CN214888557U - 氮气弹簧及活塞杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种氮气弹簧及活塞杆，活塞杆用于氮气弹簧中，且包括：杆体；限位件，限位件设于杆体轴向的一端，且在杆体的径向上，限位件凸出杆体设置；限位件背向杆体的外端面为弧形面，弧形面被构造为向远离杆体的方向弯曲。上述活塞杆用于氮气弹簧中，当杆体受到偏载力时，杆体及限位件向一侧倾斜，限位件弧形外端面的一端会向靠近缸体内壁的方向倾斜，弧形的外端面的另一端会与缸体内壁之间的间隙会增大，限位件外端面的两端不会同时与缸体内壁抵接，可允许受到偏载作用倾斜的限位件相对缸体活动，限位件及杆体不会卡死在缸体内，不会使杆体与模具脱离，也不会使杆体在后续空载回程而高速冲出缸体，提高氮气弹簧的安全性能。

Description

氮气弹簧及活塞杆

技术领域

本实用新型涉及氮气弹簧技术领域，特别是涉及氮气弹簧及活塞杆。

背景技术

模具专用氮气弹簧(简称冲模氮气弹簧、或氮气弹簧、或氮气缸、或氮缸) 是一种以高压氮气为工作介质的新型弹性组件，具有体积小、弹力大、行程长、工作平稳，制造精密，使用寿命长，弹力曲线平缓，以及不需要预紧等优点，可以完成金属弹簧、橡胶和气垫等常规弹性组件难于完成的工作，简化模具设计和制造，方便模具安装和调整，延长模具的使用寿命，确保产品质量的稳定。

传统的氮气弹簧包括缸体和活塞杆，活塞杆包括杆体，杆体伸出缸体用于支撑模具，并对模具提供弹性力。另外，活塞杆还包括位于缸体内且易与杆体断开的法兰。在发生过行程以及过偏载的情况时，法兰可以断裂，允许杆体继续移动并刺破密封于缸体和活塞杆之间的密封圈使缸体泄压，此时活塞杆在模具的限制下相对缸体伸出的速度较低，有足够的时间泄出氮气，以防止缸体爆裂而发生安全事故。但是，在实际使用过程中，发现采用传统的保护方式会出现杆体与法兰断开后高速冲出，对周围人员造成人身伤害的情况。因此，传统氮气弹簧的保护方法虽然可以防止缸体爆裂，但是存在活塞杆高速冲出的安全隐患。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统氮气弹簧的保护方式存在活塞杆高速冲出安全隐患的问题，提供一种活塞杆及氮气弹簧。

一种活塞杆，所述活塞杆用于氮气弹簧中，且包括：

杆体；

限位件，所述限位件设于所述杆体轴向的一端，且在所述杆体的径向上，所述限位件凸出所述杆体设置；

其中，所述限位件背向所述杆体的外端面为弧形面，所述弧形面被构造为向远离所述杆体的方向弯曲。

上述活塞杆用于氮气弹簧中，当杆体受到偏载力时，杆体及限位件向一侧倾斜，限位件弧形外端面的一端会向靠近缸体内壁的方向倾斜，弧形的外端面的另一端会与缸体内壁之间的间隙会增大，限位件外端面的两端不会同时与缸体内壁抵接，可允许受到偏载作用倾斜的限位件相对缸体活动，限位件及杆体不会卡死在缸体内，不会使杆体与模具脱离，也不会使杆体在后续空载回程而高速冲出缸体，以防止活塞杆高速冲出缸体，提高氮气弹簧的安全性能。

在其中一个实施例中，所述限位件具有与所述杆体轴向垂直的中心面，所述弧形面相对所述中心面对称设置。

在其中一个实施例中，所述限位件的所述外端面为球形面。

在其中一个实施例中，所述球形面的半径大于1mm。

在其中一个实施例中，沿平行所述杆体轴线的方向，所述限位件的厚度等于所述球形面的直径。

在其中一个实施例中，所述限位件的所述外端面为椭球形面。

在其中一个实施例中，所述活塞杆具有所述限位件与所述杆体连接正常状态、及所述限位件在外力作用下与所述杆体分离的保护状态。

一种氮气弹簧，包括缸体、密封圈及上述活塞杆，所述法兰及所述杆体伸入所述缸体，且所述法兰及所述杆体相对所述缸体可伸缩设置，所述密封圈密封于所述杆体和所述缸体之间。

在其中一个实施例中，所述缸体包括第一缸体部和第二缸体部，所述第一缸体部和所述第二缸体部沿所述杆体的轴向相互连接，所述第一缸体部和所述第二缸体部中靠近所述密封圈一者的壁厚小于另一者的壁厚。

在其中一个实施例中，所述密封圈具有密封状态、及被与所述限位件断开的所述杆体刺破的刺破状态。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中氮气弹簧的结构示意图；

图2为图1所示氮气弹簧中活塞杆一种状态的结构示意图；

图3为图1所示氮气弹簧中活塞杆另一状态的结构示意图；

图4为图1所示氮气弹簧中活塞杆又一状态的结构示意图；

图5为背景技术中氮气弹簧一种状态下的结构示意图；

图6为图5所示氮气弹簧另一状态下的结构示意图。

本实用新型标号说明：

100、氮气弹簧；10、缸体；12、第一缸体部；14、第二缸体部；30、活塞杆；32、杆体；34、限位件；50、密封圈。

传统技术实施例的标号说明：

210、缸体；230、活塞杆；232、杆体；234、法兰。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图5-图6，如背景技术所述，传统氮气弹簧的保护方法虽然可以防止缸体210爆裂，但是存在杆体232高速冲出的安全隐患。发明人经过研究发现，出现这种问题的根本原因在于，当活塞杆230受到的偏载荷过大时，法兰234和杆体232在缸体210内倾斜，且法兰234在缸体210内被卡住，杆体232与法兰234断开，但是杆体232与法兰234之间的断裂面很有可能为锯齿面而并非光滑面，被卡住的法兰234通过锯齿状的断裂面对杆体232限位，阻止杆体232 随着模具伸出回程，无法刺破密封圈来泄压，使模具与杆体232分离后缸体210内始终保持在高气压状态。此后，若氮气弹簧受到外部振动，被卡住的法兰234 可以在缸体210内活动时，进而可允许杆体232在缸体210内部气压的作用下空载伸出回程，此时杆体232不再受到模具的限制冲出速度较大，冲出过程中虽然会破坏密封圈，但是通过密封圈泄压无法将缸体210内的气压瞬间降低，杆体232速度无法快速降低，杆体232依然会保持高速运动，无法避免杆体232 高速冲出缸体210，进而会带来安全隐患。

参阅图1-图4，为了解决上述技术问题，本申请提供一种氮气弹簧100，氮气弹簧100包括缸体10和活塞杆30，活塞杆30可伸缩地设置于缸体10内，且缸体10上具有充气口，通过充气口向杆体32内冲入氮气，活塞杆30在缸体10 内氮气的作用下为活塞杆30端部支撑的模具提供弹性力，以通过可适应性伸缩的活塞杆30支撑模具。

并且，活塞杆30包括杆体32和限位件34，限位件34设于杆体32轴向的一端，且在杆体32的径向上，限位件34凸出杆体32设置；限位件34背向杆体32的外端面为弧形面，弧形面被构造为向远离杆体32的方向弯曲。活塞杆 30用于氮气弹簧100中时，杆体32和限位件34伸入缸体10内，且杆体32和限位件34在缸体10内可伸缩设置。

其中，杆体32端部的限位件34用于防止杆体32在活动过程中脱离缸体 10。另外，将限位件34背向杆体32的外端面设置为弧形面，以使相对杆体32 凸出的限位件34与缸体10之间始终可相对活动。当杆体32受到偏载力时，杆体32及限位件34向一侧倾斜，限位件34弧形外端面的一端会向靠近缸体10 内壁的方向倾斜，弧形的外端面的另一端会与缸体10内壁之间的间隙会增大，限位件34外端面的两端不会同时与缸体10内壁抵接，可允许受到偏载作用倾斜的限位件34相对缸体10活动，限位件34及杆体32不会卡死在缸体10内，不会使杆体32与模具脱离，也不会使杆体32在后续空载回程而高速冲出缸体 10，以防止活塞杆30高速冲出缸体10，提高氮气弹簧100的安全性能。

可选地，限位件34为法兰，限位件34呈圆环形径向凸出于杆体32上。

进一步地，限位件34具有与杆体32轴向垂直的中心面，弧形面相对中心面对称设置。这样，弧形面在平行杆体32轴线方向上的相对两端均距离缸体10 内壁较远，处于中心面处的弧形面距离杆体32内壁较近，这样不论限位件34朝向哪一侧倾斜，弧形面相对的两端均可用来与缸体10让位，更加可靠地允许限位件34在缸体10内活动。可以理解地，平行杆体32轴线方向上限位件34背向杆体32的一端具有厚度尺寸，中心面为经过厚度尺寸中间位置的平面。

一些实施例中，限位件34的外端面为球形面。当限位件34水平放置在缸体10内时，限位件34沿缸体10径向的两侧与缸体10均预留有一定的间隙，以允许限位件34在缸体10内上下伸缩；当限位件34受到偏载力倾斜时，因为限位件34的外端面为球形面，限位件34沿缸体10径向两侧的间隙会集中到其中一侧，使倾斜的限位件34仍然与缸体10内壁之间具有间隙，限位件34不会与缸体10内壁卡死。

可选地，球形面的半径大于1mm，可以有效地放置限位件34在缸体10内卡死。

还可选地，沿平行杆体32轴线的方向，限位件34的厚度等于球形面的直径。相当于，限位件34的侧端面整体刚好为球形面，限位件34的侧端面与上下表面与球形面相切，使限位件34侧端没有尖角，有效防止限位件34卡死在缸体10内。

可以理解地，另一些实施例中，限位件34的外端面为椭球形面，椭球形外端面的弧度比球形外端面的弧度大或者小，可以通过椭球形面来使水平或倾斜的限位件34与缸体10之间始终存在间隙。例如，当限位件34水平放置在缸体 10内时，限位件34沿缸体10径向的两侧与缸体10均预留有一定的间隙，以允许限位件34在缸体10内上下伸缩；当限位件34受到偏载力倾斜时，因为限位件34的外端面为椭球形面，限位件34沿缸体10径向两侧的间隙会集中到其中一侧，使倾斜的限位件34仍然与缸体10内壁之间具有间隙，限位件34不会与缸体10内壁卡死。

一些实施例中，活塞杆30具有限位件34与杆体32连接的正常状态、及限位件34在外力作用下与杆体32分离的保护状态。氮气弹簧100设置有过行程保护，当活塞杆30向外伸出的幅度达到极限幅度时，活塞杆30的限位件34与缸体10上的抵挡件撞击，并在抵挡件的作用下限位件34与杆体32分离，活塞杆30处于保护状态，限位件34留在缸体10内，杆体32继续向外移动，移动过程中杆体32的断裂面刺破密封于杆体32和缸体10之间的密封圈50，使缸体 10内的氮气向外泄出，进而降低缸体10内部压力，防止缸体10受到过行程移动的活塞杆30冲击而爆裂。

氮气弹簧100还具有过偏载保护，活塞杆30伸出缸体10的一端支撑模具，当模具对活塞杆30施加偏载力时，活塞杆30上的限位件34与缸体10内壁接触受力，当偏载力超过限度，限位件34与杆体32断开，活塞杆30处于保护状态，之后断开的杆体32与模具一起伸出回程，回程过程中杆体32的断裂面刺破位于杆体32和缸体10之间的密封圈50，使缸体10内的氮气向外泄出，进而降低缸体10内部的压力，防止缸体10受到活塞杆30挤压而爆裂。

进一步地，氮气弹簧100还包括密封圈50，密封圈50密封于杆体32和缸体10之间，且密封圈50具有密封状态、及被与限位件34断开的杆体32刺破的刺破状态。氮气弹簧100正常工作时，密封圈50处于密封状态，通过密封圈 50对活动的杆体32进行密封，防止缸体10内部的氮气泄露。而当杆体32与限位件34断开后移动至密封圈50处时，密封圈50会被杆体32断裂面上的尖角刺破，以使缸体10内的氮气泄出，防止在过行程及过偏载情况下缸体10受损爆裂。

一些实施例中，缸体10包括第一缸体10部和第二缸体10部，第一缸体10 部和第二缸体10部沿杆体32的轴向相互连接，第一缸体10部和第二缸体10 部中靠近密封圈50一者的壁厚小于另一者的壁厚。在氮气弹簧100上设置过压保护，当缸体10内部压力增大时，第一缸体10部和第二缸体10部中靠近密封圈50的一者壁厚较小，且会在气压作用下向外膨胀，进而使密封圈50与缸体 10之间产生缝隙，允许缸体10内部的氮气通过该缝隙泄出，密封圈50的密封失效，泄气降压，防止缸体10内部压力过大爆裂。

上述氮气弹簧100，即可以防止缸体10爆裂，还可以防止活塞杆30高速冲出，具有较优的安全性能。

基于同样的构思，本实用新型一实施例中，还提供一种活塞杆30，包括杆体32和限位件34，限位件34设于杆体32轴向的一端，且在杆体32的径向上，限位件34凸出杆体32设置；限位件34背向杆体32的外端面为弧形面，弧形面被构造为向远离杆体32的方向弯曲。活塞杆30用于氮气弹簧100中时，杆体32和限位件34伸入缸体10内，且杆体32和限位件34在缸体10内可伸缩设置。

其中，杆体32端部的限位件34用于防止杆体32在活动过程中脱离缸体 10。另外，将限位件34背向杆体32的外端面设置为弧形面，以使相对杆体32 凸出的限位件34与缸体10之间始终可相对活动。当杆体32受到偏载力时，杆体32及限位件34向一侧倾斜，限位件34弧形外端面的一端会向靠近缸体10 内壁的方向倾斜，弧形的外端面的另一端会与缸体10内壁之间的间隙会增大，限位件34外端面的两端不会同时与缸体10内壁抵接，可允许受到偏载作用倾斜的限位件34相对缸体10活动，限位件34及杆体32不会卡死在缸体10内，不会使杆体32与模具脱离，也不会使杆体32在后续空载回程而高速冲出缸体 10，以防止活塞杆30高速冲出缸体10，提高氮气弹簧100的安全性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种活塞杆，其特征在于，所述活塞杆用于氮气弹簧中，且包括：

杆体；

限位件，所述限位件设于所述杆体轴向的一端，且在所述杆体的径向上，所述限位件凸出所述杆体设置；

其中，所述限位件背向所述杆体的外端面为弧形面，所述弧形面被构造为向远离所述杆体的方向弯曲。

2.根据权利要求1所述的活塞杆，其特征在于，所述限位件具有与所述杆体轴向垂直的中心面，所述弧形面相对所述中心面对称设置。

3.根据权利要求1所述的活塞杆，其特征在于，所述限位件的所述外端面为球形面。

4.根据权利要求3所述的活塞杆，其特征在于，所述球形面的半径大于1mm。

5.根据权利要求3所述的活塞杆，其特征在于，沿平行所述杆体轴线的方向，所述限位件的厚度等于所述球形面的直径。

6.根据权利要求1所述的活塞杆，其特征在于，所述限位件的所述外端面为椭球形面。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的活塞杆，其特征在于，所述活塞杆具有所述限位件与所述杆体连接正常状态、及所述限位件在外力作用下与所述杆体分离的保护状态。

8.一种氮气弹簧，其特征在于，包括缸体、密封圈及上述权利要求1-6任意一项所述的活塞杆，所述限位件及所述杆体伸入所述缸体，且所述限位件及所述杆体相对所述缸体可伸缩设置，所述密封圈密封于所述杆体和所述缸体之间。

9.根据权利要求8所述的氮气弹簧，其特征在于，所述缸体包括第一缸体部和第二缸体部，所述第一缸体部和所述第二缸体部沿所述杆体的轴向相互连接，所述第一缸体部和所述第二缸体部中靠近所述密封圈一者的壁厚小于另一者的壁厚。

10.根据权利要求8所述氮气弹簧，其特征在于，所述密封圈具有密封状态、及被与所述限位件断开的所述杆体刺破的刺破状态。

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