壓縮機活塞的製作方法
2023-04-25 17:51:56
專利名稱：壓縮機活塞的製作方法
技術領域：
本發明大體涉及用於在機動車輛中使用 一類空氣調節系統壓縮 機的活塞，更具體地說，涉及由合成聚合物材料形成的這種活塞。
背景技術：
10 傳統的做法是由鋁合金鑄件來形成用於空氣調節壓縮機的活塞，
該鋁合金鑄件經加工並且覆蓋有具有特別低的摩擦係數的材料，例如 聚四氟乙烯(PTFE)、可在商業上從杜邦公司(E， I. du Pont de Nemours and Company)獲得的、商標為TeflonTM的合成含氟聚合物。
注射成型是一種用於由金屬、熱塑性塑料和熱固性塑料材料來制
15 造產品的技術。熔融塑料在高壓下注射到其形狀為所要形成的產品的 相逆形狀的模具中。
塑料樹脂-用於注射成型的原材料，通常以小球或顆粒的形式來 提供，並且在即將被注入模具中之前由於熱和剪切力而融化。樹脂小 球被傾倒到供給料鬥中，該供給料鬥是沿著包括長的旋轉螺杆的殼體
20 而供給顆粒的大開口底部容器。螺杆沿著殼體的長度將小球供給到模 具。在螺杆上形成的螺槽深度朝最接近模具的螺杆端減小，從而壓縮 受熱塑料。隨著螺杆旋轉，小球向前移動並同時承受極大的壓力和產 生將小球熔化所需要的大部分熱量的摩擦。模具外部的加熱器有助於 加熱樹脂以及在熔化過程中控制樹脂的溫度。
25 注射成型機(也稱為壓機)保持有產品在其中成形的模具。在注射
過程中，壓力使模具保持關閉。模具緊緊地關閉，且注射螺杆的壓力 迫使受熱塑料形成模具的形狀。水冷卻通道可用來幫助冷卻模具，且 受熱塑料凝固成產品的形狀。當模具打開並且部件4皮頂出時，注射成
5型過程完成。
發明內容
一個實施例構思了由聚合物材料一體地形成的注射成型的活塞，5 該活塞包括沿軸線延伸並且提供了安裝表面的主體、位於安裝表面上方並且形成有凹入的凹部的第 一局部圓柱表面和第二局部圓柱表面、
位於安裝表面上方且沿徑向位於圓柱表面外側的第一承座(shoe),以及位於安裝表面上方且沿徑向位於圓柱表面外側的第二承座。
實施例的優點在於，壓縮機活塞的重量大約為傳統的經加工鋁合
10 件活塞重量的一半。
注射成型活塞簡化了形成過程，並且通過消除加工鋁合金鑄件和用特氟綸(Teflon)覆蓋該鑄件的外表面的步驟而將活塞的製造成本降低到遠小於傳統活塞的成本。該形成過程有效地生產了單件式注射成型活塞，該活塞的外表面具有近似於傳統特氟綸覆層的摩擦係數，而
15無需將特氟綸應用到與相配的部件發生接觸處的某些外表面的二次加工。
通過減少由壓縮機的斜盤所執行的用以使活塞往復運動的工作，該活塞提高了壓縮機的工作壽命。
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附圖為製冷壓縮機活塞的透視圖。
具體實施例方式
壓縮機活塞10包括在形成有環形槽18的第一活塞壁16和形成25有環形槽22的第二活塞壁20之間沿著軸線14而延伸的主體12。
位於主體12上、活塞壁16, 18之間的是圓形局部圓柱槽脊(land)24， 26,它們圍繞軸線14帶角度地延伸到延伸越過主體寬度的平面安裝表面28。凹部30位於主體12的外表面上、活塞壁16和槽脊24之間，該凹部的輪廓降低到槽脊24， 26的外圍以下以及活塞壁16,
620的外圍以下。類似地，凹部32位於主體12的外表面上、活塞壁20和槽脊26之間，該凹部32的輪廓降低到槽脊24， 26的外圍以下以及活塞壁16, 20的外圍以下。類似的凹部34位於槽脊24, 26之間。這樣，活塞10的徑向最外表面在活塞壁16， 20以及槽脊24， 26處提5 供了接觸表面。
位於安裝表面28的高度上方的第一局部圓形圓柱表面36自活塞壁16的內面38沿軸向延伸。位於安裝表面28的高度上方的第二局部圓形圓柱表面40自活塞壁20的內面42沿軸向延伸。圓柱表面36,40與軸線14對齊，並且與活塞壁16, 18同心。
10 第一承座44提供了位於安裝表面28的高度上方、並且沿著圓柱
36, 40的端部48, 50之間的空間沿軸向延伸的接觸表面46。第二承座52提供了位於安裝表面28的高度上方、並且平行於承座44且沿著端面48, 50之間的空間沿軸向延伸的接觸表面54。 7了義座44, 52沿徑向布置在圓柱表面36,40外側。
15 圓柱36的軸向端部48形成有面向圓柱40的凹入的半^求形凹部
56。圓柱40的軸向端部50形成有面向圓柱36的凹入的半^^形凹部58。
在運行中，斜盤(未示出)與斜盤承座相接合，斜盤承座又與凹部56, 58接合，並且在它們的接觸表面46, 54處部分地支承於承座44, 5220 上。
活塞10為不具有機械地連接到、粘接到或者以任何方式聯接到該活塞上的部件的單一的一體式構件。活塞10優選由工程聚合物注射成型，例如用以短的長度均勻地分散在整個聚醚醚酮(polyetheretherketone)(PEEK)基體中的約佔30%體積的碳纖維來增強25 的PEEK。該複合材料包括具有大約0.25的摩擦係數的碳纖維增強PEEK，而特氟綸的摩擦係數大約為0.20。
或者，活塞10可由包括聚醚酮(polyetherketone)和約佔15%重量的聚四氟乙烯(PTFE)的合成複合基體形成，該聚四氟乙烯(PTFE)由以短的長度均勻地M在整個基體中的、約佔15%重量的碳纖維來增強。
或者活塞10可由聚亞苯基^/f匕物(PPS)形成，其將以類似於由石犮纖維增強型PEEK所形成的活塞的方式來執行功能。
雖然已詳細地描述了本發明的某些實施例，但是熟悉本發明所涉5及的領域的技術人員將會想到用來按照所附的權利要求所限定的方式來實施本發明的各種備選設計和實施例。
權利要求
1. 一種由聚合物材料形成的製冷壓縮機活塞，包括；第一活塞壁和第二活塞壁，它們與軸線同心並且沿著所述軸線彼此間隔開；主體部分，其沿軸向在所述活塞壁之間延伸並且提供了安裝表面；第一局部圓柱表面，其位於所述安裝表面的高度上方並且從所述第一活塞壁的內面沿軸向延伸；第二局部圓柱表面，其位於所述安裝表面的高度上方並且從所述第二活塞壁的內面沿軸向延伸；第一承座，其位於所述安裝表面的高度上方並且沿徑向位於所述圓柱表面的外側；以及第二承座，其位於所述安裝表面的高度上方並且沿徑向位於所述圓柱表面的外側。
2. 根據權利要求1所述的活塞，其特徵在於，所述第一圓柱表面 和所述第二圓柱表面與所述軸線對齊，並且與所述活塞壁同心。
3. 根據權利要求1所述的活塞，其特徵在於，所述主體部分形成 有由第一凹部沿軸向彼此間隔開的槽脊，各個槽脊由凹部自所述活塞壁的其中 一 個活塞壁沿軸向間隔開。
4. 根據權利要求1所述的活塞，其特徵在於，所述第一承座和所 述第二承座沿軸向延伸，並且沿徑向位於所述圓柱表面的外側。
5. 根據權利要求1所述的活塞，其特徵在於 所述第一圓柱表面的軸向端部形成有面向所述第二活塞壁的凹 入凹部；以及所述第二圓柱表面的軸向端部形成有面向所述第一活塞壁的凹 入凹部。
6. 根據權利要求1所述的活塞，其特徵在於，所述活塞由以分散在聚醚醚酮(PEEK)基體中、約佔30%體積的碳纖維來增強的PEEK形成o
7.根據權利要求6所述的活塞，其特徵在於，所述活塞通過注射 成型一體地形成。
8.根據權利要求1所述的活塞，其特徵在於，所述活塞由聚醚酮和以分散在聚四氟乙烯(PTFE)基體中約佔15%重量的碳纖維來增強的約佔15%重量的PTFE形成。
9.根據權利要求8所述的活塞，其特徵在於，所述活塞通過注射 成型一體地形成。
10.根據權利要求1所述的活塞，其特徵在於，所述活塞由聚亞苯基硫化物形成。
11. 根據權利要求IO所述的活塞，其特徵在於，所述活塞通過注 射成型一體地形成。
12. —種由聚合物材料形成的製冷壓縮機活塞，包括 15 主體，其沿軸線延伸並且提供了安裝表面；第一局部圓柱表面，其位於所述安裝表面上方並且形成有第一凹 入凹部；第二局部圓柱表面，其位於所述安裝表面上方並且形成有第二凹 入凹部；20 第一承座，其位於所述安裝表面的高度上方並且沿徑向位於所述圓柱表面的外側；以及第二承座，其位於所述安裝表面的高度上方並且沿徑向位於所述 圓柱表面外側。
13. 根據權利要求12所述的活塞，其特徵在於，所述主體部分形 25成有由第 一 凹部沿軸向彼此間隔開的槽脊。
14. 根據權利要求12所述的活塞，其特徵在於，所述第一承座和 所述第二承座沿軸向延伸，並且沿徑向位於所述圓柱表面的外側。
15. 根據權利要求12所述的活塞，其特徵在於，所述活塞由以分散在聚醚醚酮(PEEK)基體中的、約佔30%體積的碳纖維來增強的 PEEK—體地形成。
16.根據權利要求15所述的活塞，其特徵在於，所述活塞通過注 射成型形成。
17.根據權利要求12所述的活塞，其特徵在於，所述活塞由聚醚酮和以^t在聚四氟乙烯(PTFE)基體中約佔15%重量的碳纖維來增強 的約佔15%重量的PTFE —體地形成。
18.根據權利要求17所述的活塞，其特徵在於，所述活塞通過注 射成型形成。
19.根據權利要求12所述的活塞，其特徵在於，所述活塞由聚亞苯基硫化物形成。
20.根據權利要求19所述的活塞，其特徵在於，所述活塞通過注 射成型一體地形成。
全文摘要
本發明涉及壓縮機活塞。一種由聚合物材料一體地形成的注射成型活塞包括沿著軸線延伸並且提供了安裝表面的主體、位於該安裝表面上方並且形成有凹入凹部的第一局部圓柱表面和第二局部圓柱表面、位於該安裝表面上方並且沿徑向位於圓柱表面外側的第一承座，以及位於安裝表面上方並且沿徑向位於圓柱表面外側的第二承座。
文檔編號F04B53/00GK101503999SQ200910006638
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月6日 優先權日2008年2月6日
發明者H·K·弗萊姆, S·M·哈爾 申請人:通用汽車環球科技運作公司