CN117425777A - 径向活塞泵以及用于制造径向活塞泵的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种径向活塞泵、特别地径向活塞泵，该径向活塞泵包括具有偏心件(11)的驱动轴(1)，并且包括至少一个活塞和工作室组合(2)，活塞和工作室组合(2)包括缸膛(21)和活塞(22)，缸膛(21)具有流体出口通道(251)，缸膛(21)由盖(23)封闭，盖(23)被容纳在盖接纳孔(27)中，缸膛(21)具有纵向轴线(211)，并且盖接纳孔(27)具有纵向轴线(271)，缸膛(21)的纵向轴线(211)与盖接纳孔(27)的纵向轴线(271)不是一致的、特别地相对于彼此平移。还公开了一种用于组装根据前述权利要求中的至少一项所述的径向活塞泵的方法，其特征在于以下方法步骤：‑将进给阀(24)安置在盖(23)上；‑借助于至少一个紧固元件(6)、优选地借助于槽销将进给阀(24)紧固至盖(23)；‑将密封件(26)安装在盖(23)上；‑通过阀侧部将盖(23)安置到肩部(31)上，使得至少一个紧固元件(6)定位在盖(23)与肩部(31)之间；‑将盖(23)紧固在盖接纳孔(27)中。

Description

径向活塞泵以及用于制造径向活塞泵的方法

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的径向活塞泵、特别地径向活塞压缩机，并且涉及根据权利要求12的前序部分所述的用于生产径向活塞泵的方法。

背景技术

径向活塞泵是流体学中的一种元件。在这种泵、也被称为基于径向活塞的原理的泵中，活塞和工作室组合相对于驱动轴径向地并且垂直地设置——与轴向活塞压缩机相反。每个单独的工作活塞的输送或冲程运动是由位于驱动轴上的偏心件引起的。径向活塞泵通常包括从驱动轴以星形方式径向地延伸的多个活塞和工作室组合。径向活塞泵将流体从低压室泵送到高压室中。

径向活塞泵在机动车辆、特别地也在电驱动机动车辆中的空调系统中用作例如冷却剂所用的压缩机。径向活塞泵还可以被称为径向活塞压缩机或根据径向活塞原理运行的制冷剂压缩机。

用于在这种类型的径向活塞泵中的气体交换过程的阀设置如下。入口阀相对于偏心轴的旋转轴线径向地、即靠近相应的活塞的头端部设置。相反，出口阀轴向地设置，这在安装空间方面提供优点并且在入口阀的设计方面还提供了更大的自由度；例如，可以生产更大的阀直径、更大的弯曲长度、潜在地更多的入口阀等。

出于功能原因，气缸壳体、特别地在盖坐置部与高压管道中的出口阀的搁置面之间需要最小化的壁厚。由于出口阀板的轴向设置，因此由于活塞运动，“不可压缩体积”、所谓的“死体积/损坏体积”在气缸壳体直至出口阀并且因此直至出口管道的宽度上附加地产生。死体积从其横截面积乘以管道长度得出。目标是保持该死体积尽可能小，因为该死体积损害压缩机的效率。出于设计原因，出口管道(在压缩室与高压管道之间形成流体连接的腔)位于气缸室中尽可能高的“上部”、靠近盖端面。(在高压室中的)出口管道的出口面由出口阀板封闭，因为该板突出超出出口管道的出口面(突出部)，从而将管道轴向地密封。

由于盖需要轴向搁置面以用于相对于气缸壳体精确定位，因此，(在构造用于出口阀板的平面密封面时)出口管道的长度由盖的突出部(盖接纳孔相对于缸膛的径向突出部)扩大，从而导致更大的死体积。在这方面，可以参照图1至图3的根据现有技术的径向活塞压缩机。

发明内容

本发明源自于此并且基于提出一种改进的径向活塞泵、特别地提出一种在出口管道中具有较小死空间体积的径向活塞泵的目的。目的特别是减小在出口阀前面的出口管道的长度，因为该体积不能以与气缸中的压缩部/缸膛的压缩方式相同的方式被压缩。以这种方式，该体积代表死体积/损坏体积并且降低压缩机的效率。

根据本发明，该目标通过具有权利要求1的表征特征的径向活塞泵、特别地径向活塞压缩机来实现。由于下述事实：缸膛的纵向轴线与盖接纳孔的纵向轴线不是一致的、特别地平行地移位，因此克服了上述缺点或至少使上述缺点最小化。特别地，通过缩短出口管道的长度得到减小的死体积。然而，确实保持了用于盖的组装的足够的轴向搁置面。此外，这导致将元件固定在盖搁置面中的定位可能性，特别地由于预组装模块“盖入口阀”的轴的断开联接。此外，这使得能够使用简单的几何功能元件，特别地容易并且可靠的密封、低成本的圆形孔。

特别地从从属权利要求的特征得出所提出的本发明的其他有利设计实施方式。各种权利要求的主题或特征原则上可以以任意方式彼此组合。

在本发明的一个有利设计实施方式中，可以设置的是，盖接纳孔设置成相对于缸膛是偏心的。

在本发明的另一个有利设计实施方式中，可以设置的是，缸膛的纵向轴线相对于盖接纳孔的纵向轴线沿流体出口管道的方向移位，或远离流体出口管道移位。以这种方式，可以有利地缩短流体出口管道并且死体积可以因此有利地减小。

在本发明的另一个有利设计实施方式中，可以设置的是，在缸膛与盖接纳孔之间设置有阶状部，该阶状部至少间接地形成用于盖的周缘区域的支承面。例如，入口阀、特别地弹簧板阀形式的入口阀可以放置在这种类型的阶状部上。在这种情况下，入口阀优选地设置在盖与阶状部之间，使得盖间接地搁置在该阶状部上。

在本发明的另一个有利设计实施方式中，可以设置的是，缸膛和盖接纳孔具有不同的直径，盖接纳孔特别地具有比缸膛的直径更大的直径。原则上，例如，因此可以实现完全环绕的阶状部。

在本发明的另一个有利设计实施方式中，可以设置的是，径向活塞泵、特别地活塞和工作室组合具有流体入口管道和流体出口管道，该流体入口管道具有入口阀并且流体出口管道具有出口阀，其中，流体入口管道相对于驱动轴径向地对准并且流体出口管道轴向地对准。

在本发明的另一个有利设计实施方式中，可以设置的是，流体入口管道设置在盖或活塞中。根据流体入口管道在盖或活塞中的布置，可以得出特别地在构造方面节省空间的优点。

在本发明的另一个有利设计实施方式中，可以设置的是，入口阀、特别地被设计为弹簧板阀的入口阀搁置在阶状部上。入口阀可以设置在盖与阶状部之间，并且在此之前连接至盖，如在下面将要讨论的。

在本发明的另一个有利设计实施方式中，可以设置的是，借助于紧固元件、特别地借助于槽销将入口阀紧固至盖。由于盖和入口阀形成组装单元的事实，因此可以保证有利的组装和拆卸。

在本发明的另一个有利设计实施方式中，可以设置的是，紧固元件设置在盖与阶状部之间。因此，紧固元件设置在缸膛外侧，并且不存在紧固元件无意地进入活塞的工作室、即缸膛的基本风险。

在本发明的另一个有利设计实施方式中，可以设置的是，在阶状部中存在间隙，该间隙用于将紧固元件、特别地槽销至少部分地接纳在阶状部中。紧固元件可以部分地插入到间隙中，这代表了防止紧固元件无意地进入工作室的附加紧固措施。

本发明的另一目的在于提出一种用于组装径向活塞泵的有利的且/或改进的方法。

根据本发明，该目的通过具有权利要求11的表征特征的方法来实现。

特别地从从属权利要求的特征派生出所提出的本发明的其他有利设计实施方式。各种权利要求的主题或特征原则上可以以任意方式彼此组合。

附图说明

借助于参照附图对优选示例性实施方式的以下描述，本发明的其他特征和优点将变得明显，在附图中：

图1以立体图示出了径向活塞泵；

图2示出了具有径向入口阀和轴向出口阀的径向活塞泵的示意图；

图3示出了径向活塞泵的区域的放大图；

图4示出了根据本发明的径向活塞泵的区域的放大图；

图5示出了从上方观察的根据本发明的径向活塞泵的活塞和工作室组合、特别地盖的视图；

图6示出了根据本发明的径向活塞泵的细节、特别地槽销；

图7示出了根据本发明的径向活塞泵的盖、密封件、阀和槽销的分解图。

在附图中使用了以下附图标记：

L 纵向轴线

F 流体

1 驱动轴

2(2a-2e) 活塞和工作室组合

3 泵主体

4 壳体

5 保持环

6 紧固元件、特别地槽销

11 偏心件

21 缸膛

22 活塞

23(23a-23e) 盖

24 入口阀

25 出口阀

26 密封件

27 盖接纳孔

31 阶状部/支承面

211 对称轴线/纵向轴线(缸膛)

241 流体入口管道

251 流体出口管道

271 对称轴线/纵向轴线(盖接纳孔)

311 用于紧固元件的间隙

具体实施方式

本文中在方法的上下文中所描述的特征和细节当然也适用于根据本发明的装置，并且根据本发明的装置当然也适用于本文中在方法的上下文中所描述的特征和细节，使得在与本发明的各个方面相关的公开内容之间始终或可以以往复的方式进行参引。此外，根据本发明的潜在地描述的方法可以由根据本发明的装置来实施。

本文中所使用的术语仅用于对某些实施方式进行描述的目的，并且不意在限制本公开。如本文中所使用的，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一/一种”和“该”还意在包括复数形式。另外，将变得清楚的是，当在本说明书中使用时，表述“具有”和/或“含有”指定所指示的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组合的存在或添加。如本文中所使用的，表述“和/或”包括每个任意元素和相关联的、列出的元素中的一个或更多个元素的所有组合。

首先参照图1至图3。

径向活塞泵大致包括具有偏心件11的驱动轴1以及至少一个活塞和工作室组合2。在图1中绘制了驱动轴1的纵向轴线L以用于限定轴向方向。驱动轴1和偏心件11的组合还可以称为偏心轴。本偏心轴优选地包括圆形偏心件，以提供可以将滚子轴承推到圆形偏心件上的优点，从而减小(圆形偏心件与活塞之间的)接触摩擦和接触速度。

活塞和工作室组合2大致包括缸膛21和活塞22。缸膛21在头端部处由盖23封闭。考虑到驱动轴1，缸膛21和盖23以这种方式优选地沿径向方向彼此前后地设置。

缸膛21优选地设计成圆筒形。缸膛21因此具有在活塞的运动方向上的对称轴线或纵向轴线211。

径向活塞泵通常包括至少两个活塞和工作室组合2、2a、2b……，所述活塞和工作室组合从驱动轴1径向地延伸。径向活塞泵优选地包括至少三个、优选地六个活塞和工作室组合2、2a、2b……，所述活塞和工作室组合从驱动轴1以星形方式对应地延伸。因此，活塞和工作室组合2、2a、2b……的每个缸膛21均设置有盖23、23a……。

一个缸膛或多个缸膛21优选地由泵主体3接纳或由泵主体3形成。因此，泵主体3优选地为铸件。泵主体3又可以至少部分地由壳体4封围。

此处以示例的方式，一个盖或多个盖23、23a……借助于保持环5固定至泵主体3或者固定在一个缸膛或多个缸膛21上方。然而原则上，还可以考虑任何其他合适类型的紧固、比方说例如螺钉连接或者被结合在壳体中的保持环。壳体4跨过保持环5接合。

此外，在盖23中或在缸膛21的头端部处设置有流体入口管道241。该流体入口管道241配备有可以将流体入口管道241选择性地关闭或释放的入口阀24。例如，流体入口管道241还可以设置在活塞22中。流体入口管道241优选地径向地设置。

盖23优选地设计成圆形。盖23被接纳在为此目的而设置的对应的、优选地同样圆形的筒形盖接纳孔27中。盖接纳孔27优选地设置在泵主体3中。因此，盖接纳孔27具有对称轴线或纵向轴线271。考虑到盖23相对于缸膛21或相对于泵主体3的密封性方面的生产成本和功能要求，盖23和盖接纳孔27的几何形状优选地为圆形形状。

用于盖23的盖接纳孔27优选地具有比缸膛21的直径更大的直径，使得在两个孔之间产生阶状部31。该阶状部至少间接地用作用于盖23的支承面31。特别地设置的是，优选地被设计为弹簧板阀的入口阀24首先搁置在阶状部31上，并且具有流体入口管道的盖23然后搁置在弹簧板阀24上。

在缸膛21中、优选地在缸膛21的壁中还设置有流体出口管道25。流体出口管道251配备有出口阀25，该出口阀25可以选择性地关闭或释放流体出口管道251。流体出口管道251优选地轴向地设置。

如图2中所图示的，例如，待压缩的流体F通过流体入口管道241或入口阀24流动到缸膛21中，在缸膛21中由活塞22的冲程运动压缩，并且通过出口阀25或流体出口管道251离开缸膛21。阀、例如为弹簧板阀的设计实施方式对本领域技术人员是公知的并且不需要任何进一步解释。还可以设想各种设计可能性或变化，特别地在入口阀/出口阀的数目、特别地还在每个活塞和工作室组合2的入口阀/出口阀的数目方面的各种设计可能性或变化。

根据本发明设置的是，缸膛21的纵向轴线211与盖接纳孔27的纵向轴线271不是一致的。换句话说，优选地设置的是，盖接纳孔27的纵向轴线271相对于缸膛21的纵向轴线211平行地移位，或者盖接纳孔27设置成相对于缸膛21是偏心的。这样的布置可以在例如图4和图5中看到。此外，此处可以看到的是，盖23同样设置成相对于缸膛21、并且因此最终相对于活塞22平行地或偏心地移位。

为此优选地设置的是，缸膛21的纵向轴线211相对于盖接纳孔27的纵向轴线271沿流体出口管道251的方向或与流体出口管道251的方向相反的方向移位。因此，流体出口管道251可以被调整、特别地设计成缩短的，如特别地通过比较图3和图4可以看到的。原则上示出的是，支承接触在背离高压管道的侧部上变得更大，盖因此倾向于远离高压区域重新定位。此外，示出的是在盖中的入口区域相对于气缸的相对重新定位。版本“远离高压区域”是优选的。

尽管在附图中图示了盖23相对于缸膛21沿轴向方向的轴向重新定位(偏心度)，但是还可以设想盖接纳孔27的纵向轴线271在相对于上述方向偏移90°的方向上的位移，或在上述方向与偏移90°的方向之间的任何方向上的位移，因此还例如进入绘图平面或离开绘图平面。

此外，图4示出了具有轴向对准的出口管道251的径向活塞压缩机的区段。活塞1的位置图示为局部冲程。

本发明的其他细节从对径向活塞泵、特别地盖23和入口阀24的组合的有利组装的描述得出。

在泵主体3上的“盖模块”的组装优选地执行为用于入口阀24的“架空(overhead)组装”。因此有利的是，入口阀24在预组装步骤中被捕获式地紧固至盖23。为此可以设置至少一个紧固元件、在下面图示为槽销6，所述紧固元件在过程中设置成使得不会发生所述紧固元件在操作期间的释放或所述紧固元件在操作期间的释放不会对径向活塞泵的功能具有任何负面影响。

为此设置的是，紧固元件6被容纳在盖与阶状部之间。以这种方式，紧固元件、特别地槽销在被释放的情况下不能进入缸膛21。为此，优选地在阶状部31中设置至少一个间隙311，紧固元件6、特别地槽销或其头部可以插入到所述间隙311中。

考虑到优选组装方法，在下述径向活塞泵的情况下：该径向活塞泵包括入口阀、优选地弹簧板阀以及具有流体入口管道241的盖23，以及设置在缸膛21与盖接纳孔27之间的阶状部31，组装优选地如下发生：

-将入口阀24安置在盖23上；

-借助于至少一个紧固元件6、优选地借助于槽销将入口24固定至盖23；

-通过阀侧部将盖23安置在阶状部31上，其中，紧固元件6设置在盖23与阶状部31之间；

-将盖23固定在盖接纳孔27中。

该组装方法可以优选地同样包括将密封件26组装在盖(O形环)上。

此处可以优选地设置的是，紧固元件、特别地槽销被部分地接纳在阶状部31的间隙311中。

在此所提出的径向活塞泵可以优选地用作空调压缩机或制冷剂压缩机，优选地具有电动马达来作为驱动器。因此，流体优选地为制冷剂。

Claims (13)

1.一种径向活塞泵、特别地径向活塞泵，所述径向活塞泵包括：

-驱动轴(1)，所述驱动轴(1)具有偏心件(11)和至少一个活塞和工作室组合(2)，其中，所述活塞和工作室组合(2)包括缸膛(21)和活塞(22)，其中，

-所述缸膛(21)具有流体出口管道(251)；

-所述缸膛(21)用盖(23)封闭，其中，

-所述盖(23)被接纳在盖接纳孔(27)中，

-所述缸膛(21)具有纵向轴线(211)，并且所述盖接纳孔(27)具有纵向轴线(271)，

其特征在于，

所述缸膛(21)的所述纵向轴线(211)与所述盖接纳孔(27)的所述纵向轴线(271)不是一致的、特别地平行地移位。

2.根据权利要求1或权利要求1的前序部分所述的径向活塞泵，其特征在于，所述盖接纳孔(27)设置成相对于所述缸膛(21)是偏心的。

3.根据前述权利要求中的至少一项所述的径向活塞泵，其特征在于，所述缸膛(21)的所述纵向轴线(211)相对于所述盖接纳孔(27)的所述纵向轴线(271)沿所述流体出口管道(251)的方向移位或远离所述流体出口管道(251)移位。

4.根据前述权利要求中的至少一项所述的径向活塞泵，其特征在于，在所述缸膛(21)与所述盖接纳孔(27)之间设置有阶状部(31)，所述阶状部(31)至少间接地形成用于所述盖(23)的周缘区域的支承面。

5.根据前述权利要求中的至少一项所述的径向活塞泵，其特征在于，所述缸膛(21)和所述盖接纳孔(27)具有不同的直径，所述盖接纳孔(27)特别地具有比所述缸膛(21)的直径更大的直径。

6.根据前述权利要求中的至少一项所述的径向活塞泵，其特征在于，所述径向活塞泵、特别地所述活塞和工作室组合(2)具有流体入口管道(241)和流体出口管道(251)，所述流体入口管道(241)具有入口阀(24)并且所述流体出口管道(251)具有出口阀(25)，其中，所述流体入口管道(241)特别地相对于所述驱动轴径向地对准，并且所述流体出口管道(251)轴向地对准。

7.根据前述权利要求中的至少一项所述的径向活塞泵，其特征在于，所述流体入口管道(241)设置在所述盖(23)或所述活塞(22)中。

8.根据前述权利要求中的至少一项所述的径向活塞泵，其特征在于，所述入口阀(24)、特别地被设计为弹簧板阀的入口阀支承在所述阶状部(31)上。

9.根据前述权利要求中的至少一项所述的径向活塞泵，其特征在于，借助于至少一个紧固元件(6)、特别地借助于槽销将所述入口阀(24)紧固至所述盖(23)。

10.根据前述权利要求中的至少一项所述的径向活塞泵，其特征在于，所述至少一个紧固元件(6)设置在所述盖(23)与所述阶状部(31)之间。

11.根据前述权利要求中的至少一项所述的径向活塞泵，其特征在于，在所述阶状部(31)中设置有至少一个间隙(311)，所述间隙(311)用于将所述至少一个紧固元件(6)、特别地所述槽销至少部分地接纳在所述阶状部(31)中。

12.一种用于组装根据前述权利要求中的至少一项所述的径向活塞泵的方法，所述径向活塞泵包括入口阀(24)、优选地弹簧板阀以及具有流体入口管道(241)的盖(23)，以及设置在所述缸膛(21)与所述盖接纳孔(27)之间的阶状部(31)，所述方法的特征在于以下方法步骤：

-将所述入口阀(24)安置在所述盖(23)上；

-借助于至少一个紧固元件(6)、优选地借助于槽销将所述入口阀(24)固定至所述盖(23)；

-通过阀侧部将所述盖(23)安置在所述阶状部(31)上，其中，所述至少一个紧固元件(6)设置在所述盖(23)与所述阶状部(31)之间；

-将所述盖(23)固定在所述盖接纳孔(27)中。

13.根据权利要求11所述的用于组装径向活塞泵的方法，其特征在于，所述至少一个紧固元件(6)、特别地所述槽销被部分地接纳在所述阶状部(31)的至少一个间隙(311)中。