專利名稱：特別用于壓縮機的曲軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別用于壓縮機的曲軸。
具體地說，該曲軸包括至少一個大致柱形的主軸頸、一個曲柄臂、和一個大致柱形的曲柄銷。通常，在操作狀態(tài)下，主軸頸由主軸承可旋轉(zhuǎn)地支承，曲柄銷連接到連桿的大端上，并且潤滑流體置于接觸的機械部件之間，以便降低由它們的相對旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的摩擦。
本發(fā)明的目的在于提供這樣一種曲軸，該曲軸的幾何結(jié)構(gòu)可進一步降低由于旋轉(zhuǎn)而引起的摩擦。
依據(jù)本發(fā)明，該目的可借助一種具有本說明書起始部分和特征部分中的特征的曲軸來實現(xiàn)，該曲軸的特征在于該曲軸在其外表面上具有至少一個凹部，所述凹部位于該主軸頸上處于第一位置，或者位于該曲柄銷上處于第二位置，該第一位置沿軸向靠近曲柄臂且沿周向與曲柄銷的位置一致，該第二位置與該第一位置周向相對。
本發(fā)明的曲軸的凹部或多個凹部形成在周向弧形部分內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)的最關(guān)鍵階段中該周向弧形部分承受機械應(yīng)力，原則上該機械應(yīng)力是作用在相應(yīng)圓截面的不同弧形部分上的機械應(yīng)力中的最小機械應(yīng)力。因此，凹部對于存在于承受最大機械應(yīng)力的關(guān)鍵區(qū)域中的潤滑流體層的壓力降低沒有不利的影響。而且，同時該凹部減小了在曲軸與相應(yīng)軸承之間的相對滑動表面，并且因此減小了摩擦，摩擦與該表面的范圍大致成比例。
參照附圖并結(jié)合本發(fā)明的特定實施例，可更好地理解本發(fā)明的這些和其它的目的、優(yōu)點、和特征，在附圖中

圖1是本發(fā)明的曲軸的立體圖，該曲軸連接到連桿上；圖2是圖1所示的部件在分解狀態(tài)下的立體圖；圖3是沿圖1的線III-III截取的部件的截面圖；圖4是圖3的細節(jié)的放大圖；和圖5是沿圖3中的線V-V截取的截面圖。
特別用于壓縮機的曲軸包括至少一個大致柱形的主軸頸10、一個曲柄臂12、和一個大致柱形的曲柄銷14。
第一凹部16a形成在主軸頸10的外表面上，位于沿軸向靠近曲柄臂12且沿周向與曲柄銷14的位置一致的第一位置處，即在垂直于曲柄銷14的正中平面的平面的同一側(cè)面上(并且由此橫截于圖5的圖面的平面)并且延伸穿過主軸頸10的縱向軸線18。
第二凹部16b形成在曲柄銷14的外表面中，位于與該第一位置周向相對的第二位置處。
第三凹部16c形成在主軸頸10的外表面中，位于沿軸向相對于曲柄臂12偏置且與該第一位置周向相對的第三位置處，即在垂直于曲柄銷14的正中平面的平面的相對側(cè)面上(并且由此橫截于圖5的圖面的平面)并且延伸穿過主軸頸10的縱向軸線18。
凹部16a、16b、16c具有帶有圓角的大致矩形的形狀，并且沿周向具有大約120度的角度范圍。
在本發(fā)明的(未示出的)變型中，凹部16a、16b、16c沿周向可具有彼此獨立的不同的角度范圍，例如在60-180度的范圍內(nèi)，優(yōu)選為在90-150度的范圍內(nèi)。
凹部16a、16b、16c優(yōu)選為具有在40-300微米之間的深度，該深度可以任意的改變。
曲柄臂12可以按常規(guī)方式來成形為板，其具有配重以便平衡慣量的離心力。另外通常的是，主軸頸10和曲柄銷14的外表面設(shè)置有凹槽，其中具有用于由泵送裝置供應(yīng)的潤滑流體的分配的螺旋凹槽20，該泵送裝置設(shè)置在曲軸的內(nèi)側(cè)并且在附圖中未示出。
主軸頸10可旋轉(zhuǎn)地安裝在支承件22中(圖5)，該支承件具有主軸承24和副軸承26，它們面對主軸頸10的在其表面上分別具有第一凹部16a和第三凹部16c的軸向部分。
曲柄銷14可旋轉(zhuǎn)地安裝在連桿30的環(huán)形大端28中，該大端28用作軸承。按照已知的方式，軸32從連桿30的環(huán)形大端28延伸并且在其相對端處鉸接到活塞34上，該活塞安裝成在壓縮機的氣缸36內(nèi)滑動(圖1)。
在操作中，曲軸承受機械應(yīng)力，該應(yīng)力依據(jù)圍繞縱向軸線18的旋轉(zhuǎn)角度而改變。具體而言，當(dāng)活塞34在上死點位置(圖1)時該應(yīng)力最大，上死點位置對應(yīng)于在氣缸36內(nèi)的氣體的最大壓縮并因此形成對于在曲軸上的摩擦力的產(chǎn)生的最關(guān)鍵階段。在該階段中，曲柄銷14相對于在連桿30的大端28中的孔38具有最大的偏心量，(見圖4，其中清晰地示出相對于實際情況強化了這種現(xiàn)象)，并且曲柄銷14朝向軸32固定到其上的大端28的弧形部分位移。因此，置于該弧形部分與曲柄銷14之間的潤滑流體層40承受最大的壓力，并且將其支承作用施加到曲軸上。相反，曲柄銷14的直徑方向相對的部分和靠近該部分的潤滑流體層42承受較小的壓力。曲柄銷14的直徑方向相對的該部分是其中形成有第二凹部16b的部分。該第二凹部16b由此減小了在曲柄銷14與連桿30的大端28之間的相對滑動表面，因此減小了相對的摩擦，而且其對于潤滑流體層40的壓力降低沒有不利的影響，該潤滑流體層40存在于承受較大壓力的區(qū)域中。
大致相似的現(xiàn)象出現(xiàn)在主軸頸10的具有第一凹部16a和第三凹部16c的部分中，第一凹部16a和第三凹部16c分別面對主軸承24和副軸承26。然而，應(yīng)當(dāng)注意，第一凹部16a相對于第三凹部16c轉(zhuǎn)向180度，第三凹部16c相對于第二凹部形成在相似的角度位置。在任何情況下，第一凹部16a和第三凹部16c也靠近相應(yīng)的圓截面的潤滑流體的受力最小的部分。因此，它們具有這樣的效果，即降低了摩擦并且沒有不利地影響存在于承受壓力較大的區(qū)域中的潤滑流體。
自然地，在本發(fā)明的原理保持相同的情況下，結(jié)構(gòu)的細節(jié)和實施形式可以相對于所述的示例進行改變和變型，并且不脫離本發(fā)明的范圍。特別是，彼此不同的凹部可以具有任何形狀，包括不對稱的形狀。而且，凹部的邊緣可以具有導(dǎo)角和圓角。
權(quán)利要求
1.一種特別用于壓縮機的曲軸，其包括至少一個大致柱形的主軸頸(10)、一個曲柄臂(12)、和一個大致柱形的曲柄銷(14)，該曲軸的特征在于，該曲軸在其外表面上具有至少一個凹部(16a、16b)，所述凹部位于該主軸頸(10)上處于第一位置，或者位于該曲柄銷(14)上處于第二位置，該第一位置沿軸向靠近曲柄臂(12)且沿周向與曲柄銷(14)的位置一致，該第二位置與該第一位置周向相對。
2.如權(quán)利要求1所述的曲軸，其特征在于，該曲軸具有第一凹部(16a)，該第一凹部位于主軸頸(10)的外表面上處于沿軸向靠近曲柄臂(12)且沿周向與曲柄銷(14)的位置一致的第一位置，第二凹部(16b)形成在曲柄銷(14)上處于與該第一位置周向相對的第二位置。
3.如上述權(quán)利要求中任一項所述的曲軸，其特征在于，至少一個凹部(16a、16b)具有帶有圓角的大致矩形的形狀。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的曲軸，其特征在于，至少一個凹部(16a、16b)沿周向具有在60-180度之間的角度范圍，并且優(yōu)選為在90-150度之間。
5.如上述權(quán)利要求中任一項所述的曲軸，其特征在于，至少一個凹部(16a、16b)具有在40-300微米之間的深度。
6.如上述權(quán)利要求中任一項所述的曲軸，其特征在于，該曲軸還具有第三凹部(16c)，該第三凹部在主軸頸(10)上位于沿軸向相對于曲柄臂(12)偏置且與該第一位置周向相對的第三位置處。
7.如權(quán)利要求6所述的曲軸，其特征在于，該第三凹部(16c)具有在40-300微米之間的深度。
全文摘要
一種特別用于壓縮機的曲軸，其包括至少一個大致柱形的主軸頸(10)、一個曲柄臂(12)、和一個大致柱形的曲柄銷(14)。該曲軸在其外表面上具有至少一個凹部(16a、16b)，所述凹部位于該主軸頸(10)上處于第一位置，或者位于該曲柄銷(14)上處于第二位置，該第一位置沿軸向靠近曲柄臂(12)且沿周向與曲柄銷(14)的位置一致，該第二位置與該第一位置周向相對。
文檔編號F04B35/04GK1625652SQ02828975
公開日2005年6月8日 申請日期2002年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月17日
發(fā)明者V·比安基 申請人:恩布拉科歐州有限公司