專利名稱:空氣壓縮機(jī)的制作方法
本發(fā)明涉及的是主要用于汽車氣動(dòng)剎車系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)，其種類歸于具有至少一個(gè)由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的壓縮元件，來使一個(gè)空間內(nèi)空氣進(jìn)行壓縮，使用時(shí)，壓縮空氣通常被送入一儲(chǔ)氣罐，當(dāng)需要時(shí)將其供給剎車系統(tǒng)使后者工作。
圖1即是我們的共同的未決專利申請(qǐng)8215732號(hào)，它表示的就是上面所述的通用壓縮機(jī)，其中包括當(dāng)需要壓力時(shí)將來自動(dòng)力裝置的動(dòng)力傳遞壓縮元件的離合器。離合器在彈簧裝置的作用下，平常是接合的而當(dāng)達(dá)到予定壓力后，通過一個(gè)對(duì)壓縮機(jī)輸出壓力起反應(yīng)的裝置而脫開，中斷壓縮元件的運(yùn)行。為了讓離合器在一定的運(yùn)行條件范圍內(nèi)令人滿意地工作，最理想是將該彈簧裝置處于一個(gè)予定的預(yù)負(fù)載狀況。但是，由于離合器其它部件的制造誤差，實(shí)際上要想讓彈簧按照所要求的精確程度達(dá)到預(yù)期的預(yù)加載是十分困難的。例如采用墊片這種權(quán)宜之計(jì)處理過誤差，但是裝配時(shí)要花費(fèi)很多時(shí)間，因此并不合算。
本發(fā)明的目的之一就是提供一種上述通用的空氣壓縮機(jī)，而它是消除了上述問題的。
根據(jù)本發(fā)明，空氣壓縮機(jī)包括至少一個(gè)由動(dòng)力裝置帶動(dòng)的壓縮元件，它在一定的空間內(nèi)迫使空氣壓縮;一個(gè)離合器，當(dāng)需要壓力時(shí)，將動(dòng)力裝置的動(dòng)力傳遞給壓縮元件;一個(gè)彈簧裝置，平常推動(dòng)離合器處于接合狀態(tài);離合器和彈簧裝置都安裝在一個(gè)裝有一個(gè)壓盤的殼體內(nèi)，壓盤定位在一個(gè)由彈簧預(yù)加載所確定的位置上，并固定于此位置，借此確保彈簧裝置永久維持在某一預(yù)加載狀態(tài)。
在某一方便的布置中，離合器是多片式的，它的主動(dòng)片和從動(dòng)片交替設(shè)置，其主動(dòng)片可與動(dòng)力輸入軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)，殼體沿軸向開了若干槽，形成離合器指，其自由端部分被壓盤連接在一起。上述從動(dòng)片是被自身插在指與指之間的部分卡在殼體上的，以便進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
更可取的是，離合器的潤滑是由與壓縮元件相連的曲軸內(nèi)的鉆孔流出的受壓油供給的。油是可以向環(huán)繞曲軸的殼體或曲軸箱內(nèi)泄漏的，為了防止曲軸箱內(nèi)的油超過限額，曲軸箱內(nèi)腔和其他的殼體，如包容離合器的殼體是通過一條油路彼此相通的，油路靠離合器殼體的一端高于曲軸箱的予定油位，這一結(jié)構(gòu)使曲軸箱在運(yùn)行時(shí)形成的壓力將油沿油路從曲軸箱打入離合器殼體。
在曲軸箱和離合器殼體壁之間形成的油路，這樣安排是合宜的油路的一部分向上通入離合器殼體，其終端有一個(gè)溢流口，通過這個(gè)溢流口，油從曲軸箱流入離合器殼體。
通過實(shí)例，現(xiàn)在來詳述本發(fā)明，請(qǐng)同時(shí)參考附圖。
圖1是本發(fā)明空氣壓縮機(jī)實(shí)例的軸向剖視圖。
圖2是圖1空氣壓縮機(jī)的局部放大立體圖。
圖3是與圖1類似的視圖，但是只局部表示了圖1空氣壓縮的另一種狀況。
圖4是圖1空壓機(jī)局部端面圖。
圖5與圖1視圖類似，是本發(fā)明空氣壓縮機(jī)另一種形式的局部視圖。
參看圖1，圖中所示空壓機(jī)主要用于汽車的氣動(dòng)剎車系統(tǒng)，其中的一部分為示意圖。壓縮機(jī)部分是由下列構(gòu)件構(gòu)成的殼體1、裝在殼體內(nèi)的氣缸2、在氣缸內(nèi)滑動(dòng)的活塞3、把活塞與曲軸5連在一起的連桿4、裝在該殼體上的支承曲軸5的軸承6。如箭頭所指，在活塞的吸氣沖程，空氣經(jīng)由進(jìn)氣口7進(jìn)入氣缸;空氣排出氣缸是通過排氣口8，空氣流經(jīng)這兩個(gè)口都是通過簧片式或其它相配的閥門以適當(dāng)方式進(jìn)行控制的。殼體1通常有一個(gè)缸體形的部分1A，它構(gòu)成了離合器殼體。
曲軸5有一個(gè)錐形的延長部分9，它安裝在構(gòu)成離合器(以12標(biāo)出)的第一部件11的空心的錐形內(nèi)壁的輪殼10內(nèi)，通過它動(dòng)力輸入軸13將動(dòng)力傳遞給曲軸5，動(dòng)力輸入軸在軸承14的支承下旋轉(zhuǎn)，軸承14安裝在殼體1的端部軸承蓋15內(nèi)。離合器部件11用個(gè)螺釘16牢牢固定在曲軸的錐形延長部分9上，與動(dòng)力輸入軸13聯(lián)接在一起的軸承17支承著它。
圖中所示離合器12是多片式離合器，它可以是干式的也可以是油浸式的，它包括了多片主動(dòng)離合器片18，它裝在空心的離合器部件20內(nèi)，20包容在離合器片的外面，隨曲軸5旋轉(zhuǎn)。離合器片18是通過鍵槽19安裝在動(dòng)力輸入軸13上的，以便可快速旋轉(zhuǎn)和沿動(dòng)力輸入軸軸向滑動(dòng)。該離合器還包括一組從動(dòng)片21，它們與主動(dòng)片18交替設(shè)置，可一起快速旋轉(zhuǎn)，又可相對(duì)離合器部件20作軸向滑動(dòng)。包容著離合器片的離合器部件20上有很多軸向伸出的指22(圖2)而徑向分布的離合器片21的凸臺(tái)21A就插在指與指之間的空隙內(nèi)，以此提供離合器片21和離合器部件20之間的轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接。如圖所示，離合器指22的自由端被端部另件24的軸向凸出的圓臺(tái)23固定住，它是被焊死的，通過它把離合片18和21擋死在離合器部件20內(nèi)，為了清楚起見，圖2沒有畫離合片18，并只畫了其中一個(gè)離合片21。
離合片通過作用在遠(yuǎn)離它們的離合器部件11和對(duì)面的離合器部件20的徑向凸出壁26內(nèi)表面之間的錐形圓盤彈簧墊圈組25和離合器部件11和20平常緊密地壓緊，處以驅(qū)動(dòng)嚙合狀態(tài)。
殼體1還構(gòu)成了一個(gè)腔體28，包容著環(huán)狀活塞29，29可以在腔體28內(nèi)滑動(dòng)，活塞通過插在離合器部件20的壁26外側(cè)的推力件30動(dòng)作。推力件30通過它的套筒部位32安放在離合器部件11的聯(lián)接軸套31上，并且通過鉚釘33與離合器部件20牢接在一起旋轉(zhuǎn)。腔體28的進(jìn)氣口34通過調(diào)節(jié)閥36與儲(chǔ)氣罐、壓縮機(jī)的出氣口8串聯(lián)在一起，儲(chǔ)氣罐通常以適當(dāng)?shù)姆绞浇?jīng)管道A與一個(gè)或若干個(gè)汽車剎車系統(tǒng)的剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)(圖中未畫)聯(lián)接在一起。
為了使離合器操作準(zhǔn)確，最理想的辦法是讓錐形彈簧墊圈組25獲得盡可能精確的預(yù)加載。本發(fā)明現(xiàn)在的主要優(yōu)點(diǎn)就是比迄今的任何一種結(jié)構(gòu)在離合器組裝時(shí)都更簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確地做到這一點(diǎn)。組裝時(shí)首先把活塞29放入腔體28內(nèi)，把活塞的舌簧29A卡入相應(yīng)的環(huán)槽內(nèi)防止活塞在使用時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
接下來進(jìn)行空心離合器部件20內(nèi)的分總成裝配往推力件30事先已固定的部件20上，順次裝入錐形彈簧墊圈組25和離合器部件11，軸承17也已事先壓配在件11的內(nèi)壁。隨后再插入離合片18和21，接著是裝入端部另件24。這時(shí)就可以通過對(duì)件24施加適當(dāng)?shù)牧?duì)錐形墊圈組25進(jìn)行預(yù)壓，不要撤去外力，例如用焊接方式，將端部另件24永久地固定在離合器部件20內(nèi)，這樣即簡(jiǎn)單又省錢地完成了完全封閉的、預(yù)壓準(zhǔn)確的離合器裝配。現(xiàn)在可以把這個(gè)完整的分總成裝入離合器殼體1A內(nèi)，用螺釘16把輪殼10緊固在錐形延長部分9上。最后一步就是安裝動(dòng)力輸入軸13，把它穿過離合片，將片18與鍵槽19嚙合在一起，并與軸承17接合在一起，隨后裝上軸承14和端蓋15。如果需要的話，可以在最后總裝之前，就把軸13、軸承14和端蓋15預(yù)先裝配好，做為分總成。
動(dòng)力輸入軸13在使用時(shí)是不停旋轉(zhuǎn)的，利用一個(gè)動(dòng)力源，例如空壓機(jī)所在的汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)。初始狀態(tài)腔體28內(nèi)是沒有壓力的，錐形彈簧墊圈組25頂住離合片使其處于接合狀態(tài)，這樣就將動(dòng)力輸入軸13的動(dòng)力經(jīng)徑離合器部件11傳遞給曲軸延長部分9，使活塞3反復(fù)運(yùn)動(dòng)，向儲(chǔ)氣罐37充氣，當(dāng)罐內(nèi)的空氣達(dá)到予定的壓力時(shí)，受儲(chǔ)氣罐壓力控制的調(diào)節(jié)閥36動(dòng)作，使罐內(nèi)氣體進(jìn)入腔體28。而活塞29面積的選擇是與該空氣壓力和彈簧墊圈組25的力量有關(guān)的，這樣來自儲(chǔ)氣罐的壓縮空氣作用在活塞上所產(chǎn)生的壓力足以克服彈簧墊25的力，從而向左推動(dòng)離合器部件20，使離合器脫開。這就中斷了動(dòng)力輸入軸13和壓縮機(jī)活塞間的連接，和防止儲(chǔ)氣罐再充氣，直至根據(jù)使用要求需要再充氣。如圖所示，這一實(shí)施例的重要特征，使離合器脫離的活塞29所產(chǎn)生的軸向載荷經(jīng)離合器部件11、螺栓16和曲軸延長部分9傳給鄰近的曲軸軸承6，也就是說，動(dòng)力輸入軸承沒有承受該力源所帶來的軸向截荷，如圖所示，因而可以采用簡(jiǎn)單的深槽滾珠軸承。由于在離合器脫開后不久，曲軸即中斷旋轉(zhuǎn)，軸向負(fù)載的曲軸承6亦不旋轉(zhuǎn)，這時(shí)要長時(shí)間的承受這軸向力。
當(dāng)剎車系統(tǒng)工作時(shí)，儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣體壓力逐漸下降直至調(diào)壓閥開始動(dòng)作的限定壓力，調(diào)壓閥切斷儲(chǔ)氣罐與腔體28的聯(lián)系，腔體內(nèi)的氣壓減弱，活塞29施加給離合器的脫開力減小，使錐形彈簧墊圈組25再一次發(fā)揮使離合器接合的作用力。
在安裝了該系統(tǒng)的汽車正常行駛時(shí)，這一循環(huán)過程將反復(fù)進(jìn)行，將儲(chǔ)氣罐的壓力保持在限定的最大和最小值之間。
為了使推力件30的磨損降低到最小程度，曲軸管延長部分9的上部有一個(gè)平面以形成氣隙，它與曲軸5的油孔相通，使油能夠在壓力下進(jìn)入承墊的部位，使其在傳遞活塞29受力時(shí)獲得一層油的保護(hù)墊。
離合器的潤滑油是由進(jìn)油口40經(jīng)曲軸5上的油孔41提供的，該油孔同時(shí)也提供了壓縮機(jī)大端軸承的潤滑油。發(fā)生的問題是油不可避免地要從軸承42泄漏進(jìn)曲軸箱43，如果漏油過度，油就要隨大端軸承噴濺到活塞了，并通過活塞環(huán)3A泄漏到汽缸體內(nèi)。由于油會(huì)污染壓縮空氣，這點(diǎn)是不理想的。
為了消弱這一現(xiàn)象，將油道設(shè)計(jì)在壓縮機(jī)殼體1和延伸部分1A內(nèi)，在壓縮機(jī)工作時(shí)，使在曲軸箱43積存的油送入殼體1A所限定的離合器腔44內(nèi)。殼體1上有一個(gè)橫向延伸的槽45，從這個(gè)槽的端部的油路一直沿軸向延伸通過殼體1，然后向上在離合器箱體1A的任一側(cè)、在相對(duì)于離合器腔44是適當(dāng)?shù)奈恢昧魅胂潴w1A。圖1到圖3表示了一條油路46的下面46A，通過圖4可以看到軸向的油道46被延長部分1A的內(nèi)部凸臺(tái)局部地?fù)踝×?，這樣就有效地形成了一個(gè)溢流口，當(dāng)油路的油上升到凸臺(tái)47的上緣以上時(shí)，便流入離合器殼體44內(nèi)，經(jīng)離合器殼體1A前部的開口48流回發(fā)動(dòng)機(jī)貯油箱。
當(dāng)空壓機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間時(shí)，油可以積存在曲軸箱43內(nèi)，但是油位只能限制在圖1所示實(shí)施例的油位線B-B下。由于下邊將要講述的原因，這個(gè)油位線與輸入軸13成4°角，并處于凸臺(tái)47所形的溢流口油位線上。任何繼續(xù)流入曲軸箱43內(nèi)的油，都會(huì)很快流過溢流口，使曲軸箱油位保持在所示的位置。當(dāng)壓縮機(jī)活塞開始工作時(shí)，最初幾圈會(huì)濺油，但是曲軸箱內(nèi)形成的壓力會(huì)很快地將積存的油打入油路，通過溢流口進(jìn)入離合器腔體44。如圖3所示，直至活塞再次停止前，曲軸箱內(nèi)確保不會(huì)出現(xiàn)存油過度的問題。
有時(shí)需要空壓機(jī)在安裝時(shí)，使它的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與動(dòng)力輸入軸13成4°角，略高于曲軸5。當(dāng)空壓機(jī)處于這種安裝狀態(tài)時(shí)，為了確保油積存在曲軸箱43內(nèi)不超過限位面，油路46是按處于傾斜4°狀態(tài)時(shí)設(shè)定最高油位，因此甚至當(dāng)壓縮機(jī)安裝是使其旋轉(zhuǎn)軸是水平設(shè)置時(shí)，曲軸箱內(nèi)的油位在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，會(huì)自動(dòng)降低并保持在限定油位內(nèi)。
可以認(rèn)為，油道可以作成任意適當(dāng)?shù)男问?，可以如圖中那樣設(shè)在殼體1和延伸部分1A的殼壁內(nèi)，也可以作成殼體外部的一根或幾根油管的形式，當(dāng)然，離合器也可以采用任何適當(dāng)?shù)挠徒愋?，壓縮機(jī)的部件也可以根據(jù)需要加以改變。
圖5所畫的實(shí)施例，大體與圖1所示實(shí)施例相似，主要的不同之處是離合器部件11和曲軸延長部分9的聯(lián)接方式。在此實(shí)施例中，延長部分9不再是較長的錐形狀，而是通過鍵9A與離合器部件11的環(huán)形輪殼10嚙合在一起，使得后者與曲軸一起高速旋轉(zhuǎn)。在這一結(jié)構(gòu)中，壓縮機(jī)活塞產(chǎn)生的軸向推力不再是，由鄰近壓縮機(jī)的軸承6承受，而是作用在支承動(dòng)力輸入軸13的軸承14和17上。
因此軸承14和17都是滾錐軸承，比圖1實(shí)例中所使用的更適于承受軸向推力。進(jìn)氣口34在使用時(shí)連接在與圖1所示相似的系統(tǒng)內(nèi)，空壓機(jī)的基本運(yùn)行情況與以前講述的一樣。并且離合器也象前邊已講過的那樣封裝起來，對(duì)圓錐形彈簧墊圈組25像前面那樣施加永久性的預(yù)負(fù)載。
可以認(rèn)為，本發(fā)明的所有實(shí)施例，包括圖5的實(shí)施例在內(nèi)，當(dāng)裝有潤滑離合器時(shí)，可以采用圖1到圖4所描述的曲軸箱的排油系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種空氣壓縮機(jī)其特征是，它包括至少一個(gè)由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的壓縮元件迫使空氣在某一空間被壓縮；當(dāng)需要壓縮空氣時(shí)，離合器將動(dòng)力從動(dòng)力裝置傳遞到壓縮元件；使離合器平常處于接合狀態(tài)的彈簧件；該離合器和彈簧件裝在帶有壓盤的殼體內(nèi)，壓盤定位位置由彈簧預(yù)負(fù)載大小確定，并固定于該位置，使彈簧件永久性地處于預(yù)負(fù)載狀態(tài)。
2.按照權(quán)利要求
1的空氣壓縮機(jī)，其特征是，其中該離合器是多片式的，有交替設(shè)置的主動(dòng)片和從動(dòng)片，其主動(dòng)片可與動(dòng)力輸入軸一起旋轉(zhuǎn)。
3.按照權(quán)利要求
2的空氣壓縮機(jī)，其特征是，其殼體沿軸向開了許多口形成離合器指，其自由端部分是通過上述壓盤被連接在一起。
4.按照權(quán)利要求
3的空氣壓縮機(jī)，其特征是，其上述從動(dòng)片是通過其插入該離合器上述指之間的部分卡在殼體上從而旋轉(zhuǎn)的。
5.按照上述任一權(quán)利要求
的空氣壓縮機(jī)，其特征是，其離合器的脫開是通過對(duì)壓縮機(jī)輸出壓力敏感的裝置操縱的，以便當(dāng)上述壓力達(dá)到予定數(shù)值時(shí)，中斷對(duì)壓縮元件的驅(qū)動(dòng)。
6.按照權(quán)利要求
5的空氣壓縮機(jī)，其特征是，其上述對(duì)壓力敏感的裝置的配置應(yīng)該使上述壓力所產(chǎn)生的軸向力作用于支承與上述壓縮機(jī)元件相聯(lián)的曲軸的軸承上。
7.按照上述任一權(quán)利要求
的空氣壓縮機(jī)，其特征是，其離合器都是由從與壓縮元件相聯(lián)的曲軸上的孔內(nèi)流出的壓力油潤滑的。分別包容了曲軸和離合器的殼體通過油路彼此相聯(lián)，油路在離合器的一側(cè)的端部高于曲軸箱的予定油位，油路的布置使壓縮機(jī)在工作時(shí)曲軸箱形成的壓力將油從曲軸箱的一側(cè)經(jīng)上述油路打入離合器殼體。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7的空氣壓縮機(jī)，其特征是，上述油路是在曲軸箱和離合器殼體各自的壁內(nèi)形成，上述油路的一部分向上進(jìn)入離合器殼體，終點(diǎn)是一個(gè)溢流口，油經(jīng)這個(gè)溢流口從曲軸箱流入離合器殼體內(nèi)。
9.對(duì)照附圖1-4或附圖5，如前在實(shí)質(zhì)上敘述的空氣壓縮機(jī)。
10.根據(jù)上述任一權(quán)利要求
的空氣壓縮機(jī)，所采用的一種離合器機(jī)構(gòu)，其特征是，當(dāng)需要壓縮空氣時(shí)將動(dòng)力裝置的動(dòng)力傳遞給壓縮機(jī)元件，上述離合器機(jī)構(gòu)包括有通常推動(dòng)該構(gòu)構(gòu)元件處于接合狀態(tài)的一個(gè)彈簧裝置，包容該離合器零件和彈簧裝置的殼體，該殼體包括一個(gè)壓盤，其按彈簧預(yù)負(fù)載的要求設(shè)置在某一位置，并固定于該位置來保證該彈簧裝置永遠(yuǎn)維持予負(fù)載狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10的離合器機(jī)構(gòu)，其特征是，其上述壓盤是通過焊接方式固定在上述位置的。
12.根據(jù)權(quán)利要求
10或11的離合器機(jī)構(gòu)，其特征是，其中該離合器的零件是多片式的，包括主動(dòng)片和從動(dòng)片，在使用中，主動(dòng)片是與動(dòng)力輸入軸一同旋轉(zhuǎn)的，該殼體沿軸向開口形成指，其自由端部分通過上述壓盤連接在一起。
13.根據(jù)權(quán)利要求
12的離合器機(jī)構(gòu)，其特征是，其上述從動(dòng)片可以適宜地通過自己本身插入離合器上述指之間的部分卡在殼體從而與其一起旋轉(zhuǎn)。
專利摘要
空氣壓縮機(jī)有一被曲軸驅(qū)動(dòng)的活塞，動(dòng)力輸入軸通過由彈簧件作用而處于常合狀態(tài)的多片離合器傳動(dòng)該曲軸。離合器和彈簧件裝入一個(gè)含有一個(gè)壓盤的殼體內(nèi)，當(dāng)該彈簧件被預(yù)壓到所需程度，壓盤就定位和固定于此位置以維持預(yù)壓狀態(tài)。聯(lián)接曲軸箱內(nèi)腔和離合器殼體內(nèi)腔的油路在離合器殼體的一端要高于曲軸箱的預(yù)定油位，這允許工作時(shí)使油經(jīng)油路打入離合器殼體，同時(shí)限制靜止時(shí)油在曲軸箱內(nèi)的積存高度。
文檔編號(hào)F04B31/00GK85101669SQ85101669
公開日1987年1月17日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者P·博蒙特 申請(qǐng)人:盧卡斯工業(yè)公立有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan