CN2918876Y - 单缸的气压弹性和回弹一体式装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型单缸的气压弹性和回弹一体式装置属于用气体作为弹性介质的减震器，适用于机动车和摩托车等。现有技术中的弹性气室和回弹气室完全隔离不相通的结构弹性效果不佳。本实用新型是用活塞的“工”字形塞帽把单缸分为弹性气室和回弹气室，在“工”字形塞帽中开有能使弹性气室和回弹气室相通的导气孔。导气孔有直通孔即中心导气孔，和单向通气的星式导气孔或/大塞体侧壁槽。中心导气孔、星式导气孔和大塞体侧壁槽相对于“工”字形塞帽中心轴成轴对称结构。优点是比用双缸的气压减震器制造简单，成本更低，具有在一个气室内仅有气体体积变化，和两个气室之间气体相互流通这两种方式产生弹性力和回弹力，即产生现有减震器的弹簧和减震两功能。

Description

单缸的气压弹性和回弹一体式装置

                            技术领域

本实用新型属于涉及一种用气体作为弹性介质的弹性和回弹一体的装置，特别是适用于机动车的弹性减震装置。

                            背景技术

现在机动车和摩托车的弹性器是用机械弹簧来减正压力，用液压来减弹簧的回弹力实现减震目的，减震效果的优劣弹簧起主要作用，一根弹簧的弹性在一定时间是不变的，在不同时间由于使用而弹性被改变甚至失去作用。现有技术中的一种用气体作为弹性介质的弹性和回弹一体的装置，目的是不使用弹簧，延长弹性器的使用寿命等，但这种弹性气室和回弹气室完全隔离不相通的结构使往复运动的活塞密封极难。气室中的总量不变，则气体被改变体积的范围有限，所以其的效果不佳。

                            发明内容

本实用新型的目的是提供一种弹性气室和回弹气室的气体在活塞的弹性和回弹运动中可改变两气室中气体分量的气体弹性和回弹装置。

本实用新型的主要构思是：用活塞的塞帽和塞帽上的导孔把缸体的整体空间分隔成能相通的两个空间，一个空间为弹性气室，另一个空间为回弹气室，当活塞向缸体顶部运动时，弹性气室的气体经过活塞的塞帽上的孔把部份弹性气室的气体压向回弹气室。也就是把压缩气体体积增减都作为弹性和回弹要素，只要在活塞的塞帽上的孔与活塞大小的比例适当，则弹性和减震效果良好。

单缸的气压弹性和回弹一体式装置，包括缸体1、位于缸体中的活塞2、密封缸体和活塞杆3的密封件，缸体1顶部还设有气门4，气门4与缸体1内空相通，从气门4向缸体1内空加入的气体压力大小影响弹性和回弹效果。本实用新型发明的特殊结构是：活塞2是由一个“工”字形塞帽5和活塞杆3组成，“工”字形塞帽5分大塞体8和小塞体6，大塞体8和小塞体6之间是环形凹槽7，小塞体6与活塞杆3相接，环形凹槽7中嵌有密封件塞体密封环9，塞体密封环9用于分隔密封“工”字形塞帽5两端的缸体1内空空间，使缸体1整体内空空间被分为弹性气室和回弹气室；

在接近缸体1开口部位与活塞杆3之间设有密封件导向套10，缸体1开口处设有缸盖11，是使缸体1内空空间成为一个整体密封空间；也就是导向套10和缸盖11设在缸体1开口部位使开放的缸体1内空空间成为一个密封空间，而“工”字形塞帽5和“工”字形塞帽5上的塞体密封环9使缸体1这个内空密封空间被分隔成两个空间。

“工”字形塞帽5的轴向设有导气孔12或大塞体侧壁槽21。导气孔12从大塞体8的压气面13通向回弹面16或小塞体6的侧面，使已经被“工”字形塞帽5和“工”字形塞帽5上的塞体密封环9分隔成的两个空间又相通，即弹性气室和回弹气室经“工”字形塞帽5上的导气孔12相通。大塞体侧壁槽21是从大塞体8与缸体接触的侧壁开槽，大塞体侧壁槽21的两端开口是在压气面13和回弹面16。

导气孔12和大塞体侧壁槽21通气的气道大小是设计而定的，是按需要而定的。如果不要塞体密封环9也能使弹性气室和回弹气室相通，但“工”字形塞帽5和缸体1之间的间隙大小不易作为需要的大小，即工艺上难达要求，而且由于加润滑油的多少、润滑油的运动粘度不同、使用后的磨损程度等因素的影响，使“工”字形塞帽5和缸体1之间的实用状态间隙大小不易确定，从而使弹性和回弹性不稳定。所以用塞体密封环9封闭弹性气室和回弹气室，而用导气孔12连通弹性气室和回弹气室。

为了让活塞2在缸体1中能平衡运动，活塞2上的所有结构相对于活塞2转动中心轴线呈轴对称结构。

在“工”字形塞帽5中心位置设中心导气孔14，中心导气孔14开口在大塞体8的压气面13和小塞体6的侧面。比较优选的是中心导气孔14开口在大塞体8和小塞体6的气道相互垂直，开口在大塞体8的气道即中心主气道的截面积大于开口在小塞体6的两个或多个分气道的截面积之和，便于从弹性气室的气体能快速进入回弹气室，使对中心导气孔14的参数设计只考虑在大塞体8的孔径即可。一般活塞2只设一个主气道，主气道在大塞体8中心位置，通向小塞体6但不在小塞体6底面开口，而是在小塞体6侧面的两个或多个位置开口，成为两个或多个分气道，各分气道在小塞体6中心位置与主气道相通，各分气道和主气道都成轴对称结构。

中心导气孔14是没有设开关的，为了使活塞2在往复两种运动时，经过“工”字形塞帽5的总气道面积不同，所以在大塞体8的周边设有单向导气孔即星式导气孔15或大塞体侧壁槽21。

星式导气孔15开口在大塞体8的压气面13和压气面13的背面，即回弹面16。由于塞体密封环9所在的环形凹槽7有一面是星式导气孔15或大塞体侧壁槽21的开口面。当活塞2向缸体1顶部的方向运动时，环形凹槽7靠近小塞体6，大塞体8上的星式导气孔15或大塞体侧壁槽21都处于开放状态，也就是活塞2受正压力时，中心导气孔14和全部星式导气孔15或大塞体侧壁槽21开放通气，弹性气室的气体不仅压缩体积，而且部分气体流向回弹气室，利用缸体中气体对活塞杆3的压强起到弹性作用。当正压力消失，塞体密封环9受到回弹气室的反推力的作用，塞体密封环9被推至大塞体8的回弹面16密封住星式导气孔15或大塞体侧壁槽21。则气体从中心导气孔14在一定的时间内回到弹性气室，起到回弹减震作用。利用缸体中气体对活塞杆3的压强，使活塞2回弹到原来位置，完成工作循环。

辅助通道凹槽20位于小塞体6的环形凹槽7面，辅助通道凹槽20的一端在环形凹槽7的外边缘即侧壁处，沿小塞体6的半径线向小塞体6中心到环形凹槽7的底部。辅助通道凹槽20这种结构能使从星式导气孔15或大塞体侧壁槽21出来的气体穿过环形凹槽7底部与塞体密封环9之间的缝隙后从辅助通道凹槽20的凹槽中流出小塞体6，达到使气体能从弹性气室流向回弹气室的目的。当活塞2向活塞杆3方向运动即回弹时，塞体密封环9封闭住星式导气孔15或大塞体侧壁槽21，气体不能由回弹气室从星式导气孔15或大塞体侧壁槽21流向弹性气室，可见只有星式导气孔15或大塞体侧壁槽21与塞体密封环9的配合结构才能成为单向气体阀门结构。

本实用新型虽然设计了中心导气孔14和星式导气孔15[大塞体侧壁槽21是星式导气孔15的一种替代结构]两种相配合的结构，但中心导气孔14是无开关的双向导通孔，而星式导气孔15和大塞体侧壁槽21是有开关的单向导通孔，如果这两种气孔都在一个“工”字形塞帽5同时设置，并且各孔的位置和面积大小适当，本实用新型单缸的气压弹性和回弹一体式装置的弹性和回弹减震效果很好。

本实用新型单缸的气压弹性和回弹一体式装置，用气压受压力改变体积时具有的缓冲性和反弹性，相通的两气室气压差的回弹性，实现弹性和回弹功能，但缸体内的气体压力都大于甚至远大于大气压力，所以密封缸体内的气体是实现弹性和回弹功能的重要条件，本实用新型是用一种双密封圈重叠的密封结构，能满足对缸体内的高压气体的密封。这种密封结构是：

为密封好缸体1中的气体，特别是高压气体，缸盖11的盖板17和导向套10之间设有方形截面髙压油封圈18和圆形截面的弹性圈19；方形截面髙压油封圈18纵向与盖板17和导向套10相邻，横向与活塞杆3和圆形截面的弹性圈19相邻，直接与活塞杆3成摩擦密封。方形截面髙压油封圈18一般用四氟材料的密封圈，由于双密封圈重叠的结构和良好的耐磨材料使不能从往复运动的活塞杆3处漏气。弹性圈19的横截面是圆形，受压力可变为椭圆形，其横截面的弹性形变帮助方形截面髙压油封圈18与活塞杆3密封良好。

本实用新型还使用了常规的摩擦密封结构：缸盖盖板17与方形截面髙压油封圈18相邻面的反面到缸盖11开口处还设有常规的摩擦结构和防尘结构。

气门4是向缸体中加入气体的通道兼开关，可用现有的自行车、摩托车、汽车的轮胎气阀门。

本实用新型的优点：

1、由于使用气体作为产生弹性的介质，缸体内的气体压力大小可调节弹性和回弹的力量。

2、使用单缸比用现有双缸的制造更简单，成本更低。

3、具有在一个气室内仅有气体体积变化，和两个气室之间气体相互流通这两种方式产生弹性力和回弹力，即产生现有减震器的弹簧和减震两功能。

                            附图说明

图1是本单缸的气压弹性和回弹一体式装置剖面结构示意图；

图2是本单缸的气压弹性和回弹一体式装置的活塞部分剖面立体结构示意图；图中缸体1、活塞2、活塞杆3、气门4、“工”字形塞帽5、小塞体6、环形凹槽7、大塞体8、塞体密封环9、导向套10、缸盖11、导气孔12、压气面13、中心导气孔14、星式导气孔15、回弹面16、盖板17、方形截面髙压油封圈18、圆形截面的弹性圈19、辅助通道凹槽20、大塞体侧壁槽21。

                           具体实施例

实施例1、只有中心导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

包括缸体1、位于缸体中的活塞2、密封缸体和活塞杆3的密封件，缸体1顶部还设有气门4。活塞2是由一个“工”字形塞帽5和活塞杆3组成，“工”字形塞帽5分大塞体8和小塞体6。大塞体8直径为4.50厘米，小塞体6直径为4.00厘米，活塞杆3直径为3.50厘米，小塞体6与活塞杆3相接。大塞体8和小塞体6之间是环形凹槽7，环形凹槽7宽度为0.40厘米，环形凹槽7深度为0.90厘米。在环形凹槽7中嵌有密封件塞体密封环9，塞体密封环9宽度为0.30厘米[比环形凹槽7宽度为0.40厘米少0.10厘米作为间隙]，塞体密封环9厚度为0.70厘米[比环形凹槽7深度为0.90厘米少0.20厘米作为间隙]。

在接近缸体1开口部位与活塞杆3之间设有密封件导向套10，缸体1开口处设有缸盖11；导向套10和大塞体8对整个活塞2的往复运动起导向作用，即限制活塞2作中心线不偏移的往复运动。

在“工”字形塞帽5设有导气孔12，这是本实用新型的重要发明。本施例只设中心导气孔14，中心导气孔14在大塞体8上，截面积为0.50平方厘米。小塞体6的侧面轴的开有4个与大塞体8上的孔相通的孔，使大塞体8压气面13中心位置的孔与小塞体6侧面开的4个孔相通，并且小塞体6侧面开的4个孔的面积之和为1.00平方厘米。

实施例2、只有星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

如实施例1，所不同的是在“工”字形塞帽5设的有导气孔12不在大塞体8的中心位置，而是在大塞体8的周边0.90厘米范围内的环形圈中的14个小孔即星式导气孔。在0.90厘米范围内的环形圈中的目的是使星式导气孔在环形凹槽7面的开口能全部在环形凹槽7面内。这14个小孔即星式导气孔的总面积为2.94平方厘米，这14个小孔均匀的分布在大塞体8的周边，14个小孔的每一个孔中心是离大塞体8侧壁4.50厘米的位置。

在实施例1的基础上还增加了辅助通道凹槽20结构。辅助通道凹槽20位于小塞体6的环形凹槽7，每一个星式导气孔15所对应的小塞体6表面都设有一个辅助通道凹槽20，辅助通道凹槽20的一端在环形凹槽7的外边缘即侧壁处，沿小塞体6的半径线向小塞体6中到环形凹槽7的底部为止。辅助通道凹槽20这种结构能使从星式导气孔15出来的气体穿过环形凹槽7底部与塞体密封环9之间的缝隙后从辅助通道凹槽20的凹槽中流出小塞体6，达到从气体能从弹性气室流向回弹气室的目的。当活塞2向活塞杆3方向运动即回弹时，塞体密封环9封闭星式导气孔15，气体不能由回弹气室从星式导气孔15流向弹性气室，可见实施例只有星式导气孔与塞体密封环9的配合结构是单向气体阀门结构。

实施例3、可用于小的轻型汽车的有中心导气孔和星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

如实施例1和实施例2的结构不变的基础上，中心导气孔14的面积为0.78平方厘米，星式导气孔15改为大小相同的两个对称位置的弧形条状孔，两个弧形条状孔的面积之和1.13平方厘米。

实施例4、可用于小的轻型汽车的有中心导气孔和星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

结构同于实施例3，区别是中心导气孔14的面积为0.63平方厘米，星式导气孔15改为大小相同的4个方形孔，4个方形孔的总面积为1.27平方厘米。

实施例5、可用于小的轻型汽车的有中心导气孔和星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

结构同于实施例3，区别是中心导气孔14的面积为0.50平方厘米，星式导气孔15改为大小相同的6个三角形孔，6个三角形孔的总面积为1.15平方厘米。

实施例6、可用于小的轻型汽车的有中心导气孔和星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

结构同于实施例3，区别是中心导气孔14的面积为0.38平方厘米，星式导气孔15改为大小相同的24个圆孔，24个圆孔的总面积为1.69平方厘米。

实施例7、可用于小的轻型汽车的有中心导气孔和星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

结构同于实施例3，区别是中心导气孔14的面积为0.28平方厘米，不开星式导气孔15，星式导气孔15的通气道功能用开锉大塞体侧壁槽代替，共开4个大小相同对称位置的大塞体侧壁槽，4个大塞体侧壁槽总面积为1.83平方厘米。

实施例8、可用于小的轻型汽车的有中心导气孔和星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

结构同于实施例3，区别是中心导气孔14的面积为0.19平方厘米，28个星式导气孔15的总面积为1.97平方厘米。

实施例9、可用于小的轻型汽车的有中心导气孔和星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

结构同于实施例3，区别是中心导气孔14的面积为0.07平方厘米，30个星式导气孔15的总面积为2.11平方厘米。

实施例10、可用于摩托车的有中心导气孔和星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

结构同于实施例3，区别是大塞体8的直径为3.50厘米，面积为9.61平方厘米，小塞体6直径为3.10厘米，中心导气孔14的面积为0.50平方厘米，2个星式导气孔15的总面积为0.39平方厘米。

实施例11、可用于摩托车的有中心导气孔和星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

结构同于实施例3，区别是大塞体8的直径为3.50厘米，面积为9.61平方厘米，中心导气孔14的面积为0.38平方厘米，4个星式导气孔15的总面积为0.78平方厘米。实施例12、可用于摩托车的有中心导气孔和星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

结构同于实施例3，区别是大塞体8的直径为3.50厘米，面积为9.61平方厘米，中心导气孔14的面积为0.28平方厘米，6个星式导气孔15的总面积为1.17平方厘米。

实施例13、可用于摩托车的有中心导气孔和星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

结构同于实施例3，区别是大塞体8的直径为3.50厘米，面积为9.61平方厘米，中心导气孔14的面积为0.19平方厘米，不开星式导气孔15，星式导气孔15的通气道功能用开锉大塞体侧壁槽代替，共开4个大小相同对称位置的大塞体侧壁槽，4个大塞体侧壁槽总面积为1.96平方厘米。

实施例14、可用于摩托车的有中心导气孔和星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

结构同于实施例3，区别是大塞体8的直径为3.50厘米，面积为9.61平方厘米，中心导气孔14的面积为0.12平方厘米，6个星式导气孔15的总面积为2.35平方厘米。

实施例15、可用于摩托车的有中心导气孔和星式导气孔的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

结构同于实施例3，区别是大塞体8的直径为3.50厘米，面积为9.61平方厘米，中心导气孔14的面积为0.07平方厘米，8个星式导气孔15的总面积为2.74平方厘米。

实施例16、可用于摩托车的只有大塞体侧壁槽的单缸的气压弹性和回弹一体式装置

如实施例2，只将实施例2的星式导气孔15结构改为大塞体侧壁槽21结构。大塞体侧壁槽21个数和总面积同于星式导气孔15的个数和总面积。

Claims (6)

1、单缸的气压弹性和回弹一体式装置，包括缸体(1)、位于缸体中的活塞(2)、密封缸体和活塞杆(3)的密封件，缸体(1)顶部还设有气门(4)，在接近缸体(1)开口部位，缸体(1)与活塞杆(3)之间设有密封件导向套(10)，缸体(1)开口处设有缸盖(11)，其特征在于：活塞(2)是由一个“工”字形塞帽(5)和活塞杆(3)组成，“工”字形塞帽(5)分大塞体(8)和小塞体(6)，大塞体(8)和小塞体(6)之间是环形凹槽(7)，小塞体(6)与活塞杆(3)相接，环形凹槽(7)中嵌有密封件塞体密封环(9)；

“工”字形塞帽(5)中设有导气孔(12)或/和大塞体侧壁槽(21)，导气孔(12)或大塞体侧壁槽(21)从大塞体(8)的压气面(13)通向大塞体(8)的回弹面(16)。

2、根据权利要求1所述的单缸的气压弹性和回弹一体式装置，其特征在于：导气孔(12)位于“工”字形塞帽(5)中心位置，成为中心导气孔(14)，中心导气孔(14)开口在大塞体(8)的压气面(13)和小塞体(6)的侧面。

3、根据权利要求2所述的单缸的气压弹性和回弹一体式装置，其特征在于：中心导气孔(14)在小塞体(6)的侧面有两处或多处开口。

4、根据权利要求1所述的单缸的气压弹性和回弹一体式装置，其特征在于：两个或多个导气孔(12)位于大塞体(8)周边，形成星形对称排列的星式导气孔(15)，星式导气孔(15)开口在大塞体(8)的压气面(13)和回弹面(16)；在小塞体(6)的环形凹槽(7)面设有辅助通道凹槽(20)，辅助通道凹槽(20)一端位于环形凹槽(7)底部，另一端位于小塞体(6)的侧壁。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的单缸的气压弹性和回弹一体式装置，其特征在于：“工”字形塞帽(5)上设有中心导气孔(14)和星式导气孔(15)，或者设有中心导气孔(14)和大塞体侧壁槽(21)。

6、根据权利要求1所述的单缸的气压弹性和回弹一体式装置，其特征在于：缸盖(11)的盖板(17)和导向套(10)之间设有方形截面高压油封圈(18)和圆形截面的弹性圈(19)；方形截面高压油封圈(18)纵向与盖板(17)和导向套(10)相邻，横向与活塞杆(3)和圆形截面的弹性圈(19)相邻。

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