專利名稱：氣液增壓缸的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種壓力執行機構，具體涉及一種將氣壓、液壓相結合的增壓缸。
背景技術：
氣壓傳動和液壓傳動是機械傳動的主要方式。氣壓傳動和液壓傳動在特性上各有優缺，氣壓傳動具有移動速度快的優點，但其力小；液壓傳動的優點是力大，但其移動速度慢。
因此，人們設計出了一種將氣壓、液壓相結合的氣液增壓缸，該缸結合了氣壓與液壓的優點，可實現快進—工進—快退的理想工作循環，它被廣泛應用于沖壓、剪切、壓裝、無鉚釘連接等行業中。中國專利于1995年5月31日公開了一件申請號為94229014.3，名稱為《氣液增壓驅動裝置》的實用新型專利，該專利在現有氣液增壓缸結構中具有一定代表性，參見圖1所示，該裝置主要由前后兩個可分離的彼此通過橫斷面連接的缸體構成，后部分缸體內設置有一氣動盤狀活塞1，在與盤狀活塞1相連接的增壓桿2上套有一隔離活塞3，在盤狀活塞2與隔離活塞3之間設置有機械彈簧24，在載有彈簧24的空間缸壁上安有通氣孔25；前部分缸體內設有工作活塞4，工作活塞4與隔離活塞3的斷面間為油腔；該油腔被斷面分隔成低壓油腔18和高壓油腔17，它們通過增壓口19連通。在原理上，可以說是前部、后部兩個氣缸通過油腔連接構成，工作時，先前部分缸體通氣，工作活塞4在氣壓作用下向前快進，當工作活塞4前部頂桿碰到加工物時，后部分缸體進氣，盤狀活塞1連同增壓桿2向前運動，當增壓桿2進入增壓口19時，與增壓口19緊密配合，高壓油腔17中的油被增壓桿2擠出，產生高壓，該高壓作用在工作活塞4尾部上，使工作活塞4以大力工進；工進結束后，前部分缸體反向通氣，工作活塞4在氣壓作用下快退，活塞同時推動增壓桿2、隔離活塞3和盤狀活塞1復位。該裝置中的彈簧主要起到兩功能一是預壓，在快進過程中將低壓油腔內的液壓油壓入高壓油腔；二是幫助復位，使盤狀活塞在工進結束后復位。現有氣液增壓缸中都采用的是機械螺旋彈簧，因此它們存在以下缺點1、當工進時上部分缸體進氣推動推桿伸入高壓油腔的過程中，彈簧會抵消了一部分力，因機械彈簧壓縮過程中力的內部損失是隨變形量的加大而增加的，彈簧變形越大時，消耗的力就越多。2、機械彈簧的疲勞壽命有限。3、機械彈簧一旦制造完成，其機械常數、壓縮量就確定了，其產生的壓力不可調節，要調整壓力時只能更換彈簧。4、機械彈簧在壓縮和復位時會有振動、與側壁接觸產生噪音，甚至會劃傷其它部件的表面。5、盤狀活塞和環形活塞上要設置有彈簧固定槽，使這兩部件的加工復雜化。
發明內容
本實用新型目的是從改善氣液增壓缸的彈簧部件的角度出發，提供了一種新型的氣液增壓缸，使彈簧的壓力無級可調，壓力恒定，內部壓力損失減少，從而使整個增壓缸結構更合理、工作更可靠。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種氣液增壓缸，由前部氣缸與后部氣缸通過中部液壓腔軸向串接構成；前部氣缸內有一工作活塞，該工作活塞向前引出一伸出缸體的頂桿，向后引出一液壓塞至中部液壓腔，工作活塞與缸體形成前后兩個氣室，兩個氣室分別設有一壓縮空氣接口；后部氣缸內有一氣動活塞，氣動活塞向前引出一增壓桿至中部液壓腔，該增壓桿上套有一隔離活塞，隔離活塞與上述液壓塞之間為中部液壓腔，該液壓腔分為前部的高壓油腔和后部的低壓油腔兩部分，兩部分通過中間的增壓口連通，增壓口設在增壓桿前方，并與增壓桿前進時密封配合；氣動活塞后端與缸體形成一增壓氣室，增壓氣室設有壓縮空氣接口，該壓縮空氣接口經壓力控制閥與上述前部氣缸的后氣室壓縮空氣接口連接；其創新點在于氣動活塞與隔離活塞之間為一氣彈簧結構，該氣彈簧結構由氣動活塞、隔離活塞與缸體形成的氣室構成，該氣室上設有一個進氣口和一個出氣口，進氣口經壓力控制閥與壓縮空氣源連接，出氣口經溢流閥與大氣相通。
上述技術方案中的有關內容解釋如下1、上述方案中，所述氣彈簧的最佳結構為在氣彈簧的氣室中設有一橫斷面，該橫斷面將氣室前后分隔為預壓腔和復位腔，橫斷面中部有一增壓桿通孔，增壓桿從該通孔中穿過；所述壓力控制閥和溢流閥設置在該橫斷面上。
2、上述方案中，預壓腔、復位腔與壓力控制閥和溢流閥連接的具體方案為預壓腔和復位腔之間的橫斷面上開設有進氣通道，壓力控制閥經進氣通道與預壓腔、復位腔接通；所述溢流閥的進口與橫斷面上的增壓桿通孔相通，預壓腔和復位腔經該通孔與溢流閥接通。
當然，其它連接方式也包含在本案內。
4、上述方案中，在溢流閥的出口上可以設置上消音器，以減少噪音的產生。
5、上述方案中，所述前、后等方位，按附圖2為例確定，圖2的左側為后方，右側為前方。
本實用新型工作原理是以氣室、壓力控制閥和溢流閥配合構成一氣彈簧，以該氣彈簧代替現有技術中的機械彈簧；氣彈簧的工作原理是經壓力控制閥向氣室內通入壓縮空氣，并以壓力控制閥和溢流閥一起控制氣室內的氣壓；當氣室內的氣壓過低時，壓力控制閥打開充入壓縮空氣，當氣室內氣壓過高時，溢流閥會自動卸壓，使氣室內氣壓始終保持為一定值(較佳為0.8bar)，使該氣彈簧實現預壓和幫助復位的作用。
整個實用新型的工作過程是參見附圖2所示，在圖示靜止狀態時，壓縮氣體接口B22通入外界壓縮空氣，工作活塞4在缸體后端，同樣隔離活塞3在氣彈簧29作用下，保持在后部位置上。工作時，先前部氣缸6的壓縮空氣接口A23上通入壓縮氣體，壓縮空氣接口B22上通出壓縮空氣，工作活塞4在氣壓作用下向前移動，頂桿5向前快速移動，進入快進行程；此時，隔離活塞3在氣彈簧29作用下也隨工作活塞4向前移動，將低壓油腔18內的液壓油壓入高壓油腔17中。當頂桿5碰到加工物時，前部氣缸6的后氣室28內氣壓上升，將壓力控制閥30自動頂開，壓縮空氣經該控制閥30進入后部氣缸7后氣室28的壓縮空氣接口15內，使氣動活塞1連同增壓桿2向前運動，當增壓桿2伸入增壓口19內時，增壓桿2同增壓口19密封配合，將低壓油腔18與高壓油腔17隔斷；增壓桿2繼續向前移動伸入高壓油腔17內，高壓油腔17內的油被推桿擠出，產生高壓，該高壓作用在工作活塞4的斷面上，使工作活塞4以大力繼續向前移動，進入工進行程。加工完成后，前部氣缸6的壓縮空氣接口A、B22、23反向通氣，工作活塞4在氣壓作用下快退，并帶動增壓桿2和氣動活塞1復位；至此，完成快進—工進—快退的整個工作循環。
由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點1、由于本實用新型設計巧妙，采用了獨特的氣彈簧結構，使預壓和復位壓力可無級調整(0-8bar)，并且依靠氣彈簧內部的溢流閥，能確保工作中彈簧內部壓力恒定。
2、同樣由于本實用新型采用了獨特的氣彈簧結構，彈簧內部壓力損失減少，使整個氣液增壓缸更省氣、節能。
3、同樣由于本實用新型采用了獨特的氣彈簧結構，并在溢流閥上加設了消音器，實現了無噪音工作。
附圖1為現有技術的結構圖；附圖2為本實用新型的結構示意圖；附圖3為實施例的結構圖；附圖4為實施例的氣彈簧部分的局部圖。
以上附圖中1、氣動活塞；2、增壓桿；3、隔離活塞；4、工作活塞；5、頂桿；6、前部氣缸；7、后部氣缸；8、液壓塞；9、預壓腔；10、復位腔；11、增壓桿通孔；12、壓力控制閥；13、溢流閥；14、增壓氣室；15、壓縮空氣接口；16、橫斷面；17、高壓油腔；18、低壓油腔；19、增壓口；20、進氣通道；21、消音器；22、壓縮空氣接口B；23、壓縮空氣接口A；24、機械彈簧；25、通氣孔；26、中部液壓腔；27、前氣室；28、后氣室；29、氣彈簧；30、壓力控制閥。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例參見附圖2～附圖4所示，一種氣液增壓缸，由前部氣缸6與后部氣缸7通過中部液壓腔26軸向串接構成；前部氣缸6內有一工作活塞4，該工作活塞4向前引出一伸出缸體的頂桿5，向后引出一液壓塞8至中部液壓腔26，工作活塞4與缸體形成前后兩個氣室前氣室27、后氣室28，兩個氣室設有壓縮空氣接口A23、壓縮空氣接口B22；后部氣缸7內有一氣動活塞1，氣動活塞1向前引出一增壓桿2至中部液壓腔26，該增壓桿2上套有一隔離活塞3，隔離活塞3與上述液壓塞8之間為中部液壓腔26，該液壓腔分為前部的高壓油腔17和后部的低壓油腔18兩部分，兩部分通過中間的增壓口19連通，增壓口19設在增壓桿2前方，并與增壓桿2前進時密封配合；氣動活塞1后端與缸體形成一增壓氣室14，增壓氣室14設有壓縮空氣接口15，該壓縮空氣接口15經壓力控制閥30與上述前部氣缸6的后氣室28壓縮空氣接口連接；氣動活塞1與隔離活塞3之間為一氣彈簧29結構，該氣彈簧29結構由氣動活塞1、隔離活塞3與缸體形成的氣室構成，該氣室上設有一個進氣口和一個出氣口，進氣口經壓力控制閥12與壓縮空氣源連接，出氣口經溢流閥13與大氣相通。所述氣彈簧29的氣室中設有一橫斷面16，該橫斷面16將氣室前后分隔為預壓腔9和復位腔10，橫斷面16中部有一增壓桿通孔11，增壓桿2從該通孔11中穿過；壓力控制閥12和溢流閥13設置在該橫斷面16上。橫斷面16上開設有進氣通道20，壓力控制閥12經進氣通道20與預壓腔9、復位腔10接通。溢流閥13的進口與橫斷面8上的增壓桿通孔11相通，預壓腔9和復位腔10經該通孔11與溢流閥13接通。溢流閥13的出口上設置有消音器21。
上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種氣液增壓缸，由前部氣缸[6]與后部氣缸[7]通過中部液壓腔[26]軸向串接構成；前部氣缸[6]內有一工作活塞[4]，該工作活塞[4]向前引出一伸出缸體的頂桿[5]，向后引出一液壓塞[8]至中部液壓腔[26]，工作活塞[4]與缸體形成前后兩個氣室，兩個氣室分別設有一壓縮空氣接口；后部氣缸[7]內有一氣動活塞[1]，氣動活塞[1]向前引出一增壓桿[2]至中部液壓腔[26]，該增壓桿[2]上套有一隔離活塞[3]，隔離活塞[3]與上述液壓塞[8]之間為中部液壓腔[26]，該液壓腔分為前部的高壓油腔[17]和后部的低壓油腔[18]兩部分，兩部分通過中間的增壓口[19]連通，增壓口[19]設在增壓桿[2]前方，并與增壓桿[2]前進時密封配合；氣動活塞[1]后端與缸體形成一增壓氣室[14]，增壓氣室[14]設有壓縮空氣接口[15]，該壓縮空氣接口[15]經壓力控制閥[30]與上述前部氣缸[6]的后氣室[28]的壓縮空氣接口連接；其特征在于氣動活塞[1]與隔離活塞[3]之間為一氣彈簧[29]結構，該氣彈簧[29]結構由氣動活塞[1]、隔離活塞[3]與缸體形成的氣室構成，該氣室上設有一個進氣口和一個出氣口，進氣口經壓力控制閥[12]與壓縮空氣源連接，出氣口經溢流閥[13]與大氣相通。
2.根據權利要求1所述的氣液增壓缸，其特征在于所述氣彈簧[29]的氣室中設有一橫斷面[16]，該橫斷面[16]將氣室前后分隔為預壓腔[9]和復位腔[10]，橫斷面[16]中部有一增壓桿通孔[11]，增壓桿[2]從該通孔[11]中穿過；所述壓力控制閥[12]和溢流閥[13]設置在該橫斷面[16]上。
3.根據權利要求2所述的氣液增壓缸，其特征在于所述橫斷面[16]上開設有進氣通道[20]，壓力控制閥[12]經進氣通道[20]與預壓腔[9]、復位腔[10]接通。
4.根據權利要求2所述的氣液增壓缸，其特征在于所述溢流閥[13]的進口與橫斷面[8]上的增壓桿通孔[11]相通，預壓腔[9]和復位腔[10]經該通孔[11]與溢流閥[13]接通。
5.根據權利要求1所述的氣液增壓缸，其特征在于所述溢流閥[13]的出口上設置有消音器[21]。
專利摘要一種氣液增壓缸，由前部氣缸與后部氣缸通過中部液壓腔軸向串接構成；前部氣缸內有一工作活塞，工作活塞與缸體形成前后兩個氣室，兩個氣室分別設有一壓縮空氣接口；后部氣缸內有一氣動活塞，氣動活塞向前引出一增壓桿，該增壓桿上套有一隔離活塞，隔離活塞與上述液壓塞之間為中部液壓腔，該液壓腔分為高壓油腔和低壓油腔兩部分，兩部分通過增壓口連通，增壓口與增壓桿密封配合；其特征在于氣動活塞與隔離活塞之間為一氣彈簧結構，該氣彈簧結構由氣動活塞、隔離活塞與缸體形成的氣室構成，該氣室上設有一個進氣口和一個出氣口，進氣口經壓力控制閥與壓縮空氣源連接，出氣口經溢流閥與大氣相通。本實用新型以獨特的氣彈簧結構代替了現有技術中的機械彈簧，使整個氣液增壓缸結構更合理，工作噪音減小，壽命延長。
文檔編號F15B3/00GK2769581SQ20052006973
公開日2006年4月5日 申請日期2005年3月8日 優先權日2005年3月8日
發明者張君華 申請人:太倉法路機械技術開發有限公司