所說環(huán)形圈的外部部分有容納螺栓的環(huán)形區(qū)域，以將所說密封部分與所說平的表面壓緊。
30.權利要求26的復合彈簧，其中所說環(huán)形圈的外部部分有一大致軸向的部分，它限制所說徑向部分與所說平的表面之間的距離，這樣，通過所說軸向部分與平的表面的接觸限制了施于所說密封部分上的壓力。
31.一種復合彈簧，該彈簧包括一個中空彈性體，它有一在對置的兩端間縱向延伸的封閉環(huán)狀壁，所說彈性體至少一端是開口的;一個螺旋彈簧，它埋于所說彈性體內(nèi)并從一支承端延伸到開口端附近且與開口端隔開一定距離，在所說彈性體開口端附近提供一個彈性材料密封部分;一個環(huán)形圈，它有一個埋在所說環(huán)狀壁內(nèi)的徑向部分和一個延伸到所說環(huán)狀壁外的外部部分，所說徑向部分設置于所說支承端與所說密封部分之間;一塊密封板，它封閉所說開口端且有一個嚙合所說密封部分的平的表面;相對于所說平的表面限制所說環(huán)形圈的裝置，以便在壓力下使密封部分與所說平的表面不透流體地保持接觸。
32.權利要求31的復合彈簧，其中所說彈性體的至少一個開口端包括至少一條從其上突出的連續(xù)密封的棱，所說棱與所說平的表面嚙合并密封該表面。
33.權利要求31的復合彈簧，該彈簧包括從所說彈性體至少一個開口端突出以嚙合所說平的表面的一對徑向隔開的連續(xù)密封棱。
34.權利要求31的復合彈簧，其中所說環(huán)形圈的外部部分軸向延伸超過所說至少一個的開口端，并且包括一個軸向與至少一個所說開口端相隔開的向內(nèi)的凸緣，其中所說密封板包括一個由所說平的表面變形成的周緣，以嚙合所說凸緣。
35.權利要求34的復合彈簧，該彈簧包括把徑向柔性賦予至少一個所說外部部分和所說變形周緣的裝置。
36.權利要求31的復合彈簧，其中所說環(huán)形圈的外部部分是由所說環(huán)形圈的一個周緣限定的，所說環(huán)形圈從所說徑向部分向所說開口端方向變形，所說密封板有一個補償變形的周緣，當所說密封部分被壓縮時，密封板的周緣嚙合所說環(huán)形圈的周緣。
37.權利要求36的復合彈簧，該彈簧包括使所說環(huán)形圈壓緊所說密封板的周邊夾緊裝置。
38.一種復合彈簧，該彈簧包括一個中空彈性體，它有一在開口端和與開口端對置的另一端之間縱向延伸的封閉環(huán)狀壁;一個螺旋彈簧，它埋于所說彈性體內(nèi)并從一支承端延伸到開口端附近且與開口端隔開一定距離，以便在所說開口端附近提供一個彈性材料密封部分;有一塊密封板的裝置，該密封板緊壓所說密封部分以使彈性體開口端密封;一個在所說對置端的彈性封閉壁，它包括軸向向著所說密封板突出的中心部分，以便根據(jù)彈性體長度的減少提供輔助壓縮件，而彈性體長度的減少歸因于作用在所說復合彈簧兩對置端的壓縮負荷。
39.權利要求38的復合彈簧，其中所說彈性封閉壁的所說中心部分包括一端部孔。
全文摘要
本發(fā)明的彈簧包括一個有封閉端和開口端的復合彈性體。一個螺旋彈簧埋在彈性體壁內(nèi)并對該壁和封閉端起加強作用。該彈性體可根據(jù)對彈簧功能的需要而呈圓柱、圓錐或其他形狀。也可為沙漏形或兩端有凸緣的圓柱形的。除通常獲得的變比率的負荷-變形關系外，彈簧還可內(nèi)部承壓，以提供負載平衡能力和氣墊效果。此外，可設置一塊密封板將螺旋彈簧開口端密封。
文檔編號F16F3/10GK1068632SQ92103960
公開日1993年2月3日 申請日期1992年4月28日 優(yōu)先權日1991年4月29日
發(fā)明者H·尼爾·佩頓 申請人:H·尼爾·佩頓