CN206036083U - 一种用于制动气室的制动弹簧 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于制动气室的制动弹簧，包括弹簧本体，弹簧本体包括工作圈、支承圈，弹簧本体的外径从中部朝向两端逐渐变小，两个相邻的工作圈之间的间距从中部朝向两端逐渐变小，位于支承圈的横截面呈弓形，两侧支承圈上相对远离的两个端面之间保持平行且垂直于弹簧本体的轴线。本实用新型具有以下优点和效果：弹簧本体的中部朝向两侧外径逐渐变小，使得弹簧本体中部的刚性较小，具有良好的弹性变形性能；弹簧本体中部的工作圈的间距较大，使得工作圈的弹性变形的范围较大；在弹簧本体满载状态时，相邻的工作圈抵触在一起，使得工作圈不会因过度发生弹性形变而影响弹性性能，支承圈能够进入到工作圈内部，能够增加其发生形变的距离。

Description

一种用于制动气室的制动弹簧

技术领域

本实用新型涉及弹簧领域，特别涉及一种用于制动气室的制动弹簧。

背景技术

制动气室是汽车制动系统的一部分呢，他一般安装在汽车的驱动桥上，作用是为汽车提供制动力矩。制动气室在行车的时候向制动弹簧腔内冲气使得制动弹簧压缩，能够产生力；而在驻车的时候，制动弹簧腔断气，使得制动弹簧张开，从而向外产生制动弹簧本身的推力，使汽车产生制动。

目前，市场上授权公告号为CN205315567U，公告日为2016年6月15日的中国专利公开了一种弹簧制动室的后盖部件。该弹簧制动室的后盖部件包括中体、后盖、活塞、制动弹簧、制动弹簧座和挺杆，所述中体和后盖连接形成制动室，所述活塞设于所述制动室内，所述挺杆穿过所述活塞并焊接于所述活塞之上，所述后盖内部设有所述制动弹簧座，所述活塞和制动弹簧座之间设有所述制动弹簧，所述中体内部设有开口，所述挺杆穿过所述开口，所述挺杆和所述中体之间位于所述开口上设有O型密封圈，所述后盖包裹在所述中体外侧，并通过定位螺钉固定在一起。

这种弹簧制动室内的制动弹簧的中部工作圈的外径是相同的，使得制动弹簧在使用中刚度是相通的，导致在制动气室里面长时间工作会使其的弹簧力值变小，长时间使用也会造成断裂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于制动气室的制动弹簧，具有克服使用过程中断裂、弹力下降等问题。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于制动气室的制动弹簧，包括呈螺旋状的弹簧本体，所述弹簧本体包括多个依次连接的工作圈、位于所述工作圈两侧的支承圈，所述弹簧本体的外径从中部朝向两端逐渐变小，两个相邻的所述工作圈之间的间距从中部朝向两端逐渐变小，所述支承圈的横截面呈弓形，两侧所述支承圈上相对远离的两个端面之间保持平行且垂直于所述弹簧本体的轴线。

通过采用上述技术方案，弹簧本体两端的支承圈的横截面呈现不同的大小的弓形，使得两个支承圈相对远离的两个端面之间能够呈现出一种水平的状态，同时两个支承圈相对远离的两个端面垂直于弹簧本体的轴线，使得弹簧本体的两端承水平状，在制动气室中使用该制动弹簧时，能够增加制动弹簧的两端与制动气室的接触面积，使得弹簧本体两端的支承圈能够稳定的对该制动弹簧进行支撑，使得弹簧两端在压缩时能够保证受力均匀。弹簧本体的外径从中部向两端逐渐变小，使得制动弹簧在轴线方向上，根据刚度的计算公式K=(Gd⁴)/（8D³N_C），式中：G=线材的刚性模数；d=线径；D=弹簧中径；N_C=有效圈数（工作圈数），在其他的条件相同时，弹簧中径和弹簧外径和弹簧内径的平均值，使得在弹簧本体的刚度从中间逐渐从两侧增大，弹簧本体在使用时中部的变形较大，中间的刚度较小使得此部分的制动弹簧较为柔软，在变形的时候也不易发生断裂，能够延长制动弹簧的使用寿命。同时相邻的工作圈之间的间距从中部朝向两端逐渐减小，因制动弹簧在压缩时，先在弹簧本体的中部先发生形变的，中部的工作圈之间的间距较大，也使得中部的工作圈能够发生较大程度的弹性形变，通过增大中部工作圈的弹性变形程度，使得中部工作圈在使用中不易损坏。

本实用新型的进一步设置为：位于中部且外径最大的所述工作圈的外径为所述支承圈的两倍。

通过采用上述技术方案，中部外径最大的工作圈的外径是支承圈的两倍，通过上述刚度的计算公式，该制动弹簧的中部工作圈的刚度相对两端的支承圈较小，在制动弹簧发生弹性形变时，两端的支承圈主要起到一个支撑的作用，需要较大的刚度，使得支承圈不易发生形变，能够稳定的进行支撑。

本实用新型的进一步设置为：在一侧的所述支承圈沿着所述弹簧本体的轴线方向上进行投影时，外径较小的所述工作圈的正投影的边缘重叠在抵触在相邻的外径较大的所述工作圈上，所述支承圈的正投影的位于相邻的所述工作圈内。

通过采用上述技术方案，沿着弹簧本体的轴线方向正投影时，外径较小的工作圈的边缘是重叠在相邻的外径较大的工作圈上的，使得工作圈在发生弹性形变中，呈满载状态时，相邻的工作圈会互相抵触在一起，防止外径较小的工作圈在形变中过度朝向相邻的外径较大的工作圈弯曲，避免工作圈过度形变影响其弹性性能。同时支承圈的正投影位于相邻的工作圈的内部，使得该制动弹簧在伸缩时，支承圈能够进入到工作圈的内部，从而增加制动弹簧发生弹性形变的整体行程。

本实用新型的进一步设置为：所述弹簧本体的外表面设置有防腐层。

通过采用上述技术方案，在弹簧本体的外表面的防腐层为环氧聚酯塑粉喷涂层。在该制动弹簧中，采用了黑色的环氧聚酯塑粉，通过喷塑工艺覆盖在弹簧本体的外表面。使得制动弹簧具有良好的防腐性能。

本实用新型的进一步设置为：所述弹簧本体的材料为60Si₂Mn。

通过采用上述技术方案，60Si2Mn弹簧钢是应用广泛的硅锰弹簧钢，强度、弹性和淬透性较55Si2Mn稍高。热处理工艺中回火温度视模具零件的硬度要求而取，如400度回火，硬度46HRC；500度回火，硬度40HRC；600度回火，硬度34HRC。选择合适的回火温度，使得弹簧本体的硬度能够较低，在实用中不易发生断裂的情况。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：弹簧本体的中部朝向两侧外径逐渐变小，使得弹簧本体中部的刚性较小，具有良好的弹性变形性能；弹簧本体中部的工作圈的间距较大，使得工作圈的弹性变形的范围较大；在弹簧本体满载状态时，相邻的工作圈抵触在一起，使得工作圈不会因过度发生弹性形变而影响弹性性能，支承圈能够进入到工作圈内部，能够增加其发生形变的距离；在弹簧本体表面的防腐层使得该制动弹簧具有良好的防腐性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的侧视图；

图3是本实用新型的剖视图。

图中：1、弹簧本体；2、工作圈；3、支承圈；4、防腐层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1和图2所示，包括有弹簧本体1，弹簧本体1的中部为多个工作圈2，在多个工作圈2的两端为支承圈3，整个弹簧本体1的外径从中部朝向两端逐渐变小，在弹簧本体1的工作圈2之间的间距从中部向两端逐渐变小。两端的支承圈3外侧的端面上经过有打磨处理，使得支承圈3上横截面承弓形，且在支承圈3上经过磨平处理后的端面相互保持平行，两个端面和弹簧本体1的轴线保持垂直。弹簧本体1中部的最大的工作圈2的外径的大小为支承圈3的外径的两倍。在一侧的所述支承圈3沿着所述弹簧本体1的轴线方向上进行投影时，外径较小的工作圈2的正投影的边缘重叠在抵触在相邻的外径较大的工作圈2上，支承圈3的正投影的位于相邻的工作圈2内。

如图3所示，弹簧本体1的外表面设置有防腐层4。在弹簧本体1的外表面的防腐层4为环氧聚酯塑粉喷涂层。在该制动弹簧中，采用了黑色的环氧聚酯塑粉，通过喷塑工艺覆盖在弹簧本体1的外表面。使得制动弹簧具有良好的防腐性能。而且弹簧本体1的材料为60Si2Mn，60Si2Mn弹簧钢是应用广泛的硅锰弹簧钢，强度、弹性和淬透性较55Si2Mn稍高。热处理工艺中回火温度视模具零件的硬度要求而取，如400度回火，硬度46HRC；500度回火，硬度40HRC；600度回火，硬度34HRC。选择合适的回火温度，使得弹簧本体1的硬度能够较低，在实用中不易发生断裂的情况。

如图1到图3所示，弹簧本体1的外径从中部向两端逐渐变小，使得制动弹簧在轴线方向上，根据刚度的计算公式K=(Gd4)/（8D3NC），式中：G=线材的刚性模数；d=线径；D=弹簧中径；NC=有效圈数（工作圈2数），在其他的条件相同时，弹簧中径和弹簧外径和弹簧内径的平均值，使得在弹簧本体1的刚度从中间逐渐从两侧增大，弹簧本体1在使用时中部的变形较大，中间的刚度较小使得此部分的制动弹簧较为柔软，在变形的时候也不易发生断裂，能够延长制动弹簧的使用寿命。同时相邻的工作圈2之间的间距从中部朝向两端逐渐减小，因制动弹簧在压缩时，先在弹簧本体1的中部先发生形变的，中部的工作圈2之间的间距较大，也使得中部的工作圈2能够发生较大程度的弹性形变，通过增大中部工作圈2的弹性变形程度，使得中部工作圈2在使用中不易损坏。

弹簧本体1两端的支承圈3的横截面呈现不同的大小的弓形，使得两个支承圈3相对远离的两个端面之间能够呈现出一种水平的状态，同时两个支承圈3相对远离的两个端面垂直于弹簧本体1的轴线，使得弹簧本体1的两端承水平状，在制动气室中使用该制动弹簧时，能够增加制动弹簧的两端与制动气室的接触面积，使得弹簧本体1两端的支承圈3能够稳定的对该制动弹簧进行支撑，使得弹簧两端在压缩时能够保证受力均匀。

沿着弹簧本体1的轴线方向正投影时，外径较小的工作圈2的边缘是重叠在相邻的外径较大的工作圈2上的，使得工作圈2在发生弹性形变中，呈满载状态时，相邻的工作圈2会互相抵触在一起，防止外径较小的工作圈2在形变中过度朝向相邻的外径较大的工作圈2弯曲，避免工作圈2过度形变影响其弹性性能。同时支承圈3的正投影位于相邻的工作圈2的内部，使得该制动弹簧在伸缩时，支承圈3能够进入到工作圈2的内部，从而增加制动弹簧发生弹性形变的整体行程。

具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (2)

1.一种用于制动气室的制动弹簧，包括呈螺旋状的弹簧本体(1)，其特征在于:所述弹簧本体(1)包括多个依次连接的工作圈(2)、位于所述工作圈(2)两侧的支承圈(3)，所述弹簧本体(1)的外径从中部朝向两端逐渐变小，两个相邻的所述工作圈(2)之间的间距从中部朝向两端逐渐变小，所述支承圈(3)的横截面呈弓形，两侧所述支承圈(3)上相对远离的两个端面之间保持平行且垂直于所述弹簧本体(1)的轴线，位于中部且外径最大的所述工作圈(2)的外径为所述支承圈(3)的两倍，在一侧的所述支承圈(3)沿着所述弹簧本体(1)的轴线方向上进行投影时，外径较小的所述工作圈(2)的正投影的边缘重叠在抵触在相邻的外径较大的所述工作圈(2)上，所述支承圈(3)的正投影的位于相邻的所述工作圈(2)内，所述弹簧本体(1)的外表面设置有防腐层(4)。

2.根据权利要求1所述的一种用于制动气室的制动弹簧，其特征在于：所述弹簧本体(1)的材料为60Si2Mn。