CN1617980A - 有一滑动套简的活塞式机械 - Google Patents

Abstract

一种活塞式机械，尤其是汽车空调设备用的致冷剂压缩机(1)，建议包括机器轴(2)；绕机器轴(2)成环形地装在机壳(3)内的多个活塞(4)；由机器轴(2)驱动的圆环形摆盘(5)，它通过铰接装置(6)与活塞接合，其中，摆盘通过一个用于传递驱动力的传动件(7)与机器轴铰接，以及可绕一横向于机器轴定向的铰链轴线(8)摆动地支承在一滑动体(9)上。按本发明规定，滑动体(9)有一个沿机器轴旋转轴线(11)方向开口的槽(9a)，它至少部分围绕传动件(7)；和/或，滑动体(9)在其面朝机器轴(2)的内侧围绕一个空腔(17)，一个通过机器轴(2)导引的排流管路(24、25)通入此空腔内。本发明可应用于汽车致冷剂压缩机内。

Description

有一滑动套筒的活塞式机械

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的活塞式机械。

由专利文件DE19749727C2已知一种此类型的活塞式机械。它包括一个机壳，其中按一种环形的布局绕旋转的驱动轴安装多个活塞。驱动力从驱动轴经传动件传给环形的摆盘，再从摆盘传给可平行于机器轴移动的活塞。其中，摆盘可摆动地支承在一个可直线移动地固定在机器轴上的套筒上。套筒中制一长孔，传动件通过它穿入，因此，套筒在机器轴上的轴向运动能力受长孔尺寸的限制。装配通过将传动件穿过长孔***进行。机器轴、传动件、滑动套筒和摆盘均设在一个所谓的传动室内，其中存在活塞式机械具有规定压力的气态工质。活塞式机械的输送体积并因而输送功率，取决于活塞抽吸侧与压力侧之间的压力比，或相应地取决于一方面缸内和另一方面传动室内的压力。

因此本发明的目的是提供一种活塞式机械，它能方便地装配和有更好的工作特性。

此目的通过有权利要求1和4特征的活塞式机械达到。

按本发明的活塞式机械的特征在于有一个摆盘，它一方面为了传递驱动力通过传动件与机器轴铰接，以及另一方面可绕一横向于机器轴定向的铰链轴摆动地支承在一滑动体上，其中，滑动体有一个沿机器轴旋转轴线方向开口的槽，它至少部分围绕传动件。此滑动体优选地设计为带一个形式上为一侧开口的长孔的槽的套筒。因此，套筒可插套在机器轴和传动件上，即使传动件和机器轴互相已固定连接。在装配状态传动件通过长孔伸出并因而在多侧被套筒围绕。机器轴、摆盘和滑动体优选地至少部分设在活塞式机械外壳内部的一个所谓传动室内，其中存在要压缩的工质。

按本发明的设计，滑动体在其槽的区域内有一个朝传动件方向作用的第一止挡面和在轴向的端侧上有一个朝机器轴固定件方向作用的第二止挡面。这些止挡面用于限制滑动体在机器轴上的运动；它们相对于传动件沿轴向总是设在滑动体的相同侧。借助于这些止挡面确定了滑动体的极端位置，其中，第一极端位置应在摆盘与机器轴相交一个最小角度以及在摆盘旋转时活塞实施一个最大行程时达到。在这种情况下第一止挡面挡靠在传动件上。第二极端位置应在摆盘与机器轴至少近似成直角相交并因而采取“中立位置”时达到，在此中立位置，活塞式机械的活塞不通过摆盘运动。在这种情况下第二止挡面挡靠在机器轴的固定件上。此固定件优选地设计为可从机器轴拆卸的止动环。

按本发明的另一项设计，在固定件与滑动体第二止挡面之间装一个弹性元件，尤其一个软的盘形弹簧。优选地以这样的方式为固定件配设此弹性元件，即，当滑动体以其第二止挡面完全压缩弹性元件时，摆盘处于其中立位置。弹性元件优选地只是在滑动体处于其第二极端位置附近时才起作用。在一种修改的实施例中，弹性元件用于连续地平衡作用在滑动体上的力。

按本发明的活塞式机械的特征还在于，滑动体在其面朝机器轴的内侧围绕一个空腔，一个通过机器轴导引的孔，尤其一条排流管路通入此空腔内。此孔优选地用于从相应地压力平衡的传动室引出工质。设在滑动体内的空腔优选地由至少一个在滑动体内侧的长槽构成，以及用于进入孔内或排流管路中的流动转向和导引。由于滑动体与机器轴一起旋转，在处于空腔内的工质上施加离心力。在空腔内部可进行流过的混合物的分相。

按本发明的设计，空腔有一个通向活塞式机械传动室的口，其中，此口设置为沿机器轴旋转轴线方向离制在机器轴内的排流管路的出口有一个距离。供给排流管路的工质经此口首先进入空腔，在空腔内流过一定距离平行于机器轴旋转轴线的路程，随后到达排流管路中。在此空腔内，工质的液态与气态组分彼此分开，尤其是润滑剂和其他液体从气态工质分离，以及在适当设计的情况下通过重力影响回流到传动室内。

按本发明的另一项设计，口设在槽的区域内。由此，以简单的方式提供了一个比较大的口，它被设在离排流管路出口足够远的地方。

由下面的说明和附图给出其他特征和特征组合。附图中简化表示本发明的具体实施例并在下面详细说明。其中：

图1通过按本发明的活塞式机械的纵剖面；

图2按图1的活塞式机械工作原理图；

图3活塞式机械的滑动体立体图；

图4通过按图1的活塞式机械滑动体和机器轴的横截面；以及

图5通过活塞式机械滑动体和与图5相比经修改的机器轴的横截面。

图1表示通过一种形式上为汽车空调设备致冷剂压缩机的活塞式机械1的纵剖面。此活塞式机械1有多个装在机壳3内的活塞4。全部活塞轴线12离旋转轴线11距离固定，亦即几何上排列在一个围绕机器轴2的圆柱面上。活塞4在圆柱形套筒10内导引，在套筒内形成圆柱形压缩腔13，其中，活塞4将压缩腔13与所谓的传动室14(“曲轴箱”)分开。通过下面详细说明的传力布局，将机器轴的旋转运动转换为活塞4的移动运动。

形式上为滑动套筒9的滑动体在机器轴2上导引。在滑动套筒9上还装一圆环形的摆盘5，其中，摆盘5可与滑动套筒9一起沿旋转轴线11的方向移动。在滑动套筒9上两侧装两个短销，它们确定了一条横向于机器轴旋转轴线11定向的铰链轴线8，摆盘5可绕此轴线摆动。

在机器轴2的孔2a中固定一传动件7。传动件7大体与机器轴成直角伸出，并将一个球形的铰接部分***摆盘沿径向开口的安装座15内(见图2)。因为传动件7固定在机器轴上，所以摆盘绕铰链轴线8的摆动与滑动套筒7的移动耦合。在活塞式机械工作时，机器轴2的转动通过传动件7传给摆盘(沿箭头W方向的旋转运动)。

垂直于铰链轴线8定义一个通过旋转轴线11延伸的主中面，它将活塞式机械的抽吸侧与压力侧分开。此主中面10与机器轴一起旋转。

摆盘5在其圆周上在每个活塞4的区域内被一铰接装置6夹住，当摆盘实施其旋转运动W时，铰接装置在摆盘上滑动。在摆盘5相对于机器轴2有(在图1和2中所表示的)斜度的情况下，摆盘在其旋转运动过程中促使处于压力侧的活塞实施压缩运动，以及位于抽吸侧的活塞实施抽吸运动。图2表示机器轴2与活塞4之间传力的简化原理图。

有关活塞式机械2结构及工作的进一步的说明由DE19749727A1得到，特此强调引用该文件。

在由DE19749727A1已知的活塞式机械的实施方案中，滑动套筒的滑动行程向两侧通过长孔止挡在传动件上而限制。这意味着，传动件穿过长孔伸出，以及只有在滑动套筒套在机器轴上之后才能将它压入机器轴和滑动套筒中。这引起严重的装配困难。

按本发明，在滑动套筒9中取代长孔设一沿机器轴2旋转轴线11方向开口的槽9a，它在装配状态部分围绕传动件7。在滑动套筒9上槽9a所在区内设第一止挡面21，它如在图2和3中所示当滑动套筒处于其第一下部极端位置时挡靠在传动件7上。滑动套筒第一下部极端位置与摆盘5的这样一个定向相对应，即，此时摆盘与机器轴2相交一个最小角度以及在摆盘旋转时活塞实施一个最大行程。

此外，滑动套筒9端侧9b的区域内设第二止挡面22，为它配设形式上为止动环20的固定件作为在机器轴2上的相配件。按优选的方式，在止动环20与止挡面22之间设一形式上为软的盘形弹簧23的弹性元件。当滑动套筒9处于其第二上部极端位置时，它压靠在盘形弹簧23上并使之几乎完全压缩。在一种没有弹性元件的设计中，滑动套筒直接压靠在止动环20上。当滑动套筒9达到此第二极限位置时，摆盘与机器轴相交至少近似直角，并因而处于一个“中立位置”，在此位置，活塞式机械的活塞不通过摆盘运动。通过盘形弹簧23的中间连接，摆盘5在压缩机的压力平衡状态可保持在离其“中立位置”有一定的距离，所以输送作用在起动后立即开始。图3表示按本发明的滑动套筒9透视图。止挡面21、22在装配状态沿旋转轴线11的方向设在传动件的同一侧。

活塞行程并因而活塞式机械1的输送体积通过改变摆盘5的摆动角造成。摆动角优选地随传动室14的压力改变，压力直接作用在活塞4下侧。也就是说，输送体积可通过改变传动室内的压力调整。这例如这样实现：向传动室14通过小的节流器(图中未表示)连续地从高压侧输入小量的由活塞式机械输送的工质，以及，由传动室(必要时朝抽吸侧方向)流出的工质的量通过一调节阀确定。为此，在机器轴内部设一排流管路，它可由孔24、25构成，介质可通过它们从传动室14排出。图2示意表示形式上为孔24、26的排流管路另一种实施形式。由图4和5可再次看出孔24、25、26的详情。

在滑动套筒9内侧的中部设一环形槽18，它在滑动套筒内侧的大部分上沿整个圆周延伸。在装配状态(图1、2、4和5)，在滑动套筒9与机器轴2之间形成一个空腔17。空腔17通过槽9a和必要时通过另一些孔与传动室14连通。孔25、26相对于槽9a沿轴向错移地通过机器轴2，沿径向向内通往同轴的排流孔24，所以传动室14经由孔25、26与排流孔24连接。在轴2中的孔25设置为，使它垂直于旋转轴线11延伸，而孔26相对于旋转轴线11倾斜地延伸。

在活塞式机械1工作时，在传动室14内通常不仅存在要由活塞式机械压缩的(优选气态的)工质，而且还有另一些尤其液态的物质，如润滑油和/或水。由此可能以不希望的方式造成一种存在于传动室内由工质和其他物质组成的混合物。借助于此环形的空腔17和孔25或26，可尤其从活塞式机械的工质中分离出液态和/或固态的物质。在图4和5中详细说明了这些功能。实线的箭头A表示混合物的行径，沿此行径越来越多不希望的液态和/或固态的物质分离出来，它们尤其在重力影响下沿一个用虚线画的箭头B所描述的途径返回传动室14内。

为了使不希望的物质已经在空腔17内分离，混合物必须在此空腔内滞留一定长的时间。所以引入了孔25、26相对于在槽9a处作为空腔17内的入流点轴向错移的特征。

出流和回流在空腔17内通过离心力分离成在内部的出流和在外部的回流。这样一种分离在孔26内也特别有效地进行，孔26相对于旋转轴线11倾斜地布置。在按图5的实施例中排流孔24可以较短，换句话说没有如图4所示的实施例中那么深。

所建议的滑动套筒可以插套在机器轴和传动件上，即使它们已互相牢固连接。因此存在可能性，在装配的第一步进行传动件在机器轴内的压入，或将机器轴与传动件设计为一体。因为传动件7的弯曲应力一直延续到轴内相关的孔中，所以在传动件与轴压配合的情况下在压配合接缝内产生微位移，从而可以提高传动件7的抗弯刚度，并因而在传动件与轴由一体组成时可以减小弯曲。传动件和轴有更高的承载能力，其结果是改善了活塞式机械的工作特性。

此外，按本发明的滑动套筒与在机器轴内的排流管路相结合，可以通过利用离心力和重力的影响将不希望的物质从活塞式机械的工质中分离出来。因此可以从传动室排出纯的工质，从而导致改善可操控性并因而改善活塞式机械的工作特性。

Claims (6)

1.活塞式机械，尤其是汽车空调设备用的致冷剂压缩机，包括

—一机器轴(2)，

—绕机器轴(2)成环形地装在机壳(3)内的多个活塞(4)，

—一由机器轴(2)驱动的尤其是圆环形的摆盘(5)，它

—通过一铰接装置(6)与活塞接合，其中

—摆盘通过一个用于传递驱动力的传动件(7)与机器轴铰接，以及

—可绕一横向于机器轴定向的铰链轴线(8)摆动地支承在一滑动体(9)上，

其特征为：

—滑动体(9)有一个沿机器轴旋转轴线(11)方向开口的槽(9a)它至少部分围绕传动件(7)。

2.按照权利要求1所述的活塞式机械，其特征为：滑动体(9)在其槽(9a)的区域内有一个朝传动件(7)方向作用的第一止挡面(21)和在轴向的端侧(9b)上有一个朝机器轴固定件(20)方向作用的第二止挡面(22)。

3.按照权利要求1或2所述的活塞式机械，其特征为：在固定件(20)与滑动体第二止挡面(22)之间装有一个弹性元件(23)，尤其是一个软的盘形弹簧。

4.按照权利要求1前序部分所述，尤其是按照权利要求1至3之一所述的活塞式机械，其特征为：滑动体(9)在其面朝机器轴(2)的内侧围绕一个空腔(17)，一个通过机器轴(2)导引的孔，尤其是一条排流管路(24、25、26)，通入此空腔内。

5.按照权利要求4所述的活塞式机械，其特征为：空腔(17)有一个通向活塞式机械传动室(14)的口(16)，其中，此口(16)设置为沿机器轴旋转轴线(11)方向离通过机器轴(2)导引的排流管路(24、25、26)的出口有一个距离。

6.按照权利要求4或5之一所述的活塞式机械，其特征为：口(16)设在槽(9a)的区域内。

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