摆动气缸及其活塞组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及摆动气缸及其活塞组件，摆动气缸包括缸体和在缸体的活塞腔内左右移动的活塞组件，活塞组件包括齿条和设置在齿条两端的活塞，所述活塞与齿条通过沿活塞的轴向设置的紧固螺钉或沿活塞的轴向设置的螺旋连接结构可拆固定连接在一起；齿条与活塞上具有在轴向上相互挡止的轴向定位面。本发明的摆动气缸能够增减使用时与齿轮啮合传动的工作传动齿的长度，进而增大或缩小齿轮的往复的旋转角度，来达到调节雨刷摆动角度的目的，这就解决了现有技术中雨刷摆动角度不可调引起的雨刷刮刷范围有限造成的驾驶安全隐患的问题，同时还提高了通用性，减少了对较小玻璃尺寸的使用车辆的限制。
【专利说明】摆动气缸及其活塞组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及可用于气动雨刮器的摆动气缸及其活塞组件。
【背景技术】
[0002]轨道车辆的清洗系统通常采用气动雨刮器，气动雨刮器的驱动机构为摆动气缸，在中国专利文献CN203681493U中公开了一种轨道机车纯气控气动雨刮器马达，包括活塞、外壳和齿条，活塞通过卡扣连接方式安装在齿条两端，齿条安装在外壳的缸体内部，齿条上还设有与其啮合传动的齿轮，齿轮安装在与车体连接的输出轴上，输出轴的输出端与刮臂连接在一起。在使用时，活塞的往复运动带动齿条的往复直线运动，齿条带动齿轮和输出轴往复旋转运动，进而使雨刮器完成雨刷的往返刮拭动作。
[0003]由于活塞通过卡扣连接的方式安装在齿条的两端，使得组装后活塞与齿条的总长度不可改变，所以齿条的往复直线运动的行程是固定的，齿轮和输出轴的往复的旋转角度是固定不变的，与输出轴固设在一起的雨刷也只能在固定的角度范围内摆动，雨刷的摆动角度也就无法调节。这样在使用过程中，或因雨刷的刮刷范围有限，经常会出现刮刷不到的现象，影响驾驶人员的视线，给行车带来安全隐患；或因雨刷的刮刷范围过大，不能适用于挡风玻璃尺寸较小的车型。这就要求提供雨刷摆动角度可调的气动雨刮器摆动气缸。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供摆动气缸，以解决现有雨刷系统中雨刷摆动角度不可调的技术问题。同时，本发明还提供该摆动气缸的活塞组件。
[0005]为实现上述目的，本发明的摆动气缸采用如下技术方案:摆动气缸，包括缸体和在缸体的活塞腔内左右移动的活塞组件，活塞组件包括齿条和设置在齿条两端的活塞，所述活塞与齿条通过沿活塞的轴向设置的紧固螺钉或沿活塞的轴向设置的螺旋连接结构可拆固定连接在一起；齿条与活塞上具有在轴向上相互挡止的轴向定位面。
[0006]在活塞的轴向定位面与齿条对应的轴向定位面之间设有用于调整活塞与齿条之间安装距离的垫块。
[0007]所述的垫块为密封垫片。
[0008]所述的垫块为弹性垫片或碟簧片。
[0009]所述的齿条为中间粗、两端细的圆柱型阶梯轴，在阶梯轴的粗径段上设置低凹平面，齿条的传动齿设置在低凹平面上，阶梯轴的细径段插装在活塞的定位安装孔中，阶梯轴的两端的轴肩和与轴肩挡止配合的活塞端面形成所述的轴向定位面。
[0010]本发明的摆动气缸的活塞组件采用如下技术方案:摆动气缸的活塞组件，包括齿条和设置在齿条两端的活塞，所述活塞与齿条通过沿活塞的轴向设置的紧固螺钉或沿活塞的轴向设置的螺旋连接结构可拆固定连接在一起；齿条与活塞上具有在轴向上相互挡止的轴向定位面。
[0011]在活塞的轴向定位面与齿条对应的轴向定位面之间设有用于调整活塞与齿条之间安装距离的垫块。
[0012]所述的垫块为密封垫片。
[0013]所述的垫块为弹性垫片或碟簧片。
[0014]所述的齿条为中间粗、两端细的圆柱型阶梯轴，在阶梯轴的粗径段上设置低凹平面，齿条的传动齿设置在低凹平面上，阶梯轴的细径段插装在活塞的定位安装孔中，阶梯轴的两端的轴肩和与轴肩挡止配合的活塞端面形成所述的轴向定位面。
[0015]本发明通过用沿活塞的轴向设置的紧固螺钉或沿活塞的轴向设置的螺旋连接结构将齿条和活塞可拆连接在一起，通过旋进/旋出紧固螺钉或螺旋连接结构就可完成组装后的活塞与齿条的总长度的调节，进而在活塞的往复移动的行程不变时，实现增减使用时与齿轮啮合传动的工作传动齿的长度，也就是说改变了参与将活塞的直线运动转化为齿轮的转动的传动齿的运动行程，从而实现增大或缩小齿轮的往复的旋转角度，来达到调节雨刷摆动角度的目的，这就解决了现有技术中雨刷摆动角度不可调引起的雨刷刮刷范围有限造成的驾驶安全隐患的问题，同时还提高了通用性，减少了对较小玻璃尺寸的使用车辆的限制。同时，本发明的活塞组件采用分体式模块化设计，在生产加工时，可以将活塞与齿条分别单独加工，避免了一体式活塞组件的尺寸大带来的加工困难、成本高的问题；在维修时，可以单独修理齿条或者活塞，避免在维修时损坏其它零件。
[0016]进一步的，本发明通过在活塞与齿条的轴向定位面之间设置垫块，通过增减垫块的数量来实现组装后的活塞与齿条的总长度的调节，并与紧固螺钉或螺旋连接结构共同作用，使活塞与齿条的连接更加稳固。
[0017]进一步的，密封垫片能够起到很好的密封效果，使用时，能够防止摆动气缸的工作腔室的压缩空气向外泄露；弹性垫片利用紧固螺钉或螺旋连接结构将其压紧时，其自身产生的弹力来增加螺纹的摩擦力，起到很多好的防松效果；在活塞与齿条之间的连接出现松弛时，碟簧片能够释放部分势能以保持活塞的轴向定位面与齿条的轴向定位面之间的压力，从而达到很好的密封效果。
[0018]进一步的，本发明将齿条设置为中间粗、两端细的圆柱型阶梯轴，可以使活塞组件安装方便，容易保证活塞组件安装后的同轴度，避免其在运动时卡滞，减小摩擦阻力，同时活塞组件可以在缸体的活塞腔内沿其轴线转动，从而使齿条的传动齿的齿顶面和齿轮轮齿的齿顶面保持水平，较好的啮合，满足传动要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明中摆动气缸的活塞组件的一种实施例的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图。
[0020]图中各附图标记名称为:I活塞，2QY型密封圈，3支撑环，4感应磁环，5齿条，6密封垫片，7紧固螺钉。
【具体实施方式】
[0021]摆动气缸，包括缸体、齿轮和活塞组件，活塞组件在缸体的活塞腔内沿左右方向移动。如图1所示，活塞组件包括齿条5和设置在齿条两端的活塞1，活塞上安装有QY型密封圈2，QY型密封圈2既能够保证活塞I与缸体的活塞腔之间的密封，又能够减小摩擦力。为了避免活塞I与缸体的活塞腔之间的摩擦，还在活塞上安装了支撑环3，为了减少摩擦力，支撑环3采用耐磨和低摩擦系数的材料。活塞I上还安装有感应磁环4，上述的缸体上安装有接近开关，感应磁环4为接近开关提供信号，来完成对活塞组件的运动行程的自动控制。
[0022]如图1-2所示，齿条5为中间粗、两端细的圆柱型阶梯轴，为了容纳齿轮，在阶梯轴的粗径段上设置低凹平面，齿条的传动齿设置在低凹平面上，齿条5通过其上的传动齿与齿轮啮合传动。阶梯轴的细径段插装在活塞的定位安装孔中，阶梯轴通过沿活塞的轴向设置的贯穿活塞后，旋拧在细径段的端面上的紧固螺钉7与活塞I可拆连接在一起。当然，在其它实施例中，活塞与齿条可拆连接还可以通过其它形式实现，如在齿条的两端上设置沿活塞的轴线方向的螺纹段并在活塞上设置对应的螺纹孔，通过活塞的螺纹孔与齿条的螺纹段将活塞与齿条可拆连接在一起。
[0023]齿条与活塞上具有在轴向上相互挡止的轴向定位面，在活塞的轴向定位面与齿条对应的轴向定位面之间设有用于调整活塞与齿条之间安装距离的垫块。在本实施例中，阶梯轴的两端的轴肩和与轴肩挡止配合的活塞端面形成上述的轴向定位面，上述的垫块为密封垫片6，当然，在其它实施例中，上述的垫块也可以是弹性垫片或碟簧片，还可以是螺旋安装在活塞上的螺套。
[0024]为了降低产品的重量，上述的活塞组件采用铝合金材料制成。
[0025]该摆动气缸在使用时，通过增减密封垫片的数量来调节活塞I与齿条5之间的安装距离，增减活塞与齿条的总长度，进而实现增减使用时与齿轮啮合传动的工作传动齿的长度，也就是说改变了参与将活塞的直线运动转化为齿轮的转动的传动齿的运动行程，从而实现了增大或缩小齿轮的旋转角度的目的，且结构简单、操作简便，同时，由于密封垫片为通用的标准件，成本低、可替换性高，便于该摆动气缸的推广使用。
[0026]本发明还提供了该摆动气缸的活塞组件，活塞组件的结构与图1所示的活塞组件的结构一致，在此不再赘述。
[0027]以上为本发明的优选实施例，在其它实施例中，上述的齿条还可以是两端具有安装端的长条杆状结构，安装端可以是圆锥形，齿条的圆锥面与活塞上对应设置的圆锥孔的内孔面形成相互挡止的轴向定位面。在其它实施例中，活塞与齿条可拆连接在一起的沿活塞的轴向设置的螺旋连接结构还可以采用其它形式，如在活塞上沿其轴向设置外伸的螺纹段并在齿条上设置对应的螺纹孔。本领域技术人员也可以在不同情况下，根据本领域的设计常识进行等同替换，其都在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.摆动气缸，包括缸体和在缸体的活塞腔内左右移动的活塞组件，活塞组件包括齿条和设置在齿条两端的活塞，其特征在于:所述活塞与齿条通过沿活塞的轴向设置的紧固螺钉或沿活塞的轴向设置的螺旋连接结构可拆固定连接在一起；齿条与活塞上具有在轴向上相互挡止的轴向定位面。
2.根据权利要求1所述的摆动气缸，其特征在于:在活塞的轴向定位面与齿条对应的轴向定位面之间设有用于调整活塞与齿条之间安装距离的垫块。
3.根据权利要求2所述的摆动气缸，其特征在于:所述的垫块为密封垫片。
4.根据权利要求2所述的摆动气缸，其特征在于:所述的垫块为弹性垫片或碟簧片。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的摆动气缸，其特征在于:所述的齿条为中间粗、两端细的圆柱型阶梯轴，在阶梯轴的粗径段上设置低凹平面，齿条的传动齿设置在低凹平面上，阶梯轴的细径段插装在活塞的定位安装孔中，阶梯轴的两端的轴肩和与轴肩挡止配合的活塞端面形成所述的轴向定位面。
6.摆动气缸的活塞组件，包括齿条和设置在齿条两端的活塞，其特征在于:所述活塞与齿条通过沿活塞的轴向设置的紧固螺钉或沿活塞的轴向设置的螺旋连接结构可拆固定连接在一起；齿条与活塞上具有在轴向上相互挡止的轴向定位面。
7.根据权利要求6所述的摆动气缸的活塞组件，其特征在于:在活塞的轴向定位面与齿条对应的轴向定位面之间设有用于调整活塞与齿条之间安装距离的垫块。
8.根据权利要求7所述的摆动气缸的活塞组件，其特征在于:所述的垫块为密封垫片。
9.根据权利要求7所述的摆动气缸的活塞组件，其特征在于:所述的垫块为弹性垫片或碟簧片。
10.根据权利要求6-9任一项所述的摆动气缸的活塞组件，其特征在于:所述的齿条为中间粗、两端细的圆柱型阶梯轴，在阶梯轴的粗径段上设置低凹平面，齿条的传动齿设置在低凹平面上，阶梯轴的细径段插装在活塞的定位安装孔中，阶梯轴的两端的轴肩和与轴肩挡止配合的活塞端面形成所述的轴向定位面。
【文档编号】F16J1/10GK104455405SQ201410529724
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】王玉涛, 王献岭, 王硕, 刘建辉, 贾方迪, 屈利丽 申请人:平原机器厂（新乡）