CN1197895A - 一种无杆动力汽缸 - Google Patents

Abstract

在本发明的无杆动力缸中,在其汽缸筒的端帽上设有一条卸压通道,该通道的一端通向内、外密封带之间的空间,另一端通向汽缸筒的外部。此外,还有一个帽盖设置在端帽上。该帽盖包括一个阀件部分,它弹性地配合在卸压通道通向外部的一端上。当位于密封带之间的空间内的压力由于内密封带的泄露增至一预定水平时,则在卸压通道内的压力的作用下该阀件被打开,以便将空间内的流体排出。这样,即使内密封带发生泄漏,在密封带之间的空间内的压力也保持在一个较低的水平上,从而防止外密封带被吹掉以及该无杆动力缸的损坏。

Description

一种无杆动力缸

本发明涉及一种无杆动力缸，它带有内、外密封带，以便将汽缸筒上的狭槽密封住。

一种无杆动力缸，它包括一个汽缸筒，该筒具有一条位于壁上的轴向狭槽以及一个位于该汽缸筒孔内的活塞。活塞将汽缸筒的孔分割开来，形成位于活塞两侧的两个压力腔。将压力流体引入该压力腔内便可使活塞在孔内运动。通过一个配合元件便可将活塞的运动传递给外部支架，所述的配合元件通过汽缸筒的狭槽而将支架连接到活塞上。通常，设有从汽缸筒的内、外侧将该狭槽盖住的一条内密封带及一条外密封带，以防汽缸筒中压力流体的泄露，并防止灰尘进入该汽缸筒内。

作为上述类型的无杆动力缸的一个例子，在日本未审批的公开专利(公开)No.5-65906中有所披露。

上述’906号出版物中的无杆动力缸具有一条内密封带，它将汽缸筒孔壁上的狭槽的开口盖住；还有一条灰尘密封带(外密封带)，它将汽缸筒外表面上的狭口盖住。内密封带具有一个唇部，用于通过与孔的内表面接触而防止流体的泄露。此外，’906号出版物中的内密封带还带有一附加的挡圈(land)，它位于每个唇部的末端附近。由于在内密封带上设置了该附加的挡圈，因密封作用不足而从唇部流出的流体被集聚在挡圈与唇部末端之间的空间内。也就是说，’906号出版物中的内密封带具有一种双密封结构，以改进其密封性能。内密封带的两端被紧固在端帽(端板)上，该端帽位于汽缸筒的两端，端帽的外部用附加的端帽盖住。自内密封带的唇部泄露出来并被聚集在该唇部末端与挡圈之间空间内的少量流体能通过内密封带与端帽之间或者端帽与附加端帽之间的微小间隙而被排出汽缸筒。

日本未审批的公开专利(公开)No.5-106612公开了一种类似形式的无杆动力缸，其内、外密封条(密封带)都被固定在汽缸筒两端的部件(blocks)固定住。处于两条密封带之间的空间经由上述部件(block)上的一个孔眼与汽缸筒的外部相沟通。通过该部件上的孔眼将上述空间与一适当的正压或负压源相连通，便可使该空间内的压力保持一负压或正压状态。如果通过该孔眼供应压力空气，则内、外密封带之间的空间便保持正压，此时灰尘将不能进入空间。如果通过该孔眼将空间内的空气抽出，使内、外密封带间的空间保持负压，则汽缸筒内压力空气中的杂质将不会排入大气中。

此外，在日本未经审批的公开专利(公开)No.3-4005中公开了一种无杆动力缸，其中的内、外密封带的端部被插入穿越汽缸筒端帽的孔眼中，从而将该端部固定在汽缸筒的端帽上。结果，密封带之间的空间便通过端帽上的孔眼而直接通向大气。

但是，’906号出版物中考虑的是仅有很少量的流体通过内密封带从汽缸孔中泄出的情况。因此，如果有大量的流体进入挡圈与唇部末端之间的空间内，例如，由于唇密封部损坏时，流体将会流入内密封带与外密封带之间的空间内。这将导致在内、外密封带之间的空间内的压力的升高。如果该空间内的压力超过某压力值，该空间内的压力将会把外密封带吹掉。此时，该无杆动力缸将会损坏。

在’612号出版物中公开的无杆动力缸中，如果其空间保持一负压状态，则在内、外密封带之间的空间内的压力增加的时间可以延长。然而，如果有大量空气进入密封带之间的空间内，则空间内的压力仍会增大，并将存在吹掉外密封带的情形。

在’005号出版物中，由于密封带间的空间直接通向大气，即使内密封带损坏了，也不会将外密封带吹掉。但是这时，灰尘会通过端帽上的孔眼进入密封带间的空间内，有可能将密封带损坏。

着眼于上述的现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种简单而有效的装置，当大量流体从内密封带漏出并进入密封带之间的空间内时，可以防止无杆动力缸的损坏，同时又可防止由于灰尘进入密封带之间的空间内而造成的破坏。

本发明的无杆动力缸可以实现上述目的，该动力缸包括一个汽缸筒，它带有一条狭槽，该槽穿透汽缸筒的壁面并沿与筒的轴线相平行的方向延伸；还包括一个活塞元件，其两端位于汽缸筒的孔内，并可在其中沿轴线方向运动；由活塞在汽缸筒的孔内限定的压力腔，它位于活塞的两侧，可以接收压力流体；还有一个外部支架，它位于汽缸筒的外部，通过与一个穿过汽缸筒狭槽的结合元件而与活塞相结合，从而使该支架能随活塞元件一起沿狭槽运动；一条内密封带，它位于汽缸筒的孔壁上，该内密封带沿着狭槽以这样一种方式放置，即使得汽缸筒孔壁上的狭槽的开口能被该内密封带盖住；一条外密封带，它位于汽缸筒的外表面，该外密封带沿狭槽以这样一种方式放置，即使汽缸筒外表面上的狭槽的开口能够被该外密封带盖住；还有一个卸压装置，它可以卸掉位于内、密封带之间的空间内的流体，其中，当上述空间内的压力低于一预定值时，该卸压装置将该空间与汽缸筒的外部隔离开来，而当该空间内的压力达到一预定值时，该装置则可以将空间内的流体排到汽缸筒的外部。

根据本发明，当所述空间内的压力低于预定值时，卸压装置能将位于密封带之间的空间与汽缸筒的外部相隔绝。这样，便可防止灰尘的进入。然而，当位于密封带间的空间内的压力增大到预定数值时，例如由于内密封带失效所致，这时该卸压装置可以将空间内的流体排出到汽缸筒的外部。这样，空间内的压力便可降低，保持在预定值之下，从而防止了外密封带被吹掉，进而防止了该无杆动力缸的损坏。

就本发明的一个方面而言，所述的卸压装置包括一条卸压通道和一个卸压阀，而且该卸压阀具有用来指示该卸压阀是否被打开的指示装置。

所以，对于采用了该无杆动力缸的机器的操作人员来说，可以很清楚地发现位于密封带之间的空间内的压力已经增大这一事实，该卸压装置的阀件可以用作所述的指示装置。

通过以下结合附图所作的说明，将会对本发明有更好的理解。附图中：

图1是本发明一个实施例中的一台无杆动力缸的纵向剖面图；

图2是沿图1中II-II线所作的剖面图；

图3是沿图1中的箭头III的方向看去所看到的图1中无杆动力缸的端视图；

图4是图1中无杆动力缸的端帽的一剖面图；

图5是沿图4中箭头V的方向看去，所看到的图4中端帽的端视图；

图6是图1中无杆动力缸端帽盖的一侧视图；

图7是沿图6中箭头VII的方向看去，所看到的图6中的端帽盖的一侧视图；

图8是本发明另一个实施例中的一台无杆动力缸的纵向剖面图；

图9是沿8中箭头IX所示的方向看去，所看到的图8中无杆动力缸的一侧视图。

图1至图7表示了本发明的无杆动力缸的一个实施例。在图1中，标号1表示了一个无杆动力缸的整体。图1中的标号2代表该无杆动力缸1的一个汽缸筒，该筒可以用铝合金经挤压而成，图1中的汽缸筒2具有矩形的横断面，在汽缸筒2内形成一个有椭圆形横断面的汽缸孔3。

在汽缸筒2的侧壁上，沿其整个长度方向开有一条狭槽4。汽缸筒2的相应端部由被塞入汽缸孔3内的端帽5封住。内密封带6及外密封带7分别位于汽缸孔3的内表面及汽缸筒2的外表面上，从而将狭槽的开口堵住，该密封带分别沿狭槽4的整个长度  布置。密封带6和7的端部都被固定在端帽5上。

在汽缸筒2的孔3中设有一个活塞8，它可以沿汽缸筒2的纵轴运动。活塞8的两端设有活塞密封件9。这样，在汽缸筒2的孔3内由活塞8限定了两个压力腔室，它们分别位于活塞的两侧。在该实施例中，活塞8的一部分形成了一个活塞支架10，它穿过狭槽4而伸到汽缸筒2的外部。如图1和2所示，一固定件11被构造成支架10的一整体部分，而一固定件盖12装在固定件11的中心处。在该实施例中，固定件11及固定件盖12组成了一个外部支架13，而支架10则形成了一个结合元件，用于将支架13连接到活塞8上。内密封带6和外密封带7分别由位于支架10的上、下侧的引导表面导引，它们贯穿整个支架10。一块刮板14沿着外部支架13的下周边连接在该支架13上，以防止灰尘进入位于汽缸筒2与支架13之间的空间。标号39是一个安装阻尼器，它安装在端帽5上，位于汽缸筒2的上方。

在图1中，标号15代表狭槽4内的一个空间，它由内密封带6，外密封带7，固定件11及活塞8围合而成。密封带6和7的宽度要大于狭槽4的宽度，而且它们用磁性金属，例如钢带制成。密封带6和7的两端均开有安装孔，用销钉18穿过安装孔便可将其固定到端帽5上。此外，在该实施例中，磁条19被放置在狭槽4的两侧，并沿其全长设置，如图2所示。这样，密封带6和7便被该磁条19吸住，并从上、下侧将狭槽4密封住。外密封带7的一端的安装孔是圆形的，以与销钉18的横断面的形状相配，而其另一端的安装孔的形状则为扁圆形，以便于在销钉18与外密封带7之间进行相对运动。这样，当空间15内的压力增大到一定程度时，外密封带便能够克服磁条19的吸引力而向外弯曲，以使空间15内的流体穿过由于这种弯曲而造成的在汽缸筒2与外密封带7之间的空隙泄漏出去。当由于流体的泄漏而使空间15内的压力减小时，由于磁条19的吸力，外密封带会重新贴附在狭槽上，从而将空间15密封住。所以说，本实施例中的这种带有扁圆形孔眼的外密封带7同时还具有一种减压装置的功能。

然而，也可以采用其它方法将内密封带6和外密封带7固定住，只要能在该密封带之间形成一个空间15即可。例如，该密封带6和7也可以用一种弹性材料来制造，例如尿烷或聚酰胺。这时，密封带6和7的两端都应牢牢地固定在端帽5上，并且使密封带6和7由于该密封带的弹性既能贴附在狭槽4上，又能够从该狭槽上偏离开来。

图4和5表示的是图1所示的端帽5。如图所示，该端帽5带有一个顶头部20，其断面呈椭圆形，并插入汽缸筒2的孔3内。在端帽5的一个侧面上设有一个流体供应及排出部21，该部21经由另一个与一通道23相垂直的通道22与流体通道23相连，该通道23沿汽缸筒2的纵向延伸。一个活塞阻尼器26装在端帽5的顶头部20的顶端，如图1所示。这样，在活塞冲程的末端，活塞8便可顶靠在其上。在活塞阻尼器26的中心处设有一个进口/出口27，该口27与流体通道23相连接。图3中的标号28代表一个凹槽，用来放置外密封带7的端部。另外，还有一条卸压通道29穿过端帽5。该卸压通道29可以放置内密封带6的端部，并与密封带6和7之间的空间15相连通。该卸压通道29的末端位于在端帽5的外端面上的开口30处，该外端面开向汽缸筒2的外部。图4中的标号31表示的是一个孔眼，它从端帽5的上表面垂直地延伸。孔31穿过凹槽28及通道29，并容纳有销钉18，该销钉用来将内密封带6和外密封带7分别固定到通道29及凹槽28的壁上。在端帽5的上表面及外端面上开有安装槽33，以便装配帽盖32。在该实施例中，帽盖32的作用是兼作卸压阀和截止阀，用于将卸压通道29与汽缸筒2的外部相隔离。安装槽33包括一条槽34和一条宽槽25，前者位于端帽5上表面的中心处，而后者则位于端帽5外端面的中心处。槽34的端部设有接合部37和38，用来安装端帽32。

帽盖32由一种弹性材料制成。例如，该帽盖32可以采用合成树脂，例如聚丙烯来制造。图6和7中示出了帽盖32。该帽盖32包括一个接合元件40，它可固定到槽34的接合部37和38上，还包括一个阀件41，它与上述接合元件40相垂直，用于固定到宽槽35上。

接合元件40上带有钩爪42和43，它们分别接合在接合部37和38上，从而将帽盖32固定到端帽5上。该接合元件40还具有止动器的作用，用于防止销钉18从孔眼31中脱出。阀件41上带有安装元件44和45，它们平行于接合元件40向内侧延伸。另外，在安装元件44和45的端部设有钩爪46和47，它们相互对靠着朝外伸出。钩爪46和47间的距离大于卸压通道29的宽度，所以当安装元件44和45被插入通道29内时，钩爪46和47迫使通道29的壁面29a弹性地向外扩张。这样，阀件41便紧配于卸压通道29上。通过钩爪42，43与接合部37，38的接合，帽盖32固定在端帽5的槽33中，而且通过钩爪46，47与通道29的壁面29a的接合，阀件41将卸压通道29的开口30封闭住。

当一压力流体(本实施例中为一带压空气)通过供入及输出部21送入汽缸孔3中位于活塞8一侧的压力腔室中时，活塞8便从汽缸孔3的一端移向另一端，在活塞冲程的末端，活塞8和外部支架13分别靠在活塞阻尼器26及安装阻尼器39上。当活塞8停住时，从开口21供给汽缸孔3的压力流体穿过内密封带6流入空间15中。但是，由于穿过内密封带6的流体量比较少，而且空间15内的流体将穿过外密封带7而排入大气，所以在密封带6和7之间的空间内的压力将不会增大，并将保持在大气压的范围内。在这种情况下，阀件41将停在卸压通道29的开口30处，并防止灰尘进入空间15内。

然而，当在短时间内通过内密封带6的流体量增大时，该流体量将大大超过通过外密封带7而逸出的流体量，此时空间15内的压力将会增大。当空间15内的压力达到一个取决于阀件41的钩爪46，47与通道29的壁面29a的接合的预定压力值时，位于汽缸筒2两侧的阀件41将由通道29内的压力而从壁面29a上脱开，并使在汽缸筒2两侧的通道29的开口30打开。这时，由于大量的流体可以通过在汽缸筒2两侧的卸压通道29流出进入大气中，使空间15内的压力降低，接近大气压力。这样，外密封带7将不会被吹掉。

当通道29中的压力使阀件41向外打开时，钩爪46和47的顶尖处的底部46a和47a便与通道29的底面29b相接触，以便防止阀件41进一步向外运动。这样，阀件41便被保持在图1中的位置P处，它不受帽盖32的弹性的影响，而且表明此时卸压通道29是打开的。也就是说，阀件41起到了指示空间15内的压力是否高于预定压力的作用。

当发现阀件41位于图1中的位置P时，必须对无杆动力缸1进行检查，看是否需要对汽缸1进行修理或更换。如果确认该无杆动力缸1并未损坏，则通过将阀元件41的安装元件44和45推入卸压通道29内以封闭开口30而可使汽缸1恢复工作。

使阀件41脱离开的预定压力应设定在将外密封带7吹下的压力之下，但该压力的设定应远大于该无杆动力缸1正常运行时空间15内的最大压力。

接下来参照附图8和9对本发明的另一个实施例进行说明。在图8和9中，采用与图1至7中相同的标号来表示相似的元件。

在该实施例中，除了放置在汽缸筒2两端的卸压阀(即端帽盖)32之外，还将一第两卸压阀48设置在支架11处。

如图8和9所示，在该实施例中的安装部11带有一个流体通道49，它沿着汽缸筒2的宽度方向延伸。流体通道49的一端在位于支架10的外密封带7穿过该支架10的部分与汽缸筒2的上表面之间的一位置处朝空间15打开。如图9所示，通道49的另一端与一阀空间50相连接，在该空间内装有一个阀件(一钢球)53和一弹簧54，后者将阀件53压向关闭通道49的位置。该阀空间50与另一个流体通道51相连，该流体通道沿汽缸筒2的纵向延伸，并朝汽缸筒2的外部开口。也就是说，在该实施例中，流体通道49和51组成了一第两卸压通道52，而且钢球53及弹簧54构成了一第两卸压阀48。图9中的标号55表示一个栓塞，它在将钢球53及弹簧54装入空间50之后用来将阀空间50封闭住。

在该实施例中，当空间15内的压力大于预定压力时，位于汽缸筒2两侧的帽盖32上的阀元件41便打开卸压通道29，使之通向汽缸筒2的外部。另外，第两卸压阀48中的钢球53也反抗弹簧54的压力由流体通道49内的压力移动，借助于流体通道49使阀空间50及流体通道52与空间15相沟通。这样，空间15内的压力流体在通过卸压通道29的同时，也通过第两卸压通道52排入汽缸筒2的外部。

当由于流体通过卸压通道29及52排出而使空间15内的流体压力降低时，第两卸压阀中的钢球53由弹簧54推压并恢复至其初始位置，从而将流体通道49堵住。但是如前所述，帽盖32依然保持在开放位置，以用来表明空间内的压力已增加了。如果该无杆动力缸1未损坏，通过将帽盖32恢复到其原始位置便可使之恢复工作。

在本发明中，卸压阀的数量及位置并不受上述实施例的限制。此外，在图8和9所示的实施例中，位于支架11上的第两卸压阀48也可以采用类似于帽盖32那样的结构。这时，可省略掉安装在端帽5上的帽盖32。

如上所述，根据本发明，采用一个简单而有效的装置便可以在大量流量通过内密封带时防止无杆动力缸的损坏，同时还可以防止由于灰尘进入密封带之间而造成的损坏。

Claims (14)

1.一种无杆动力缸，它包括：

一个汽缸筒，它带有一条狭槽，该狭槽穿透汽缸筒的壁面并沿平行于汽缸筒轴线的方向延伸；

一个活塞元件，它具有两个端部，放置在汽缸筒的孔内并可在其中沿汽缸筒的纵向运动；

由活塞在汽缸筒的孔内限定的压力腔，它们位于活塞的两侧，用来接收压力流体；

一个外部支架，它位于汽缸筒的外部，通过一个穿过汽缸筒狭槽的结合元件而与活塞相结合，这样，所述的支架便可随活塞一起沿着所述的狭槽运动；

一条内密封带，它位于汽缸筒的孔壁上，以这样一种方式沿着所述的狭槽放置，即使汽缸筒孔壁上的狭槽的开口可以被所述的内密封带盖住；

一条外密封带，它位于汽缸筒的外表面上，沿着所述的狭槽以这样一种方式放置，即使汽缸筒外表面上的狭槽的开口可以被所述外密封带盖住；以及

卸压装置，它可以将位于内、外密封带之间的空间内的流体排掉，其中当上述空间内的压力低于一预定值时，该卸压装置可以使所述的空间与汽缸筒的外部相隔离，而当所述空间内的压力达到预定值时，则可以将空间内的流体排出汽缸筒。

2.如权利要求1所述的无杆动力缸，其特征在于，所述的卸压装置包括一条卸压通道，它将内、外密封带间的空间与汽缸筒的外部相连通；一卸压阀，它放置在卸压通道上，当所述空间内的压力达到预定值时，该阀便打开。

3.如权利要求2所述的无杆动力缸，其特征在于，端帽元件被设置在该汽缸筒的两个端部，卸压通道位于所述的端帽元件内。

4.如权利要求2所述的无杆动力缸，其特征在于，所述的卸压通道位于外支架内。

5.如权利要求2所述的无杆动力缸，其特征在于，所述的卸压阀带有用来指明卸压阀是否被打开的指示装置。

6.如权利要求5所述的无杆动力缸，其特征在于，卸压阀中的一阀件起到所述指示装置的作用。

7.如权利要求6所述的无杆动力缸，其特征在于，所述的卸压通道的一个端部朝汽缸筒的外部打开，所述的阀件包括一个弹性元件，该元件以如下的方式弹性地接合端部并将卸压通道端部的开口堵住：当空间内的流体压力达到预定值时，该弹性元件便由位于密封带之间的空间内的流体压力与该端部脱开。

8.如权利要求3所述的无杆动力缸，其特征在于，所述的卸压阀带有用来指示卸压阀是否被打开的指示装置。

9.如权利要求8所述的无杆动力缸，其特征在于，卸压阀中的一个阀件起到所述指示装置的作用。

10.如权利要求9所述的无杆动力缸，其特征在于，所述的卸压通道的一端部朝汽缸筒的外部打开，所述的阀件包括一个弹性元件，该弹性元件以如下的方式弹性地接合端部并将卸压通道端部的开口堵住，即当空间内的流体压力达到预定值时，该弹性元件便由位于密封带之间的空间内的流体压力与该端部脱开。

11.如权利要求4所述的无杆动力缸，其特征在于，所述的卸压阀带有用来指明卸压阀是否被打开的指示装置。

12.如权利要求11所述的无杆动力缸，其特征在于，卸压阀中的一个阀件起到所述指示装置的作用的。

13.如权利要求12所述的无杆动力缸，其特征在于，所述的卸压通道的一端部朝汽缸筒的外部打开，所述的阀件包括一个弹性元件，该元件以如下方式弹性地接合端部并将卸压通道端部的开口堵住：当空间内的流体压力达到预定值时，该弹性元件便由位于密封带之间的空间内的流体压力与该端部脱开。

14.如权利要求1所述的无杆动力缸，其特征在于，所述的流体为空气。

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