專利名稱：活塞式壓縮機的氣缸蓋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活塞式壓縮機的氣缸蓋裝置，該壓縮機具有在其中形成壓縮室的氣缸體，壓縮室在一側(cè)由被夾緊在氣缸體和氣缸蓋罩之間的閥片界定。
背景技術(shù)：
在德國專利文件DE19915918C2中公知一種壓縮機，在該壓縮機中，氣缸蓋的端面、閥片的頂和底側(cè)面以及氣缸蓋罩的密封表面都被作成平面。這些獨立的部件以平墊圈作為中間層借助螺栓連接在一起。已知的這種壓縮機可以用作例如制冷壓縮機。在操作過程中，制冷壓縮機會發(fā)生氣缸蓋罩下面的排放側(cè)壓力急劇增加的情況。這可能是由于例如管路受約束甚至于阻塞，或者相關(guān)的制冷系統(tǒng)的冷凝器的熱耗散減少造成的。為了在這種情況下避免密封墊圈的泄漏或損壞，上述部件必須用很大的壓緊力緊固在一起。一方面，這對安裝過程和螺栓的材料特性都要有很高的要求。另一方面，由于螺栓被擰入緊鄰氣缸的氣缸蓋中，氣缸會發(fā)生變形，這將增大通過活塞-氣缸之間的縫隙發(fā)生泄漏的風險，進而又降低壓縮機的效率。
由于壓緊螺栓定位在基本成矩形的氣缸蓋的邊緣，壓縮室內(nèi)壓力的增加會引起閥片的中心區(qū)域遠離壓縮室的凹陷，這將減少壓縮表面和表面壓力，從而導(dǎo)致墊圈失效。為了避免這種問題的發(fā)生，氣缸蓋罩的密封表面的形狀可以是略微凸起形的，這樣，罩密封表面的中心區(qū)域可以緊緊的壓靠在閥片上。由于這種預(yù)應(yīng)力而引起的閥片沿氣缸方向的偏轉(zhuǎn)可以通過在閥片和氣缸體之間加裝厚一些的墊圈來補償，但是這將造成壓縮機的靜體積的少量增加。此外，具有凸形密封表面的氣缸蓋的制造成本也很高。
為了增加第一墊圈的表面壓力和平衡可能發(fā)生的制造公差，可以在這種氣缸蓋罩上的凸形密封表面設(shè)置圓周突緣。但是這仍然需要安裝螺栓的很大的壓緊力來確保氣缸體和閥片之間的第二墊圈的有效密封。通常，制冷壓縮機的氣缸蓋罩是由鋁鑄件制成。由于材料相對較軟，這種部件上的突緣在組裝過程的操作中很容易被損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種如權(quán)利要求1的前序部分所述的氣缸蓋裝置，它具有高度的堅固性并且可以有效的成本方式制造。
一種活塞式壓縮機的氣缸蓋裝置，該壓縮機包括在其中形成壓縮室的氣缸體，該壓縮室在一側(cè)上由被夾緊在氣缸體和氣缸蓋罩之間的閥片界定。通過至少在一側(cè)上閥片具有至少一個從涉及的閥片表面突出的突緣(bead)來達到上述的目的。該突緣將大大增加閥片的表面壓力。從而用相對較小的壓緊力可以保證高壓力的可靠的密封。此外，還可以避免對涉及的閥片表面進行的昂貴的磨削。
氣缸蓋裝置的一個優(yōu)選實施例的特征在于，突緣沿著一條封閉的線延伸，突緣也不必須完全封閉，當由小的開口中斷時也是有效的。但是，突緣完全封閉更有利。
氣缸蓋裝置的一個優(yōu)選實施例的進一步特征在于，閥片的兩側(cè)具有從對應(yīng)閥片表面突出的突緣，突緣沿著基本上封閉的線延伸。這樣提供的優(yōu)點是，產(chǎn)生在兩個墊圈上的表面壓力都增加。此外，也可以使用具有平面密封表面的氣缸蓋罩。
氣缸蓋裝置的一個優(yōu)選實施例的進一步特征在于，閥片是由燒結(jié)的部件制成。用燒結(jié)的方法制造閥片的優(yōu)點是，通過在未燒結(jié)的閥片工件上加壓來成形具有突緣或多突緣的閥片的工藝已經(jīng)相對簡單了，而且還可以避免隨后對閥片所進行的磨削。閥片優(yōu)選由燒結(jié)金屬制成。
氣缸蓋裝置的一個優(yōu)選實施例的進一步特征在于，至少在一側(cè)上，特別是在兩側(cè)上，閥片具有至少一個特別是多個墊片。墊片的目的是防止被加壓的、未燒結(jié)的閥片工件在多個閥片堆疊在一起的燒結(jié)過程中結(jié)塊。
氣缸蓋裝置的一個優(yōu)選實施例的進一步特征在于，墊片從相應(yīng)的閥片表面的突起略微大于相關(guān)的突緣。墊片比突緣略微高一點將有效的防止閥片在燒結(jié)過程中結(jié)塊。當墊片位于墊圈或突緣的區(qū)域內(nèi)的情況下，在突緣或墊圈處形成凹部以容納墊片是有利的?；蛘撸瑝|片在燒結(jié)后在墊圈或突緣區(qū)域內(nèi)會發(fā)生變形，從而使其高度小于突緣的高度。
氣缸蓋裝置的一個優(yōu)選實施例的進一步特征在于，在閥片內(nèi)制成多個通孔。通孔有不同的作用，例如它們可以作為介質(zhì)出入壓縮室的通道。另外，通孔還可以作為定位或固定元件的插入孔。
氣缸蓋裝置的一個優(yōu)選實施例的進一步特征在于，將進氣閥的閥座和排氣閥的閥座壓入閥片。優(yōu)選地，進氣閥和排氣閥都被固定在閥片上。
氣缸蓋裝置的一個優(yōu)選實施例的進一步特征在于，閥片和氣缸體之間及閥片和氣缸蓋罩之間均分別配置有墊圈。用很少量的加工就可使突緣和墊圈之間的結(jié)合提供高度緊固性。
氣缸蓋裝置的一個優(yōu)選實施例的進一步特征在于，突緣垂直于所屬閥片表面的延伸小于涉及的墊圈的厚度。這將防止墊圈的不需要的切割。
氣缸蓋裝置的一個優(yōu)選實施例的進一步特征在于，突緣垂直于所屬閥片表面的延伸是墊圈厚度的5-75％，特別是25-50％。在結(jié)合所涉及的發(fā)明中這些數(shù)值已經(jīng)驗證是特別有利的。
氣缸蓋裝置的一個優(yōu)選實施例的進一步特征在于，在面對氣缸體的閥片表面上，突緣圍繞著在閥片表面上的壓縮室的開口的突出部(projection)。這將防止介質(zhì)在閥片和氣缸體之間從壓縮室中不希望的逸出。
氣缸蓋裝置的一個優(yōu)選實施例的進一步特征在于，在面對氣缸體的閥片表面上，突緣圍繞至少一個進氣開口和至少一個排氣開口。該開口屬于允許介質(zhì)出入壓縮室的通道的通孔。
氣缸蓋裝置的一個優(yōu)選實施例的進一步特征在于，在面對氣缸蓋罩的閥片表面上，突緣圍繞在閥片表面上的排氣室的開口的突出部。這將防止介質(zhì)在閥片和氣缸蓋罩之間從壓縮室中不希望的逸出。
通過下文可以對本發(fā)明的優(yōu)點、特征和細節(jié)作進一步的了解，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行描述。


圖1為具有閥片的氣缸蓋裝置的截面圖；圖2為圖1中的閥片的俯視圖；圖3為圖1中的閥片的仰視圖；圖4為沿圖3中IV-IV線的截面圖；圖5為圖4中截面V的放大圖；
圖6-9為突緣的不同實施例的截面圖。
具體實施例方式
圖1表示制冷機中活塞式壓縮機的氣缸蓋1的截面圖。氣缸蓋1通過螺栓(圖中未示出)固定在氣缸體2上。氣缸體2具有氣缸孔3，其也稱為壓縮室。以已知的方式，氣缸孔起到容納活塞式壓縮機的活塞的作用。
氣缸蓋1包括氣缸蓋罩5和閥片6。第一墊圈8位于氣缸蓋罩5和閥片6之間。第二墊圈9位于閥片6和氣缸體2之間。排氣室10形成于氣缸蓋罩5中，其通過閥片6上的至少一個通孔連接到氣缸體2內(nèi)的壓縮室3上。
圖2和圖3分別為圖1中的閥片的俯視圖和仰視圖。閥片6包括一正方形的燒結(jié)金屬材料的閥片基體20?；w20有一邊緣處倒圓的正方形基部表面。圖2中所示的面對壓縮室3的閥片底側(cè)標記為21。圖3中所示的壓縮室3遠離的閥片頂側(cè)標記為22。在閥片6的四個邊角區(qū)域有4個用于穿過固定螺栓的通孔24-27。
圖2中的虛線圓30表示在閥片底側(cè)21上氣缸孔(圖1中的3)的突出部，由于突出部30的形狀是圓形，所以它也被稱作圓。在圓30內(nèi)側(cè)制成一吸氣通孔31和一排氣通孔32，這兩個通孔31和32允許被吸入壓縮室(圖1中的3)并且被壓縮的制冷劑通過。
在公知的方式中，吸氣通孔31可以由制冷劑吸入壓縮室時打開的進氣閥關(guān)閉。同樣在公知的方式中，壓力通孔32可以由活塞式壓縮機的活塞(未示出)在一工作行程之后連接壓縮室(圖1中的3)和排氣室(圖1中的10)的排氣閥關(guān)閉。
圓30的徑向外側(cè)，在兩個通孔24和27之間還制作兩個附加通孔34和35。這兩個通孔的作用是容納吸氣閥的固定銷。吸氣通孔31、壓力通孔32和兩個通孔34、35被閉合的突緣40圍繞。
突緣40從閥片底側(cè)21突出，并具有大致是圍繞圓30的拱形圓41的形狀。在兩個通孔34和35的區(qū)域內(nèi)突緣40徑向向外擴展，因此兩個通孔34和35也被突緣40圍繞。在通孔34和35的區(qū)域內(nèi)，突緣40基本上具有橢圓孔42的形狀。橢圓孔42是由兩個拱形圓組成，其一端連接到拱形圓41的一端，另一端通過直線相互連接。例如在剖面圖中突緣40的橫截面是圓段形，但是突緣40也可以是帶圓端頭的大致三角形或梯形橫截面。
在閥片上的突緣40外側(cè)還制作有6個附加通孔44-49。通孔44和45允許壓縮制冷劑從排氣室10通過并且因而也分別被封閉的突緣51和52包圍。通孔46和47起固定排氣閥的作用。通孔48和49起容納吸氣裝置的定位銷的作用。
另外，圖2中所示的通孔44由圓形突緣51包圍。同樣通孔45和46也由突緣52包圍。另外，通孔47由突緣53包圍。此外，多個墊片61-66從閥片的底側(cè)21突出，所述墊片垂直向上延伸至圖示高度。定位墊片62、63、65、66中的每一個分別與通孔27、26、25、24中的一個鄰近。兩個墊片61和64大致位于閥片6的中心。墊片61-66的高度比突緣40、51-53的高度大一些。因此，在閥片的制造過程中，可以防止多個閥片工件在燒結(jié)過程中被結(jié)塊。
圖3示出的閥片頂側(cè)22上設(shè)有一封閉的突緣50。在與圖2中的突緣40橫截面相同的突緣50中，配置有通孔32、34、35、44、45、46和47。但是對于閥片上的不同的突緣可以采用不同的橫截面和高度。在突緣50外側(cè)配置有通孔24-27、48、49和31，突緣50基本上呈U型，并且在通孔24-27的區(qū)域形成圓弧形凹部。
在閥片6上制作突緣40和50將會增加相應(yīng)的密封表面上的表面壓力。突緣40、50和墊圈9、8之間的接觸區(qū)域上增加的表面壓力可以在高壓的情況下確?？煽康拿芊?。同時，可以減小使氣缸蓋5和氣缸體2上的閥片6安全壓緊所需的壓緊力。此外，因為可以避免閥片的平面磨削，因而簡化了閥片的制造。
優(yōu)選的是，通過燒結(jié)金屬的燒結(jié)方法來制造閥片，只有進氣閥和排氣閥的閥座必須需要加壓。在任何情況下，雖然存在制造公差，突緣40、50可以確保保持整體的和有效的密封壓力。此外，如上面所述，可以減小固定閥片6的所需的壓緊力，也就是說，使用的固定螺栓無需壓的太緊。這將減小對壓縮機的效率產(chǎn)生絕對影響的氣缸形狀缺陷及通過氣缸和活塞之間的間隙的泄漏。
根據(jù)本發(fā)明的再一個重要方面，突緣的高度，即突緣40、50的延伸程度比所屬的墊圈9、8的厚度小。因此，可以避免突緣對墊圈的不希望的切割。突緣的高度最好是墊圈厚度的5-75％，特別優(yōu)選是墊圈厚度的25-50％。
另外，圖3示出多個墊片71-75也設(shè)置在閥片的上側(cè)22上。墊片71、72和74、75位于突緣50內(nèi)。墊片73位于突緣50外側(cè)。墊片71-75的高度比突緣50的高度大一些。
圖4顯示沿圖3中IV-IV線的截面圖。該截面視圖更清楚的顯示墊片64-66和71-73從所屬的閥片表面突出的比該截面圖中未標記的突緣突出的更多。
圖5顯示圖4中截面V的放大圖，放大的截面顯示突緣40的截面具有圓環(huán)部分的形狀。
圖6提出突緣40(圖2中的51至53和圖3中的50)的橫截面也可以有帶圓邊緣的矩形81。
圖7提出突緣的橫截面也可以有橢圓截面82的形狀。
圖8提出突緣的橫截面也可以有等邊梯形83的形狀。
圖9提出突緣的橫截面也可以有三角形84的形狀。
權(quán)利要求
1.一種活塞式壓縮機的氣缸蓋裝置，該壓縮機具有在其中形成壓縮室(3)的氣缸體(2)，該壓縮室在一側(cè)上由被夾緊在氣缸體(2)和氣缸蓋罩(5)之間的閥片(6)界定，其特征在于，在至少一側(cè)上閥片(6)具有至少一個從涉及的閥片表面(21，22)突出的突緣(40，50)。
2.如權(quán)利要求1所述的氣缸蓋裝置，其特征在于，突緣(40，50)沿一條封閉的線延伸。
3.如權(quán)利要求1所述的氣缸蓋裝置，其特征在于，閥片(6)的兩側(cè)具有從相應(yīng)的閥片表面(21，22)突出的突緣(40，50)，突緣沿著基本上封閉的線延伸。
4.如權(quán)利要求1所述的氣缸蓋裝置，其特征在于，閥片(6)由燒結(jié)的部件制成。
5.如上述權(quán)利要求中的一項所述的氣缸蓋裝置，其特征在于，至少在閥片(6)的一側(cè)上特別是在兩側(cè)上具有至少一個特別是多個墊片(61-66，71-75)。
6.如權(quán)利要求5所述的氣缸蓋裝置，其特征在于，墊片(61-66，71-57)從相應(yīng)的閥片表面(21，22)突出的比相關(guān)的突緣(40，50)突出的多一些。
7.如上述權(quán)利要求中的一項所述的氣缸蓋裝置，其特征在于，在閥片(6)中制作多個通孔(31，32，34，35，44-49)。
8.如上述權(quán)利要求中的一項所述的氣缸蓋裝置，其特征在于，在閥片(6)中加壓吸氣閥和排氣閥的閥座。
9.如上述權(quán)利要求中的一項所述的氣缸蓋裝置，其特征在于，墊圈(9，8)分別位于閥片(6)和氣缸體(2)及閥片(6)和氣缸蓋罩(5)之間。
10.如權(quán)利要求9所述的氣缸蓋裝置，其特征在于，突緣(40，50)垂直于所屬閥片表面(21，22)的延伸小于涉及的墊圈(9，8)的厚度。
11.如權(quán)利要求10所述的氣缸蓋裝置，其特征在于，突緣(40，50)垂直于所屬閥片表面(21，22)的延伸是涉及的墊圈(9，8)厚度的5-75％，特別是25-50％。
12.如上述權(quán)利要求中的一項所述的氣缸蓋裝置，其特征在于，在面對氣缸體(2)的閥片表面(21)上，突緣(40)圍繞在該閥片表面(21)上的壓縮室(3)的開口的突出部(30)。
13.如上述權(quán)利要求中的一項所述的氣缸蓋裝置，其特征在于，在面對氣缸體(2)的閥片表面(21)上，突緣(40)圍繞至少一個吸氣開口(31)和至少一個壓力開口(32)。
14.如上述權(quán)利要求中的一項所述的氣缸蓋裝置，其特征在于，在面對氣缸蓋罩(5)的閥片表面(22)上，突緣(50)圍繞在該閥片表面(22)上的排氣室(10)的開口的突出部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活塞式壓縮機的氣缸蓋裝置，該壓縮機具有在其中形成壓縮室的氣缸體，壓縮室在一側(cè)上由被夾緊在氣缸體和氣缸蓋罩之間的閥片界定。為了提供一種具有高度緊固性并且能以有效成本的方式制造的氣缸蓋裝置，閥片在至少一側(cè)具有至少一個從涉及的閥片表面上突出的突緣。
文檔編號F04B39/12GK101029638SQ20071010068
公開日2007年9月5日 申請日期2007年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月21日
發(fā)明者布賴恩·H·安德森, 莫藤·斯文德森, 克勞斯·萊因萬德, 奧利·喬恩斯, 喬爾格·弗里奇, 普雷本·畢爾里 申請人:丹佛斯壓縮機有限責任公司