CN104040210A - 混合弹簧 - Google Patents

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Abstract

一种复合弹簧装置（10），至少包括第一弹簧部分（12）和第二弹簧部分（14），所述第一弹簧部分和第二弹簧部分是一体式形成的，其中，在所述复合弹簧装置的压缩过程中，所述第一弹簧部分配置为用于处在压缩状态，所述第二弹簧部分配置为用于处于拉伸状态。

Description

混合弹簧
技术领域
本发明涉及弹簧，诸如可以用在弹性垫或板、垫子或床垫中。
背景技术
在本领域众所周知的是，在床垫中加入弹簧，如单独袋装弹簧，可以提供舒适和弹性。在先前考虑的床垫中，弹簧通常包括绕成螺旋状的金属（如，钢铁）线圈。
通常，应用在床垫中的单个线圈的数量越多，则能够提供给使用者的舒适度越高。此外，现有技术见到过通过组合不同尺寸或刚度的弹簧来改变复合弹簧单元的特性的各种尝试。单弹簧在其范围内操作，具有单一压缩特性。这可以通过组合弹簧进行提升，但是这在材料中经常是低效的，并因此变得昂贵。
用于弹簧的钢铁是日益昂贵的物品，因此制造商越来越不情愿增加用在床垫中的钢铁的量。一种减少弹簧的量的方式是使用较少（即更细规格）的金属线。但是，对于给定圈数，减少金属线的规格，将减少弹簧的刚度，而这是不理想的。
在JP 59212545 A公开的在先方法中，弹簧装置包括分立的内部和外部线圈，它们通过挂钩装置彼此接合，以使弹簧单元具有非线性特性。
CN 101140019公开了一种由三个具有相同刚度但是直径递减的独立的压缩弹簧形成的多级压缩弹簧装置，这三个压缩弹簧固定在相同底座。
FR 2 780 624描述了一种具有三个同轴设置的独立弹簧以提供所谓渐进特性的复合弹簧装置。
GB 2 437 825描述了一种具有三个一体成型的同轴压缩弹簧的弹簧装置，其中，第二和第三弹簧的直径从一端到另一端递减。
发明内容
本发明的实施例的目的在于，提供一种有效使用材料的弹簧装置。本发明的实施例的目的还在于，提供一种提供了改进的弹簧特性的弹簧装置。
本发明限定在现在可以参照的附属的独立权利要求中，进一步，在其从属权利要求中可以找到优选的特征。
根据本发明，提供了一种复合弹簧装置，至少包括第一弹簧部分和第二弹簧部分，所述第一弹簧部分和第二弹簧部分是一体成型的，其中，在所述复合弹簧装置压缩的过程中，所述第一弹簧部分配置用于处于压缩状态，所述第二弹簧部分配置用于处于拉伸状态。
在优选配置中，所述复合弹簧装置包括一体式形成的第三弹簧部分，在该复合弹簧装置压缩的过程中，该第三弹簧部分配置用于处于压缩状态。
所述复合弹簧装置可能包括一体式形成的第四弹簧部分，在该复合弹簧装置压缩的过程中，该第四弹簧部分配置用于处于拉伸状态。
所述复合弹簧装置可能包括一体式形成的第五弹簧部分，在该复合弹簧装置压缩的过程中，该第五弹簧部分配置用于处于压缩状态。
所述第二弹簧部分优选地与所述第一弹簧部分是连续的。所述第三弹簧部分优选地与所述第二弹簧部分是连续的。所述第四弹簧部分优选地与所述第三弹簧部分是连续的。所述第五弹簧部分优选地与所述第四弹簧部分是连续的。
所述第二和/或第四弹簧部分可能包括盘绕的拉簧。所述第二和/或第四弹簧部分可能设置为在松弛状态中是大致扁平的。
优选地，在所述复合弹簧装置的压缩过程中，至少一些所述弹簧部分在与其他弹簧不同的阶段发生变形。
在优选配置中，所述复合弹簧装置包括第一、第二和第三弹簧部分，并且配置为在该复弹簧压缩的过程中，这些弹簧部分根据以下阶段发生弹性变形：
a）第一阶段，仅包括或主要包括所述第二弹簧部分的变形；
b）第二阶段，仅包括或主要包括所述第一弹簧部分的变形。
所述复合弹簧装置可能配置为使得在压缩过程中所述弹簧部分根据第三阶段发生变形，该第三阶段仅包括或主要包括第一和第三弹簧部分的变形。
所述复合弹簧装置可能配置为使得在压缩过程的一个阶段所述第二弹簧部分出现拉伸。
所述复合弹簧装置可能包括第一、第二、第三和第四弹簧部分，且可能配置为使得在该复合弹簧装置的压缩过程中，这些弹簧部分根据以下阶段发生弹性变形：
a）第一阶段，仅包括或主要包括所述第二和第四弹簧部分的变形；
b）第二阶段，仅包括或主要包括所述第一和第五弹簧部分的变形。
所述复合弹簧装置可能配置为，在压缩过程中，所述弹簧部分根据第三阶段发生变形，所述第三阶段仅包括或主要包括所述第一、第三和第五弹簧部分的变形。
所述第二和/或第四弹簧部分的变形可能包括大致在张力作用下仅伸长。可选地，所述第二和/或第四弹簧部分可能包括在松弛状态下的压缩。
所述复合弹簧装置可能配置在套或者袋中，并且可能在套或者袋中被预压缩。
本发明还包括弹性垫或板、垫子、床垫或装上软垫的装置，它们加入有根据本发明所述的复合弹簧装置。
所述垫或板可能包括床垫、座椅、座椅靠背、垫子或装上软垫的装置，并且所述垫或板的压缩可能通常在厚度方向上。所述复合弹簧装置可能通常是圆锥形的。
本发明可能包括本文提到的特征或限定的任意组合，除了相互排斥的特征的组合。
附图说明
以下将结合附图对本发明的优选实施例进行描述。
图1为本发明实施例一的复合弹簧装置在第一、即松弛或非压缩状态下的示意图；
图2为图1所示复合弹簧装置在第二、即部分压缩状态下的示意图；
图3为本发明实施例二的复合弹簧装置在第一、即松弛或非压缩状态下的示意图；
图4为图3所示复合弹簧装置在第二、即部分压缩状态下的示意图。
具体实施方式
参见图1，显示了根据本发明的实施例的复合弹簧装置10。
该复合弹簧装置10由三个不同弹簧部分组成，这三个弹簧部分为：第一弹簧部分12，包括具有第一直径的大致螺旋形的线圈弹簧，该直径通常不变；第二弹簧部分14，包括大致扁平的线圈弹簧，该弹簧具有直径递减的线圈；第三弹簧部分16，包括具有第二直径的大致螺旋形的线圈弹簧，该直径通常不变，并且小于第一直径。这三个弹簧部分由单条钢丝一体成型。
该复合弹簧装置10可能用在弹性垫或板中，或者用在床垫或其他装上软垫的物品（未显示）中。该装置10可能完全或部分包在袋或套中。
当该复合弹簧装置处于压缩状态时，通过在箭头A所示的方向上对弹簧施加轴向向下的压力，当该装置10挤压底座（未显示），由于不同组成弹簧部分12、14和16，该装置10分阶段地发生变形。首先，变形的第一阶段主要或单独涉及第二弹簧部分14的延伸，如弹簧部分12最低的圈12a向下推弹簧部分14最外的圈。在第一阶段的最后，第二弹簧部分处于最大延伸，如图2所示。
该复合弹簧部分压缩的下一阶段，可见弹簧部分12在压缩状态在开始变形。最后，该复合弹簧装置10继续压缩，第三弹簧部分16也在压缩状态下开始变形。在该复合弹簧装置10压缩的极限下（未显示），该装置10可以压缩为大致扁平形态，然而其在使用中通常不会处于压缩状态到这样一种程度。在压缩的最后阶段，第二弹簧部分可能松弛并出现拉伸。
图3显示了复合弹簧装置20的替代性实施例，该复合弹簧装置20相当于一对背靠背排列的装置10，然而这些弹簧装置也是由单条钢丝一体成型的，并且线圈也是连续的。在装置20中，具有：第一弹簧部分22，包括具有第一直径的大致螺旋形的线圈弹簧，该直径通常不变；第二弹簧部分24，包括大致扁平的线圈弹簧，该弹簧具有直径递减的线圈；第三弹簧部分26，包括具有第二直径的大致螺旋性的线圈弹簧，该直径通常不变，并且小于第一直径；第四弹簧部分28，包括另一大致扁平线圈弹簧，该弹簧具有直径递减的线圈；第五弹簧部分30，包括另一具有第二直径的大致螺旋形的线圈弹簧，该直径通常不变。
在该复合弹簧装置20压缩的过程中，通过在箭头A所示的方向上施加力，存在以下阶段：首先，弹簧部分24和28在拉力下变形；其次，第一和第五弹簧部分在压力下变形，并且，最终第三弹簧部分26随着第一和第五弹簧部分在压力下变形；在压缩的最后阶段，第二和第四弹簧部分可能放松并出现拉伸。
图4显示了图3所示的复合弹簧处在部分压缩的情形。
通过将至少一个在复合弹簧装置的压力下弹性伸长的弹簧部分，以及至少一个在复合弹簧装置的压力下弹性压缩的弹簧部分组合在一起，本发明方便地提供了分阶段的弹簧特性。由于弹簧部分由连续长度的金属丝形成，材料得到了有效使用，这是因为相比使用单独的弹簧，不需要使全部弹簧部分的端部线圈弯绕。进一步地，在复合弹簧装置中，这些有区别的但是一体的弹簧部分相互作用、相互影响以提供为用户带来更大的舒适度的复合弹簧特性，同时，相比单压缩弹簧，其需求的弹簧装置高度更低。由此产生的弹簧装置还非常稳固。
该弹簧部分可以根据实际需要设计为不同直径。
由于一体式的各弹簧部分的线圈方向保持不变，因此，使用现有的线圈成型技术，较容易制造根据上述实施例所述的复合弹簧装置。
根据上述实施例所述的复合弹簧装置可能还与一个或多个其他类型的弹簧或弹簧装置结合使用，例如，通过堆叠或并排放置，以改善或至少改变组合装置的特性。
尽管前文着重于对被认为是特别重要的本发明的特征进行描述，但是可以理解的是申请人要求对任何潜在特征或本文所提及和/或显示在附图中的特征的组合进行保护，不论是否有对它们进行特别强调。

Claims (18)

1. 一种复合弹簧装置，至少包括第一弹簧部分和第二弹簧部分，所述第一弹簧部分和第二弹簧部分是一体式形成的，其中，在所述复合弹簧装置的压缩过程中，所述第一弹簧部分配置为用于处于压缩状态，所述第二弹簧部分配置为用于处于拉伸状态。
2. 根据权利要求1所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述复合弹簧装置包括一体式形成的第三弹簧部分，在该复合弹簧装置的压缩过程中，该第三弹簧部分配置为用于处于压缩状态。
3. 根据权利要求1或2所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述复合弹簧装置包括一体式形成的第四弹簧部分，在该复合弹簧装置的压缩过程中，该第四弹簧部分配置为用于处于拉伸状态。
4. 根据权利要求1到3中任一项所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述复合弹簧装置包括一体式形成的第五弹簧部分，在该复合弹簧装置的压缩过程中，该第五弹簧部分配置为用于处于压缩状态。
5.根据权利要求1所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述第二弹簧部分与所述第一弹簧部分是连续的。
6. 根据权利要求1或2所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述第三弹簧部分与所述第二弹簧部分是连续的。
7. 根据权利要求1到6中任一项所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述第二弹簧部分包括盘绕的拉簧。
8. 根据权利要求1到7中任一项所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述第二弹簧部分配置为在松弛形态时是大致扁平的。
9. 根据上述任一项权利要求所述的复合弹簧装置，其特征在于，在所述复合弹簧装置的压缩过程中，至少一些所述弹簧部分在与其他弹簧部分不同的阶段发生变形。
10. 根据权利要求2所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述复合弹簧装置包括第一、第二和第三弹簧部分，且所述复合弹簧装置配置为在该复合弹簧的压缩过程中，这些弹簧部分按照以下阶段发生弹性变形：
a）第一阶段，仅包括或主要包括所述第二弹簧部分的变形；
b）第二阶段，仅包括或主要包括所述第一弹簧部分的变形。
11. 根据权利要求10所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述复合弹簧装置配置为在压缩过程中，使得所述弹簧部分按照第三阶段发生变形，该第三阶段仅包括或主要包括所述第一和第三弹簧部分的变形。
12. 根据上述任一项权利要求所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述复合弹簧装置配置为在压缩过程的至少一个阶段中使得所述第二弹簧部分出现拉伸。
13. 根据上述任一项权利要求所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述复合弹簧装置包括第一、第二、第三、第四和第五弹簧部分，且所述复合弹簧装置配置为在该复合弹簧装置的压缩过程中，使得所述弹簧部分按照以下阶段发生弹性变形：
a）第一阶段，仅包括或主要包括所述第二和第四弹簧部分的变形；
b）第二阶段，仅包括或主要包括所述第一和第五弹簧部分的变形。
14. 根据权利要求13所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述复合弹簧装置配置为在压缩过程中，使得所述弹簧部分按照第三阶段发生变形，所述第三阶段仅包括或主要包括所述第一、第三和第五弹簧部分的变形。
15. 根据权利要求13或14所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述第二和/或第四弹簧部分的变形大致包括在张力下仅伸长。
16. 根据上述任一项权利要求所述的复合弹簧装置，其特征在于，所述复合弹簧装置配置在套或者袋中。
17. 弹性垫或板、垫子、床垫或装上软垫的装置，其并入了根据权利要求1到16任意一项所述的复合弹簧装置。
18. 根据权利要求17所述的弹性垫或板，其特征在于，所述垫或板包括床垫、座椅、座椅靠背、垫子或装上软垫的装置，并且所述垫或板的压缩通常在厚度方向上。
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