专利名称：气液增压缸的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种压力执行机构，具体涉及一种将气压、液压相结合的增压缸。
背景技术：
气压传动和液压传动是机械传动的主要方式。气压传动和液压传动在特性上各有优缺，气压传动具有移动速度快的优点，但其力小；液压传动的优点是力大，但其移动速度慢。
因此，人们设计出了一种将气压、液压相结合的气液增压缸，该缸结合了气压与液压的优点，可实现快进—工进—快退的理想工作循环，它被广泛应用于冲压、剪切、压装、无铆钉连接等行业中。中国专利于1995年5月31日公开了一件申请号为94229014.3，名称为《气液增压驱动装置》的实用新型专利，该专利在现有气液增压缸结构中具有一定代表性，参见图1所示，该装置主要由前后两个可分离的彼此通过横断面连接的缸体构成，后部分缸体内设置有一气动盘状活塞1，在与盘状活塞1相连接的增压杆2上套有一隔离活塞3，在盘状活塞2与隔离活塞3之间设置有机械弹簧24，在载有弹簧24的空间缸壁上安有通气孔25；前部分缸体内设有工作活塞4，工作活塞4与隔离活塞3的断面间为油腔；该油腔被断面分隔成低压油腔18和高压油腔17，它们通过增压口19连通。在原理上，可以说是前部、后部两个气缸通过油腔连接构成，工作时，先前部分缸体通气，工作活塞4在气压作用下向前快进，当工作活塞4前部顶杆碰到加工物时，后部分缸体进气，盘状活塞1连同增压杆2向前运动，当增压杆2进入增压口19时，与增压口19紧密配合，高压油腔17中的油被增压杆2挤出，产生高压，该高压作用在工作活塞4尾部上，使工作活塞4以大力工进；工进结束后，前部分缸体反向通气，工作活塞4在气压作用下快退，活塞同时推动增压杆2、隔离活塞3和盘状活塞1复位。该装置中的弹簧主要起到两功能一是预压，在快进过程中将低压油腔内的液压油压入高压油腔；二是帮助复位，使盘状活塞在工进结束后复位。现有气液增压缸中都采用的是机械螺旋弹簧，因此它们存在以下缺点1、当工进时上部分缸体进气推动推杆伸入高压油腔的过程中，弹簧会抵消了一部分力，因机械弹簧压缩过程中力的内部损失是随变形量的加大而增加的，弹簧变形越大时，消耗的力就越多。2、机械弹簧的疲劳寿命有限。3、机械弹簧一旦制造完成，其机械常数、压缩量就确定了，其产生的压力不可调节，要调整压力时只能更换弹簧。4、机械弹簧在压缩和复位时会有振动、与侧壁接触产生噪音，甚至会划伤其它部件的表面。5、盘状活塞和环形活塞上要设置有弹簧固定槽，使这两部件的加工复杂化。
发明内容
本实用新型目的是从改善气液增压缸的弹簧部件的角度出发，提供了一种新型的气液增压缸，使弹簧的压力无级可调，压力恒定，内部压力损失减少，从而使整个增压缸结构更合理、工作更可靠。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种气液增压缸，由前部气缸与后部气缸通过中部液压腔轴向串接构成；前部气缸内有一工作活塞，该工作活塞向前引出一伸出缸体的顶杆，向后引出一液压塞至中部液压腔，工作活塞与缸体形成前后两个气室，两个气室分别设有一压缩空气接口；后部气缸内有一气动活塞，气动活塞向前引出一增压杆至中部液压腔，该增压杆上套有一隔离活塞，隔离活塞与上述液压塞之间为中部液压腔，该液压腔分为前部的高压油腔和后部的低压油腔两部分，两部分通过中间的增压口连通，增压口设在增压杆前方，并与增压杆前进时密封配合；气动活塞后端与缸体形成一增压气室，增压气室设有压缩空气接口，该压缩空气接口经压力控制阀与上述前部气缸的后气室压缩空气接口连接；其创新点在于气动活塞与隔离活塞之间为一气弹簧结构，该气弹簧结构由气动活塞、隔离活塞与缸体形成的气室构成，该气室上设有一个进气口和一个出气口，进气口经压力控制阀与压缩空气源连接，出气口经溢流阀与大气相通。
上述技术方案中的有关内容解释如下1、上述方案中，所述气弹簧的最佳结构为在气弹簧的气室中设有一横断面，该横断面将气室前后分隔为预压腔和复位腔，横断面中部有一增压杆通孔，增压杆从该通孔中穿过；所述压力控制阀和溢流阀设置在该横断面上。
2、上述方案中，预压腔、复位腔与压力控制阀和溢流阀连接的具体方案为预压腔和复位腔之间的横断面上开设有进气通道，压力控制阀经进气通道与预压腔、复位腔接通；所述溢流阀的进口与横断面上的增压杆通孔相通，预压腔和复位腔经该通孔与溢流阀接通。
当然，其它连接方式也包含在本案内。
4、上述方案中，在溢流阀的出口上可以设置上消音器，以减少噪音的产生。
5、上述方案中，所述前、后等方位，按附图2为例确定，图2的左侧为后方，右侧为前方。
本实用新型工作原理是以气室、压力控制阀和溢流阀配合构成一气弹簧，以该气弹簧代替现有技术中的机械弹簧；气弹簧的工作原理是经压力控制阀向气室内通入压缩空气，并以压力控制阀和溢流阀一起控制气室内的气压；当气室内的气压过低时，压力控制阀打开充入压缩空气，当气室内气压过高时，溢流阀会自动卸压，使气室内气压始终保持为一定值(较佳为0.8bar)，使该气弹簧实现预压和帮助复位的作用。
整个实用新型的工作过程是参见附图2所示，在图示静止状态时，压缩气体接口B22通入外界压缩空气，工作活塞4在缸体后端，同样隔离活塞3在气弹簧29作用下，保持在后部位置上。工作时，先前部气缸6的压缩空气接口A23上通入压缩气体，压缩空气接口B22上通出压缩空气，工作活塞4在气压作用下向前移动，顶杆5向前快速移动，进入快进行程；此时，隔离活塞3在气弹簧29作用下也随工作活塞4向前移动，将低压油腔18内的液压油压入高压油腔17中。当顶杆5碰到加工物时，前部气缸6的后气室28内气压上升，将压力控制阀30自动顶开，压缩空气经该控制阀30进入后部气缸7后气室28的压缩空气接口15内，使气动活塞1连同增压杆2向前运动，当增压杆2伸入增压口19内时，增压杆2同增压口19密封配合，将低压油腔18与高压油腔17隔断；增压杆2继续向前移动伸入高压油腔17内，高压油腔17内的油被推杆挤出，产生高压，该高压作用在工作活塞4的断面上，使工作活塞4以大力继续向前移动，进入工进行程。加工完成后，前部气缸6的压缩空气接口A、B22、23反向通气，工作活塞4在气压作用下快退，并带动增压杆2和气动活塞1复位；至此，完成快进—工进—快退的整个工作循环。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、由于本实用新型设计巧妙，采用了独特的气弹簧结构，使预压和复位压力可无级调整(0-8bar)，并且依靠气弹簧内部的溢流阀，能确保工作中弹簧内部压力恒定。
2、同样由于本实用新型采用了独特的气弹簧结构，弹簧内部压力损失减少，使整个气液增压缸更省气、节能。
3、同样由于本实用新型采用了独特的气弹簧结构，并在溢流阀上加设了消音器，实现了无噪音工作。
附图1为现有技术的结构图；附图2为本实用新型的结构示意图；附图3为实施例的结构图；附图4为实施例的气弹簧部分的局部图。
以上附图中1、气动活塞；2、增压杆；3、隔离活塞；4、工作活塞；5、顶杆；6、前部气缸；7、后部气缸；8、液压塞；9、预压腔；10、复位腔；11、增压杆通孔；12、压力控制阀；13、溢流阀；14、增压气室；15、压缩空气接口；16、横断面；17、高压油腔；18、低压油腔；19、增压口；20、进气通道；21、消音器；22、压缩空气接口B；23、压缩空气接口A；24、机械弹簧；25、通气孔；26、中部液压腔；27、前气室；28、后气室；29、气弹簧；30、压力控制阀。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例参见附图2～附图4所示，一种气液增压缸，由前部气缸6与后部气缸7通过中部液压腔26轴向串接构成；前部气缸6内有一工作活塞4，该工作活塞4向前引出一伸出缸体的顶杆5，向后引出一液压塞8至中部液压腔26，工作活塞4与缸体形成前后两个气室前气室27、后气室28，两个气室设有压缩空气接口A23、压缩空气接口B22；后部气缸7内有一气动活塞1，气动活塞1向前引出一增压杆2至中部液压腔26，该增压杆2上套有一隔离活塞3，隔离活塞3与上述液压塞8之间为中部液压腔26，该液压腔分为前部的高压油腔17和后部的低压油腔18两部分，两部分通过中间的增压口19连通，增压口19设在增压杆2前方，并与增压杆2前进时密封配合；气动活塞1后端与缸体形成一增压气室14，增压气室14设有压缩空气接口15，该压缩空气接口15经压力控制阀30与上述前部气缸6的后气室28压缩空气接口连接；气动活塞1与隔离活塞3之间为一气弹簧29结构，该气弹簧29结构由气动活塞1、隔离活塞3与缸体形成的气室构成，该气室上设有一个进气口和一个出气口，进气口经压力控制阀12与压缩空气源连接，出气口经溢流阀13与大气相通。所述气弹簧29的气室中设有一横断面16，该横断面16将气室前后分隔为预压腔9和复位腔10，横断面16中部有一增压杆通孔11，增压杆2从该通孔11中穿过；压力控制阀12和溢流阀13设置在该横断面16上。横断面16上开设有进气通道20，压力控制阀12经进气通道20与预压腔9、复位腔10接通。溢流阀13的进口与横断面8上的增压杆通孔11相通，预压腔9和复位腔10经该通孔11与溢流阀13接通。溢流阀13的出口上设置有消音器21。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种气液增压缸，由前部气缸[6]与后部气缸[7]通过中部液压腔[26]轴向串接构成；前部气缸[6]内有一工作活塞[4]，该工作活塞[4]向前引出一伸出缸体的顶杆[5]，向后引出一液压塞[8]至中部液压腔[26]，工作活塞[4]与缸体形成前后两个气室，两个气室分别设有一压缩空气接口；后部气缸[7]内有一气动活塞[1]，气动活塞[1]向前引出一增压杆[2]至中部液压腔[26]，该增压杆[2]上套有一隔离活塞[3]，隔离活塞[3]与上述液压塞[8]之间为中部液压腔[26]，该液压腔分为前部的高压油腔[17]和后部的低压油腔[18]两部分，两部分通过中间的增压口[19]连通，增压口[19]设在增压杆[2]前方，并与增压杆[2]前进时密封配合；气动活塞[1]后端与缸体形成一增压气室[14]，增压气室[14]设有压缩空气接口[15]，该压缩空气接口[15]经压力控制阀[30]与上述前部气缸[6]的后气室[28]的压缩空气接口连接；其特征在于气动活塞[1]与隔离活塞[3]之间为一气弹簧[29]结构，该气弹簧[29]结构由气动活塞[1]、隔离活塞[3]与缸体形成的气室构成，该气室上设有一个进气口和一个出气口，进气口经压力控制阀[12]与压缩空气源连接，出气口经溢流阀[13]与大气相通。
2.根据权利要求1所述的气液增压缸，其特征在于所述气弹簧[29]的气室中设有一横断面[16]，该横断面[16]将气室前后分隔为预压腔[9]和复位腔[10]，横断面[16]中部有一增压杆通孔[11]，增压杆[2]从该通孔[11]中穿过；所述压力控制阀[12]和溢流阀[13]设置在该横断面[16]上。
3.根据权利要求2所述的气液增压缸，其特征在于所述横断面[16]上开设有进气通道[20]，压力控制阀[12]经进气通道[20]与预压腔[9]、复位腔[10]接通。
4.根据权利要求2所述的气液增压缸，其特征在于所述溢流阀[13]的进口与横断面[8]上的增压杆通孔[11]相通，预压腔[9]和复位腔[10]经该通孔[11]与溢流阀[13]接通。
5.根据权利要求1所述的气液增压缸，其特征在于所述溢流阀[13]的出口上设置有消音器[21]。
专利摘要一种气液增压缸，由前部气缸与后部气缸通过中部液压腔轴向串接构成；前部气缸内有一工作活塞，工作活塞与缸体形成前后两个气室，两个气室分别设有一压缩空气接口；后部气缸内有一气动活塞，气动活塞向前引出一增压杆，该增压杆上套有一隔离活塞，隔离活塞与上述液压塞之间为中部液压腔，该液压腔分为高压油腔和低压油腔两部分，两部分通过增压口连通，增压口与增压杆密封配合；其特征在于气动活塞与隔离活塞之间为一气弹簧结构，该气弹簧结构由气动活塞、隔离活塞与缸体形成的气室构成，该气室上设有一个进气口和一个出气口，进气口经压力控制阀与压缩空气源连接，出气口经溢流阀与大气相通。本实用新型以独特的气弹簧结构代替了现有技术中的机械弹簧，使整个气液增压缸结构更合理，工作噪音减小，寿命延长。
文档编号F15B3/00GK2769581SQ20052006973
公开日2006年4月5日 申请日期2005年3月8日 优先权日2005年3月8日
发明者张君华 申请人:太仓法路机械技术开发有限公司