CN113557372A - 具有超程压力释放的气体弹簧 - Google Patents

Abstract

一种工业气体弹簧，具有：在具有端壁的外壳中的压力腔室；至少部分地接收在外壳中的活塞杆，用于在伸出和缩回位置之间往复运动；以及由端壁承载的压力释放组件。压力释放组件可具有与压力腔室连通的膜和柱塞，该柱塞构造成当接合沉孔中的分离膜时破坏膜，并且当活塞杆超过其设计的预期缩回位置时被活塞杆移动。

Description

具有超程压力释放的气体弹簧

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年3月20日提交的美国临时申请号62/821,073的权益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及用于成形设备的工业气体弹簧，并且更特别地，涉及用于工业气体弹簧的超程压力释放。

背景技术

工业气体弹簧是众所周知的，并且已经用于成形设备的许多应用中，包括用于金属板冲压、冲孔和穿孔操作的压力机的模具。

例如，一个或多个气体弹簧可用于成形设备的各种实施方式中，以提供可移动部件，用于支撑具有屈服力或回复力的成形模具或工件。例如，在压边圈实施方式中，气体弹簧提供抵靠成形模具的压边圈的屈服力，以保持金属工件，同时成形模具的另一部分成形、切割、拉伸、冲压、穿孔或弯曲工件或从工件退出。在升降机实施方式中，气体弹簧可以提供屈服力和回复力，以将工件从成形模具的表面抬升，或者保持对工件的控制。在凸轮工具实施方式中，气体弹簧可以施加屈服力以将凸轮激活的工具返回到其原始位置。当然，气体弹簧可以用于广泛的其他实施方式中。

常规的工业气体弹簧可以包括外壳、被接收在外壳中的活塞杆、由外壳承载的活塞杆轴承和密封壳体、以及在一些应用中保持处于例如1000-5000 psi的操作压力下的加压气体（通常为氮气）的压力腔室。加压气体将活塞杆偏压至伸出位置，并且可屈服地抵抗活塞杆从伸出位置至缩回位置的移动。但是活塞杆可能会超过设计的预期缩回位置而超程，并且这种超程可能会导致不希望的气体过压和其他不利条件。活塞杆从超程缩回位置到伸出位置的快速返回还可能损坏成形设备和/或使用气体弹簧的工件。在活塞杆的超程位置中，腔室中的气体压力可能比其在活塞杆的正常完全伸出位置的压力高50%至100%量级。

发明内容

在至少一些形式中，具有活塞杆和压力腔室的工业气体弹簧可以具有由外壳的端壁承载的压力释放组件。压力释放组件可具有与压力腔室连通的膜和柱塞，该柱塞被构造成当被接合并通过活塞杆从其设计的预期最大缩回位置的超程而移动时破坏膜。

在至少一些形式中，膜可以是端壁的均匀一体部分，并且在其他形式中，膜形成单独的零件。在至少一些形式中，柱塞可以具有将压力腔室与膜连通的通道。在至少一些形式中，柱塞可以具有一个或多个相对尖锐的边缘，用于破坏膜。

在至少一些形式中，压力释放组件可以具有被接收在端壁中并承载膜的主体。在至少一些形式中，主体也可以承载柱塞。在至少一些形式中，柱塞可能够滑动地接收在主体中。

附图说明

将参照附图阐述优选实施例和最佳模式的以下详细描述，其中：

图1是其中活塞杆处于其伸出位置并具有超程压力释放组件的工业气体弹簧的剖视图；

图2是图1的气体弹簧的剖视图，其中活塞杆处于致动压力释放组件的超程缩回位置；

图3是图2的圆圈部分的放大局部剖视图；

图4是图2的柱塞的端视图；

图5是柱塞的第一修改形式的侧视图；

图6是图5的柱塞的剖视图；

图7是柱塞的第二修改形式的侧视图；

图8是图7的柱塞的剖视图；

图9是柱塞的第三修改形式的透视图；

图10是图9的柱塞的侧视图

图11是图9的柱塞的端视图；

图12是图9的柱塞的剖视图；

图13是具有第一修改的超程压力释放组件的气体弹簧的局部剖视图；

图14是图13的压力释放组件的柱塞的透视图；

图15是具有第二经修改的超程压力释放组件的气体弹簧的局部剖视图；

图16是图15的第二经修改的超程压力释放组件的放大剖视图；

图17是沿图16的线17-17截取的放大剖视图；

图18是图16的在圆18内的部分的局部放大剖视图；

图19是具有第三经修改的超程压力释放组件的气体弹簧的半示意性局部剖视图；

图20是图19的过压释放组件的放大透视图；

图21是图19的压力释放组件的侧视图；

图22是大致沿图21的线22-22截取的剖视图；

图23是大致沿图22的线23-23截取的放大局部剖视图；

图24是图19的压力释放组件的经修改的主体的半示意性局部剖视图；

图25是具有第四形式的超程压力释放组件的气体弹簧的半示意性局部剖视图；

图26是图25的气体弹簧和压力释放组件的端视图；

图27是图25的压力释放组件的侧视图；

图28是图25的释放组件的一端的视图；

图29是图25的压力释放组件的另一端的端视图；和

图30是沿图27的线30-30截取的放大剖视图。

具体实施方式

更详细地参考附图，它们图示了用于成形设备的工业气体弹簧的压力释放组件的各种形式。在释放组件中，活塞杆的超程行进超过其预期的设计最大缩回位置，接合并移动柱塞以穿孔、切割或以其他方式破坏金属膜，以排出或释放压力腔室中的加压气体，从而使其逸出到气体弹簧的外壳外部。加压气体的这种释放减小了活塞杆可以从其超程位置朝向其完全伸出位置返回的力，并且在一些应用中可能阻止活塞杆完全返回其完全伸出位置。这避免了对使用气体弹簧的成形设备和/或工件的损坏。

如图1所示，用于成形设备的工业气体弹簧50可包括具有后头部或壁54的外壳52、压力腔室56、由外壳承载的导向轴承和密封组件58、以及活塞杆60，活塞杆60通过导向和密封组件被接收并部分地设置在压力腔室中。在使用中，在许多应用中，压力腔室可以填充有压缩气体，通常为氮气，该压缩气体处于通常为例如1000至5000 psi的压力范围。腔室中的压缩气体可屈服地将活塞杆推到其完全伸出的位置，如图1所示，其外端从外壳的邻近端向外伸出。在使用中，活塞杆60的外端可与模具构件或压制或成形设备（未示出）的另一部分接合或被其接合，该模具构件或压制或成形设备可使活塞杆在其完全伸出位置和其设计的预期最大缩回位置之间往复运动。

气体弹簧50包括超行程或超程压力释放组件70，在活塞杆60超程缩回超过其预期设计最大缩回位置（图2）的情况下，该组件将压力腔室56与气体弹簧的外部通气，以释放或显著降低其中的压缩气体压力。压力释放组件（以下称为释放组件）可具有柱塞72，当活塞杆60在缩回行程中超程时，柱塞72由活塞杆60移动，以切割、剪切、穿孔或破坏膜74，从而打开用于将腔室56中的加压气体与气体弹簧外部通气或使其逸出到气体弹簧外部的路径。如图2所示，活塞杆60的超程76导致膜74破坏的程度可以在0.060英寸（1.52毫米）的量级。

膜74可以形成为外壳的头部54的一体部分，作为两个相对的盲孔78和80之间的分隔壁，其中一个孔78通向压力腔室56并与之连通，并且另一个大致相对的孔80通过穿过头部54的外部面的开口而与气体弹簧的外部连通。膜74薄到足以用合理量的力破坏，但是足够坚固而在气体弹簧的正常操作条件下不会由于活塞杆60的每个正常缩回和伸出循环所经受的压力变化而疲劳，当气体弹簧在使用中时，该循环可以相对较快，并且典型地发生在每分钟20-60个完整循环的范围内。

膜74的厚度可以部分取决于腔室中压缩气体的最大操作压力、暴露于该压缩气体的膜表面积以及制造膜的材料。对于具有一体膜和孔78并且因此膜直径在大约0.12至0.15英寸（3-4毫米）的范围内的1020碳钢头部，膜74的名义厚度通常可以在0.010至0.020英寸（0.25至0.50毫米）的范围内，并且合期望地为大约0.010至0.012英寸（0.25至0.30毫米）。合期望地，孔78和80是同轴的，并且孔80可以稍微大于孔78，以在膜74被柱塞72破坏时为膜74的切割或穿孔部分提供一些间隙。

如图3和图4所示，柱塞72可以是具有圆柱形外周表面84和大致平面的内侧端（imboard end）86的主体82，该内侧端86被构造成当活塞杆60超程时与活塞杆60的内侧端88接合。邻近于其另一端，柱塞72可具有两个合期望地直径上相对且轴向延伸的指状件90，每个指状件90具有斜切的自由端，该自由端可形成有倾斜的弓形或平面表面92，以提供相对尖锐的边缘94，用于在柱塞被超程的活塞杆60移动以推进切割边缘94穿过膜以将其破坏时，由柱塞切割、穿孔、剪切或破坏膜74。柱塞72还可以具有优选同轴的通孔96，该通孔96提供通气通道，当膜74被破坏时，腔室56中的压缩气体可以通过该通气通道流过膜74并流到气体弹簧50的外部。柱塞72可以通过压配合或过盈配合接收在孔78中，以将其固持在其中。这种压配合的程度必须足够小，使得柱塞可以通过活塞杆60的超程而容易且快速地推进，而没有过度的力，诸如ISO过盈配合或过渡配合，诸如H7/f6配合。柱塞72的这种过盈配合确保了在气体弹簧50的正常使用期间，它不会意外地移出孔78并进入压力腔室56中。这种过盈配合可以提供节省压力释放组件和头部的轴向空间和面积，这特别有益于较小尺寸的气体弹簧，诸如较小直径的气体弹簧。

图5和图6图示了第一经修改的柱塞100，其可以用来代替图1-4的柱塞72。这种经修改的柱塞100可以具有主体102，该主体102具有圆柱形外周表面104、优选与圆柱形表面同轴的通孔106、可由超程活塞杆60接合的大致平面的第一端108、以及具有弓形或弯曲部分110的第二端，该弓形或弯曲部分110提供具有尖锐边缘或尖端114的单个突出部112，用于穿孔、切割或破坏膜74。该柱塞100可以压配合在气体弹簧50的头部54的孔78中。

图7和8图示了第二经修改的柱塞120，它可以用来代替柱塞72。该经修改的柱塞120具有主体122，该主体122具有圆柱形外周表面124、通孔通气通道126、第一端128和邻近其另一端的两个大致直径上相对且轴向延伸的指状件130，该第一端128可以是大致平面的，用于被超程的活塞杆60接合，每个指状件130具有斜切的外面132，该斜切的外面132可以是弓形的或平面的，以形成能够切割、剪切、穿孔、或者从膜74的周界径向向内破坏膜74的部分，以由此破坏膜的中心部分并使其偏离中心孔通气通道126。该经修改的柱塞可以压配合在气体弹簧50的头部54的孔78中。

图9-12中图示了第三经修改的柱塞140，其可以代替柱塞72使用。该柱塞140可以具有主体142，该主体142具有外圆柱形表面144，该外圆柱形表面144围绕主体的仅一部分周向范围周向地延伸，并且合并到凹入部分146中，该凹入部分146可以是轴向和横向延伸的平坦表面148，该平坦表面148具有在外圆柱形表面144的径向内侧以提供与后头部54的孔78协作的通气通道的中心部分。该柱塞140可以具有横向内端150，该内端150可以被超程的活塞杆60接合，并且邻近其另一端具有一对直径上相对的指状件152，该指状件152轴向向外突出，并且每个指状件152具有斜切表面154，该斜切表面154邻近其自由端可以是弓形的或平面的，并且具有相对尖锐的外侧边缘156，当超程活塞杆60移动或推进通过膜时，该外侧边缘156可以切割、剪切、穿孔或破坏膜74。这些指状件152可以与通气表面148周向地间隔开，并且合期望地，每个指状件可以与通气表面周向间隔开基本上90度。该柱塞140可以压配合在头部54的孔78中。

在使用中，所有这些柱塞72、100、120和140在通过超程活塞杆60推进至少部分穿过膜74时切割、剪切、穿孔或破坏膜74，超程活塞杆60支承在柱塞上并移动柱塞进入并穿过或至少部分穿过膜。

图13图示了被接收在气体弹簧50'的外壳52'的后头部54'中的超程压力释放组件160的另一种形式，其中活塞杆60'可滑动地接收在轴承和密封组件中。该气体弹簧50'可以具有与图1和2的气体弹簧50基本相同的结构和布置。该释放组件160可以具有呈盘形式的单独的膜162和柱塞168，膜162由与头部54'的外部连通的孔166中的套环164可移除地固持，柱塞168被接收在通向压力腔室56'中的相对的孔170中。这些孔166、170可以通过中间孔172连接。套环164可具有外螺纹174和非圆形凹部或承窝178，外螺纹174可与孔166中的互补内螺纹176螺纹接合，非圆形凹部或承窝178（诸如六边形承窝）用于接收工具以安装套环和从孔中移除套环。套环可以具有贯穿的通气通道180，并且另一端可以具有周向连续的表面182，该表面182的横截面可以是平面的或略微弓形的，以用于与盘膜162接合，以在套环164牢固地拧入孔中时，迫使盘膜162与孔166的周向连续的肩部和/或端面184形成金属对金属的密封接合。

如图13和14所示，柱塞168可以具有：带有圆柱形外表面188的主体186；一端190，其可以是平面的以用于被超程活塞杆60'接合；并且在另一端处，一对直径上相对的支柱或变窄的肩部192，它们合并成带有尖端196的颈部194，用于穿孔或破坏膜。这些肩部192可以随着其朝向颈部194延伸而径向变窄，并且颈部可以随着其朝向尖端196延伸而径向变窄。尖端196可以基本上是截头圆锥形的，以提供相对尖的部分来最初穿孔或破坏膜162，并且当颈部和肩部通过超程活塞杆部分地移动到膜中时，颈部和肩部可以大致径向向外移动穿孔的膜的一部分。

为了提供通气路径，柱塞168中的盲轴向孔198可以在一端处与压力腔室56'连通，并且在另一端处与穿过肩部部分192的横向孔200连通，以在盘膜162被柱塞穿孔时从腔室56'释放压缩气体。为了在气体弹簧50'的正常操作期间将柱塞168固持在孔170中，可以将它以轻微的过盈配合压入孔中。一方面，这种过盈配合应该产生足够的摩擦力以将柱塞168固持在孔170中，并且另一方面，摩擦力不足以防止柱塞进一步移动到孔中，从而通过活塞杆60'的超程穿孔或破坏膜162。通常，该柱塞168可以在孔中具有ISO过渡相似配合。

图15图示了另一个压力释放组件210，该压力释放组件210可移除地接收在穿过气体弹簧50''的后头部54''的孔212中。该释放组件210可具有套环或主体214，该套环或主体214具有可能够与孔中的互补螺纹螺纹接合的外螺纹216，以及可与沉孔220的肩部接合的外周凸缘218，以限制主体可推进到孔中的程度。主体214可以具有膜222，该膜与主体一体形成并且设置在通向压力腔室56''的盲孔或通道224和通向气体弹簧50''外部的盲孔或通道226之间。通道226可包括承窝部分228，该承窝部分228具有非圆形构造，诸如方形或六边形，该承窝部分228被构造成接收用于从外壳52''的后头部54''可螺纹地安装和移除压力释放组件210的工具。主体214可包括周向连续的凹槽230，该凹槽230被构造成接收密封件232，诸如o形环，以在主体和后头部54''之间提供气密密封。

如图15和16所示，柱塞234可以具有带有外圆柱形表面238的主体236，该外圆柱形表面238在组装时可以通过压配合或过盈配合部分地接收在孔240中。柱塞的一端可以具有大致平面的面242，该面242被构造成被超程活塞杆60''接合，并且另一端可以包括相对尖锐的边缘244，该边缘244被构造成当（如图18所示）尖锐的边缘由于活塞杆的超程而至少部分地移动穿过膜时，切割、穿孔或破坏膜222。相对尖锐的边缘244可以通过邻近于柱塞端的弓形表面246邻近柱塞的一部分周向外周形成。柱塞234和在其中接收它的孔240之间的通气通道可以由纵向或轴向延伸的凹入表面248（图17和18）提供，该凹入表面248可以是平面的，并且设置在柱塞的圆柱形表面238的半径的径向内侧，以在柱塞和孔之间提供通道，当柱塞破坏膜226时，压力腔室56''中的压缩气体可以流过该通道。合期望地，柱塞的该凹入部分248大致与柱塞的切割边缘244在直径上相对。代替柱塞234，柱塞72、100、120、140和168中的任一者都可用于该压力释放组件210。

当在气体弹簧50''的腔室56''中没有压缩气体时，诸如在气体弹簧的运输和/或维修期间，压力释放组件210的膜222可以诸如通过利用压配合被接收在孔212中的管或套筒250（图15和16）来保护其免受意外或无意的切割、穿孔或破坏。该套筒轴向延伸到柱塞的邻近端，并且合期望地稍微超出柱塞的邻近端，并且该套筒由合适的可屈服材料制成，诸如聚合物或薄金属管，使得当使用时，该套筒容易被超程活塞杆60''压扁、压缩或压碎，该超程活塞杆60''在使用时致动柱塞234以破坏膜236，气体弹簧50''在其压力腔室56''中具有压缩气体。该压力释放组件210对于具有内部构造的气体弹簧来说可能是特别合期望的，该内部构造要求其压力释放组件必须仅从后头部的外部安装。

图19图示了压力释放组件260的另一种形式，该压力释放组件260被接收在穿过气体弹簧50'''的后头部54'''的孔262中，该孔262在一端处与压力腔室56''连通，并且另一端处与气体弹簧的外部连通。该释放组件260可以具有带有圆柱形部分266的主体264，圆柱形部分266可以通过压配合或过盈配合接收在后头部54'''的孔262中。主体264在其中可具有周向连续的凹槽268，凹槽268被构造成接收密封件270，诸如o形环，以在主体和在其中接收密封件的孔262之间提供气密密封。如图19、22和23所示，主体在其中可具有盲孔272，盲孔272的开口端与压力腔室56''连通，并且邻近其封闭端与至少部分大致径向延伸到孔中的一体膜274的一个面连通。主体在其中可具有凹槽或槽276，其通过孔272的邻近部分和头部的沉孔278将膜274的另一面与后头部54'''的外部连通。在形成盲孔272和槽278以及它们之间的薄金属部分之后，可以通过将该薄金属部分的至少一部分大致径向压入孔272中来进一步形成膜274，以提供凹陷的膜274或径向突出到孔中的其他形式的膜。

柱塞280可以具有主体282，该主体282具有圆柱形外表面284，并且一端286大致是平面的且被构造成被超程活塞杆接合，并且另一端288相对尖锐，并且被构造成当超程活塞杆60''将柱塞280进一步推进到孔272中时切割、剪切或破坏膜274。为了给膜274提供通气路径，柱塞主体282可以具有轴向延伸的凹入部分290，该凹入部分290可以是轴向延伸且设置在柱塞的周向外部部分284的径向内侧的平坦表面。该凹入部分290靠近尖锐边缘288终止，但与尖锐边缘288隔开。为了将柱塞280固持在主体264中，它可以通过轻微的压配合或过盈配合接收在孔272中，该压配合或过盈配合足以将其固持在孔中，但是不会产生足够的摩擦力来防止柱塞被超程活塞杆60''推进到孔中以切割、剪切或以其他方式破坏膜274。

图24图示了通过将一体的薄金属可屈服管状部分292添加到主体264的端并突出到压力腔室56''中而对释放主体264进行的修改。该管状部分292轴向延伸到至少并合期望地稍微超出柱塞280的邻近端286，以防止活塞杆60''在压力腔室56'''中没有压缩气体时（诸如在气体弹簧50'''的运输或维修期间）意外地移动柱塞以破坏膜274。

图25和26图示了接收在孔302中的超程压力释放组件300的另一种形式，孔302具有穿过气体弹簧50''''的后头部54''''的沉孔304，气体弹簧50''''可以从气体弹簧的外部完全安装和移除。该释放组件300可包括主体306和扩大的非圆形头部310，主体306具有可与孔302中的互补内螺纹接合的外螺纹部分308，非圆形头部310具有六角形、方形或其它非圆形构造，用于通过互补工具接合，以将释放组件300安装到头部54''''中或从头部54''''移除。主体306可以包括肩部312，肩部312可以支承在沉孔的平面表面上，以限制主体可以拧入头部54''''中的孔302中的程度。密封件314（诸如o形环）可以被接收在主体306中的周向连续凹槽316中，以在主体和头部54''''之间提供气密密封。如图25和30所示，主体306可以具有轴向延伸的盲孔318，盲孔318可以与螺纹308同轴，并且具有与压力腔室连通的开口端，并且邻近盲端具有膜320的一个面，膜320的至少一部分径向突出到孔318中。膜320的外表面可以与主体306中的横向孔322连通，该横向孔322合期望地通过头部中的沉孔304与气体弹簧50''''的外部连通，沉孔304通向气体弹簧的外部。

柱塞323可以具有主体324，主体324具有圆柱形外表面326，其一端328被构造成被超程活塞杆60''接合，以将柱塞322推进到孔318中，并且在另一端处可以具有相对尖锐的边缘330，边缘330被构造成当超程活塞杆60''推进柱塞主体的尖锐边缘穿过至少一部分膜时，切割、剪切或以其他方式破坏膜320。为了给腔室56''中的压缩气体提供与被破坏的膜连通的通道，主体可以具有轴向延伸的凹入部分332，该凹入部分332可以由柱塞主体324的周向外周的径向内侧，且邻近于切割边缘330并与切割边缘330稍微间隔开终止的轴向延伸平坦表面提供，使得当柱塞322破坏膜320时，通道332通过被破坏部分以及孔322和304与气体弹簧的外部连通。当压力腔室56''在其中不具有压缩气体时，诸如在气体弹簧的运输或维修期间，保护管或套筒334可以被接收在头部54''''的孔318中，其中一端支承在主体306上，并且另一端轴向延伸至少到并且合期望地稍微超出柱塞322的邻近端328，以防止活塞杆60''''意外地接合和移动柱塞而破坏膜320。该套筒334可以以轻微的过盈配合被接收在孔302中。它可以由可屈服的材料制成，诸如聚合物或薄金属，当使用气体弹簧50''''时，其可以被压缩或压碎，活塞杆60''超程以移动柱塞280，从而破坏膜320。凹陷膜320、切割边缘330和柱塞322的通气表面332的基本结构和布置可以与压力释放组件260的膜、切割边缘和柱塞的通气表面的基本结构和布置基本相同，并且因此这里不再重复其描述。

在气体弹簧的头部和/或压力腔室中几乎没有空间或面积的情况下（例如在小直径气体弹簧中），或者在气体弹簧的活塞杆的第一次或单次超程事件破坏其释放组件的膜并排出腔室中的压缩气体之后、气体弹簧将被丢弃并且不被修理或重新使用时，具有柱塞的压力释放组件70和160可能是特别合期望的，该柱塞可以被压配合或过盈配合在气体弹簧的后头部或壁中。在期望在气体弹簧的活塞杆超程破坏其释放组件的膜之后重新使用气体弹簧的情况下，可以使用可移除释放组件210和300以及可移除膜释放组件160。这对于较大直径的气体弹簧和/或其活塞杆在其伸出位置和设计的缩回位置之间的长行程可能是特别合期望的，因为这种气体弹簧通常比制作小直径气体弹簧制造显著地更昂贵。

所有公开的压力释放组件仅通过在其中组装它们的气体弹簧的活塞杆的超程来致动，而不管其压力腔室最初充入的气体压力以及当活塞杆缩回至其最大设计预期位置时在其腔室中产生的最大压力。换句话说，这些组件提供超程压力释放，而不考虑腔室中压缩气体的压力，并且因此具有这些释放组件的气体弹簧可以根据它们使用的特定应用被充入各种操作压力。所有这些活塞杆超程压力释放组件还提供了高度可靠的操作，因为它们仅通过其中利用它们的气体弹簧的活塞杆的轴向缩回超程而被直接致动以提供压力释放。

虽然本文各种形式的超程压力释放组件构成了目前优选的实施例，但是许多其他形式也是可能的。本文不旨在提及本发明的所有可能的实施例或等同形式或分支。应当理解，本文使用的术语仅仅是描述性的，而不是限制性的，并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以进行各种改变。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种工业气体弹簧，包括：

外壳，其包括轴向延伸的侧壁、开口端、与所述开口端轴向间隔开的横向延伸的端壁、以及部分由所述侧壁和端壁限定的气压腔室；

活塞杆，其被至少部分地接收在所述外壳中，用于在伸出和缩回位置之间往复运动，并且具有与所述压力腔室连通的内端和在所述活塞杆处于伸出位置时从所述外壳的开口端大致轴向向外延伸的外端；和

由所述端壁承载的压力释放组件，其具有：

膜，其构造有与所述压力腔室连通的第一面和与所述外壳外部连通的第二面；和

柱塞，其具有圆柱形外周表面和第一端以及第二端，所述第一端具有邻近所述圆柱形外周表面的部分的突出部，其带有邻近所述膜且被构造成破坏所述膜的尖锐边缘，所述第二端与所述第一端轴向间隔开、设置在所述压力腔室中，并被构造成被所述活塞杆接合，以便在所述活塞杆行进超过其设计的预期最大缩回位置时移动所述柱塞以通过所述突出部的尖锐边缘来破坏所述膜。

2.根据权利要求1所述的气体弹簧，其还包括在形成所述膜的第一面并与所述压力腔室连通的端壁中的第一盲孔，以及在形成所述膜的第二面并与外壳外部连通的端壁中的第二盲孔。

3.根据权利要求2所述的气体弹簧，其中，所述柱塞包括主体，所述主体具有至少部分位于所述柱塞的第一端和第二端之间的圆柱形部分，并且所述柱塞的圆柱形部分被部分地接收在所述第一盲孔中。

4.根据权利要求3所述的气体弹簧，其中，所述柱塞的所述突出部包括至少两个周向间隔开且轴向延伸的指状件，所述指状件邻近所述柱塞的第一端，并且每个指状件具有相对尖锐的边缘，用于在所述边缘通过活塞杆朝向所述膜移动的超程而至少部分地前推进穿过所述膜时，破坏所述膜。

5.根据权利要求4所述的气体弹簧，其中，所述尖锐边缘被构造成邻近所述第一孔的外周。

6.根据权利要求4所述的气体弹簧，其中，每个边缘在所述柱塞的主体的圆柱形部分的径向内侧和所述第一孔的外周的径向外侧间隔开。

7.根据权利要求3所述的气体弹簧，其中，所述主体还具有邻近所述柱塞的第一端的仅单个突出部，所述突出部具有尖锐的边缘，所述尖锐的边缘被构造成当通过所述活塞杆的超程而至少部分地移动穿过所述膜时破坏所述膜。

8.根据权利要求3所述的气体弹簧，其还包括穿过所述柱塞主体的通气通道。

9.根据权利要求3所述的气体弹簧，其还包括凹部，所述凹部位于所述圆柱形表面中并且大致沿着所述主体轴向延伸，以在所述压力腔室和所述膜之间提供至少一部分通气通道。

10.根据权利要求1所述的气体弹簧，其中，所述膜是所述端壁的均匀的一体部分。

11.根据权利要求2所述的气体弹簧，其中，所述膜是所述端壁的均匀的一体部分。

12.根据权利要求3所述的气体弹簧，其中，所述膜是所述端壁的均匀的一体部分。

13.根据权利要求1所述的气体弹簧，其中，所述膜是与所述端壁分离并且可从所述端壁移除的单独的零件，所述端壁中的孔与所述压力腔室连通，并且所述端壁中的沉孔与所述端壁的外部连通，所述柱塞被接收在所述孔中，所述单独的膜被接收在所述沉孔中并且与所述压力腔室连通，以及套环可移除地接收在所述沉孔中，并支承在所述沉孔中的单独的膜上并固持所述沉孔中的所述单独的膜并且具有将所述膜与所述气体弹簧的外部连通的贯通通道。

14.根据权利要求13所述的气体弹簧，其中，所述套环包括可与所述沉孔中的互补螺纹接合的外螺纹。

15.根据权利要求1所述的气体弹簧，包括穿过端壁并与压力腔室和气体弹簧的外部连通的通道、接收在所述通道中的主体、所述主体中的盲孔，所述膜由所述主体承载并至少部分地接收在所述主体的盲孔中，所述盲孔与所述压力腔室和所述膜的第一面连通，并且所述柱塞被接收在所述盲孔中，其中，其第一端邻近所述膜。

16.根据权利要求15所述的气体弹簧，其中，所述膜大致横向延伸跨过所述盲孔的至少一部分，并且是所述盲孔的封闭端的至少一部分。

17.根据权利要求15所述的气体弹簧，其中，所述膜是所述主体的均匀的一体部分，并且邻近所述盲通道的封闭端大致径向地突出到所述盲孔中。

18.根据权利要求17所述的气体弹簧，其中，所述柱塞部分地被摩擦接收并被固持在所述主体的盲通道中。

19.根据权利要求18所述的气体弹簧，还包括可屈服材料的套筒，并且所述套筒环绕所述柱塞的至少一部分，并通过所述端壁被接收在所述孔中，并大致轴向延伸到所述柱塞的至少第二端。

20.根据权利要求15所述的气体弹簧，其中，所述主体包括外螺纹，所述外螺纹可与穿过所述端壁的通道中的互补螺纹螺纹接合。

21.根据权利要求15所述的气体弹簧，其中，所述主体通过过盈配合摩擦被接收在穿过所述端壁的通道中。

Claims (21)

1.一种工业气体弹簧，包括：

外壳，其包括轴向延伸的侧壁、开口端、与所述开口端轴向间隔开的横向延伸的端壁、以及部分由所述侧壁和端壁限定的气压腔室；

活塞杆，其被至少部分地接收在所述外壳中，用于在伸出和缩回位置之间往复运动，并且具有与所述压力腔室连通的内端和在所述活塞杆处于伸出位置时从所述外壳的开口端大致轴向向外延伸的外端；和

由所述端壁承载的压力释放组件，其具有：

膜，其构造有与所述压力腔室连通的第一面和与所述外壳外部连通的第二面；和

柱塞，其第一端邻近所述膜，并被构造成破坏所述膜，并且其第二端与所述第一端轴向间隔开、设置在所述压力腔室中，并被构造成被所述活塞杆接合，以便在所述活塞杆行进超过其设计的预期最大缩回位置时移动所述柱塞以破坏所述膜。

2.根据权利要求1所述的气体弹簧，其还包括在形成所述膜的第一面并与所述压力腔室连通的端壁中的第一盲孔，以及在形成所述膜的第二面并与外壳外部连通的端壁中的第二盲孔。

3.根据权利要求2所述的气体弹簧，其中，所述柱塞包括主体，所述主体具有至少部分位于所述柱塞的第一端和第二端之间的圆柱形部分，并且所述圆柱形部分被部分地接收在所述第一盲孔中。

4.根据权利要求3所述的气体弹簧，其中，所述主体还包括至少两个周向间隔开且轴向延伸的指状件，所述指状件邻近所述柱塞的第一端，并且每个指状件具有相对尖锐的边缘，用于在所述边缘通过活塞杆朝向所述膜移动的超程而至少部分地前推进穿过所述膜时，破坏所述膜。

5.根据权利要求4所述的气体弹簧，其中，所述尖锐边缘被构造成邻近所述第一孔的外周。

6.根据权利要求4所述的气体弹簧，其中，每个边缘在所述柱塞的主体的圆柱形部分的径向内侧和所述第一孔的外周的径向外侧间隔开。

7.根据权利要求3所述的气体弹簧，其中，所述主体还包括邻近所述柱塞的第一端的单个突出部，所述突出部具有尖锐的边缘，所述尖锐的边缘被构造成当通过所述活塞杆的超程而至少部分地移动穿过所述膜时破坏所述膜。

8.根据权利要求3所述的气体弹簧，其还包括穿过所述柱塞主体的通气通道。

9.根据权利要求3所述的气体弹簧，其还包括凹部，所述凹部位于所述圆柱形表面中并且大致沿着所述主体轴向延伸，以在所述压力腔室和所述膜之间提供至少一部分通气通道。

10.根据权利要求1所述的气体弹簧，其中，所述膜是所述端壁的均匀的一体部分。

11.根据权利要求2所述的气体弹簧，其中，所述膜是所述端壁的均匀的一体部分。

12.根据权利要求3所述的气体弹簧，其中，所述膜是所述端壁的均匀的一体部分。

13.根据权利要求1所述的气体弹簧，其中，所述膜是与所述端壁分离并且可从所述端壁移除的单独的零件，所述端壁中的孔与所述压力腔室连通，并且所述端壁中的沉孔与所述端壁的外部连通，所述柱塞被接收在所述孔中，所述单独的膜被接收在所述沉孔中并且与所述压力腔室连通，以及套环可移除地接收在所述沉孔中，并支承在所述沉孔中的单独的膜上并固持所述沉孔中的所述单独的膜并且具有将所述膜与所述气体弹簧的外部连通的贯通通道。

14.根据权利要求13所述的气体弹簧，其中，所述套环包括可与所述沉孔中的互补螺纹接合的外螺纹。

15.根据权利要求1所述的气体弹簧，包括穿过端壁并与压力腔室和气体弹簧的外部连通的通道、接收在所述通道中的主体、所述主体中的盲孔，所述膜由所述主体承载并至少部分地接收在所述主体的盲孔中，所述盲孔与所述压力腔室和所述膜的第一面连通，并且所述柱塞被接收在所述盲通道中，其中，其第一端邻近所述膜。

16.根据权利要求15所述的气体弹簧，其中，所述膜大致横向延伸跨过所述盲孔的至少一部分，并且是所述盲孔的封闭端的至少一部分。

17.根据权利要求15所述的气体弹簧，其中，所述膜是所述主体的均匀的一体部分，并且邻近所述盲通道的封闭端大致径向地突出到所述盲通道中。

18.根据权利要求17所述的气体弹簧，其中，所述柱塞部分地被摩擦接收并被固持在所述主体的盲通道中。

19.根据权利要求18所述的气体弹簧，还包括可屈服材料的套筒，并且所述套筒环绕所述柱塞的至少一部分，并通过所述端壁被接收在所述孔中，并大致轴向延伸到所述柱塞的至少第二端。

20.根据权利要求15所述的气体弹簧，其中，所述主体包括外螺纹，所述外螺纹可与穿过所述端壁的通道中的互补螺纹螺纹接合。

21.根据权利要求15所述的气体弹簧，其中，所述主体通过过盈配合摩擦被接收在穿过所述端壁的通道中。

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