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活塞装置

阅读：792发布：2021-02-22

IPRDB可以提供活塞装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种活塞装置，其具有一个活塞(2)以及一个连杆(3)，活塞(2)有活塞头(5)和活塞裙(6)，连杆通过包含球(13)的一个球窝接头(4)与活塞(2)连接，所述球通过一个安全部件(19)被收容于活塞(2)中。试图以成本合算的方式制造所述活塞装置。为了这个目的，确保所述活塞(2)由再成形的金属板制成并且球(13)被支撑于加强部件(12)的支承区域(12)内，所述加强部分位于活塞头(5)和球(13)之间。，下面是活塞装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种活塞装置，其具有一个活塞以及一个连杆，该活塞有有活塞头和活塞裙，连杆借助一个包括一个球的球窝接头装置与活塞连接，所述球通过一个安全部件收容于活塞内，其特征在于，活塞(2)由再成形的金属板制成并且球(13)被支撑于加强部件(12)的支承区域(12)内，所述加强部件位于活塞头(5)和球(13)之间。

2.如权利要求1所述的活塞装置，其特征在于，加强部件(11)相当于活塞头(5)在径向上可移动。

3.如权利要求2所述的活塞装置，其特征在于，安全部件(19)仅与球 (13)作用。

4.如权利要求1至3之一所述的活塞装置，其特征在于，支承区域(12) 为球形并且有一个大于球(13)的半径的半径。

5.如权利要求1至4之一所述的活塞装置，其特征在于，加强部分(11) 至少在径向外部区域为圆锥形。

6.如权利要求1至5之一所述的活塞装置，其特征在于，加强部分(11) 由烧结金属、冷成形金属或耐温耐压的塑料材料制成，所述塑料材料例如聚醚醚酮(PEEK)。

7.如权利要求1至6之一所述的活塞装置，其特征在于，在活塞头(5) 和加强部分(11)之间至少提供一个油槽(16)。

8.如权利要求7所述的活塞装置，其特征在于，油槽(16)与孔(17) 连接，所述孔终结于支承区域(12)。

9.如权利要求1至8之一所述的活塞装置，其特征在于，安全部件(19) 具有一个杯子的形状，具有一个周壁(20)和一个设置用于连杆(3)通过的开口(22)的底部(21)，所述底部(21)的一部分与球(13)作用。

10.如权利要求9所述的活塞装置，其特征在于，底部(21)有一个环绕开口(22)的球形支承面(26)，所述面(26)被支撑于球(13)上。

11.如权利要求9或10所述的活塞装置，其特征在于，底部(21)在活塞头(5)的方向中径向向外倾斜。

12.如权利要求1至11之一所述的活塞装置，其特征在于，安全部件(19) 由钢板制成。

13.如权利要求1至12之一所述的活塞装置，其特征在于，安全部件(19) 在活塞末端(8)的区域中朝向远离活塞头(5)的方向被固定于活塞裙(6) 上。

14.如权利要求13所述活塞装置，其特征在于，安全部件(19)被熔焊、胶合或钎焊于活塞裙(6)上。

15.如权利要求1至14之一所述的活塞装置，其特征在于，活塞裙(6) 有一个具有缩小直径的固定区域(28)，安全部件(19)固定在所述区域上。

16.如权利要求15所述的活塞装置，其特征在于，在活塞头(5)和固定区域(28)之间，活塞裙(6)有一个进一步径向向内成形的轴向部分(29)，安全部分(19)从内部支承在其上。

17.如权利要求16所述的活塞装置，其特征在于，安全部件(19)在固定区域(28)和轴向部分(29)之间有一个油通道开口(31)。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种活塞装置，其具有一个活塞以及一个连杆，该活塞有活塞头和活塞裙，该连杆通过一个包含球的球窝接头与活塞连接，所述球通过一个安全部件被收容于活塞中。

背景技术

从专利US2,451,216中可以了解到这样一种活塞装置。这里，活塞头有一个轴向向内延伸的具有一个球形凹部的突出，所述球被支撑于其中。在一个可选择的实施方案中，所述球形结构通过一个被插入活塞中的金属片部件形成所述。这种活塞必须可用于家用冰箱。
从DE2510957A1中也可以得知在活塞和连杆之间利用球窝接头的连接。这里，球通过球窝容纳于活塞中，所述球窝是塑料物质制成的，其被喷涂或塑模于球头上。
JP01-141274A说明了另一种压缩机活塞中的球窝接头连接，其中球位于活塞头的一个凹部中。所述球通过弹簧支撑，其具有用于润滑油进入支承面的通道开口。
JP63-029075A2说明了一个类似的实施方案，其中活塞头被加工成相对较厚。所述活塞头有一个球被支撑于其中的球形凹部。所述球通过弹簧容纳于活塞中，其在一个圆周突出后接合。
当在用于制冷装置的压缩机中使用这样一种活塞装置时，试图保持制造成本较小。

发明内容

本发明基于提供这样一种活塞装置的任务，其在制造中是成本合算的。
由介绍中提及的活塞装置，这个任务被这样解决，其中所述活塞由再成形的金属片制成并且球被支撑于加强部件的支承区域中，所述加强部件位于活塞头和球之间。
根据这个所述实施方案，成本的降低主要可以获得，其中活塞本身可以以一种便宜的方式制成。仅仅需要一块具有一个在0.6-1mm范围之间的厚度，优选范围为0.7-0.8mm的相对薄的金属板。这样一种金属板可以很容易被再成形为某种杯状，例如通过深冲压。杯子的底部然后形成活塞头并且周围的壁形成活塞裙。因此，避免了作为整件铸件制造活塞头。通常，由金属板制成的活塞不能够采用高压，所述高压出现在制冷压缩机中。由于这个原因，使用了设置于活塞内的加强部件。所述加强部件具有两个任务。首先，它加强了活塞头，并且其次，由于它的支撑区域，它形成了一个用于接纳球窝接头装置的球的支撑。所述球、加强部件和活塞利用安全部件被简单地保持在一起，这实质上简化了制造。这样一种活塞还具有质量小的优点。这对于装备了这样一种活塞的压缩机的振动行为有有利的影响，例如冷冻剂压缩机。由于活塞加速需要的力更小，需要更少的能量和更小的平衡重量。
优选地，加强部件在径向方向中相对于活塞头是可移动的。因此，在径向上保证了加强部件和活塞裙之间的距离。这个距离可以相对小。然而，它允许加强部件在装配期间将其本身置于中心。这意味着加强部件采用一个位置，在所述位置它具有一个相对于球的最佳位置。同样在被安装时，加强部件将能够轻微移动，以能够接纳球的一个小的椭圆度。
优选地，安全部件仅仅作用在球上。因此，安全部件具有一个相对于加强部件的总距离，其当然可以很小。所述安全部件没有直接支撑加强部件，而是仅仅借助于活塞中的球。因此，在以这样一种方式的安装过程中加强部件在径向可移动是可能的，所述安装形成了对于球的最佳位置。这意味着加强部件可以自身定中心并且补偿公差。
优选地，支撑区域为球形并且具有这样的一个半径，其大于球的半径。因此，公差能够更好地被接受。
优选地，加强部件具有锥形，至少在径向外部区域。这意味着径向向外时加强部件变得越来越薄。因此，考虑到在径向外部区域，作用在活塞头上的力通过相对短的路径总之可以被传递到活塞裙上。然而，在活塞头的轴心，需要一个更大的加强部件。加强部件的形状适合于预期的力的事实可以节省材料。首先，材料的节省确保了成本优势。其次，然而，他们也包含了操作过程中的优点，因为活塞和它的部件可以被制成具有相对小的重量。由于一个用薄的金属板制成的活塞已经具有比铸铁制成的活塞更小的质量，因此可以使用更小的平衡重量。这保持使摆动和振动较小的趋势。因此，用金属板制造活塞可以使噪音降低。
优选地，加强部件可以由烧结金属、冷成形金属或耐温耐压的塑料材料制成，所述塑料材料例如聚醚醚酮(PEEK)。无论如何，加强部件的重量可以被保持较小。用于制造加强部件的费用保持很小。例如，球也可以由烧结金属制成以节省成本。
优选地，在活塞头和加强部件之间设置至少一个油槽。所述油槽能够使在活塞头的内部有一个小的油流。利用所述油流，热量可以被带走，所述热量是在气体压缩工程中在制冷剂压缩机中产生的。因此，热膨胀可以保持很小。
优选油槽与一个孔连接，所述末端在支承区域内。油首先被输送到支承区域以润滑球与加强部件间的支承区域，例如，通过连杆，并且然后可以承担冷却任务。
优选地，安全部件具有一个杯子的形状，其具有周壁并设置有用于连杆通过的开口，底部的一部分对球起作用。安全部件的这个实施方案进一步提高了活塞的稳定性。另外，在圆周方向，获得了一个相对均匀的支撑力，其作用在球上。这提高了在安全部件和加强部件间球的支撑。
所述底部在开口周围有一个球形支承面也是有利的，所述面被支撑于球上。因此，两个球面与球接触，即，首先在加强部件中的支承面并且其次在安全部件中的支承面。球形支承面的半径适合于球的半径；然而，不需要完全一致。在一定程度上，所述安全部件具有柔性，因此支承面能适合于球的表面。
优选地，所述底部在活塞头的方向被径向向外倾斜。基本上，安全部件的底部则按照加强部件的轮廓。由此产生了两种情况。第一，出现了一个间隙，通过所述间隙，油可以在加强部件和安全部件之间渗透至支承区域和支承面。这提高了球的支承的润滑。第二，安全部件底部的至少部分圆锥形提供了这样一个形状，当安全部件被固定于活塞内时，具有所述形状的支承面可以由一定的预应力被压靠至球。
优选地，所述安全部件由钢板制成。钢板具有足够的稳定性以在加强部件和在活塞内容纳球。另外，钢板具有柔性，至少在一定程度上，其将适合于在活塞内容纳球。
优选地，安全部件在活塞末端的区域中朝向远离活塞头的方向杯固定于活塞裙上。因此，所述固定在活塞的一个区域内被作出，所述区域相对远离压力腔，所述压力腔在工作过程中由活塞界定。这使所述固定将对活塞的工作特性产生负面影响的风险较小。
优选地，所述安全部件被熔焊、胶合或钎焊于活塞裙。这意味着当连接安全部件和活塞裙时不需要连接部件。尽管这样，获得了连接，其在很大程度上能够适应安全部件和活塞间的力。
优选地，活塞裙具有一个带有减少直径的固定区域，安全部件被固定于其上。特别地，当安全部件通过热加工，如熔焊或钎焊被固定于活塞裙上时，减少直径的使用具有这样的优点，通过所述固定方法活塞的圆柱形不会被负面影响。
优选地，在活塞头和固定区域之间，活塞裙有一个进一步径向向内成形的轴向部分，在此处安全部件从内部承载。所述轴向部分首先具有一定的支撑功能，即，在轴向看时，安全部件在两个位置上被保持在活塞内。其次，轴向部分也具有划定安全部件和活塞裙之间的通道的界线的功能，所述通道用于油的流动。最后，活塞裙变得更具刚性，这适合于活塞周围工作的磨压过程。
在安全部件在固定区域和轴向部分之间有一个油通道开口是有利的。在这种情况下，轴向部分也可以与安全部件连接以确保额外的稳定性。

附图说明

下面基于与附图相关的优选实施例对本发明详细描述，说明：
图1为活塞的侧视图
图2为根据图1的截面II-II

具体实施方式

活塞装置1具有活塞2和连杆3，它们通过一个球窝接头部件4彼此连接，其仅在图2中示出。在图2中，驱动活塞2的连杆3仅用虚线表示。
活塞2具有活塞头5和活塞裙6，活塞头5形成活塞2的前端并且活塞裙 6形成了活塞2的周壁。从图1中可以看到，活塞裙具有一个第一直径减少7，其位于朝向远离活塞头5的一个末端8，和一个第二直径减少9，其位于活塞裙的中间并形成一个环形槽。在这个第二直径减少9中设置一个油出孔10，其将在下面详细说明。
活塞2从一块在0.7-0.8mm厚度范围中的相对薄的金属板深冲压形成。因此，在制造上相对便宜。
在活塞头5的内部设置一个加强部件11，其由烧结金属或冷成形金属制成。所述加强部件11形成了一个对于球13的球形支承区域12。在这种连接中，支承区域12的半径要稍大于球13的半径。球13有一个开口14，连杆3被固定于其中。
加强部件11以一个相对于活塞裙6内壁的周边间隔15被设置。所述间隔至少与凹进一样大，所述凹进由直径减少引起，目的在于加强部件11可以被插入活塞中而不会与活塞裙6冲突。因此，在活塞装配没有完成时，加强部件 11可以在一定限度内径向移动。
在加强部件11和活塞头5的内壁之间设置至少一个油槽16，所述油槽通过一个凹槽形成，所述凹槽形成在活塞头5上的加强部件11的支承面上。方便地，可以设置几个油槽16，例如通过两个直径凹槽形成，它们被设置为彼此成直角，并且在加强部件11的中间彼此交叉。通过一个在加强部件11上的中心开口17，油槽16与支承区域12连接，因此通过连杆3从外部到活塞2供应的油可以到达油槽16。
加强部件11具有圆锥形，即，在活塞头方向上其从径向内部到径向外部逐步变尖。在加强部件11的中间提供了一个基本圆柱形的突出18，其在活塞 2的轴向上稍微增大了支承区域12，即，平行于活塞裙6的方向。根据这个实施方案，可以认为，在径向外部边缘区域，作用于活塞头5的力可以经过相对短的路径被传递到活塞裙6上，虽然中间的活塞头5将需要更大的加强。同时，示出的形状使加强部件11的质量很小，因此活塞2和它的部件的总质量同样将会相对很小。
也可由烧结金属制成的球13通过安全部件19容纳于支承区域12中。所述安全部件19被制成具有周壁20和底部21的杯状。所述周壁20在圆周方向上闭合。所述底部21具有一个开口22，连杆通过所述开口被导向。
所述底部21按照加强部件11的轮廓，即，在加强部件11有一个圆锥形的位置，它有一个相应的倾斜部分23，其延伸进入圆柱部分24，所述圆柱部分以一个小的间隔环绕突出18。圆柱部分24与一个支承部分25相连，其内部形成了一个支承于球13上的球形的支承面26。支承面26的半径与球13的半径适合，同样当这里不需要完全一致时。安全部件19由钢板制成，例如通过深冲压。因此它具有一定的柔性，所以在一定的限定内所述支承面26可以与球13适合。然而，它也可以由能承受相应负荷的塑料材料制成。在这种情况下，可以节省额外的重量。
安全部件19仅对球13起作用，即，它不与加强部件11接触。这包含了这样的优势，如上所述的设置为可在径向移动的加强部件11可以在装配过程中自行调节到球13。直到安全部件19被固定于活塞2中，加强部件也被基本固定于活塞内。
安全部件19的倾斜部分23按照加强部件11的倾斜的上部。因此，形成了一个间隙27，油通过所述间隙也可以从突出18的旁边渗入支承区域12。
在所述第一直径缩小部分7的内部形成了一个固定区域28，在所述区域安全部件19与活塞裙6连接，例如通过熔焊，胶合或钎焊。当固定区域28位于具有缩小直径的活塞裙6部分时，在活塞裙6上的安全部件19的固定使活塞裙6从圆柱形偏离的风险将会很小。
在固定区域28和加强部件11之间，在第二个直径缩小9的内部提供一个轴向部分29，在轴向部分29处安全部分19与活塞裙6再次被连接。然而，这里的连接可以被避免。无论任何，安全部件19的周壁20在此处被向外支撑在活塞裙6上。
在活塞裙6与安全部件19的周壁20之间形成了一个环形通道30，所述通道30在轴向上由固定区域28和轴向部分29界定。被供给至活塞的油通过活塞2借助于油出口10渗透入槽内，所述槽也可以被称为润滑槽。这里，油通过一个区域33分别在活塞裙6或活塞头5和安全部件19之间流动。从这里，油可以进入间隙27以分别在加强部分11内或安全部件19内润滑球13的支承部分。一个入口32由通道30与所述槽连接，其通过第二直径缩小9形成。在周壁20内，安全部件19具有一个油出口31，通过所述出口，到达通道30的油从通道30喷入活塞2的内部。
以一个未被详细示出的方式，所述安全部件19也可以以其他的方式被固定在活塞上，例如通过制动连接(catch connection)。

标题	发布/更新时间	阅读量
活塞环-专利编号CN103403409A	2020-05-11	376
活塞-专利编号CN1727660A	2020-05-11	486
活塞环-专利编号CN1448627A	2020-05-13	1024
活塞环-专利编号CN107532717B	2020-05-13	124
活塞环-专利编号CN107532717A	2020-05-13	941
活塞环-专利编号CN106415083A	2020-05-11	937
活塞环-专利编号CN101429904B	2020-05-12	238
活塞环-专利编号CN101429904A	2020-05-12	434
活塞环-专利编号CN101435381B	2020-05-12	344
活塞环-专利编号CN101384841B	2020-05-11	789

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