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CN104736877A - 弹簧组件和方法 - Google Patents

弹簧组件和方法 Download PDF

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CN104736877A
CN104736877A CN201380048241.7A CN201380048241A CN104736877A CN 104736877 A CN104736877 A CN 104736877A CN 201380048241 A CN201380048241 A CN 201380048241A CN 104736877 A CN104736877 A CN 104736877A
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force
tube
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G·L·卡斯滕
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This Deere Koss Corp
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Abstract

一种将弹簧组装于一管内的方法，其包括提供螺旋弹簧和一条管，该管于其第一端具有第一保持结构。方法包括将一杆定位于管中。该弹簧被定位于管内，然后将第二保持结构与杆连接，其中弹簧被定位于该第一和第二保持结构之间。将力施加至弹簧，然后该第二保持结构被固定于一位置，其中该弹簧提供所期望的预载。

Description

弹簧组件和方法
背景技术
多种弹簧和弹簧组件已经被开发用于为如椅子倾斜机制、用于椅子和桌子的高度调节机制、门的开/关机制和其它需要协助或阻抗的力量的用途/装置提供阻抗或协助的力量。由于生产公差和其它这样的变数，由不同弹簧产生的力量可为不同的。这可能会导致在如办公椅、高度可调的桌子、或其他利用弹簧的设备或制品中的组件中不一致的阻抗力。
发明内容
本发明的一方面是一种将弹簧组装于管内或外壳内的方法。该方法包括提供螺旋弹簧，其具有第一和第二相对的弹簧端。该方法还包括提供一个外壳，如一条管，其具有内部空间，并于管的第一端具有第一保持结构，以使当将弹簧插入管的第二端时，该弹簧将力传递到该管。该方法还包括提供具有第一和第二端的长杆，并且提供第一和第二保持器，其被配置以接合该螺旋弹簧的第一和第二相对端，并传递轴向载荷至所述第一和第二相对的弹簧端，并压缩该螺旋弹簧。该方法进一步包括将该杆定位于该管中，其中第一杆端朝向管的第一端，第二端朝向管的第二端。将弹簧定位于该管中，其中弹簧的第一端接合第一保持结构。该方法进一步包括提供第二保持结构，其被定位于该管内。将该第二保持结构连接到第二杆端，其中弹簧至少部分地定位于该管内，在第一和第二保持结构之间。利用作用在弹簧上的力将此弹簧压缩。确定一目标预载力，而作用在弹簧上的力的幅度被改变或调整。第二保持结构被固定在一个位置，其中该弹簧提供一个符合预定义的验收准则的预载力。该预定义的的验收准则可以包含一个条件，其中作用在弹簧上的力的幅度是在目标预载力的一个预定义的公差范围之内。
本发明的另一个方面是一种制造力生成组件的方法，力生成组件包括一弹性部件，其提供作用在外壳和致动器上的预定义的预载。除非作用在外壳和致动器上的力超过预定义的预载力，外壳和致动器的维度不改变。该方法包括提供外壳和致动器。致动器的至少一部分被定位于外壳内，其中致动器的一部分延伸至外壳外。一个弹性部件被提供，并且外壳和致动器被可操作地利用弹性部件互相连接。弹性部件是能够产生阻抗力，其趋向将致动器和外壳返回相对彼此的组装的位置中。弹性部件被变形，以使弹性部件产生落在预定义的范围内的力。外壳或其它部件相对于致动器是固定的，以使该弹性部件提供一预定义的预载力。
本发明的又一方面是一能量机制，其包括螺旋弹簧和容纳弹簧的外壳。该机制还包括致动器，其可在一初始位置和至少一个移位位置之间移动。致动器延伸出外壳外，并且被连接到螺旋弹簧以将弹簧力传输到外壳之外。弹簧是在被预载至预定的弹簧力后，于外壳内被支持于一预选的预载的状态。从初始位置移动该致动器所需的初始弹簧力与预定的力量大小相关。
通过参考下面的说明书、权利要求和附图，本领域的技术人员将可进一步理解和认识这些和其它本发明的特征、优点及目的。
附图说明
图1是椅子的立体图，其包括根据本发明的一个或多个弹簧组件；
图2是图1的椅子的侧视图；
图3是图1的椅子的联动装置和弹簧的示意图；
图4是根据本发明的弹簧组件的局部的立体图；
图5是根据本发明的弹簧组件的侧视图；
图5A是图5的销和保持器的分解截面图；
图6是根据本发明的弹簧组件的分解立体图；
图7是根据本发明，被用于组装弹簧组件的机器的截面图；
图8是根据本发明的弹簧子组件的局部视图；
图9是根据本发明的弹簧组件的局部视图；而
图10是根据本发明的弹簧组件的截面图。
具体实施方式
为了本文中描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”和它们的衍生字应与如图1般定向的本发明相关。然而，应理解的是，除非明确地有相反的规定，本发明可以采取各种替代的定向和步骤顺序。也应理解，在附图中示出并在下面的说明书中描述的特定的器具和工艺只是所附的权利要求所限定的发明概念的示例性实施例。因此，与本文所公开的实施例相关的具体维度和其它物理特性不应被认为是限制性的，除非权利要求中明确说明如是。
椅子1包括靠背2、座位3、肘靠4和带脚轮6的基座5。进一步参照图2和4，椅子1包括四条杆的联动装置，其包含：被固定到椅子基座5的基链12、座位链14、控制链16和下链18。链12-16分别由第一、第二、第三和第四枢轴21、22、23和24互相连接。弹簧组件30产生作用于点31和32的张力F1和F2，从而将所述四条杆的联动装置10往直立位置偏置，如图2和3所示。会理解的是，本发明的弹簧和方法不限于螺旋弹簧，也并不限于产生张力的弹簧组件。
进一步参照图4-6以及图9-10，弹簧组件30包括螺旋弹簧34、于端54具有开口52的致动器或杆36、壳体或外壳38和端塞或配件40。弹簧组件30还包括垫圈42A、42B和衬套44A、44B。销46延伸穿过端塞或配件40中的开口50，而保持器48将销46保持在开口50中。保持器48可包含容纳在环形小树林中的C夹，或者它可包含其它合适的保持器具以将销46保持在端塞40的开口50中。参照图5A，在一优选实施例中，销46包括具有突出的环状突起或脊46B的圆筒部46A和槽46C。保持件48包括环形的脊48A，其在脊46B上被卡扣，以使保持器48被保持在销46上。销46和/或保持器48可包含钢或其他合适的材料。
当组装后，销46和在杆36的端部54的开口52被用以将力传递通过弹簧组件30。当弹簧组件30被组装后，壳体38的端部凸缘56和58保持弹簧34在一预压的、压缩的状态中。如下文更详细讨论的，凸缘58是在组装过程中，在测量施加到杆36和端塞或配件40的力期间形成的，以使弹簧34具有预定义的预载。因此，分别施加到杆36和端塞40的张力F1和F2的幅度必须超过指定的预载力量大小，杆36和端配件40才会相对彼此地从图5所示的初始位置移动。如果张力F1和F2超过预定义的预载力，螺旋弹簧34会进一步压缩，从而导致杆36沿箭头“A”(5)的方向相对于端塞或配件40移动。本发明的弹簧组件30可以某方法被组装，其确保引起杆36相对于配件40移动所需的实际张力F1和F2处于预定义的可接受范围内。
参照图8，壳体38最初形成为包括在壳体38的第一端62A的向内延伸的凸缘56A。在壳体38的第二端62B的环形边缘66最初没有被形成为包括凸缘。在组装过程中，第一垫圈42A最初被定位于壳体38的内部空间60中，位于壳体38的第一端62A抵着凸缘56A，而第一套管44A和杆36的位置如8图所示。杆36最初包括直径缩小的端部64，其接收第二垫圈42B。然后将螺旋弹簧34定位于壳体38中，然后第二衬套44B和第二垫圈42B被定位于内部空间60中，其中第二垫圈42B被设置在杆36的直径缩小的端部64。壳体38的边缘66最初没有被形成为包括凸缘，于是垫圈42A和42B以及衬套44A和44B可被插入到壳体38的内部空间60中。
杆36之端64然后利用公知的径向铆合工艺或其它合适的工艺被变形，以创造扩大的端部65，其牢固地保持垫圈42B在杆36的端68。扩大的端部65于图8中以虚线示出，并在图9中以实线示出。这形成如图8所示的子组件30A。
子组件30A然后被定位于夹具70中(图7)。夹具70包括第一和第二销72和74，其分别被接收在弹簧子组件30A的开口50和52中。端塞或配件40被定位于壳体38的第二端部62B中。销72和74可利用气压或液压缸(未示出)插入。上销72相对于夹具70的上板90固定塞40，而下销74相对于垂直可调的圆柱84固定杆36。圆柱84可以通过旋转手轮88以螺纹调力器具86被向上驱动。运用负载传感器82来测量螺旋弹簧34因圆柱84的向上运动而产生的施于销74上的力。虽然夹具70中示出螺纹调节器具86和手轮88，但用于压缩螺旋弹簧34的调力器具也可包含液压缸、电动的致动器，或其它合适的动力驱动的器具。
一旦负载传感器82测到预定的或预定义的力已产生，就利用一个液压缸80或其它合适的动力驱动的致动器将成形工具92向下移入位置，该位置与壳体38的第二端62B相邻。然后，成形工具92将边缘66(图8)形成为凸缘56B(图9)，以将塞40保持在使螺旋弹簧32被预载至所期望的水平的位置。这个过程从而将预载力设置在所期望的、预定义的水平或预定义的范围，其包括可接受的公差变化。然后完成的弹簧组件30(图9和10)从夹具70上被取下。
再次参照图1，椅子组件1包括两个弹簧组件30。由于弹簧组件30在开始延伸弹簧组件30所需的预载或初始力这方面是一致的，所以可以生产多张椅子1，而弹簧30不需要在组装椅子1的时候被调整。此外，每张组装后的座椅1在将椅子向后倾斜所需的力量这方面将具有基本相同的倾斜特性。

Claims (26)

1.一种将弹簧组装于一管内的方法，该方法包含：
提供螺旋弹簧，其具有第一和第二相对的弹簧端；
提供一条管，其具有内部空间，并于管的第一端具有第一保持结构，以使当将该螺旋弹簧插入该管的第二端时，该弹簧将力传递到该管；
提供具有第一和第二杆端的长杆；
提供第一和第二保持器，其被配置以接合该螺旋弹簧的第一和第二相对端，并传递轴向载荷至所述第一和第二相对的弹簧端，并压缩该螺旋弹簧；
将该杆定位于该管中，其中第一杆端朝向管的第一端，第二杆端朝向管的第二端；
将该弹簧定位于管中，其中该螺旋弹簧的第一端接合第一保持结构；
提供第二保持结构；
将该第二保持结构定位于管内；
将该第二保持结构连接到该第二杆端，其中该螺旋弹簧至少部分地定位于管内，在该第一和第二保持结构之间；
利用作用在该螺旋弹簧上的力将该弹簧压缩；
将作用在该螺旋弹簧上的力的幅度作改变；
将该第二保持结构固定在一个位置，其中作用在该螺旋弹簧上的力的幅度根据预定义的准则是可接受的。
2.如权利要求1的方法，其包括：
将该管定位于夹具中；
将该长杆定位于夹具中；其中第二杆端具有端部，其包括面向第二端的环形表面；
将该第二保持器定位于第二杆端上，与该环形表面相邻；以及
将杆的该端部的一部分变形，以将该第二保持器保持在杆上。
3.如权利要求1或2的方法，其中：
该端部是利用径向铆合工艺向外地被变形。
4.如权利要求1-3之任一的方法，包括：
在将杆的该端部变形之前，将轴承定位于杆上，在垫圈和螺旋弹簧之间。
5.如权利要求1-4之任一的方法，其中：
该管在其被定位于夹具中的时候包括于第一端的向内延伸的凸缘，其限定该第一保持结构；
该杆在其第一端包括环状结构，其具有穿过其中的横向开口；以及
“将该杆定位于该管中”是包括将该环状结构定位于该管的第一端之外，与该向内延伸的凸缘相邻。
6.如权利要求1-5之任一的方法，包括：
将带有穿过其中的横向开口的端塞定位于该管内，在其第二端。
7.如权利要求1-6之任一的方法，其中：
利用动力驱动的致动器将该螺旋弹簧变形。
8.如权利要求1-7之任一的方法，其中：
管的该第二端是当螺旋弹簧被压缩之时被变形的，从而将端塞保持在管内于一位置，其中根据预定义的准则，作用在螺旋弹簧上的力的幅度是可以接受的。
9.如权利要求1-8之任一的方法，其中：
利用负载传感器测量作用于螺旋弹簧上的力。
10.一种制造力生成组件的方法，力生成组件包括一弹性部件，其提供作用在外壳和致动器上的预定义的预载，其中除非作用在外壳和致动器上的力超过预定义的预载力，外壳和致动器的维度并不从组装的维度改变；该方法包含：
提供外壳和致动器，当力生成组件被组装后，两者相对彼此限定组装后的位置；
将致动器的至少一部分定位于外壳内，其中致动器的一部分延伸至外壳外；
提供弹性部件；
利用该弹性部件将外壳和致动器可操作地互相连接，以使弹性部件能够产生阻抗力，其趋向将致动器和外壳返回它们相对彼此的组装后的位置；
将该弹性部件变形，以使弹性部件产生落在预定义的范围内的力；以及
将该外壳和致动器相对彼此固定，以使该弹性部件提供一预定义的预载力。
11.如权利要求10的方法，其中：
弹性部件包含弹簧。
12.如权利要求10或11的方法，其中：
弹簧包含螺旋弹簧，其具有第一和第二相对端。
13.如权利要求10-12之任一的方法，其中：
该外壳包含限定第一和第二相对端和一内部空间的管状部件，该方法还进一步包括：
将螺旋弹簧的至少一部分定位于该内部空间内。
14.如权利要求10-13之任一的方法，其中：
该致动器包含具有第一和第二相对端的长杆部件；并且其中：
“将外壳和致动器可操作地互相连接”包括将该长杆部件的至少一部分定位于该内部空间内。
15.如权利要求10-14之任一的方法，其中：
“将该外壳和致动器相对彼此固定”包括固定凸缘构件至该长杆件的第二端，并且其中该凸缘构件被配置以接合该螺旋弹簧的第二端。
16.如权利要求10-15之任一的方法，其中：
“将该外壳和致动器相对彼此固定”包括以一方式将管状部件的第一端变形，其防止弹簧的第一端以第一方向运动。
17.如权利要求10-16之任一的方法，其中：
“将外壳和致动器可操作地互相连接”包括以一方式将端塞定位于管状部件中，其于开始时容许该端塞于该管状部件中轴向移动；而
“将该外壳和致动器相对彼此固定”包括将该管状部件的第一端变形，以将该端塞保持在一轴向位置，其中螺旋弹簧被压缩以提供该预载力。
18.一能量机制，其包含：
弹簧，其于弹簧被变形时产生弹簧力；
外壳，其容纳弹簧的至少一部分于其中；和
致动器，其具有第一部分及第二部分，第一部分被设置在该外壳内和可操作地接合该弹簧，第二部分延伸至外壳外以传送弹簧力至外壳外的，该致动器可从初始位置移动至第二位置，其中于初始位置，该弹簧以一初始量被变形并产生作用于致动器上的初始弹簧力，而于第二位置，该弹簧以一第二量被变形并产生弹簧第二力；
其中所述弹簧在被预压以将弹簧变形至初始量的变形以产生初始弹簧力后，于外壳中以部分地受压的状态被支持，以使作用于该致动器上的作用力必须至少与预定的初始力一样大，才可将致动器从其初始位置移动。
19.如权利要求18的能量机制，其中：
外壳包含管状部件，其带有大体为圆柱形的内表面和外表面。
20.如权利要求18或19的能量机制，其中：
该外壳包含管状部件，其带有第一和第二相对端，第一端为至少部分地被接合弹簧的结构闭合；而
该致动器包括长杆，其于致动器的一内端带有接合弹簧的凸缘，并且其中该弹簧被设置在该接合弹簧的结构和该接合弹簧的凸缘之间。
21.如权利要求18-20之任一的能量机制，其中：
该接合弹簧的凸缘包含带有中央开口的垫圈，该开口固定地接收该长杆的一端部。
22.一能量机制，其包含：
弹簧；
外壳，其容纳弹簧；
致动器，其可在一初始位置和至少一个移位位置之间移动，该致动器延伸至该螺旋弹簧以将弹簧力传输到外壳之外；
该弹簧是在被预载至预定的弹簧力后，于外壳内以预选的预载的状态被支持，以致从初始位置移动该致动器所需的初始弹簧力与预定的力量大小相关。
23.如权利要求22的能量机制，其中：
外壳的一部分被变形，以将该弹簧保持于该预选的预载的状态
24.如权利要求22或23的能量机制，其中：
除非超过初始弹簧力的力被施加至致动器，否则该弹簧被保持在该初始位置。
25.如权利要求22-24之任一的能量机制，其中：
致动器的初始位置被固定，以致该初始弹簧力不能被改变。
26.如权利要求22-25之任一的能量机制，其中：
外壳被变形，以将致动器保持在初始位置。
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