用于壓縮機的氣缸蓋的制作方法
【專利摘要】一種用于壓縮機的氣缸蓋包括：關閉裝置，該關閉裝置在未致動位置(卸載)和致動位置(卸載)之間可調整，其中在未致動位置壓縮機輸送空氣，在致動位置壓縮機在空轉模式運行；氣動控制裝置，該氣動控制裝置具有控制氣缸和可在控制氣缸中移動的控制活塞；彈簧裝置，該彈簧裝置對關閉裝置預加應力使關閉裝置處于未致動位置(負載)中；和驅動器，該驅動器設置成將控制活塞聯接到關閉裝置。關閉裝置在未致動位置(負載)關閉壓縮空氣通道，在致動位置(卸載)跳過壓縮空氣通道，并且驅動器永久地連接到關閉裝置并能夠由控制活塞驅動。
【專利說明】用于壓縮機的氣缸蓋
【技術領域】
[0001]本發明一般涉及一種在諸如在多用途車輛中使用的類型的壓縮機中使用的氣缸
至
JHL O
【背景技術】
[0002]用于多用途車輛的壓縮機一般地直接安裝在發動機軸上，并且由發動機驅動。這種壓縮機為車輛內部的壓縮空氣系統輸送壓縮空氣，例如，為氣壓制動器、行駛水平控制系統和其它系統輸送壓縮空氣。
[0003]考慮的通常類型的壓縮機實施為往復活塞式壓縮機(往復式壓縮機)，并且具有壓縮機外殼和關閉壓縮機外殼上側的氣缸蓋。氣缸蓋墊圈設在氣缸蓋和氣缸外殼之間。一個或更多個帶有活塞的氣缸形成在氣缸外殼中，這些活塞由發動機軸來驅動。
[0004]壓縮機在輸送階段(負載)過程中泵送，而在靜止階段和再生階段一般不輸送任何氣體(卸載)。在許多多用途車輛中，該壓縮機牢固地布置在發動機軸上，從而使得至少一個活塞即使在靜止階段和再生階段時也在氣缸中持續地上升和下降(往復運動)。為了保持活塞壓縮機的能量吸收較低，通常設置一個空載回路，在該回路中空氣僅往復地供應而基本上沒有被壓縮。通常，為了這個目的，對于只有一個氣缸的壓縮機，其容積在輸送階段降低的氣缸空間，通過空氣通道連接至布置在上游的進氣空間或連接空間。對于具有相反方向運動的兩個或更多個氣缸的壓縮機，氣缸空間能夠通過空氣通道相互連接。
[0005]為了關閉和打開該空氣通道，一般在氣缸蓋中設有實施為例如薄片(葉片)的關閉裝置。在其未致動位置(負載)，該關閉裝置關閉該空氣通道，使得壓縮機能夠輸送空氣。在其致動位置(卸載)，該關閉裝置打開該空氣通道，使得該壓縮機在空載模式下運行。
[0006]該關閉裝置通過氣動控制裝置在其致動位置(卸載)和未致動位置(負載)之間依次移動。為此，該控制裝置接收通常來自調節器的氣動輸入信號。該氣動控制裝置一般具有例如以橫向方向在氣缸蓋中運行的控制氣缸，并且控制活塞在該控制氣缸內可調整地導引，并且來自調節器的壓縮空氣作用在控制活塞上。氣缸蓋還包括彈簧裝置。當彈簧裝置處于未致動位置(負載)時，活塞處于靜止位置，并且關閉裝置關閉。當通過調節器施加壓縮空氣時，控制活塞致動(卸載)以便打開關閉裝置。
[0007]控制活塞和關閉裝置之間的連接一般通過驅動器實現，該驅動器附接在活塞中并且通過氣缸蓋中的縫隙延伸至氣缸空間中。驅動器自由地插入至關閉裝置中適合的開口中，使得其在活塞的往復運動中驅動關閉裝置。
[0008]在裝配過程中，控制活塞一般與彈簧裝置一起插入至控制氣缸中。驅動器通過縫隙壓入或旋入活塞中，使得其通過縫隙向下突出至下側。然后關閉裝置能夠通過其孔從氣缸蓋的下側被掛入至驅動器中。
[0009]但是，這種裝配不容易拆卸。這是因為，永久地連接至控制活塞的驅動器防止控制活塞從控制氣缸中被拉出。因此，從控制氣缸中移除驅動器通常需要破壞控制活塞。
[0010]此外，盡管一般能夠實現關閉裝置的可靠操作和可靠致動，但是關閉裝置通過彈簧裝置返回至其致動位置(負載)以用于壓縮機的加載問題重重。根據虎克定律，由彈簧裝置施加的力當其被活塞移動時持續增加。在返回過程中，由彈簧裝置施加的力依次線性地減小，使得其在運動結束時變得更小，而在運動期間關閉裝置意圖完全關閉壓縮空氣通道。就此而論，盡管彈簧裝置在其未致動位置(負載)能夠在一定程度上被預加應力，使得彈簧裝置仍然具有殘留力用于在運動結束時關閉關閉裝置，但是該力在運動的該部分仍然最小。為此，壓縮空氣對彈簧裝置的幫助能夠是有利的。在這種結構中，在活塞的返回過程中，壓縮空氣和彈簧裝置都作用在活塞上。壓縮空氣能夠通過間隙供應至活塞，但是對于這種結構會存在空氣泄露。
【發明內容】
[0011]總體來講，本發明的目的是提供一種具有驅動器的氣缸蓋，該驅動器用于聯接控制活塞和關閉裝置，其中，該關閉裝置在未致動位置(負載)關閉壓縮空氣通道，并且在致動位置(卸載)跳過壓縮空氣通道。
[0012]驅動器能夠牢固地保持在關閉裝置中，并且能夠被控制活塞抓住并在活塞往復運動過程中被拖動。因此驅動器能夠自由地插入至控制活塞中。
[0013]根據本發明的一個實施例，控制活塞具有周向凹槽，其中驅動器自由地保持在該凹槽中。
[0014]根據本發明的另一實施例，驅動器形狀配合地鎖定在關閉裝置中。在一些實施例中，驅動器能夠是鉚釘或鉚釘銷。
[0015]根據本發明的又一實施例，驅動器通過在不同于控制活塞移動方向的移除方向上拉出，可與控制活塞斷開連接。
[0016]根據本發明的另外實施例，關閉裝置可樞轉地聯接至連接銷，并且關閉裝置能夠在移除方向上從連接銷中釋放。
[0017]根據本發明的另一個實施例，凹座可樞轉地保持關閉裝置。凹座能夠形成在氣缸蓋的下側上，并且能夠限定了關閉裝置的樞轉行程。氣動控制裝置能夠設在氣缸蓋中的凹座的上方。在本文中，該氣缸蓋能夠是用于支靠氣缸外殼的支承面，其中該支承面環繞凹座。
[0018]根據本發明的另外實施例，氣缸蓋的壁區域形成在凹座和控制氣缸之間，其中在該壁區域中形成有間隙，驅動器通過該間隙突出，并且其中在控制活塞移動的過程中，驅動器能在該間隙中移動。
[0019]根據本發明的又一實施例，控制活塞有活塞面和位于活塞面相反側的相反活塞面。此外，控制氣缸具有控制空間和活塞空間，控制空間用于施加壓縮空氣至控制活塞的活塞面，以便致動控制活塞，活塞空間用于施加壓縮空氣至相反活塞面。控制空間能夠具有壓縮空氣連接部，用于供應壓縮空氣以便施加壓縮空氣至活塞面，并且用于輸出壓縮空氣以便使控制活塞復位至未致動位置(負載)中。此外，相反活塞面可操作成當施加壓縮空氣時，輔助彈簧裝置移動該控制活塞至未致動位置(負載)中，由此使關閉裝置移動至關閉狀態。另外，至少在關閉裝置的關閉運動的結束部分中，相反活塞面能夠連接至間隙，使得壓縮空氣能夠施加至相反活塞面。
[0020]根據本發明的另一實施例，間隙能夠在某些區域中具有加寬部分，以加大在關閉裝置的關閉運動的結束部分中壓縮空氣的通道面積。
[0021]根據本發明的又一另外實施例，自由空間能夠形成在關閉裝置中，其中自由空間能夠在關閉運動的結束部分中支靠間隙，以便允許壓縮空氣穿過。因此，能夠提高壓縮機的運行性能。驅動器所突出通過的間隙能夠根據本發明實施為可選的方式，使得空氣通過流量增加以便改善控制活塞在其最后運動過程中的復位。為此，間隙在能夠在某些區域中加寬。因此驅動器在其復位結束不完全關閉間隙。此外，也改善用于輔助關閉運動的壓縮空氣的供給。
[0022]此外，在關閉裝置的移動的結束部分中，自由空間能夠支靠間隙，使得通道中的空氣顯著增加，并且因此使得彈簧裝置的輔助是可選擇的。此外，當關閉裝置在其它位置中時，由于自由空間不支靠間隙也不對齊間隙，因此自由空間不存在問題。
[0023]根據本發明的示例性實施例，氣缸蓋能夠通過以下方法制造，將控制活塞插入至控制氣缸中內以形成氣動控制裝置；，提供關閉裝置，驅動器始終永久地連附接在該關閉裝置上中；在安裝方向上將關閉裝置插入至氣缸蓋中的凹座中，其中當關閉裝置在安裝方向上插入時，驅動器被引導通過位于凹座和控制氣缸之間的間隙，并且驅動器以可移除的方式接合在控制活塞中，并且當關閉裝置在安裝方向上插入時，用于保持關閉裝置的鉸接保持器形成在該凹座內中。通過這些步驟的相反順序能夠完成拆卸。
[0024]可以理解的是，本發明的實施例具有許多優點。例如，驅動器能夠容易地連接至控制活塞，并且也能夠容易地從控制活塞移除。相應地，系統裝配性能提高。此外，能夠在不破壞控制活塞的前提下減少拆卸的花費。
[0025]本發明的其它目的和優點部分地是明顯的，并且部分地根據說明書是顯而易見的。
[0026]本發明相應地包括全部在下面的公開中例示的結構特征、元件組合、部件布置和各種步驟，以及一個或更多個這些步驟與每個其它步驟之間的關系，并且本發明的范圍將在權利要求中標示。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]為了更好地理解本發明，結合附圖參考以下描述，其中:
[0028]圖1示出了根據本發明的實施例的、用于連接氣缸外殼的具有墊圈的氣缸蓋；
[0029]圖2是圖1中的氣缸蓋的透視截面圖；
[0030]圖3示出了根據本發明的實施例的沒有墊圈的氣缸蓋；以及
[0031]圖4是根據本發明的實施例的控制氣缸的透視截面圖。
【具體實施方式】
[0032]現在參考附圖，圖1以從下方觀察的透視圖示出了氣缸蓋I。氣缸蓋墊圈2和進氣閥墊圈3設置至氣缸蓋I的下側面Ia上，并且通過例如從氣缸蓋I的下側面Ia突出的定位銷4對中定位。氣缸外殼(在圖1中未示出)設置至氣缸蓋I的下側面Ia上。因此，可以由氣缸外殼和設置在氣缸外殼上的氣缸蓋I形成整個壓縮機。帶有活塞的用于壓縮空氣的一個或更多個氣缸形成在氣缸外殼中。整個壓縮機例如能夠直接連接至車輛的內燃機的發動機軸。可替代地，整個壓縮機能夠與內燃機接合，并且因此當發動機運轉時被連續地驅動。
[0033]圖2示出了位于墊圈2和3(圖1)下方的結構的更詳細的截面圖。在氣缸蓋I中設有凹座lb，關閉裝置8被容納在該凹座Ib中，使得該關閉裝置8能夠圍繞延伸至凹座Ib中的連接銷10樞轉。如圖2所示，薄片能夠用作關閉裝置8。本領域技術人員能夠理解的是，該關閉裝置不必局限于薄片，其它適合的結構能夠用作關閉裝置8。
[0034]凹座Ib能夠形成在氣缸蓋I的下側面Ia上。氣缸蓋I能夠是用于支靠氣缸外殼的支承面，其中該支承面環繞凹座lb。即，下側面Ia的不包括凹座Ib的部分能夠被認為是支承面。連接銷10例如能夠以齊平的方式與下側面Ia對準。因此，凹座Ib限定可樞轉的關閉裝置8的樞轉行程。圖2示出了靜止位置，在該靜止位置中關閉裝置8處于未致動(例如關閉)位置(負載)，在該圖中該位置構成其右手位置。
[0035]圖3示出了處于未致動位置(負載)的關閉裝置8。在圖3中，用虛線標示壓縮空氣通道12，該壓縮空氣通道12被關閉裝置8遮擋并形成在凹座Ib中。當關閉裝置8位于未致動位置(負載)時，關閉裝置8關閉壓縮空氣通道12，使得壓縮機在負載模式下運行。相對地，當關閉裝置8位于致動位置(卸載)(例如空載)時，關閉裝置8打開壓縮空氣通道12，使得壓縮機在空載模式下運行。本領域的技術人員能夠理解的是，盡管壓縮空氣通道12在圖3中示出具有兩部分，但是通道12也能夠具有一部分。自由空間39 (例如縫隙)形成在關閉裝置8中。
[0036]當關閉裝置8從未致動位置(負載)朝向左邊樞轉至其致動位置(卸載)時，關閉裝置8打開壓縮空氣通道12，使得空氣能夠從形成在氣缸外殼中的氣缸空間流動并且通過壓縮空氣通道12，以便允許壓縮機的空載運行。因此，該壓縮機以相對低的能耗運行，在空載運行中沒有輸送壓縮空氣。
[0037]返回至圖2，通過控制活塞14來實現關閉裝置8從所示的未致動位置(負載)調整至其致動位置(卸載)，活塞14在控制氣缸16中以縱向可調整的方式被引導，其中該控制氣缸16在氣缸蓋I中形成在凹座Ib的下方。控制氣缸16和能夠在控制氣缸16中運動的控制活塞14，能夠共同地被稱為“氣動控制裝置”。
[0038]控制活塞14具有活塞面14a,壓縮空氣被施加在該活塞面14a上，以便致動控制活塞14。為此，控制活塞14在基礎位置或圖2中所示的靜止位置靜靠旋入至控制氣缸16中的停止件18。控制活塞14通過兩個O型密封件14b、14c被密封在控制氣缸16中，并且抵靠著在彈簧導桿22上被引導的螺旋彈簧20。彈簧導桿22附接在氣缸蓋I中。在所示的實施例中，螺旋彈簧20被弓I導至控制活塞14中，以便防止彎曲。
[0039]氣缸蓋I的一個壁區域17形成在凹座Ib和控制氣缸16之間。間隙24形成在壁區域17中，連接銷26突出穿過該間隙24。如圖2所示，連接銷能夠設為驅動器26。驅動器26能夠實施為，例如具有周向槽道26a的鉚釘(鉚釘銷)，驅動器26通過該槽道26a保持在關閉裝置8中。驅動器26通過間隙24從凹座Ib延伸至控制氣缸16中。驅動器26進一步延伸至控制活塞14的周向凹槽28中。周向凹槽28能夠布置為環繞控制活塞14。因此，驅動器26在控制活塞14的縱向調整過程中被拖動(例如拖拽)，并且，使得關閉裝置8樞轉。驅動器26能夠牢固地(例如，以形狀配合鎖定的方式)保持在關閉裝置8中。相反，驅動器26能夠在控制活塞14的周向凹槽28中自由地靜止(例如，沒有夾持效果)。
[0040]活塞面14a位于控制空間30中，該控制空間30能夠通過壓縮空氣連接部32充滿壓縮空氣和排空壓縮空氣，其中壓縮空氣連接部32能夠通過相應的閥進行連接。通過經由壓縮空氣連接部32施加壓縮空氣，抵抗圖2的螺旋彈簧20的作用，控制活塞14能夠移動到左邊。在此過程中，控制活塞14拖拽驅動器26，使得關閉裝置8從未致動位置(負載)(圖2中所示)樞轉至左邊進入其致動位置(卸載)中。
[0041]因此，如圖4所示，壓縮空氣通道12能夠被打開。返回至圖2，控制氣缸16在驅動器26的左邊能夠還具有彈簧空間31。螺旋彈簧20能夠在彈簧空間31中被引導。相反活塞面14d形成在彈簧空間31中。
[0042]如圖3所示，當關閉裝置8處于致動位置(卸載)時，形成在關閉裝置8中的自由空間39位于鄰近間隙24中的加寬部分24a (例如，彎曲)。因此，沒有空氣能夠通過自由空間39流動至間隙24中。間隙的加寬部分24a的精確的實施例在圖4的例示中更詳細的示出。
[0043]在壓縮空氣的施加結束后，能夠進行經由壓縮空氣連接部32的排氣。因此，螺旋彈簧20松馳并按壓控制活塞14使其返回(例如，返回至圖2中的右邊)。例如，螺旋彈簧20能夠壓靠位于活塞面14a相反側的控制活塞14的端部。因此，控制活塞14從控制空間30向壓縮空氣連接部32輸出空氣。因為關閉裝置8樞轉返回至右邊至未致動位置(負載)，自由空間39與間隙24(圖4)的加寬部分24a重疊。因此，壓縮空氣現在從壓縮機通過自由空間39進入至凹座Ib中，并且通過間隙24的加寬部分24a進入至彈簧空間31中。因此，壓縮空氣能夠施加至相反的活塞面14d，其輔助控制活塞14的關閉運動。
[0044]有利地，關閉裝置8的未致動位置(負載)不是通過凹座Ib中的停止件限定，而是通過控制活塞14的停止件18來限定。
[0045]為了裝配圖2中所示的裝置，關閉裝置8首先連接至驅動器26，為此驅動器26實施為具有加寬端部區域的鉚釘。本領域技術人員能夠理解的是，驅動器26還能夠實施為，例如螺釘和/或螺母。此外，彈簧導桿22附接至控制氣缸16，并且控制活塞14和彈簧22在箭頭A所示的軸向方向上橫向引入至控制氣缸16中。然后，控制氣缸16能夠通過停止件18關閉。
[0046]如圖2所示，以關閉裝置8被保持在(例如，樞轉地聯接)連接銷10中的方式，關閉裝置8與驅動器26 —起能夠在箭頭M(例如，從下方在整個壓縮機的安裝位置)所示的安裝方向從上方插入。驅動器26能夠突出至控制活塞14的周向凹槽28中。
[0047]為了拆卸的目的，關閉裝置8和驅動器26 —起，能夠依照相反的順序，在與安裝方向相反的移除方向上，從連接銷10和控制活塞14拉出。然后停止件18和控制活塞14與螺旋彈簧20 —起，能夠在與軸向方向相反的方向上從控制氣缸16中移除。
[0048]可以理解的是，本發明適合于所有類型的氣體壓縮機設計，而無論在任何情況下的工作原理。本發明還適合于所有類型的氣體。僅作為示例，使用活塞結構的空氣壓縮機諸如通常在汽車工程中使用的壓縮機，被描述為特定的應用領域。
[0049]可以看到的是，可有效地達到上上述目的，這些目的通過先前的描述變得顯而易見，并且由于可以在不脫離本發明的精神和范圍的情況下進行某些改變，因此意圖是，包含在上面描述中或在附圖中示出的所有內容均將解釋為例示性的而不是限制性的。
[0050]可以理解的是，所附的權利要求意圖覆蓋在此描述的本發明所有的普通的和具體的特征以及本發明所有的范圍陳述，在語言上，其可解釋為落入權利要求范圍內。
【權利要求】
1.一種用于壓縮機的氣缸蓋，所述氣缸蓋包括: 關閉裝置，所述關閉裝置能夠在未致動位置和致動位置之間調整，所述關閉裝置能夠操作以在所述未致動位置中關閉壓縮空氣通道，并且在所述致動位置中跳過所述壓縮空氣通道； 氣動控制裝置，所述氣動控制裝置包括控制氣缸和在所述控制氣缸中能夠移動的控制活塞; 彈簧裝置，所述彈簧裝置對所述關閉裝置預加應力使所述關閉裝置進入所述未致動位置；以及 驅動器，所述驅動器能夠操作以將所述控制活塞聯接至所述關閉裝置，所述驅動器永久地連接至所述關閉裝置并且能夠由所述控制活塞驅動。
2.根據權利要求1所述的氣缸蓋，其中，所述控制活塞具有周向凹槽，所述周向凹槽構造為寬松地保持所述驅動器。
3.根據權利要求1所述的氣缸蓋，其中，所述驅動器形狀配合地鎖定在所述關閉裝置中。
4.根據權利要求3所述的氣缸蓋，其中，所述驅動器是鉚釘和鉚釘銷中的至少一個。
5.根據權利要求1所述的氣缸蓋，其中，所述驅動器通過在與所述控制活塞的移動方向不同的移除方向上拉出而 能夠與所述控制活塞斷開連接。
6.根據權利要求5所述的氣缸蓋，其中，所述關閉裝置能夠樞轉地聯接至連接銷，并且其中，所述關閉裝置能夠在所述移除方向上從所述連接銷釋放。
7.根據權利要求1所述的氣缸蓋，其中，凹座形成在所述氣缸蓋的下側上，其中所述關閉裝置能夠樞轉地保持在所述凹座中。
8.根據權利要求7所述的氣缸蓋，其中，所述凹座限定所述關閉裝置的樞轉行程。
9.根據權利要求7所述的氣缸蓋，其中，所述氣動控制裝置設置在所述氣缸蓋中的所述凹座的上方。
10.根據權利要求7所述的氣缸蓋，其中，所述氣缸蓋提供用于支靠氣缸外殼的支承面，其中，所述支承面環繞所述凹座。
11.根據權利要求7所述的氣缸蓋，其中，所述氣缸蓋的壁區域形成在所述凹座和所述控制氣缸之間，其中，在所述壁區域中形成有間隙，所述驅動器通過所述間隙突出，并且其中，在所述控制活塞的移動過程中，所述驅動器能夠在所述間隙中移動。
12.根據權利要求11所述的氣缸蓋，其中，所述控制活塞具有活塞面和相反活塞面。
13.根據權利要求12所述的氣缸蓋，其中，所述控制氣缸具有控制空間和彈簧空間，所述控制空間用于施加壓縮空氣至所述控制活塞的所述活塞面以便致動所述控制活塞，并且所述彈簧空間用于施加壓縮空氣至所述相反活塞面。
14.根據權利要求13所述的氣缸蓋，其中，所述控制空間具有壓縮空氣連接部，所述壓縮空氣連接部用于供應壓縮空氣以施加壓縮空氣至所述活塞面，并且用于輸出壓縮空氣以使所述控制活塞復位至所述未致動位置中。
15.根據權利要求14所述的氣缸蓋，其中，所述相反活塞面能夠操作成當施加所述壓縮空氣時，輔助所述彈簧裝置將所述控制活塞移動至所述未致動位置中。
16.根據權利要求15所述的氣缸蓋，其中，在所述關閉裝置的關閉運動的至少結束部分中，所述相反活塞面連接至所述間隙，使得所述壓縮空氣被施加至所述相反活塞面。
17.根據權利要求16所述的氣缸蓋，其中，所述間隙具有至少一個加寬部分，以增大所述關閉裝置的關閉運動的最后部分中的用于壓縮空氣的通道面積。
18.根據權利要求17所述的氣缸蓋，其中，自由空間形成在所述關閉裝置中，并且其中，所述自由空間在所述關閉運動的最后部分中支靠所述間隙，以允許壓縮空氣穿過。
19.根據權利要求1所述的氣缸蓋，其中，所述彈簧裝置保持在所述控制氣缸中，并壓靠所述控制活塞的與所述活塞面相反的一端。
20.一種用于制造壓縮機的氣缸蓋的方法，所述方法包括: 將控制活塞插入到控制氣缸中，以便形成氣動控制裝置； 提供關閉裝置，驅動器永久地附接到所述關閉裝置；以及 將所述關閉裝置在安裝方向上插入到所述氣缸蓋中的凹座中，其中，當所述關閉裝置在所述安裝方向上插入時，所述驅動器被引導通過所述凹座和所述控制氣缸之間的間隙，并且所述驅動器以能夠移除的方式接合在所述控制活塞中，并且當所述關閉裝置在所述安裝方向上插入時，用于所述關閉裝置的鉸接保持器形成在所述凹座中。
【文檔編號】F04B39/12GK103703250SQ201280036283
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年8月10日 優先權日:2011年10月13日
【發明者】福克哈特·霍爾策, 米夏埃爾·克拉特, 拉梅什·派伊 申請人:威伯科有限公司