过压保护氮气弹簧、过压过行程保护氮气弹簧、保护片的制作方法

1.本实用新型涉及氮气弹簧领域，尤其涉及到过压保护氮气弹簧、过压过行程保护氮气弹簧、保护片。


背景技术：

2.氮气弹簧(或称氮气缸或氮缸)是一种以高压氮气为工作介质的新型弹性组件，它具有体积小、弹力大、行程长、工作平稳、制造精密、使用寿命长(一般可达一百万次伸缩)、弹力曲线平缓、以及不需要预紧等优点，被应用于模具(特别是汽车冲压模具)上，能完成金属弹簧、橡胶和气垫等常规弹性组件难于完成的工作，能够有效简化模具的设计和制造，方便模具的安装和调整，延长模具的使用寿命，以及确保产品质量的稳定。
3.现有的氮气弹簧主要包括缸体、活塞杆、衬套及密封圈。现有氮气弹簧无超压保护结构，当缸体内压力过大时，容易导致缸体爆裂并可能引发安全事故；也有部分氮气弹簧设置有超行程保护结构，即在缸体特定位置设置薄壁结构，实现薄壁结构位置壁厚变薄，确保当缸体内压力过大时，薄壁结构位置最先破开，起到防护作用。但是薄壁结构实现难度大，壁厚不易控制，实际操作难以实现。
4.因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供过压保护氮气弹簧、过压过行程保护氮气弹簧、保护片，通过安全保护装置实现氮气弹簧过压保护，并且通过更换保护片后即可再次使用，节约成本。
6.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：一种过压保护氮气弹簧，包括缸体、活塞杆、衬套，其特征在于：所述缸体开设有台阶通孔，所述缸体设置有与台阶通孔对应的安全保护装置，
7.所述安全保护装置包括盖合所述台阶通孔的保护片、设于台阶通孔与保护片之间的密封圈、可拆卸连接于所述缸体并限制保护片脱离台阶通孔的可拆卸堵头，且所述可拆卸堵头开设有通气孔。
8.本实用新型进一步设置为：所述台阶通孔内供所述密封圈抵触的端面为台阶通孔密封面，所述密封圈位于保护片与台阶通孔密封面之间。
9.本实用新型进一步设置为：所述可拆卸堵头朝向保护片的一端开设有供保护片形变的形变腔室，所述形变腔室与通气孔连通。
10.本实用新型进一步设置为：所述缸体下端面开设有供通气孔内气体排出的泄气槽，泄气槽一端与台阶通孔连通，另一端与所述缸体侧壁连通，过压时保护片变形或破裂，缸体腔内气体依次经过台阶通孔、形变腔室、通气孔，由泄气槽泄气排出。
11.本实用新型进一步设置为：一种过压过行程保护氮气弹簧，具有上述的过压保护氮气弹簧，所述保护片内端面粘接或者焊接球体或柱体形成凸块，凸块供活塞杆端部抵触
并使保护片变形，过压过行程时保护片变形或破裂，缸体腔内气体依次经过台阶通孔、形变腔室、通气孔，由泄气槽泄气排出。
12.本实用新型进一步设置为：所述凸块是由保护片与柱体一体成形，凸块上端球体或柱体位于所述台阶通孔中心位置。
13.本实用新型进一步设置为：一种保护片，应用于上述的过压保护氮气弹簧或过压过行程保护氮气弹簧。
14.本实用新型进一步设置为：所述保护片材质为钢、铜或铝合金。
15.本实用新型进一步设置为：所述保护片呈平面形，或所述保护片一端端面开设有若干方便保护片形变或破裂的形变槽。
16.本实用新型进一步设置为：所述形变槽呈直线形或环形，所述形变槽为直线时，形变槽呈辐散状设置。形变槽槽底可成v形状、u形状、矩形形状。
17.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
18.在使用过程中可拆卸堵头抵触于保护片，即保护片朝向缸体内腔的一端边沿抵触于密封圈并实现密封，另一端边沿抵触于可拆卸堵头，从而确保达到固定保护片位置并密封缸体内腔；当缸体内腔压力过大(过压)时，由于保护片仅边沿位置抵触于可拆卸堵头，保护片表面受压后朝向通气孔方向弯曲形变，进而导致保护片边沿相对于密封圈产生位移变化并产生空隙，缸体内过压的气体通过该空隙位置进入主至通气孔并排出，或者保护片产生破损从而供过压气体排出，实现过压保护，如需再次使用，仅需更换保护片。
19.当缸体内腔过压后，保护片产生形变并使缸体内气体泄出，该气体依次经过通气孔、泄气槽后从缸体外侧壁位置排出，通过泄气槽，方便排出过压的气体。
20.在氮气弹簧正常行程范围内，活塞杆压缩后不与球体或柱体接触，当活塞杆过行程压缩移动后，活塞杆端部抵触并驱动球体或柱体下移，并通过球体或柱体驱动保护片形变，进而达到保护片与密封圈之间形成有空隙，达到泄气效果；另外由于球体或柱体与台阶通孔之间留有供缸体内气体接触保护片的空隙，当缸体内腔过压且活塞杆未接触球体或柱体时，保护片受过压气体的压力并产生形变，进而保护片与密封圈之间形成有空隙，供过压气体泄出，从而实现过压过行程保护。
附图说明
21.图1是实施例1的剖视图一；
22.图2是图1的a部放大视图；
23.图3是实施例1的剖视图二，用于表现氮气弹簧过压时保护片的形变；
24.图4是图3的b部放大视图；
25.图5是实施例1的仰视图，用于表现缸体底面形状；
26.图6是实施例2的剖视图一，用于表现球体或柱体呈球形的结构；
27.图7是图6的c部放大视图；
28.图8是实施例2的剖视图二，用于表现氮气弹簧超行程是的状态；
29.图9是图8的d部放大视图；
30.图10是实施例2的剖视图三，用于表现球体或柱体呈柱状并与保护片焊接的结构；
31.图11是实施例2的剖视图四，用于表现球体或柱体呈柱状并与保护片一体成型的
结构；
32.图12是实施例4的正视图一；
33.图13是实施例4的正视图二；
34.图14是实施例4的剖视图一，用于表现图12或图13状态下形变槽截面呈矩形；
35.图15是实施例4的剖视图二，用于表现图12或图13状态下形变槽截面呈弧形；
36.图16是实施例4的正视图三；
37.图17是实施例4的剖视图三，用于表现图16状态下形变槽呈矩形；
38.图18是实施例4的剖视图四，用于表现图16状态下形变槽呈弧形。
39.图中数字所表示的相应部件名称：1、缸体；2、活塞杆；3、衬套；4、台阶通孔；5、台阶通孔密封面；6、保护片；7、密封圈；8、可拆卸堵头；9、通气孔；10、形变腔室；11、泄气槽；12、球体或柱体；13、形变槽；14、凸块；15、内端面。
具体实施方式
40.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。
41.实施例1：如图1至图5所示，本实用新型提出的一种过压保护氮气弹簧，包括缸体1、活塞杆2、衬套3，所述缸体1开设有台阶通孔4，所述缸体设置有与台阶通孔4对应的安全保护装置。
42.其中安全保护装置包括盖合所述台阶通孔4的保护片6、设置于台阶通孔4与保护片6之间的密封圈7、可拆卸连接于所述缸体1并限制保护片6脱离台阶通孔4的可拆卸堵头8。台阶通孔4内壁设置有台阶结构，即台阶通孔4位于缸体1内壁一端的孔径小于位于缸体1端面的孔径，所述台阶通孔4内供密封圈7抵触的端面为台阶通孔密封面5，所述密封圈7位于保护片6与台阶通孔密封面5之间。本实施例中，密封圈7为o型圈，所述可拆卸堵头8与台阶通孔4可拆卸连接，本实施例中选用螺纹连接，且可拆卸堵头8端部抵触于保护片6并限定保护片6的位置。所述可拆卸堵头8开设有通气孔9。
43.在使用过程中，可拆卸堵头8抵触于保护片6，即保护片6朝向缸体1内腔的一端边沿抵触并压紧密封圈7，实现密封作用，另一端边沿抵触于可拆卸堵头8，从而确保达到固定保护片6位置并密封缸体1内腔；当缸体1内腔压力过大(过压)时，由于保护片6仅边沿位置抵触于可拆卸堵头8，保护片6表面受压后朝向通气孔9方向弯曲形变，进而导致保护片6边沿相对于密封圈7产生位移变化并产生空隙，缸体1内过压的气体通过该空隙位置进入主至通气孔9并排出，或者保护片6产生破损从而供过压气体排出，实现过压保护，如需再次使用，仅需更换保护片6。
44.本实施例中，可拆卸堵头8朝向保护片的一端开设有供保护片形变的形变腔室10，所述形变腔室10与通气孔9连通。通气孔9的孔径小于新变腔室10的直径，可以有效避免变形或破裂后的保护片6从通气孔9位置排出，起到安全防护作用，另外通过形变腔室10，方便保护片6产生形变。
45.使用本实施例的氮气弹簧时，氮气弹簧一般装置于相应模具结构，缸体1下端面可能存在一定气密性，为方便缸体1内过压气体排出。可拆卸堵头8背离台阶通孔4的一端与缸体1下端面之间留有间隙，并且缸体1下端面开设有供通气孔9内气体排出的泄气槽11，泄气
槽11可以呈弧形，所述泄气槽11一端与台阶通孔4连通，另一端与所述缸体1侧壁连通，即实现缸体1侧壁位置通过泄气槽11与通气孔9连通。当缸体1内腔过压后，保护片6产生形变并使缸体1内气体泄出，该气体依次经过通气孔9、泄气槽11后从缸体1外侧壁位置排出，通过泄气槽11，方便排出过压的气体。
46.实施例2，一种过压过行程保护氮气弹簧，如图6至图11所示，具有实施例1或2所述的过压保护氮气弹簧结构。在本实施例中，定义保护片6背离堵头的一端为内端面15，内端面焊接或粘接有供活塞杆2端部抵触并使保护片6变形的球体或柱体12，所述球体或柱体12与台阶通孔4内壁之间留有供缸体1内气体接触保护片6的空隙，所述球体或柱体12位于所述台阶通孔4中心位置，并且保护片6端面设置球体或柱体12后命名为凸块14。
47.本实施例中球体或柱体12远离保护片6的一端延伸至缸体1内腔。在氮气弹簧正常行程范围内，活塞杆2压缩后不与球体或柱体12接触，当活塞杆2过行程压缩移动后，活塞杆2端部抵触并驱动球体或柱体12下移，并通过球体或柱体12驱动保护片6形变，进而达到保护片6与密封圈7之间形成有空隙，达到泄气效果；另外由于球体或柱体12与抵接部5内壁之间留有供缸体1内气体接触保护片6的空隙，当缸体1内腔过压且活塞杆2未接触球体或柱体12时，保护片6受过压气体的压力并产生形变，进而保护片6与密封圈7之间形成有空隙，供过压气体泄出，从而实现过压过行程保护。
48.其中球体或柱体12可通过黏胶粘接于保护片6或通过焊接固定于保护片6，即球体或柱体12固定于保护片6时，在球体或柱体12与保护片6之间形成有黏胶或焊锡结构15，上述连接方式方便加工球体或柱体12及保护片6。另外当球体或柱体12具体为柱体时，球体或柱体12可与保护片6一体成型，即保护片6及球体或柱体12通过车加工而成，该加工方式可确保球体或柱体12位于保护片6中心位置。
49.实施例3：一种保护片，该保护片6应用于实施例1或2所述的过压保护氮气弹簧，抑或应用于实施例3中的过压过行程保护氮气弹簧，本实施例中保护片6呈平面形。
50.本实施例中，为确保氮气弹簧的缸体1内腔压力超过额定范围时，保护片6产生形变并实现泄气，因此需要精确控制保护片6的厚度，在确定保护片6厚度时，需进行多次精确试验，以达到明确选用保护片6的厚度。另外选用保护片6的厚度亦可通过计算确定范围值，
51.计算方式为：f1*d*l＝p*s。
52.其中f1：材料的许用应力；d：保护片6直径；l：保护片6的厚度；p：弹簧内气体的最大压强；s：保护片6的圆的面积。
53.在进行制定保护片6时，先通过上述公式计算保护片6厚度范围值，然后再选用厚度范围值内的多个厚度的保护片6，进行试验；通过实现选定保护片6的厚度，已达到便捷选定保护片6厚度。
54.实施例4，相对实施例4进一步设置：如图12至图18所示，在保护片6背离密封圈7的表面设置若干形变槽13，形变槽13可以为一条或多条，并且形变槽13形状可为直线形、环形，并且形变槽13的截面可呈矩形或弧形。在形变槽13为环形时，形变槽13环形中心与保护片6同心设置，当形变槽13为直线或曲线形时，形变槽13以保护片6圆心为中心呈辐散状分布，通过上述的形变槽13方便保护片6产生形变或在形变槽13位置破裂。
55.本实施例中保护片6的材质可以为钢、铜或铝合金等，并确保保护片6所用的材料许用应力稳定。
56.在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本实用新型的限制。
57.在本文中，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，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
58.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。