CN214248109U - 一种回程可控型氮气弹簧 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种回程可控型氮气弹簧，属于弹性元件产品技术领域，其内部空腔中充满高压氮气，它的具体结构包括：工作缸模块、导向座模块、活塞及活塞杆模块、气路及控制阀模块，所述工作缸模块构成弹簧的基本框架，所述导向座模块处于工作缸模块的开口端部，在所述工作缸模块与导向座模块组成的封闭工作腔中活塞及活塞杆模块作往复直线运动，所述工作缸模块和活塞及活塞杆模块中内嵌有气路及控制阀模块，控制活塞及活塞杆模块的往复直线运动，实现预期功能。

Description

一种回程可控型氮气弹簧

技术领域

本实用新型涉及弹性元件产品技术领域，尤其涉及一种回程可控型氮气弹簧。

背景技术

氮气弹簧是一种以高压氮气为工作介质的新型弹性元件，由于其具备体积小、弹力-行程曲线平缓、工作行程长、不需预紧、安装方式灵活等优异性能，在许多领域已经逐渐替代金属弹簧、弹性橡胶、气垫等常规弹性元件，特别在模具工业领域，这种替代更为彻底、明显。

近年来，随着模具朝着精密、高效、长寿命等方向迅速发展，对氮气弹簧的性能提出了更多新的要求。例如：为满足精密复杂冲压件成型而设计的某种二次拉延模具，开模时要求氮气弹簧能按冲压工艺规定的时间保持在压缩状态，即：“回程可控”的锁止状态；并且，此种回程可控的氮气弹簧在机械制造、汽车、电子电器等众多领域也可推广应用。普通氮气弹簧因回程不可控已不能满足此类需求，而现有技术中的回程可控型氮气弹簧普遍存在最大行程在工作中变化、活塞与活塞杆连接易松脱、运行可靠性较低且价格昂贵，影响推广使用。

为了满足市场的需求，开发一种能克服上述缺陷、工作稳定可靠的新型回程可控型氮气弹簧，势在必行。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对以上问题，提供一种回程可控型氮气弹簧，实现最大行程在工作中始终固定不变，活塞与活塞杆稳定连接不易松脱，使得工作更加稳定可靠，且能够方便调整行程，大大提高了产品的适应性，有利于更好的满足客户的需求。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种回程可控型氮气弹簧，它包括工作缸模块、导向座模块、活塞及活塞杆模块、气路及控制阀模块，所述导向座模块处于工作缸模块的开口端部，在所述工作缸模块与导向座模块组成的封闭工作腔中的活塞及活塞杆模块作往复直线运动，所述工作缸模块和活塞及活塞杆模块中内嵌有气路及控制阀模块，气路及控制阀模块控制活塞及活塞杆模块的往复直线运动；所述工作缸模块包括缸体，缸体上设置有上安装槽、下安装槽，缸体上还设置有充放气口；所述导向座模块包括上导向座和下导向座，上导向座与下导向座间装有调整垫；所述活塞及活塞杆模块包括活塞杆和活塞，活塞杆在外力的作用下由上止点位置被压入缸体中，活塞杆中部设计有固定挂台，固定挂台与活塞连接，活塞杆尾部中心设计有供导气杆活动的空腔，空腔开口端部安装有密封块；所述气路及控制阀模块包括缸体内通过活塞分隔形成的1#腔室和2#腔室，以及周向布置在活塞上的单向阀，以及安装在缸体底部的控制阀。

进一步的，所述缸体开口端部设计的卡簧槽内安装有卡簧，使导向座模块处于缸体开口端部。

进一步的，所述缸体内腔壁经过精加工后再设置缸孔密封圈、活塞外密封和活塞导向环，使缸孔密封圈、活塞外密封密封更可靠，并通过活塞导向环保证活塞的导向精度，缸体底部中心由细牙螺母锁紧导气杆，其间通过导气杆密封圈保证气道二与2#腔室分隔。

进一步的，所述上导向座上设计的轴防尘圈槽与孔防尘圈槽内分别安装轴防尘圈和孔防尘圈，防止异物进入弹簧内部。

进一步的，所述下导向座上安装有无油轴承、档圈、轴密封圈等密封与导向部件，使活塞杆能顺畅地往复运动。

进一步的，所述密封块上安装有导气杆密封、密封块外密封、导气杆导向环等密封导向器件，并依靠密封块锁紧螺钉锁紧，活塞杆往复直线运动时，确保气道二与1#腔室一直通畅且与2#腔室隔开。

进一步的，所述固定挂台与活塞连接，通过圆螺母和止动垫圈机械锁紧，由于止动垫圈的内止动片和外止动片分别嵌入活塞杆止动槽和圆螺母止动槽中，未嵌入槽内的剩余止动片也被翻转铆住圆螺母，可确保工作中活塞不松脱。

进一步的，所述1#腔室与2#腔室可经设两条气路连通，其中第一气路为经单向阀使2#腔室内气体向1#腔室内流动的单向气路；第二气路为由控制阀控制、经气道一-气道二-气道三-气道四-气道五使1#腔室与2#腔室间气体慢速流动或截止的节流控制气路，该节流气路能避免因腔内高压氮气释放能量速度过快。

进一步的，所述控制阀通过外接清洁压缩空气于气管接头处驱动，当通入压缩空气时，推动气管接头处的小活塞移动，并使小活塞一端的密封堵块与限位阀座紧贴，从而切断气道四，使1#腔室与2#腔室间的节流控制气路断开；反之，当不通入压缩空气时，密封堵块与限位阀座不紧贴，使1#腔室与2#腔室间的第二气路即节流控制气路连通。

与现有技术相比，本实用新型一种回程可控型氮气弹簧具有以下有益效果：

1. 本实用新型回程可控型氮气弹簧的活塞杆限位采用一体化结构的固定挂台，最大行程始终固定不变，工作安全且稳定可靠；

2. 本实用新型回程可控型氮气弹簧的活塞与活塞杆连接后采用圆螺母与止动垫圈机械锁紧防松，工作中不会松脱，提升了可靠性；

3. 本实用新型回程可控型氮气弹簧的活塞杆的导向采用无油轴承，相对于现有技术中通常采用的塑料导向套来说，导向精度高且抗偏载能力好；

4. 本实用新型回程可控型氮气弹簧通过在上、下导向座间增加调整垫的方法调整弹簧工作行程，行程调整更方便，可更好地满足客户需求。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本回程可控型氮气弹簧实施例充装完成后弹簧自然状态示意图。

图2为本回程可控型氮气弹簧实施例充装完成后弹簧自然状态内部结构示意图。

图3为本回程可控型氮气弹簧实施例活塞锁紧结构示意图。

图4为本回程可控型氮气弹簧实施例压缩至下止点外力撤除前状态示意图。

图5为本回程可控型氮气弹簧实施例锁止状态示意图。

图6为本回程可控型氮气弹簧实施例回程状态示意图。

图中所述文字标注表示为：1、工作缸模块；101、缸体；102、卡簧；103、导气杆；104、导气杆密封圈；105、导气杆锁紧螺钉；106、堵盖密封圈；107、堵盖；108、上安装槽；109、充放气口；110、下安装槽；2、导向座模块；201、上导向座；202、轴防尘圈；203、无油轴承；204、下导向座；205、缸孔防尘圈；206、调整垫；207、档圈；208、轴密封圈；209、缸孔密封圈；3、活塞及活塞杆模块；301、活塞杆；3011、固定挂台；3012、活塞杆止动槽；302、活塞；303、活塞导向环；304、导气杆密封；305、密封块；306、活塞外密封；307、活塞内密封；308、密封块外密封；309、导气杆导向环；310、止动垫圈；3101、内止动片；3102、外止动片；311、圆螺母；3111、圆螺母止动槽；312、密封块锁紧螺钉；313、固定挂台；4、气路及控制阀模块；401、1#腔室；402、气道一；403、单向阀；404、气道二；405、2#腔室；406、气管接头；407、小活塞；408、控制阀；409、气道三；410、密封堵块；411、限位阀座；412、气道四；413、气道五；5、压块。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

请参阅图1-6，是本实用新型提供的一种回程可控型氮气弹簧一较佳实施例的结构示意图。

一种回程可控型氮气弹簧，其内部空腔中充满高压氮气，它的具体结构包括：工作缸模块1、导向座模块2、活塞及活塞杆模块3、气路及控制阀模块4，所述工作缸模块1构成弹簧的基本框架，所述导向座模块2处于工作缸模块1的开口端部，在所述工作缸模块1与导向座模块2组成的封闭工作腔中活塞及活塞杆模块3作往复直线运动，所述工作缸模块1和活塞及活塞杆模块2中内嵌有气路及控制阀模块4，控制活塞及活塞杆模块3的往复直线运动，实现预期功能。

优选的，请参照图1和图2所示，所述缸体101上设计有上安装槽108、下安装槽110、底部螺孔等结构，方便弹簧使用过程中的安装；缸体101开口端部设计的卡簧槽内安装有卡簧102，使导向座模块2处于缸体101开口端部；缸体101内腔壁经精加工后，使缸孔密封圈209、活塞外密封306密封可靠，并能通过活塞导向环303保证活塞302的导向精度；缸体101底部安装有控制阀408，底部中心由细牙螺母105锁紧导气杆103，其间通过导气杆密封圈104保证气道二404与2#腔室405分隔；缸体101上还设计有充放气口109，内部装有充放气阀，以便弹簧充装氮气或放出高压氮气。

优选的，请参照图2和图3所示，所述上导向座201上设计的轴防尘圈槽与孔防尘圈槽内分别安装轴防尘圈202和孔防尘圈205，防止异物进入弹簧内部；下导向座204上安装有无油轴承203、档圈207、轴密封圈208等密封与导向部件，使活塞杆301能顺畅地往复运动，且由于使用了无油轴承，其导向精度较高、抵抗偏载的能力较强；上导向座201与下导向座204间装有调整垫206，通过改变调整垫206的厚度，弹簧最大行程可在一定范围内变化，扩大了弹簧的使用范围。

优选的，请参照图2和图3所示，所述活塞杆301中部设计有固定挂台313，可保证行程上止点位置始终稳定不变；活塞杆301尾部中心设计有供导气杆103活动的空腔，空腔开口端部安装有密封块305，其上安装有导气杆密封304、密封块外密封308、导气杆导向环309等密封导向器件，并依靠密封块锁紧螺钉312锁紧，活塞杆301往复直线运动时，确保气道二404与1#腔室401一直通畅且与2#腔室405隔开；固定挂台313下部与活塞302连接，通过圆螺母311和止动垫圈310机械锁紧，由于止动垫圈310的内止动片3101和外止动片3102分别嵌入活塞杆止动槽3012和圆螺母止动槽3111中，未嵌入槽内的剩余外止动片3102也被翻转铆住圆螺母311，可确保工作中活塞302不松脱；活塞302周向上还布置有4个单向阀403。

优选的，请参照图2所示，所述气路及控制阀模块4内嵌入在其它模块中，凭借各密封件的作用，使1#腔室401与2#腔室405分隔开，但可经设置好的两条气路连通：其一为经单向阀403使2#腔室405内气体向1#腔室401内流动的单向气路；其二为由控制阀408控制、经“气道一402-气道二404-气道三409-气道四412-气道五413”使1#腔室401与2#腔室405间气体慢速流动或截止的节流控制气路，该节流气路能避免因腔内高压氮气释放能量速度过快而造成人员、财产损失。

优选的，请参照图4和图5所示，所述控制阀408通过外接清洁压缩空气于气管接头406处驱动，当通入压缩空气时，推动小活塞407移动，使密封堵块410与限位阀座411紧贴，从而切断气道四412，使1#腔室401与2#腔室405间的节流控制气路断开；反之，当不通入压缩空气时，密封堵块410与限位阀座411不紧贴，使1#腔室401与2#腔室405间的节流控制气路连通。

请参照图4-6所示，本实施例回程可控型氮气弹簧的活塞杆301在外力的作用下通过压块5由上止点位置被压入缸体101中，使弹簧压缩蓄能；当压缩至行程下止点时弹簧蓄能达到最大值，活塞杆301被锁定，在外力撤除时仍保持压缩状态；在获得回程指令后，活塞杆301慢速回程以释放能量。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护。

Claims (9)

1.一种回程可控型氮气弹簧，其特征在于，它包括工作缸模块(1)、导向座模块(2)、活塞及活塞杆模块(3)、气路及控制阀模块(4)，所述导向座模块(2)处于工作缸模块(1)的开口端部，在所述工作缸模块(1)与导向座模块(2)组成的封闭工作腔中的活塞及活塞杆模块(3)作往复直线运动，所述工作缸模块(1)和活塞及活塞杆模块(3)中内嵌有气路及控制阀模块(4)，气路及控制阀模块(4)控制活塞及活塞杆模块(3)的往复直线运动；所述工作缸模块(1)包括缸体(101)，缸体(101)上设置有上安装槽(108)、下安装槽(110)，缸体(101)上还设置有充放气口(109)；所述导向座模块(2)包括上导向座(201)和下导向座(204)，上导向座(201)与下导向座(204)间装有调整垫(206)；所述活塞及活塞杆模块(3)包括活塞杆(301)和活塞(302)，活塞杆(301)在外力的作用下由上止点位置被压入缸体(101)中，活塞杆(301)中部设计有固定挂台(313)，固定挂台(313)与活塞(302)连接，活塞杆(301)尾部中心设计有供导气杆(103)活动的空腔，空腔开口端部安装有密封块(305)；所述气路及控制阀模块(4)包括缸体(101)内通过活塞(302)分隔形成的1#腔室(401)和2#腔室(405)，以及周向布置在活塞(302)上的单向阀(403)，以及安装在缸体(101)底部的控制阀(408)。

2.根据权利要求1所述的一种回程可控型氮气弹簧，其特征在于，所述缸体(101)开口端部设计的卡簧槽内安装有卡簧(102)，使导向座模块(2)处于缸体(101)开口端部。

3.根据权利要求1所述的一种回程可控型氮气弹簧，其特征在于，所述缸体(101)内腔壁经过精加工后再设置缸孔密封圈(209)、活塞外密封(306)和活塞导向环(303)，使缸孔密封圈(209)、活塞外密封(306)密封更可靠，并通过活塞导向环(303)保证活塞(302)的导向精度，缸体(101)底部中心由细牙螺母(105)锁紧导气杆(103)，其间通过导气杆密封圈(104)保证气道二(404)与2#腔室(405)分隔。

4.根据权利要求1所述的一种回程可控型氮气弹簧，其特征在于，所述上导向座(201)上设计的轴防尘圈槽与孔防尘圈槽内分别安装轴防尘圈(202)和孔防尘圈(205)，防止异物进入弹簧内部。

5.根据权利要求1所述的一种回程可控型氮气弹簧，其特征在于，所述下导向座(204)上安装有无油轴承(203)、档圈(207)、轴密封圈(208)等密封与导向部件，使活塞杆(301)能顺畅地往复运动。

6.根据权利要求1所述的一种回程可控型氮气弹簧，其特征在于，所述密封块(305)上安装有导气杆密封(304)、密封块外密封(308)、导气杆导向环(309)等密封导向器件，并依靠密封块锁紧螺钉(312)锁紧，活塞杆(301)往复直线运动时，确保气道二(404)与1#腔室(401)一直通畅且与2#腔室(405)隔开。

7.根据权利要求1所述的一种回程可控型氮气弹簧，其特征在于，所述固定挂台(313)与活塞(302)连接，通过圆螺母(311)和止动垫圈(310)机械锁紧，由于止动垫圈(310)的内止动片(3101)和外止动片(3102)分别嵌入活塞杆止动槽(3012)和圆螺母止动槽(3111)中，未嵌入槽内的剩余外止动片(3102)也被翻转铆住圆螺母(311)，可确保工作中活塞(302)不松脱。

8.根据权利要求1所述的一种回程可控型氮气弹簧，其特征在于，所述1#腔室(401)与2#腔室(405)可经设两条气路连通，其中第一气路为经单向阀(403)使2#腔室(405)内气体向1#腔室(401)内流动的单向气路；第二气路为由控制阀(408)控制、经气道一(402)-气道二(404)-气道三(409)-气道四(412)-气道五(413)使1#腔室(401)与2#腔室(405)间气体慢速流动或截止的节流控制气路，该节流气路能避免因腔内高压氮气释放能量速度过快。

9.根据权利要求1或8所述的一种回程可控型氮气弹簧，其特征在于，所述控制阀(408)通过外接清洁压缩空气于气管接头(406)处驱动，当通入压缩空气时，推动气管接头(406)处的小活塞(407)移动，并使小活塞(407)一端的密封堵块(410)与限位阀座(411)紧贴，从而切断气道四(412)，使1#腔室(401)与2#腔室(405)间的节流控制气路断开；反之，当不通入压缩空气时，密封堵块(410)与限位阀座(411)不紧贴，使1#腔室(401)与2#腔室(405)间的第二气路即节流控制气路连通。

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