CN103711901B - 多部件活塞 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多部件活塞。活塞包括在一个端部具有容座的外壳和连接保持器。连接保持器被配置为定位在该容座内并固定到外壳上。该连接保持器和外壳每一个限定出密封环槽的相对壁，并且连接保持器和外壳中的一个具有限定出密封环槽的底部的外表面。

Description

多部件活塞
技术领域
本发明的实施方式涉及一种多部件活塞，尤其涉及一种具有外壳和内部连接保持器的活塞，其中，外壳与连接保持器的接合处限定出用于密封环的槽。
背景技术
带有密封环的气动活塞以多种设计方式使用。典型的活塞具有密封环磨损问题，这是因为密封环的截面厚度受到装配工艺的限制。通常，密封环必须被膨胀，例如通过弯曲密封环，以装配围绕活塞的外圆周来将密封环定位在槽中。所需的弯曲度会限制密封环的厚度，其进而会产生由于密封环磨损导致的活塞性能降低。
发明内容
本发明的实施方式涉及一种活塞，其包括在一个端部具有容座的外壳和连接保持器。连接保持器被配置为定位在该容座内并固定到外壳上。该连接保持器和外壳每一个限定出密封环槽的相对壁，并且连接保持器和外壳中的一个具有限定出密封环槽的底部的外表面。
本发明的实施方式进一步涉及一种包括外壳和连接保持器的活塞，外壳具有在一个端部限定出空腔的圆柱形部分，连接保持器具有位于该空腔内的径向狭窄部分。径向狭窄部分的外表面接触外壳的内部表面，并且连接保持器具有接触外壳的端部的径向宽大部分。连接保持器和外壳中的每一个都具有限定出密封环槽的相对壁的径向延伸突出部。
附图说明
下面的描述不应被认为以任何方式进行限制。参考附图，相同的元件以同样的方式编号：
图1是根据本发明实施方式的活塞的剖面图；
图2是根据本发明实施方式的连接保持器的透视图；和
图3是根据一个实施方式的活塞外壳的剖面图。
具体实施方式
所公开设备的一个或多个实施方式的详细描述在本文参考图1至3通过举例而非限制的方式给出。
图1图示出包括外壳110和连接保持器140的活塞100。外壳110包括径向狭窄部分120和径向宽大部分130。径向狭窄部分120包括径向延伸突出部121(也被称为唇121或脊121)，边缘123(也被称为面朝轴向表面123)和位于径向延伸突出部121和边缘123之间的外表面部分122(也被称为槽的底部122)。在本说明书和权利要求书中，图1中的线A限定出轴线方向，而垂直于线A从线A延伸的射线限定出径向方向。连接保持器140直接贴邻边缘123定位。参考图1至3，连接保持器140包括径向狭窄部分150和径向宽大部分160。连接保持器140的径向狭窄部分150被配置为装配到由外壳110的狭窄部分120限定的容座126(也被称为空腔126)内。特别地，连接保持器140的狭窄部分150被配置为贴身地装配到容座126内，使得狭窄部分150的外表面151围绕连接保持器140的狭窄部分150的外表面151的圆周接触外壳110的狭窄部分120的内表面125。
连接保持器140如此配置使得当狭窄部分150定位在容座126内时，连接保持器140的宽大部分160的面朝轴向表面164贴近外壳110的相对的面朝轴向表面123。连接保持器140的宽大部分160包括径向延伸突出部161(也被称为唇161或脊161)。连接保持器140的面朝轴向表面164形成密封环槽的一个壁，外壳110的径向狭窄部分120的径向延伸突出部121形成密封环槽的相对壁，以及径向狭窄部分120的外表面部分122形成密封环槽的底部。
虽然图1至3示出外壳110的外表面122包括密封环槽的底部122的实施方式，本发明的实施方式包括外壳110限定出槽的一个壁而保持器140限定出槽的相对壁的任何结构。例如，在一个实施方式中，连接保持器140的外表面形成槽的底部并且定位靠近外壳110的径向延伸突出部121。在另一个实施方式中，密封环槽可以形成为连接保持器140和外壳110中的一个上的凹槽，而不是由从表面(例如外壳110的狭窄部分120的外表面)向外伸出的径向延伸脊形成。
参考图1，连接保持器140进一步包括径向延伸突出部162(也被称为唇162)。唇161和162通过外表面部分163(也被称为底部163)分开，唇161和162限定出槽的壁，而部分163限定出槽的底部。由唇161,162和底部163限定的槽可以被配置为容纳定位环172，例如导向环172。由唇161，162和底部122限定的槽可被配置为容纳密封环171，例如活塞环171。在本发明的实施方式中，导向环172可被配置为保持活塞100在缸体内的径向位置，而活塞环171可被配置为形成缸体内的压力密封件。
活塞环171可具有大于导向环172的厚度。另外，因为密封环槽的底部122在将连接保持器140附接到外壳110之前是露出的，所以活塞环171可安装围绕底部122而不用弯曲活塞环171。因此，活塞环171可被配置为相对于活塞具有增加的厚度，其中，密封环槽完全由外壳110或者连接保持器140之一的外表面形成。活塞环171的增加的厚度会带来磨损特性的改善。
在一个实施方式中，活塞环171增加的径向厚度是由通过唇164，121和底部122限定的密封环槽的加大深度限定的。在一个实施方式中，容座126的直径d1与槽的底部122的直径d2的比在大约1∶1.2到1∶1.4之间。举例来说，在一个实施方式中，d1与d2的比为大约1∶1.33。在一个实施方式中，底部122的直径d2与唇121外缘直径d3的比在大约1∶1.15到1∶1.23之间。举例来说，在一个实施方式中，直径d2与d3的比为大约1∶1.19。在本发明的实施方式中，密封环171和导向环172可由任何材料形成，例如塑料，诸如TeflonTM的聚四氟乙烯，金属或者任何其他类似类型的非金属硬材料。
参考图2，连接保持器140包括被配置为容纳铰链销181的孔153(即穿过表面151的通孔)。在一个实施方式中，孔153定位与唇161轴向分开。举例来说，孔153可定位在连接保持器140的径向狭窄部分150中。槽152可形成在径向狭窄部分150的外表面151中，而孔153可形成在槽152内。进一步参考图1和3，连接保持器140可包括螺栓部分154，其配置为当连接保持器140的径向狭窄部分150定位在容座126内时延伸穿过外壳110中的环形盘127的孔，使得连接保持器140的面朝轴向表面155接触环形盘127。螺母156可将连接保持器140固定到外壳110上。螺栓部分154可以延伸穿过环形盘127进入由外壳110的内表面136限定的空腔137内。虽然将连接保持器140固定到外壳110上的一个方法已经被图示说明，但是本发明的实施方式包括任何将保持器140固定到外壳110上的方法，包括螺母及螺栓，螺钉，粘合，焊接或者任何其它固定方法。
连接杆182可通过连接杆182中的孔和衬套183连接到铰链销181。位于连接杆182相对端处的另一个孔和衬套184可连接到可由活塞100驱动的装置上。
外壳110可在径向宽大部分130处进一步包括径向延伸突出部131、132和133。径向延伸突出部131和132可通过底部134分开以限定槽，并且活塞环173可定位在该槽内。围绕径向宽大部分130的活塞环173可具有比围绕狭窄部分120的活塞环171更大的内径和外径。径向延伸突出部132和133可通过底部135分开以限定另一个槽，并且导向环可定位在由径向延伸突出部132和133形成的槽中。
根据本发明的实施方式，连接保持器限定出槽的一个壁而活塞外壳限定出该槽的相对壁。例如活塞环的密封环可在槽的底部上滑动，该底部可对应于连接保持器或者活塞外壳的外部圆周表面。连接保持器然后可固定到活塞外壳上。因此，由于密封环在将连接保持器附接到活塞外壳之前就被附接到活塞上，相对于密封环必须弯曲或者膨胀以定位在槽内的结构，该密封环的径向厚度可增加。作为该密封环的径向厚度增加的结果，该密封环的磨损特性可被改善。
虽然已经参考一个或多个示例性实施方式描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解在不脱离本发明范围的情况下可进行各种变换和可用等同物替换其元件。另外，在不脱离其基本范围的情况下可进行许多改造来使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，意图是本发明不限于作为预期用于实现这个发明的最佳模式所公开的特定实施方式，而是本发明将包括落入权利要求范围内的所有实施方式。

Claims (15)

1.一种活塞，包括：
外壳，所述外壳包括在一个端部处的径向狭窄部分和在另一相对端部处的径向宽大部分，容座位于所述径向狭窄部分中；和
连接保持器，其被配置为在所述外壳的所述一个端部处固定到所述外壳上，所述连接保持器包括径向狭窄部分和径向宽大部分，所述连接保持器的所述径向狭窄部分位于所述容座内，所述连接保持器的所述径向宽大部分具有面朝轴向端表面，所述连接保持器的所述面朝轴向端表面被配置为接触所述外壳的所述径向狭窄部分的面朝轴向端表面，所述连接保持器和外壳每一个限定出密封环槽的相对壁，并且连接保持器和外壳中的一个具有限定所述密封环槽的底部的外表面。
2.如权利要求1所述的活塞，其中，所述连接保持器包括第一径向延伸唇和第二径向延伸唇，所述第一和第二径向延伸唇在所述第一和第二径向延伸唇之间限定出圆周槽，并且所述第一径向延伸唇被配置为定位邻近所述外壳以形成所述密封环槽的壁。
3.如权利要求1所述的活塞，其中，所述连接保持器包括径向延伸的突出部，其被配置为接触所述外壳的边缘以形成所述密封环槽的第一壁，所述外壳包括与所述边缘间隔开的径向延伸突出部以限定出所述密封环槽的第二壁，并且位于所述边缘和第二壁之间的所述外壳的外表面限定出所述密封环槽的底部。
4.如权利要求3所述的活塞，其中，所述连接保持器包括被配置为容纳铰链销的销钻孔，所述销钻孔与所述连接保持器的径向延伸唇轴向分开。
5.如权利要求1所述的活塞，进一步包括：
围绕所述外壳的外表面沿圆周定位的密封环，所述密封环的第一端部接触所述外壳，并且与所述第一端部相对的所述密封环的第二端部接触所述连接保持器。
6.如权利要求5所述的活塞，进一步包括：
围绕所述连接保持器的外表面沿圆周定位的导向环。
7.如权利要求1所述的活塞，其中，所述外壳的径向宽大部分包括围绕所述径向宽大部分的外圆周定位的密封环槽和导向环槽中的至少一个。
8.如权利要求1所述的活塞，其中，限定所述容座的所述外壳的内部表面的直径与所述底部的直径的比在1:1.2到1:1.4之间。
9.如权利要求1所述的活塞，其中，所述底部的直径与由所述连接保持器限定的所述密封环槽的壁的外径的比在1:1.15到1:1.23之间。
10.一种活塞，包括：
外壳，其具有在一个端部处限定空腔的径向狭窄的圆柱形部分和在另一相对端部处的径向宽大部分；和
连接保持器，其具有定位在所述空腔内的径向狭窄部分，使得所述径向狭窄部分的外表面接触所述外壳的内部表面，所述连接保持器具有接触所述径向狭窄的圆柱形部分的径向宽大部分，所述连接保持器和外壳中的每一个都具有限定出密封环槽的相对壁的径向延伸突出部。
11.如权利要求10所述的活塞，其中，所述连接保持器和外壳的径向延伸突出部围绕所述连接保持器和外壳沿圆周延伸。
12.如权利要求10所述的活塞，其中，位于所述连接保持器的径向延伸突出部和所述外壳的径向延伸突出部之间的外壳的外表面限定出所述密封环槽的底部。
13.如权利要求10所述的活塞，其中，所述连接保持器的径向宽大部分的面朝轴向端表面邻接所述外壳的边缘。
14.如权利要求10所述的活塞，其中，所述连接保持器的径向延伸突出部进一步限定出位于所述连接保持器中的导向环槽的壁。
15.如权利要求10所述的活塞，其中，所述连接保持器包括在轴向方向上与所述连接保持器的径向延伸突出部分开的钻孔，所述活塞进一步包括：
位于所述钻孔内的铰链销；和
具有孔的连接杆，所述铰链销可通过所述孔以将所述连接杆连接到所述连接保持器。
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