用于往復式壓縮機的閥板的制作方法

專利名稱：用于往復式壓縮機的閥板的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于往復式壓縮機的閥板，作為燒結零件的閥板在至少一個閥板表面上包括至少一個燒結后加工的閥座表面。此外，本發明涉及一種制造這種閥板的方法和用來沖壓這種閥板的閥板表面的設備。最后，本發明涉及一種包括該閥板的往復式壓縮機。
背景技術：
從德國專利DE 40 39 786 C2可知將閥板制造成被沖孔和沖壓的零件。因此，加工局限于沖孔、沖壓工藝和閥座的加工。該專利還公開了作為燒結零件的閥板的制造過程。這意味著將導致不需要機械加工就可加工出凹槽。如果有后續的必要加工，可被限制在閥座的區域。從國際專利申請WO 01/63126 A1可知，在幾個后續的沖孔和沖壓步驟中用鋼板制造閥板、加工開口、閥座和用來容納吸入和排放閥的凹槽。分別由于材料的過高硬度或過低的變形性，在單獨一個沖壓步驟中制造閥板是不可能的。

發明內容
本發明的目的是簡化根據權利要求1的前序部分所述的閥板的制造。此外將提供一種往復式壓縮機，其在制造方面是簡單且便宜的。
對于用于往復式壓縮機的閥板，作為燒結零件的閥板在至少一個閥板表面上包括至少一個在燒結后加工的閥座表面，由于閥板表面包括至少一個具有相對不平滑表面的限定區域部分和至少一個具有相對平滑表面的限定區域部分，該目的得到解決。使限定區域部分具有不同程度的平滑度(EVENNESS)，可以使閥板表面的不同區域部分優選適應于它們的各自功能。相對平滑的表面具有非常小的處于μm級平滑度公差的公差范圍。相對不平滑表面具有在百分之幾mm的均勻度公差的大公差范圍內的凹槽和/或突出部。
閥板的優選實施例特征在于，與至少一個具有相對平滑表面的限定區域部分相比，至少一個具有相對不平滑表面的限定區域足夠大以使相關的閥板表面可以在一個沖壓步驟中制造。在單獨一個沖壓步驟中制造具有相對平滑表面的整個閥板表面是很難或不可能的。因此，由國際專利申請WO 01/63126 A1公開的鋼板閥板是在后續的沖孔和沖壓步驟中制造的。對于由德國專利DE 40 39786 C2公開的燒結閥板，閥座和用于閥的凹槽是在燒結后的第一校準步驟中沖壓成型的。接下來，在閥座和用于閥的凹槽在第二校準步驟中被重新處理之前，閥板的剩余表面被研磨。在研磨過程中生成的毛刺必須被清除。第二校準步驟可以通過沖壓，拋光或軋制完成。根據本發明，通過將閥板表面分成具有不同平滑度的區域部分，昂貴的機加工工序可以省略。這具有優勢，例如利用蒸氣處理密封的閥板表面不會在機加工過程中被損壞。
閥板的另一個優選實施例特征在于，至少一個具有相對不平滑表面的限定區域部分大于至少一個具有相對平滑表面的限定區域部分。這充分簡化了閥板表面的沖壓。尤其是，至少一個具有相對不平滑表面的限定區域部分明顯大于至少一個具有相對平滑表面的限定區域部分。
閥板的另一個優選實施例特征在于，閥板表面具有相對平滑的表面，尤其僅在閥座表面區域。指定的閥座表面或閥座覆蓋該表面，排放或吸入閥的閥閉合元件在關閉位置對其施加壓力。根據本發明的主要方面，剩余的閥板表面是相對不平滑的。
閥板的另一個優選實施例特征在于，在至少一個閥體支承表面的區域，閥板表面具有相對平滑的表面。閥體支承表面是平面，閥體在其上持續支撐或對其施加壓力。閥體支承表面與閥座表面可以是一致的。
閥板的另一個優選實施例特征在于，閥座表面和/或閥體支承表面位于凹槽或突出部的區域。閥座表面和/或閥體支承表面還與閥板表面對準。
閥板的另一個優選實施例特征在于，相對不平滑表面的非關鍵部分具有凹痕或凹槽，制造閥板的燒結材料被局部地壓縮在其中。其中，凹痕或凹槽起到接收多余材料的作用。
閥板的另一個優選實施例特征在于，凹痕或凹槽具有十分之幾mm的深度。已經證明這些數值在本發明的設計上是有利的。
閥板的另一個優選實施例特征在于，凹痕或凹槽具有球截形、截棱錐形或截錐形形狀。凹痕或凹槽的形狀取決于所使用的沖壓工具。
閥板的另一個優選實施例特征在于，相對不平滑表面的關鍵部分包括至少一個位于閥板表面上的密封區。例如，密封區起到分隔設有閥板的壓縮機的吸入側和排放側的作用。另外密封區起到例如限定設有閥板的壓縮機的壓縮腔的作用。
用于制造上述閥板的方法包括下列步驟優選地粉末狀燒結材料通過擠壓形成原坯；燒結材料可以是例如以粉末獲得的非合金燒結鐵；在擠壓過程中，原坯形成有通孔和/或凹槽。接下來，原坯被燒結。依照本發明的必要方面，燒結后的原坯接下來會在一個單獨的方法步驟中被沖壓。由于根據本發明的生產過程不需要在整個表面上進一步研磨，拋光或其他機加工工序，環狀突出部或卷邊(beads)可作為密封表面或密封部分或密封區，這種突出或卷邊改善了設有這種閥板的往復式壓縮機的緊密性。
該方法的一個優選實施例特征在于，至少一個閥座表面和/或至少一個閥體支承表面在唯一的沖壓步驟中被校準。
該方法的另一個優選實施例特征在于，通孔和/或凹痕和/或突出部在唯一的沖壓步驟中被校準。該通孔主要是吸入或排放開口，以及安裝孔。
該方法的另一個優選實施例特征在于，燒結且被沖壓后的閥板的閥板表面被密封。密封是通過例如蒸氣處理實現的。
對于利用沖壓工具通過上述方法沖壓上述閥板的閥板表面的設備，因為沖壓工具具有多個突出部，其起到在具有相對不平滑表面的至少一個限定區域部分提供凹痕的作用，上述目的被解決。在凹痕區域，通常為多孔的燒結材料在沖壓過程中被局部壓縮。這具有優勢，在沖壓過程中多余材料被閥板本身采用，或被替換成可獲得的不平滑度。以這種簡單的方式，可獲得預定的厚度和/或平滑度公差。
本發明還涉及一種具有氣缸體的往復式壓縮機，其中形成有壓縮腔，其一側由上述被夾在氣缸體和氣缸蓋罩之間的閥板限定。


本發明的其他優點、特征和細節根據下述描述而變得顯而易見，其中參考附圖詳細描述不同實施例，給出圖1是根據本發明的閥板，示出了在閥板的安裝狀態下面對往復式壓縮機的壓縮腔的一側；圖2是圖1所示閥板的背離壓縮腔的一側；圖3是沿圖1中線III-III的截面圖，視圖方向由箭頭標示；
圖4是帶有沖壓凹痕的圖1所示閥板的第二實施例；圖5是圖4所示閥板的背離帶有沖壓凹痕的壓縮腔的一側；圖6是沿圖5中線VI-VI的部分截面視圖，視圖方向由箭頭標示。
具體實施例方式
附圖所示的實施例涉及一種制冷機的往復式壓縮機，包括氣缸蓋，其通過例如螺栓而固定在氣缸體上。氣缸體包括氣缸孔，氣缸孔也被稱作壓縮腔。氣缸孔起到容納往復式壓縮機活塞的作用。氣缸蓋包括氣缸蓋罩和如附圖1至6以不同視圖和實施例所示的閥板。第一密封位于氣缸蓋罩和閥板之間。第二密封位于閥板和氣缸體之間。在氣缸蓋罩中形成有排放腔，其與位于氣缸體的壓縮腔通過至少一個位于閥板的通孔相連接。
圖1至6示出了閥板1的不同視圖和實施例。閥板1包括燒結金屬的四邊形基體2。基體2具有矩形基面，其邊緣被磨圓。面對壓縮腔且在圖1中可見的閥板底面用附圖標記4表示。在圖2中可見且背離壓縮腔的閥板表面用附圖標記6表示。在閥板1的邊緣區域，形成用來穿過固定螺栓的四個通孔11至14。因此，四個通孔11至14也被稱為螺栓開口。
在基體2的中心區域設有吸入通孔16，其也被稱為吸入口。該吸入通孔16位于凹槽17中，用來容納吸入閥(未示出)。吸入閥包括吸入閥閉合元件，當制冷劑被吸入到往復式壓縮機的壓縮腔時，所述吸入閥閉合元件起到打開吸入通孔16的作用。在凹槽17的區域，設有兩個通孔19和20，其起到容納固定銷的作用，吸入閥可通過固定銷被固定在凹槽17中。
在基體2中，吸入通孔16附近形成有排放通孔21，如圖2所示，其與兩個另外的通孔22和23一起位于凹槽26中。凹槽26起到容納具有排放閥閉合元件的排放閥(未示出)的作用，在往復式壓縮機的活塞的工作循環過程中，排放閥閉合元件通過排放通孔21起到連通壓縮腔和排放腔的作用。在閥板1上，螺栓孔11和14之間形成有另外的通孔25，其使排放氣體饋通連通。圖2還顯示在閥板頂部側6上的吸入孔16位于用來容納吸入設備(未示出)的凹槽27中。
圖3給出了沿圖1中線III-III的截面視圖。該截面視圖顯示在閥板頂部側6上的排放孔21由閥座30限定，其又被稱為排放閥座表面。吸入開口16由位于閥板底部側4上的吸入閥座表面31限定。
閥板1由非合金燒結鐵制成。依照本發明的關鍵方面，閥板底部側4和閥板頂部側6設有具有不同平滑度的區域部分，其在沒有后續的研磨過程的單獨沖壓步驟中形成。這樣，閥板底部側4和閥板頂部側6的不同區域部分可分別優選適應于它們的各自功能或所希望的特性。
在凹槽17，26的區域，簧片閥位于其關閉位置。因此，在凹槽17和26區域要求非常小的平滑度公差。在這些也可稱為第一表面區域部分的區域部分中的不平滑性可以造成簧片閥的拉伸應力集中，這又可減短設有這種閥板的壓縮機的壽命。優選地，凹槽27的區域還具有很小的平滑度公差。
對于位于閥板底部側4和閥板頂部側6上的閥板表面的其他區域部分，也可稱為第二表面部分，其平滑度要求比較小，即，允許較大的公差。在本發明的設計中，已經證明各個表面區域部分所需的公差可在一個單獨的沖壓步驟中實現，且可取消接下來的研磨。這樣，與研磨相比，沖壓形成較小的表面粗糙度，閥的泄漏或磨損的危險甚至會進一步減小。
在圖1至3中所示的閥板如下制造供應粉末狀燒結材料；將粉末擠壓到工具中形成原坯；燒結閥板原坯；沖壓閥板；蒸氣處理。
優選地，所使用的沖壓工具包括多個突出部，其在燒結閥板的某些表面區域部分形成凹痕，同時這里出現通常多孔的燒結材料的局部壓縮。閥板的這些表面區域部分是前述的具有較大平滑度公差的第二表面區域部分的一部分。這樣“多余”材料可被閥板本身采用或在沖壓過程中替換成可獲得的不平滑度，因此可獲得預定的厚度或均勻度公差。
圖4至6給出了與圖1至3所示相類似的閥板1。同樣的元件具有同樣的附圖標記。為了避免重復，附圖標記如圖1至3的在前描述一樣。接下來主要討論實施例之間的不同。
圖4中，虛線圓41表示在閥板底部側4上的氣缸孔的突出部。由于突出41部的環形形狀，它還被稱為圓。吸入通孔16和排放通孔21位于圓41內。在虛線圓41和另一個同心設置的較大的虛線圓42之間，延伸有環形表面43其形成壓縮機的氣缸的密封區以保持沒有凹痕。在通孔25和另一個虛線圓45之間形成另一個位于閥板底部側4的密封區或密封表面46，其必須保持沒有凹痕。除了密封區或密封表面43和46，在閥板底部側4上還有凹槽17的區域必須保持沒有凹痕。閥板底部的剩余區域部分，其相對來說是不平滑的，設有多個凹痕51，52。
圖5顯示在閥板頂部側6，在閥板1的外周55和虛線56之間，延伸有另一個密封區58，其也必須保持沒有凹痕。虛線56限定了相對不平滑的區域部分60。在區域部分60中設有多個凹痕61至65。凹痕51，52和61至65在燒結后被壓入閥板底部側4和閥板頂部側6。凹痕51，52和61至65的深度在十分之幾mm范圍內。從圖6可以顯示，從橫截面來看，每個凹痕具有圓弧形狀。
具有小公差，更確切的說細微公差的閥板1的第一表面區域部分還保持沒有凹痕。這特別適用于吸入和排放閥向閥板1施加壓力的區域部分，特別是閥座表面(圖3中的30，31)。這些第一區域部分要求幾μm的平滑度以確保利用閥無誤地關閉每一個開口，而在這些區域部分，與閥板的剩余表面相比，平行度公差相對來說是不重要的。對于閥板的剩余第二區域部分來說，百分之幾mm的平滑度公差是允許的。
由于緊密性原因，具有大公差的第二表面區域部分的一部分也必須保持沒有凹痕，即用來分隔壓縮機吸入和排放側的密封部分或密封區，其分別形成在閥板1和氣缸體之間或閥板1和氣缸蓋罩之間。其形成用來關閉壓縮腔的閥板1的區域部分。這里，凹痕會增加壓縮機的不利的閑置體積。第二表面區域部分的一部分出于密封原因而必須保持沒有凹痕，是閥板底部側(見圖4)的密封區43，46和閥板頂部側6的密封區58(見圖5)。
用來關閉吸入開口16和排放開口21的簧片閥可以通過實質上已知的方式利用銷，螺紋件或鉚釘固定在閥板1上或可被焊接或鎖定在閥板1上。為了這個目的，它們可與板表面對準，或者它們可以部分或全部地位于板的適合凹槽中。這將避免壓縮機的閑置體積，即，在壓縮機的排放狀態末期是非空的壓縮腔的一部分。在這種連接方式中，這些凹槽的底面是具有很小平滑度公差的預定的第一表面區域部分中的一部分。
權利要求
1.一種用于往復式壓縮機的閥板，作為燒結零件的閥板在至少一個閥板表面上包括至少一個燒結后加工的閥座表面，其特征在于，閥板表面包括至少一個具有相對不平滑表面的限定區域部分和至少一個具有相對平滑表面的限定區域部分。
2.如權利要求1所述的閥板，其特征在于，與至少一個具有相對平滑表面的限定區域部分相比，至少一個具有相對不平滑表面的限定區域部分如此大，使得可以在一個沖壓步驟中制造相關的閥板表面。
3.如權利要求2所述的閥板，其特征在于，至少一個具有相對不平滑表面的限定區域部分大于至少一個具有相對平滑表面的限定區域部分。
4.如在前權利要求中的一項所述的閥板，其特征在于，在閥座表面(30，31)的區域中，閥板表面具有相對平滑表面。
5.如在前權利要求中的一項所述的閥板，其特征在于，在至少一個閥體支承表面的區域，閥板表面具有相對平滑表面。
6.如權利要求4或5中的一項所述的閥板，其特征在于，閥座表面(30，31)和/或閥體支承表面位于凹槽(17，26，27)或突出部的區域。
7.如在前權利要求中的一項所述的閥板，其特征在于，相對不平滑表面的非關鍵部分具有凹痕(50-52，61-65)或凹槽，制造閥板的燒結材料被局部壓縮在凹痕或凹槽中。
8.如權利要求7所述的閥板，其特征在于，凹痕(51-52，61-65)或凹槽具有十分之幾mm的深度。
9.如權利要求7或8所述的閥板，其特征在于，凹痕(51-52，61-65)或凹槽具有球截形、截棱錐形或截錐形形狀。
10.如權利要求7至9中的一項所述的閥板，其特征在于，相對不平滑表面的關鍵部分包括至少一個位于閥板表面上的密封區(43，36，58)。
11.一種用于生產在前權利要求所述的閥板的方法，包括下列步驟a.擠壓優選粉末狀的燒結材料以形成原坯；b.原坯被燒結；c.在一個單獨的方法步驟中沖壓被燒結后的原坯。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，至少一個閥座表面和/或至少一個閥體支承表面在唯一的沖壓步驟中被校準。
13.如權利要求11或12所述的方法，其特征在于，閥板(1)的通孔(11-14，19-23，15)和/或凹痕(17，26，27)和/或突出部在唯一的沖壓步驟中被校準。
14.如權利要求11至13中的一項所述的方法，其特征在于，燒結且沖壓后的閥板(1)的閥板表面被密封。
15.一種設備，利用沖壓工具，按照權利要求11至15中的一項所述的方法沖壓如權利要求1至10中的一項所述的閥板(1)表面，其特征在于，該沖壓工具具有多個突出部，該突出部起到在至少一個具有相對不平滑表面的限定區域部分提供凹痕(51，52，61-65)的作用。
16.一種往復式壓縮機，包括形成有壓縮腔的氣缸體，在一側通過如權利要求1至10中的一項所述的閥板(1)限定，該閥板夾在氣缸體和氣缸蓋罩之間。
全文摘要
本發明涉及一種用于往復式壓縮機的閥板，作為燒結零件的閥板在至少一個閥板表面上包括至少一個燒結后加工的閥座表面(30，31)。為了簡化閥板的制造過程，閥板表面包括至少一個具有相對不平滑表面的限定區域部分和至少一個具有相對平滑表面的限定區域部分。
文檔編號F16K25/00GK101070836SQ20071012829
公開日2007年11月14日 申請日期2007年4月2日 優先權日2006年3月31日
發明者B·H·安德森 申請人:丹福斯壓縮器有限公司