专利名称：长度可调的气弹簧的制作方法
技术领域：
本发明涉及长度可调的气弹簧。
在据EP0564776 A1(对应于日本专利平-5-64105号)所了解的一类长度可调的气弹簧中，调节装置是液压式的，触发装置则设有可与气弹簧锁合的弹性锁舌。这些锁舌的锁定突起与气弹簧所配置的凹座结合。就锁合方面而论，上述方法是能满足要求的，但却要求较为复杂的制造过程。此外，液压调节装置也是难以操作的。
在DE4236732号(对应于EP0595357A2号)中所述的带调节装置的气弹簧中，是将波顿拉索中的拉索固定安装于气弹簧上，而将包围拉索的软管压靠到操作销上。
DE4114101A1号中则描述了调节装置中包括有波顿拉索的气体弹簧。为此将操纵杆铰接到活塞杆端，来驱动设在空心活塞杆中的阀销。美国专利4793450号所公开的一种长度可调的气弹簧中，可以通过致动膜盒驱动流体式触发装置来开/关在两个部分机壳室之间的阀。
上述所有装置在设计上的缺点是需要用极高的操作力来将阀打开。
本发明的目的即在于实现这样一种气弹簧，使得为操纵它所耗费的力极低。
本发明的上述目的可以通过权利要求1特征部分所述的特点达到。根据本发明的方法，可以不需像已知的各种方法那样沿着密封装置推动阀销来克服高的摩擦力，而是使阀销与密封装置脱开。由于气弹簧中一般存在有100巴以上的高压，故必须在密封装置的很高密封力下进行密封，这样在已知的种种方法中就会造成相应高的操作力。但是根据本发明的设计，阀的操纵杆是旋转的，就不需很高的操作力。此外，密封装置也不受磨损影响。
从附属权项中可知，为了获得所述的优点，只需对阀销能在机壳内沿纵向移动的这类周知和泛用的长度可调的气弹簧中，对其结构作较少的改进即可。具体地说，根据本发明的方法，借助气动的触发膜盒或是机械方法，能够用很小的力来操纵阀。
本发明的其它特点、优点与细节，可从下面结合附图对其典型实施例所作的说明中获得理解，在附图中
图1是长度可调的气弹簧的纵剖图；图2是通过图1所示气弹簧的纵剖图，它与图1相比已经放大，且阀处于工作时的位置；图3是通过此气弹簧的触发装置，沿图2中剖面线III-III的剖面图；图4是长度可调的气弹簧的第二实施例的纵剖图，其中的阀已关闭；图5是通过图4中气弹簧的纵剖图，其中的阀已打开；图6是相对于图4和5对气弹簧稍有改进的纵剖图，对所述的阀设有纯机械的触发装置；图7是通过此气弹簧一改进实施例的部分纵剖图，其中的阀处在由牵引力操作的位置，而图8是通过图7中气弹簧的部分纵剖图，其中的阀处于由压力操纵的位置。
图1与2的长度可调的气弹簧1所见有的机壳1基本上是由直径不同的两根管构成，它们同心地一个设在另一个之中，即内缸2与外缸3，这两个缸之间由于内径差而形成环形室4。
设有近似环形的活塞5可在内缸2中沿轴向移动；用到一密封环6，它的周边相对于内缸2的内侧壁形成为气密。活塞5固定在同轴导向机壳1的活塞杆8的一端上。活塞杆8从机壳1的一端引出。在边一端，机壳1为闭环9封闭，闭环9的周边由环形密封件10相对外缸3的内侧壁11成为气密的。沿轴向朝外，闭环9为外缸3的卷边12支承。沿轴向朝内，有一杯形套13压靠闭环9且装纳下一多唇密封件14，后者的这些唇密封地贴靠着活塞杆8。这样就不会有任何气体沿活塞杆8表面外逸。
坐落于外缸3的内壁11上的中心件15从机壳1内使其自身支承于套13上；中心件15上设有拱肋16，在其上面沿径向亦即居中地支承内缸2的内壁7。内缸2还沿轴向受到牢靠地支承，亦即不能沿轴向运动。由于只是设置拱肋16来使内缸2定中并获得轴向支承，故在此区域可使环形室4与内缸2中的部分机壳室17通连，此部分机壳室17由活塞5、在机壳1活塞出口侧的端部、以及内缸2的内壁7所限定。
在机壳1的与活塞杆出口相对的端部设有阀19，借助阀19，在活塞5与阀19之间的位于内缸2中的部分机壳室20，便可以与环形室4从而与另一部分机壳室17相连通或相分开。
包括阀19在内的整个气弹簧取基本上相对于中央轴线21对称的结构。阀19的阀体22是由外段23与内段24形成。外段23压靠外缸3的内壁11，由此使阀体22相对外缸3定中。同样，内径较小的内段24则压靠内缸2的内壁7，由此而在阀体22与内缸2之间因而在内缸2与外缸3之间取中。在外段23通过内段24处形成有限位环25而使得阀体22沿轴向压靠内缸2。一方面在外段23另一方面在内段24的邻区于相应的环形沟26、27中设有环形密封件28、29，由此，一方面在外段23与外缸3的内壁11之间，另一方面在内段24与内缸2的内壁7之间形成气密连接。分配给外段23的环形沟26由位于外段23上的阀体22的杯形外盖30界定。分配给内段24的环形沟27则由安装于内段24之上并转向部分机壳室20的阀体22的内盖31界定。一般，阀体22以及盖30与31是由合适的塑料制成并经粘合剂或超声焊接相互结合。
阀体22与轴线21共轴线地设有柱形凹座32，其中设有双臂阀操纵杆34的相同柱形的内臂33，此操纵杆的另一个臂即外臂35则基本上设在阀体22之外。借助形成在有较大直径的内臂33和有较小直径的外臂35之间的环件36，可使操纵杆34抵靠一支座37，此支座由一环形盘形成，可由适当的金属构成，插于阀体22之中，并由外盖30保持。支座37有一个与轴线21共轴线且向外立即朝外臂35扩大的口38，而它在转向操纵杆34的内臂33的这一侧上则有一轴承环39使它自身支承着操纵杆34的环件36。同样，外盖30与轴线21共轴地有一个用于外臂35的通孔40，此通孔的直径大于外臂35的直径，使得在静止位置时与轴线21共轴线的操纵杆34能相对于轴线21绕由轴承环39与环件36形成的枢轴支承41转动，如图2中所概示。
在阀体22的外段23中形成有环形沟42，它由支座37界定，其中设有密封地压靠内臂33的环形密封件43。环形密封件43与中央支承41紧邻，它即令在操纵杆34转动时也总能使柱形凹座32相对于外部密封，也就是它能阻止压缩气体从机壳1向外有任何逸出。在这一部分中，转向阀体22的内段24的部分机壳室20，于柱形凹座32的膨胀部分44中设有环形密封件45，后者在操纵杆34的静止位置中密封地贴靠操纵杆34的内臂33上，此环形密封件45可从图1中看到，而操纵杆34在其中与轴线21共辆线地设置，内臂33贴靠到环形密封件45上这一表面上形成有阀座46，如图2所示，在操纵杆34绕中央支承41作最大转动时，内臂33便在最邻近环形密封件45处压靠柱形凹座32的壁面，在此形成有一限位部47。从图2中可以具体地看到，柱形凹座32比操纵杆34的内壁33宽，这样就能获得所需要的转动能力，同时能在柱形凹座32的壁与操纵杆34的内臂之间形成槽48，其中开有一条近似沿径向延伸的通道49，它形成于外段23中且使环形室4与槽48连通同时设有一节流部50。
环形密封件45所取的尺寸能使得当操纵杆34转动到直至碰合上限位部47时，内臂33的阀座46便在与限位部47径向相对的这一侧脱离开环形密封件45到这样的程度，即在其中形成有一个很小的间隙51，通过它能使压缩气体从部分机壳室20流出，通过膨胀部分44、间隙51、槽48、通道49、环形室4以及通道18而进入部分机壳室17，反之亦然。但要是操纵杆34处于它的静止位置，则环形密封件45便压靠到阀座46上，密封住它整个的周围而不再有间隙51。当阀19按规定方式打开时，环形密封件45便在限位部47相邻侧沿径向强制地压缩向轴线21；为使这种径向压缩能为平行于轴线21的相应膨胀补偿，设置有环形的腹板52，它与内盖41紧固地连接、使环形密封件保持于膨胀部分44内、并在操纵杆34的静止位置(如图2中左侧所示)处沿朝向环形密封件45的轴线21的方向中有某一间隙53。在间隙53的范围内，当阀19打开(如图2中右侧所示)，环形密封件45可以平行于轴线21变形。
操纵杆34绕中央支承41的转动是在2～3°的旋转角a的范围内。
机壳1与活塞杆8出口相对的部分(图中的上部)有一带锥形的紧固部54，它的边缘55朝轴线21内缩。边缘55给隔套56形成一限位部，阀体22沿轴线21的方向支承于其上。隔套56中设有阀操纵杆34用的触发装置57。此触发装置包括有流体特别是气体驱动的触发膜盒58，膜盒58形成在由连接件60保持于隔套56的室59中。如图3具体所示，触发膜盒58有一压到从机壳1朝外上引的操纵杆的外臂35上的薄膜61，为薄膜61限定的室59则与一为起动膜盒64形成的起动装置64连接。起动膜盒64包括一取单向阀形式的充气阀65，当起动膜盒64处于部分真空的情形，触发膜盒58便通向大气压使空气进入。在起动膜盒64压缩的情形，充气阀65关闭，这样就在起动膜盒64、软管62与触发膜盒58之中产生过剩压力。这种起动膜盒由弹性材料例如橡胶制成，例如在其于图1所示的静止位置下基本上为圆筒形。当起动膜盒64如图2所示被压缩，空气即受迫通过软管62进入室59，由此使薄膜61变形并使操纵杆34依前述方式转动。室59由薄膜61和触发装置57的固定壁66界定。触发装置57能作为一种插入元件从上方插入隔套56内。触发膜盒58也能直接设置于紧固部54中，直接或间接地支承于后者的内壁上。在方便的方式下，将至少是部分充有压缩气体的长度可调的气弹簧这样地来使用将前述的锥形紧固部54由锥形夹具固定到一椅座68下方的相应支承装置67上，此气弹簧的机壳1则与可沿轴线21的方向移动的方式设置，但再垂直地导向与座板底架70相连的立管71的导套69。活塞杆8则是可旋转地安装于上述立管71的底部上。这样的结构是一般采用的。
图4与5示明了长度可调的气弹簧的另一实施例。它包括例如由钢管形成的圆筒形机壳72，此机壳72的中央纵轴线为73。机壳72有一端为封闭塞74封闭，在封闭塞74上设有所谓眼状件用作紧固装置75。封闭塞74的周边上设有沟76，其中安装一环形密封件77，此封闭塞74密封地压合到机壳72的内壁78上。封闭塞74相对于机壳72于轴线73的方向这样地受到制动；机壳72有一卷曲部79迫压向密封件77并进入沟76内。此外，机壳72的相关端部设有从外部环绕封闭塞74的卷边80。
在另一端，机壳72设有导套81，它与轴线73成为共轴线地配置，而在它的外侧也扣牢机壳72的卷边82。在导套81中，与轴线73共轴线配置且从机壳72中引出的活塞杆83可沿其轴向导向进行位移。圆环形密封件84支承于导套81上，以一端密封地压靠到机壳72的内壁78上而以另一端压向活塞杆83。此密封件84为一保持环85沿轴向保持对向机壳72的内部，此保持环85沿轴向受到迫入机壳72内的卷曲部86或是由分布于周边上的按钮形凹槽的制动。借助于上述方法，机壳72在两端封闭成不透气与不透流体的。
带有整体阀88的活塞87安装在活塞杆83的位于机壳72中的端部上。通过设在活塞杆83中的且与轴线73共轴的钻孔89从外面来起动阀88。此活塞杆的外端设有外螺纹90而于其上安装着紧固装置(未示明)。
活塞87的外侧设有沟91，其中安装一环形密封件92密封地压附到机壳72的内壁78上。此活塞将机壳72的内室分成两个部分机壳室93与94。活塞87包括一基本上是圆筒形的阀体95，上面连接着活塞杆83。阀体95有一环件96用作机壳72的内壁78上的导引件并用来纳置环形密封件92。
阀88在结构上与图1和2所示典型实施例中的阀19类似但在功能上则一致。下面对于结构上不同但功能上等效的部件附以与图1和2所示典型实施例中相同的标号但在右上角加撇号“′”。与中央纵轴线73同轴线地于阀体95中设有一基本上是圆筒形的凹座32′，它在朝向活塞杆83的方向上为与阀体95形成整体的圆环形支座37′所限定，支座37′有一个朝向活塞杆扩大的孔38′，由此而形成一轴承环39′。在支座37′的邻近，上述活塞杆使钻孔89扩展，起到一个将于后面说明的腔室的作用。阀操纵杆34′的内臂33′与外臂35′分别设在凹座32′与室59′中，环形件36′与轴承环39′相配合在大直径的内臂33′臂与小直径的外臂35′之间形成一中央支承41′。在支座37′的紧邻处于凹座32′内设有环形密封件。另一环形密封件45′的所在处则邻近部分机壳室94，也即邻近操纵杆34′的内臂33′的端部(远离中央支承41′的端部)。为便于安装，在两个环形密封件43′与45′之间设有一隔套97，用来使环形密封件43′与45′相对单一的方向固定。阀体95中设有通道49′，它使部分机壳室93与环绕内臂33′的槽48′通连并也可有一节流部。环形密封件45′由固定在阀体95上的内部圆环盖31′保持。当操纵杆34′从其与轴线73一准直的静止位置旋转到图5所示的转定位置时，内臂33′便压到在盖31′上形成的限位件47′或隔套97上，而相对的阀座46′便脱离开环形密封件45′，形成间隙51′，由此使部分机壳室93与94相互连通。
在构成阀体95中纳置活塞杆83的这部分的室59′中，设有用作触发装置57′的触发膜盒58′，它支水承室59′的壁98上，形成于活塞杆83之上，并以另一侧压靠着操纵杆34的外臂35′。能过根基本上无弹性但易弯曲的软管62′，依据图1与2所示实施例中的相同方式，使此触发膜盒58′与起动膜盒64′所形成的起动装置63′相连接。在起动膜盒64′压缩时，流体压入到触发膜盒58′中使其膨胀，导致操纵杆34′从图4所示静止位置旋转到图5所示位置中，在此，阀门88打开，让流体即压缩气体或液体从部分机壳室93或94之一流入另一之中。
从图6所示的典型实施例中可知，此实施例与图4和5所示实施例大体上一致，而且阀88也同样可由纯机械的方式工作。为此目的，可在活塞杆83的钻孔89中设置一可绕轴线73转动的起动杆99，起动杆99的突出到活塞杆83上的端部有一可转动的起动手柄100。
起动杆99与外臂35′在它们位于室59′的端部处相互由两个起到偏心装置作用的致动面101与102配合到一起，使得当起动杆99为起动手柄100带动绕轴线73转动时，起动杆99的致动面101能使外臂35′的致动面102依垂直于轴线73的方式位移，这样就造成了操纵杆34′的上述转动。
上述起动杆与操纵杆外臂间的致动面也可构造成例如斜坡形，使得当起动杆在轴线方向中移动时能让操纵杆转动。
对于图7和8所示实施例中设置的部件与图1和2所示实施例中相同的，采用相同的标号，而不需重新说明。立于结构不同而功能一致的部件，则采用与图1和2中所用的相同标号但在右上角加双撇号“"”。
在图7与8所示实施例中，阀19′的阀操纵杆34″包括内臂33″，它的位于环形密封件43与45之间的部分有一颈口103，使得当阀操纵杆34″转动时，槽48常能显示出有足够尺寸的自由部分。
在装放机壳1中紧固部54的凹座104上方，于保持装置67″内形成有一个腔室105，它垂直于轴线21延伸，其中设有依箭头107与108示向移动的滑动件106。滑动件106上有一个用来安放阀操纵杆34″的相应端部的钻孔109，钻孔109中又设有取漏斗形式朝凹座104扩大的输入端110。滑动件106上设有起动件111，由它可使滑动件106依垂直于轴线21的方向移入腔室105中。通过对应于图7中箭头107示向的牵引力或是对应于图8中箭头108示向的压力，可使阀操纵杆34″依前面结合图1与2所示的方式旋转。起动件111例如可以是波顿拉索或棒。导引到腔室105中的上述滑动件106与起动件111在一起构成了触发装置57″。
权利要求
1.长度可调的气弹簧，它包括具有中央纵轴线(21，73)的机壳(1，72)；与中央纵轴线(21，73)同轴线地从机壳(1，72)中引出的活塞杆(8，83)；设在活塞杆(8，83)上、可在机壳(1，72)内移动并将机壳(1，72)分成两个部分机壳室(17，20；93，94)的活塞(5，87)；以及用来使这两个部分机壳室(17，20；93，94)相互连通的阀(19，88，19″)，特征在于阀(19，88，19″)有阀操纵杆(34，34′，34″)，它设置成可垂直于其纵向转动，而阀的阀座(46，46′)在杆(34，34′，34″)从静止位置转到阀(19，88，19″)的打开位置时，能够脱离开密封件(45，45′)，而形成使两个部分机壳室(17，20，93，94)通连的间隙(51，51′)。
2.如权利要求1所述气弹簧，特征在于阀操纵杆(34，34′，34″)沿中央纵轴线(21，73)的方向延伸。
3.如权利要求1或2所述气弹簧，特征在于阀操纵杆(34，34′，34″)是双臂杆，其中的一个臂(33，33′，33″)包括阀座(46，46′)，而另一个臂(35，35′)上则有一触发装置(57，57′，57″)作用。
4.如权利要求1至3中任一个所述的气弹簧，特征在于阀操纵杆(34，34′，34″)是安装在中央支承(41，41′)中。
5.如权利要求4所述气弹簧，特征在于密封件(43，43′)设在紧邻枢转支承(41，41′)的阀操纵杆(34，34′)之上。
6.如权利要求1至5中任一个所述气弹簧，特征在于触发装置(57，57′)包括可由流体来膨胀的触发膜盒(58，58′)，它经软管(62，62′)与起动装置(63，63′)相连。
7.如权利要求1至5中任一个所述的气体弹簧，特征在于上述触发装置是由起动杆(99)形成，起动杆(99)通过致动面(101，102)与阀操纵杆(34′)结合。
8.如权利要求1至7中任一个所述的气弹簧，特征在于阀(19，19″)设在机壳(1)的与活塞杆(8)出口处相对的端部上。
9.如权利要求1至7中任一个所述的气弹簧，特征在于阀(88)是形成在活塞(87)中。
10.如权利要求1至5中任一个所述的气弹簧，特征在于触发装置(57″)是由作用于阀操纵杆(34″)上并由牵引力或压力驱动的机械起动件形成。
全文摘要
长度可调的气弹簧，它包括有机壳(1)和由机壳中引出的上面设有活塞(5)的活塞杆(8)，后者将机壳(1)分成两个部分机壳室(17，20)，设有用来使这两个室(17，20)相互连通的阀(19)，阀(19)包括设置成能垂直于自身纵向转动的阀操纵杆(34)以及此阀的阀座(46)，此阀座当杆(34)自静止位置转到阀(19)打开位置时，能脱离开密封件(45)，同时形成可使室(17，20)连通的间隙(51)。
文档编号F16F9/00GK1165257SQ97102418
公开日1997年11月19日 申请日期1997年2月3日 优先权日1996年2月10日
发明者赫伯特·沃尔夫, 汉斯-彼特·鲍尔 申请人:萨斯派康巴特公司