具有安全装置的气缸致动器的制作方法

气缸致动器通常由管状气体容纳套管(tubular gas containment jacket)形成，该管状气体容纳套管在一端部处由设置有气体填充阀的第一头部密封地闭合，并且在相对端部处由第二头部闭合，第二头部设置有用于杆通过的孔，杆具有活塞，活塞在所述套管内平移；套管和两个头部形成活塞的行程隔室，而所述活塞与套管和第一头部一起形成用于加压气体的室。

这些气缸致动器通常但不排他地用在诸如模具、模制压力机等的情况中，其中它们可能遭受使得它们可能被损坏的使用条件；这种损坏可能导致气缸致动器本身不可用，需要更换以及中断机器或设备(气缸致动器布置成在其中工作)的工作，并且如在由于超压导致的故障的情况下或者在由于由加压气体引起的意外的和不受控制的上升推力即所谓的“不受控返回”现象而造成通过断裂和与活塞分离的杆的弹出的情况下，还可能例如损伤附近的操作者。

经验教导了，最紧急的状况被注意到，即，当模具(气缸致动器作用于该模具上)在气缸致动器处于压缩构造中卡住时，然后所述模具突然释放，导致杆式活塞(stem-piston)的意外返回推力，以至于由于冲击的结果而破坏将杆式活塞保持在套管中的穿孔的头部或杆式活塞。

在这两种情况下，存在杆被强行弹出的严重风险，对附近的任何人员具有极大的危险。

为了消除该缺点，各种设备和装置在当前是已知的，以用于消除杆式活塞的不受控返回的现象。

这些装置中的第一类型提供有防拔出的辅助肩部，该辅助肩部形成在靠近活塞的杆上，使得如果在杆和活塞之间在连接它们的区域中发生断裂，则杆通过所述辅助肩部抵靠设置在气缸致动器的第二穿孔头部上的对应的邻接肩部的邻接而保持在套管内。

关于杆式活塞的不受控返回的情况的第二类型的安全装置提供活塞或杆的预设部分，以在预定力的冲击之后分离，并且提供所述部分以损坏活塞或杆的密封垫圈，从而允许加压气体向外部排放并防止所述杆的剧烈和不受控制的弹出。

所描述的这两种类型的装置用于将杆保持在套管内。

然而，可能发生事件，因为上面描述类型的预定义故障不足以确保加压气体足够快地排出而防止气缸致动器在除了所提供的那些点之外的其它点处发生故障或防止杆式活塞被弹出。

本发明的目标是提供一种具有安全装置的气缸致动器，其能够消除目前已知的具有安全装置的气缸致动器的限制。

在这个目标内，本发明的目的是提供一种气缸致动器，该气缸致动器确保加压气体的安全排出，而不会使杆式活塞在不受控制的返回情况下失效。

本发明的另一个目的是提供一种气缸致动器，其中压缩和膨胀室中的任何过压都不会导致杆式活塞的不受控制的弹出。

本发明的另外的目的是提供一种气缸致动器，该气缸致动器具有不低于已知类型的类似气缸致动器的性能的性能。

本发明的另一个目的是提供一种气缸致动器，该气缸致动器可以容易地安装在已知类型的机器和设备中，而无需特别的解决方案。

该目的以及在下文中将变得更明显的这些和其他目的通过具有安全装置的气缸致动器实现，该气缸致动器包括：

-管状容纳套管，

-两个相对的头部，其用于与在头部和套管之间的对应的密封元件一起闭合所述管状套管；第一头部和相对的第二头部，所述第一头部具有用于杆式活塞通过的通孔，

-杆式活塞，

-在所述管状套管、所述头部和所述杆式活塞之间具有用于加压气体的室，所述气缸致动器的特征在于，所述两个头部中的至少一个头部由主体构成，主体相对于所述管状套管是分离的并通过防拔出肩部保持在所述管状套管中，该防拔出肩部从所述头部的主体突出并且适合于紧靠从管状套管的内表面径向突出的对应内部环形突出部，该防拔出肩部和内部环形突出部适合于相配合以便防止头部从管状套管拔出，所述防拔出肩部预期在轴向方向上不受控返回的情况下减小其自身的直径空间占用而变形，以允许对应的头部朝向所述管状套管的外部相对移动且形成在套管、头部和对应的密封元件之间的气体排出通道。

而且，从在附图中通过非限制性示例示出的根据本发明的气缸致动器的两个优选但非排他性实施方案的描述，本发明的特征和优点将变得更加明显，在附图中：

图1是根据本发明的气缸致动器在其第一实施方案中的截面侧视图；

图2是图1的细节的视图；

图3是与图2相同的细节在已经发生不受控返回事件的情况下的视图；

图4是图1的气缸致动器在已经发生不受控返回事件的情况下的视图；

图5是根据本发明的气缸致动器在第二实施方案中的截面侧视图；

图6是图5的细节的视图；

图7是图6的相同细节在已经发生不受控返回事件的情况下的视图。

参考附图，根据本发明的具有安全装置的气缸致动器在第一实施方案中总体上由附图标记10表示，该气缸致动器用作杆式活塞的不受控的返回的保险装置和超压保险装置。

气缸致动器10包括：

-管状容纳套管11，

-两个相对的头部12和头部13，其用于与下文所述的头部和套管之间的对应的密封元件一起闭合管状套管11；第一头部12和相对的第二头部13，第一头部12设置有用于杆式活塞15的通过的通孔14，

-杆式活塞15，

-在管状套管11、头部12和头部13以及杆式活塞15之间存在用于加压气体16的室。

两个头部12和头部13的第二头部13由主体22构成，主体22相对于管状套管11是独立的，并且通过可变形的防拔出肩部19被保持在管状套管11中，该肩部19从头部13的主体22突出，并且适合于抵靠从管状套管11的内表面21径向突出的对应的内部环形突出部20；可变形的防拔出肩部19和内部环形突出部20因此适合于相配合以防止第二头部13从管状套管11中拔出。

可变形的防拔出肩部19被设计成在不受控制的返回以及随后在轴向方向X上的压缩的情况下减小其自身的直径空间占用23而变形，以便允许对应的头部13朝向管状套管11的外部的相对运动，以及界定在套管11、头部13和对应的密封元件之间的气体排放通道24。

在图3中清楚地示出了该排出通道24。

用于在相对于第一头部12的相对侧上闭合管状套管11的第二头部13由主体22构成，主体22具有圆柱对称性，并且轮廓被设定成使其自身布置在管状套管11的对应的端部部分25中，主体22具有：

-较宽的周界边缘26，其用于管状套管11的端部边缘27在轴向方向X上的搁置；

-环形狭槽28，其用于密封元件，例如静态密封环29，该密封元件被设计成在第二头部13的外表面30和管状套管11的内表面21之间起作用；

-可变形的防拔出肩部19；

-防拔出安全肩部31，其被设计成在不变形的情况下或通过仅部分地变形交会(encounter)内部环形突出部20，以便在任何情况下防止第二头部13从管状套管11的端部部分25完全拔出；

-气体加载孔36；

-用于止回阀38的座37。

可变形的防拔出肩部19具有这样的厚度的轮廓和尺寸，使得当在内部环形突出部20的部分(该内部环形突出部20进而由管状套管11支撑，环形突出部20是管状套管11的一部分)上沿方向X经受压缩以便在不受控制的返回事件的情况下在杆式活塞15的方向上并随杆式活塞15的定向移动时，肩部19沿方向X弯曲而变形，以便呈现出图3中示出的等于或小于由内部环形突出部20确定的内部径向空间占用35的径向空间占用23，并且在任何情况下允许内部环形突出部20在轴向方向X上移动成至少部分地超过可变形的防拔出肩部19。

可变形的防拔出肩部19布置在环形狭槽28和防拔出安全肩部31之间。

防拔出安全肩部31设置在距内部环形突出部20上的第一交会和行程极限点41的距离39处，该距离39大于在第二头部的狭槽28内的密封环29的第一密封点42和管状套管11的端部27之间的距离40。

第一密封点42应理解为理想地密封环29开始工作以防止加压气体穿过第二头部13和内部套管11之间的间隙排出的点。

当第一密封点42不再压靠在管状套管11的内表面21上时，应当假定密封环29不再能确保其全部功能，从而允许加压气体找到逸出路径。

在这种情况下，如果发生不受控制的返回事件，第二头部13与第二头部13所插入的管状套管11的端部部分25之间在轴向方向X上的相对平移允许密封环29从管状套管11的内表面21脱离，从而提供排出通道24。

根据本发明的气缸致动器的第二实施方案在图5、图6和图7中示出，并且气缸致动器在这些图中用附图标记110表示。

在该第二实施方案中，两个头部112和113中的第一头部112由相对于管状套管111不同的主体122构成，并且通过可变形的防拔出肩部119保持在管状套管111中，防拔出肩部119从第一头部112的主体122突出并且适合于紧靠从管状套管111的内表面121径向突出的对应的第一内部环形突出部120；可变形的防拔出肩部119和第一内部环形突出部120因此适合于相配合以防止第一头部112从管状套管111中拔出。

可变形的防拔出肩部119被设计成在轴向方向X上不受控制的返回和随后的压缩的情况下减小其自身的直径空间占用123而变形，以允许第一头部112朝向管状套管111的外部的相对移动且形成套管111、头部112和对应的密封元件之间的气体排出通道124。

在图7中清楚地示出了该排出通道124。

用于在相对于第二头部113的相对侧上闭合管状套管111的第一头部112由主体122构成，主体122具有圆柱对称性并且轮廓设定成将其自身布置在管状套管111的对应的端部部分125中。

主体122具有：

-较宽的周界边缘126，其用于管状套管111的端部边缘127在轴向方向X上的搁置接触；

-环形狭槽128，其用于密封元件，例如静态密封环129，该密封元件被设计成在第一头部113的外表面130和管状套管111的内表面121之间起作用；

-可变形的防拔出肩部119；

-防拔出安全肩部131，其被设计成在不变形的情况下或通过仅部分地变形交会第二内部环形突出部150，以便防止在任何情况下从管状套管111的端部部分125完全拔出第一头部112；

-用于杆式活塞115的通孔114；

-用于杆式活塞115的环形导向和邻接部分151；

-内部环形狭槽152，其用于动态密封环153，动态密封环153适合于提供通孔114中抵靠杆式活塞115的密封。

在本发明的该第二实施方案中，可变形的防拔出肩部119也具有厚度上的轮廓和尺寸，使得当可变形的防拔出肩部119(因为可变形的防拔出肩部119由第一头部112的主体122支撑，可变形的防拔出肩部119是第一头部112的一部分)通过内部环形突出部120在方向X上受到压缩以便在不受控制的返回事件的情况下沿杆式活塞115的方向和随杆式活塞115的定向移动时，可变形的防拔出肩部119在方向X上弯曲而变形，以便呈现等于或小于如图6和7所示由内部环形突出部120确定的内部径向空间占据138的径向空间占用123，并且在任何情况下允许内部环形突出部120进行相对平移运动以至于在轴向方向X上至少部分地越过可变形的防拔出肩部119。

在该实施方案中，可变形的防拔出肩部119设置在第一头部112的主体122的环形导向和邻接部分151处。

防拔出安全肩部131设置在距第二内部环形突出部150上的第一交会和行程极限点141的距离139处，该距离139大于在第一头部的狭槽128中的密封环129的第一密封点142和管状套管111的端部127之间的距离140。

在这种情况下，如果发生不受控制的返回事件，在轴向方向X上在第一头部112和第一头部112所插入的管状套管111的端部部分125之间的相对平移使得允许密封环129从管状套管111的内表面121脱离，从而形成排出通道124。

实际测试中已经表明，根据本发明被致动的气缸在用于模具、模制压力机等的情况中还用作超行程保险装置，其中它们可以与压力机或模具的相关部件一起经受高内压或冲击的情况。

实际上，已经发现，根据本发明的被致动的气缸实现了预期的目的和目标。

特别地，根据本发明的被致动的气缸在杆式活塞的不受控的返回事件的情况下确保加压气体的安全排出，而不发生杆或其一部分的不受控制的弹出。

此外，在根据本发明的被致动的气缸中，压缩和膨胀室中的任何过压都不会导致杆式活塞的不受控制的弹出。

此外，在本发明的气缸致动器中，不受控制的返回事件仅引起气缸致动器的一个部分，即第一头部或第二头部的变形或损坏，通过更换该部分，使所述气缸致动器恢复恰当的和完全的操作以节省形成气缸致动器的所有其它部件是可能的。

此外，气缸致动器提供不低于已知类型的类似气缸致动器的性能的性能。

此外，提供了一种气缸致动器，其可以容易地安装在已知类型的机器和设备中，而不需要特别的解决方案。

根据本发明的被致动的气缸还用作超行程保险装置。

由此构思的本发明允许许多修改和变化，所有这些修改和变化都在所附权利要求的范围内；另外所有细节可以由其它技术上等同的元件替代。

在实践中，所使用的部件和材料以及可能的形状和尺寸，只要它们与具体用途相容，就可以根据要求和现有技术任意改变。