用於壓縮機的完全集成的缸蓋的製作方法

2023-12-10 04:58:46 1

本發明涉及一種用於壓縮機的缸蓋，該缸蓋具有：在其上布置的冷卻單元，用於冷卻缸蓋；以及閥板。

背景技術：

在有軌交通或者道路交通中使用的現代商用車配備有多個消耗壓縮空氣的子系統。例如以壓縮空氣運行的行車制動裝置和空氣彈簧屬於這種子系統。藉助壓縮空氣供給裝置實現給這種壓縮空氣消耗裝置供以壓縮空氣，所述壓縮空氣供給裝置包括壓縮機。環境空氣由壓縮機吸入、壓縮並且在消耗裝置中使用之前，在壓縮空氣供給裝置的其他組成部分中清潔掉雜質，例如油和水。

由於對效率以及限定的壓縮空氣排出溫度的持續增長的要求，現代壓縮機對構件，例如閥板、冷卻單元和缸蓋提出了高要求。這些構件由於來自壓縮機的熱負載和機械負載受到強烈的載荷。根據一般已知的現有技術，閥板、冷卻單元和缸蓋相互密封並且螺紋連接。個別解決方案變型將冷卻功能集成到缸蓋中並且放棄使用單獨的冷卻單元。

在用於活塞壓縮機的排出閥的領域中，從一般已知的現有技術得知自動的簧片閥。所述簧片閥要麼一側固定要麼能夠沿著兩側的引導裝置升起。簧片閥通常鉚接在具有通流孔的閥板上，並且包括上阻攔裝置、彈簧元件以及閥片。

技術實現要素：

本發明的任務是：實現用於壓縮機的優化的缸蓋，所述缸蓋有助於改善壓縮機的性能，並且降低洩漏風險。

所述任務從根據權利要求1的前序部分的缸蓋出發，結合特徵部分的特徵來解決。本發明的有利的擴展方案從下面的從屬權利要求中得出。

根據本發明，冷卻單元和閥板以整體構造方式完全集成在缸蓋中。換言之，缸蓋既包括冷卻單元又包括閥板並且構造為單一構件。工藝技術上建議，以整體構造方式按照消失模工藝(Lost-Foam-Verfahren)或增材工藝(generatives Verfahren)製造包括冷卻單元和閥板的完全集成的缸蓋。按照增材製造工藝——例如快速原型(Rapid Prototyping)、立體光刻(Stereolithografie)、雷射燒結(Lasersintern)等——製造整體缸蓋尤其適用於原型和小批量生產。消失模鑄造工藝建議用於中批量和更大批量生產。

與傳統的鑄造工藝相比，消失模鑄造工藝允許更複雜的幾何結構和更大的構型自由度。這些構型優點實現缸蓋中的空氣引導通道和水通道的針對總體性能的新構型，利用所述新構型達到壓縮機總體系統的性能提升。

通過集成缸蓋、冷卻板以及閥板並且通過由於整體構造方式而減少接口，不僅僅完全避免不密封性的風險，還節省了至少兩個密封裝置，在缸蓋的非整體構造的情況下，所述至少兩個密封裝置布置在缸蓋與冷卻板之間以及在冷卻板與閥板之間。材料節省和重量節省還通過取消支持結構來實現，因為通過集成缸蓋、冷卻單元和閥板，節省了缸蓋與冷卻單元之間的或是在冷卻單元與閥板之間的拼接位置，並且因此在這個範圍中也不需要通過螺紋連接提供連續的表面擠壓。不能忽視的也有後續加工的和裝配開銷的減少以及由於少的構件數量的成本節省潛力。

優選地，至少兩個凹進部構造在缸蓋的朝向壓縮機的面上，用於分別接收一個排出閥單元。所述排出閥單元作為單獨的插入部件允許與完全集成的缸蓋的材料無關地、相對自由地選擇材料。因為負載峰值剛好在排出閥的區域中出現，在這裡能夠針對性地使用更有阻抗能力的原料，所述原料對於局部的要求是足夠的。

尤其優選地，使所述排出閥單元焊入或者螺紋擰入到缸蓋上的各自的凹進部中。雷射焊接工藝尤其適用於將排出閥單元焊入到缸蓋上的各自的凹進部中。優點尤其是快速和精確的加工、非常好的散熱以及非常高的密封性。將排出閥單元螺紋擰入到缸蓋上的各自的凹進部中的替代可能性提供材料配對的更靈活的選擇。

此外優選的是：所述排出閥單元具有閥板，所述閥板布置到缸蓋上的各自的凹進部中。此外，在閥板上布置至少兩個引導銷栓，用於軸向引導至少一個閥片。此外，在所述至少兩個引導銷栓上基本上與閥板平行地布置有阻攔元件，該阻攔元件構造了用於所述至少一個閥片的止擋部。在軸向上在所述至少一個閥片與阻攔元件之間布置至少一個彈簧元件，用於所述至少一個閥片的回位。在施加壓力時，所述至少一個閥片抵抗彈簧元件的壓力從閥板升起。在此，所述至少一個閥片在任何時刻始終保持平行於閥板，由此實現空氣優化地流出。

附圖說明

下面將參照兩個附圖詳細描述本發明的優選實施例以及本發明的進一步改進措施。其示出了：

圖1根據本發明的壓縮機的側視圖，具有缸蓋和剖開的活塞殼體，

圖2根據圖1的根據本發明的缸蓋的立體視圖，和

圖3根據本發明的排出閥單元的立體視圖。

具體實施方式

根據圖1，根據本發明的壓縮機2包括活塞殼體13以及具有完全集成的冷卻單元3和閥板4的整體缸蓋1。通過軸14驅動壓縮機2。活塞殼體13在缸蓋1的附近被剖開，從而能夠看到活塞室15。在活塞室15的內部，在此未示出的活塞在軸向上上下運動。

根據圖2，完全集成的整體缸蓋1在朝向壓縮機2的面5上具有兩個凹進部6a、6b，用於分別接收一個在此未示出的排出閥單元7a、7b。所述兩個凹進部6a、6b用作來自壓縮機2的在此未示出的壓縮室的壓縮空氣的排出口。此外，8個輸入空氣的入口16a-16h、用於在此未示出的缸蓋螺栓的6個開口17a-17f以及用於在此未示出的ESS活塞的2個穿口18a、18b構造在朝向壓縮機2的面5上。因此，該缸蓋1適用於具有ESS(節能系統，Energie Saving System)的壓縮機2。

根據圖3示出了兩個相同構造的排出閥單元7a、7b中的一個。排出閥單元7a具有閥板8，所述閥板設置用於布置到缸蓋1上的各自的凹進部6a、6b中。在閥板8上布置兩個引導銷栓9a、9b，用於軸向引導閥片10。此外，在兩個引導銷栓9a、9b上與閥板8平行地布置阻攔元件11，該阻攔元件構成用於閥片10的止擋部。在軸向上在閥片10與阻攔元件11之間布置彈簧元件12，用於閥片10的回位。在施加壓力時，閥片10抵抗彈簧元件12的力平行地從閥板8升起，從而實現空氣優化地流出。

附圖標記列表

1 缸蓋

2 壓縮機

3 冷卻單元

4 閥板

5 面

6a、6b 凹進部

7a、7b 排出閥單元

8 閥板

9a、9b 引導銷栓

10 閥片

11 阻攔元件

12 彈簧元件

13 活塞殼體

14 軸

15 活塞室

16a-16h 輸入空氣入口

17a-17f 開口

18a，18b 穿口