CN220416075U - 一种超速保护柱塞杆和气体弹簧 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气体弹簧技术领域，尤其涉及一种超速保护柱塞杆和气体弹簧，超速保护柱塞杆包括本体，所述本体为中空结，所述本体包括推动杆、超速保护结构；气体弹簧包括缸筒，设置在缸筒空腔上端的限位套，所述限位套中间设有限位孔，还包括上述超速保护柱塞杆。当氮气弹簧异常快速回弹，柱塞杆上的挂台发生断裂，因柱塞杆安全台的外径大于限位套内限位孔的最小口径，柱塞杆被限位套卡住不能继续上行，从而使柱塞杆无法冲出缸筒；挂台断裂后导致密封圈失效漏气，使氮气弹簧内部气压减小，进一步限制柱塞杆上行，从而进一步起到超速保护作用。因此，本实用新型能够解决现有氮气弹簧无超速保护结构、存在安全风险的技术问题。

Description

一种超速保护柱塞杆和气体弹簧

技术领域

本实用新型涉及气体弹簧技术领域，尤其涉及一种超速保护柱塞杆和气体弹簧。

背景技术

氮气弹簧是一种新型弹性组件，它内部充有一定压力的高压氮气，相较于传统的机械弹簧，它具有体积小、弹力大、行程长、工作稳定、高精密性、高寿命、弹力曲线平稳、不需要预紧等优点，被汽车模具特别是冲压模具广泛应用，它解决了传统机械弹簧、聚氨酯弹性元件等常规弹性组件无法满足要求的应用，能够简化模具的结构设计，降低模具加工制造难度，延长模具使用寿命，提高零件质量。而小型氮气弹簧由于尺寸小，占用空间小，但是能提供较大的弹力而被广泛应用。

现有技术中的小型氮气弹簧一般都包括缸筒、固定安装于缸筒上端的螺纹套以及安装于缸体中并穿设于螺纹套中的柱塞杆，且螺纹套套外部套设有一个密封圈，该密封圈与缸筒内壁密封接触，工作时，柱塞杆受力下移，并形成弹性支撑力；当受力卸除时，柱塞杆回复。氮气弹簧的柱塞杆被螺纹套限位，柱塞杆与螺纹套的接触面受到向下的一个力，在长时间、高频率使用的情况下，接触部位容易出现物理特性疲劳造成断裂，而又由于缸体内部高压气体作用，柱塞杆可能会飞出缸体，存在安全隐患。

但是，现有技术中的柱塞杆上只有限位结构而没有设置超速保护结构，当柱塞杆压缩后如果外力突然消失，柱塞杆会在内部高压气体的作用下快速回弹，导致氮气弹簧损坏而无法使用，而且存在使用安全风险，影响设备和人员安全。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种超速保护柱塞杆和气体弹簧，通过在柱塞杆上设置超速保护结构，能够解决现有氮气弹簧无超速保护结构、存在安全风险的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型设计一种超速保护柱塞杆，包括本体，所述本体为中空结，所述本体包括推动杆、超速保护结构，所述超速保护结构设置在推动杆的下方；所述超速保护结构包括安全台，设置在安全台下端的挂台，所述安全台的外径大于推动杆的外径，所述挂台的外径大于安全台的外径。

作为优选方案，所述本体还包括限位台，所述限位台设置在挂台的下方，限位台的外径小于挂台的外径。

作为优选方案，所述限位台侧面设有环形限位槽。

作为优选方案，所述挂台的侧面设有凹槽。

作为优选方案，所述安全台与推动杆的连接处采用圆弧过渡，所述挂台与安全台的连接处采用圆弧过渡。

作为优选方案，所述限位台外径与推动杆外径相等。

本实用新型还设计一种气体弹簧，包括缸筒，设置在缸筒空腔上端的限位套，所述限位套中间设有限位孔，还包括上述超速保护柱塞杆，所述柱塞杆一端位于缸筒的空腔内，柱塞杆另一端伸出缸筒；所述推动杆的外径与限位孔的孔径相匹配，所述安全台的外径大于限位孔的外径，所述挂台的外径与缸筒内壁匹配。

作为优选方案，还包括导向结构，所述导向结构包括导向块、支撑环，所述导向块中间设有导向孔，所述导向孔与限位台配合，导向块外侧与缸筒内壁配合；所述支撑环设置在限位孔内，支撑环内侧与推动杆配合。

作为优选方案，所述导向孔内设有环形凸起，所述环形凸起与环形限位槽匹配。

作为优选方案，所述缸筒内壁设有环形台阶，所述挂台位于环形台阶的下方。

由于小型氮气弹簧的直径很小，而长度很长，因而柱塞杆的直径更小，柱塞杆跟模具的接触面积就比较小。在运动过程中，如果柱塞杆与缸筒之间的间隙过大，在长时间运动过程中，柱塞杆很容易发生偏载，导致柱塞杆单侧与密封圈接触，使密封圈发生损坏而漏气。所述导向结构能够有效防止柱塞杆发生偏载，导致密封圈损坏而漏气。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的超速保护气体弹簧通过在柱塞杆上设置超速保护结构，超速保护结构包括安全台和挂台，所述安全台的外径大于推动杆的外径，所述挂台的外径大于安全台的外径；当氮气弹簧异常快速回弹，柱塞杆上的挂台发生断裂，因柱塞杆安全台的外径大于限位套内限位孔的最小口径，柱塞杆被限位套卡住不能继续上行，从而使柱塞杆无法冲出缸筒；挂台断裂后导致密封圈失效漏气，使氮气弹簧内部气压减小，进一步限制柱塞杆上行，从而进一步起到超速保护作用。因此，本实用新型通过在柱塞杆上设置超速保护结构，能够解决现有氮气弹簧无超速保护结构、存在安全风险的技术问题。

附图说明

图1为本实用新型柱塞杆的立体示意图。

图2为本实用新型柱塞杆的剖视示意图。

图3为本实用新型气体弹簧的剖视示意图。

图4为本实用新型限位套的剖视示意图。

图5为本实用新型导向块的剖视示意图。

附图标记说明：

缸筒1、限位孔2、导向结构3、导向孔4、环形凸起5、环形台阶6、柱塞杆7、限位套8、密封圈9、支撑环11、导向块13；

柱塞杆：本体101、安全台102、推动杆103、挂台104、超速保护结构105、凹槽106、限位台107、环形限位槽108。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型涉及一种超速保护柱塞杆和气体弹簧，通过在柱塞杆7上设置超速保护结构105，超速保护结构105包括安全台102和挂台104，所述安全台102的外径大于推动杆的外径，所述挂台104的外径大于安全台102的外径；当氮气弹簧异常快速回弹，柱塞杆7上的挂台104发生断裂，因柱塞杆7安全台102的外径大于限位套8内限位孔的最小口径，柱塞杆7被限位套8卡住不能继续上行，从而使柱塞杆7无法冲出缸筒1；挂台104断裂后导致密封圈失效漏气，使氮气弹簧内部气压减小，进一步限制柱塞杆7上行，起到超速保护的作用。

如图1、图2所示，本实用新型涉及一种超速保护柱塞杆，包括本体101，所述本体101为中空结，所述本体101包括推动杆103、超速保护结构105，所述超速保护结构105设置在推动杆103的下方；所述超速保护结构105包括安全台102，设置在安全台102下端的挂台104，所述安全台102的外径大于推动杆103的外径，所述挂台104的外径大于安全台102的外径。在柱塞杆7往复运动中，当挂台104受到冲击力过大或过疲劳而发生断裂时，安全台102可以保证柱塞杆7依然固定在缸体内，从而起到安全防护作用。

所述挂台104的侧面设有凹槽106。挂台104在未发生失效时，可以对柱塞杆7工作时起到限位作用，保证柱塞杆7在氮气缸的空腔内活动。当挂台104受到冲击力过大或过疲劳时，凹槽106会沿图2所示竖线处优先断裂，进而使挂台104整圈断裂，破坏缸筒1内的密封圈，密封性被破坏使氮气弹簧发生漏气，缸筒1内部压力逐渐减小，起到对柱塞杆7的超速保护作用。

所述安全台102与推动杆103的连接处采用圆弧过渡，所述挂台104与安全台102的连接处采用圆弧过渡，两处采用圆弧过渡，可以避免直角过渡出现应力集中而导致柱塞杆裂开的情况。

所述本体101还包括限位台107，所述限位台107设置在挂台104的下方，限位台107的外径小于挂台104的外径。所述限位台107侧面设有环形限位槽108。本实施例中，所述限位台107外径与推动杆103外径相等。

如图3至图5所示，本实用新型还涉及一种气体弹簧，包括缸筒1，设置在缸筒1空腔上端的限位套8，所述缸筒1内部有高压氮气，缸筒1内壁设有环形台阶6，所述挂台104位于环形台阶6的下方，可以限制柱塞杆7冲出；所述限位套8中间设有限位孔2；还包括上述超速保护柱塞杆，所述柱塞杆7一端位于缸筒1的空腔内，柱塞杆7另一端伸出缸筒1；所述推动杆103的外径与限位孔2的孔径相匹配，所述安全台102的外径大于限位孔2的外径，所述挂台104的外径与缸筒1内壁匹配。

缸筒1内位于限位套8与超压保护结构105之间还设有密封圈9，保证柱塞杆工作时的密封性，防止高压氮气泄露。另外，挂台104断裂后，柱塞杆7继续上行导致密封圈9失效漏气，使氮气弹簧内部气压减小，限制柱塞杆7进一步上行，从而起到超速保护的作用。密封圈9上方安装有垫片，起支撑密封圈9的作用。

限位套8安装于缸筒1内，限位套8上安装有防尘圈和支撑环，限位套8为螺纹结构，与缸筒1螺丝连接，方便小型氮气弹簧拆装。防尘圈安装于限位套8上，氮气弹簧运动过程中用于防止灰尘及异物进入氮气弹簧内部，影响氮气弹簧的使用寿命。

该气体弹簧还包括导向结构3，所述导向结构3包括导向块13、支撑环11，所述导向块13中间设有导向孔4，所述导向孔4与限位台107配合，导向块13外侧与缸筒1内壁配合；所述支撑环11设置在限位孔2内，支撑环11内侧与推动杆103配合。所述导向孔4内设有环形凸起5，所述环形凸起5与环形限位槽108匹配。

柱塞杆7顶部与模具接触提供弹力，柱塞杆7底部在缸筒1内做往复运动，柱塞杆7底部有一个环形槽，导向块13扣压在环形槽内。导向块13为硬塑料材质，避免划伤缸筒1内壁，在柱塞杆7的整个运动过程中始终与缸筒1内壁接触导向，给柱塞杆7提供支撑，避免柱塞杆7偏载。

由于小型氮气弹簧的直径很小，而长度很长，因而柱塞杆7的直径更小，柱塞杆7跟模具的接触面积就比较小。在运动过程中，如果柱塞杆7与缸筒1之间的间隙过大，在长时间运动过程中，柱塞杆7很容易发生偏载，导致柱塞杆7单侧与密封圈9接触，使密封圈9发生损坏而漏气。所述导向结构3能够有效防止柱塞杆7发生偏载，导致密封圈9损坏而漏气。在氮气弹簧缸筒1上部，柱塞杆7和限位套8之间有支撑环11作为导向，在柱塞杆7底部限位台107处增加一个导向块13，该导向块13扣压在柱塞杆7的环形槽处，导向块13的外径与缸筒1内壁导向，这样在柱塞杆7的整个运动过程中就会有首尾两处支撑，保证了柱塞杆7整个运动过程不会发生偏载。

工作过程：

当氮气弹簧发生异常快速回弹时，导致柱塞杆7快速向上运动，由于冲击力过大或者过疲劳的原因，挂台104的弧形凹槽106处会优先断裂，进而使挂台104整圈断裂，此时柱塞杆7在内部压力的作用下会继续向上弹出，当断裂部分上行至密封圈9时，密封圈9的密封性会被破坏，氮气弹簧发生漏气，缸筒1内部压力逐渐减小。

柱塞杆7在余压的作用下继续上行，直至限位套8的最小口径处，由于柱塞杆安全台102的外径大于限位套限位孔2的最小口径，因此柱塞杆7会被限位套8卡住不能继续上行，直至氮气弹簧内部压力降为零，进一步限制柱塞杆7上行，起到超速保护的作用。因此，本实用新型的超速保护柱塞杆和气体弹簧能起到安全防护的作用。

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本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)

1.一种超速保护柱塞杆，包括本体(101)，所述本体(101)为中空结，其特征在于：所述本体(101)包括推动杆(103)、超速保护结构(105)，所述超速保护结构(105)设置在推动杆(103)的下方；所述超速保护结构(105)包括安全台(102)，设置在安全台(102)下端的挂台(104)，所述安全台(102)的外径大于推动杆(103)的外径，所述挂台(104)的外径大于安全台(102)的外径。

2.根据权利要求1所述的超速保护柱塞杆，其特征在于：所述本体(101)还包括限位台(107)，所述限位台(107)设置在挂台(104)的下方，限位台(107)的外径小于挂台(104)的外径。

3.根据权利要求2所述的超速保护柱塞杆，其特征在于：所述限位台(107)侧面设有环形限位槽(108)。

4.根据权利要求3所述的超速保护柱塞杆，其特征在于：所述挂台(104)的侧面设有凹槽(106)。

5.根据权利要求4所述的超速保护柱塞杆，其特征在于：所述安全台(102)与推动杆(103)的连接处采用圆弧过渡，所述挂台(104)与安全台(102)的连接处采用圆弧过渡。

6.根据权利要求5所述的超速保护柱塞杆，其特征在于：所述限位台(107)外径与推动杆(103)外径相等。

7.一种气体弹簧，包括缸筒(1)，设置在缸筒(1)空腔上端的限位套(8)，所述限位套(8)中间设有限位孔(2)，其特征在于：还包括如权利要求3至6任一项所述的超速保护柱塞杆，所述柱塞杆(7)一端位于缸筒(1)的空腔内，柱塞杆(7)另一端伸出缸筒(1)；所述推动杆(103)的外径与限位孔(2)的孔径相匹配，所述安全台(102)的外径大于限位孔(2)的外径，所述挂台(104)的外径与缸筒(1)内壁匹配。

8.根据权利要求7所述的气体弹簧，其特征在于：还包括导向结构(3)，所述导向结构(3)包括导向块(13)、支撑环(11)，所述导向块(13)中间设有导向孔(4)，所述导向孔(4)与限位台(107)配合，导向块(13)外侧与缸筒(1)内壁配合；所述支撑环(11)设置在限位孔(2)内，支撑环(11)内侧与推动杆(103)配合。

9.根据权利要求8所述的气体弹簧，其特征在于：所述导向孔(4)内设有环形凸起(5)，所述环形凸起(5)与环形限位槽(108)匹配。

10.根据权利要求8或9所述的气体弹簧，其特征在于：所述缸筒(1)内壁设有环形台阶(6)，所述挂台(104)位于环形台阶(6)的下方。