單動式的氣壓活塞氣缸裝置的製作方法

2023-07-26 01:39:06 1

專利名稱：單動式的氣壓活塞氣缸裝置的製作方法
技術領域：
本發明總的涉及單動式的氣壓活塞氣缸裝置，具體地涉及在一個工作方向上完成工作行程，並由一個小的力使其回到其初始位置的活塞氣缸裝置。
現有技術提出的一種單動式的氣缸設成使得活塞的壓力側在整個工作行程中都承受高壓壓縮空氣的壓力而活塞的卸載(不工作)側在工作行程的大部分只承受很小的壓力，但在距工作行程結束的很小一段距離內給活塞的所述卸載側施加與壓力側相同的壓力。活塞的工作側的壓力解除後，在活塞的卸載側仍保持壓力。所述壓力用於使活塞回到其工作行程的初始位置，這樣，壓力缸的壓力側的壓力排掉，從而活塞只能靠所述返回壓縮空氣做功而返回。氣壓缸的這種運行方法，必須儲存有大量壓縮空氣。瑞典9401187-1號專利(相當於PCT/SE 95/01115)示出了一種先前提出的氣動「儲氣氣壓缸」的一實例。
然而在某些情況下，希望活塞在其整個工作行程或至少幾乎整個工作行程的運行中都受到全部壓力，而氣缸的卸載側實際上在整個工作行程中排出壓縮空氣。常常也希望氣缸在製造上做到只在氣缸的一端特別靠近其壓力側的一端有連結壓縮空氣的裝置。
有可能出現在允許活塞在整個工作行程都在全部壓力下運行的同時要在氣缸的卸載區內積聚供返回用的氣壓的問題。在組件製造上要做到活塞在換向時不以強力撞擊氣缸的端部也是很重要的。如果活塞以全力衝進氣缸的前端，會發生這種撞擊。
因此本發明的目的是提供一種活塞在其整個工作行程中都承受全部工作壓力而氣缸的卸載區在活塞的整個或幾乎整個工作行程中都排出空氣的單動式壓力活塞氣缸裝置。在整個工作行程結束後，在活塞運行的第二階段，在氣缸內安裝的一個或多個壓縮空氣箱內產生返回空氣。為此目的，以及為了防止活塞至少在工作行程中強烈衝擊氣缸的前端，活塞和氣缸設有減緩活塞運動最後階段衝力的配合裝置。
而且根據本發明，活塞氣缸裝置的活塞上設有一個讓少量的有全壓的空氣在所述第二階段進入氣缸的一個或多個壓縮空氣箱內的閥門裝置。所述少量壓縮空氣用於使活塞回到其工作行程的初始位置。重要的是，所述閥門要在整個工作行程內保持於關閉狀態，因為壓縮空氣被轉移到返回室會減少總壓力及減緩活塞的運動。
另外，通過下面參照附圖的詳細說明就會明白本發明的特點和優點，附圖中

圖1是通過說明本發明的活塞氣缸裝置的一個實例的實施例，在其工作行程的軸向剖面圖。
圖2是圖1的裝置沿圖1的Ⅱ-Ⅱ線的橫向剖面圖。
圖3示出圖1中的活塞氣缸裝置在工作行程剛剛結束及活塞即將開始返回行程時的情形。
圖4與圖3相似，但示出所述組件在返回行程剛剛結束，包括工作行程和返回行程在內的新的運行周期即將開始的情形。
圖中所示的活塞氣缸裝置總的說來包含一個具有前端2，和安裝了排氣閥4的後端3，還具有工作活塞5及連結於其上的返回氣閥6的壓力缸套1。
氣缸套1的本身是已知的形式，它具有星形截面，其中各星臂7都有一個貫穿軸向的管道。在圖示的例子中，安裝螺釘8擰於其中4個星形臂上。在其餘的管道中有兩個相對的管道用作壓縮空氣管道，其中的一個用作壓縮空氣室9，另一個用作返回空氣管道10。剩下的管道可以用於，例如作安裝電線的管道。
前端2設成活塞杆11的導向器，活塞杆11穿過所述前端2。前端的內部設有一個杯形凹口，目的是形成供連結於工作活塞5的前阻尼活塞13之用的前阻尼室12。有一個狹窄的管道14從所述前阻尼室12通到氣缸套1的返回空氣管道10內。前端還有一個帶密封圈的肩部，氣缸套1即安裝於其上。
與前端一樣，後端3也有一個帶密封圈的肩部，氣缸套的後端用軸向螺釘8固定於其上。所述後端3上也設有一個與活塞5固定的成為一體的後阻尼活塞16相匹配的阻尼室15。在後端3內安裝一個閥門。所述閥門包含一個閥門活塞18。所述閥門活塞安裝於閥門管道19內，受彈簧17推動，可在上、下位置之間移動，到達上位置是彈簧17推動的結果，到達下位置是由於閥門管道19處於工作壓力之下的結果。有一個水平管道20從閥門管道19通到氣缸套的上部管道9內。所述管道20為位於離該管道後端不遠處的柱塞21所封住，在所述柱塞21的前面(從後端看)有一個橫孔22通到活塞5與後端3之間的壓力室23。
軸向閥門孔24從閥門管道19的中間位置延伸出，而管道25則從所述閥門孔24延伸出通向返回空氣管道10，這樣在閥門活塞18在壓力彈簧17處於受壓位置時，返回空氣室26就通過管道14、10、25、24與環境空氣相連通(排除壓力)。閥門管道19與一個壓縮空氣閥門(未顯示)相聯接，所述壓縮空氣閥門可以由適當的步進電動機控制因而可以對壓力室交替地加壓和卸壓。
在活塞5的卸壓側設有一個返回氣閥6，所述返回氣閥6包含閥杆27和第二壓力通道29，閥杆27具有穿過後阻尼活塞16和佔閥杆自身一些長度的第一軸向壓力通道28；第二壓力室從閥杆27的縱向中部縱向延伸到活塞杆11內的壓縮空氣箱30，活塞杆11以螺紋連結於閥杆的前端31及其卸載端。在閥杆27上安裝了可以軸向滑動的滑閥32。滑閥32的端部設成能與前阻尼活塞13相配。所述滑閥在壓力彈簧33的反彈下，可以在閥杆27上稍微移動一些距離。所述彈簧33安裝在活塞5上並趨向於把滑閥壓向前端2的方向。這種向前移動為活塞杆11的肩部34所限制。滑閥為壓力彈簧33推到頭時前阻尼活塞13即與所述肩部接觸。滑閥32有兩個徑向孔，一個後孔35，它在滑閥受壓的情況下與後壓力室28相通從而與壓力室23也相通；和一個前孔36，類似地在滑閥受壓的情況下與前壓力室29和活塞杆11的壓縮空氣室30相通。因為前阻尼活塞13被推進阻尼室12，滑閥的孔35和36打開，從而前阻尼活塞13後端的環37與阻尼室12的後端接合。因而活塞杆11與閥杆27略微移動一點距離，從而滑閥彈簧33被壓縮，滑閥的孔35和36分別與閥杆27的第一壓力室28和第二壓力室29相聯。
為了消除壓力室23內的壓力解除後及彈簧33沒有來得及伸展開，關閉返回空氣閥6之前卸載側的空氣受壓通過孔35倒流進入壓力室23的危險，孔35設有止回閥，例如採用安裝於滑閥32外側的密封圈38的形式。密封圈38做到打開可以讓壓縮空氣進入返回空氣室26，而閉合則可以阻止空氣流出所述返回空氣室26。
前阻尼活塞13設成與前阻尼室12的尺寸相匹配，使所述活塞13在活塞的向前運動接近前端點時進入前阻尼室12，從而在活塞到達其終止位置之前的一段很短的距離內對活塞的運動阻尼。後阻尼活塞16，當它在後阻尼室15內滑動時相應地為活塞的返回運動提供軟制動。
所示的閥門的功能如下1．工作階段對活塞氣缸裝置實施操縱的主閥39既可以安裝於外部也可包括於活塞氣缸裝置內，它對壓力室23周期性施加壓力和釋放壓力。為了實施工作行程，閥39設成將全部壓力引入後端3的閥門管道19，進入上部室9的開放部分，通過孔22再進入壓力室23。這在圖1中以灰色標出。閥門管道19受壓時，閥門活塞18被壓下，打通閥門孔24與外界空氣之間的連通。活塞向前端2方向移動。返回空氣室26內的空氣因此被迫通過前端2的管道14通過壓力缸套1的返回空氣管道10，通過管道25和後端3的閥門孔排到外部去。這樣，活塞5的在沒有任何反壓力下工作。
在某些情況下，可能想要給返回空氣室26內稍微提供一點反壓力，為此，可以在排氣管道的某個地方，例如如圖所示在閥門孔24的附近，安裝阻氣閥40。通過所述阻氣閥40可以有控制地積蓄反壓力。
2．工作階段之後的制動階段圖3中示出的是活塞氣缸裝置的制動和換向時的情況。當活塞5運動到前阻尼活塞13開始進入阻尼室12時，滑閥32的運動被剎住，而活塞杆11和閥杆27一起繼續移動一小段距離。因而，滑閥32與閥杆27有關地作相對位移，並且壓縮彈簧33。在位移最大處，也就是阻尼活塞13的環37與前端2的內端結合時的位置，滑閥32的孔35和36與壓力室28和29連通。因而全部壓力從壓力室23通過後滑閥孔35轉移到返回空氣室26並進一步轉移到氣缸套1的上部管道的壓縮空氣室9。全部壓力也從返回空氣室26通過滑閥前孔36引到前壓縮空氣室29和活塞杆箱30。阻尼活塞插入時存留於阻尼室12內的少量空氣現在通過管道14和返回空氣管道10排出。由於管道14很細可以對空氣的外流形成一定的阻礙。
3．換向階段活塞此時已經完成整個工作行程，主閥39被調整，使得壓力室23與外界空氣相通。由於閥門管道19內沒有壓力，後端3內的閥門彈簧17將閥門活塞18上彈，從而關閉閥門孔24和返回空氣管道10。
4．返回階段在返回空氣室26和壓縮空氣室9,29,30(即圖3中以灰色標的部分)有儲存空氣的壓力，可以迫使活塞回到其初始位置(圖4中示出)而且這種返回是在不提供任何壓縮空氣的情況下完成的。活塞從前端2的換向點一開始運動，因為彈簧33將滑閥32彈回與活塞杆11的肩部34接合，因此滑閥32立即關閉閥杆27的閥孔35和36。返回運動接近結束時，因為後減緩活塞16被壓入後減緩室15使活塞的運動減緩。
這樣整個運行周期即告結束，主閥39又調整到施壓情況下，從而新的1-2-3-4周期又從圖4所示的位置開始。
權利要求
1．一種氣壓活塞氣缸裝置，它是在一個工作方向上完成工作行程，不用外部供給的壓縮空氣而回到其初始位置的單動式，它包括具有氣缸套(1)，前端(2)、後端(3)和在所述氣缸內往復運動的活塞(5)的氣缸部分；它還有與後端(3)連結，用於供給壓縮空氣的裝置(39)，其特徵是，氣缸(1、2、3)設有在活塞工作行程中從活塞(5)的卸載側(26)排除空氣的裝置(10、25、4)，和在工作行程即將結束時在活塞(5)的卸載側(26)積蓄備用的壓縮空氣用來使活塞回到其工作行程初始位置的裝置(9,26,29,30)。
2．根據權利要求1的活塞氣缸裝置，其特徵還在於排除活塞卸載側空氣的裝置包含一排氣管道(10,25)，通過供給和排除壓縮空氣而分別使壓縮空氣進入或排出後端(3)和活塞(5)之間的壓力室(23)，從而控制排氣閥(4)而可以分別打開和關閉所述的排氣管道(10,25)。
3．根據權利要求2的活塞氣缸裝置，其特徵還在於所述的閥門包含一閥門活塞(18)，它設成可由彈簧(17)使之偏斜而至關閉位置和由壓力室(23)的壓力而至打開位置。
4．根據權利要求1、2或3的活塞氣缸裝置，其特徵還在於工作行程快要結束時在活塞(5)的卸載側積蓄備用壓縮空氣的裝置(9,26,29,30)包含與活塞聯接並具有能在其上滑動的桶形滑閥(32)的閥杆(27)，而滑閥(32)由於彈簧(33)的彈力常態下與活塞(5)保持一定間隔，在工作行程接近結束時，滑閥被迫滑向活塞(5)的方向，從而在組件的壓力室(23)和一個或多個排氣箱(9,29,30)之間打開一個或多個孔(35,36)，從而使這些箱內產生用於把活塞(5)推回到工作行程的初始位置的壓力。
5．根據權利要求4的活塞氣缸裝置，其特徵還在於閥杆(27)上設有第一壓力室(28)和第二壓力室(29)，第一壓力室(28)從組件的壓力室(23)經閥杆(27)之閥孔(35)通到返回空氣室(26)，第二壓力室(29)把第二閥孔(36)與活塞杆(11)內的壓縮空氣箱(30)聯接起來，其壓力用於在後端(3)的排氣閥(4)關閉和滑閥(32)移動到閥杆(27)的關閉位置之後，使活塞回到工作行程的初始位置。
6．根據權利要求5的活塞氣缸裝置，其特徵還在於在氣缸套(1)的管道中有一個輔助的壓縮空氣室(9)。
7．根據上述權利要求的任一項的活塞氣缸裝置，其特徵還在於在活塞(5)的後側及滑閥(32)的前面，設有阻尼活塞(16,13)，分別與後端(3)和前端(2)的阻尼室(15,12)配合工作。
全文摘要
壓力活塞氣缸裝置是在一個工作方向完成工作行程,不用外部供給壓縮空氣就可回到工作行程初始位置的單動式。包含具有氣缸套(1),前端(2),後端(3)和在缸中往復運動的活塞(5)的氣缸部分。其中供給壓縮空氣的裝置(39)只與後端(3)連結。氣缸部分設有在活塞的工作行程中把活塞(5)的卸載側(26)的空氣排出的裝置,和在工作行程接近結束時在活塞(5)的卸載側(26)積蓄備用壓縮空氣使活塞返回到工作行程的初始位置的裝置。
文檔編號F15B21/14GK1213426SQ97192850
公開日1999年4月7日 申請日期1997年2月28日 優先權日1996年3月6日
發明者貝爾特·哈留 申請人:Pos－利內股份公司