一种双行程气缸的制作方法

1.本实用新型涉及气缸技术领域，特别涉及一种双行程气缸。


背景技术：

2.气缸以其长度可变，操作方便，特别是能够有效完成直线运动，在各行各业得到广泛应用。双行程气缸因其具有更长的行程，并可提供较大的输出压力，得到了越来越广泛地应用。
3.目前随着汽车制造业的发展，对焊接设备的体积及输出压力有了更高的要求。焊接设备中的气缸元件是重要的动力元件。为了使气缸输出较大压力，往往采用增大缸筒直径、串联更多气缸等方案，这些方案都大大增加了气缸的整体体积，直接影响整个焊机的大小及重量。在现有技术中，通常无法兼顾气缸的安装尺寸与输出压力。
4.因此，希望能有一种新的双行程气缸，能够解决上述问题。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种双行程气缸，从而兼顾气缸的尺寸与输出压力。
6.根据本实用新型的一方面，提供一种双行程气缸，包括依次连接的工作缸、预行程缸和加压缸，所述工作缸包括工作缸筒；工作活塞，设置在所述工作缸筒中，所述工作活塞将所述工作缸筒分隔为第一气室和第二气室；以及工作轴，与所述工作活塞相连接以进行传动；所述预行程缸包括预行程缸筒；以及套活塞，设置在所述预行程缸筒中，所述套活塞与所述预行程缸筒形成第四气室；所述加压缸包括加压缸筒；加压活塞，设置在所述加压缸筒中，所述加压活塞将所述加压缸筒分隔为第五气室和第六气室；以及卡槽轴，与所述加压活塞相连接，用于传动；所述双行程气缸还包括用于连接所述工作轴和所述卡槽轴的卡锁机构。
7.优选地，所述套活塞包括活塞头；以及活塞体，与所述活塞头相连接，所述活塞体的至少一部分用于形成所述工作缸筒。
8.优选地，所述套活塞套设在所述卡槽轴上；所述工作轴的至少一部分套设在所述卡槽轴上。
9.优选地，所述卡锁机构包括第一连接部，设置在所述工作轴上，用于所述工作轴与所述卡槽轴的连接；第二连接部，与所述第一连接部相匹配，并设置在所述卡槽轴上，用于所述卡槽轴与所述工作轴的连接；以及固定件，用于在所述第一连接部和所述第二连接部连接后，固定所述第一连接部和所述第二连接部。
10.优选地，所述卡锁机构包括滚珠，设置在所述工作轴上，用于所述工作轴与所述卡槽轴的连接；卡槽，与所述滚珠相匹配，并设置在所述卡槽轴上，用于所述卡槽轴与所述工作轴的连接；所述卡锁机构还包括套设在所述工作轴上的卡套，所述卡套包括导向槽，用于引导所述滚珠与所述卡槽的连接；以及弹簧，套设在所述工作轴上，用于所述卡套的固定，
其中，所述工作轴的至少一部分套设在所述卡槽轴上，所述滚珠设置在套设在所述卡槽轴上的所述工作轴上。
11.优选地，所述双行程气缸还包括第一气孔，与所述第一气室相连通，用于所述第一气室的进气和/或排气；第二气孔，与所述第二气室相连通，用于所述第二气室的进气和/或排气；以及第四气孔，与所述第四气室相连通，用于所述第四气室的进气和/或排气，其中，气体通过所述第四气孔进入所述第四气室，并驱动所述套活塞带动所述工作活塞和所述工作轴移动，使得所述工作轴与所述卡槽轴连接；气体通过所述第二气孔进入所述第二气室，并驱动所述工作轴沿第一方向移动；气体通过所述第一气孔进入所述第一气室，并驱动所述工作轴沿第一方向的反方向移动。
12.优选地，所述双行程气缸还包括第五气孔，与所述第五气室相连通，用于所述第五气室的进气和/或排气；以及第六气孔，与所述第六气室相连通，用于所述第六气室的进气和/或排气，其中，气体通过所述第六气孔进入所述第六气室，以驱动所述加压活塞和卡槽轴沿所述第一方向移动，并在所述卡槽轴和所述工作轴连接的情况下，带动所述卡槽轴和所述工作轴移动；气体通过所述第五气孔进入所述第五气室，以驱动所述加压活塞和卡槽轴沿所述第一方向的反方向移动，并在所述卡槽轴和所述工作轴连接的情况下，带动所述卡槽轴和所述工作轴移动；在所述第五气室处于体积最大的位置时，气体通过所述第一气孔进入所述第一气室，并驱动所述工作活塞和所述工作轴移动，使得所述工作轴与所述卡槽轴分离。
13.优选地，所述工作缸筒的直径小于或等于所述预行程缸筒的直径；和/或所述工作活塞的直径小于或等于所述套活塞的直径；所述预行程缸筒的直径小于所述加压缸筒的直径；和/或所述套活塞的直径小于所述加压活塞的直径。
14.优选地，所述工作轴的一端设置有开槽；所述卡槽轴的一端可移动地设置在所述开槽中；所述卡槽轴上设置有通气管路，所述通气管路分别与所述开槽和所述第一气室相连通，用于气体的流通。
15.优选地，所述双行程气缸包括初始工位、预行程工位和工作工位；所述双行程气缸处于所述初始工位时，所述第一气室和所述第五气室处于体积最大的位置，所述第二气室、所述第四气室和所述第六气室处于体积最小的位置；所述双行程气缸处于预行程工位时，所述第四气室处于体积最大的位置，所述第五气室处于体积最大的位置，所述工作轴和所述卡槽轴通过所述卡锁机构连接；所述双行程气缸处于所述工作工位时，所述第一气室和所述第五气室处于体积最小的位置，所述第二气室、所述第四气室和所述第六气室处于体积最大的位置。
16.根据本实用新型实施例的双行程气缸，设置有连接工作轴和卡槽轴的卡锁机构，能够兼顾双行程气缸的尺寸与输出压力。
17.根据本实用新型实施例的双行程气缸，卡槽轴的至少一部分可移动地设置在工作轴中，并且设置有用于气体流通的通气管路，工作轴与加压缸轴之间的相对移动更可靠。
18.根据本实用新型实施例的双行程气缸，加压活塞的直径大于套活塞的直径，套活塞的直径大于工作活塞的直径，双行程气缸具有更灵活的运动方式。
附图说明
19.通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
20.图1示出了根据本实用新型实施例的双行程气缸的装置示意图；
21.图2示出了根据本实用新型实施例的双行程气缸的结构示意图。
具体实施方式
22.以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
23.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。
24.应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。
25.图1示出了根据本实用新型实施例的双行程气缸的装置示意图。如图1所示，根据本实用新型实施例的双行程气缸包括依次连接的工作缸100、预行程缸200和加压缸300。其中，工作缸100包括工作缸筒101、工作活塞9和工作轴1；预行程缸200包括预行程缸筒10和套活塞7；加压缸300包括加压缸筒12、加压活塞14和卡槽轴13。双行程气缸还包括用于连接工作轴1和卡槽轴13的卡锁机构400。双行程气缸中例如分隔出第一气室501、第二气室502、第四气室504、第五气室505和第六气室506。
26.具体地讲，工作缸100包括工作缸筒101。工作缸筒101例如为圆筒状。
27.工作活塞9设置在工作缸筒101中，工作活塞9将工作缸筒101分隔为第一气室501和第二气室502。可选地，工作活塞9的直径与工作缸筒101的内径相匹配，工作活塞9将工作缸筒101分隔为互不连通的第一气室501和第二气室502。第一气室501例如位于图示的工作活塞9的左侧，第二气室502例如位于图示的工作活塞9的右侧。
28.工作轴1与工作活塞9相连接以进行传动。参考图1所示，工作活塞9在工作缸筒101中左右移动，从而带动工作轴1左右移动。可选地，工作轴1与工作活塞9一体成型。
29.预行程缸200包括预行程缸筒10。预行程缸筒10例如为圆筒状。可选地，工作缸筒101的直径小于或等于预行程缸筒200的直径。可选地，预行程时气缸缸筒中部进气。
30.套活塞7设置在预行程缸筒10中，套活塞7与预行程缸筒10行程第四气室504。可选地，套活塞7的直径与预行程缸筒10的内径相匹配。可选地，工作活塞9的直径小于或等于套活塞7的直径。可选地，套活塞7底部开有进气孔，套活塞7可以推动工作活塞前进。
31.加压缸300包括加压缸筒12。加压缸筒12例如为圆筒状。可选地，预行程缸筒10的直径小于加压缸筒12的直径。
32.加压活塞14设置在加压缸筒12中，加压活塞14将加压缸筒12分隔为第五气室505
和第六气室506。可选地，套活塞7的直径小于加压活塞14的直径。
33.可选地，加压活塞14的直径与加压缸筒12的内径相匹配，加压活塞14将加压缸筒12分隔为互不连通的第五气室505和第六气室506。第五气室505例如位于图示的加压活塞14的左侧，第六气室506例如位于加压活塞14的右侧。
34.卡槽轴13与加压活塞14相连接，用于传动。参考图1所示，加压活塞14在加压缸筒12中左右移动，从而带动卡槽轴13左右移动。可选地，卡槽轴13与加压活塞14一体成型。
35.双行程气缸还包括用于连接工作轴1和卡槽轴13的卡锁机构400。
36.在本实用新型的可选实施例中，套活塞7套设在卡槽轴13上。工作轴1的至少一部分套设在卡槽轴13上。
37.图2示出了根据本实用新型实施例的双行程气缸的结构示意图。如图2所示，根据本实用新型实施例的双行程气缸包括工作轴(缸轴)1、前缸盖2、弹簧3、导套4、限位挡(档)环5、卡套6、套活塞7、滚珠8、工作活塞9、预行程缸筒10、中隔板11、加压缸筒12、卡槽轴13、加压活塞14和后盖15中的至少一个。双行程气缸上例如还设置有第一气孔601、第二气孔602、第四气孔604、第五气孔605和第六气孔606。双行程气缸中例如分隔出第一气室501、第二气室502、第四气室504、第五气室505和第六气室506。
38.具体地讲，双行程气缸包括预行程缸、工作(行程)缸、加压缸和卡锁机构。预行程缸例如包括前缸盖2、预行程缸筒10、套活塞7和中隔板11。工作缸例如包括工作轴1、工作活塞9、套活塞7的至少一部分(套活塞7的内腔)和限位挡环5。加压缸例如包括中隔板11、加压缸筒12、卡槽轴13、加压活塞14和后盖15。弹簧3、导套4、卡套6、滚珠8、工作轴1和卡槽轴13中的至少两个构成卡锁机构。
39.在本实用新型的可选实施例中，前缸盖2位于双行程气缸的一端，用于双行程气缸的密封，例如用于第一气室501的密封。前缸盖2上例如开设有通过工作轴1的通孔。后盖15位于双行程气缸的另一端，用于双行程气缸的密封，例如用于第六气室506的密封。
40.在本实用新型的可选实施例中，双行程气缸中还设置有中隔板11。中隔板11用于分隔套活塞7和加压活塞14，即分隔第四气室504和第五气室505。
41.在本实用新型的可选实施例中，双行程气缸还包括导套4和限位挡环5。导套4用于形成卡锁机构。导套4例如套设在卡套6上，用于引导卡套6的移动。限位挡环5例如与工作轴1相连接，用于限位。
42.在本实用新型的可选实施例中，套活塞7包括活塞头71和活塞体72。活塞头71的直径例如与预行程缸筒10的内径相匹配。活塞体72与活塞头71相连接，活塞体72的至少一部分用于形成工作缸筒。可选地，活塞体72为圆筒状，活塞体72的外径与预行程缸筒10的内径相匹配。可选地，活塞头71和活塞体72可以在预行程缸筒10中移动。
43.在本实用新型的可选实施例中，工作轴1的一端设置有开槽。卡槽轴13的一端可移动地设置在开槽中。卡槽轴13上设置有通气管路16，通气管路16分别与开槽和第一气室501相连通，用于气体的流通。
44.在本实用新型的可选实施例中，卡锁机构包括第一连接部、第二连接部和固定件。第一连接部设置在工作轴1上，用于工作轴1与卡槽轴13的连接。第二连接部与第一连接部相匹配，并设置在卡槽轴13上，用于卡槽轴13与工作轴1的连接。固定件用于在第一连接部和第二连接部连接后，固定第一连接部和第二连接部。
45.在本实用新型的可选实施例中，卡锁机构包括滚珠8和卡槽。滚珠8设置在工作轴1上，用于工作轴1与卡槽轴13的连接。卡槽与滚珠8相匹配，并设置在卡槽轴13上，(卡槽)用于卡槽轴13与工作轴1的连接。卡锁机构还包括套设在工作轴1上的卡套6。卡套6包括导向槽和弹簧3。导向槽用于引导滚珠8和卡槽的连接。弹簧3套设在工作轴1上，用于卡套6的固定。弹簧3例如采用波形弹簧结构。工作轴1的至少一部分套设在卡槽轴13上，滚珠8设置在套设在卡槽轴13上的工作轴1上。
46.在本实用新型的可选实施例中，第一气孔601与第一气室501相连通，用于第一气室501的进气和/或排气；第二气孔602与第二气室502相连通，用于第二气室502的进气和/或排气；第四气孔604与第四气室504相连通，用于第四气室的进气和/或排气。气体通过第四气孔604进入第四气室504，并驱动套活塞7带动工作活塞9和工作轴1移动，使得工作轴1与卡槽轴13连接；气体通过第二气孔602进入第二气室502，并驱动工作轴1沿第一方向(例如图示中的自右向左)移动；气体通过第一气孔601进入第一气室501，并驱动工作轴1沿第一方向的反方向移动。可选地，双行程气缸还包括第五气孔605和第六气孔606。第五气孔605与第五气室505相连通，用于第五气室505的进气和/或排气；第六气孔606与第六气室506相连通，用于第六气室506的进气和/或排气。气体通过第六气孔606进入第六气室506，以驱动加压活塞14和卡槽轴13沿第一方向移动，并在卡槽轴13和工作轴1连接的情况下，带动卡槽轴13和工作轴1移动；气体通过第五气孔605进入第五气室505，以驱动加压活塞14和卡槽轴13沿第一方向的反方向移动，并在卡槽轴13和工作轴1连接的情况下，带动卡槽轴13和工作轴1移动；在第五气室505处于体积最大的位置时，气体通过第一气孔601进入第一气室501，并驱动工作活塞9和工作轴1移动，使得工作轴1与卡槽轴13分离。
47.在本实用新型的可选实施例中，双行程气缸包括初始工位、预行程工位和工作工位。双行程气缸处于初始工位时，第一气室501和第五气室505处于体积最大的位置，第二气室502、第四气室504和第六气室506处于体积最小的位置；双行程气缸处于预行程工位时，第四气室504处于体积最大的位置，第五气室505处于体积最大的位置，工作轴1和卡槽轴13通过卡锁机构连接；双行程气缸处于工作工位时，第一气室501和第五气室505处于体积最小的位置，第二气室502、第四气室504和第六气室506处于体积最大的位置。
48.在本实用新型的可选实施例中，结合图2所示，双行程气缸的工作过程如下：
49.双行程气缸的初始位置为最右端，当位于初始位置时，加压活塞14、套活塞7及工作活塞9都位于最右端。此位置例如为“大开口”状态。
50.双行程气缸首先从初始位置(大开口状态)向预行程位置(小开口状态)运动，并停留在预行程位置(小开口状态)。
51.双行程气缸执行工作时(例如进行焊接工作时)，双行程气缸从预行程位置(小开口状态)向工作位置(闭合状态)运动，直到(工作轴1)压住工件后停止运动，设备开始焊接。当工作(焊接)完成后，双行程气缸向预行程位置(小开口状态)运动，并停留在预行程位置；如此在预行程位置和工作位置(闭合状态)之间做往返运动，重复工作(焊接)动作，多次重复焊接动作组成一次工作循环。
52.当完成一次工作循环后，双行程气缸从预行程位置(小开口状态)向初始位置(大开口状态)运动，并停留在大开口位置。
53.在本实用新型的可选实施例中，结合图2所示，双行程气缸的工作原理如下：
54.第一步：从初始位置到预行程位置(从大开口状态到小开口状态)
55.在气阀的控制下，第四气孔604进气、第一气孔601排气，第五气孔605进气，压缩气体推动套活塞7，带动工作活塞9及工作轴1和滚珠8向图示中的左面移动，直到套活塞7与前端盖2接触，滚珠8在卡套6的锥面导向下进入卡槽轴13的卡槽中，形成工作活塞9与卡槽轴13的预连接。
56.从第五气孔605进入的压缩气体作用在加压活塞14的左侧，使加压活塞14及卡槽轴13相对位置保持不动，由于加压活塞14的面积大于套活塞7的面积，在同样的气体压强下，加压活塞14与套活塞7之间形成方向相反的压力差，使得工作轴1在外力作用下保持静止状态。
57.第二步：从预行程位置到工作位置(从小开口状态到闭合状态)
58.第六气孔606和第二气孔602同时进气，第五气孔605排气，加压活塞14、卡槽轴13、工作轴1、工作活塞9和滚珠8同时向左运动，卡套6在弹簧3的弹簧力作用下保持不动，从而卡套6、滚珠8、工作轴1和卡槽轴13之间形成卡锁，工作轴1与卡槽轴13串联为一体，对外输出的力为工作活塞9和加压活塞14两者由压缩气体产生的压力之和。可选地，工作轴1和卡槽轴13上开有通气孔(通气管路16)，用于从预行程位置到初始位置运动时，排出工作轴1开槽内的气体。
59.第三步：从工作位置到预行程位置(从闭合状态到小开口状态)
60.第五气孔605进气，第六气孔606和第二气孔602排气，卡槽轴13通过滚珠8和卡套6的卡锁结构，带动工作活塞9和工作轴1同步向右运动，在右端滚珠8脱离卡套6的卡锁范围。
61.第四步：从预行程位置到初始位置(从小开口状态到大开口状态)
62.第一气孔601进气，第四气孔604排气，压缩空气推动工作活塞9和套活塞7向右运动，直到套活塞7同中隔板11接触。
63.应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
64.依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。