CN206707500U - 一种低摩擦力的电动气弹簧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低摩擦力的电动气弹簧装置，涉及弹性部件的技术领域，包括和气弹簧缸体，气弹簧缸体内设置有整体轴承套，该整体轴承套的外侧上套设有第一角接触轴承和第二角接触轴承；该整体轴承套的顶端连接于电机的转轴，整体轴承套连接于一传动丝杆，该传动丝杆上套接有配套的丝杆螺母；该气弹簧缸体的底端内侧共轴设置有护套管，护套管的底端端面抵接于一车氏往复密封圈，护套管上形成活塞孔，整体轴承套与护套管之间形成第一气室，该第一气室内设置有活塞，活塞上设置有活塞杆，穿过活塞孔的活塞杆上设置有盲孔，活塞杆上还设置有连通盲孔与第一气室的疏气孔。本实用新型可减小电动气弹簧的动态摩擦力，降低启动力。

Description

一种低摩擦力的电动气弹簧装置

技术领域

本实用新型涉及弹性部件的技术领域，具体涉及一种低摩擦力的电动气弹簧装置。

背景技术

目前涉及电动气弹簧的方案有很多，然而普遍存在摩擦力太大的问题，电动气弹簧设计初衷是为了平衡重力，减小电机的负载，但由于动态摩擦力太大，以致于达不到设计目的，严重时甚至反而增加了电机的负载。举例说，500N的气弹簧，其动态摩擦力一般为60N以上，其启动力更是设计输出力的0.5倍之多。因此如何解决摩擦力已经成了电动气弹簧的主要课题。

传统橡胶密封圈与钢的摩擦系数一般在0.2～0.8，即使在有良好润滑情况下，摩擦系数也很大；由于橡胶的特性，其动摩擦系数与静摩擦系数相差很大，极易发生低速爬行情况；碗形橡胶圈的唇口在气弹簧内高压气体的作用下会抱住活塞杆，气压越高，摩擦力越大，碗形橡胶圈的摩擦力处于一种极不稳定状态，运动过程中波动太大，电机很难控制；同时如果气弹簧长期放置后，润滑油被挤出密封面，造成下次启动时，由于静摩擦力的问题，导致气弹簧的弹力基本消失，此时电机不仅要克服重物，反过来还要克服气弹簧的启动力。

在汽车领域，气弹簧已经很成熟的运用到了尾门的平衡上，但电动尾门一直无法采用气弹簧结构，其原因是摩擦力太大，动静摩擦力存在较大差别，很难解决功耗大和爬行问题；特别是启动力太大，将造成尾门长时间关闭后无法通过电机驱动打开情况。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的旨在提供一种低摩擦力的电动气弹簧装置，能有效减小电动气弹簧运行时内部腔体的气流阻力，从而减小电动气弹簧的动态摩擦力，降低启动力。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种低摩擦力的电动气弹簧装置，包括驱动组件和气弹簧缸体，该驱动组件包括电机；该气弹簧缸体内设置有共轴连接的内轴承套和外轴承套，该外轴承套和内轴承套形成共轴于气弹簧缸体的整体轴承套，其中外轴承套远离内轴承套的一端端面齐平于气弹簧缸体的顶端端面，该整体轴承套的外侧上套设有匹配于整体轴承套外侧与气弹簧缸体内侧间距的密封组件，该密封组件包括分别设置于整体轴承底端外侧和顶端外侧上的第一角接触轴承和第二角接触轴承；该整体轴承套的顶端连接于电机的转轴，整体轴承套的底端以过盈配合的方式连接于一传动丝杆，该传动丝杆上套接有配套的丝杆螺母；该气弹簧缸体的底端内侧共轴设置有护套管，护套管的底端端面抵接于一车氏往复密封圈，该车氏往复密封圈经密封圈导套设置于气弹簧缸体内，护套管上形成活塞孔，整体轴承套与护套管之间形成第一气室，气弹簧缸体内还设置有匹配于气弹簧缸体的T型活塞，T型活塞位于第一气室内的活塞头与丝杆螺母相连接，T型活塞的活塞杆末端穿过活塞孔向外延伸，T型活塞上设置有沿轴向延伸的盲孔，传动丝杆远离整体轴承套的一端可活动地插入盲孔中，活塞杆上还设置有连通盲孔与第一气室的疏气孔。

作为本实用新型的一种改进，驱动组件还包括电机套筒、电机端盖、霍尔套和减速箱固定座，该电机端盖、霍尔套、电机、减速箱和减速箱固定座依次共轴设置于电机套筒内，其中，减速箱固定座以过盈配合的方式设置于电机套筒内，减速箱设置于减速箱固定座上，直流电机与减速箱信号连接，霍尔套上设置有用于测量直流电机转动圈数的传感器，电机端盖上设置有过线孔，直流电机上的电机线束穿过过线孔延伸至电机套筒之外；该气弹簧缸体从靠近减速箱固定座的一端伸入到电机套筒中，减速箱固定座位于减速箱底端处还形成共轴于电机套筒的安装槽，气弹簧缸体伸入到电机套筒的一端以过盈配合的方式插入安装槽、并抵接于减速箱的底端端面。

作为本实用新型的一种改进，减速箱固定座连接减速箱处设置有增大摩擦力和连接紧密程度的齿。

作为本实用新型的一种改进，密封组件还包括设置于第一角接触轴承和第二角接触轴承之间的密封圈套、车氏旋转密封圈和密封圈挡圈，该密封圈套的外侧上该设置有水平的环形内凹槽，该环形内凹槽上设置有匹配的O型静密封圈。

作为本实用新型的另一种改进，活塞杆的末端上设置有充气栓，充气栓上还配设有密封钢针；该活塞杆的末端外侧固定连接于花键尾堵，该花键尾堵固定连接于一套设于气弹簧缸体末端外侧的花键导向管，密封圈导套与花键导向管之间形成第二气室，活塞杆上还设置有连通盲孔与第二气室的疏气孔。

作为本实用新型的另一种改进，活塞头的外侧上嵌设有水平的活塞导向环，活塞杆的外侧上设置有活塞杆导向环。

本实用新型的有益效果在于：采用了车氏密封圈代替传统的气弹簧密封件，其中位于传动丝杆输入端的车氏旋转密封圈配合轴承套能有效提高密封效果，位于活塞杆密封处的车氏往复运动用密封圈具用良好的自润滑性能，摩擦系数是传统橡胶密封圈的10％不到，而且动摩擦系数与静摩擦系数相同，不会出现低速爬行；气弹簧缸体的顶端内侧采用了对称布置的角接触球轴承，从而可有效抵消气压作用在传动丝杆轴承套上产生的轴向力，并且对车氏旋转密封圈起导向作用，简化了电动气弹簧的整体结构；T型活塞上设置有沿轴向延伸的盲孔，并且活塞杆上设置有连通盲孔与气室的疏气孔，有利于气室之间气体的充分交换，减小了气弹簧内的压缩比，减小了气室之间的气体流动阻力，有效减小电动气弹簧内的动态摩擦力，降低启动力。

附图说明

图1是本实用新型一种低摩擦力的电动气弹簧装置的结构示意图。

附图标记：1、电机线束；2、第一球头连接杆；3电机端盖；4、霍尔套； 5、电机；6、减速箱；7、减速箱固定座；8、轴承锁紧螺母；9、花键轴；10、轴承挡圈；11、第二角接触轴承；12、密封胶；13、密封圈挡圈；14、气弹簧锁紧螺钉；15、车氏旋转密封圈；16、O型静密封圈；17、密封圈套；18、外轴承套；19、第一角接触轴承；20、内轴承套；21、传动丝杆；22、气弹簧缸体；23、丝杆螺母；24、活塞导向环；25、活塞头；26、护套管；27、车氏往复密封圈； 28、密封圈导套；29、活塞杆导向环；30、活塞杆；31、花键导向管；32、花键尾堵；33、充气栓；34、密封钢针；35、第二球头连接杆；36、丝杆锁定销；37、电机套筒。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

如图1所示，一种低摩擦力的电动气弹簧装置，包括电机套筒37、驱动组件、气弹簧缸体22、密封组件和T型活塞，驱动组件包括以共轴的形式依次设置于电机套筒37内的电机端盖3、霍尔套4、电机5、减速箱6和减速箱固定座7，其中，减速箱固定座7以过盈配合的方式设置于电机套筒37内，减速箱6设置于减速箱固定座7上，减速箱固定座7连接减速箱6处设置有增大摩擦力和连接紧密程度的齿，电机5与减速箱6信号连接，霍尔套4上设置有用于测量电机5 转动圈数的传感器，电机端盖3上设置有过线孔，电机5上的电机线束穿过过线孔延伸至电机套筒37之外，电机端盖3的外侧上装配有第一球头连接杆2；呈圆筒状的气弹簧缸体22的横截面直径小于电机套筒37的横截面直径，气弹簧缸体 22从靠近减速箱固定座7的一端伸入到电机套筒37中，减速箱固定座7位于减速箱6底端处还形成共轴于电机套筒37的安装槽，气弹簧缸体22伸入到电机套筒37的一端以过盈配合的方式插入安装槽、并抵接于减速箱6底端，减速箱固定座7远离减速箱6的一端与气弹簧缸体22外侧之间经气弹簧锁紧螺钉14进行连接；

气弹簧缸体22内设置有内轴承套20和外轴承套18，内轴承套20和外轴承套18共轴连接，内轴承套20远离外轴承套18的一端设置有水平向外延伸的挡块，共轴连接的内轴承套20与外轴承套18形成以挡块为底部的整体轴承套，整体轴承套的顶端端面齐平于气弹簧缸体22位于电机套筒37内的端口平面，整体轴承套的外侧上由下至上依次套接有第一角接触轴承19、密封圈套17、车氏旋转密封圈15、密封圈挡圈13、第二角接触轴承11和轴承挡圈10等密封组件，密封圈套17的外侧上该设置有水平的环形内凹槽，该环形内凹槽上设置有匹配的O型静密封圈16，各密封组件均匹配于整体轴承套外侧与气弹簧缸体22内侧之间的间距，第二角接触轴承11上设置有用于锁紧各密封组件位置的轴承锁紧螺母8，整体轴承套的底端内侧以过盈配合的方式共轴连接于一传动丝杆21，该传动丝杆21还经丝杆锁定销36与整体轴承套进行连接，整体轴承套内、位于传动丝杆21一端端面处设置有密封胶12，位于密封胶12之上的整体轴承套内侧上设置有第一花键内齿，一花键轴9经该第一花键内齿设置于整体轴承套内，减速箱6的底端上设置有第二花键内齿，该花键轴9远离密封胶12的一端延伸出整体轴承套、并连接于第二花键内齿；T型活塞包括活塞头25和活塞杆30，T型活塞上设置有沿轴向延伸的盲孔，传动丝杆21远离整体轴承套的一端可活动地插入盲孔中，传动丝杆21可在盲孔内进行往复运动，气弹簧缸体22内共轴设置有护套管26，该护套管26与整体轴承套之间形成第一气室，位于第一气室内的活塞头25的外侧上嵌设有活塞导向环24，传动丝杆21上套接有配套的丝杆螺母 23，活塞头25与丝杆螺母23相连接，护套管26上形成供活塞杆30穿过的活塞通孔，活塞杆30上设置有连通盲孔与外界的疏气孔，活塞杆30的外侧上设置有活塞杆导向环29，护套管26之下还共轴设置有密封圈导套28，密封圈导套28 上设置有抵接于护套管26底端的车氏往复密封圈27，该密封圈导套28远离护套管26的一端齐平于气弹簧缸体22位于电机套筒37之外的末端端面；活塞杆30 的末端外侧固定连接于花键尾堵32，该花键尾堵32固定连接于一套设于气弹簧缸体22末端外侧的花键导向管31，密封圈导套28与花键导向管31之间形成第二气室，活塞杆30上还设置有连通盲孔与第二气室的疏气孔，该连通盲孔与第二气室的疏气孔连接一充气栓33，充气栓33上还配设有密封钢针34，充气栓33 的外侧上还装配有第二球头连接杆35。

车氏往复密封圈27采用L型或齿形结构的单向密封结构，可以最大限度的减小小摩擦往复阻力；车氏旋转密封圈15采用齿形的单向密封结构，从而既能能保证较小的摩擦力矩，又能达到较好的密封效果。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低摩擦力的电动气弹簧装置，其特征在于，包括驱动组件和气弹簧缸体，所述驱动组件包括电机；所述气弹簧缸体内设置有共轴连接的内轴承套和外轴承套，所述外轴承套和内轴承套形成共轴于气弹簧缸体的整体轴承套，其中外轴承套远离内轴承套的一端端面齐平于气弹簧缸体的顶端端面，所述整体轴承套的外侧上套设有匹配于整体轴承套外侧与气弹簧缸体内侧间距的密封组件，所述密封组件包括分别设置于整体轴承底端外侧和顶端外侧上的第一角接触轴承和第二角接触轴承；所述整体轴承套的顶端连接于电机的转轴，整体轴承套的底端以过盈配合的方式连接于一传动丝杆，所述传动丝杆上套接有配套的丝杆螺母；所述气弹簧缸体的底端内侧共轴设置有护套管，护套管的底端端面抵接于一车氏往复密封圈，所述车氏往复密封圈经密封圈导套设置于气弹簧缸体内，护套管上形成活塞孔，整体轴承套与护套管之间形成第一气室，所述气弹簧缸体内还设置有匹配于气弹簧缸体的T型活塞，所述T型活塞位于第一气室内的活塞头与丝杆螺母相连接，T型活塞的活塞杆末端穿过活塞孔向外延伸，所述T型活塞上设置有沿轴向延伸的盲孔，所述传动丝杆远离整体轴承套的一端可活动地插入盲孔中，活塞杆上还设置有连通盲孔与第一气室的疏气孔。

2.如权利要求1所述的低摩擦力的电动气弹簧装置，其特征在于，所述驱动组件还包括电机套筒、电机端盖、霍尔套和减速箱固定座，所述电机端盖、霍尔套、电机、减速箱和减速箱固定座依次共轴设置于电机套筒内，其中，减速箱固定座以过盈配合的方式设置于电机套筒内，减速箱设置于减速箱固定座上，直流电机与减速箱信号连接，霍尔套上设置有用于测量直流电机转动圈数的传感器，电机端盖上设置有过线孔，直流电机上的电机线束穿过过线孔延伸至电机套筒之外；所述气弹簧缸体从靠近减速箱固定座的一端伸入到电机套筒中，减速箱固定座位于减速箱底端处还形成共轴于电机套筒的安装槽，气弹簧缸体伸入到电机套筒的一端以过盈配合的方式插入安装槽、并抵接于减速箱的底端端面。

3.如权利要求2所述的低摩擦力的电动气弹簧装置，其特征在于，所述减速箱固定座连接减速箱处设置有增大摩擦力和连接紧密程度的齿。

4.如权利要求1所述的低摩擦力的电动气弹簧装置，其特征在于，所述密封组件还包括设置于第一角接触轴承和第二角接触轴承之间的密封圈套、车氏旋转密封圈和密封圈挡圈，所述密封圈套的外侧上该设置有水平的环形内凹槽，该环形内凹槽上设置有匹配的O型静密封圈。

5.如权利要求1所述的低摩擦力的电动气弹簧装置，其特征在于，所述活塞杆的末端上设置有充气栓，充气栓上还配设有密封钢针；所述活塞杆的末端外侧固定连接于花键尾堵，该花键尾堵固定连接于一套设于气弹簧缸体末端外侧的花键导向管，密封圈导套与花键导向管之间形成第二气室，活塞杆上还设置有连通盲孔与第二气室的疏气孔。

6.如权利要求1所述的低摩擦力的电动气弹簧装置，其特征在于，所述活塞头的外侧上嵌设有水平的活塞导向环，活塞杆的外侧上设置有活塞杆导向环。