CN106104104A - 具有带有球头的连杆的连杆‑活塞组合件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有球头的连杆，具有球（24）和连杆体（12）。球（24）和连杆体（12）构造成单个部件并且装配在一起地形成带有球头的连杆。

Description

具有带有球头的连杆的连杆-活塞组合件

技术领域

本发明涉及一种具有带有球头的连杆的连杆-活塞组合件、一种用于制造连杆-活塞组合件的方法以及将连杆-活塞组合件用在制冷剂压缩机中的应用。

背景技术

由德国专利DE 749 285公开了设有球状的头部的连杆体在非金属的一体的活塞处的铰接。该活塞具有椭圆形的开口，连杆体引入到该开口中。该连杆体在头端部处具有两个交叉布置的半球形垫圈，其通过杆部相互隔开。该连杆头部在活塞体的空穴中在其设置的球面的底部侧面处进行引导并且在弹簧的作用下挠曲地朝活塞体的引导面进行挤压。

这种具有带有球头的连杆的连杆-活塞组合件的缺点是，所述连杆-活塞组合件基于活塞的结构、连杆体的形状而复杂地被装配在一起以及使用弹簧。

发明内容

本发明的任务是实现简化并且改善一种具有带有球头的连杆的连杆-活塞组合件。

该任务通过具有权利要求1所述特征的连杆、通过具有权利要求5所述特征的连杆-活塞组合件以及具有权利要求12所述特征的方法得到解决。有利的设计方案和改进方案在相应的从属权利要求中得到说明。在说明书、附图说明以及附图中分别说明的特征能够普遍地并且专门地与其它特征结合成改进方案。所说明的例子以其相应的特征尤其要非限制性地进行设计。更确切地说，在那里所说明的例子也可以与其它例子的或总的说明的其它特征进行结合。

按本发明，设置有带有球头的连杆，具有球以及连杆体，其中，球与连杆体构造成单个部件并且装配在一起地形成带有球头的连杆。在此，不仅所述连杆体而且所述球头都能够以常规的方法进行制造。此外，通过分开制造所述球和连杆体能够使得带有球头的连杆的生产得到简化。例如，带有球头的连杆可以或者完整装配地被提供给进一步加工人员或者现场在进一步加工人员的生产中被装配在一起。由此，进一步加工人员的装配过程能够在优化的装配过程的和操作时间的意义中优化地制定和设计。此外，以简单的方式实现了，连杆的所希望的长度根据进一步加工人员的所希望的有待制造的产品地相适应，因为代替其它带有球头的连杆的生产，只需要连杆体更换成所希望的长度。由此能够节省进一步加工人员的生产场地的储存空间，因为仅仅必须储存球和不同的长度的连杆体。此外能够以这种方式实现灵活的组合部件系统，其开启了关于球头、连杆体、活塞、连杆的曲轴轴承、活塞与球头之间的支承方面的大量的组合可行性。

连杆体与球能够有利地在装配在一起之后又无破坏地进行拆卸。连杆体和球能够以这种方式由不同的材料制造并且能够以简单的方式进行回收利用。

在连杆的优选实施方式中，连杆体和/或球分别通过粉末冶金的方法、尤其通过烧结进行制造。以这种方式能够成本有利地制造连杆。在此烧结这个概念表示如下的制造方法，其中首先挤压生坯并且由此压缩例如结晶地、颗粒状地或粉末状地存在的原材料。随后加热生坯，其中，优选地原材料中没有一种被熔化或者此外优选地原材料中最多一种被熔化。通过热处理，材料表面地相互烘烤并且获得其机械的强度。此外，通过粉末冶金的方法能够大部分地节省单个部件的另外的机械的加工。对于一些应用来说，会需要对连杆孔的直径进行加工，用以能够例如对于滑动配合来说进一步限制生产公差。

带有球头的连杆的重量尤其能够通过粉末冶金的方法得到降低。优选地，连杆体可以由金属、尤其由Fe或者由Fe-C、Fe-Cu-C、Fe-Cu-C-S合金构成。通过用于连杆体的材料中的成分S或MnS能够有利于可能的机械的加工。此外，球可以由金属、尤其由Cu-Sn合金、Fe-Cu合金、Fe-C或Fe-Cu-C合金构成。连杆体和球能够以这种方式具有与金属的带有球头的连杆体（其以其它制造方法、例如通过铸造进行生产）相同的特性。

优选在连杆中，球和连杆体在装配在一起成带有球头的连杆之后借助于传力配合的连接、尤其利用止推环并且/或者借助于材料配合的连接、尤其通过熔焊、钎焊或粘贴来进行固定防止分开。以这种方式能够防止连杆体和球在装配在一起之后再次分开。传力配合的连接尤其实现了所述连杆简单地拆开为其组成部分。由此例如能够简化回收利用或维修。

在连杆的优选的实施方式中，所述连杆体在其面对球的侧面处具有销、尤其T型销并且所述球具有用于容纳该销的缺口。连杆体能够以这种方式置入到球中并且通过销容纳到缺口中来进行固定防止脱落。此外，球的缺口可以构造成裂缝状的，从而通过所述连杆体置入到所述球中之后进行旋转来固定该连杆体防止脱落。优选地，所述球的缺口能够如下地构造，使得在连杆体置入到球中之后销不会在球的外面处被看到。连杆体和球尤其能够通过卡口式连接而连接在一起。卡口式连接这个概念在此表示两个部件沿着其纵轴线能够快速形成的以及松开的机械的连接。所述部件通过相互插入并且反向旋转进行连接并且也如此再度分开。此外，所述销也可以具有螺纹并且所述球在缺口中具有配对螺纹，从而所述连杆体能够拧入到球中。由此能够以简单的方式形成带有球头的连杆。

此外，本发明涉及一种连杆-活塞组合件，其包括活塞以及上面所描述的带有球头的连杆，其中，该连杆包括球并且该球被置入到活塞中，其中，连杆-活塞组合件具有固定元件、优选地具有环，所述固定元件固定所述球防止从活塞中脱落。由此能够以简单的方式提供连杆-活塞组合件，其不需要额外的、用于保护球以防从活塞中脱落的固定措施。在安装连杆-活塞组合件到所设置的装置中时的工作步骤能够避免并且由此连杆-活塞组合件装配在一起能够得到简化。有利地，能够以这种方式实现分开的轴承壳。支承例如可以部分地在活塞中构造作为轴承半壳并且在固定元件中的轴承半壳作为配对件构造。在此，固定元件可以具有圆形的、椭圆形的或多边形的形状。连杆-活塞组合件尤其可以完整装配地被提供给进一步加工人员或者现场在进一步加工人员的生产中被装配在一起。此外，所述连杆-活塞组合件可以以多个组件、例如以两个或更多个单元被提供并且在最终装配时装配到一起。有利地，所述连杆-活塞组合件也能够无破坏地拆卸。由此维修或回收利用能够得到简化。此外，具有不同的长度的连杆能够用于连杆-活塞组合件。由此，连杆-活塞组合件能够用于不同的应用、例如用以在不同的发动机或压缩机或者说活塞机或者在压缩空气压缩机或液压活塞中进行压缩时实现活塞的不同的行程。以这种方式能够简化标准化程度并且能够降低所需的不同的构件的数量。

优选地，所述固定元件遮盖活塞中的球。以这种方式能够确保，该球没有楔住在固定元件中，而是在活塞中自由地可运动。此外，由此能够防止环境影响、例如脏物或液体通过固定元件会直接作用到球上。

在优选的实施方式中，所述固定元件构造成一体的或者由至少两个部件构成。固定元件以这种方式能够简单地在装配在一起过程中进行集成。例如，在一体的实施方式中，该固定元件可以在连杆体与球连接之前首先被推到连杆体上。在由至少两个部件构成的固定元件中，所述固定元件也可以事后进行安置、例如在带有球头的连杆作为预装配的部件被提供时。

优选地，活塞和固定元件为了固定所述球而相互尤其通过熔焊、钎焊或粘贴材料配合地连接，或者相互尤其通过卷边形状配合地连接。以这种方式能够确保，所述固定元件在运行期间不会与活塞松开。此外，在形状配合地连接时，固定元件能够无破坏地与活塞分开。由此能够容易地对所述连杆-活塞组合件的单个部件进行维修、更换和/或进行供应回收利用。

在优选的实施方式中，活塞和/或固定元件分别通过粉末冶金的方法进行制造、尤其通过烧结进行制造。以这种方式，连杆-活塞组合件能够以成本有利的方式被提供。如已经在上面所描述的那样，通过粉末冶金的方法能够大部分地节省单个部件的机械的加工。例如，对活塞处外直径的研磨的机械的加工能够减少，用以能够针对于应用优化地设计活塞与缸孔之间的缝隙。此外，在一些应用中对连杆孔的直径进行加工会是有意义的，用以例如在使用滑动配合时进一步限制生产公差。

所述固定元件优选可以由金属制成、尤其由Fe-Cu-C合金制成或者由弹簧钢制成。此外，所述活塞可以由金属制成、尤其由Fe-C-S合金、Fe-MnS、Fe-C-MnS、Fe-Cu-C-MnS或者FE-CU-C-S合金制成。为了获得活塞与缸之间尽可能优化的密封，紧密的配合会是必要的。因此，活塞能够大多进行切削的后加工、例如通过无心的外圆磨削。固定元件和活塞以这种方式能够具有与如下的固定元件和活塞相同的特性，所述固定元件和活塞以其它方式、例如通过铸造进行生产。

优选地，为了降低活塞和球之间的摩擦而存在有润滑、优选浸油或干式润滑材料。润滑这个概念在此表示作为摩擦副的、相互相对运动的两个机械元件之间的摩擦和磨损的减小。这通过在摩擦学方面使用合适的润滑材料和润滑方法来实现。由此，通过使用润滑能够减少连杆-活塞组合件中的摩擦以及由此磨损。由此能够延长连杆-活塞组合件的使用寿命。此外，当利用脂肪或油的润滑是不可行的、不希望的或者不被允许（例如在低温和高温的情况下、在真空中或者在放射性辐射的情况下）时，能够使用干式润滑材料。

另一种用于改善所述球的摩擦特性的可行方案是将干式润滑材料和所述球的基体粉末混合并且由此生产该球。在优选的实施方式中，所述干式润滑材料包括石墨，其中，石墨在所述球的基体粉末中具有优选1重量百分比到50重量百分比的数额的、特别优选1.5重量百分比到25重量百分比的数额的、尤其2重量百分比到15重量百分比的数额的份额。通过使用干式润滑材料，球与活塞的内部能够被保护防止由固态的脏物引起的损坏。此外，能够通过石墨在所述球的基体粉末中的份额确保，连杆-活塞组合件中的摩擦以及由此磨损得到减少。由此能够延长连杆-活塞组合件的使用寿命。

此外，可以在球置入到活塞的内部之前涂覆作为干式润滑材料的润滑。这可以以涂层的形式实现。为了确保涂层的粘附，部件可以经常用合成材料浸透用以封闭小孔并且随后经常被辐射或者被磷化处理或者通过这些过程的合适的组合进行后处理。随后能够实现具有滑动漆（Gleitlack）的或者降低摩擦的涂层部的涂层。这可以机械地、例如通过喷射或浸入进行涂覆或者电镀地进行涂覆。由此能够降低连杆-活塞组合件中的摩擦以及由此磨损，由此能够延长连杆-活塞组合件的使用寿命。

此外提出了一种用于制造具有活塞、球以及连杆体的连杆-活塞组合件的方法，其包括以下步骤：

-将连杆体与球装配在一起成为带有球头的连杆，

-组装球与活塞。

连杆-活塞组合件的装配在一起能够以这种方式得到简化。

此外，所述连杆-活塞组合件优选包括固定元件并且所述方法还具有以下步骤：

-优选通过固定元件将球固定在活塞中。

由此能够确保，所述球在装配在一起之后不会从活塞中脱落。

在优选的实施方式中，球和连杆体在装配在一起成为带有球头的连杆之后借助于传力配合的连接、尤其利用止推环或者借助于材料配合的连接、尤其通过熔焊、钎焊或粘贴进行固定防止分开并且/或者活塞和固定元件材料配合地尤其通过钎焊、熔焊或粘贴或者形状配合地尤其通过卷边来相互连接。由此能够确保，所述连杆-活塞组合件不无意地分解为其单个部件。

此外，本发明涉及将上面所描述的连杆-活塞组合件用在制冷剂压缩机中的应用。该制冷剂压缩机例如可以包括一个或多个缸、优选两个缸，其中分别置入连杆-活塞组合件。所述制冷剂压缩机特别优选地使用一个缸。制冷剂压缩机尤其能够用在冰箱和冰柜中以及空调的领域中。通过使用连杆-活塞组合件能够提高灵活性，其中能够简单地通过更换连杆体来实现不同的轴向间距。此外，连杆-活塞组合件与缸体和曲轴的装配能够非常地得到简化。此外能够实现缸中的活塞与球的预装配以及连杆体与曲轴的预装配。

附图说明

下面示例性地详细地根据附图解释本发明。然而所示出的设计方案不要对于本发明的范围以及关于细节限制性地进行设计。更确切地说，来自附图的特征不限制于相应各个设计方案。更确切地说，这些特征能够与相应其它在附图中和/或在说明书包括附图说明中所说明的特征相应地组合成没有更详细地示出的改进方案。

附图示出：

图1是连杆-活塞组合件的分解图，

图2a是连杆体的等轴视图，

图2b是球的等轴视图，

图3是连杆-活塞组合件的等轴视图，

图4是连杆-活塞组合件的侧视图的剖面，

图5是具有连杆-活塞组合件的制冷剂压缩机的示意图。

具体实施方式

图1示出了连杆-活塞组合件10的等轴的视图。该连杆-活塞组合件10包括连杆体（Pleuelstange）12、球24、活塞14、环形式的固定元件16以及止推环18。所述连杆体12、球24、活塞14以及固定元件16能够分别由粉末冶金的方法进行制造，由此其能够成本有利地制造并且能够大部分地放弃单个部件的机械加工。所述连杆体12在其面对球24的侧面处具有T型销形式的销20。这种销10能够容纳到球24的缺口22中。通过销20与缺口22装配在一起构造了带有球头的连杆。为了将连杆体12固定在球24中，在装配在一起之后将止推环18固定在连杆体12处。为了构造连杆-活塞组合件10，球24被置入到活塞14中。为了降低球24与活塞14之间的摩擦，例如可以在球24与活塞14的接触的面之间使用干式润滑。为了将球24固定在活塞14中，使用固定元件16。在此，活塞14和固定元件16能够如下地构造，使得活塞14形成轴承半壳并且固定元件16形成轴承半壳的配对件，从而活塞14和固定元件16与球24一起形成轴承。所述固定元件16在图1中一体地示出，从而固定元件16在连杆体12的销20与球24连接之前必须首先被推到连杆体12上。

图2a示出了具有销20的连杆体12的等轴视图。该销20具有T型销的形状。

图2b示出了球24的等轴视图。在图2b中示出，所述缺口22由球24的外壁包围。此外示出，所述缺口22构造成裂缝状的，从而在引入销20并且将销20旋转90°之后，销20固定在球24中防止脱落。

图3示出了组装在一起的连杆-活塞组合件10。在图3中示出了连杆体12、止推环18、球24、固定元件16以及活塞14。为了防止固定元件16与活塞14分开，活塞14的边缘进行卷边并且以这种方式保持固定置入的固定元件16。所述连杆-活塞组合件10能够以这种方式无破坏地被相互拆开，用以例如进行维修。

图4示出了连杆-活塞组合件10的剖视图。在图4中示出，球24如何被置入到活塞14中。此外示出，所述固定元件16将球24固定在活塞14中并且活塞14的边缘进行卷边用以固定所述固定元件16防止脱落。此外示出，所述销20置入到缺口22中并且旋转90°，使得所述销20不会从缺口22中脱落。

在图5中示意性地示出了制冷剂压缩机26。该制冷剂压缩机26使用连杆-活塞组合件10。

Claims (15)

1.带有球头的连杆，所述连杆具有球（24）和连杆体（12），其特征在于，所述球（24）和所述连杆体（12）构造成单个部件并且装配在一起地形成带有球头的连杆。

2.按权利要求1所述的连杆，其中，所述连杆体（12）和/或所述球（24）分别通过粉末冶金的方法、尤其通过烧结进行制造。

3.按权利要求1或2所述的连杆，其特征在于，所述球（24）和所述连杆体（12）在装配在一起成为带有球头的连杆之后借助于传力配合的连接、尤其利用止推环（18）并且/或者借助于材料配合的连接、尤其通过熔焊、钎焊或粘贴进行固定防止分开。

4.按权利要求1到3中任一项所述的连杆，其特征在于，所述连杆体（12）在所述连杆体的面对所述球（24）的侧面处具有销（20）、尤其T型销并且所述球（24）具有用于容纳所述销（20）的缺口（22）。

5.连杆-活塞组合件，包括活塞（14）以及按权利要求1到4中任一项所述的带有球头的连杆，其中，所述连杆包括球（24）并且所述球（24）置入到所述活塞（14）中，其特征在于，所述连杆-活塞组合件（10）具有固定元件（16）、优选是环，所述固定元件固定所述球（24）防止从所述活塞（14）中脱落。

6.按权利要求5所述的连杆-活塞组合件，其特征在于，所述固定元件（16）遮盖所述活塞（14）中的球（24）。

7.按权利要求5或6所述的连杆-活塞组合件，其特征在于，所述固定元件（16）一体地构造或者由至少两个部件构造。

8.按权利要求5到7中任一项所述的连杆-活塞组合件，其特征在于，所述活塞（14）和所述固定元件（16）为了固定所述球（24）相互材料配合地、尤其通过熔焊、钎焊或粘贴或者形状配合地、尤其通过卷边进行连接。

9.按权利要求5到8中任一项所述的连杆-活塞组合件，其特征在于，所述活塞（14）和/或所述固定元件（16）分别通过粉末冶金的方法、尤其通过烧结进行制造。

10.按权利要求5到9中任一项所述的连杆-活塞组合件，其特征在于，为了降低所述活塞（14）和所述球（24）之间的摩擦存在有润滑、优选地浸油或干式润滑材料。

11.按权利要求10所述的连杆-活塞组合件，其中，在其中干式润滑材料包括石墨，其特征在于，所述石墨在所述球（24）的基体粉末中具有优选1重量百分比到50重量百分比的数额的、特别优选1.5重量百分比到25重量百分比的数额的、尤其2重量百分比到15重量百分比的数额的份额。

12.用于制造连杆-活塞组合件（10）的方法，所述连杆-活塞组合件具有活塞（14）、球（24）以及连杆体（12），所述方法包括以下步骤：

-将所述连杆体（12）与所述球（24）装配在一起成为带有球头的连杆，

-组装球（24）和活塞（14）。

13.按权利要求12所述的方法，其特征在于，所述连杆-活塞组合件（10）还包括固定元件（16）并且所述方法还具有以下步骤：

-将所述球（24）固定在所述活塞（14）中、优选地通过所述固定元件（16）进行固定。

14.按权利要求12或13所述的用于制造连杆-活塞组合件（10）的方法，其特征在于，所述球（24）和所述连杆体（12）在装配在一起成为带有球头的连杆之后借助于传力配合的连接、尤其利用止推环（18）或者借助于材料配合的连接、尤其通过熔焊、钎焊或粘贴进行固定防止分开并且/或者所述活塞（14）和所述固定元件（16）材料配合地、尤其通过钎焊、熔焊或粘贴或者形状配合地、尤其通过卷边相互连接。

15.将按权利要求5到11中任一项所述的连杆-活塞组合件（10）用在制冷剂压缩机（26）中的应用。