專利名稱：機(jī)械彈簧助力支撐桿氣彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種支撐桿氣彈簧，尤其涉及一種帶助力結(jié)構(gòu)的支撐桿氣彈簧。
背景技術(shù)：
支撐桿氣彈簧目前在各行各業(yè)中得到廣泛使用，其基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)原理是在缸筒內(nèi)充入高壓氣體，氣體壓強(qiáng)作用在活塞兩端面，借助有桿腔和無桿腔的面積差，形成活塞桿的輸出推力。為了避免氣彈簧推動(dòng)質(zhì)量物體時(shí)，在伸展行程最終階段產(chǎn)生的慣性沖擊，采取在氣彈簧中注入少量液壓油，在活塞上設(shè)置固定阻尼孔(或阻尼通道)，即固定阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，或者在缸筒內(nèi)表面加工一條或數(shù)條阻尼溝槽，即變阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
工作原理氣彈簧受外力作用，活塞桿在壓縮過程時(shí)，活塞上安裝的密封件緊貼活塞密封溝槽的左端面，此時(shí)，氣彈簧缸筒內(nèi)的氣體介質(zhì)或液壓油，自無桿腔經(jīng)活塞與缸筒間的環(huán)形間隙和活塞上設(shè)置的通流孔流向有桿腔。由于沒有阻尼效果，力特性曲線是一條直線。在伸展回彈過程時(shí)，活塞上安裝的密封件緊貼活塞密封溝槽的右端面，封閉了活塞與缸筒間的環(huán)形間隙。此時(shí)，氣彈簧缸筒內(nèi)的氣體介質(zhì)或液壓油，自有桿腔必須經(jīng)過活塞上的固定阻尼孔或缸筒內(nèi)表面的阻尼溝槽流向無桿腔，使阻尼效果產(chǎn)生。當(dāng)液壓油通過固定阻尼孔或缸筒內(nèi)表面的變截面積的阻尼溝槽時(shí)突然力值衰減，其力特性曲線如圖3、圖4所示。因?yàn)榉忾]在氣彈簧缸筒內(nèi)的高壓氣體的壓強(qiáng)是恒定的，上述兩種結(jié)構(gòu)的氣彈簧可認(rèn)為是固定剛度的氣彈簧，其力特性曲線是一條斜率不變的直線。
在某些情況下受氣彈簧與所支撐質(zhì)量物體的連接位置的限制，如圖5、圖6和圖7所示，在開啟質(zhì)量物體13初始的一段行程內(nèi)(從圖5的關(guān)閉狀態(tài)到圖6質(zhì)量物體打開一定的角度)，在此階段氣彈簧14的有效支撐力(開啟質(zhì)量物體的分力)很小，這時(shí)使用者需要用很大的力才能打開質(zhì)量物體13；在關(guān)閉質(zhì)量物體13又會(huì)快速下落，易出現(xiàn)事故。當(dāng)質(zhì)量物體13打開到一定位置時(shí)(從圖6的狀態(tài)到圖7質(zhì)量物體打開至最大角度)，氣彈簧14有效支撐力所產(chǎn)生的力矩大于質(zhì)量物體13的自身重量所產(chǎn)生的力矩，這時(shí)質(zhì)量物體13在氣彈簧14的作用下可自動(dòng)打開。
無論是固定阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧還是變阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧，在上述情況要想使使用者用較小的力打開質(zhì)量物體13至能夠自由伸展?fàn)顟B(tài)即圖6狀態(tài)，只有通過增加氣彈簧14缸筒內(nèi)高壓氣體的壓強(qiáng)，即在產(chǎn)品加工制造時(shí)就充入較高的高壓氣體，但這時(shí)氣彈簧14的整體輸出力增加，如圖8、圖9所示，當(dāng)質(zhì)量物體13打開至可自由伸展?fàn)顟B(tài)即圖6狀態(tài)時(shí)，氣彈簧14輸出力也相對(duì)變大，在質(zhì)量物體13開啟至最大位置時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊；使用者又要用較大的力去關(guān)閉質(zhì)量物體13，所以這種方法是不可行的。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的正是針對(duì)固定阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧或變阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧的上述不足，而提供一種機(jī)械彈簧助力支撐桿氣彈簧。
本實(shí)用新型的目的是通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)一種機(jī)械彈簧助力支撐桿氣彈簧，它包括活塞桿、導(dǎo)向件、密封件、缸筒、液壓油、活塞、另一密封件、通流孔，在活塞上設(shè)置固定阻尼孔或在缸筒內(nèi)表面開設(shè)一個(gè)或數(shù)個(gè)阻尼溝槽；其特征是在活塞與缸筒尾端之間安裝一個(gè)或數(shù)個(gè)機(jī)械彈簧。其作用主要是在氣彈簧運(yùn)動(dòng)行程中的初始行程內(nèi)提供額外的動(dòng)力，使氣彈簧的輸出力線性斜率增加。機(jī)械彈簧的各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)根據(jù)需要提供額外大的力的行程長(zhǎng)度及質(zhì)量物體的重量來確定。
其工作原理是質(zhì)量物體在關(guān)閉狀態(tài)下，氣彈簧中的機(jī)械彈簧處于壓縮狀態(tài)，當(dāng)打開質(zhì)量物體時(shí)，機(jī)械彈簧的伸展力作用在支撐桿氣彈簧的活塞上，使氣彈簧輸出額外大的支撐力，這時(shí)使用者用較小的力即可打開質(zhì)量物體，當(dāng)機(jī)械彈簧伸展至自由伸展長(zhǎng)度時(shí)，機(jī)械彈簧不再輸出額外的力，而此時(shí)氣彈簧的有效分力已足以支撐并自動(dòng)打開質(zhì)量物體，因?yàn)闆]有增加氣彈簧的內(nèi)部壓強(qiáng)，所以氣彈簧在伸展至最大位置時(shí)，可以靠本身的阻尼系統(tǒng)緩沖減震，使質(zhì)量物體平緩打開；同理，在關(guān)閉質(zhì)量物體時(shí)，使用者亦不用付出額外大的力去關(guān)閉質(zhì)量物體；當(dāng)質(zhì)量物體關(guān)閉至一定位置時(shí)，活塞與機(jī)械彈簧接觸，機(jī)械彈簧又起到緩沖作用，質(zhì)量物體可以緩慢的閉合。
這種在活塞與缸筒尾端之間安裝機(jī)械彈簧的支撐桿氣彈簧，從根本上解決了固定阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧與變阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧在上述情況下的使用缺陷，具體優(yōu)點(diǎn)為使用者用較小的力即可打開、關(guān)閉質(zhì)量物體，開啟關(guān)閉過程平穩(wěn)、無沖擊。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。


圖1是固定阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是變阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧的結(jié)構(gòu)原理圖；圖3是固定阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧的力特性曲線圖；圖4是變阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧的力特性曲線圖；圖5是質(zhì)量物體關(guān)閉狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；圖6是質(zhì)量物體開啟至可自由伸展?fàn)顟B(tài)下的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；圖7是質(zhì)量物體伸展至最大狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；
圖8是固定阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧壓強(qiáng)增加后的力特性曲線圖；圖9是變阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧壓強(qiáng)增加后的力特性曲線圖；圖10是機(jī)械彈簧助力的支撐桿氣彈簧(固定阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧內(nèi)加裝機(jī)械彈簧)的結(jié)構(gòu)原理圖；圖11是機(jī)械彈簧助力的支撐桿氣彈簧(變阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧內(nèi)加裝機(jī)械彈簧)的結(jié)構(gòu)原理圖；圖12是圖10所示機(jī)械彈簧助力支撐桿氣彈簧的力特性曲線圖；圖13是圖11所示機(jī)械彈簧助力支撐桿氣彈簧的力特性曲線圖；圖14是機(jī)械彈簧助力支撐桿氣彈簧中設(shè)置多個(gè)機(jī)械彈簧的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1、圖2和圖10、圖11，本實(shí)用新型的機(jī)械彈簧助力支撐桿氣彈簧是在固定阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧或變阻尼結(jié)構(gòu)支撐桿氣彈簧的基礎(chǔ)上加裝機(jī)械彈簧而設(shè)計(jì)出來的，它們包括活塞桿1、導(dǎo)向件2、密封件3、缸筒4、液壓油5、活塞6、密封件7、通流孔9，在活塞6上設(shè)置固定阻尼孔8或在缸筒4內(nèi)表面開設(shè)阻尼溝槽11(溝槽橫截面形狀可以是三角形、半圓形、矩形等)；所不同的是在活塞6與缸筒4尾端之間安裝機(jī)械彈簧10，在彈簧力的作用下改變常規(guī)支撐桿氣彈簧的力特性曲線，輸出額外大的支撐力。
氣彈簧缸筒4內(nèi)的壓強(qiáng)以及機(jī)械彈簧10的參數(shù)需根據(jù)不同的使用情況確定最佳匹配。其力特性曲線如圖12、圖13所示。
上述方案中，所述機(jī)械彈簧10包括了變絲徑、變節(jié)距、變直徑的或以上任意組合的機(jī)械彈簧。
所述機(jī)械彈簧可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)，如圖14所示，機(jī)械彈簧是兩個(gè)。機(jī)械彈簧包括了變節(jié)距、變直徑的彈簧12和絲徑、節(jié)距、直徑不變的普通彈簧10。
權(quán)利要求1.一種機(jī)械彈簧助力支撐桿氣彈簧，它包括活塞桿、導(dǎo)向件、密封件、缸筒、液壓油、活塞、另一密封件、通流孔，在活塞上設(shè)置固定阻尼孔或在缸筒內(nèi)表面開設(shè)阻尼溝槽；其特征是在活塞與缸筒尾端之間安裝一個(gè)或數(shù)個(gè)機(jī)械彈簧，所述機(jī)械彈簧為變絲徑、變節(jié)距、變直徑的或以上任意組合的機(jī)械彈簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械彈簧助力支撐桿氣彈簧，其特征是所述變直徑的機(jī)械彈簧是圓錐形螺旋機(jī)械彈簧。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種機(jī)械彈簧助力支撐桿氣彈簧，它包括活塞桿、導(dǎo)向件、密封件、缸筒、液壓油、活塞、另一密封件、通流孔，在活塞上設(shè)置固定阻尼孔或在缸筒內(nèi)表面開設(shè)阻尼溝槽；其特征是在活塞與缸筒尾端之間安裝一個(gè)或數(shù)個(gè)機(jī)械彈簧。在固定阻尼結(jié)構(gòu)或變阻尼結(jié)構(gòu)的支撐桿氣彈簧內(nèi)加裝機(jī)械彈簧，為氣彈簧運(yùn)動(dòng)行程中的初始行程內(nèi)提供額外的動(dòng)力，使氣彈簧的輸出力線性斜率增加。它的優(yōu)點(diǎn)是不需要增加氣彈簧缸筒內(nèi)的壓強(qiáng)，既可在行程的初始段輸出較大支撐力，以達(dá)到使用者用較小的力開啟或關(guān)閉與氣彈簧相連的質(zhì)量物體，氣彈簧運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可避免慣性沖擊。
文檔編號(hào)F15B11/02GK2743589SQ20052000594
公開日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2005年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月15日
發(fā)明者張方平, 達(dá)紅坤, 靳洪娣 申請(qǐng)人:北京吉信氣彈簧制品有限公司