CN113007255A - 一种螺纹槽阻尼装置 - Google Patents

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宁成
王海洋
罗琦洋
宁焱
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Abstract

本发明提供了一种螺纹槽阻尼装置，该装置包括活塞组件和封闭腔体，其中，活塞组件与封闭腔体间设置有空隙，该封闭腔体内设置有用于密封活塞组件与封闭腔体间的空隙的密封件；活塞组件包括活塞本体和活塞套，活塞本体上设置有阻尼结构和第一流通孔，该阻尼结构为螺纹阻尼槽，且环绕设置在活塞本体上，活塞套上设置有第二流通孔，该第二流通孔与阻尼结构和第一流通孔均连通。由于该超长阻尼结构环绕设置在活塞本体上，有效延长了阻尼行程，使活塞组件的运动平稳，保证了该阻尼装置的平稳弹速，设计思路巧妙，同时大幅度提高了安全性和使用寿命，从而解决了传统气弹簧运动速度快，不能有效保证其安全性和使用寿命的问题。

Description

一种螺纹槽阻尼装置
技术领域
本发明涉及气弹簧领域，具体涉及到一种螺纹槽阻尼装置。
背景技术
气弹簧是一种可以实现支撑、缓冲、制动、高度及角度调节等功能的零件，在工程机械中，主要应用于罩盖、门等部位。气弹簧主要由活塞杆、活塞、密封导向套、填充物、压力缸和接头等部分组成，其中压力缸为密闭的腔体，内部充有惰性气体或者油气混合物，腔体内的压力是大气压的几倍或者几十倍。
传统气弹簧是在缸体内充入一定压力的气体，通过两端截面积的不同，从而产生压力差，压力大的一方向压力小的一方运动，但运动的速度较快，在100mm内伸展时间短到2-3秒，即使调整活塞阻尼孔的直径大小，其运动速度也没有明显降低，致使对操作者造成较大的安全隐患，并且大大降低了该产品的一致性、平稳性及其使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种螺纹槽阻尼装置，至少能够解决上述问题之一，通过环绕设置在活塞本体上的螺纹阻尼槽，使活塞组件的运动平稳，保证了该阻尼装置的平稳弹速，设计思路巧妙，同时提高了安全性和使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种螺纹槽阻尼装置，包括活塞组件和封闭腔体，所述活塞组件与所述封闭腔体间设置有空隙，所述活塞组件在所述封闭腔体内往复移动；所述封闭腔体内设置有密封件，所述密封件用于密封所述活塞组件与所述封闭腔体间的所述空隙；所述活塞组件包括活塞本体和紧密套接在所述活塞本体上的活塞套，所述活塞本体上设置有阻尼结构和第一流通孔，所述阻尼结构为螺纹阻尼槽，且环绕设置在所述活塞本体上，所述活塞套上设置有第二流通孔，所述第二流通孔与所述活塞本体上的所述螺纹阻尼槽和所述第一流通孔均连通。
在优选的一些实施例中,所述螺纹阻尼槽为螺纹槽，所述螺纹阻尼槽设置在所述活塞本体的两端或所述活塞本体的一端。
在优选的一些实施例中,所述第二流通孔包括侧面流通孔和端面连通孔，所述端面流通孔与所述第一流通孔相适配。
在优选的一些实施例中,所述螺纹阻尼槽的一端连通在所述侧面流通孔，另一端连通在所述端面流通孔，所述端面连通孔与所述第一连通孔连通。
在优选的一些实施例中,所述螺纹阻尼槽设置在所述活塞本体的侧面上。
在优选的一些实施例中,所述螺纹阻尼槽的槽顶与所述活塞套的内表面紧密抵接。
在优选的一些实施例中,所述活塞本体上设置有第一凸起和第二凸起，所述第一凸起和所述第二凸起之间形成凹槽。
在优选的一些实施例中,所述密封件在所述凹槽内移动，所述凹槽的轴向宽度大于所述密封件的横截面的最大直径，所述密封件位于所述第一流通孔的上方，保障所述凹槽与所述第一流通孔连通。
在优选的一些实施例中,所述第一流通孔包括第一左流通孔和第一右流通孔。
在优选的一些实施例中,所述第一左流通孔设置在所述第一凸起上，所述第一右流通孔设置在所述第二凸起上。
本发明的特点及优点：当活塞组件在封闭腔体内受气体或油压挤压运动时，设置在封闭腔体内的密封件与封闭腔体的内壁形成摩擦移位，气体或油压压强使该密封件紧密密封住活塞组件与封闭腔体间的空隙，致使气体通过第一流通孔、环绕的阻尼结构和第二流通孔，由于该阻尼结构环绕设置在活塞本体上，有效延长了对气体或油压的阻尼行程，使活塞组件的运动平稳，保证了该阻尼装置的平稳弹速，设计思路巧妙，同时大幅度提高了安全性和使用寿命，从而解决了传统气弹簧运动速度快，不能有效保证其安全性和使用寿命的问题。
附图说明
以下附图是用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，且仅旨在于对本发明做示意性的解释和说明，并非用以限制本发明的范围。在附图中：
图1为本申请实施例一中的一种螺纹槽阻尼装置的装配结构示意图；
图2为本申请实施例一中的双阻尼结构活塞组件伸展运动气流图；
图3为本申请实施例一中的双阻尼结构活塞组件压缩运动气流图；
图4为本申请实施例一中的双阻尼结构活塞本体的结构示意图；
图5为图4的右视图；
图6为本申请实施例一中的活塞套的剖视结构示意图；
图7为图6的右视图；
图8为本申请实施例二中的单阻尼结构活塞本体的结构示意图；
图9为本申请实施例二中的单阻尼结构活塞组件伸展运动气流图；
图10为本申请实施例二中的单阻尼结构活塞组件压缩运动气流图。
附图标记：
2、封闭腔体；3、密封件；4、后连接件；5、前连接件；11、活塞本体；12、活塞套；13、活塞杆；111、螺纹阻尼槽；112、第一连通孔；114、凹槽；115、第一凸起；116、第二凸起；131、第一挡板；132、第二挡板；121、第二连通孔；1121、第一左连通孔；1122、第一右连通孔；1211、端面流通孔；1212、侧面流通孔。
具体实施方式
下面将以图式揭露本申请的多个实施方式，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，构成本申请的一部分说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及说明是用来解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的上、下、左、右、内、外等方向均是以本申请实施例图1所示的上、下、左、右、内、外等方向为准，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应随之改变。“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，在此一并说明，使用的“第一”、“第二”“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。此外，在本公开各个实施例中，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以互相结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求保护的范围之内。
实施例一
请参阅图1至图7，本实施例中的一种螺纹槽阻尼装置，结合图1所示，该阻尼装置的固定端连接前连接件5，另一活动端连接后连接件4；本实施例中的该阻尼装置包括活塞组件和封闭腔体2，该活塞组件与封闭腔体2间设置有空隙，即两者为间隙配合，使活塞组件能够在封闭腔体2内往复移动，将封闭腔体2分为左封闭腔体和右封闭腔体2；其中，封闭腔体2内设置有密封件3，该密封件3用于密封活塞组件与封闭腔体2间的空隙，使挤压气体不能通过封闭的间隙，而流向螺纹阻尼槽；活塞组件包括活塞本体11、紧密套接在活塞本体11上的活塞套12和起传动作用的活塞杆13，通过第一挡板131、第二挡板132及紧定螺母使活塞本体11和活塞套12固定在活塞杆的一端；具体的，活塞本体11上设置有阻尼结构和第一流通孔112，活塞套12上设置有第二流通孔121，该第二流通孔121与活塞本体11上的阻尼结构、第一流通孔均连通，值得注意的是，阻尼结构环绕设置在活塞本体11上，拉长了活塞本体11的阻尼行程，使活塞组件的运动更加平稳。
利用本实施例的技术方案，当活塞组件在封闭腔体2内受气体或油压挤压运动时，设置在封闭腔体2内的密封件3与封闭腔体2的内壁形成摩擦移位，气体或油压压强使该密封件3紧密密封住活塞组件与封闭腔体2间的空隙，致使气体通过第一流通孔、环绕的螺纹阻尼槽和第二流通孔，由于该螺纹阻尼槽环绕设置在活塞本体上，有效延长了对气体或油压的阻尼行程，使活塞组件的运动平稳，保证了该阻尼装置的平稳弹速，设计思路巧妙，同时大幅度提高了安全性和使用寿命，从而解决了传统气弹簧运动速度快，不能有效保证其安全性和使用寿命的问题。
如图4、图5所示，作为一种具体实施方式，本实施例中的螺纹阻尼槽111为螺纹槽，该螺纹阻尼槽111设置在活塞本体11的两端，即为具有双阻尼结构的活塞本体11，使活塞组件在做伸展或压缩运动时均能受到阻尼的作用，运动平稳，提高安全性和使用寿命，当然根据实际情况也可以设定为单向阻尼。
需要说明的是，该螺纹槽的螺纹牙型优选三角形，当然根据实际情况还可以为梯形、矩形或其它不规则形状；再者，其槽深(即螺纹的牙顶、牙底的设置参数)、槽宽(即螺距的设置参数)和螺纹槽的长度根据阻尼的实际要求情况进行设置。
结合图2、图3所示，进一步地，本实施例中的螺纹阻尼槽11环绕设置在活塞本体11的侧表面上，螺纹阻尼槽111的槽顶1111紧密抵接在活塞套12的内表面123上，螺纹阻尼槽111的加工深度(即槽底1112的位置)和长度根据实际的阻尼强度、要求的弹速快慢而设计。需要说明的是，活塞本体的材质优选硬塑，活塞套优选铜或铝，螺纹阻尼槽111的槽顶1111优选加工为尖状，这样更有利于使螺纹阻尼槽111与活塞套12的内壁123的抵接更加严密，封闭性更有保障，致使流通的气体或液油沿螺纹阻尼槽111的行径流通。
如图6、图7所示，作为一种具体实施方式，本实施例中的活塞套12上的第二流通孔121包括侧面流通孔1211和端面连通孔1212，结合图3、图4所示，端面流通孔1212与第一流通孔112相适配。
需要说明的是，本实施例中的端面连通孔1212为圆形盲孔，第一流通孔112为圆形通孔，但两者的适配不限于圆形孔，可以设置为方形孔，多边形孔及其它异型孔。
如图4、图5所示，作为一种具体实施方式，本实施例中的活塞本体11上设置有第一凸起115和第二凸起116，该第一凸起115和第二凸起116均为绕活塞本体的周向的环形凸起，其两者之间形成凹槽114。进一步地，本实施例中的第一流通孔112包括第一左流通孔1121和第一右流通孔1122；更进一步地，该第一左流通孔1121和第一右流通孔1122分别设置在第一凸起115和第二凸起116上。
结合图2、图3所示，作为一种具体实施方式，本实施例中的螺纹阻尼槽111的一端连通在侧面流通孔1211，另一端连通在端面流通孔1212，该端面连通孔与所述第一连通孔连通。优选的，本实施例中的密封件3设置在凹槽114内。
需要说明的是，本实施例中的密封件3的优选为浮动的O型密封圈，该密封圈的外圆抵接在封闭腔体2的内壁上，其内圆与凹槽114的槽底设置有一定距离，以使气流能够从凹槽顺畅流通入第一流通孔，此种方式的设计更能利用压强的原理使浮动的O型密封圈紧密抵接住封闭腔体2的内壁和凹槽的侧面，进而达到更好的封闭效果。再者，需要注意的是，凹槽114的宽度大于密封件3的横截面的最大直径，以使密封件3能够在凹槽内移动，达到单面封闭间隙的效果。
结合图2、图3的伸展运动、压缩运动的气流图所示，利用本实施例的具有双阻尼结构的阻尼装置，对其应用在气弹簧中的双向阻尼的工作原理阐述如下：
1、伸展阻尼运动：当向右方向做伸展运动时，首先，封闭腔体2内的密封件3受摩擦移位到凹槽114的左侧，由于气体的压强更能促使密封件3紧密抵接住封闭腔体2的内壁和凹槽114的左侧面，使封闭腔体2与活塞组件间的左侧间隙封闭；再者，活塞组件挤压右封闭腔体内的气体，致使气体向左封闭腔体流动释放运动，此时，很少部分气体通过右侧的活塞套12上的侧面流通孔流进右侧螺纹阻尼槽、第一右流通孔1122进入凹槽内，而是绝大部分气体直接通过封闭腔体2与活塞组件间的右侧间隙流向凹槽内；然后，经第一左流通孔1121、左侧活塞套12上的端面流通孔流进左侧超长的螺纹阻尼槽，最后，通过左侧活塞套12上的侧面流通孔流通到左封闭腔体，进而完成了稳定的伸展阻尼运动。
2.压缩阻尼运动：当向左做压缩运动时，首先，封闭腔体2内的密封件3受摩擦移位到凹槽114的右侧，由于气体的压强更能促使密封件3紧密抵接住封闭腔体2的内壁和凹槽114的右侧面，使封闭腔体2与活塞组件间的右侧间隙封闭；再者，气体活塞组件挤压左封闭腔体内的气体，致使气体向右封闭腔体流动释放运动，此时，很少部分气体通过左侧活塞套12上的侧面流通孔流进左侧螺纹阻尼槽、第一左流通孔进入凹槽内，而是绝大部分气体直接通过封闭腔体2与活塞组件间的左侧间隙流向凹槽内；然后，经第一右流通孔、右侧活塞套12上的端面流通孔流进右侧超长的螺纹阻尼槽，最后，通过右侧活塞套12上的侧面流通孔流通到右封闭腔体，进而完成了稳定的压缩阻尼运动。
实施例二
本实施例与实施例一不同的是，如图8所示，本实施例中的螺纹阻尼槽111设置在活塞本体11的一端，即为具有单阻尼结构的活塞本体。
结合图9、图10的伸展运动、压缩运动的气流图所示，利用本实施例的具有单阻尼结构的阻尼装置，对其应用在气弹簧中的工作原理阐述如下：
1、伸展阻尼运动：当向右方向做伸展运动时，首先，封闭腔体2内的密封件3受摩擦移位到凹槽114的左侧，由于气体的压强更能促使密封件3紧密抵接住封闭腔体2的内壁和凹槽114的左侧面，使封闭腔体2与活塞组件间的左侧间隙封闭；再者，活塞组件挤压右封闭腔体内的气体，致使气体向左封闭腔体流动释放运动，此时，气体通过第一右流通孔1122和/或右侧间隙进入凹槽内；然后，经第一左流通孔1121、左侧活塞套12上的端面流通孔流进超长的螺纹阻尼槽内，最后，通过活塞套12上的侧面流通孔流通到左封闭腔体，进而完成了稳定的伸展阻尼运动。
2.压缩阻尼运动：当向左做压缩运动时，首先，封闭腔体2内的密封件3受摩擦移位到凹槽114的右侧，由于气体的压强更能促使密封件3紧密抵接住封闭腔体2的内壁和凹槽114的右侧面，使封闭腔体2与活塞组件间的右侧间隙封闭；再者，气体活塞组件挤压左封闭腔体内的气体，整个气体都处于压缩状态，致使气体向右封闭腔体流动释放运动，此时，很少部分气体通过左侧活塞套12上的侧面流通孔流进左侧螺纹阻尼槽、第一左流通孔进入凹槽内，而是绝大部分气体直接通过封闭腔体2与活塞组件间的左侧间隙流向凹槽内；然后，仅仅通过第一右流通孔直接流通到右封闭腔体内，进而就完成了压缩阻尼运动。此种压缩阻尼也就是普通压缩气弹簧仅通过阻尼孔进行阻尼的特性。
综上所述，本申请中的活塞组件在封闭腔体内受气体或油压挤压运动时，设置在封闭腔体内的密封件与封闭腔体的内壁形成摩擦移位，气体或油压压强使该密封件紧密密封住活塞组件与封闭腔体间的空隙，致使气体通过第一流通孔、环绕的阻尼结构和第二流通孔，由于该超长阻尼结构环绕设置在活塞本体上，有效延长了对气体或油压的阻尼行程，使活塞组件的运动平稳，保证了该阻尼装置的平稳弹速，设计思路巧妙，同时大幅度提高了安全性和使用寿命，从而解决了传统气弹簧运动速度快，不能有效保证其安全性和使用寿命的问题。
上述说明示出并描述了本申请的优选实施方式，但如前对象，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文对象构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种螺纹槽阻尼装置，包括活塞组件和封闭腔体(2)，其特征在于，所述活塞组件与所述封闭腔体(2)的内壁之间设置有间隙，所述活塞组件在所述封闭腔体内往复移动；
所述封闭腔体(2)内设置有密封件(3)，所述密封件(3)用于密封所述间隙；
所述活塞组件包括活塞本体(11)和紧密套接在所述活塞本体(11)上的活塞套(12)，所述活塞本体(11)上设置有阻尼结构和第一流通孔(112)，所述阻尼结构为螺纹阻尼槽，且环绕设置在所述活塞本体(11)上，所述活塞套(12)上设置有第二流通孔(121)，所述第二流通孔(121)与所述活塞本体(11)上的所述螺纹阻尼槽和所述第一流通孔(112)均连通。
2.如权利要求1所述的一种螺纹槽阻尼装置，其特征在于,所述螺纹阻尼槽(111)设置在所述活塞本体(11)的两端或所述活塞本体(11)的一端。
3.如权利要求1或2所述的一种螺纹槽阻尼装置，其特征在于,所述第二流通孔(121)包括侧面流通孔(1212)和端面连通孔(1211)，所述端面流通孔(1211)与所述第一流通孔(112)相适配。
4.如权利要求3所述的一种螺纹槽阻尼装置，其特征在于，所述螺纹阻尼槽(111)的一端连通在所述侧面流通孔(1212)，另一端连通在所述端面流通孔(1211)，所述端面连通孔(1211)与所述第一连通孔(112)连通。
5.如权利要求2所述的一种螺纹槽阻尼装置，其特征在于，所述螺纹阻尼槽(111)设置在所述活塞本体(11)的侧面上。
6.如权利要求2所述的一种螺纹槽阻尼装置，其特征在于，所述螺纹阻尼槽(111)的槽顶(1111)与所述活塞套(12)的内表面紧密抵接。
7.如权利要求1所述的一种螺纹槽阻尼装置，其特征在于，所述活塞本体(11)上设置有第一凸起(115)和第二凸起(116)，所述第一凸起(115)和所述第二凸起(116)之间形成凹槽(114)。
8.如权利要求7所述的一种螺纹槽阻尼装置，其特征在于，所述密封件(3)在所述凹槽(114)内移动。
9.如权利要求1或7所述的一种螺纹槽阻尼装置，其特征在于,所述第一流通孔(112)包括第一左流通孔(1121)和第一右流通孔(1122)。
10.如权利要求9所述的一种螺纹槽阻尼装置，其特征在于，所述第一左流通孔(1121)设置在所述第一凸起(115)上，所述第一右流通孔设置在所述第二凸起(116)上。
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