CN111749991B - 一种膜片弹簧及其加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种膜片弹簧及其加工装置，属于汽车零配件技术领域。膜片弹簧包括圆盘状的本体和位于本体中部的通孔，本体上周向均匀开设有若干条形缺口，条形缺口的内端贯穿通孔，相邻条形缺口之间形成一弹片，本体上设置有若干个与弹片一一对应的形变干扰组件，加工装置包括定位环、直线电机和若干周向均匀分布在定位环上的支撑柱，支撑柱为中空结构，支撑柱内滑动连接有一导杆，导杆的上端连接一块向定位环中部伸出的辐板，各辐板之间连接一压盘，压盘与直线电机的伸缩杆固定相连，直线电机的伸缩杆插设在通孔内，压盘的下表面周向均匀设置有若干压杆。本发明具有能够提高膜片弹簧的综合性能，且加工效率高等优点。

Description

一种膜片弹簧及其加工装置
技术领域
本发明属于汽车零配件技术领域，涉及一种膜片弹簧及其加工装置。
背景技术
膜片弹簧离合器是用膜片弹簧代替了一般螺旋弹簧以及分离杆机构而做成的离合器，膜片弹簧是一个用薄弹簧钢板制成的具有一定锥度的盘式结构。
膜片弹簧在离合器中起到的作用是提供快速分离的回复力，但是，无论是螺旋弹簧还是膜片弹簧，其形变所需的外力随着形变程度不断的增大，一般情况下，这种下压阻力不断增大的情况是通过助力机构克服的，使离合器踏板下压所需的外力相对均衡，由于膜片弹簧形变下压力和踏板行程之间关系并非线性的，使助力机构的助力输出需要随着踏板行程进行实时调整，也就是说需要通过试验获得膜片弹簧形变程度与形变阻力之间的关系曲线，然后以此作为助力机构助力输出的依据，使助力机构需要程序控制，离合器的成本上升，结构复杂程度增加。
再者，膜片弹簧在使用一段时间后弹性系数会发生变化，也就是说形变下压力和形变程度的曲线也会发生相应变化，使助力机构需要重新调校，不然会影响控制离合器所需外力，这是出现离合器踏板越来越松的因素之一。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种膜片弹簧及其加工装置，本发明所要解决的技术问题是如何提高膜片弹簧的综合性能。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种膜片弹簧，其特征在于，包括圆盘状的本体和位于本体中部的通孔，所述本体上周向均匀开设有若干条形缺口，所述条形缺口的内端贯穿通孔，相邻条形缺口之间形成一弹片，所述本体上设置有若干个与弹片一一对应的形变干扰组件，所述形变干扰组件包括固定在靠近弹片外端的本体上的转筒，所述转筒内转动连接有一铰接杆，所述铰接杆的两端分别固定设置有弹性杆一和弹性杆二，所述弹性杆一和弹性杆二分别位于弹片两侧的相邻的两个条形缺口内，所述弹性杆一上固定设置有压臂一，所述弹性杆二上固定设置有压臂二，所述压臂一抵靠在弹片内端的下表面上，所述压臂二抵靠在弹片中部的上表面上。
进一步的，在弹片不接触压臂一和压臂二的前提下，所述弹性杆一、弹性杆二、压臂一、压臂二和铰接杆五者位于同一平面内。
进一步的，所述弹片有12片。
进一步的，在弹片自然状态下，所述弹性杆一与弹性杆二之间的间距为弹片长度的一半，所述压臂二的长度与弹片的长度相等。
进一步的，所述压臂一和压臂二上分别套设有滚筒一和滚筒二，所述滚筒一和滚筒二分别转动连接在压臂一和压臂二上。
弹片在自然状态下，压臂一、压臂二、弹性杆一、弹性杆二和铰接杆五者形成的杠杆结构对对应的弹片两侧面进行压紧，具体而言，压臂一压紧弹片的下表面，压臂二压紧弹片的上表面。
在没有形变干扰组件的情况下，弹片内端受力，其形变程度并非与弹片的位置是呈等比例关系的，即内端更容易下倾，使弹片下压需要的外力随弹片内端下摆程度的增大迅速增大，设置形变干扰组件后，下压力随弹片内端下倾幅度的变化增幅较小。
所谓弹片的上表面即呈锥形的本体的外壁面，弹片的下表面即本体的内壁面。
形变干扰组件形成一个省力杠杆结构，膜片弹簧的中部受压即为离合器处于结合的状态，下压过程中，弹片的内端受力下摆的同时，驱使位于弹片内端之下的压臂一绕铰接杆下摆，与此同时，压臂二也下摆，在没有形变干扰组件的情况下，弹片内端受压，弹片内端的下摆幅度是大于弹片中部下摆幅度的两倍的，但是，通过设置形变干扰组件后，形变干扰组件能够驱使弹片内端的下摆幅度接近弹片中部下摆幅度的两倍，即弹片在内端受压的同时存在一个位于弹片中部的受力点，使弹片在形变过程中所需的压力不会出现大幅变化，即哪怕是弹片刚开始受压形变时也需要较大的压力，在没有形变干扰组件的情况下，弹片内胆持续受压所需的外力是逐渐增大的，且增幅显著，通过设置相变干扰组件后，在一定的弹片内端摆幅内，弹片内端下摆幅度与弹片形变所需的外力不会发生显著变化，可以认定为变化不大，进而在设置助力机构时，就无需通过膜片弹簧的下压力和形变程度的关系曲线为助力机构的助力输出提供依据，即可以通过恒力输出的助力机构就能够达到离合器踏板踩踏阻力相对均衡的目的。
可以理解为设置有形变干扰组件之后，膜片弹簧上的弹片内端在一定摆幅内，摆幅和形变阻力之间趋于直线关系，当然，不可能是绝对的直线关系，但它无疑能够改善与膜片弹簧配合的助力机构的调校难度，也能够在一定程度上改善了因膜片弹簧疲劳、老化等情况造成的弹性系数发生变化而使离合器踏板脚感落差大的问题。
不难看出，具有一定弹性的弹性杆一和弹性杆二也能够对本膜片弹簧的形变具有缓冲作用，使形变幅度和形变所需外力保持相对恒定或在较小的波动范围内。
以弹片内端受压过程举例：弹片内端受力、压臂一下摆、压臂二由上至下压紧弹片中部，由于省力杠杆的原因和弹片不同位置受同等压力会造成弹片内端不同形变程度的原因，弹片中部受力较大、且会造成弹片内端悬空，进而使作用在弹片内端所需的力减小，如此，当弹片内端所作用的外力发生变化时，受到形变干扰组件的作用，能够对该外力进行缓冲，且通过弹片中部形变来减缓弹片内端的压力，实现相互反馈和自动调节。
一种膜片弹簧上形变干扰组件的加工装置，其特征在于，包括定位环、直线电机和若干周向均匀分布在定位环上的支撑柱，所述支撑柱为中空结构，所述支撑柱内滑动连接有一导杆，所述导杆的上端连接一块向定位环中部伸出的辐板，各辐板之间连接一压盘，所述压盘与直线电机的伸缩杆固定相连，所述直线电机的伸缩杆插设在通孔内，所述压盘的下表面周向均匀设置有若干压杆，所述压杆的数量为膜片弹簧上弹片的数量的一半，所述膜片弹簧上弹片的个数为大于6的偶数。
进一步的，所述定位环的上表面具有一个与本体的外缘适配的台阶槽。
进一步的，所述压盘上开设一螺纹孔，所述直线电机的伸缩杆螺纹连接在螺纹孔内。
进一步的，所述压杆的下端固定设置有一压球，所述压球能够抵靠在弹片上；所述直线电机的壳体固定在支撑柱上。
除了形变干扰组件外，膜片弹性的主体结构为常规结构，为了在常规结构的基础上更好的安装形变干扰组件，设置了本加工装置，通过台阶槽对本体进行外缘限位，直线电机驱使压盘下移，使各压杆的下端压紧对应的弹片的内端，从而使相邻两个弹片出现一个下倾、另一个保持初始状态，从而腾出形变干扰组件安装的空间，将连接好转筒的形变干扰组件按照压臂一和压臂二的安装位置，使各弹片逐一穿过对应的形变干扰组件的压臂一和压臂二，并将转筒推至本体的外缘处，对转筒进行焊接，使转筒固定在本体上，如此，可以在对膜片弹簧仅进行一次定位的前提下，可以对各形变干扰组件进行焊接加工，该装置简单可靠，大大提高了加工效率。
支撑柱即实现整个装置与地面的支撑，也用于对导杆的导向。
附图说明
图1是本膜片弹簧的俯视图。
图2是本膜片弹簧的仰视图。
图3是本膜片弹簧去除形变干扰组件后的俯视图。
图4是膜片弹簧加工装置的俯视图。
图5是图4中A-A方向的截面图。
图中，1、本体；21、通孔；22、条形缺口；23、弹片；31、转筒；32、铰接杆；33、弹性杆一；34、弹性杆二；35、压臂一；36、压臂二；41、定位环；42、直线电机；43、支撑柱；44、压盘；45、压杆；46、台阶槽。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2和图3所示，包括圆盘状的本体1和位于本体1中部的通孔21，本体1上周向均匀开设有若干条形缺口22，条形缺口22的内端贯穿通孔21，相邻条形缺口22之间形成一弹片23，本体1上设置有若干个与弹片23一一对应的形变干扰组件，形变干扰组件包括固定在靠近弹片23外端的本体1上的转筒31，转筒31内转动连接有一铰接杆32，铰接杆32的两端分别固定设置有弹性杆一33和弹性杆二34，弹性杆一33和弹性杆二34分别位于弹片23两侧相邻的两个条形缺口22内，弹性杆一33上固定设置有压臂一35，弹性杆二34上固定设置有压臂二36，压臂一35抵靠在弹片23内端的下表面上，压臂二36抵靠在弹片23中部的上表面上。
在弹片23不接触压臂一35和压臂二36的前提下，弹性杆一33、弹性杆二34、压臂一35、压臂二36和铰接杆32五者位于同一平面内。
所谓弹片23的上表面即呈锥形的本体1的外壁面，弹片23的下表面即本体1的内壁面。
形变干扰组件形成一个省力杠杆结构，膜片弹簧的中部受压即为离合器处于结合的状态，下压过程中，弹片23的内端受力下摆的同时，驱使位于弹片23内端之下的压臂一35绕铰接杆32下摆，与此同时，压臂二36也下摆，在没有形变干扰组件的情况下，弹片23内端受压，弹片23内端的下摆幅度是大于弹片23中部下摆幅度的两倍的，但是，通过设置形变干扰组件后，形变干扰组件能够驱使弹片23内端的下摆幅度接近弹片23中部下摆幅度的两倍，即弹片23在内端受压的同时存在一个位于弹片23中部的受力点，使弹片23在形变过程中所需的压力不会出现大幅变化，即哪怕是弹片23刚开始受压形变时也需要较大的压力，在没有形变干扰组件的情况下，弹片23内胆持续受压所需的外力是逐渐增大的，且增幅显著，通过设置相变干扰组件后，在一定的弹片23内端摆幅内，弹片23内端下摆幅度与弹片23形变所需的外力不会发生显著变化，可以认定为变化不大，进而在设置助力机构时，就无需通过膜片弹簧的下压力和形变程度的关系曲线为助力机构的助力输出提供依据，即可以通过恒力输出的助力机构就能够达到离合器踏板踩踏阻力相对均衡的目的。
可以理解为设置有形变干扰组件之后，膜片弹簧上的弹片23内端在一定摆幅内，摆幅和形变阻力之间趋于直线关系，当然，不可能是绝对的直线关系，但它无疑能够改善与膜片弹簧配合的助力机构的调校难度，也能够在一定程度上改善了因膜片弹簧疲劳、老化等情况造成的弹性系数发生变化而使离合器踏板脚感落差大的问题。
不难看出，具有一定弹性的弹性杆一33和弹性杆二34也能够对本膜片弹簧的形变具有缓冲作用，使形变幅度和形变所需外力保持相对恒定或在较小的波动范围内。
以弹片23内端受压过程举例：弹片23内端受力、压臂一35下摆、压臂二36由上至下压紧弹片23中部，由于省力杠杆的原因和弹片23不同位置受同等压力会造成弹片23内端不同形变程度的原因，弹片23中部受力较大、且会造成弹片23内端悬空，进而使作用在弹片23内端所需的力减小，如此，当弹片23内端所作用的外力发生变化时，受到形变干扰组件的作用，能够对该外力进行缓冲，且通过弹片23中部形变来减缓弹片23内端的压力，实现相互反馈和自动调节。
如图4和图5所示，加工装置包括定位环41、直线电机42和若干周向均匀分布在定位环41上的支撑柱43，支撑柱43为中空结构，支撑柱43内滑动连接有一导杆，导杆的上端连接一块向定位环41中部伸出的辐板，各辐板之间连接一压盘44，压盘44与直线电机42的伸缩杆固定相连，直线电机42的伸缩杆插设在通孔21内，压盘44的下表面周向均匀设置有若干压杆45，压杆45的数量为膜片弹簧上弹片23的数量的一半，膜片弹簧上弹片23的个数为大于6的偶数。
定位环41的上表面具有一个与本体1的外缘适配的台阶槽46。
除了形变干扰组件外，膜片弹性的主体结构为常规结构，为了在常规结构的基础上更好的安装形变干扰组件，设置了本加工装置，通过台阶槽46对本体1进行外缘限位，直线电机42驱使压盘44下移，使各压杆45的下端压紧对应的弹片23的内端，从而使相邻两个弹片23出现一个下倾、另一个保持初始状态，从而腾出形变干扰组件安装的空间，将连接好转筒31的形变干扰组件按照压臂一35和压臂二36的安装位置，使各弹片23逐一穿过对应的形变干扰组件的压臂一35和压臂二36，并将转筒31推至本体1的外缘处，对转筒31进行焊接，使转筒31固定在本体1上，如此，可以在对膜片弹簧仅进行一次定位的前提下，可以对各形变干扰组件进行焊接加工，该装置简单可靠，大大提高了加工效率。
支撑柱43即实现整个装置与地面的支撑，也用于对导杆的导向。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种膜片弹簧，其特征在于，包括圆盘状的本体(1)和位于本体(1)中部的通孔(21)，所述本体(1)上周向均匀开设有若干条形缺口(22)，所述条形缺口(22)的内端贯穿通孔(21)，相邻条形缺口(22)之间形成一弹片(23)，所述本体(1)上设置有若干个与弹片(23)一一对应的形变干扰组件，所述形变干扰组件包括固定在靠近弹片(23)外端的本体(1)上的转筒(31)，所述转筒(31)内转动连接有一铰接杆(32)，所述铰接杆(32)的两端分别固定设置有弹性杆一(33)和弹性杆二(34)，所述弹性杆一(33)和弹性杆二(34)分别位于弹片(23)两侧的相邻的两个条形缺口(22)内，所述弹性杆一(33)上固定设置有压臂一(35)，所述弹性杆二(34)上固定设置有压臂二(36)，所述压臂一(35)抵靠在弹片(23)内端的下表面上，所述压臂二(36)抵靠在弹片(23)中部的上表面上。
2.根据权利要求1所述一种膜片弹簧，其特征在于，在弹片(23)不接触压臂一(35)和压臂二(36)的前提下，所述弹性杆一(33)、弹性杆二(34)、压臂一(35)、压臂二(36)和铰接杆(32)五者位于同一平面内。
3.根据权利要求2所述一种膜片弹簧，其特征在于，所述弹片(23)有12片。
4.根据权利要求2所述一种膜片弹簧，其特征在于，在弹片自然状态下，所述弹性杆一(33)与弹性杆二(34)之间的间距为弹片(23)长度的一半，所述压臂二(36)的长度与弹片(23)的长度相等。
5.根据权利要求2所述一种膜片弹簧，其特征在于，所述压臂一(35)和压臂二(36)上分别套设有滚筒一和滚筒二，所述滚筒一和滚筒二分别转动连接在压臂一(35)和压臂二(36)上。
6.一种加工权利要求1～5任一项所述的膜片弹簧的装置，其特征在于，包括定位环(41)、直线电机(42)和若干周向均匀分布在定位环(41)上的支撑柱(43)，所述支撑柱(43)为中空结构，所述支撑柱(43)内滑动连接有一导杆，所述导杆的上端连接一块向定位环(41)中部伸出的辐板，各辐板之间连接一压盘(44)，所述压盘(44)与直线电机(42)的伸缩杆固定相连，所述直线电机(42)的伸缩杆插设在通孔(21)内，所述压盘(44)的下表面周向均匀设置有若干压杆(45)，所述压杆(45)的数量为膜片弹簧上弹片(23)的数量的一半，所述膜片弹簧上弹片(23)的个数为大于6的偶数。
7.根据权利要求6所述的一种膜片弹簧加工装置，其特征在于，所述定位环(41)的上表面具有一个与本体(1)的外缘适配的台阶槽(46)。
8.根据权利要求6所述的一种膜片弹簧加工装置，其特征在于，所述压盘(44)上开设一螺纹孔，所述直线电机(42)的伸缩杆螺纹连接在螺纹孔内。
9.根据权利要求6所述的一种膜片弹簧加工装置，其特征在于，所述压杆(45)的下端固定设置有一压球，所述压球能够抵靠在弹片上。
10.根据权利要求6所述的一种膜片弹簧加工装置，其特征在于，所述直线电机(42)的壳体固定在支撑柱(43)上。
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