專利名稱：有一滑動(dòng)套簡(jiǎn)的活塞式機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的活塞式機(jī)械。
由專利文件DE19749727C2已知一種此類型的活塞式機(jī)械。它包括一個(gè)機(jī)殼，其中按一種環(huán)形的布局繞旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸安裝多個(gè)活塞。驅(qū)動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)軸經(jīng)傳動(dòng)件傳給環(huán)形的擺盤(pán)，再?gòu)臄[盤(pán)傳給可平行于機(jī)器軸移動(dòng)的活塞。其中，擺盤(pán)可擺動(dòng)地支承在一個(gè)可直線移動(dòng)地固定在機(jī)器軸上的套筒上。套筒中制一長(zhǎng)孔，傳動(dòng)件通過(guò)它穿入，因此，套筒在機(jī)器軸上的軸向運(yùn)動(dòng)能力受長(zhǎng)孔尺寸的限制。裝配通過(guò)將傳動(dòng)件穿過(guò)長(zhǎng)孔插入進(jìn)行。機(jī)器軸、傳動(dòng)件、滑動(dòng)套筒和擺盤(pán)均設(shè)在一個(gè)所謂的傳動(dòng)室內(nèi)，其中存在活塞式機(jī)械具有規(guī)定壓力的氣態(tài)工質(zhì)?；钊綑C(jī)械的輸送體積并因而輸送功率，取決于活塞抽吸側(cè)與壓力側(cè)之間的壓力比，或相應(yīng)地取決于一方面缸內(nèi)和另一方面?zhèn)鲃?dòng)室內(nèi)的壓力。
因此本發(fā)明的目的是提供一種活塞式機(jī)械，它能方便地裝配和有更好的工作特性。
此目的通過(guò)有權(quán)利要求1和4特征的活塞式機(jī)械達(dá)到。
按本發(fā)明的活塞式機(jī)械的特征在于有一個(gè)擺盤(pán)，它一方面為了傳遞驅(qū)動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)件與機(jī)器軸鉸接，以及另一方面可繞一橫向于機(jī)器軸定向的鉸鏈軸擺動(dòng)地支承在一滑動(dòng)體上，其中，滑動(dòng)體有一個(gè)沿機(jī)器軸旋轉(zhuǎn)軸線方向開(kāi)口的槽，它至少部分圍繞傳動(dòng)件。此滑動(dòng)體優(yōu)選地設(shè)計(jì)為帶一個(gè)形式上為一側(cè)開(kāi)口的長(zhǎng)孔的槽的套筒。因此，套筒可插套在機(jī)器軸和傳動(dòng)件上，即使傳動(dòng)件和機(jī)器軸互相已固定連接。在裝配狀態(tài)傳動(dòng)件通過(guò)長(zhǎng)孔伸出并因而在多側(cè)被套筒圍繞。機(jī)器軸、擺盤(pán)和滑動(dòng)體優(yōu)選地至少部分設(shè)在活塞式機(jī)械外殼內(nèi)部的一個(gè)所謂傳動(dòng)室內(nèi)，其中存在要壓縮的工質(zhì)。
按本發(fā)明的設(shè)計(jì)，滑動(dòng)體在其槽的區(qū)域內(nèi)有一個(gè)朝傳動(dòng)件方向作用的第一止擋面和在軸向的端側(cè)上有一個(gè)朝機(jī)器軸固定件方向作用的第二止擋面。這些止擋面用于限制滑動(dòng)體在機(jī)器軸上的運(yùn)動(dòng)；它們相對(duì)于傳動(dòng)件沿軸向總是設(shè)在滑動(dòng)體的相同側(cè)。借助于這些止擋面確定了滑動(dòng)體的極端位置，其中，第一極端位置應(yīng)在擺盤(pán)與機(jī)器軸相交一個(gè)最小角度以及在擺盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)活塞實(shí)施一個(gè)最大行程時(shí)達(dá)到。在這種情況下第一止擋面擋靠在傳動(dòng)件上。第二極端位置應(yīng)在擺盤(pán)與機(jī)器軸至少近似成直角相交并因而采取“中立位置”時(shí)達(dá)到，在此中立位置，活塞式機(jī)械的活塞不通過(guò)擺盤(pán)運(yùn)動(dòng)。在這種情況下第二止擋面擋靠在機(jī)器軸的固定件上。此固定件優(yōu)選地設(shè)計(jì)為可從機(jī)器軸拆卸的止動(dòng)環(huán)。
按本發(fā)明的另一項(xiàng)設(shè)計(jì)，在固定件與滑動(dòng)體第二止擋面之間裝一個(gè)彈性元件，尤其一個(gè)軟的盤(pán)形彈簧。優(yōu)選地以這樣的方式為固定件配設(shè)此彈性元件，即，當(dāng)滑動(dòng)體以其第二止擋面完全壓縮彈性元件時(shí)，擺盤(pán)處于其中立位置。彈性元件優(yōu)選地只是在滑動(dòng)體處于其第二極端位置附近時(shí)才起作用。在一種修改的實(shí)施例中，彈性元件用于連續(xù)地平衡作用在滑動(dòng)體上的力。
按本發(fā)明的活塞式機(jī)械的特征還在于，滑動(dòng)體在其面朝機(jī)器軸的內(nèi)側(cè)圍繞一個(gè)空腔，一個(gè)通過(guò)機(jī)器軸導(dǎo)引的孔，尤其一條排流管路通入此空腔內(nèi)。此孔優(yōu)選地用于從相應(yīng)地壓力平衡的傳動(dòng)室引出工質(zhì)。設(shè)在滑動(dòng)體內(nèi)的空腔優(yōu)選地由至少一個(gè)在滑動(dòng)體內(nèi)側(cè)的長(zhǎng)槽構(gòu)成，以及用于進(jìn)入孔內(nèi)或排流管路中的流動(dòng)轉(zhuǎn)向和導(dǎo)引。由于滑動(dòng)體與機(jī)器軸一起旋轉(zhuǎn)，在處于空腔內(nèi)的工質(zhì)上施加離心力。在空腔內(nèi)部可進(jìn)行流過(guò)的混合物的分相。
按本發(fā)明的設(shè)計(jì)，空腔有一個(gè)通向活塞式機(jī)械傳動(dòng)室的口，其中，此口設(shè)置為沿機(jī)器軸旋轉(zhuǎn)軸線方向離制在機(jī)器軸內(nèi)的排流管路的出口有一個(gè)距離。供給排流管路的工質(zhì)經(jīng)此口首先進(jìn)入空腔，在空腔內(nèi)流過(guò)一定距離平行于機(jī)器軸旋轉(zhuǎn)軸線的路程，隨后到達(dá)排流管路中。在此空腔內(nèi)，工質(zhì)的液態(tài)與氣態(tài)組分彼此分開(kāi)，尤其是潤(rùn)滑劑和其他液體從氣態(tài)工質(zhì)分離，以及在適當(dāng)設(shè)計(jì)的情況下通過(guò)重力影響回流到傳動(dòng)室內(nèi)。
按本發(fā)明的另一項(xiàng)設(shè)計(jì)，口設(shè)在槽的區(qū)域內(nèi)。由此，以簡(jiǎn)單的方式提供了一個(gè)比較大的口，它被設(shè)在離排流管路出口足夠遠(yuǎn)的地方。
由下面的說(shuō)明和附圖給出其他特征和特征組合。附圖中簡(jiǎn)化表示本發(fā)明的具體實(shí)施例并在下面詳細(xì)說(shuō)明。其中

圖1通過(guò)按本發(fā)明的活塞式機(jī)械的縱剖面；圖2按圖1的活塞式機(jī)械工作原理圖；圖3活塞式機(jī)械的滑動(dòng)體立體圖；圖4通過(guò)按圖1的活塞式機(jī)械滑動(dòng)體和機(jī)器軸的橫截面；以及圖5通過(guò)活塞式機(jī)械滑動(dòng)體和與圖5相比經(jīng)修改的機(jī)器軸的橫截面。
圖1表示通過(guò)一種形式上為汽車空調(diào)設(shè)備致冷劑壓縮機(jī)的活塞式機(jī)械1的縱剖面。此活塞式機(jī)械1有多個(gè)裝在機(jī)殼3內(nèi)的活塞4。全部活塞軸線12離旋轉(zhuǎn)軸線11距離固定，亦即幾何上排列在一個(gè)圍繞機(jī)器軸2的圓柱面上?；钊?在圓柱形套筒10內(nèi)導(dǎo)引，在套筒內(nèi)形成圓柱形壓縮腔13，其中，活塞4將壓縮腔13與所謂的傳動(dòng)室14(“曲軸箱”)分開(kāi)。通過(guò)下面詳細(xì)說(shuō)明的傳力布局，將機(jī)器軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞4的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
形式上為滑動(dòng)套筒9的滑動(dòng)體在機(jī)器軸2上導(dǎo)引。在滑動(dòng)套筒9上還裝一圓環(huán)形的擺盤(pán)5，其中，擺盤(pán)5可與滑動(dòng)套筒9一起沿旋轉(zhuǎn)軸線11的方向移動(dòng)。在滑動(dòng)套筒9上兩側(cè)裝兩個(gè)短銷，它們確定了一條橫向于機(jī)器軸旋轉(zhuǎn)軸線11定向的鉸鏈軸線8，擺盤(pán)5可繞此軸線擺動(dòng)。
在機(jī)器軸2的孔2a中固定一傳動(dòng)件7。傳動(dòng)件7大體與機(jī)器軸成直角伸出，并將一個(gè)球形的鉸接部分插入擺盤(pán)沿徑向開(kāi)口的安裝座15內(nèi)(見(jiàn)圖2)。因?yàn)閭鲃?dòng)件7固定在機(jī)器軸上，所以擺盤(pán)繞鉸鏈軸線8的擺動(dòng)與滑動(dòng)套筒7的移動(dòng)耦合。在活塞式機(jī)械工作時(shí)，機(jī)器軸2的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)件7傳給擺盤(pán)(沿箭頭W方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))。
垂直于鉸鏈軸線8定義一個(gè)通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸線11延伸的主中面，它將活塞式機(jī)械的抽吸側(cè)與壓力側(cè)分開(kāi)。此主中面10與機(jī)器軸一起旋轉(zhuǎn)。
擺盤(pán)5在其圓周上在每個(gè)活塞4的區(qū)域內(nèi)被一鉸接裝置6夾住，當(dāng)擺盤(pán)實(shí)施其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)W時(shí)，鉸接裝置在擺盤(pán)上滑動(dòng)。在擺盤(pán)5相對(duì)于機(jī)器軸2有(在圖1和2中所表示的)斜度的情況下，擺盤(pán)在其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中促使處于壓力側(cè)的活塞實(shí)施壓縮運(yùn)動(dòng)，以及位于抽吸側(cè)的活塞實(shí)施抽吸運(yùn)動(dòng)。圖2表示機(jī)器軸2與活塞4之間傳力的簡(jiǎn)化原理圖。
有關(guān)活塞式機(jī)械2結(jié)構(gòu)及工作的進(jìn)一步的說(shuō)明由DE19749727A1得到，特此強(qiáng)調(diào)引用該文件。
在由DE19749727A1已知的活塞式機(jī)械的實(shí)施方案中，滑動(dòng)套筒的滑動(dòng)行程向兩側(cè)通過(guò)長(zhǎng)孔止擋在傳動(dòng)件上而限制。這意味著，傳動(dòng)件穿過(guò)長(zhǎng)孔伸出，以及只有在滑動(dòng)套筒套在機(jī)器軸上之后才能將它壓入機(jī)器軸和滑動(dòng)套筒中。這引起嚴(yán)重的裝配困難。
按本發(fā)明，在滑動(dòng)套筒9中取代長(zhǎng)孔設(shè)一沿機(jī)器軸2旋轉(zhuǎn)軸線11方向開(kāi)口的槽9a，它在裝配狀態(tài)部分圍繞傳動(dòng)件7。在滑動(dòng)套筒9上槽9a所在區(qū)內(nèi)設(shè)第一止擋面21，它如在圖2和3中所示當(dāng)滑動(dòng)套筒處于其第一下部極端位置時(shí)擋靠在傳動(dòng)件7上?；瑒?dòng)套筒第一下部極端位置與擺盤(pán)5的這樣一個(gè)定向相對(duì)應(yīng)，即，此時(shí)擺盤(pán)與機(jī)器軸2相交一個(gè)最小角度以及在擺盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)活塞實(shí)施一個(gè)最大行程。
此外，滑動(dòng)套筒9端側(cè)9b的區(qū)域內(nèi)設(shè)第二止擋面22，為它配設(shè)形式上為止動(dòng)環(huán)20的固定件作為在機(jī)器軸2上的相配件。按優(yōu)選的方式，在止動(dòng)環(huán)20與止擋面22之間設(shè)一形式上為軟的盤(pán)形彈簧23的彈性元件。當(dāng)滑動(dòng)套筒9處于其第二上部極端位置時(shí)，它壓靠在盤(pán)形彈簧23上并使之幾乎完全壓縮。在一種沒(méi)有彈性元件的設(shè)計(jì)中，滑動(dòng)套筒直接壓靠在止動(dòng)環(huán)20上。當(dāng)滑動(dòng)套筒9達(dá)到此第二極限位置時(shí)，擺盤(pán)與機(jī)器軸相交至少近似直角，并因而處于一個(gè)“中立位置”，在此位置，活塞式機(jī)械的活塞不通過(guò)擺盤(pán)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)盤(pán)形彈簧23的中間連接，擺盤(pán)5在壓縮機(jī)的壓力平衡狀態(tài)可保持在離其“中立位置”有一定的距離，所以輸送作用在起動(dòng)后立即開(kāi)始。圖3表示按本發(fā)明的滑動(dòng)套筒9透視圖。止擋面21、22在裝配狀態(tài)沿旋轉(zhuǎn)軸線11的方向設(shè)在傳動(dòng)件的同一側(cè)。
活塞行程并因而活塞式機(jī)械1的輸送體積通過(guò)改變擺盤(pán)5的擺動(dòng)角造成。擺動(dòng)角優(yōu)選地隨傳動(dòng)室14的壓力改變，壓力直接作用在活塞4下側(cè)。也就是說(shuō)，輸送體積可通過(guò)改變傳動(dòng)室內(nèi)的壓力調(diào)整。這例如這樣實(shí)現(xiàn)向傳動(dòng)室14通過(guò)小的節(jié)流器(圖中未表示)連續(xù)地從高壓側(cè)輸入小量的由活塞式機(jī)械輸送的工質(zhì)，以及，由傳動(dòng)室(必要時(shí)朝抽吸側(cè)方向)流出的工質(zhì)的量通過(guò)一調(diào)節(jié)閥確定。為此，在機(jī)器軸內(nèi)部設(shè)一排流管路，它可由孔24、25構(gòu)成，介質(zhì)可通過(guò)它們從傳動(dòng)室14排出。圖2示意表示形式上為孔24、26的排流管路另一種實(shí)施形式。由圖4和5可再次看出孔24、25、26的詳情。
在滑動(dòng)套筒9內(nèi)側(cè)的中部設(shè)一環(huán)形槽18，它在滑動(dòng)套筒內(nèi)側(cè)的大部分上沿整個(gè)圓周延伸。在裝配狀態(tài)(圖1、2、4和5)，在滑動(dòng)套筒9與機(jī)器軸2之間形成一個(gè)空腔17。空腔17通過(guò)槽9a和必要時(shí)通過(guò)另一些孔與傳動(dòng)室14連通?？?5、26相對(duì)于槽9a沿軸向錯(cuò)移地通過(guò)機(jī)器軸2，沿徑向向內(nèi)通往同軸的排流孔24，所以傳動(dòng)室14經(jīng)由孔25、26與排流孔24連接。在軸2中的孔25設(shè)置為，使它垂直于旋轉(zhuǎn)軸線11延伸，而孔26相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線11傾斜地延伸。
在活塞式機(jī)械1工作時(shí)，在傳動(dòng)室14內(nèi)通常不僅存在要由活塞式機(jī)械壓縮的(優(yōu)選氣態(tài)的)工質(zhì)，而且還有另一些尤其液態(tài)的物質(zhì)，如潤(rùn)滑油和/或水。由此可能以不希望的方式造成一種存在于傳動(dòng)室內(nèi)由工質(zhì)和其他物質(zhì)組成的混合物。借助于此環(huán)形的空腔17和孔25或26，可尤其從活塞式機(jī)械的工質(zhì)中分離出液態(tài)和/或固態(tài)的物質(zhì)。在圖4和5中詳細(xì)說(shuō)明了這些功能。實(shí)線的箭頭A表示混合物的行徑，沿此行徑越來(lái)越多不希望的液態(tài)和/或固態(tài)的物質(zhì)分離出來(lái)，它們尤其在重力影響下沿一個(gè)用虛線畫(huà)的箭頭B所描述的途徑返回傳動(dòng)室14內(nèi)。
為了使不希望的物質(zhì)已經(jīng)在空腔17內(nèi)分離，混合物必須在此空腔內(nèi)滯留一定長(zhǎng)的時(shí)間。所以引入了孔25、26相對(duì)于在槽9a處作為空腔17內(nèi)的入流點(diǎn)軸向錯(cuò)移的特征。
出流和回流在空腔17內(nèi)通過(guò)離心力分離成在內(nèi)部的出流和在外部的回流。這樣一種分離在孔26內(nèi)也特別有效地進(jìn)行，孔26相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線11傾斜地布置。在按圖5的實(shí)施例中排流孔24可以較短，換句話說(shuō)沒(méi)有如圖4所示的實(shí)施例中那么深。
所建議的滑動(dòng)套筒可以插套在機(jī)器軸和傳動(dòng)件上，即使它們已互相牢固連接。因此存在可能性，在裝配的第一步進(jìn)行傳動(dòng)件在機(jī)器軸內(nèi)的壓入，或?qū)C(jī)器軸與傳動(dòng)件設(shè)計(jì)為一體。因?yàn)閭鲃?dòng)件7的彎曲應(yīng)力一直延續(xù)到軸內(nèi)相關(guān)的孔中，所以在傳動(dòng)件與軸壓配合的情況下在壓配合接縫內(nèi)產(chǎn)生微位移，從而可以提高傳動(dòng)件7的抗彎剛度，并因而在傳動(dòng)件與軸由一體組成時(shí)可以減小彎曲。傳動(dòng)件和軸有更高的承載能力，其結(jié)果是改善了活塞式機(jī)械的工作特性。
此外，按本發(fā)明的滑動(dòng)套筒與在機(jī)器軸內(nèi)的排流管路相結(jié)合，可以通過(guò)利用離心力和重力的影響將不希望的物質(zhì)從活塞式機(jī)械的工質(zhì)中分離出來(lái)。因此可以從傳動(dòng)室排出純的工質(zhì)，從而導(dǎo)致改善可操控性并因而改善活塞式機(jī)械的工作特性。
權(quán)利要求
1.活塞式機(jī)械，尤其是汽車空調(diào)設(shè)備用的致冷劑壓縮機(jī)，包括—一機(jī)器軸(2)，—繞機(jī)器軸(2)成環(huán)形地裝在機(jī)殼(3)內(nèi)的多個(gè)活塞(4)，—一由機(jī)器軸(2)驅(qū)動(dòng)的尤其是圓環(huán)形的擺盤(pán)(5)，它—通過(guò)一鉸接裝置(6)與活塞接合，其中—擺盤(pán)通過(guò)一個(gè)用于傳遞驅(qū)動(dòng)力的傳動(dòng)件(7)與機(jī)器軸鉸接，以及—可繞一橫向于機(jī)器軸定向的鉸鏈軸線(8)擺動(dòng)地支承在一滑動(dòng)體(9)上，其特征為—滑動(dòng)體(9)有一個(gè)沿機(jī)器軸旋轉(zhuǎn)軸線(11)方向開(kāi)口的槽(9a)它至少部分圍繞傳動(dòng)件(7)。
2.按照權(quán)利要求1所述的活塞式機(jī)械，其特征為滑動(dòng)體(9)在其槽(9a)的區(qū)域內(nèi)有一個(gè)朝傳動(dòng)件(7)方向作用的第一止擋面(21)和在軸向的端側(cè)(9b)上有一個(gè)朝機(jī)器軸固定件(20)方向作用的第二止擋面(22)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的活塞式機(jī)械，其特征為在固定件(20)與滑動(dòng)體第二止擋面(22)之間裝有一個(gè)彈性元件(23)，尤其是一個(gè)軟的盤(pán)形彈簧。
4.按照權(quán)利要求1前序部分所述，尤其是按照權(quán)利要求1至3之一所述的活塞式機(jī)械，其特征為滑動(dòng)體(9)在其面朝機(jī)器軸(2)的內(nèi)側(cè)圍繞一個(gè)空腔(17)，一個(gè)通過(guò)機(jī)器軸(2)導(dǎo)引的孔，尤其是一條排流管路(24、25、26)，通入此空腔內(nèi)。
5.按照權(quán)利要求4所述的活塞式機(jī)械，其特征為空腔(17)有一個(gè)通向活塞式機(jī)械傳動(dòng)室(14)的口(16)，其中，此口(16)設(shè)置為沿機(jī)器軸旋轉(zhuǎn)軸線(11)方向離通過(guò)機(jī)器軸(2)導(dǎo)引的排流管路(24、25、26)的出口有一個(gè)距離。
6.按照權(quán)利要求4或5之一所述的活塞式機(jī)械，其特征為口(16)設(shè)在槽(9a)的區(qū)域內(nèi)。
全文摘要
一種活塞式機(jī)械，尤其是汽車空調(diào)設(shè)備用的致冷劑壓縮機(jī)(1)，建議包括機(jī)器軸(2)；繞機(jī)器軸(2)成環(huán)形地裝在機(jī)殼(3)內(nèi)的多個(gè)活塞(4)；由機(jī)器軸(2)驅(qū)動(dòng)的圓環(huán)形擺盤(pán)(5)，它通過(guò)鉸接裝置(6)與活塞接合，其中，擺盤(pán)通過(guò)一個(gè)用于傳遞驅(qū)動(dòng)力的傳動(dòng)件(7)與機(jī)器軸鉸接，以及可繞一橫向于機(jī)器軸定向的鉸鏈軸線(8)擺動(dòng)地支承在一滑動(dòng)體(9)上。按本發(fā)明規(guī)定，滑動(dòng)體(9)有一個(gè)沿機(jī)器軸旋轉(zhuǎn)軸線(11)方向開(kāi)口的槽(9a)，它至少部分圍繞傳動(dòng)件(7)；和/或，滑動(dòng)體(9)在其面朝機(jī)器軸(2)的內(nèi)側(cè)圍繞一個(gè)空腔(17)，一個(gè)通過(guò)機(jī)器軸(2)導(dǎo)引的排流管路(24、25)通入此空腔內(nèi)。本發(fā)明可應(yīng)用于汽車致冷劑壓縮機(jī)內(nèi)。
文檔編號(hào)F04B27/08GK1617980SQ02809914
公開(kāi)日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月16日
發(fā)明者羅蘭·愷撒, 彼得·庫(kù)恩 申請(qǐng)人:戴姆勒·克萊斯勒股份公司, 奧布斯特工程有限公司