CN101070836A - 用于往复式压缩机的阀板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于往复式压缩机的阀板，作为烧结零件的阀板在至少一个阀板表面上包括至少一个烧结后加工的阀座表面(30，31)。为了简化阀板的制造过程，阀板表面包括至少一个具有相对不平滑表面的限定区域部分和至少一个具有相对平滑表面的限定区域部分。

Description

用于往复式压缩机的阀板

技术领域

本发明涉及一种用于往复式压缩机的阀板，作为烧结零件的阀板在至少一个阀板表面上包括至少一个烧结后加工的阀座表面。此外，本发明涉及一种制造这种阀板的方法和用来冲压这种阀板的阀板表面的设备。最后，本发明涉及一种包括该阀板的往复式压缩机。

背景技术

从德国专利DE 40 39 786 C2可知将阀板制造成被冲孔和冲压的零件。因此，加工局限于冲孔、冲压工艺和阀座的加工。该专利还公开了作为烧结零件的阀板的制造过程。这意味着将导致不需要机械加工就可加工出凹槽。如果有后续的必要加工，可被限制在阀座的区域。从国际专利申请WO 01/63126 A1可知，在几个后续的冲孔和冲压步骤中用钢板制造阀板、加工开口、阀座和用来容纳吸入和排放阀的凹槽。分别由于材料的过高硬度或过低的变形性，在单独一个冲压步骤中制造阀板是不可能的。

发明内容

本发明的目的是简化根据权利要求1的前序部分所述的阀板的制造。此外将提供一种往复式压缩机，其在制造方面是简单且便宜的。

对于用于往复式压缩机的阀板，作为烧结零件的阀板在至少一个阀板表面上包括至少一个在烧结后加工的阀座表面，由于阀板表面包括至少一个具有相对不平滑表面的限定区域部分和至少一个具有相对平滑表面的限定区域部分，该目的得到解决。使限定区域部分具有不同程度的平滑度(EVENNESS)，可以使阀板表面的不同区域部分优选适应于它们的各自功能。相对平滑的表面具有非常小的处于μm级平滑度公差的公差范围。相对不平滑表面具有在百分之几mm的均匀度公差的大公差范围内的凹槽和/或突出部。

阀板的优选实施例特征在于，与至少一个具有相对平滑表面的限定区域部分相比，至少一个具有相对不平滑表面的限定区域足够大以使相关的阀板表面可以在一个冲压步骤中制造。在单独一个冲压步骤中制造具有相对平滑表面的整个阀板表面是很难或不可能的。因此，由国际专利申请WO 01/63126 A1公开的钢板阀板是在后续的冲孔和冲压步骤中制造的。对于由德国专利DE 40 39786 C2公开的烧结阀板，阀座和用于阀的凹槽是在烧结后的第一校准步骤中冲压成型的。接下来，在阀座和用于阀的凹槽在第二校准步骤中被重新处理之前，阀板的剩余表面被研磨。在研磨过程中生成的毛刺必须被清除。第二校准步骤可以通过冲压，抛光或轧制完成。根据本发明，通过将阀板表面分成具有不同平滑度的区域部分，昂贵的机加工工序可以省略。这具有优势，例如利用蒸气处理密封的阀板表面不会在机加工过程中被损坏。

阀板的另一个优选实施例特征在于，至少一个具有相对不平滑表面的限定区域部分大于至少一个具有相对平滑表面的限定区域部分。这充分简化了阀板表面的冲压。尤其是，至少一个具有相对不平滑表面的限定区域部分明显大于至少一个具有相对平滑表面的限定区域部分。

阀板的另一个优选实施例特征在于，阀板表面具有相对平滑的表面，尤其仅在阀座表面区域。指定的阀座表面或阀座覆盖该表面，排放或吸入阀的阀闭合元件在关闭位置对其施加压力。根据本发明的主要方面，剩余的阀板表面是相对不平滑的。

阀板的另一个优选实施例特征在于，在至少一个阀体支承表面的区域，阀板表面具有相对平滑的表面。阀体支承表面是平面，阀体在其上持续支撑或对其施加压力。阀体支承表面与阀座表面可以是一致的。

阀板的另一个优选实施例特征在于，阀座表面和/或阀体支承表面位于凹槽或突出部的区域。阀座表面和/或阀体支承表面还与阀板表面对准。

阀板的另一个优选实施例特征在于，相对不平滑表面的非关键部分具有凹痕或凹槽，制造阀板的烧结材料被局部地压缩在其中。其中，凹痕或凹槽起到接收多余材料的作用。

阀板的另一个优选实施例特征在于，凹痕或凹槽具有十分之几mm的深度。已经证明这些数值在本发明的设计上是有利的。

阀板的另一个优选实施例特征在于，凹痕或凹槽具有球截形、截棱锥形或截锥形形状。凹痕或凹槽的形状取决于所使用的冲压工具。

阀板的另一个优选实施例特征在于，相对不平滑表面的关键部分包括至少一个位于阀板表面上的密封区。例如，密封区起到分隔设有阀板的压缩机的吸入侧和排放侧的作用。另外密封区起到例如限定设有阀板的压缩机的压缩腔的作用。

用于制造上述阀板的方法包括下列步骤：优选地粉末状烧结材料通过挤压形成原坯；烧结材料可以是例如以粉末获得的非合金烧结铁；在挤压过程中，原坯形成有通孔和/或凹槽。接下来，原坯被烧结。依照本发明的必要方面，烧结后的原坯接下来会在一个单独的方法步骤中被冲压。由于根据本发明的生产过程不需要在整个表面上进一步研磨，抛光或其他机加工工序，环状突出部或卷边(beads)可作为密封表面或密封部分或密封区，这种突出或卷边改善了设有这种阀板的往复式压缩机的紧密性。

该方法的一个优选实施例特征在于，至少一个阀座表面和/或至少一个阀体支承表面在唯一的冲压步骤中被校准。

该方法的另一个优选实施例特征在于，通孔和/或凹痕和/或突出部在唯一的冲压步骤中被校准。该通孔主要是吸入或排放开口，以及安装孔。

该方法的另一个优选实施例特征在于，烧结且被冲压后的阀板的阀板表面被密封。密封是通过例如蒸气处理实现的。

对于利用冲压工具通过上述方法冲压上述阀板的阀板表面的设备，因为冲压工具具有多个突出部，其起到在具有相对不平滑表面的至少一个限定区域部分提供凹痕的作用，上述目的被解决。在凹痕区域，通常为多孔的烧结材料在冲压过程中被局部压缩。这具有优势，在冲压过程中多余材料被阀板本身采用，或被替换成可获得的不平滑度。以这种简单的方式，可获得预定的厚度和/或平滑度公差。

本发明还涉及一种具有气缸体的往复式压缩机，其中形成有压缩腔，其一侧由上述被夹在气缸体和气缸盖罩之间的阀板限定。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节根据下述描述而变得显而易见，其中参考附图详细描述不同实施例，给出：

图1是根据本发明的阀板，示出了在阀板的安装状态下面对往复式压缩机的压缩腔的一侧；

图2是图1所示阀板的背离压缩腔的一侧；

图3是沿图1中线III-III的截面图，视图方向由箭头标示；

图4是带有冲压凹痕的图1所示阀板的第二实施例；

图5是图4所示阀板的背离带有冲压凹痕的压缩腔的一侧；

图6是沿图5中线VI-VI的部分截面视图，视图方向由箭头标示。

具体实施方式

附图所示的实施例涉及一种制冷机的往复式压缩机，包括气缸盖，其通过例如螺栓而固定在气缸体上。气缸体包括气缸孔，气缸孔也被称作压缩腔。气缸孔起到容纳往复式压缩机活塞的作用。气缸盖包括气缸盖罩和如附图1至6以不同视图和实施例所示的阀板。第一密封位于气缸盖罩和阀板之间。第二密封位于阀板和气缸体之间。在气缸盖罩中形成有排放腔，其与位于气缸体的压缩腔通过至少一个位于阀板的通孔相连接。

图1至6示出了阀板1的不同视图和实施例。阀板1包括烧结金属的四边形基体2。基体2具有矩形基面，其边缘被磨圆。面对压缩腔且在图1中可见的阀板底面用附图标记4表示。在图2中可见且背离压缩腔的阀板表面用附图标记6表示。在阀板1的边缘区域，形成用来穿过固定螺栓的四个通孔11至14。因此，四个通孔11至14也被称为螺栓开口。

在基体2的中心区域设有吸入通孔16，其也被称为吸入口。该吸入通孔16位于凹槽17中，用来容纳吸入阀(未示出)。吸入阀包括吸入阀闭合元件，当制冷剂被吸入到往复式压缩机的压缩腔时，所述吸入阀闭合元件起到打开吸入通孔16的作用。在凹槽17的区域，设有两个通孔19和20，其起到容纳固定销的作用，吸入阀可通过固定销被固定在凹槽17中。

在基体2中，吸入通孔16附近形成有排放通孔21，如图2所示，其与两个另外的通孔22和23一起位于凹槽26中。凹槽26起到容纳具有排放阀闭合元件的排放阀(未示出)的作用，在往复式压缩机的活塞的工作循环过程中，排放阀闭合元件通过排放通孔21起到连通压缩腔和排放腔的作用。在阀板1上，螺栓孔11和14之间形成有另外的通孔25，其使排放气体馈通连通。图2还显示在阀板顶部侧6上的吸入孔16位于用来容纳吸入设备(未示出)的凹槽27中。

图3给出了沿图1中线III-III的截面视图。该截面视图显示在阀板顶部侧6上的排放孔21由阀座30限定，其又被称为排放阀座表面。吸入开口16由位于阀板底部侧4上的吸入阀座表面31限定。

阀板1由非合金烧结铁制成。依照本发明的关键方面，阀板底部侧4和阀板顶部侧6设有具有不同平滑度的区域部分，其在没有后续的研磨过程的单独冲压步骤中形成。这样，阀板底部侧4和阀板顶部侧6的不同区域部分可分别优选适应于它们的各自功能或所希望的特性。

在凹槽17，26的区域，簧片阀位于其关闭位置。因此，在凹槽17和26区域要求非常小的平滑度公差。在这些也可称为第一表面区域部分的区域部分中的不平滑性可以造成簧片阀的拉伸应力集中，这又可减短设有这种阀板的压缩机的寿命。优选地，凹槽27的区域还具有很小的平滑度公差。

对于位于阀板底部侧4和阀板顶部侧6上的阀板表面的其他区域部分，也可称为第二表面部分，其平滑度要求比较小，即，允许较大的公差。在本发明的设计中，已经证明各个表面区域部分所需的公差可在一个单独的冲压步骤中实现，且可取消接下来的研磨。这样，与研磨相比，冲压形成较小的表面粗糙度，阀的泄漏或磨损的危险甚至会进一步减小。

在图1至3中所示的阀板如下制造：供应粉末状烧结材料；将粉末挤压到工具中形成原坯；烧结阀板原坯；冲压阀板；蒸气处理。

优选地，所使用的冲压工具包括多个突出部，其在烧结阀板的某些表面区域部分形成凹痕，同时这里出现通常多孔的烧结材料的局部压缩。阀板的这些表面区域部分是前述的具有较大平滑度公差的第二表面区域部分的一部分。这样“多余”材料可被阀板本身采用或在冲压过程中替换成可获得的不平滑度，因此可获得预定的厚度或均匀度公差。

图4至6给出了与图1至3所示相类似的阀板1。同样的元件具有同样的附图标记。为了避免重复，附图标记如图1至3的在前描述一样。接下来主要讨论实施例之间的不同。

图4中，虚线圆41表示在阀板底部侧4上的气缸孔的突出部。由于突出41部的环形形状，它还被称为圆。吸入通孔16和排放通孔21位于圆41内。在虚线圆41和另一个同心设置的较大的虚线圆42之间，延伸有环形表面43其形成压缩机的气缸的密封区以保持没有凹痕。在通孔25和另一个虚线圆45之间形成另一个位于阀板底部侧4的密封区或密封表面46，其必须保持没有凹痕。除了密封区或密封表面43和46，在阀板底部侧4上还有凹槽17的区域必须保持没有凹痕。阀板底部的剩余区域部分，其相对来说是不平滑的，设有多个凹痕51，52。

图5显示在阀板顶部侧6，在阀板1的外周55和虚线56之间，延伸有另一个密封区58，其也必须保持没有凹痕。虚线56限定了相对不平滑的区域部分60。在区域部分60中设有多个凹痕61至65。凹痕51，52和61至65在烧结后被压入阀板底部侧4和阀板顶部侧6。凹痕51，52和61至65的深度在十分之几mm范围内。从图6可以显示，从横截面来看，每个凹痕具有圆弧形状。

具有小公差，更确切的说细微公差的阀板1的第一表面区域部分还保持没有凹痕。这特别适用于吸入和排放阀向阀板1施加压力的区域部分，特别是阀座表面(图3中的30，31)。这些第一区域部分要求几μm的平滑度以确保利用阀无误地关闭每一个开口，而在这些区域部分，与阀板的剩余表面相比，平行度公差相对来说是不重要的。对于阀板的剩余第二区域部分来说，百分之几mm的平滑度公差是允许的。

由于紧密性原因，具有大公差的第二表面区域部分的一部分也必须保持没有凹痕，即用来分隔压缩机吸入和排放侧的密封部分或密封区，其分别形成在阀板1和气缸体之间或阀板1和气缸盖罩之间。其形成用来关闭压缩腔的阀板1的区域部分。这里，凹痕会增加压缩机的不利的闲置体积。第二表面区域部分的一部分出于密封原因而必须保持没有凹痕，是阀板底部侧(见图4)的密封区43，46和阀板顶部侧6的密封区58(见图5)。

用来关闭吸入开口16和排放开口21的簧片阀可以通过实质上已知的方式利用销，螺纹件或铆钉固定在阀板1上或可被焊接或锁定在阀板1上。为了这个目的，它们可与板表面对准，或者它们可以部分或全部地位于板的适合凹槽中。这将避免压缩机的闲置体积，即，在压缩机的排放状态末期是非空的压缩腔的一部分。在这种连接方式中，这些凹槽的底面是具有很小平滑度公差的预定的第一表面区域部分中的一部分。

Claims (16)

1、一种用于往复式压缩机的阀板，作为烧结零件的阀板在至少一个阀板表面上包括至少一个烧结后加工的阀座表面，其特征在于，阀板表面包括至少一个具有相对不平滑表面的限定区域部分和至少一个具有相对平滑表面的限定区域部分。

2、如权利要求1所述的阀板，其特征在于，与至少一个具有相对平滑表面的限定区域部分相比，至少一个具有相对不平滑表面的限定区域部分如此大，使得可以在一个冲压步骤中制造相关的阀板表面。

3、如权利要求2所述的阀板，其特征在于，至少一个具有相对不平滑表面的限定区域部分大于至少一个具有相对平滑表面的限定区域部分。

4、如在前权利要求中的一项所述的阀板，其特征在于，在阀座表面(30，31)的区域中，阀板表面具有相对平滑表面。

5、如在前权利要求中的一项所述的阀板，其特征在于，在至少一个阀体支承表面的区域，阀板表面具有相对平滑表面。

6、如权利要求4或5中的一项所述的阀板，其特征在于，阀座表面(30，31)和/或阀体支承表面位于凹槽(17，26，27)或突出部的区域。

7、如在前权利要求中的一项所述的阀板，其特征在于，相对不平滑表面的非关键部分具有凹痕(50-52，61-65)或凹槽，制造阀板的烧结材料被局部压缩在凹痕或凹槽中。

8、如权利要求7所述的阀板，其特征在于，凹痕(51-52，61-65)或凹槽具有十分之几mm的深度。

9、如权利要求7或8所述的阀板，其特征在于，凹痕(51-52，61-65)或凹槽具有球截形、截棱锥形或截锥形形状。

10、如权利要求7至9中的一项所述的阀板，其特征在于，相对不平滑表面的关键部分包括至少一个位于阀板表面上的密封区(43，36，58)。

11、一种用于生产在前权利要求所述的阀板的方法，包括下列步骤：

a.挤压优选粉末状的烧结材料以形成原坯；

b.原坯被烧结；

c.在一个单独的方法步骤中冲压被烧结后的原坯。

12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，至少一个阀座表面和/或至少一个阀体支承表面在唯一的冲压步骤中被校准。

13、如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，阀板(1)的通孔(11-14，19-23，15)和/或凹痕(17，26，27)和/或突出部在唯一的冲压步骤中被校准。

14、如权利要求11至13中的一项所述的方法，其特征在于，烧结且冲压后的阀板(1)的阀板表面被密封。

15、一种设备，利用冲压工具，按照权利要求11至15中的一项所述的方法冲压如权利要求1至10中的一项所述的阀板(1)表面，其特征在于，该冲压工具具有多个突出部，该突出部起到在至少一个具有相对不平滑表面的限定区域部分提供凹痕(51，52，61-65)的作用。

16、一种往复式压缩机，包括形成有压缩腔的气缸体，在一侧通过如权利要求1至10中的一项所述的阀板(1)限定，该阀板夹在气缸体和气缸盖罩之间。

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