CN1140240A - 流体压力驱动缸 - Google Patents

Abstract

一种无杆的气压缸，包括由一对固定管(8，9)的打开端(10，11)所限定的主排出孔，该固定管分别从其对置端(2，3)延伸到缸体(1)的内部。该无杆缸的主活塞(14)内部有一个轴向孔(18)，一个用来隔离该缸的工作腔(16，17)的小活塞(19)被可滑动地装在该轴向孔内。该轴向孔在其对置端附近装有密封件(20，21)，因而在该活塞运动期间，该孔在其运动的某个预定阶段密封地接受了固定管中的一个或另一个，从而关闭了该主排出孔(10或11)。

Description

流体压力驱动缸

本发明涉及流体压力驱动的无杆缸，尤其是(但不是唯一的)涉及气压驱动的无杆缸。

众所周知，当气压缸接近一个行程的终点时需要对它的运动进行阻尼或“缓冲”。这种缓冲的主要目的是防止可能发生的对由该缸驱动的载荷和/或该缸本身的损坏，如果活塞以高速撞击缸体端部的话，这种情况就可能发生。

在流体压力(特别是气压)驱动的无杆缸情况下，一个现有的缓冲装置包括一对端部打开的固定管，例如分别从其对置端沿轴向插入缸孔的圆管。该固定管各自的最内部的开口端限定了主排出孔(和可选择的主流体供应孔)，并且每个缸孔的对置端都有一个辅助的节流排出孔。此外，该无杆缸的主活塞有一个沿其轴向贯通延伸的孔，该孔在其或邻近其对置端处有一对环形密封件。在主活塞内部孔的中央用一块固定壁隔开，该壁用来把缸孔隔开成在主活塞两端的由缸孔所限定的两个腔。靠近每个行程的终点时，两根固定管中适合的那一根固定管(这就是说，这根管朝向沿行程的特定方向正在移动的活塞，并且空气正在通过它排出)将被密封地进入主活塞的内部孔中，因此空气不能再通过该固定管排出。但是，如果主活塞继续向行程的终点运动时，空气就通过一个适当的辅助排出孔排出，但其排出速度要小于通过固定管排出时的排出速度，同时该活塞在固定管上滑动。因此该继续运动受到了缓冲。由于该固定隔壁放在主活塞的内部孔中，一个迄今尚未解决的问题是，每个行程中可能受到缓冲的那部分行程被限制在一个大约等于主活塞内部孔长度的一半的距离上，换句话说，缓冲长度约等于主活塞长度的一半。

本发明致力于解决上述问题并且对上述现有装置作出了改进，因而可以得到一个大大增加了的缓冲长度。实际上，该改进装置可以提供的缓冲距离最大可达到大体上等于该主活塞的长度，即大体上为现有装置可能达到的缓冲距离的2倍，这在本文的下面还要进行说明。

因此，本发明提供了一种流体压力驱动的无杆缸，其中该主排出孔由一对固定管的最内部的打开端所限定，该固定管分别从缸孔的对置端沿轴向向该缸孔的内部延伸，其中可滑动地装在该缸孔内的主活塞上有一个沿其轴向贯通延伸的孔，该孔中有用来把缸孔隔开成在该主活塞两端的由缸孔限定的两个腔的隔离装置，该缸孔的每个端部都设有辅助的排出孔，其布置是这样的，即在该主活塞运动过程中的某个预定阶段使该固定管的一个或另一个(视情况而定)可以密封地进入主活塞内的轴向孔中，使得空气不再通过该固定管排出，而只通过各自的辅助排出孔排出，从而使该主活塞的继续运动受到缓冲，其特征在于，该隔离装置在该主活塞的轴向孔中是沿轴向可移动的，最好基本上能从其一端移动到另一端。

最好，该隔离装置为一个类似活塞的短圆筒件，它最好是带有例如一个或几个外部环形凹槽，一个或几个密封件，以便同该主活塞内的该孔孔壁形成流体密封的密封装置，不过该流体密封装置可能是无密封垫的。

最好主活塞中的该孔在其或邻近其两端处具有减小的直径，因而分别提供了用来把该隔离装置保持在该孔内部的支承台肩。

通过把密封装置放在主活塞内部孔的两端处或邻近该孔两端处则可像现有装置一样而方便地实现在主活塞内部孔和进入该孔中的两个固定管中的一个或另一个之间所必需的流体密封，但是，原则上，合适的密封装置也可在或邻近该管最内部的开口端处安装在管上来代替。

在一个最佳实施例(和如上述的现有装置)中，固定管采取圆形断面的管子形成，它们还起着向该缸输送加压工作流体，例如压缩空气的作用，在使用过程中，利用一个常规的方向控制阀可以交替实现该固定管的主排出/供入的工作方式。在该类实施例中，上述密封装置是具有单向性质的，这就是说，它们只允许流体从活塞内的孔流回由缸孔所限定的邻近的腔中，而不允许反向流动。

本发明适用于任何型式的无杆缸，例如其运动传递件是用磁力连接在主活塞上的那种型式，通过一条带或类同物把运动传递件连接在主活塞上的型式，或者把运动传递件用机械方法连接在主活塞上的型式，对于这些型式，读者可以查阅欧洲专利68088和69199。

以下参照附图中所示的一个实施例对本发明无杆缸进行详细描述，附图中：

图1a是该缸在其右行程末端/左行程起始端时的示意侧剖视图；以及

图1b是图1a中的无杆缸在左行程期间缓冲运动开始时的示意侧剖视图。

参看附图，该无杆缸包括一个由端盖2和3所封闭的空心的长圆筒体1，它例如可以是一个铝材挤压件。与通常的情况一样，该端盖2和3上分别具有通道4和5，通道外端6和7处分别加工有螺纹以便与一个方向控制阀(未示出)相连接。通道4和5的内端分别与支承在各自的端盖2和3上的一对固定管8和9相连接，该固定管沿轴向延伸到圆筒体1内部，并在其最里面的端头处是打开的，从而分别限定了流体的主进入/排出孔10和11。

端盖2和3上还分别具有一个辅助的排出通道12和13，每个辅助通道上都装有一个固定的或者如附图所示的可调整的节流阀。

该空心圆筒体1限定了一个孔，其上固定着一个运动传递件15的主活塞组件14可滑动地装在该孔内。该运动传递件15穿过一个在筒体1上加工出来并沿其全长延伸的密封的狭长槽而伸出。有关这种类型的无孔杆缸的结构和运行细节可以在例如上述的欧洲专利说明书中找到。

该主活塞组件14把圆筒孔分隔成左腔和右腔16和17，压缩空气通过方向控制阀被轮流通入这两腔中，以驱动该缸体使它完成往复行程。从附图可见，孔10和11是分别与腔16和17相连通的。

该主活塞组件14内部加工有一个轴向孔18，该孔在靠近其两端处直径稍有减小。孔18的大直径部分内密封地、可滑动地装有一个小活塞19，该小活塞起着把腔16与腔17相隔离的作用。孔18的两个直径稍小的端部都分别带有“单向”密封件20和21，这些密封件分别允许流体从孔18流入腔16和17中，但是不允反向流动。

先看图1a，图中示出主活塞组件14/运动传递件15处于其右行程的末端和管9全部进入孔18中时的情况。当压缩空气通过方向控制阀供入通道5中时，受压空气就从孔11流入孔18中，并通过密封件21进入腔17，从而使该腔充压。因此主活塞14开始其左行程。在该行程进一步进行时，主活塞14最终将与管9脱离并继续其向左运动。在上述行程进行时，腔16中的空气通过孔10、管8、通道4和方向控制阀排出至大气中。

最后，主活塞14到达图16所示位置，在该位置它正好与管8相啮合。更准确地说，此时单向密封件20开始与管8的末端相啮合(该末端被倒角以便于啮合)，同时空气不再从腔16通过管8排出。而当主活塞14继续向左运动时，管8逐渐地进入孔18中，在腔16中的空气此时以一个显著降低的速度通过一个节流的辅助通道12、通道6和方向控制阀排出。因此，主活塞14的继续运动就受到缓冲。在主活塞继续运动期间，小活塞19通过与管8末端的直接接触，相对于主活塞14作向右移动。最后，主活塞14到达其左行程的终点同时管8全部进入主活塞14的孔18中。可以理解，在图1a和1b中所示的长度A的全长上缓冲都将是有效的，长度A大体上等于管8和9的长度，但要比使用现有活塞结构所能达到的主活塞14的最大长度的一半大得多。实际上，该缓冲长度A可以通过加长管8、9和减少活塞19的长度而进一步增加，直到只比主活塞14的长度略小的一个最大长度为止。

此时该缸已作好进行其右行程的准备，当该方向控制阀变换其方向后，压缩空气就供入通道4并且通过单向密封件20进入腔16中，而孔11、管9和通道5就通过方向控制阀与大气(排出)相连通，右行程将立即开始。主活塞14的向右运动和最后的缓冲的进行方式与上述左行程时完全相同，该缓冲在管9与密封件21相啮合时生效。

每个行程中的有效缓冲长度A(当然，通过使用各自长度不同的管8和9，在左行程和右行程之间，该长度是可以不同的)可以简单地通过改变管8和/或9的长度而容易地改变。

可以理解，缓冲的最大长度A即使在一个行程未全部完成时也能发生。这个特点对用本发明无杆缸驱动的铁路客车车门是有用的，在关门时由于旅客的阻碍，将使车门重新打开，然后当旅管离开车门后再关闭。

Claims (4)

1.一种流体压力驱动的无杆缸，其中主排出孔由一对固定管的最内部的打开端所限定，该固定管分别从缸孔的对置端沿轴向向该缸孔的内部延伸，其中可滑动地装在该缸孔内的主活塞上有一个沿其轴向贯通延伸的孔，该孔中有用来把缸孔隔开成在该主活塞两端的由缸孔限定的两个腔的隔离装置，该缸孔的每个端部都设有辅助的排出孔，其布置是这样的，即在该主活塞运动过程中的某个预定阶段，使该固定管的一个或另一个(视情况而定)可以密封地进入主活塞内的该轴向孔中，使得空气不再通过该固定管排出，而只通过各自的辅助排出孔排出，从而使该主活塞的继续运动受到缓冲，其特征在于：该隔离装置在该主活塞的该孔中是沿轴向可移动的。

2.如权利要求1中所述的流体压力驱动的无杆缸，其特征在于：该隔离装置包括一个活塞。

3.如权利要求2中所述的流体压力驱动的无杆缸，其特征在于：该活塞上装有一个或几个用来同该主活塞内的该孔孔壁形成流体密封的环形密封装置。

4.如权利要求1～3中任一项所述的流体压力驱动的无杆缸，其特征在于：该主活塞内的该孔在其或邻近其对置端处具有减小的直径，因而分别限定了可用来把该隔离装置保持在该孔内部的支承台肩。