CN104712547A - 用于制冷压缩机的活塞装置 - Google Patents

Abstract

一种用于制冷压缩机的具有活塞(2)的活塞装置(1)，所述活塞(2)具有活塞顶(3)和包围内部空间(7)的活塞裙(4)，在所述内部空间(7)中布置了具有油路的安装装置(8)，其中所述活塞裙(4)具有外侧表面(5)，在所述外侧表面(5)中形成连接到所述油路的润滑油槽(6)。期望能够获得一种活塞装置，利用该活塞装置能够达到较高的效率。为此目的，提出了一种安装装置(8)，所述安装装置(8)具有弹性密封元件(22)，所述弹性密封元件(22)从内侧抵靠所述活塞裙(4)并且对所述油路进行划界。

Description

用于制冷压缩机的活塞装置

技术领域

本发明涉及用于制冷压缩机的活塞装置，该活塞装置具有活塞顶和活塞裙，该活塞裙包围在其中布置了具有油路的安装装置的内部空间，其中活塞裙具有外部侧面，在外部侧面中形成了连接到该油路的润滑油槽。

背景技术

例如从DE10356396B4已知这样的活塞装置。在所述文档中，安装器件具有球窝关节，该球窝关节具有通过被布置在活塞顶的内侧上的加强元件中的附着元件来紧固的球。附着元件被焊接到活塞裙的内侧，或通过其他热方法来连接。

以这样的设计可发生活塞的变形。活塞的形状偏离圆柱形状，泄漏发生在在活塞和汽缸之间的间隙中，在制冷压缩机的工作期间在该汽缸内引导活塞。这样的泄漏降低了压缩机的效率并且导致增大的磨损。

发明内容

本发明基于使得能够获得能够实现良好效率的活塞装置的目的。

该目的是利用在本文开始指定的类型的活塞装置来实现的，其中安装装置具有弹性密封元件，弹性密封元件从内侧抵靠活塞裙并且对油路进行划界。

因此在活塞裙的圆周表面上的润滑油槽继续连接到油路。然而，该油路不再由刚性元件划界而是由弹性密封元件划界。尽管弹性密封元件使得可获得足够的用于油路的密封，但是其实质上没有施加可能导致活塞裙变形的力给活塞裙。此外，不再必须将活塞裙焊接到安装装置的部件或以某一其它方式热连接该活塞裙，结果是甚至活塞装置的制造也不必承受活塞裙的形变的风险。一旦已将活塞裙制造为具有期望的圆柱形状，则可维持该形状，这在制冷压缩机的工作期间引起提高的效果。此外，可将磨损保持为低。

润滑油槽优选经由第一开口装置并且经由第二开口装置连接到内部空间，其中第一开口装置和第二开口装置在轴向方向相互偏移，并且密封元件在第一开口装置和第二开口装置之间抵靠活塞裙。然后密封元件将进入到润滑油槽内的油的入流与到润滑油槽之外的油的回流分离开，结果是可容易维持经由润滑油槽的油流。

在该情况中，优选的是，第一开口装置和第二开口装置分别具有多个开口，该多个开口被布置为在圆周方向上分布，其中第一开口装置的开口和第二开口装置的开口在圆周方向上相互偏移。因此，如果例如在每个开口装置中存在两个开口并且第一开口装置的开口相对于第二开口装置的开口在圆周方向上偏移90°，则来自油路的油在其可以再次流回到活塞的内部空间内之前仅仅必须流过90°的圆周角。油经由润滑油槽的行程越短，流动阻力就越小，并且将油供给到润滑油槽之内的必需压力就越低。油的压力越低，弹性密封元件抵靠活塞裙的支承力也能够越低。

密封元件和安装装置优选相互闩锁。基本上，对于在密封元件和安装器件之间的连接，在轴向方向上仅一个连接是必需的，因为无论如何在径向方向上通过抵靠活塞裙的内侧的弹性支承来固定密封元件。可凭借闩锁的连接容易地实现这样的连接。

密封元件优选具有抵靠活塞裙并且指向为远离活塞顶的密封唇缘。密封唇缘可以以相对小的力抵靠活塞裙，然而确保足够的密封。然而密封唇缘的大优点是使得活塞装置的装配更加容易。密封元件和安装器件可被预安装在一起，并且然后可将以该方式形成的单元插入活塞内。然后密封唇缘可径向向内变形到一定程度，使得其能够在没有损害的风险的情况下被引导越过活塞裙内侧上的不平坦。在最终的安装位置中，它然后抵靠活塞裙的内侧。

安装装置优选抵靠从活塞顶延伸到内部空间内的三个突起部。这些突起部的高度优选比活塞顶的平坦度和/或安装装置的对应支承面的平坦度所被容许的公差更大。这确保活塞顶在安装装置上的三点支撑。这确保压缩力从活塞顶经由安装器件到达被连接到安装器件的连接杆的最优传输。无论如何，具有三个点的支撑可防止活塞在工作期间的倾斜，结果是可以以高精度维持在工作期间在活塞和汽缸之间的间隙。

安装装置和活塞顶优选包围环形腔，其中安装装置径向支承在活塞顶的外侧上。因此安装装置还宛如形成该腔的圆周壁。作为该腔的结果，可以保持安装装置的质量为低。安装装置在活塞顶的外侧上在径向方向上相对远的支撑允许在工作期间在活塞顶和安装装置之间的力的良好分配。

安装装置和活塞顶优选在以物质上接合的方式相互连接。安装装置和活塞顶可以例如相互焊接或粘合。可经由对活塞顶的再加工容易地去除活塞顶在该连接期间可能出现的变形。该再加工可例如包括磨光。因为平面表面在此必须被磨光，所以在这样的加工上的开支不会太大。

安装装置和活塞顶优选在径向中心的区域中相互连接。作为结果，弹性密封元件的连接可被断开，结果是当产生连接时发生到密封元件的损耗的风险相对是低的。

在此优选的是，安装装置具有被塞到活塞顶的凹部内的突起部。通过将突起部塞到凹部内，带来在安装装置和活塞顶之间在径向方向上的正接合，结果是可非常精确地定位安装装置。

活塞顶优选具有比活塞裙的壁厚更大的厚度。这有助于避免在连接到安装装置期间活塞的变形。可例如从钢板拉制出活塞。

附图说明

下面将凭借优选的示例性实施例并且关于附图来描述本发明，在附图中：

图1示出穿过活塞装置的截面，

图2示出来自图1的放大细节X，

图3示出根据图1的活塞装置的侧视图，

图4示出活塞的透视图，以及

图5示出根据图1的活塞装置的透视图。

具体实施方式

被设置用于制冷压缩机的活塞装置1具有活塞2。活塞2具有活塞顶3和活塞裙4。活塞顶3具有比活塞裙4的壁厚更大的厚度。

活塞裙4具有侧表面5，侧表面5中形成了润滑油槽6。

活塞裙4包围内部空间7。内部空间7在轴向端侧上由活塞顶3划界。内部空间7在相对端侧上是开放的。

安装装置8布置在内部空间7内。安装装置8具有拥有球9和球窝10的球窝关节。球窝10在支承元件11中形成。

连接杆12连接到球9。连接杆12可例如被拧到球内或被焊接到球上。连接杆12是中空的并且具有油供应导管13，可经由该导管13在压力下将油供给入。球9具有横向孔14，油供给导管13向该横向孔14中开口。油可经由该横向孔进入第一腔15，所述腔15在支承元件11和将球9紧固在球窝10内的紧固元件16之间形成。紧固元件16例如凭借焊缝17连接到支承元件11。还可以提供不同的连接，例如一系列焊点或粘合连接或螺旋连接。

紧固元件16具有圆周壁18，圆周壁18中形成多个开口19，油经由该多个开口19从第一腔15进入第二腔20。第二腔20在外侧上由活塞裙4径向地划界。第二腔20在其朝向远离活塞顶3的方向的端处由弹性密封元件22的密封唇缘21划界。密封唇缘21在轻微的压力下抵靠活塞裙4的内侧。活塞唇朝向远离活塞顶3的方向。

油供应导管13、横向孔14、第一腔15、开口19和第二腔20形成油路。

第二腔20连接到多个开口23，并且由此油路连接到多个开口23。开口23与第一开口装置相关联，并且将第二腔20连接到活塞裙的侧表面5中的润滑油槽6。开口23还被实施为开口对，结果是，多个开个对23被设置为在圆周方向分布。如特别在图3中是明显的，在活塞裙4中设置了与第二开口装置相关联的另一开口24或开口对。密封唇缘21在轴向方向(相对于活塞的轴)抵靠在活塞裙的内侧上的位于第一开口装置的开口23和第二开口装置的开口24之间的位置。

开口23在圆周方向上彼此偏移180°。开口24可例如也在圆周方向上相互偏移180°，其中如图3所示，开口24也可被实施为开口对。第一开口装置的开口23和第二开口装置的开口24在圆周方向上彼此偏移基本上90°，结果是在润滑油槽6中的油必须在润滑油槽6中仅仅流过90°的圆周角。相应地，润滑油槽6仅以相对低的阻力反抗油流。经由第二开口装置的开口24，油可从润滑油槽6流回到内部空间7内并且从那经过进入通常已知的贮油槽。

弹性密封元件22通过闩锁连接连接到紧固元件16。为此目的，弹性密封元件22具有径向向内突起部的舌25，舌25可接合在紧固元件16上的开口19中。作为形成具有舌25的密封元件22的结果，同时在密封元件22中形成开口26，经由该开口26，油可从第一腔15穿过到第二腔20内。

如从图4中显然看出的，活塞顶3在其轴向内侧3上具有突起部27。这些突起部被布置为在径向方向上(相对于活塞2的轴)在外侧上相对远。这些突起部27具有比支承元件11和活塞顶3之间的圆周接触表面的平坦度的公差更大的轴向尺寸(即高度)。因此，在支承元件11和活塞2相互连接之前确保了活塞顶3在支承元件11上的三点支撑。这确保来自活塞顶3的压缩力经由支承元件11和球9到连接杆12的最优传输。假定不确定的支撑，例如在仅两个点或四个点处，在制冷压缩机的工作期间可发生活塞顶3的圆变形以及还有因此活塞裙4的圆变形，这转而使在活塞2和汽缸(未更详细示出)之间的间隙的密封退化。

活塞顶3具有中央开口28。支承元件11具有被插入到开口28中的中央凸起29。开口28在此被实施为贯穿开口。然而，这不是绝对必须的。开口28也可由活塞顶3中的凹部来替代。在该情况下，支承元件11的突起部29必须被相应地制作得更短。支承元件11在凸起29的区域中例如凭借焊缝30被连接到活塞顶3。例如焊接、粘合等的其它连接是可以的。在支承元件11连接到活塞顶3之后，可例如通过磨光来再加工活塞顶3。在该情况中，活塞顶3可在其轴向外侧上被磨平。同时，可以以相对高的精度给予活塞顶3相对于侧表面5的直角。

支承元件11在径向向外方向上具有法兰31，该支撑元件11利用法兰31可被定位在活塞顶3上，以被更精确地定位在活塞顶3的突起部27上。法兰31在支承元件11的环形壁32上形成。环形壁32在径向向外的方向上对腔33进行划界，腔33还有活塞顶3和支承元件11划界。该实施例具有以下优点：支承元件11也可被实施为片金属形状部件，并且活塞装置1的质量可因此被保持为小。

可如下描述活塞装置1的制造：

将活塞杆12连接到球9。为此目的，经由紧固元件16中的开口34可以引导活塞杆12。将球9插入到支承元件11中的球窝10内，并且将紧固元件16连接到支承元件11。该连接还可以在相对高温下容易地发生，因为在该点处仅仅抵抗升高的温度的部分相互连接。

在紧固元件16和支承元件11的连接之后，密封元件22被装配或闩锁到紧固元件16。该闩锁连接必须仅基本上确保密封元件22相对于紧固元件16的轴向定位。

然后可将以该方式预安装的安装装置8装配到活塞2的内部空间7内。然后密封唇缘21在不具有任何损坏风险的情况下沿着活塞裙4的内侧上滑动。然后突起部29进入开口28并且可被焊接到活塞顶3。也可发生升高的温度，但是所述温度是非危险的，因为焊接发生在相距由塑料材料形成的密封元件22足够大的距离处。

最终，也将活塞顶3磨平并且活塞顶3与侧表面5成直角。

在制造和工作期间，活塞裙4几乎不受到可导致变形的任何力。因此活塞裙4维持其原始制造形状，理想的圆柱形状，结果是在活塞2和活塞在其中运动的汽缸之间的间隙可做得相对窄。然后可将润滑油槽6中的油视为宛如“液体活塞环”。则由润滑油槽中的油产生用于间隙的非常良好的密封。

Claims (11)

1.一种用于制冷压缩机的具有活塞(2)的活塞装置(1)，所述活塞(2)具有活塞顶(3)和包围内部空间(7)的活塞裙(4)，在所述内部空间(7)中布置了具有油路的安装装置(8)，其中所述活塞裙(4)具有外侧表面(5)，在所述外侧表面(5)中形成连接到所述油路的润滑油槽(6)，其特征在于，所述安装装置(8)具有弹性密封元件(22)，所述弹性密封元件(22)从内侧抵靠所述活塞裙(4)并且对所述油路进行划界。

2.根据权利要求1所述的活塞装置，其特征在于，所述润滑油槽(6)经由第一开口装置并且经由第二开口装置连接到所述内部空间(7)，其中，所述第一开口装置和所述第二开口装置在轴向方向上相互偏移，并且所述密封元件(22)在所述第一开口装置和所述第二开口装置之间抵靠所述活塞裙(4)。

3.根据权利要求2所述的活塞装置，其特征在于，所述第一开口装置和所述第二开口装置中的每一个具有多个开口(23、24)，所述多个开口(23、24)被布置为在圆周方向上分布，其中，所述第一开口装置的开口(23)和所述第二开口装置的开口(24)在圆周方向上相互偏移。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的活塞装置，其特征在于，所述密封元件(22)和所述安装装置(8)相互闩锁或锁定于彼此。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的活塞装置，其特征在于，所述密封元件(22)具有密封唇缘(21)，所述密封唇缘(21)抵靠所述活塞裙(4)并且朝向远离所述活塞顶(3)的方向。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的活塞装置，其特征在于，所述安装装置(8)抵靠从所述活塞顶(3)延伸到所述内部空间(7)的三个突起部(27)。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的活塞装置，其特征在于，所述安装装置(8)和所述活塞顶(3)包围环形腔(33)，其中，所述安装装置(8)在径向上支承在所述活塞顶(3)的外侧上。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的活塞装置，其特征在于，所述安装装置(8)和所述活塞顶(3)以材料上接合的方式相互连接。

9.根据权利要求8所述的活塞装置，其特征在于，所述安装装置(8)和所述活塞顶(3)在径向中心的区域中相互连接。

10.根据权利要求8或9所述的活塞装置，其特征在于，所述安装装置(8)具有被插入到所述活塞顶(3)中的凹部内的突起部(29)。

11.根据权利要求8-10中的任一项所述的活塞装置，其特征在于，所述活塞顶(3)具有比所述活塞裙(4)的壁厚大的厚度。