CN1444698A - 活塞凹部 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于全封闭式小型制冷机的压缩机的活塞，其中，一个圆柱套表面形式的密封与导向的表面部分(1a、2)和活塞裙表面的至少两个基本上条状和圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面部分(6)可以使活塞在气缸中导向。在每一条状和圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面部分(6)的沿活塞的轴向方向延伸的界定边缘(9a、9b)的连接线之间相对于所属的转动轴线(8)的夹角小于40°，优选为小于30°。

Description

活塞凹部

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述应用于全封闭式小型制冷机的压缩机的活塞。

背景技术

压缩机的活塞的任务通常是压缩一种工作介质。活塞在气缸内进行往复运动，其中活塞裙表面与气缸套表面基本上紧密地密封，从而既起导向作用又起密封作用。

然而，两个表面间的相互摩擦导致必须提供给活塞的能量消耗的提高，因此降低了整个压缩机的效率。因此在按照现有技术的活塞中，普遍的是在活塞裙表面上设置凹部，以使仅仅活塞裙表面的一规定的部分接触气缸壁。其中活塞裙表面在凹部的区域内离活塞轴线的距离小于活塞裙表面与气缸壁紧密地密封的那个区域的。该凹部深到不再能形成承载油膜。因此可以大大降低摩擦。此外，整个活塞将是较轻的，这同样提高压缩机的效率。

按照现有技术，已知的压缩机活塞在活塞头部的区域内具有一个密封的和导向的表面部分，该部分设计成圆柱套形式并沿活塞的整个圆周与气缸壁基本上紧密地密封。该部分在活塞的运动方向上的长度送择成使其相对于工作介质具有足够的密封性。此外，按照现有技术，这样的活塞还具有一个第二圆柱套形式的密封的和导向的表面部分，该部分设置在活塞裙的另一区域内并且还是沿活塞的整个圆周与气缸套表面基本上紧密地密封。因此在两个密封的和导向的表面部分之间保留一同样圆柱套形式的凹部。

然而在如在现有技术中所实现的活塞裙表面构成中，其问题在于，在活塞的下死点处可能出现该附加的密封的和导向的表面部分从气缸中的脱出。为了减轻整个压缩机的重量，气缸体只设计成有活塞冲程要求的那样的长度。对此，活塞在下死点处从气缸中移出一段。气缸体愈短，重量和材料的节省愈大，然而活塞在下死点处从气缸中移出得愈远。

然而在按照现有技术的压缩机活塞中，由于第二圆柱套形式的密封的和导向的表面部分设置了一个极限。由于在凹部的区域内不再能实现活塞的导向，活塞不可能进一步移出气缸，从而活塞被侧向偏离并且活塞上的下部的密封的和导向的表面部分不再可能滑入气缸中。然而，第二圆柱套形式的密封的和导向的表面部分的高度的加长再度不必要地增加了摩擦和重量。

由US 4,350,083还已知一种活塞，为了减少磨损，在活塞裙表面上设有凹部。然而这些凹部在面积上是如此之小，以致没有明显地减少摩擦并从而节省能量。

发明内容

因此本发明的目的是，克服这样的缺点并提供一种压缩机用的活塞，该活塞在一工作冲程的过程中虽然部分地移出气缸体，但又可以容易地导入气缸体中，其中，尽管在活塞裙表面上设有减少摩擦和重量的凹部，仍能确保活塞的充分的导向。

按照本发明，这个目的通过权利要求1所表明的特征来达到。

通过构成多个具有圆柱套表面部分形状的窄条状的基本上沿活塞运动方向延伸的密封与导向的表面部分，活塞在下死点区域内也可以从气缸中移出一较大部分并且该突出部分又可容易地导入气缸中，因为在整个的过程中始终有足够的密封与导向的表面部分接触气缸壁。通过只有很窄的结构的条，同时可以明显地减少装置中的摩擦。

通过权利要求2和3的特征可以确保活塞沿运动方向的最佳的导向。

通过权利要求4所表明的特征，使圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面部分的高度精确地对应于活塞在下死点处突出于气缸的那个长度。

通过权利要求5的特征，还可以使该附加的密封与导向的表面部分在摩擦阻力和重量方面进一步优化。

通过权利要求6的特征，可以向减轻重量的方向进行进一步的优化。由于因为连杆的转动，一活塞侧面始终受较强的载荷，在该活塞侧面设置的圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面部分设计成比设置在活塞受不太强的载荷的区域内的那部分厚。

权利要求7的特征描述本发明的活塞的一个优选的实施形式。

通过权利要求8的特征，可以附加地减少摩擦并同时减轻重量。

附图说明

以下现在借助于附图详细地描述本发明和现有技术。其中：

图1示出按照现有技术的一个活塞；

图2示出本发明的活塞的轴测图；

图3示出本发明的活塞的另一轴测图；

图4示出本发明的活塞的一个优选的实施形式的轴测图；

图5示出本发明的活塞的一个优选的实施形式的轴测图；

图6示出本发明的活塞的俯视图；

图7示出本发明的活塞的另一优选的实施形式的轴测轴。

具体实施方式

图1示出按照现有技术的压缩机活塞。两个圆柱套形式的密封与导向的表面部分1a、1b包围着一个同样圆柱套形式的凹部3。在凹部3的区域内可看到活塞销孔4，以及一可插入固定销(未示出)的孔5，该固定销用于固定活塞销。

密封与导向的表面部分1a、1b的高度选择成相对于工作介质(未示出)给予充分的密封。密封与导向的表面部分1b的高度在按照现有技术的活塞中只是很小的，以致在活塞在下死点处从气缸中移出时使活塞发生轻微的倾斜直到气缸壁边缘接触到凹部。就是说，至此时刻活塞被倾斜着插入气缸中。在随后的向上运动时，密封与导向的表面部分1b不再能导入气缸中，因为密封与导向的表面部分1b被气缸壁边缘楔住。

图2和图3示出本发明的活塞的轴测图，该活塞由烧结材料或铸件制成。除圆柱套形式的密封与导向的表面部分2以外，设有与其连接的两个条状的、具有圆柱套表面部分形状的、基本上平行于活塞运动方向延伸的密封与导向的表面部分6，它们由一凹部7包围。在凹部7的区域内也可看到活塞销孔4。

一个优选的实施方案设定，如图4和图5中所示，将条状的、具有圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面部分6的高度只设计成使活塞在下死点处不从气缸中脱出。

通过本发明的密封与导向的表面部分6，始终确保活塞在气缸中的充分的导向，即，不仅在活塞完全没有移出气缸的情况下而且在活塞在下死点处突出气缸达活塞总高的一半时都是如此。同时仍可存在足够的凹部以便尽可能减少活塞的摩擦和重量。

本发明的密封与导向的部分6的宽度选择成能够形成用于润滑的足够的油膜。按照图6，在每一条状的、具有圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面部分6的界定边缘9a、9b的连接线之间相对于所属的转动轴线8的夹角α小于40°，优选为小于30°。借此可以使该密封与导向的表面部分保持很小，从而减少活塞的摩擦和重量而尽管如此在密封与导向的部分6与气缸壁之间仍然能形成足够的油膜。

图7和图8示出另一优选的实施方案。其中，上部的圆柱套形式的密封与导向的表面部分2被多个油槽12分开。而在本发明的圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面6的下部区域内设有基本上圆弧形的铣槽13，该铣槽进一步减小摩擦阻力并且还有助于减轻重量。

Claims (8)

1.应用于全封闭式小型制冷机的压缩机的活塞，其中，一个圆柱套形式的密封与导向的表面部分(1a、2)和活塞裙表面的至少两个基本上条状和圆柱套表面部分形状的、基本上平行于活塞的运动方向延伸的密封与导向的表面部分与气缸壁基本上紧密地密封并且可以使活塞在气缸中导向以及相对于吸气室或压缩室密封曲轴箱，并且活塞裙表面的另一部分具有一凹部(3、7)，因而在活塞裙表面与气缸壁之间存在间隙，其特征在于，在每一条状和圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面部分(6)的沿活塞轴向方向延伸的界定边缘(9a、9b)的连接线之间相对于所属的转动轴线(8)的夹角小于40°，优选为小于30°。

2.按照权利要求1所述的活塞，其特征在于，一个条状和圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面部分(6)的一个端部总是与活塞接近曲轴箱的端部(10)齐平。

3.按照权利要求1或2所述的活塞，其特征在于，一个条状和圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面部分(6)的一个端部总是过渡到活塞裙表面的圆柱套形式的密封与导向的表面部分(2)。

4.按照权利要求1至3之一项所述的活塞，其特征在于，各条状和圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面部分(6)从活塞接近曲轴箱的端部(10)向活塞头部(11)方向延伸一长度，该长度至少对应于活塞在下死点处突出气缸体的那个长度。

5.按照权利要求1至4之一项所述的活塞，其特征在于，每一条状和圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面部分(6)被多个点式的凹部断开。

6.按照权利要求1至5之一项所述的活塞，其特征在于，各条状和圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面部分(6)具有不同的深度。

7.按照权利要求1至6之一项所述的活塞，其特征在于，活塞销孔(4)设置在凹部分(7)的区域内。

8.按照权利要求1至7之一项所述的活塞，其特征在于，在活塞接近曲轴箱的端部(10)，在各圆柱套表面部分形状的密封与导向的表面(6)的区域各设有一铣槽13。

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