專利名稱：壓縮機曲軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓縮機曲軸，尤其是一種制冷壓縮機曲軸，其設(shè)有一空心軸元件、一相對于軸元件偏心地設(shè)置的曲柄銷、和一在軸元件和曲柄銷之間的過渡元件。
背景技術(shù)：
作為柱塞式壓縮機而制成的制冷壓縮機通常具有一曲軸，該曲軸的軸元件與一驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)子以非旋轉(zhuǎn)的方式連接。傳動軸又和一曲柄銷相連接，曲柄銷將曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)運動。為此目的，曲柄銷經(jīng)由一連桿與柱塞式壓縮機的活塞相連接。
通常，這樣的曲軸是鍛造或鑄造的。它們可由幾個元件組裝而成。
例如，這樣由幾個元件組裝而成的曲軸在US 5,237,892A或US 4,493,226A中進行了描述。
其中活塞元件、曲柄銷和過渡元件一體制成的曲軸也是已知的，例如參見US 6,095,768。
制冷壓縮機通常大批量制造。然而，通常需要不同類型的制冷壓縮機，例如，其在輸出方面不同。毫無疑問，制冷壓縮機提供的輸出是由驅(qū)動馬達提供的。因此，驅(qū)動馬達經(jīng)常在輸出和軸向尺寸方面有差別。因此，這意味著也需要大量不同的曲軸。這使原料和制造成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是以減少制造成本的目的為基礎(chǔ)的。
對本說明書開頭段落中提到的曲軸來說，該目的是這樣解決的軸元件具有至少兩個套疊方式連接的軸部分，兩個軸部分在一重疊區(qū)域中彼此接合。
本實施例有顯著的優(yōu)勢。對需要不同的驅(qū)動馬達尺寸的不同制冷能力的壓縮機來說，可使用相同的軸元件。重疊區(qū)域的長度決定了所希望的曲軸的總長。因而，當重疊區(qū)域較長的時候，曲軸是較短的。當重疊區(qū)域較短的時候，曲軸的總長相應(yīng)地比較長。這是一個簡單的方法，在不必使用不同的部件的情況下，即可使曲軸的長度適應(yīng)馬達尺寸，即定子鐵心疊片的高度。這節(jié)省了制造和原料成本。
優(yōu)選的是，支承區(qū)域位于至少兩個軸部分的圓周上。這增加了軸承的穩(wěn)定性，這樣，例如，驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙可以以比較高的準確度進行設(shè)置。這增加了效率。借助本實施例，在重疊區(qū)域中作用于兩個軸部分之間的連接部分上的負載僅僅是相對較小的或不存在的。
優(yōu)選的是，包括支承區(qū)域的軸部分接近軸元件的端部形成。因而，軸元件支撐在其兩端部的區(qū)域上。
優(yōu)選的是，驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)子至少部分地重疊于重疊區(qū)域，且以非轉(zhuǎn)動的方式固定在軸元件上。轉(zhuǎn)子為重疊區(qū)域提供了進一步的穩(wěn)定性，因而確保曲軸的機械承載能力增大。
優(yōu)選的是，各軸部分是作為一深拉部件而制成的。因而，各軸部分可以借助于深拉法由平的薄鋼板形成。與使用焊接的管相比，制造成本低。然而，由平的薄鋼板拉制的管的長度受到限制。由于這個原因，依靠深拉來制造曲軸的整個的軸元件至今幾乎也是不可能的。如今，使用幾個軸部分可克服這種限制。借助于深拉法，以較小的偏差制造軸部分是更加可行的，這樣，各個軸部分可以良好的彼此配合，可以在重疊區(qū)域相互連接在一起。
優(yōu)選的是，遠離曲柄銷的第一軸部分插入接近曲柄銷的第二軸部分。通常，制冷壓縮機設(shè)置為曲軸垂直布置，這樣曲柄銷位于上端部。曲軸也是從上端插入轉(zhuǎn)子中。此刻，當?shù)谝惠S部分即下軸部分插入第二軸部分即上軸部分時，具有兩個好處。第一，由于它的較小的直徑，下軸部分更多容易地被導(dǎo)入轉(zhuǎn)子，并且沒有損壞支承區(qū)域的危險。第二，它確保較好的油泵送的效果，這是由軸元件形成。在空心軸元件內(nèi)部，存在一直徑增加部分，這進一步改善了與相應(yīng)的離心力有關(guān)的供油。
優(yōu)選的是，在重疊區(qū)域中，第二軸部分具有一直徑擴大部分，這形成一單側(cè)開口小腔。對垂直對齊的曲軸來說，該孔向上開口。該孔有下列好處，當停止壓縮機時，可以說，在一半高度處可獲得一特定的供油效果。該供油有這樣的效果油從此處到達需要潤滑的地方比從軸元件下端的油池到達需要潤滑的地方要快。這改善了潤滑。
優(yōu)選的是，第一軸部分在軸元件的端部有一錐體部，一葉片位于接近第一軸部分的內(nèi)腔室中的錐體部處。錐體部形成為一離心泵的雛形。葉片使油更容易地攜帶，軸元件浸入油中，這樣，提高進入軸元件的空心內(nèi)部的油量的圓周方向加速度。
優(yōu)選的是，軸部分在不利用連接元件的情況下可相互連接在一起。在最簡單的情況下，它們可以通過壓配合連接。然而，它們還可以通過膠粘，軟焊或焊接連接。多數(shù)情況下，點焊就足夠了。
優(yōu)選的是，過渡元件設(shè)有伸入軸元件中的銷。銷的第一個任務(wù)是將過渡元件固定在軸元件上。第二，銷將曲軸作為整體起到穩(wěn)定作用。
尤其是這種情況銷延伸一至少支承區(qū)域的長度。因而，優(yōu)選的是，銷在曲柄銷側(cè)軸承的長度上延伸且在該位置處穩(wěn)定曲軸。這使得可以承受從連桿傳輸?shù)角N的力，而且沒有導(dǎo)致曲軸撓曲，當曲軸的尺寸確定為相對易變形的時候，也是這樣。
優(yōu)選的是，該銷具有至少一個軸向通道，其與軸元件的內(nèi)部相連。不管銷如何，該軸向通道允許來自軸元件的空心內(nèi)腔室的油到達銷上方必須潤滑的位置。
優(yōu)選的是，過渡元件具有一圍繞銷的支承表面，軸元件終止于距該支承表面的一預(yù)定距離處。因而，過渡元件形成了軸向軸承的一部分。軸元件終止于距支承表面一預(yù)定距離的事實導(dǎo)致存在一空隙，該空隙被用作用于潤滑油的圓周通道。
優(yōu)選的是，一軸承位于軸元件的曲柄銷端，且在支承表面的區(qū)域內(nèi)具有一斜面。該斜面增加了油通道的自由橫截面，這樣，油運輸?shù)玫礁纳啤?br>

下面，基于最佳實施例并結(jié)合附圖描述了本發(fā)明，附圖為圖1曲軸的示意性剖面圖；圖2依照圖1的曲軸的透視圖；和圖3曲軸的軸元件的變形實施例。
具體實施例方式
圖1是一曲軸的示意圖，該曲軸1具有一軸元件2、一曲柄銷3和在軸元件2和曲柄銷3之間的一過渡元件4。與通常已知的曲軸一樣，曲柄銷3偏心地設(shè)置在軸元件2上。
在這種情況下，軸元件2具有一第一軸部分5，該第一軸部分5到曲柄銷3的距離比一第二軸部分6到曲柄銷3的距離大。通常，曲軸1在一個垂直位置被驅(qū)動，其中曲柄銷3位于上端，第一軸部分5也稱為下軸部分，第二軸部分6也被稱為上軸部分。
兩個軸部分5、6以套疊的方式彼此插入，且在一重疊區(qū)域7互相連接在一起。該重疊區(qū)域有一長度8。該長度8是可變的。重疊區(qū)域7的縮短將增加曲軸1的軸向長度。重疊區(qū)域7的延長將減少曲軸1的軸向長度。
第一軸部分5和第二軸部分6兩個都由深拉圓柱形的金屬薄管制成，即，軸部分5、6是由一平的薄鋼板作為深拉部件制成的。然而，深拉法限制了各軸部分5、6的可能的軸向長度。然而，通過使用幾個軸部分5、6；可提供所需要的軸元件2的長度。如果需要，也可以是更多的所示的兩個軸部分5、6互相插入，由此形成幾個重疊區(qū)域7。
下軸部分5具有一外徑，其對應(yīng)于上軸部分6的內(nèi)徑。由于相對小的配合公差，下軸部分5可被以摩擦配合的方式固定在上軸部分6內(nèi)，其中下軸部分5被壓入上軸部分。然而，通常，下軸部分5也可由其它方式固定在上軸部分6中，例如膠粘，軟焊，焊接，如點焊，或熱套配合。
各個軸部分5、6有支承區(qū)域9、10。支承區(qū)域9、10軸向地位于重疊區(qū)域7的外部。在重疊區(qū)域7的外部，兩個軸部分5、6變形的危險是比較低的，這樣各支承區(qū)域9、10位于軸部分5、6的圓形輪廓上。
下支承區(qū)域9支撐在示意性所示的徑向軸承11上，而上支承區(qū)域10支撐在也是示意性所示的徑向軸承12上。通過一支承表面13，上徑向軸承12形成一軸向軸承的一部分。軸向軸承的另一部分是由過渡元件4形成，其在底側(cè)具有一支承表面14。
轉(zhuǎn)子15被壓到上軸部分6上。它至少部分地重疊于重疊區(qū)域7。轉(zhuǎn)子15形成一驅(qū)動馬達的一部分，驅(qū)動馬達的定子16僅僅示意性顯示出來。
對該實施例，可以看出，為什么將下軸部分5插入上軸部分6是有利的。通常，軸元件2從上方插入轉(zhuǎn)子15。下軸部分5減少直徑具有下列好處當推壓轉(zhuǎn)子5到軸元件2上時，與下徑向軸承11相互作用的支承區(qū)域9不會受到損壞。而且，下軸部分5減少外徑，使得存在在徑向軸承11和徑向軸承11的表面上的軸承力減少，由此也減少了摩擦損失。
在其下端，即，在軸元件2遠離曲柄銷的端部，下軸部分5具有一錐體部17，其有一大致中心設(shè)置的開口18。緊挨著錐體部17，一油葉片19位于軸元件2之內(nèi)。錐體部17帶有開口18，錐體部17浸在一油池內(nèi)(沒有詳細顯示)和形成一油泵裝置。從油池進入軸元件2的空心內(nèi)部的油由軸葉片19帶動旋轉(zhuǎn)，曲軸1旋轉(zhuǎn)的離心力使油靠著曲軸的內(nèi)壁且向上擠壓。
為了對徑向軸承11進行潤滑，在下軸部分5中提供一徑向開口20。一相應(yīng)的徑向開口21提供在上徑向軸承12的區(qū)域內(nèi)。兩個徑向開口20、21可在深拉法制造兩個軸部分5、6時制成。具有開口18的下軸部分下端的錐體部17也可在深拉期間制成。除拋光之外，在插入并連接兩個軸部分5、6以后，支承表面9、10乃至整個軸元件2確保軸元件2和曲柄銷3平行，如果需要，一表面硬化處理，不需要分開加工。因而，浸于油池和結(jié)合到曲軸中的油泵裝置(錐體部17)也是與其余的軸元件2同心地延長，避免了油池中可能的波的形成，甚至泡沫的形成。
在其上側(cè)，過渡元件4有一凹槽22，其中一杯形件23開口向下插入，所述的杯形件形成曲柄銷3。杯形件3有一向外彎曲的法蘭24，通過該法蘭24，杯形件23可與過渡元件4在略大的表面上相連接。這更清楚地顯示在圖2，其中相同的元件具有相同的標號。從圖2也顯示了，過渡元件4具備一配重25。
曲柄銷在凹槽22的位移3確保曲柄銷3相對于軸元件2的偏心設(shè)置。
與曲柄銷3相對的側(cè)面上，過渡元件4有一銷26，該銷26壓入上軸部分4的空心內(nèi)部。當然，上軸部分6也可以是熱套到銷26上的，或者在軸部分6和銷26之間的非轉(zhuǎn)動連接可以由其他方式形成。
上軸部分6僅僅在一定限度內(nèi)被推在銷26上，在軸部分6的端部和過渡元件4的軸承表面14之間保持一預(yù)定距離27，即一空隙。因而，一空隙形成，其中通道28形成在銷26端。通道28由銷26的表面上的軸向槽形成。提供另外一個通道29來改善供油。該通道29伸入貫穿過渡元件4的一孔30內(nèi)，孔30終止于曲柄銷3內(nèi)部并確保在曲柄銷3內(nèi)部的油運輸。這里接收的油可以通過一開口31排出，以潤滑帶有一連桿(沒有詳細顯示)的連桿軸承。
銷延伸穿過整個上支承區(qū)域10，即，它在上徑向軸承12的區(qū)域穩(wěn)定軸元件2。這具有這樣的好處從連桿(沒有詳細顯示)傳遞到曲柄銷3的力可以被曲軸接受，而不會導(dǎo)致?lián)锨?br> 在過渡元件4的支承表面14的區(qū)域內(nèi)，上徑向軸承12被斜切，即它有一斜面32。該斜面32增加了圓周的油通道33的橫截面，油通道33通過通道28、29供有油。這也改善了曲軸在軸向壓力軸承的潤滑，軸向壓力軸承由軸承表面13和軸承表面14形成。
兩個軸部分5、6和曲柄銷3是作為深拉部件制造的，而過渡元件4最好為一燒結(jié)部件制造。
圖3顯示了軸元件2的一變形實施例。與圖1相同和相應(yīng)的部件具有相同的標號。
可以看到，在重疊區(qū)域7上，上軸部分6有一直徑增加部分34，通過該直徑增加部分34，一單側(cè)開口小腔35形成，當曲軸1垂直布置的時候，該孔35向上開口。向下，它由下軸部分5和上軸部分6之間的連接包圍。
另外，在下端，下軸部分5有一直徑減少36。本實施例有顯著的優(yōu)勢，尤其是就供油而言。在軸元件2的內(nèi)部，形成一形狀，該形狀在傳輸?shù)挠土鲃臃较蛏暇哂幸辉黾拥闹睆?。這改善了形成在軸元件2旋轉(zhuǎn)時的油拋物線的成形。
在運行中斷期間，其中軸元件2不旋轉(zhuǎn)，運行期間向上運輸?shù)挠蛷纳陷S元件6向下流動，且至少部分地由孔35接收。因而，在運行以及在運行中斷期間，該孔總是會充滿油。當壓縮機啟動時，即，在軸元件2的旋轉(zhuǎn)運動開始時，孔35起到儲油的作用，導(dǎo)致油拋物線較快地形成，以及由此導(dǎo)致較快地供油到上軸承。直到現(xiàn)在，在軸元件2的內(nèi)部實現(xiàn)這樣具有相當大的作用的孔35是唯一可能的。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機曲軸，尤其是制冷壓縮機曲軸，其設(shè)有一空心軸元件、一相對于該軸元件偏心設(shè)置的曲柄銷、和一在該軸元件和該曲柄銷之間的過渡元件，其特征在于該軸元件(2)具有以套疊方式連接的至少兩個軸部分(5、6)，所述至少兩個軸部分(5、6)在一重疊區(qū)域(7)中彼此接合。
2.依照權(quán)利要求1所述的曲軸，其特征在于，在至少兩個軸部分(5、6)的圓周上設(shè)置有支承區(qū)域(9、10)。
3.依照權(quán)利要求2所述的曲軸，其特征在于，包括支承區(qū)域(9、10)的軸部分(5、6)形成在軸元件(2)的端部附近。
4.依照權(quán)利要求1-3之一所述的曲軸，其特征在于，一驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)子(15)至少部分地重疊于重疊區(qū)域(7)上，且以非轉(zhuǎn)動的方式固定在軸元件(2)上。
5.依照權(quán)利要求1-4之一所述的曲軸，其特征在于，每一軸部分(5、6)是作為一深拉部件而制成的。
6.依照權(quán)利要求1-5之一所述的曲軸，其特征在于，遠離曲柄銷的第一軸部分(5)插入接近曲柄銷的第二軸部分(6)中。
7.依照權(quán)利要求6所述的曲軸，其特征在于，在重疊區(qū)域(7)中，第二軸部分(6)具有一直徑增加部分(34)，其形成一單側(cè)開口小腔(35)。
8.依照權(quán)利要求6或7所述的曲軸，其特征在于，第一個軸部分(5)在軸元件(2)的端部具有錐體部(17)，一葉片(19)定位成在第一軸部分(5)的內(nèi)腔室中接近錐體部(17)。
9.依照權(quán)利要求1-8之一所述的曲軸，其特征在于，軸部分(5、6)在不使用連接元件的情況下可彼此連接在一起。
10.依照權(quán)利要求1-9之一所述的曲軸，其特征在于，過渡元件(4)有一銷(26)，該銷(26)伸入到軸元件內(nèi)。
11.依照權(quán)利要求10所述的曲軸，其特征在于，該銷(26)至少在支承區(qū)域(10)的長度上延伸。
12.依照權(quán)利要求10或11所述的曲軸，其特征在于，該銷(26)具有至少一個軸向通道(28、29)，所述軸向通道(28、29)與軸元件(2)的內(nèi)部相通。
13.依照權(quán)利要求12所述的曲軸，其特征在于，過渡元件(4)有一圍繞銷(26)的支承表面(14)，軸元件(2)終止于距支承表面(14)的一預(yù)定距離(27)處。
14.依照權(quán)利要求13所述的曲軸，其特征在于，一軸承(12)位于軸元件(2)的曲柄銷端部，該軸承(12)在支承表面(14)的區(qū)域內(nèi)有一斜面(32)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓縮機曲軸(1)，尤其是一種制冷壓縮機曲軸，其設(shè)有一空心軸元件(2)、一偏心設(shè)置在軸元件(2)上的曲柄銷(3)和一在軸元件(2)和曲柄銷(3)之間的過渡元件(4)。本發(fā)明的一目的在于減少制造成本。為了實現(xiàn)這個目的，軸元件(2)具有以套疊方式連接的至少兩個軸部分(5、6)，至少兩個軸部分(5、6)在一重疊區(qū)域(7)中彼此接合。
文檔編號F16C3/04GK1800664SQ200510137358
公開日2006年7月12日 申請日期2005年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月10日
發(fā)明者M·諾門森, F·H·伊韋爾森, C·彼得森, H·O·拉森 申請人:丹福斯壓縮器有限公司