CN101910631A - 制冷剂压缩机 - Google Patents

Abstract

用于气密封装的小型制冷机的活塞式制冷剂压缩机，它具有在汽缸壳体(1)的活塞孔(3)中引导的活塞(20)，汽缸壳体在端面上通过具有压缩开口(17)和抽吸开口(16)的阀板(7)来封闭，并在端面上设有带螺纹的孔(5)。为了这样地改装具有螺钉连接的汽缸头的活塞式制冷剂压缩机，使得能实现汽缸盖-阀板-汽缸壳体的构造高能效的重新设计，并同时使结构上所需的变化降到最小，规定：设有第一夹紧元件(11)，第一夹紧元件拧入孔(5)中，第一夹紧元件在活塞孔壁板(14)的至少一个部段的区域内将阀板(7)压到汽缸壳体(1)上，并在拧紧的状态下具有朝向阀板(7)的方向的预紧力。

Description

制冷剂压缩机

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的用于气密封装的小型制冷机的活塞式制冷剂压缩机，所述活塞式制冷剂压缩机具有在汽缸壳体的活塞孔中引导的活塞，其中汽缸壳体在端面上借助具有压缩开口和抽吸开口的阀板来封闭，并同样在端面上设有带螺纹的孔。

背景技术

多种不同类型的活塞式制冷剂压缩机是已知的。最广泛应用的是，按它的构造具有活塞孔的汽缸壳体在端面上通过阀板来封闭。阀板以及压缩开口在这种最广泛应用的活塞式制冷剂压缩机中与汽缸壳体的端面螺钉连接，其中用于将制冷剂从制冷剂循环中吸出的抽吸开口也设置在所述阀板中，压缩过程之后，穿过所述压缩开口，通过活塞将压缩的制冷剂排出到制冷剂循环中。为此目的，孔不仅设置在汽缸壳体上而且也设置在阀板中，其中汽缸壳体中的孔分别设有螺纹，通过此螺纹可进行拧紧。在这种应用最广泛的类型的活塞式制冷剂压缩机中，在阀板的与汽缸壳体相对置的侧面上设有汽缸盖，所述汽缸盖具有压力腔，从汽缸中喷出的、压缩的制冷剂短暂地暂存在此压力腔中，以便在下一步溢流到制冷剂循环中。还已知一个实施例，其中设有相应于压缩腔的抽吸腔，制冷剂经由此抽吸腔穿过抽吸开口吸入汽缸中。在这种情况下，压缩腔和抽吸腔通过相应的结构上的措施在汽缸盖上相互分开。但还已知这样的实施例，其中在汽缸盖中没有设置抽吸腔，而是经由直接固定在阀板上的抽吸消声器将待压缩的制冷剂吸入汽缸中。但在这两种情况下，汽缸盖也通过相同的固定螺钉固定在汽缸壳体上，所述固定螺钉也把阀板固定在汽缸壳体上，因此在中间设置必需的密封件的情况下，汽缸盖、阀板和汽缸壳体全部都通过相同的固定螺钉彼此相连。

在应用螺纹连接的情况下当然具有缺点，由于通过固定螺钉导入到汽缸壳体中的力，对圆柱形孔的圆柱形形状产生不利的影响。此外，螺纹连接总是会增加安装费用，因为首先必须有针对性地设置用于固定螺钉的孔，以确保汽缸盖相对于汽缸壳体实现最佳的对中心。此外还有利的是，由螺纹连接限定的、点状的挤压力被在整个密封面上恒定的挤压力代替，从而使密封力平均并降低最大的挤压力。

广泛应用的解决方案(它具有用螺纹连接的阀板和用螺纹连接的阀盖)的另一问题是，密封件或螺纹连接的下沉，它由于螺纹连接的刚性的形状导致挤压力的巨大损失。因此，在固定螺钉上的拧紧力必须高出所需的密封力的数倍，以便在下沉之后并在具有不利的力传导的位置上也能确保持久的密封性。因此还有利的是，阀板在那里与汽缸壳体相匹配，在那里由于活塞力出现了最大的负载。

因此还已知一种避免了上述缺点活塞式制冷剂压缩机，其中它把汽缸盖夹紧到汽缸壳体上，例如由AT 7.627 U1已知。同时通过将汽缸盖夹紧在汽缸壳体上，使得位于中间的阀板也被夹紧在汽缸壳体上，用来在端面上密封地封闭汽缸壳体。所述夹紧实现了明显降低的安装成本和同时使在由汽缸盖和阀板构成的汽缸头上具有稳定的、均匀且对中的挤压力，从而可减小密封面，但会对密封性没有产生不利影响。

汽缸壳体、阀板和汽缸盖的组装的方式导致这样构成的活塞式制冷剂压缩机比开始描述的明显更有优势，因为它使汽缸头实现了完全的重新设计，这不仅涉及到形状而且涉及到材料，并避免了螺纹连接的上述不利影响。但同时，汽缸头的这种构造以及与之相关的重新设计的方案也预先规定了边界条件，此边界条件可实现或要求重新设计活塞式制冷剂压缩机的与汽缸头直接或间接相关的零件。

但在实践中还经常存在这样的要求，即：对已投入使用的、具有螺纹连接的汽缸头的活塞式制冷剂压缩机进行改装，从而至少避免上述的与密封件下沉相关而出现的问题。但在这种情况下，要么根本不可能要么至少在经济上不提倡实施已知的、具有夹紧的汽缸盖的方案。

US 6,459,364也示出了这样的实施例，它同样公开了一种制冷剂压缩机，其中借助夹紧元件将汽缸头夹紧到汽缸壳体上。如立即可看出的一样，除了与此方案相关的、不足够的夹紧质量以外，在具有拧上的汽缸头的制冷剂压缩机的开始所述的组件中不可能实施这样的方案。

发明内容

因此，本发明的目的是，这样来改装具有螺钉连接的汽缸头的活塞式制冷剂压缩机，使得汽缸盖-阀板-汽缸壳体的构造实现高能效的重新设计，其中使在结构上为此所需的变化降到最小。

本发明的另一目的是，这样来改装已知的、具有螺钉连接的汽缸头的活塞式制冷剂压缩机，使得可以补偿密封件的下沉。

按本发明规定，在用于气密封装的小型制冷机的活塞式制冷剂压缩机中，所述活塞式制冷剂压缩机具有在汽缸壳体的活塞孔中引导的活塞，其中汽缸壳体在端面上通过具有压缩开口和抽吸开口的阀板来封闭，并同样在端面上设置带螺纹的孔，设有第一夹紧元件，所述第一夹紧元件拧入到所述孔中，所述第一夹紧元件在活塞孔壁板的至少一个部段的区域内将阀板压到汽缸壳体上，并在拧紧的状态下具有朝向阀板的方向的预紧力。

以这种方式和方法能够相应地对传统的活塞式制冷剂压缩机进行改装即：传统的阀板被新的阀板来代替，在传统的活塞式制冷剂压缩机上，阀板与汽缸壳体螺钉连接，所述新的活塞式制冷剂压缩机通过按本发明的夹紧元件在活塞孔壁板的区域内压到汽缸壳体上。换言之，通过更换阀板能够轻松且快速地改装传统的活塞式制冷剂压缩机，而无需在汽缸壳体的基本构造上进行改变。此外与传统的螺钉连接不同，夹紧元件由于预紧力可补偿在阀板和汽缸壳体之间的密封件的下沉，因而还可减少最大的挤压力。

在本发明的优选实施方案中规定，阀板设计成圆形的。与传统的活塞式制冷剂压缩机不同，由此能够节省材料，其中阀板制成仅比活塞孔稍大一点，因此不会再覆盖汽缸壳体的整个或大部分端面。因此，在热量转换时也会有优点，因为只有更少的热量从热的汽缸壳体中传递到阀板上，并因此只有较少的热量能够传递到被抽吸的制冷剂上，从而提高活塞压缩机的能效。

按本发明的另一优选实施方案规定，阀板具有定位臂，它至少部分地包围拧入所述孔中的固定螺钉。因为固定螺钉被保留作为改装传统的活塞式制冷剂压缩机的重要的组件，并作为用于按本发明的第一夹紧元件的固定件，通过设置定位臂使固定螺钉用作为对准元件。

对此可选择的是，按权利要求4和5的特征，阀板的精确定位也可以通过汽缸壳体或夹紧元件自身来实现。这例如通过在汽缸壳体或第一夹紧元件中的台阶来实现，它的轮廓在与汽缸壳体的轴线垂直的平面中基本与阀板的轮廓相一致，它的深度优选等于阀板的厚度。但也可通过在第一夹紧元件上设置的定位销来实现定中心，说是定位销嵌入到阀板上的相应的定中心孔中，并从而使阀板定中心。

本发明的另一实施方案规定，所述第一夹紧元件在拧紧的位置上在活塞孔壁板在夹紧元件上的假想的投影内具有至少一个优选圆形的空隙部。所述至少一个的空隙部是必要的，以便使抽吸路段和/或压缩路段的构件与阀板中的抽吸开口或压缩开口相连，从而能够将制冷剂输入到汽缸中或从汽缸中输出。

按本发明的额外的实施方案，设有第二夹紧元件，所述第二夹紧元件拧入到所述孔中，所述第二夹紧元件将定位在至少一个空隙部中的抽吸路段和/或压缩路段的部件夹紧到阀板上。因此以这种方式和方法，不仅阀板夹紧到汽缸壳体上，而且抽吸路段和/或压缩路段的部件也夹紧到汽缸壳体上。因此，传统的阀板也可以通过更高效的构件来代替。

在本发明的另一实施方案中规定，抽吸路段和/或压缩路段的部件在它们面向第二夹紧元件的一侧上具有凹部，所述凹部在其轮廓上都与第二夹紧元件的轮廓的至少一个部段相一致。因此，可阻止第二夹紧元件的滑落，并确保始终保持夹紧力。

在本发明的尤其优选的实施方案中，第一夹紧元件和第二夹紧元件是制成一体的，从而可实现特别简单的安装。在这种情况下，夹紧元件具有缺口，它可实现用于抽吸路段和/或压缩路段的导入和导出。夹紧力在这些用于缺口的位置上间接地通过抽吸和/或压缩路段的部件传到阀板中。

附图说明

接下来，借助实施例详细地描述了本发明。其中：

图1示出按现有技术的活塞式制冷剂压缩机的剖视图；

图2示出汽缸壳体连同曲轴轴承容纳部的轴测图，但没有汽缸头(图1的细节X)；

图3示出汽缸壳体的端面的正视图，该汽缸壳体具有按本发明的阀板；

图4示出汽缸壳体的端面的细节图，该汽缸壳体具有按本发明的阀板和第一夹紧元件；

图5示出按本发明的汽缸壳体的侧视图，所述汽缸壳体具有第一夹紧元件；

图6示出按本发明的汽缸壳体的侧视图，所述汽缸壳体具有处在预紧状态中的第一夹紧元件；

图7示出汽缸壳体的端面的细节图，所述汽缸壳体具有按本发明的压缩和抽吸行程零件；

图8示出汽缸壳体的端面的细节图，所述汽缸壳体具有按本发明的压缩和抽吸行程零件以及第二夹紧元件；

图9示出汽缸壳体连同曲轴轴承容纳部和汽缸头的轴测图，但没有第二夹紧元件；

图10示出汽缸壳体连同曲轴轴承容纳部和汽缸头的轴测图，但具有第二夹紧元件；

图11示出汽缸壳体的轴测图，所述汽缸壳体具有台阶连同曲轴轴承容纳部；

图12示出具有台阶的第一夹紧元件的轴测图；

图13示出具有定位销的第一夹紧元件的轴测图；

图14示出了具有定位销和阀板的第一夹紧元件的轴测图；

图15示出按本发明的阀板的变型方案的正视图。

具体实施方式

图1以剖视图示出了按现有技术的活塞式制冷剂压缩机。在此，汽缸壳体1连同曲轴轴承容纳部2、曲轴轴承25、曲轴9、连杆10和活塞20设置在两部分的、气密封装的壳体19中。曲轴9通过电动机21进行驱动。此外，在图1中还可看到支脚22、电的接线单元23以及引入到壳体19中或从壳体19中引出的制冷剂导管28，制冷剂通过此制冷剂导管28从汽缸壳体1中输出或输送至在汽缸壳体1上引导的抽吸消声器24。

图2以轴测图示出了图1中的汽缸壳体1连同曲轴轴承容纳部2但不包括按本发明的汽缸头的细节。汽缸壳体1设有活塞孔3，并在它的端面4上具有四个螺纹孔5。在同类型的已知的活塞式制冷剂压缩机中，这些螺纹孔5用于将由汽缸盖6和阀板7(在图2中未示出)构成的汽缸头通过固定螺钉18与汽缸壳体1拧在一起，这可从图1中看出的。基于概览的原因，在图2中同样没有示出在活塞孔3中引导的活塞20。

图3示出了按本发明的制冷剂压缩机的汽缸壳体1的正视图。此汽缸壳体1的端面4相当于图2的(即已知的制冷剂压缩机的)端面4。但与已知的制冷剂压缩机不同，按本发明设有阀板7，它不是借助固定螺钉18固定在汽缸壳体1上。而是借助第一夹紧元件11实现阀板7在汽缸壳体1上的固定，这从图4中是可看出的。按本发明，阀板7不再平面地覆盖着整个端面4或大部分的端面，而只是覆盖对于密封所需的区域。优选的是，阀板7由于它的尺寸只是稍微地覆盖着活塞孔3，其中阀板7在此优选设计成圆形的。

为了相对于汽缸壳体1的内部实现所需的密封性，阀板7必须以足够的挤压力压到端面4上。按本发明，这通过与制冷剂不接触的第一夹紧元件11来实现，该第一夹紧元件11借助固定螺钉18(在图4中未示出)通过螺纹孔5与汽缸壳体1拧在一起。

第一夹紧元件11为此目的具有固定臂12和夹紧部段13，所述固定臂12用来容纳固定螺钉18。所述夹紧部段在安装状态位于活塞孔壁板14的上方并且具有活塞孔壁板14在第一夹紧元件11上的假想的投影的形状。在活塞孔壁板14在第一夹紧元件11上的假想的投影内，所述第一夹紧元件11具有一个空隙部15，它优选(但不是必须)也是圆形的并且与活塞孔壁板14是同心的，所述空隙部使设置在阀板7中的抽吸开口16和压缩开口17是可进入的。通过按本发明的夹紧元件11，阀板7上的压力精确地施加在活塞孔壁板14的范围内，由此实现阀板7的特别精确的固定可能性，这种固定可能性对阀板7和汽缸壳体1之间设置的未额外标出的密封件的下沉是不敏感的。按本发明还可规定，这样地构造夹紧部段，使得阀板7只在活塞孔壁板14的部段的区域中压到汽缸壳体1上。

按本发明的优选实施方案，第一夹紧元件11具有在拧紧状态下指向阀板7的预紧力，因而能够改进按本发明的借助第一夹紧元件11的固定。

图5示出按本发明的汽缸壳体1的侧视图，其在即将拧入固定螺钉18前的一个位置上具有第一夹紧元件11。可很好地看出朝阀板7的方向弯曲的夹紧部段13，它在固定螺钉18拧紧后把预紧力作用在阀板7上，如同从图6可看到的一样。为了确保第一夹紧元件具有特别好的预紧力性能，它优选由冲压钢制成。

如同已提到的一样，阀板7具有抽吸开口16和压缩开口17，制冷剂通过所述抽吸开口和压缩开口被吸入汽缸中或从汽缸中喷出。按本发明的尤其优选的实施方案，借助集成在制冷剂的抽吸路段或压缩路段中的部件26、27来实现连接，所述部件26、27也可构成为一件式的。图7示出了部件26、27的实施例。它们按照与汽缸的高能效的制冷剂交换的要求制成和成型，并可具有不同的外观。此抽吸路段的部件26通常与抽吸消声器24(在图7中未示出)相连，制冷剂通过它从制冷剂循环的汽化器吸入汽缸中。压缩路段的部件27通常与从壳体18中引出的制冷剂导管28(在图7中未示出)相连，此制冷剂导管28与制冷剂循环的蒸发器相连。

在本发明的优选的实施方案中，借助第二夹紧元件29(见图8)使集成在抽吸段或压缩段中的构件26、27固定在阀板7上，与第一夹紧元件11相应地，所述第二夹紧元件也可以具有预紧力。第二夹紧元件29同样与第一夹紧元件11一样借助固定螺钉19与汽缸壳体1相连。

为了在集成于抽吸段或压缩段中的构件26、27上保证规定的夹紧范围，此夹紧范围不会通过由于摆动的活塞而出现的压力波动在抽吸段或压缩段中推移，抽吸路段的部件26和压缩路段的部件27都在它们面向第二夹紧元件29的表面上具有凹部30、31，所述凹部30、31在轮廓上都与第二夹紧元件29的轮廓的至少一个部段相一致。因此，可避免夹紧元件的由振动引发的滑落以及可避免夹紧力的作用范围的移动。

构件26和27可以定位在第一夹紧元件11、第二夹紧元件29或阀板7上，所述构件26和27也可设计为一体的。为了在阀板和两个构件26、27之间实现更好的密封，优选设有密封件。在构件26、27和阀板具有相应的造型时，或在选择相应的材料时，也可以省略所述密封件。

图9以轴测图示出了汽缸壳体1连同曲轴轴承容纳部2以及汽缸头，所述汽缸头包括阀板7和抽吸路段的部件26、压缩路段的部件27。但出于概览的原因，在图9中没有示出第二夹紧元件29，用来把抽吸路段的部件26和压缩路段的部件27固定在阀板7上。它在图10中可以看到。

为了把阀板7精确地定位在汽缸壳体1上，或更确切地说定位在汽缸壳体1的端面4上，优选设置定位辅助件。图11示出了一个在汽缸壳体1的端面4中构成为台阶33的定位辅助件。该台阶33的轮廓在与汽缸壳体1的轴线垂直的平面中基本上与阀板7的轮廓相一致，台阶33的深度在此优选基本上等于阀板7加上可能存在的密封件的厚度。因此，阀板7可完全埋入汽缸壳体1中，从而实现最优化的密封的方案。

图12以轴测图示出了第一夹紧元件11连同压缩路段的部件27和抽吸路段的部件26，此抽吸路段的部件26与抽吸消声器24相连。压缩路段的部件27和抽吸路段的部件26在此实施例中制成一体的。与图11不同，在图11中构成为定位辅助件的台阶33设置在汽缸壳体1的端面4中，在按图12的实施例中，构成为定位辅助件的台阶34设置在第一夹紧元件11的底侧上，因此阀板7可完全埋入第一夹紧元件11中。对于抽吸路段的部件26和压缩路段的部件27在阀板7上的连接不足以实现阀板7的足够的位置稳定性的情况，还可额外地在阀板7上设置定位凸起35，它嵌入到台阶33(在图11中未示出)或台阶34(图12)的相应的凹槽中，以阻止阀板7的旋转。定位凸起35当然也可以设置在台阶33或34中，且对应的凹槽可以设置在阀板7中。

图13示出了定位辅助件的另一可选的实施方案，它在这种情况下构造成定位销36，它朝汽缸壳体1的方向从第一夹紧元件11的底侧上突起，并嵌入的阀板7的相应的定位凹槽中，如图14所示。当然本身不言而喻的是，此定位销36也可以朝第一夹紧元件11的方向从汽缸壳体的端面4上突起，以达到相同的定位功能。

图15示出了定位辅助件的另一实施方案。阀板7在此具有定位臂32，此定位臂32包围着螺纹孔5。因此，拧入螺纹孔5中的固定螺钉18的对齐是可能的。

对于第一夹紧元件11和第二夹紧元件29构成为一体的实施方案的情形，如同在图12至14所示的一样(第二夹紧元件29不可见)，规定：第一夹紧元件11具有缺口37，抽吸路段的部件26和压缩路段的部件27的部段26a、27a通过所述缺口37引导。第二夹紧元件29的夹紧力在此位置上间接地通过部段26a、27a传递到阀板7中。

附图标记清单

1     汽缸壳体

2     曲轴轴承容纳部

3     活塞孔

4     端面

5     螺纹孔

6     汽缸盖

7     阀板

8     活塞孔轴线

9     曲轴

10    连杆

11    第一夹紧元件

12    固定臂

13    夹紧部段

14    活塞孔壁板

15    空隙部

16    抽吸开口

17    压缩开口

18    固定螺钉

19    壳体

20    活塞

21    电动机

22    支脚

23    电的接线单元

24    抽吸消声器

25    曲轴轴承

26    抽吸路段的部件

26a   抽吸路段的部件的部段

27    压缩路段的部件

27a   压缩路段的部件的部段

28    制冷剂导管

29    第二夹紧元件

30    在抽吸路段的部件中的凹部

31    在压缩路段的部件中的凹部

32    定位臂

33    在汽缸壳体中的台阶

34    在第一夹紧元件中的台阶

35    定位凸起

36    定位销

37    缺口

Claims (12)

1.一种用于气密封装的小型制冷机的活塞式制冷剂压缩机，所述活塞式制冷剂压缩机具有在汽缸壳体(1)的活塞孔(3)中引导的活塞(20)，其中汽缸壳体在端面上通过具有压缩开口(17)和抽吸开口(16)的阀板(7)来封闭，并同样在端面上设有带螺纹的各孔(5)，其特征在于，设有第一夹紧元件(11)，所述第一夹紧元件拧入所述孔(5)中，所述第一夹紧元件(11)在活塞孔壁板(14)的至少一个部段的区域内将阀板(7)压到汽缸壳体(1)上，并在拧紧的状态下具有朝向阀板(7)的方向的预紧力。

2.按权利要求1所述的制冷剂压缩机，其特征在于，阀板(7)设计成圆形的。

3.按权利要求1至2之任一项所述的制冷剂压缩机，其特征在于，阀板(7)具有定位臂(32)，所述定位臂至少部分地包围着拧入到所述孔中的固定螺钉(18)。

4.按权利要求1至3之任一项所述的制冷剂压缩机，其特征在于，汽缸壳体(1)或第一夹紧元件(11)具有台阶，所述台阶的轮廓在与汽缸壳体(1)的轴线垂直的平面中基本上与阀板(7)的轮廓相一致，它的深度优选基本上等于阀板(7)的厚度。

5.按权利要求1至3之任一项所述的制冷剂压缩机，其特征在于，在第一夹紧元件(11)设有定位销(36)，所述定位销(36)嵌入到相应的、设置在阀板(7)上的定位凹槽中。

6.按权利要求1至3之任一项所述的制冷剂压缩机，其特征在于，在汽缸壳体(1)中设有定位销(36)，所述定位销(36)嵌入到相应的、设置在阀板(7)上的定位凹槽中。

7.按权利要求1至6之任一项所述的制冷剂压缩机，其特征在于，第一夹紧元件(11)在活塞孔壁板(14)在夹紧元件(11)上的假想的投影内具有至少一个空隙部(15)，所述空隙部优选是圆形的。

8.按权利要求7所述的制冷剂压缩机，其特征在于，设有第二夹紧元件(29)，所述第二夹紧元件拧入到所述孔中，所述第二夹紧元件将定位在至少一个空隙部(15)中的抽吸路段和/或压缩路段的部件(26、27)夹紧到阀板(7)上。

9.按权利要求8所述的制冷剂压缩机，其特征在于，抽吸路段和/或压缩路段的部件(26、27)在它们面向第二夹紧元件(29)的一侧上具有凹部(30、31)，所述凹部在轮廓上都与第二夹紧元件(29)的轮廓的至少一个部段相一致。

10.按权利要求8或9所述的制冷剂压缩机，其特征在于，第一夹紧元件(11)和第二夹紧元件(28)制成一体的。

11.按权利要求8至10之任一项所述的制冷剂压缩机，其特征在于，第一夹紧元件(11)具有缺口(37)，抽吸路段的部件(26)和压缩路段的部件(27)通过所述缺口导引至阀板(7)的抽吸开口(16)或压缩开口(17)。

12.按权利要求8至11之任一项所述的制冷剂压缩机，其特征在于，抽吸路段的部件(26)和压缩路段的部件(27)的横截面确定成使它至少局部地在穿过缺口(37)时在其上侧与第一夹紧元件(11)相接触，并在其底侧与阀板(7)相接触，以便将夹紧力从第二夹紧元件(29)传递到阀板(7)上。

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