本發(fā)明涉及氣體彈簧和用于氣體彈簧的安全方法。

背景技術(shù)：

在鈑金零件的沖壓中，在成形過程期間，氣體彈簧部分地被用來在成形過程期間保持板材，而部分地被用來在板材成形后將模具分離成兩半。支承坯料保持件的氣體彈簧在沖壓過程的開始被加載，并在板材成形完成之后、隨著壓力機滑塊和壓力機頂部零件的向上運動卸載。氣體彈簧的多大的部分被加載是由沖壓過程、最終沖壓的板件的外觀和所利用行程長度來控制的。為了最優(yōu)化板材成形操作，需要對沖壓循環(huán)的完全控制。

存在的風(fēng)險是，沖壓循環(huán)不能被滿意地控制。在過載的情況中，在已經(jīng)過的行程過遠且長于氣體彈簧的所限定的標稱行程長度的情形下，氣體彈簧可受不利影響。該過載會引起對氣體彈簧的管道的損壞，從而導(dǎo)致工作壽命減少，并導(dǎo)致管道可能地以不受控且不期望的方式散開。為了避免這種情況，氣體彈簧已經(jīng)裝備有防止超行程的保護件，這表示一旦氣體彈簧受到超出其標稱行程長度的行程，氣體可安全地漏出。這種保護件的示例可參見EP 1366308 B1、EP 0959263 B1、EP 2177783 A2和WO 2010/102994 A1

在用于超行程保護件的上述方案中，會發(fā)生以下情況：當(dāng)保護件不應(yīng)觸發(fā)時保護件觸發(fā)了。這些情況之一可為當(dāng)氣體彈簧通過軟管接頭連接在沖壓刀具中時。當(dāng)彈簧中的氣體在例如保養(yǎng)的過程中被清空時，氣體彈簧變得無壓力，且氣體彈簧支承坯料保持件的能力消失。由于坯料保持件的重量，氣體彈簧的活塞桿接著被向內(nèi)壓入彈簧，并且當(dāng)活塞桿到達其端部位置時，坯料保持件的重量可引起超行程保護件觸發(fā)：如在EP 2177783 A2和WO 2010/102994 A1中，其中，引導(dǎo)件被壓入管道；或如在EP 0959263 B1中，其中，活塞桿可將置于氣體彈簧的底部的插頭推出。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因而，目的是提供一種氣體彈簧，該氣體彈簧具有超行程保護件的非必要觸發(fā)的減小的風(fēng)險。

本發(fā)明由所附的獨立權(quán)利要求限定。實施例由從屬權(quán)利要求、以下的說明書和附圖中演化而來。

根據(jù)第一方面，提供了一種氣體彈簧，該氣體彈簧包括氣缸、在氣缸內(nèi)可沿軸向運動的活塞桿以及引導(dǎo)件，其中，在氣缸壁與引導(dǎo)件之間存在軸向向外開口的間隙。氣體彈簧還包括保護件，保護件布置使得其在間隙的寬度上徑向延伸?；覊m保護件固定在引導(dǎo)件中或在氣缸壁中，且構(gòu)造使得，當(dāng)軸向力施加至保護件時，該力的第一部分傳遞至引導(dǎo)件，而該力的第二部分傳遞至氣缸壁。

軸向向外敞開的間隙可在引導(dǎo)件與氣缸壁之間沿周向行進。

當(dāng)軸向壓縮力被施加至氣體彈簧時，該力的一部分被傳遞至保護件，當(dāng)氣體彈簧接近沿壓縮方向觀察的超行程時，且撞擊保護件的那部分力在引導(dǎo)件與氣缸壁之間被傳遞，使得保護件減輕引導(dǎo)件上的載荷。因而，保護件延遲了氣體彈簧的超行程保護件的觸發(fā)，并減小非必要觸發(fā)的風(fēng)險。

保護件可設(shè)置有周向凸緣，周向凸緣沿軸向和徑向有一定范圍。

保護件可借助凸緣被固定在引導(dǎo)件中的徑向凹部中。

保護件可借助凸緣被固定在氣缸的內(nèi)壁表面中的徑向凹部中。

凸緣實現(xiàn)了保護件相對于引導(dǎo)件和/或氣缸壁的至少基本可靠的固定。此外，凸緣可將軸向作用力傳遞至其固定于其中的部分，或傳遞來自其固定于其中的部分的軸向作用力。從保護件的周向上觀察，凸緣可分成至少2個、至少5個、至少10個或至少20個分離的圓形部段，且在它們之間沿保護件的周向具有無凸緣的間隔。

將凸緣劃分成其間帶有無凸緣的間隔的圓形部段增加了凸緣在徑向上的柔性并從而便于將保護件安裝在氣體彈簧上。此外，通過材料的選擇并通過無凸緣的間隔的分配和配置，保護件的軸向剛度可被影響。用于氣體的各圓形部段之間的無凸緣的間隔還使得在超行程的情況下氣體更易于泄漏。

保護件的圓形部段在周向上的擴展可比兩個分離的圓形部段之間沿保護件的周向的無凸緣的間隔至少一樣大、至少大1.5倍、至少大2倍或至少大3倍。

保護件的圓形部段在周向上的擴展可為兩個分離的圓形部段之間沿保護件的周向的無凸緣的間隔的至少1/3、至少1/2、至少2/3或相等大小。

保護件可包括引導(dǎo)件接觸部以及氣缸接觸部，引導(dǎo)件接觸部實現(xiàn)對引導(dǎo)件的密封，氣缸接觸部實現(xiàn)對氣缸壁的密封。

引導(dǎo)件接觸部和氣缸接觸部中的一個可分別抵靠引導(dǎo)件和氣缸壁被預(yù)張緊。

預(yù)張緊可沿軸向和/或徑向。

保護件還可包括徑向連接部分，徑向連接部分徑向地連接引導(dǎo)件接觸部和氣缸接觸部。

徑向連接部分的徑向范圍可大于間隙的寬度。

引導(dǎo)件接觸部和氣缸接觸部中的至少一個可具有固定件，用于保護件分別相對于引導(dǎo)件和氣缸壁的可靠固定。

可靠固定的替代方法可為摩擦固定。

保護件可具有襯墊表面，襯墊表面沿軸向支承抵靠氣缸的端面的斜面或抵靠引導(dǎo)件上的斜面。

襯墊表面可形成于繞保護件行進的部分上。

斜面可構(gòu)成軸向端面至氣缸的外壁表面的過渡部的倒角。

襯墊表面可構(gòu)造在氣缸接觸部的徑向外部中。

替代地，斜面可構(gòu)成引導(dǎo)件的軸向端面在至引導(dǎo)件的活塞桿所面向的內(nèi)壁表面的過渡部的倒角。

替代地，襯墊表面可構(gòu)造在引導(dǎo)件接觸部的徑向外部中。

襯墊表面和/或斜面可基本為錐形或彎曲/倒圓的，例如使得當(dāng)保護件受到軸向壓縮力時，襯墊表面將徑向向外位移與斜面作用，其中，形成襯墊表面的材料部在周向上被彈性地拉伸。這產(chǎn)生了周向作用的壓縮力，當(dāng)軸向壓縮力停止作用時，周向作用的壓縮力將引起保護件回到其原始位置。因而，保護件沿徑向被引導(dǎo)出氣缸的端面或引導(dǎo)件，并當(dāng)保護件受到軸向力時，減小了保護件的彎曲的風(fēng)險。沿軸向支承抵靠氣缸的端面的斜面或抵靠引導(dǎo)件上的斜面的襯墊表面還吸收一部分軸向壓縮力。

氣體彈簧還可包括安全裝置，安全裝置構(gòu)造為在超行程的情況下從氣缸排出過量壓力，且其中，保護件進一步軸向地延伸出氣體彈簧的安全行程，使得保護件在安全裝置被致動前將施加至保護件的軸向力傳遞至引導(dǎo)件和氣缸壁。

安全裝置可為例如在EP 2177783 A2和WO 2010/102994 A1中所示的超行程保護件類型或為在EP 0959263 B1中所示的類型。

然而，保護件不阻止在發(fā)生超行程時超行程保護件被致動，而是僅阻止不必要的這種致動。

保護件可構(gòu)造并布置使得：一旦施加至保護件的軸向力已移除，就在引導(dǎo)件與氣缸壁之間產(chǎn)生軸向擴張力。

因而，一旦施加至保護件的軸向力已移除，保護件就有助于將引導(dǎo)件彈回至開始位置。

具體地，保護件可構(gòu)造并布置成產(chǎn)生軸向力，該軸向力足夠大以從安全裝置未被致動到使得氣體開始漏出的程度的位置恢復(fù)引導(dǎo)件的軸向位置。

保護件可以某種材料形成，該材料的彈性模量為形成引導(dǎo)件和氣缸的材料的彈性模量的至少1/100至1/5、至少1/50至1/5、至少1/25至1/5或至少1/10至1/5。

保護件中的材料可為聚合物材料，聚合物材料從包括塑料、橡膠和橡膠狀材料的組中選擇。這種材料的示例為TPE、TPU和PU。

保護件可布置成將施加至保護件的軸向力傳遞至引導(dǎo)件和氣缸壁，軸向力的大小為1000－50000N、2500－50000N、5000－50000N、10000－50000N、20000－50000N、30000－50000N或40000－50000N。

保護件可為在引導(dǎo)件與氣缸之間密封的灰塵保護件，使得灰塵被阻止在間隙中向下運動并進入氣體彈簧。

保護件可能、但不必須與灰塵保護件為一體。

保護件可構(gòu)造并布置使得：當(dāng)氣體彈簧變得無壓力時，阻止引導(dǎo)件滑入氣缸。

根據(jù)第二方面，提供了一種用于氣體彈簧的安全方法，該氣體彈簧包括氣缸、在氣缸內(nèi)可沿軸向運動的活塞桿、引導(dǎo)件和保護件，其中，在氣缸壁與引導(dǎo)件之間存在軸向向外開口的間隙，保護件固定在引導(dǎo)件內(nèi)或氣缸壁內(nèi)且布置使得保護件在周向間隙的寬度上方徑向延伸，其中，該安全方法包括：

－向氣體彈簧施加壓縮軸向力，

－當(dāng)氣體彈簧接近沿壓縮方向觀察的超行程時，將壓縮軸向力的一部分傳遞至保護件，

－將撞擊保護件的那部分壓縮軸向力傳遞至引導(dǎo)件和氣缸壁。

安全方法還可包括以下步驟：

－通過保護件沿與壓縮方向相反的方向在引導(dǎo)件與氣缸壁之間產(chǎn)生擴張力，以及

－一旦壓縮軸向力已移除，使引導(dǎo)件回到開始位置。

以此方式，因而，當(dāng)軸向力被移除時，保護件有助于將引導(dǎo)件彈回至其開始位置。

附圖說明

圖1是設(shè)置有保護件的氣體彈簧的剖視圖。

圖2a示出了保護件的立體圖。

圖2b示出了保護件的剖視圖。

圖2c示出了灰塵保護件的剖視圖。

圖3是帶有保護件的完整的氣體彈簧的立體圖。

圖4a－4c是設(shè)有保護件的氣體彈簧的局部剖視圖，且其中示出了觸發(fā)氣體彈簧的超行程保護件的過程。

圖5示出了具有已知類型的灰塵保護件的氣體彈簧的剖視圖。

圖6示出了圖5中的灰塵保護件的立體圖。

具體實施方式

為了減少由于過載而對氣體彈簧的管道的損壞，氣體彈簧裝備有防止超行程的保護件。超行程保護件設(shè)計使得，一旦氣體彈簧受到超出其標稱行程長度的行程，彈簧內(nèi)的氣體可安全地漏出?？烧业礁鞣N類型的超行程保護件：如在EP 2177783 A2和WO 2010/102994 A1中，其中，突出超過氣缸的管道邊緣的引導(dǎo)件被壓入管道，或如在EP 0959263 B1中，其中，活塞桿可將置于氣體彈簧的底部的插頭推出。在最后提到的情形中，引導(dǎo)件不必然向上伸出氣缸。

以下所論述的本發(fā)明的實施例適應(yīng)于超行程保護件的上述兩種類型，本發(fā)明的實施例用于提供一種氣體彈簧，該氣體彈簧減小了超行程保護件的非必要觸發(fā)的風(fēng)險。然而，在本申請和附圖中，為了簡單起見，僅示出了首先所提及的類型，但以下所論述的方案不論氣體彈簧所設(shè)置的超行程保護件而提供相同的效果。

參見圖1、圖3和圖4a－4c，根據(jù)本發(fā)明的氣體彈簧減小了超行程保護件的非必要觸發(fā)的風(fēng)險，該氣體彈簧包含：氣缸2、活塞桿3、引導(dǎo)件4以及位于引導(dǎo)件4與氣缸2之間的軸向向外敞開的間隙6，活塞桿3可沿軸向在氣缸2內(nèi)運動。保護件10布置使得其在間隙6的寬度上徑向延伸。保護件10固定在引導(dǎo)件4中或在氣缸壁5中。保護件構(gòu)造使得，當(dāng)軸向力F施加至保護件時，力F的第一部分傳遞至引導(dǎo)件4，而該力的第二部分傳遞至氣缸壁5。

保護件10將施加至其上的力F分配至引導(dǎo)件4和氣缸壁5，使得保護件10減輕了引導(dǎo)件4上的載荷。通過引導(dǎo)件4的卸載，氣體彈簧1的超行程保護件的致動被延遲，由此，超行程保護件的不必要的觸發(fā)的風(fēng)險減小。保護件10還當(dāng)彈簧變得無壓力時阻止引導(dǎo)件4滑入氣缸2。

施加至保護件10且傳遞至引導(dǎo)件4或氣缸壁5的力的分配可為50－50、40－60、60－40、30－70、70－30、20－80、80－20、10－90或90－10。

軸向向外敞開的間隙6可為在引導(dǎo)件4與氣缸壁5之間沿周向行進的間隙。間隙6便于氣體彈簧1的安裝。

保護件10可為在引導(dǎo)件4與氣缸2之間密封的灰塵保護件，使得灰塵被阻止以免其在間隙6中向下運動并進入氣體彈簧1。

參見圖4a－4c，保護件10可通過沿氣缸2的軸向抵靠端面11支承或預(yù)張緊而密封，且替代地，如果保護件10構(gòu)造為沿徑向延伸經(jīng)過氣缸2的端面11(未示出)，則保護件10還可通過抵靠氣缸2的外壁12支承或預(yù)張緊而密封。保護件10也能可選地抵靠氣缸1的內(nèi)壁7(未示出)支承或預(yù)張緊。

保護件10可通過沿軸向支承抵靠引導(dǎo)件4的端面和/或支承抵靠引導(dǎo)件4的外壁(未示出)而密封。

保護件10(圖2a、2b、2c)可設(shè)置有周向凸緣20，周向凸緣20沿軸向和徑向有一定范圍。保護件10可通過凸緣20固定在引導(dǎo)件4的徑向凹部內(nèi)(參見圖4a－4c)。替代地，保護件10可通過凸緣20固定在氣缸的內(nèi)壁表面7中的徑向凹部內(nèi)(未示出)。保護件10的凸緣20的軸向范圍可適應(yīng)使得，保護件10被保留在引導(dǎo)件4中或氣缸的內(nèi)壁表面7中的徑向凹部內(nèi)。

從保護件的周向上觀察，凸緣20可分成至少2個、至少5個、至少10個或至少20個分離的圓形部段21，且在它們之間沿保護件10的周向具有無凸緣的間隔。

保護件10的圓形部段21在周向上的擴展可比兩個分離的圓形部段21之間沿保護件10的周向的無凸緣的間隔至少一樣大、至少大1.5倍、至少大2倍或至少大3倍。保護件10的圓形部段21在周向上的擴展可為兩個分離的圓形部段21之間沿保護件10的周向的無凸緣的間隔的至少1/3、至少1/2、至少2/3或相等大小。

圖5示出了具有已知類型的灰塵保護件40(圖6)的氣體彈簧1。灰塵保護件40與特定的保護件10不同，僅構(gòu)造為阻止灰塵進入氣體彈簧1，且引導(dǎo)件4的卸載不會發(fā)生或極少發(fā)生(并且僅為摩擦的)。就像特定的保護件10一樣，已知類型的灰塵保護件40當(dāng)氣體彈簧1變得無壓力時阻止引導(dǎo)件4滑入氣缸2。

特定的保護件10可以某種材料形成，該材料的彈性模量為形成引導(dǎo)件4和氣缸2的材料的彈性模量的至少1/100至1/5、至少1/50至1/5、至少1/25至1/5或至少1/10至1/5。

優(yōu)選地，灰塵保護件的至少50％、至少75％或100％以這種材料形成。

保護件10中的材料可為聚合物材料，聚合物材料從包括塑料、橡膠和橡膠狀材料的組中選擇。這種材料可為例如PU、TPE或TPU。保護件可由硬度為30－100肖氏A、優(yōu)選為70－100肖氏A或80－90肖氏A的材料形成。

圖2a－2c中的保護件10可包括引導(dǎo)件接觸部50以及氣缸接觸部51，引導(dǎo)件接觸部50實現(xiàn)對引導(dǎo)件4的密封，氣缸接觸部51實現(xiàn)對氣缸壁5的密封。

保護件10還可包括徑向連接部分52，徑向連接部分52徑向地連接引導(dǎo)件接觸部50和氣缸接觸部51。

徑向連接部分52的徑向范圍可大于間隙6的寬度。

引導(dǎo)件接觸部50和氣缸接觸部51中的至少一個可具有固定件20，用于保護件10相對于引導(dǎo)件4或相應(yīng)的氣缸壁5的可靠固定。

引導(dǎo)件接觸部50和氣缸接觸部51中的一個或兩個可分別抵靠引導(dǎo)件4和氣缸壁5被預(yù)張緊。

預(yù)張緊可沿軸向和/或徑向。

用于可靠固定的固定件的替代方式為引導(dǎo)件接觸部和氣缸接觸部中的至少一個具有用于摩擦固定的固定件。

對于圖2b中所示的安裝在氣體彈簧1上保護件10，徑向連接部分52沿軸向支承抵靠氣缸的端面11。當(dāng)圖2c中的保護件10安置在氣體彈簧2上且沒有載荷時，圖2c中的保護件10的連接部分52不沿軸向支承抵靠氣缸的端面11(參見圖1)，而是形成周向或部分周向的覆蓋的通道53。

保護件10可具有襯墊表面，襯墊表面沿軸向支承抵靠氣缸的端面11的斜面或抵靠引導(dǎo)件4上的斜面。

斜面可構(gòu)成軸向端面11至氣缸2的外壁表面12的過渡部的倒角。

襯墊表面可構(gòu)造在氣缸接觸部51的徑向外部中。

替代地，斜面可構(gòu)成引導(dǎo)件的軸向端面在至引導(dǎo)件的活塞桿所面向的內(nèi)壁表面的過渡部的倒角。

替代地，襯墊表面可構(gòu)造在引導(dǎo)件接觸部52的徑向外部中。

因而，保護件10沿徑向被引導(dǎo)出氣缸的端面11或引導(dǎo)件4，并當(dāng)保護件10受到軸向力F時，減小了保護件10的彎曲的風(fēng)險。

襯墊表面可形成于繞保護件10行進的部分上。

氣體彈簧1還可包括安全裝置，安全裝置構(gòu)造為在超行程的情況下從氣缸2排出過量壓力，且其中，保護件10進一步軸向地延伸出氣體彈簧1的安全行程，使得保護件10在安全裝置被致動前將施加至保護件的軸向力F傳遞至引導(dǎo)件4和氣缸壁5。

安全行程可被限定為活塞桿3的部分行程，在該部分行程期間，(在氣缸2的頂部或底部中的)某些安全裝置被致動。安全行程可包括某些部分隨活塞桿3運動，諸如是例如圖1中所示的突出引導(dǎo)件4的情形。

優(yōu)選地，保護件可在安全行程的開始前被致動。在此，保護件的行程可構(gòu)成為安全行程的100％－300％、優(yōu)選150％－200％。

安全裝置可為例如在EP 2177783 A2和WO 2010/102994 A1中所示的類型或為在EP 0959263 B1中所示的類型。

在圖4a－4c中示出了設(shè)置有保護件10的氣體彈簧1的局部剖視圖。在這些圖中，示出了設(shè)置有特定的保護件10的氣體彈簧10的在EP 2177783 A2和WO 2010/102994 A1中所示類型的觸發(fā)超行程保護件的過程。在圖4a中，看見保護件10固定在引導(dǎo)件4中的凹部內(nèi)。保護件10在徑向敞開的間隙6上方徑向地延伸。圖4b中，當(dāng)軸向力F施加至保護件10時，保護件10沿軸向被壓縮且將一部分力F傳遞至引導(dǎo)件4而將一部分力傳遞至氣缸壁5和/或氣缸2的軸向端面11，于是引導(dǎo)件被卸載。在圖4c中，傳遞至引導(dǎo)件的力已變得大到使得引導(dǎo)件4已被推入氣缸，且氣缸2與引導(dǎo)件4之間的靜態(tài)密封件30(O形圈)已經(jīng)穿過管道內(nèi)部的槽，其中，超行程保護件已被觸發(fā)且氣體已以受控的方式漏出。

當(dāng)使得氣體彈簧1無壓力時，為了引導(dǎo)件4應(yīng)在氣缸2中被推下并終止于氣體可經(jīng)過的位置，沒有消耗更多的力，這可導(dǎo)致彈簧2不能在保養(yǎng)后被再充填。

保護件10的構(gòu)造使得：如果發(fā)生超行程，則保護件10不阻止氣體彈簧1致動其超行程保護件，但確保這不非必要地被觸發(fā)。保護件10可構(gòu)造使得其可在引導(dǎo)件4上產(chǎn)生擴張力。因而，保護件10相對于引導(dǎo)件4的固定必須使得其可沿與壓縮方向相反的方向、即擴張方向吸收足夠大的力。此外，必須能夠通過保護件10的支承抵靠氣缸壁5的那部分產(chǎn)生反向力，并能夠通過與保護件10的徑向內(nèi)部和外部相連的部分傳遞該反向力。因而，當(dāng)軸向力F被移除時，保護件10有助于將引導(dǎo)件4彈回至其開始位置。

保護件10可在引導(dǎo)件4被向下推之前應(yīng)對大的載荷。保護件可布置成將施加至保護件的軸向力傳遞至引導(dǎo)件和氣缸壁，軸向力的大小為1000－50000N、2500－50000N、5000－50000N、10000－50000N、20000－50000N、30000－50000N或40000－50000N。

當(dāng)氣體彈簧1上的載荷減小時，例如當(dāng)氣體被補充在彈簧1內(nèi)時，保護件10有助于確保引導(dǎo)件4不恢復(fù)其正常位置。

以相同的方式，保護件10可用于EP 0959263B1中的超行程保護件的方案中，其中，活塞桿撞擊在超行程的情況下觸發(fā)的彈簧底部的插頭。引導(dǎo)件4不必然地需要在氣缸2上方突出。為了阻止觸發(fā)插頭，在此情形下，保護件10還可將力吸收并將力傳遞至引導(dǎo)件4和氣缸壁5。

上述用于氣體彈簧1的安全方法可包括將壓縮軸向力施加至氣體彈簧1。當(dāng)氣體彈簧1接近沿壓縮方向觀察的超行程時，壓縮軸向力的一部分被傳遞至保護件10，且此后，撞擊保護件10的那部分壓縮軸向力在引導(dǎo)件4與氣缸壁5之間被傳遞。因而，保護件10減輕引導(dǎo)件4上的載荷，并延遲氣體彈簧1的超行程保護件的觸發(fā)，從而減小其非必要觸發(fā)的風(fēng)險。

該安全方法還可包括以下步驟：通過保護件10，沿與引導(dǎo)件4與氣缸壁5之間的壓縮方向相反的方向產(chǎn)生擴張力，并當(dāng)壓縮軸向力F已被移除時將引導(dǎo)件4返回至開始位置。