CN116146642B - 一种活塞杆密封结构及空气弹簧及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气弹簧技术领域，公开了一种活塞杆密封结构及空气弹簧及车辆，活塞杆密封结构包括密封圈、第一压装组件锁紧装置和定形组件，第一压装组件为环形，压装在压装部处，第一压装组件朝向凸起部一侧为平面，锁紧装置为环状，套装在平台外侧，锁紧装置朝向凸起部一侧外缘形状为圆弧形，定形组件包括弧形板和导向组件，弧形板顶部为圆弧形，实现折叠状态下每个弯折区域的平滑过渡，避免产生折痕，并且避免橡胶圈产生过多弯曲导致受到挤压，从而提高了密封圈的使用寿命，保证更高的密封效果，间接的提高空气弹簧的使用寿命，还通过弧形板的设置，使密封圈在松弛状态下也能够起到较好的密封效果。

Description

一种活塞杆密封结构及空气弹簧及车辆

技术领域

本发明涉及空气弹簧技术领域，具体为一种活塞杆密封结构及空气弹簧及车辆。

背景技术

作用为与减震器装配后、配合使用的空气弹簧，与减震器装配处的密封性必须得到有效的保证。常见的密封结构采用O型圈进行压缩紧配、保证密封，O型圈在安装的过程中对滑动摩擦表面的要求比较高、在滑动的过程中容易扭曲变形和滑出定位槽等因素导致装配不良、密封性差，针对上述缺陷，申请人提出了专利号为2022218116290的实用新型专利，其中提出了以截面为圆台形的密封圈进行压装密封的方案，解决了O型圈容易出现的装配不良的问题，此种新型密封圈也存在一定缺陷，由于此安装方式的密封圈频繁受到挤压和拉伸力，在被挤压时，密封圈发生折叠，理想的折叠状况如图8所示，此种折叠方式产生的弯曲较少，避免产生较多弯曲产生的挤压现象，还能最大程度的避免折痕产生，保证橡胶圈长时间使用的使用性能，但是在实际使用中，由于密封圈的安装误差，长时间使用产生的形变以及机械应力等原因，无法保证始终能够实现理想折叠状态，申请人通过在密封圈上增加折弯位置实现每次折叠时达到理想折叠状态，但是，由于此种密封圈在密封时需要保证存在一定的拉伸，才能达到最好的密封效果，在长时间的以及大幅度的拉伸下，密封圈出现松弛和转弯位置失效的问题，仍然无法解决上述问题，并且，此种密封圈在存在一定的拉紧力时密封效果最好，当由于活塞杆运动时密封圈松弛时，密封效果会下降，另外，在气候寒冷温度较低的地区使用时，由于橡胶硬度增加、韧性降低，还存在折叠时产生裂纹的问题，针对上述问题，提出了本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活塞杆密封结构及空气弹簧及车辆，用于保证密封圈的每次折叠处于最佳状态，并保证密封圈松弛状态下的密封效果，同时能够避免因温度过低导致的密封圈使用寿命降低的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

本发明的一种活塞杆密封结构，包括密封圈、第一压装组件锁紧装置和定形组件，所述密封圈上具有圆台状的凸起部，所述凸起部顶部形成平台，所述凸起部的所述平台一端截面圆直径小于另一端的截面圆直径，所述平台上设有开口，所述开口用于穿过活塞杆，所述密封圈上设有位于所述凸起部外侧的压装部，所述第一压装组件为环形，压装在所述压装部处，所述第一压装组件朝向所述凸起部一侧为平面，所述锁紧装置为环状，套装在所述平台外侧，所述锁紧装置朝向所述凸起部一侧外缘形状为圆弧形，所述定形组件包括弧形板和导向组件，所述弧形板顶部为圆弧形，所述导向组件用于限制所述弧形板的移动方向，所述弧形板安装在所述凸起部内部，所述锁紧装置向所述第一压装组件方向运动时，所述弧形板向所述第一压装组件内壁方向运动并将所述凸起部的部分内壁夹紧在所述第一压装组件内壁和弧形板之间。

进一步地，所述锁紧装置与所述第一压装组件之间间距≤弧形板厚度加上两倍凸起部处的厚度。

进一步地，所述弧形板中设有加热组件，所述加热组件包括设置在所述弧形板中的压缩室，所述压缩室中安装有压缩活塞组件。

进一步地，所述弧形板中设有导热组件，所述导热组件包括设置在所述弧形板顶部圆弧处的导热包覆层，所述导热包覆层与所述压缩室之间设置有导热片。

进一步地，所述压装部外侧连接有调节部，所述调节部设有内螺纹，所述第一压装组件上设有外螺纹，所述第一压装组件与所述调节部通过螺纹连接。

进一步地，所述导向组件包括导轨和弹簧，所述弧形板安装在所述导轨中并与所述弹簧连接。

进一步地，所述弧形板内壁与所述锁紧装置内壁之间间距大于所述锁紧装置圆弧部的半径。

进一步地，所述弧形板设置有若干个，环状均匀分布在所述凸起部中。

一种空气弹簧，所述空气弹簧中包括顶座，所述顶座中安装有上述的活塞杆密封结构，所述空气弹簧中设有减震器，所述减震器的活塞杆穿过开口，所述活塞杆上设有与所述开口配合的卡槽，锁紧装置安装在所述活塞杆上，所述顶座上安装有第二压装组件，所述第二压装组件抵压在第一压装组件上。

一种车辆，所述车辆中设有上述的空气弹簧。

本发明的有益效果：通过定形组件的设置，在密封圈受压需要进行折叠时，在第一压装组件、锁紧装置和弧形板的配合下，使密封圈每次的弯曲折叠为均能够保持在较好的弯曲状态，实现折叠状态下每个弯折区域的平滑过渡，避免产生折痕，并且避免橡胶圈产生过多弯曲导致受到挤压，从而提高了密封圈的使用寿命，保证更高的密封效果，间接的提高空气弹簧的使用寿命，并且，还通过弧形板的设置，使密封圈在松弛状态下也能够起到较好的密封效果。

在弧形板中设置加热组件，利用空气弹簧的压力压缩空气对密封圈实现升温，避免在低温环境下，密封圈变硬韧性下降时频繁折叠拉伸导致的裂纹问题。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的一种活塞杆密封结构的整体结构示意图；

图2为密封圈被压缩折叠后的结构示意图；

图3为图1中定型组件的实施例一的左视结构示意图；

图4为图1中定型组件的实施例二的左视结构示意图；

图5为密封圈放大结构示意图；

图6为空气弹簧及装配方式示意图；

图7为空气弹簧工作时结构示意图；

图8为原密封结构下密封圈理想折叠状态示意图。

具体实施方式

下面结合图1-7对本发明进行详细说明。

实施例一：

本发明的一种活塞杆密封结构，如图1，包括密封圈1、第一压装组件42锁紧装置7和定形组件100，密封圈1上具有圆台状的凸起部10，如图5，凸起部10顶部形成平台13(图中左端)，凸起部10的平台13一端截面圆直径小于另一端的截面圆直径，平台13上设有开口11，平台13直径大于开口11的直径且平台13处材料厚度大于密封圈1上其余位置的厚度，用于夹紧在活塞杆上时保证密封效果和密封、抗拉伸强度，开口11用于穿过活塞杆，密封圈1上设有位于凸起部10外侧的压装部12，压装部12包括环绕凸起部10设置的平面结构，压装部12供安装时压紧使用。

优选地，密封圈1材料为一体硫化的纤维帘布，替代了传统的纯橡胶密封件，在零件使用时既能保证强度、耐疲劳性，又有橡胶柔性、增加密封度。

第一压装组件42为环形，压装在压装部12处，第一压装组件42朝向凸起部10一侧为平面，

如图1、2锁紧装置7为环状，套装在活塞杆上，位于平台13外侧，锁紧装置7朝向凸起部10一侧外缘形状为圆弧形，定形组件包括弧形板101和导向组件106，弧形板101顶部为圆弧形，导向组件106用于限制弧形板101的移动方向，本实施例中，导向组件106包括导轨和弹簧107，弧形板101安装在导轨中并与弹簧107连接，可选的，导轨中具有T型滑槽，弧形板101底部设有T型滑块，实现滑动连接安装，弹簧107设置在导轨中，在密封圈伸展复原时，弹簧107顶压弧形板快速复位。

弧形板101为金属或塑料材质均可，如铝合金、钢制或PVC材质，弧形板101半径大于或小于第一压装组件42的内半径均可，为了保证定形效果，在定形时，弧形板101外壁面与第一压装组件42内壁面贴合为最优效果，此时弧形板半径为第一压装组件42内孔半径减去凸起部10处厚度。

弧形板101设置有若干个，如本申请中设置有两个，一般为设置2-4个，围绕着活塞杆均匀布置。

如图1、2，弧形板101安装在凸起部10内部，锁紧装置7向与第一压装组件42之间距离减小时，弧形板101向第一压装组件42内壁方向运动并将凸起部10的部分内壁夹紧在第一压装组件42内壁和弧形板101之间，此处夹紧部位保持平直状态，凸起部10其余位置如图2所示，在弧形板和锁紧装置7边缘圆弧的作用下，每一次的弯曲折叠均能够实现较佳的弯曲状态，实现平滑过渡，避免产生折痕，并增加密封位置提高密封效果，同时由于密封圈弯曲折叠状态下，密封圈与锁紧装置7和第一压装组件42之间的拉紧力消失，为了达到更好的定形和密封效果，锁紧装置7与第一压装组件42之间间距为弧形板101厚度加上两倍凸起部10处的厚度，从而在如图2状态时，达到理想弯曲效果，实际使用中，锁紧装置7与第一压装组件42之间间距小于等于弧形板101厚度加上两倍凸起部10处的厚度均可，从而使密封圈弯曲松弛后，在第一压装组件42与弧形板101之间形成新的夹紧密封，或在弧形板101与锁紧装置7之间形成新的夹紧密封，或在弧形板101与锁紧装置7和第一压装组件42均形成夹紧密封，在密封圈没有被拉紧的状态下依然保持较好的密封效果。

活塞杆密封结构安装后如图1、6所示，活塞杆5上设有与开口11配合的卡槽51，平台13抵接在卡槽51内壁，锁紧装置7安装在活塞杆5上，通过卡接、过盈配合或螺纹等方式实现固定，对密封圈进行固定，顶座2中设有安装凹槽21，第二压装组件41和第一压装组件42均设置在安装凹槽21中，第二压装组件41安装在安装凹槽21的侧壁上，将第一压装组件42压紧，密封圈1安装在安装凹槽21中，密封圈1直径大于安装凹槽21的直径，第一压装组件42抵压压装部12后，压装部12处形成弯曲部，如图2所示，弯曲部与安装凹槽21的底壁和侧壁接触，实现压装。

锁紧装置7和弧形板101与密封圈接触位置均为光滑面，降低与密封圈之间接触摩擦的阻力。

优选地，弧形板101内壁与锁紧装置7内壁之间间距大于锁紧装置7圆弧部的半径，从而在锁紧装置7下压时，弧形板101能够在压力作用下向外围即第一压装组件42方向运动，避免弧形板101与锁紧装置7过度挤压密封圈导致密封圈损坏。

实施例二；在实施例一的基础上，弧形板101中设有加热组件，加热组件包括设置在弧形板101中的压缩室104，压缩室104中安装有压缩活塞组件102，如图3，压缩活塞组件102包括位于压缩室104的压缩活塞和与压缩活塞连接的受压杆，压缩室中储存有气体，压缩活塞与压缩室104之间设置有多层动密封，避免漏气，受压杆下压到极限位置后与弧形板101表面齐平，弧形板101中设有导热组件，导热组件包括设置在弧形板101顶部圆弧处的导热包覆层103，如铜材包覆，导热包覆层103与压缩室104之间设置有导热片105，如铜片，在弧形板101受压向第一压装组件42内壁方向运动时，压缩室104中气体被压缩，从而温度升高，通过导热片105向导热包覆层103传递热量，通过接触使密封圈升温，导热包覆层103可包覆在弧形板101能够与密封圈接触的全部表面，为了降低压缩活塞组件102阻力，设置多个加热组件，降低每个加热组件中的空气量，减小压缩阻力，升温一般只需要提高到8摄氏度以上就可以是密封圈恢复较高的柔软性，避免在低温状态下频繁弯折导致裂纹。

实施例三：在实施例一或二的基础上，如图6，压装部12外侧连接有调节部14(与实施例一中密封圈安装后形成的弯曲部连接)，调节部14优选为金属材质，调节部14设有内螺纹，第一压装组件42上设有外螺纹，第一压装组件42与调节部14通过螺纹连接，在安装时，第一压装组件42与安装凹槽21内壁之间形成容纳调节部14的空间，如图1，此容纳空间长度大于调节部14的长度，第一压装组件42旋转至安装凹槽21中，底部与压装部12抵压，安装凹槽21外表面具有多边形面，方便扳手夹持，当密封圈长时间使用后，由于拉伸导致尺寸增加，在活塞杆的运动过程中，增长的密封圈无法受到拉紧作用增强密封效果，此时会导致密封效果变差，可通过旋转第一压装组件42，通过调节部14拉拽密封圈，使其保证一定的拉紧效果，保证密封效果。

一种空气弹簧，空气弹簧3中包括顶座2，顶座2中安装有上述实施例一、二或三中的活塞杆密封结构，空气弹簧3中设有筒式减震器6，减震器6的活塞杆5穿过开口11，活塞杆5上设有与开口11配合的卡槽51，锁紧装置7安装在活塞杆5上，锁紧装置7设置在卡槽51外侧将密封圈1锁紧，在减震器6安装时，如图6，直接将活塞杆5穿过顶座2中的通孔9和密封圈1，即可快速的将活塞杆密封圈1滑入活塞杆的卡槽51中；顶座2上安装有第二压装组件41，第二压装组件41抵压在第一压装组件42上。如图6、7，在空气弹簧3充气使用的过程中，空气弹簧的橡胶元件因受力会膨胀，向密封圈1夹紧处产生拉力、致使此活塞杆密封圈会越拉越紧、从而增强密封性。

顶座2中设有安装凹槽21，如图6，第二压装组件41和第一压装组件42均设置在安装凹槽21中，第二压装组件41安装在安装凹槽21的侧壁上，将第一压装组件42压紧，密封圈1安装在安装凹槽21中。

一种车辆，车辆中设有上述的空气弹簧。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种活塞杆密封结构，其特征在于：包括密封圈（1）、第一压装组件（42）锁紧装置（7）和定形组件（100），所述密封圈（1）上具有圆台状的凸起部（10），所述凸起部（10）顶部形成平台（13），所述凸起部（10）的所述平台（13）一端截面圆直径小于另一端的截面圆直径，所述平台（13）上设有开口（11），所述开口（11）用于穿过活塞杆，所述密封圈（1）上设有位于所述凸起部（10）外侧的压装部（12），所述第一压装组件（42）为环形，压装在所述压装部（12）处，所述第一压装组件（42）朝向所述凸起部（10）一侧为平面，所述锁紧装置（7）为环状，套装在所述平台（13）外侧，所述锁紧装置（7）朝向所述凸起部（10）一侧外缘形状为圆弧形，所述定形组件包括弧形板（101）和导向组件（106），所述弧形板（101）顶部为圆弧形，所述导向组件（106）用于限制所述弧形板（101）的移动方向，所述弧形板（101）安装在所述凸起部（10）内部，所述锁紧装置（7）向所述第一压装组件（42）方向运动时，所述弧形板（101）向所述第一压装组件（42）内壁方向运动并将所述凸起部（10）的部分内壁夹紧在所述第一压装组件（42）内壁和弧形板（101）之间；所述锁紧装置（7）与所述第一压装组件（42）之间间距≤弧形板（101）厚度加上两倍凸起部（10）处的厚度；所述弧形板（101）中设有加热组件，所述加热组件包括设置在所述弧形板（101）中的压缩室（104），所述压缩室（104）中安装有压缩活塞组件（102）；所述弧形板（101）中设有导热组件，所述导热组件包括设置在所述弧形板（101）顶部圆弧处的导热包覆层（103），所述导热包覆层（103）与所述压缩室（104）之间设置有导热片（105）。

2.根据权利要求1所述的活塞杆密封结构，其特征在于：所述压装部（12）外侧连接有调节部（14），所述调节部（14）设有内螺纹，所述第一压装组件（42）上设有外螺纹，所述第一压装组件（42）与所述调节部（14）通过螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的活塞杆密封结构，其特征在于：所述导向组件（106）包括导轨和弹簧（107），所述弧形板（101）安装在所述导轨中并与所述弹簧（107）连接。

4.根据权利要求1所述的活塞杆密封结构，其特征在于：所述弧形板（101）内壁与所述锁紧装置（7）内壁之间间距大于所述锁紧装置（7）圆弧部的半径。

5.根据权利要求4所述的活塞杆密封结构，其特征在于：所述弧形板（101）设置有若干个，环状均匀分布在所述凸起部（10）中。

6.一种空气弹簧，其特征在于：所述空气弹簧（3）中包括顶座（2），所述顶座（2）中安装有权利要求1至5中任意一项所述的活塞杆密封结构，所述空气弹簧（3）中设有减震器（6），所述减震器（6）的活塞杆（5）穿过开口（11），所述活塞杆（5）上设有与所述开口（11）配合的卡槽（51），锁紧装置（7）安装在所述活塞杆（5）上，所述顶座（2）上安装有第二压装组件（41），所述第二压装组件（41）抵压在第一压装组件（42）上。

7.一种车辆，其特征在于：所述车辆中设有权利要求6中所述的空气弹簧。