CN117028468A - 双向阻尼气弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及气弹簧技术领域，公开了一种双向阻尼气弹簧。其包括：缸筒的一端封闭，另一端开口，沿轴线方向延伸预设的长度；杆体被收容在缸筒内，可沿轴线方向往复运动；活塞组件设置在杆体的尾部，包括：第一活塞设置有环绕圆周方向设置的第一凹槽；第一密封环收容在第一凹槽内，与缸筒的内壁紧贴；第二活塞设置有环绕圆周方向设置的第二凹槽；第二密封环收容在第二凹槽内，与缸筒的内壁紧贴；第一活塞在第一凹槽的其中一侧开设有第一通孔，在第一凹槽的另一侧设置有阻尼孔；第二活塞在第二凹槽的其中一侧开设有第二通孔；阻尼孔的孔径小于第一通孔和第二通孔；缸筒的至少一部分长度开设有深度渐变的凹槽。

Description

双向阻尼气弹簧

技术领域

本发明涉及气弹簧技术领域，特别涉及一种双向阻尼气弹簧。

背景技术

气弹簧是一种由气体驱动的弹簧，其通常由一个密封的容器和一定量的气体组成。当气体被压缩或膨胀时，气弹簧会产生相应的弹性反作用力，从而提供支撑和缓冲功能。因其相对于机械弹簧而言，具有可调节性、轻量化、平稳性以及耐久性等的优点而被广泛的应用于工业、汽车和机械工程中，为设备提供可靠的、可调节的弹性支撑。

气弹簧的阻尼能够降低弹簧的振动和冲击，使气弹簧的运动更加平稳，减少震动和噪音。但现有的气弹簧通常只能提供单个移动方向的阻尼效果，难以很好的满足实际使用的需求。

还有一些气弹簧之中，通过在另一端增设弹簧的方法来实现两个移动方向上的缓冲。但这样又在气弹簧中引入了机械弹簧，无法有效的发挥气弹簧相对于机械弹簧的优势。

发明内容

本申请提供的双向阻尼气弹簧，能够克服现有气弹簧只能提供单个运动方向阻尼效果的缺陷。

第一方面，本发明实施提供了一种双向阻尼气弹簧。该双向阻尼气弹簧包括：缸筒；所述缸筒的一端封闭，另一端开口，所述缸筒沿轴线方向延伸预设的长度；杆体；所述杆体被收容在所述缸筒内，可沿所述轴线方向相对于所述缸筒往复运动；活塞组件；所述活塞组件设置在所述杆体的尾部，位于所述缸筒内；其中，所述活塞组件包括：第一活塞、第二活塞、第一密封环和第二密封环；所述第一活塞设置有环绕圆周方向设置的第一凹槽；所述第一密封环收容在所述第一凹槽内，与所述缸筒的内壁紧贴；所述第二活塞设置有环绕圆周方向设置的第二凹槽；所述第二密封环收容在所述第二凹槽内，与所述缸筒的内壁紧贴；所述第一活塞在所述第一凹槽的其中一侧开设有第一通孔，在所述第一凹槽的另一侧设置有阻尼孔；所述第二活塞在所述第二凹槽的其中一侧开设有第二通孔；所述阻尼孔的孔径小于所述第一通孔和第二通孔；其中，所述第一活塞相对于所述第二活塞更接近所述缸筒的封闭端；所述缸筒的至少一部分长度开设有深度渐变的凹槽。

在一些实施例中，所述缸筒由开设有所述凹槽的开槽段和未开设所述凹槽的无槽段组成；所述凹槽沿所述轴线方向开设，所述无槽段相对于所述开槽段更接近所述缸筒的封闭端。

在一些实施例中，所述凹槽的深度自所述缸筒的无槽段向所述缸筒的开口端逐渐减少。

在一些实施例中，所述缸筒内填充有预定量的液压油。

在一些实施例中，所述缸筒的其中一个末端通过堵头封闭，形成所述缸筒的封闭端。

在一些实施例中，所述第一密封环的厚度小于所述第一凹槽的槽体宽度，以使所述杆体在朝不同方向移动时，所述第一密封环能够与所述第一凹槽的不同侧壁紧贴；所述第二密封环的厚度小于所述第二凹槽的槽体宽度，以使所述杆体在朝不同方向移动时，所述第二密封环能够与所述第二凹槽的不同侧壁紧贴。

在一些实施例中，该双向阻尼气弹簧还包括：导向套；所述导向套设置在所述缸筒的开口端；所述杆体穿过所述导向套，在所述导向套的引导作用下，沿所述轴线方向往复移动。

本发明实施例提供的双向阻尼气弹簧的至少一个有利方面是：通过特殊结构设计的活塞组件，在不依赖机械弹簧的情况下实现了气弹簧在伸展和压缩两个移动方向上的阻尼效果，具有良好的应用前景。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例的双向阻尼气弹簧的结构示意图，示出了杆体向压缩方向移动时的情形；

图2是本发明实施例的双向阻尼气弹簧的结构示意图，示出了杆体向压缩方向移动，并产生压缩阻尼时的情形；

图3是本发明实施例的双向阻尼气弹簧的结构示意图，示出了杆体向伸展方向移动时的情形；

图4是本发明实施例的双向阻尼气弹簧的结构示意图，示出了杆体向伸展方向移动，并产生伸展阻尼时的情形。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本说明书所使用的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上；“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。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。

图1为本申请实施例提供的双向阻尼气弹簧的结构示意图。如图1所示，该双向阻尼气弹簧包括：缸筒10；杆体20以及活塞组件30。

其中，缸筒10是一端封闭，另一端开口的气密性部件。缸筒10可以沿轴线方向L延伸有预设的长度，其在至少一部分长度开设有深度渐变的凹槽11。具体的，缸筒内填充有预定量的液压油。

杆体20被收容在缸筒10内，可沿轴线方向L相对于缸筒10往复运动。杆体20的两端可以分别称为头部和尾部。其中，尾部是被收容在缸筒10内的一端，头部则是突出于缸筒10的部分，可以与其他设备或者部件连接。

在本实施例中，杆体20的两个移动方向可以分别被称为：压缩方向X1和伸展方向X2。压缩方向X1是指杆体20的头部接近缸筒10的移动方向，伸展方向X2则相反。

活塞组件30设置固定在杆体20的头部，位于所述缸筒内并能够随杆体20移动。

其中，活塞组件30包括：第一活塞31、第二活塞32、第一密封环33和第二密封环34。两个活塞沿轴线方向设置，第一活塞31相对于第二活塞32更接近缸筒的封闭端。

第一活塞31设置有环绕圆周方向设置的第一凹槽31A。第一密封环33收容在第一凹槽31A内，与缸筒的内壁紧贴。相应地，第二活塞32设置有环绕圆周方向设置的第二凹槽32A。第二密封环34收容在第二凹槽32A内，同样与缸筒的内壁紧贴。

另外，第一活塞31在第一凹槽的其中一侧开设有第一通孔31B，在第一凹槽的另一侧设置有阻尼孔31C。第二活塞32在第二凹槽的其中一侧开设有第二通孔32B。

阻尼孔31C的孔径小于第一通孔31B和第二通孔32B。换言之，阻尼孔是小孔，而第一通孔和第二通孔为大孔(两者可以具有大致相同的孔径)。

在一些实施例中，第一密封环的厚度小于所述第一凹槽的槽体宽度，以使所述杆体在朝不同方向移动时，所述第一密封环能够与所述第一凹槽的不同侧壁紧贴；所述第二密封环的厚度小于所述第二凹槽的槽体宽度，以使所述杆体在朝不同方向移动时，所述第二密封环能够与所述第二凹槽的不同侧壁紧贴。

在一些实施例中，缸筒10可以被划分为开设有凹槽的开槽段10A和未开设凹槽的无槽段10B。无槽段10B相对于开槽段10A更接近缸筒的封闭端。前述凹槽11沿轴线方向开设，凹槽11的深度可以自缸筒的无槽段向所述缸筒的开口端逐渐减少。

在一些实施例中，请继续参阅图1，缸筒10的其中一个末端通过堵头40封闭，形成缸筒的封闭端。

在一些实施例中，请继续参阅图1，该双向阻尼气弹簧还包括：导向套50。

其中，该导向套50设置在缸筒的开口端。杆体20穿过导向套50，可以在导向套50的引导作用下，沿轴线方向往复移动。

为充分描述本发明实施例的发明思路，以下以结合图1-4，对上述双向阻尼气弹簧的具体工作过程进行详细描述。

在杆体沿压缩方向移动时：

如图1所示，第一密封环33与第一活塞的凹槽31A的右侧紧贴，密封活塞外径与缸筒内径之间的间隙。此时，由于缸筒内壁开设有凹槽，位于第一活塞31右侧的阻尼孔31C和缸筒开槽形成供气/液体流经通道，缸筒内壁开槽11和第一活塞右侧的阻尼孔31C叠加可以加大流通量，又由于第二活塞32的右侧的第二通孔具有较大的孔径，因此，气弹簧的杆体在压缩时阻力很小。

如图2所示，当第一活塞31进一步移动至进入缸筒无槽段时，将遇到液压油60。由于此时缸筒内壁没有开设凹槽，气液体只能从第一活塞右侧的阻尼孔31C流向另一侧的腔体(叠加流道增大的效果因此终止)，第二活塞32此时将不起作用。由此，在第一活塞31的作用下，气/液体的流通量将非常小，从而形成了液压阻尼。压缩阻尼的长度就是缸筒无槽段长度。另外，第二活塞不允许进入到无槽段之中。

在杆体从完全压缩开始向伸展方向移动时：

如图3所示，第一密封环33和第二密封环34会移动并分别与第一活塞31和第二活塞32的凹槽的左侧紧贴，密封活塞外径和缸筒内径的间隙。此时，杆体所在腔体的油/气体流向无杆腔。由于第一活塞31在无槽段并且第二活塞32位于有槽段，有杆腔(即杆体所在一侧的腔体)的油/气体能够从第二活塞31的外侧缸壁槽流向第一活塞31，再经第一活塞31的凹槽的左侧的第一通孔31B流出，所以此阶段的伸展速度较快。

如图4所示，当杆体移动伸展到缸筒开槽段之中，凹槽深度较浅的位置时，由于第二活塞32的凹槽左侧被第二密封环密封，气液体只能通过缸筒内壁的凹槽流动。由于凹槽的深度会随着移动方向逐渐变小，由此，气液体的流量随之降低。因此，第二活塞32在到达浅槽时，会形成降速从而形成伸展末端阻尼，而此时第一活塞31将无法起到作用。

总结而言，本发明实施例提供的双向阻尼气弹簧通过双活塞形式形成双向控制流量和速度，其中一个活塞配合缸筒开槽，通过凹槽的深浅变化来控制伸展阻尼的大小和速度，另一个活塞配合油品控制压缩阻尼，从而实现双向缓冲的效果。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明作出的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，而这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种双向阻尼气弹簧，其特征在于，包括：

缸筒；所述缸筒的一端封闭，另一端开口，所述缸筒沿轴线方向延伸预设的长度；

杆体；所述杆体被收容在所述缸筒内，可沿所述轴线方向相对于所述缸筒往复运动；

活塞组件；所述活塞组件设置在所述杆体的尾部，位于所述缸筒内；

其中，所述活塞组件包括：第一活塞、第二活塞、第一密封环和第二密封环；

所述第一活塞设置有环绕圆周方向设置的第一凹槽；所述第一密封环收容在所述第一凹槽内，与所述缸筒的内壁紧贴；

所述第二活塞设置有环绕圆周方向设置的第二凹槽；所述第二密封环收容在所述第二凹槽内，与所述缸筒的内壁紧贴；

所述第一活塞在所述第一凹槽的其中一侧开设有第一通孔，在所述第一凹槽的另一侧设置有阻尼孔；

所述第二活塞在所述第二凹槽的其中一侧开设有第二通孔；所述阻尼孔的孔径小于所述第一通孔和第二通孔；

其中，所述第一活塞相对于所述第二活塞更接近所述缸筒的封闭端；所述缸筒的至少一部分长度开设有深度渐变的凹槽。

2.根据权利要求1所述的双向阻尼气弹簧，其特征在于，所述缸筒由开设有所述凹槽的开槽段和未开设所述凹槽的无槽段组成；

所述凹槽沿所述轴线方向开设，所述无槽段相对于所述开槽段更接近所述缸筒的封闭端。

3.根据权利要求2所述的双向阻尼气弹簧，其特征在于，所述凹槽的深度自所述缸筒的无槽段向所述缸筒的开口端逐渐减少。

4.根据权利要求1所述的双向阻尼气弹簧，其特征在于，所述缸筒内填充有预定量的液压油。

5.根据权利要求1所述的双向阻尼气弹簧，其特征在于，所述缸筒的其中一个末端通过堵头封闭，形成所述缸筒的封闭端。

6.根据权利要求1所述的双向阻尼气弹簧，其特征在于，所述第一密封环的厚度小于所述第一凹槽的槽体宽度，以使所述杆体在朝不同方向移动时，所述第一密封环能够与所述第一凹槽的不同侧壁紧贴；

所述第二密封环的厚度小于所述第二凹槽的槽体宽度，以使所述杆体在朝不同方向移动时，所述第二密封环能够与所述第二凹槽的不同侧壁紧贴。

7.根据权利要求1所述的双向阻尼气弹簧，其特征在于，还包括：导向套；所述导向套设置在所述缸筒的开口端；所述杆体穿过所述导向套，在所述导向套的引导作用下，沿所述轴线方向往复移动。