CN103256329A - 可调螺旋压簧长度的收簧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可调螺旋压簧长度的收簧装置，包括固定件，该固定件上安装有一可转动的旋转轴，该旋转轴的延伸方向与螺旋压簧的延伸方向相同；该旋转轴的一端设有收簧器，该收簧器随旋转轴转动，该收簧器具有容置空间，该收簧器上设有通孔，该通孔至旋转轴之轴线的距离等于螺旋压簧的螺旋半径；该旋转轴的另一端设有限位器；藉此，通过利用固定件固定螺旋压簧的一端，并配合旋转轴带动收簧器转动而使得螺旋压簧从通孔进入容置空间中收折或者释放出容置空间外延伸，如此实现了螺旋压簧的长度调节，取代了传统之长度固定不变不可调整的方式，从而可根据实际情况的需要改变螺旋压簧的刚度，给使用带来很大的便利性。

Description

可调螺旋压簧长度的收簧装置

技术领域

本发明涉及螺旋压簧领域技术，尤其是指一种可调螺旋压簧长度的收簧装置。

 

背景技术

压簧(Compression Spring)是承受轴向压力的螺旋弹簧，因能承受压力，两端可为开式或闭式或绕平或磨平，它所用的材料截面多为圆形，也 有用矩形和多股钢萦卷制的，弹簧有等节距和变节距的，压缩弹簧的形状有：圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形以及少量的非圆形乃至各种尾端之变体，压簧的圈与圈之间有一定的间隙，当受到外载荷时弹簧收缩变形，储存变形能。

压簧为所有弹簧种类中最被广泛运用的一种，产品运用范围广及电子、电机、计算机、信息、汽机车、自行车、五金工具、家具、礼品、玩具、乃至国防工业，因其设计与原理易于掌握，制造控制也最为简单。然而，目前的压簧通常情况下长度固定不变并不可调整，从而不能根据实际需要调整压簧的长度以改变压簧的刚度，给使用带来不便。

 

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种可调螺旋压簧长度的收簧装置，其能有效解决现有之压簧长度不变并不可调整给使用带来不便的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种可调螺旋压簧长度的收簧装置，包括有用于固定螺旋压簧一端的固定件，该固定件上安装有一可转动的旋转轴，该旋转轴的延伸方向与螺旋压簧的延伸方向相同；该旋转轴的一端设置有收簧器，该收簧器随旋转轴转动，该收簧器具有用于收纳折叠之螺旋压簧的容置空间，该收簧器上设置有供螺旋压簧进入前述容置空间的通孔，该通孔至旋转轴之轴线的距离等于螺旋压簧的螺旋半径；该旋转轴的另一端设置有用于阻止旋转轴上下移动以使得收簧器在固定位置上工作的限位器；随旋转轴的转动，该收簧器转动而使得螺旋压簧从通孔收进容置空间中并缠绕于旋转轴外或者使得螺旋压簧从通孔释放出来。

作为一种优选方案，所述固定件为支承板，该旋转轴的上下两端分别穿过固定件的上下表面，该收簧器固定于旋转轴的上端，该限位器固定于旋转轴的下端。

作为一种优选方案，所述固定件为支承板、支承座或支承架。

作为一种优选方案，所述收簧器呈爪状、管状或盒状。

作为一种优选方案，所述收簧器固定安装于旋转轴的端面上。

作为一种优选方案，所述限位器通过胶结、焊接或紧固件固定于旋转轴上。

作为一种优选方案，所述限位器与旋转轴一体成型。

作为一种优选方案，所述限位器为齿轮或能阻止旋转轴在轴向窜动的构件。

作为一种优选方案，所述旋转轴上固定安装齿轮或手柄接口。

 

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

一、通过利用固定件固定螺旋压簧的一端，并配合旋转轴带动收簧器转动而使得螺旋压簧从通孔进入容置空间中收折或者释放出容置空间外延伸，如此实现了螺旋压簧的长度调节，取代了传统之长度固定不变不可调整的方式，从而可根据实际情况的需要改变螺旋压簧的刚度，给使用带来很大的便利性。

二、通过设置有限位器，利用限位器阻止旋转轴在轴向窜动以使得收簧器在固定位置上工作，同时通过采用齿轮作为限位器或者在旋转轴上安装有齿轮或手柄接口，以便通过机械传动或人工方式转动旋转轴，从而使得对螺旋压簧的长度调节操作更加简便。

 

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例的截面示意图；

图2是本发明之较佳实施例中无收簧装置状态下受压与不受压的对比示意图；

图3是本发明之较佳实施例中有收簧装置状态下受压与不受压的对比示意图；

图4是本发明之较佳实施例中无收簧装置状态下定长预压缩的对比示意图；

图5是本发明之较佳实施例中有收簧装置状态下定长预压缩的对比示意图。

附图标识说明：

10、螺旋压簧                           20、固定件

30、旋转轴                             40、收簧器

401、容置空间                          402、通孔

50、限位器                             101、螺钉

具体实施方式

请参照图1至图5所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有用于固定螺旋压簧10一端的固定件20。

该固定件20为支承板、支承座或者支承架等，在本实施例中，该固定件20为支承板，该固定件20上安装有一可转动的旋转轴30，该旋转轴30的延伸方向与螺旋压簧10的延伸方向相同，在本实施例中，该旋转轴30的上下两端分别穿过固定件10的上下表面。

该旋转轴30的上端设置有收簧器40，该收簧器40随旋转轴30转动，该收簧器40呈爪状或盒状，在本实施例中，该收簧器40呈盒状，该收簧器40通过螺钉101固定安装于旋转轴30的上端面上，该收簧器40具有用于收纳折叠之螺旋压簧10的容置空间401，该收簧器40上设置有供螺旋压簧10进入前述容置空间401的通孔402，该通孔402至旋转轴30之轴线的距离等于螺旋压簧10的螺旋半径，以使得螺旋压簧10保持原有的弧度不变形。

该旋转轴30的下端设置有用于阻止旋转轴30在轴向窜动以使得收簧器40在固定位置上工作的限位器50，该限位器50可通过胶结、焊接或紧固件等固定于旋转轴30上，当然，该限位器50亦可与旋转轴30一体成型，该限位器50为齿轮，以便通过机械传动方式带动旋转轴30转动，该限位器50亦可为普通限位件，并于该旋转轴30上另外固定安装齿轮、其它传动轮或手柄接口，以便通过机械传动或人工方式转动旋转轴30。

工作时，随旋转轴30的转动，该收簧器40转动而使得螺旋压簧10从通孔402收进容置空间401中并缠绕于旋转轴30外，从而使得收簧器40螺旋压簧10变短，当方向转动时，螺旋压簧10从通孔402释放出来，使得螺旋压簧10变长。

详述本实施例的运用特性如下：

1. 使螺旋压簧10弹性刚度改变（如图2和图3所示）

螺旋压簧10的下端固定，在螺旋压簧10的上端施加压力

         F＝kX

F－压力（与弹力大小相等方向相反）

k－螺旋压簧10弹性刚度

X－螺旋压簧10压缩轴向变形量

N－螺旋压簧10圈数

x－每圈螺旋压簧10压缩轴向变形量

n－收进容置空间401内的螺旋压簧10圈数

k′－减少n圈后的螺旋压簧10弹性刚度

X′－减少n圈后的螺旋压簧10压缩轴向变形量

∵  X＝Nx

∴  F＝kNx

利用收簧装置把n（n＜N）圈螺旋压簧10收进容置空间401内，实际参与工作的螺旋压簧10为（N－n）圈，现对该螺旋压簧10施加的轴向压力F不变，则每圈螺旋压簧10压缩轴向变形量x同样不变，因此

F＝k′X′

F＝k′（N－n）x

k′（N－n）x＝kNx

k′＝kN／（N－n）

∵  N＞n   N／（N－n）＞1 

∴  k′＞k     X′＜X

即增大了螺旋压簧10弹性刚度，在相同作用力下形变减小，感觉变硬；反之，把容置空间401内的螺旋压簧10逐渐释放，就可减小螺旋压簧10弹性刚度，在相同作用力下形变增大，感觉变软。

2. 使处于定长预压缩的螺旋压簧10在收簧状态下变软（如图4和图5所示）

设螺旋压簧10自由状态下的长度为L，施加预紧张力f，使螺旋压簧10长度变为L₀

    f＝kX

预变形量  X＝L－L₀

把n圈螺旋压簧10收进容置空间401后，自由长度变为L1

    L1＝L（1－n／N）

施加预紧张力f′，仍使螺旋压簧10预紧长度为L₀

    f′＝k′X′

预变形量  X′＝ L₁－L₀

             ＝L（1－n／N）－L₀

减少n圈后的螺旋压簧10弹性刚度 k′＝kN／（N－n）

    ∵  f－f′＝k L₀ n／（N－n）＞0

    ∴  f＞f′

当把压力增加到F时（F＞f），将产生变形增量

    △X  －未收簧的螺旋压簧10压缩轴向变形增量

△X′－收n圈后螺旋压簧10压缩轴向变形增量

   ∵    F＝k（X＋△X）＝f＋k△X

         F＝k′（X′＋△X′）＝f′＋k′△X′

   则    f＋k△X＝f′＋k′△X′

         f－f′＝k′△X′－k△X

   把    f－f′＝k L₀ n／（N－n） 和 k′＝kN／（N－n）带入上式

     kL。n／（N－n）＝{kN／（N－n）}△X′－k△X

   化简为  △X′－△X ＝ n（L₀－△X）／N

   ∵    L₀－△X＞0

   ∴    △X′－△X＞0   △X′＞△X

处于定长预压缩的螺旋压簧10经收簧减少圈数后在相同外力作用下轴向变形增量比未收簧情况下大，感觉螺旋压簧10 “变软”；反之，把容置空间401内的螺旋压簧10逐渐释放，在相同作用力下形变减小，感觉螺旋压簧10 “变硬”。

本发明的设计重点在于：首先，通过利用固定件固定螺旋压簧的一端，并配合旋转轴带动收簧器转动而使得螺旋压簧从通孔进入容置空间中收折或者释放出容置空间外延伸，如此实现了螺旋压簧的长度调节，取代了传统之长度固定不变不可调整的方式，从而可根据实际情况的需要改变螺旋压簧的刚度，给使用带来很大的便利性。其次，通过设置有限位器，利用限位器阻止旋转轴轴向窜动以使得收簧器在固定位置上工作，同时通过采用齿轮作为限位器或者在旋转轴上安装有齿轮或手柄接口，以便通过机械传动或人工方式转动旋转轴，从而使得对螺旋压簧的长度调节操作更加简便。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种可调螺旋压簧长度的收簧装置，其特征在于：包括有用于固定螺旋压簧一端的固定件，该固定件上安装有一可转动的旋转轴，该旋转轴的延伸方向与螺旋压簧的延伸方向相同；该旋转轴的一端设置有收簧器，该收簧器随旋转轴转动，该收簧器具有用于收纳折叠之螺旋压簧的容置空间，该收簧器上设置有供螺旋压簧进入前述容置空间的通孔，该通孔至旋转轴之轴线的距离等于螺旋压簧的螺旋半径；该旋转轴的另一端设置有用于阻止旋转轴上下移动以使得收簧器在固定位置上工作的限位器；随旋转轴的转动，该收簧器转动而使得螺旋压簧从通孔收进容置空间中并压叠于旋转轴外或者使得螺旋压簧从通孔释放出来。

2.根据权利要求1所述的可调螺旋压簧长度的收簧装置，其特征在于：所述固定件为支承板，该旋转轴的上下两端分别穿过固定件的上下表面，该收簧器固定于旋转轴的上端，该限位器固定于旋转轴的下端。

3.根据权利要求1所述的可调螺旋压簧长度的收簧装置，其特征在于：所述固定件为支承板、支承座或支承架。

4.根据权利要求1所述的可调螺旋压簧长度的收簧装置，其特征在于：所述收簧器呈爪状、管状或盒状。

5.根据权利要求1所述的可调螺旋压簧长度的收簧装置，其特征在于：所述收簧器固定安装于旋转轴的端面上。

6.根据权利要求1所述的可调螺旋压簧长度的收簧装置，其特征在于：所述限位器通过胶结、焊接或紧固件固定于旋转轴上。

7.根据权利要求1所述的可调螺旋压簧长度的收簧装置，其特征在于：所述限位器与旋转轴一体成型。

8.根据权利要求1所述的可调螺旋压簧长度的收簧装置，其特征在于：所述限位器为齿轮或能阻止旋转轴在轴向窜动的构件。

9.根据权利要求1所述的可调螺旋压簧长度的收簧装置，其特征在于：所述旋转轴上固定安装传动轮、齿轮或手柄接口。

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