一種負特性拉力渦卷拉簧的製作方法

2023-11-01 22:26:42 2

技術領域

本發明涉及的是一種拉簧，具體涉及的是一種負特性拉力渦卷拉簧。

背景技術：

定力彈簧又稱恆力彈簧是目前一種特殊的拉伸彈簧，又稱渦旋彈簧,它是由另一種類似的平面渦卷彈簧又名發條彈簧（其與渦旋彈簧的區別是其渦旋部每卷彈簧不相互貼緊）變化而來的，恆力渦旋彈簧包括一具有等厚度的薄金屬彈性片卷繞形成的多圈且每圈之間相互貼緊、外形大體為空心圓柱狀的渦旋部和由渦旋部最外層金屬片延伸一段的一拉伸端，主要用於各類要求恆力輸出的平衡裝置如升降平衡裝置、電機碳刷彈簧等。它的特點是輸出的彈簧拉力比較恆定，拉力變化極小。實際使用時都是直接將恆力彈簧拉伸開作直線位移運動，而使定力彈簧輸出恆定推力。

眾所周知，長期以來，就像地球是圓的一樣，在不附加任何外在機構的條件下,單獨的任何彈簧變形越大其產生的彈力約大，早已在人們的意識當中根深地固。具體比如一種螺旋拉伸彈簧來說，伸長的長度越大，受到的拉力越大，已形成近乎公理，即便是號稱恆力的定力彈簧（渦旋彈簧的一種）由於其實際構造限制，在現實實際應用中，彈簧伸長越長其拉力也不是完全恆力不變的，實際上也會隨伸長越長而拉力不斷略微增加，只是比較小而已，所謂恆力也只是個近似的說法。隨著電子科技的不斷發展，現有的電子產品中對拉簧的變形與力的關係要求也是各種各樣的，如目前常見的升降式顯示器支撐架中就大多採用的恆力拉簧作為升降平衡裝置的力源，但隨著結構的發展，越來越多產品需要拉簧拉的越長拉力要求越小，為此，人們不得不藉助各種複雜的機械機構來間接實現這一要求，比如拉簧拉動器件由垂直方向轉為水平方向或斜向水平方向時，即器件由於重力受到的垂直向下的力抵消或一部分抵消時，此時器件需要的拉簧拉力會被減少；現實中往往也還有採用另設置反向拉簧機構來抵消正向拉簧拉力，進而又需要一套轉換機構來適應於現有各種平衡裝置以及各種要求拉力輸出逐漸減少的裝置中，等等，不一而足，但這些勢必使機構複雜，增加成本，而且安裝不便，特別是增加產品體積或增加包裝體積，等等諸多重大缺陷，顯然，在有一定限制條件的產品上很可能根本就無法使用，比如對體積緊湊有嚴格要求的設備等就是一例。

也因此，如果有這樣一種拉力隨著拉簧拉長逐漸縮小的拉簧存在，則可帶來幾乎是顛覆性的變化，將極大地簡化力轉化機構，機構體積大大縮小，機構成本急劇下降，材料消耗明顯減少，成本大大降低並有利環保，而且則特別是對有些有很多限制的產品中具有非同尋常的重要意義。

技術實現要素：

針對現有技術上存在的不足，本發明目的是在於提供一種彈簧其拉伸越長但拉力卻越小的負特性拉力渦旋拉簧，通過改變金屬彈性片橫截面有效寬度，來改變拉力大小，且結構穩定，不易變形，加工簡單，成本低廉，可廣泛應用於各種有特殊要求的要求拉力輸出逐漸減少的平衡裝置中。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

一種負特性拉力渦旋拉簧，包括一具有等厚度的金屬彈性片卷繞形成的多圈且每圈之間相互貼緊、外形為中空的圓柱狀渦旋部和由所述渦旋部最外層金屬彈性片延伸一段的一拉伸端；其特徵在於，設從拉伸端向渦旋部方向為長形方向，所述渦旋部卷繞的金屬彈性片在被所述拉伸端拉直展平時，所述金屬彈性片的有效工作寬度沿所述長形方向上逐漸遞減，使金屬彈性片的拉力也隨金屬彈性片的有效工作寬度遞減而相應遞減。

進一步的，所述金屬彈性片內沿長形方向上設有垂直於長形方向的寬度逐漸增加的長形孔；金屬彈性片的橫斷面方向，在該長形孔長度段內其金屬的有效斷面面積沿所述長形方向逐漸遞減，使在該長形孔的長度段內金屬彈性片的有效工作寬度逐漸遞減，彈性拉力也隨之相應遞減。

進一步的，所述長形孔的兩側長邊設置為以金屬彈性片的對稱軸線對稱的曲線。

根據上述的特性拉力渦卷拉簧，其中，所述曲線為弧形線。

根據上述的特性拉力渦卷拉簧，其中，所述曲線為直線。

根據上述的特性拉力渦卷拉簧，其中，所述渦旋彈簧的所述金屬彈性片至少為兩片緊貼複合一體卷繞形成渦旋部。

根據上述的特性拉力渦卷拉簧，其中，所述金屬彈性片的拉伸端設置有拉孔或拉勾。

根據上述的特性拉力渦卷拉簧，其中，所述長形孔為梯形孔，所述梯形孔的各拐角設置為圓角，以減少應力集中、延長金屬彈性片壽命。

根據上述的特性拉力渦卷拉簧，其中，所述金屬彈性片為彈性鋼片。

一種負特性拉力渦旋拉簧，包括一金屬彈性片卷繞形成的多圈且每圈之間相互貼緊、外形為中空的圓柱狀渦旋部和由所述渦旋部最外層金屬彈性片延伸一段的一拉伸端；所述渦旋部卷繞的金屬彈性片在被所述拉伸端拉直展平時，設從拉伸端向渦旋部為長形方向，所述金屬彈性片設置有拉力遞減區，所述拉力遞減區內的金屬彈性片寬度沿所述長形方向逐漸遞減，使所述金屬彈性片在該拉力遞減區的長度段內的有效工作寬度逐漸遞減，彈性拉力也隨之相應遞減。

進一步的，所述金屬彈性片至少為兩片緊貼複合一體卷繞形成渦旋部。

本發明通過設置彈簧金屬片從拉伸端至內端的有效寬度逐漸遞減，使其達到越拉長拉力越小的情況，使其符合各種要求拉力輸出逐漸減少的裝置中，減少了彈簧抵消作用力的使用，將極大地簡化力轉化機構，機構體積大大縮小，機構成本急劇下降，材料消耗明顯減少，成本大大降低並有利環保，而且則特別是對有些有很多限制的產品中具有非同尋常的重要意義，其結構穩定，不易變形，加工簡單，可廣泛應用於各種平衡裝置以及各種要求拉力輸出逐漸減少的裝置中。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式來詳細說明本發明；

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明拉平時的結構示意圖。

圖3為本發明的另一實施例結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本發明。

實施例1：

參見圖1和圖2，本實施例的一種負特性拉力渦旋拉簧，包括一具有等厚度的金屬彈性片10卷繞形成的多圈且每圈之間相互貼緊、外形為中空的圓柱狀渦旋部20和由所述渦旋部20最外層金屬彈性片延伸一段的一拉伸端21；所述渦旋部20卷繞的金屬彈性片在被所述拉伸端21拉直展平，設從拉伸端21向渦旋部20為長形方向，所述金屬彈性片10內沿長形方向上設有垂直於長形方向的寬度逐漸增加的長形孔11，或從金屬彈性片10的橫斷面方向，在該長形孔11長度段內其金屬的有效工作寬度沿所述長形方向逐漸遞減，使在該長形孔11的長度段內金屬彈性片10的有效工作寬度逐漸遞減，彈性拉力也隨之相應遞減。

本實施例的，有效工作寬度是指金屬彈性片橫截面方向上的有效長度，即具有金屬彈性的橫截面上具有面積的長度之和稱之為有效長度。

進一步的，所述金屬彈性片上的所述長形孔11的兩側長邊是以金屬彈性片的對稱軸線對稱的曲線，所述曲線為弧形線也可以為直線。

此外，本實施例中，渦旋彈簧的所述金屬彈性片至少為兩片緊貼複合一體卷繞形成渦旋部。在金屬彈性片10的拉伸端21設置有拉孔或拉勾。

根據上述的特性拉力渦卷拉簧，其中，所述長形孔11的各拐角設置為圓角，以減少應力集中、延長金屬彈性片壽命。本實施例中，所述金屬彈性片為彈性鋼片。

實施例2：

參見圖3，本實施例的一種負特性拉力渦旋拉簧，包括一金屬彈性片10卷繞形成的多圈且每圈之間相互貼緊、外形為中空的圓柱狀渦旋部20和由所述渦旋部20最外層金屬彈性片延伸一段的一拉伸端12；所述渦旋部20卷繞的金屬彈性片10在被所述拉伸端12拉直展平時，設從拉伸端12向渦旋部為方向，所述金屬彈性片10設置有拉力遞減區30，所述拉力遞減區30內的金屬彈性片寬度沿所述長形方向逐漸遞減，使所述金屬彈性片在該拉力遞減區的長度段內的有效工作寬度逐漸遞減，彈性拉力也隨之相應遞減。

進一步的，所述金屬彈性片10至少為兩片緊貼複合一體卷繞形成渦旋部。

但是，用同樣大小的力去拉兩隻不同的彈簧，伸長的長度不同，這說明彈簧有「軟」「硬」之分，容易被拉伸的彈簧比較軟，反之比較硬．彈簧的軟硬用它的剛性係數來表示．剛性係數越大，彈簧越硬。

此外，為實現拉簧的越拉拉力越小的情況下，也可以採用，彈簧金屬片由拉伸端至內端厚度遞減的方式實現。

本發明通過設置彈簧金屬片從拉伸端至內端的有效寬度逐漸遞減，使其達到越拉長拉力越小的情況，使其符合各種要求拉力輸出逐漸減少的裝置中，減少了彈簧抵消作用力的使用，極大擴大了彈簧的使用範圍，其結構穩定，不易變形，加工簡單，可廣泛應用於各種平衡裝置以及各種要求拉力輸出逐漸減少的裝置中。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。