本發(fā)明涉及一種成本經(jīng)濟(jì)地制造的用于馬達(dá)或壓縮機(jī)的殼體，具有這種殼體的馬達(dá)或壓縮機(jī)以及一種制造方法。

背景技術(shù)：

用于載重車和巴士的空氣制動(dòng)裝置的壓縮空氣供給通常使用具有一到兩個(gè)活塞的壓縮機(jī)。通過驅(qū)動(dòng)源使曲軸處于旋轉(zhuǎn)。連桿不但在曲軸上而且在活塞上可旋轉(zhuǎn)地支承。曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過連桿轉(zhuǎn)換成活塞在其氣缸內(nèi)的上下運(yùn)動(dòng)。通過所述上下運(yùn)動(dòng)使空氣被壓縮。這樣的壓縮機(jī)的殼體通常一件式地由鑄鐵在砂型中或在金屬模(kokille)中鑄造。作為替代方案已知，一件式地在砂型中鑄造的灰鑄鐵氣缸裝配到由鋁制成的基礎(chǔ)殼體上，所述基礎(chǔ)殼體通過高壓鑄造制造。

在具有兩個(gè)或者更多個(gè)活塞的壓縮機(jī)中，大的曲軸室(在運(yùn)行時(shí)曲軸在所述曲軸室內(nèi)運(yùn)動(dòng))的制造通過高壓鑄造方法是非常困難的。因此，殼體的包含曲軸室的部分經(jīng)常兩件式地制造。這使得在鑄造之后需要麻煩的裝配并且形成殼體部件之間的連接部位，所述連接部位原則上容易發(fā)生泄漏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的任務(wù)是提供一種用于馬達(dá)或壓縮機(jī)的殼體，所述殼體以更簡單的方式一件式地制造，以便更簡單地裝配并且同時(shí)比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的多件式制造的殼體更不易發(fā)生泄漏。

本任務(wù)根據(jù)發(fā)明通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的殼體、根據(jù)并列權(quán)利要求的馬達(dá)或壓縮機(jī)以及通過根據(jù)另外的并列權(quán)利要求的制造方法來解決。其他有利的構(gòu)型由引用其的從屬權(quán)利要求得出。

在本發(fā)明的框架內(nèi)，提出一種用于馬達(dá)或壓縮機(jī)的殼體。所述殼體具有長形的曲軸室，所述曲軸室具有兩個(gè)端面。長形的理解為：曲軸室沿著軸線延伸并且沿著所述軸線具有比垂直于所述軸線更大的尺寸。曲軸室用于接收曲軸。

還設(shè)置有至少一個(gè)氣缸室，在所述氣缸室中活塞通過曲軸的旋轉(zhuǎn)引起往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

曲軸室在第一端面上具有開口，曲軸能穿過所述開口插入曲軸室中。根據(jù)發(fā)明，曲軸室的內(nèi)直徑從第一端面到第二端面單調(diào)地減小。

單調(diào)地減小理解為曲軸室的內(nèi)直徑在沿著其軸線從第一端面到第二端面的路徑上僅僅減小或保持不變，但是不再增大。

經(jīng)確認(rèn)，以這種方式成型的曲軸室通過以殼體材料環(huán)繞成型芯模進(jìn)行鑄造能特別簡單地制造。這樣的成型芯模必須從其第一端部到其第二端部單調(diào)地減小，以便成型芯模在環(huán)繞鑄造之后可在其第一端部上從殼體中拔出。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的、具有直柱體形或多個(gè)側(cè)凹部的曲軸室不能通過該簡單的方法制造。通過根據(jù)發(fā)明的曲軸室的成型，殼體可一體式地并且同時(shí)非常緊湊地制造。

在此，首先承認(rèn)存在如下缺點(diǎn)：在具有多個(gè)氣缸的馬達(dá)或壓縮機(jī)中對(duì)至少一個(gè)氣缸的連桿在曲軸室中具有明顯更少的運(yùn)動(dòng)空間可供使用并且因此總體上所述連桿必須更細(xì)地設(shè)計(jì)尺寸和/或必須使靠近第一端部的曲軸室容腔更大。經(jīng)確認(rèn)，由于能明顯更簡單地制造所述殼體使得上述缺點(diǎn)被過補(bǔ)償。

有利地，曲軸室從第一端面到第二端面以錐形或截錐形收縮。有利地，所述錐形或截錐形的側(cè)面相對(duì)于其對(duì)稱軸線以一個(gè)0.5到10度之間的角度傾斜、優(yōu)選地以一個(gè)0.5到5度之間的角度傾斜、完全特別優(yōu)選地以一個(gè)1到5度之間的角度傾斜。于是，在環(huán)繞鑄造之后以最簡單的方式去除為了制造所使用的成型芯模。殼體有利地一體式地鑄造。所述殼體有利地至少部分地由鋁、鎂、鈦、鋁合金、鎂合金、或鈦合金或另外的可壓鑄的輕型合金制成。曲軸室也可從兩個(gè)端面起分別到其內(nèi)部錐形或截錐形收縮，這樣例如可通過環(huán)繞兩個(gè)成型芯模進(jìn)行鑄造接著沿相反方向拔出這兩個(gè)成型芯模而制造。因此，可實(shí)現(xiàn)：給在第二端面附近的連桿提供的運(yùn)動(dòng)空間增大。由此在雙氣缸壓縮機(jī)中例如可實(shí)現(xiàn)：對(duì)于兩個(gè)氣缸而言可使用同樣尺寸設(shè)計(jì)的連桿。

根據(jù)發(fā)明的馬達(dá)或壓縮機(jī)具有根據(jù)發(fā)明的殼體。在所述殼體中設(shè)置至少兩個(gè)氣缸室，每個(gè)氣缸室用于接收一個(gè)活塞?；钊尿?qū)動(dòng)通過曲軸進(jìn)行。為此，各氣缸室設(shè)置有一個(gè)連桿，所述連桿分別通過第一連桿孔可旋轉(zhuǎn)地支承在曲軸上并且通過第二連桿孔可旋轉(zhuǎn)地支承在一個(gè)在氣缸室內(nèi)運(yùn)行的活塞上。根據(jù)發(fā)明，對(duì)于兩個(gè)沿著曲軸軸線支承的連桿的比較而言，所述連桿在第一連桿孔的區(qū)域中的外直徑和/或所述第一連桿孔的內(nèi)直徑也隨著所述曲軸室的相應(yīng)內(nèi)直徑而減小。

如果殼體例如包含兩個(gè)氣缸，則第一氣缸比第二氣缸更接近如下開口，曲軸可穿過所述開口插入到曲軸室中。于是，第一連桿在曲軸室內(nèi)直徑更大的位置為第一連桿孔繞著曲軸的運(yùn)動(dòng)提供更多的運(yùn)動(dòng)空間。第二連桿在曲軸室內(nèi)直徑更小的位置為第二連桿的第一連桿孔繞著曲軸的運(yùn)動(dòng)提供繞著曲軸的相應(yīng)更少的運(yùn)動(dòng)空間。根據(jù)發(fā)明，第二連桿對(duì)此相適配。

易于理解地，上述相對(duì)小的連桿可在兩個(gè)氣缸上使用。然而，具有增加厚度的連桿自然地也更穩(wěn)定。以制造兩個(gè)不同部件的稍微增加的花費(fèi)為代價(jià)，因此可總體上提高可通過連桿傳遞的動(dòng)力，其方式是使用不同大小的連桿。通過壓縮機(jī)運(yùn)行或馬達(dá)運(yùn)行的力需求基于具體應(yīng)用確定多個(gè)連桿的準(zhǔn)確尺寸。

總體上，沿著曲軸的軸線離壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置最近的連桿經(jīng)受較強(qiáng)的機(jī)械負(fù)載。所述情況也適用于使連桿和曲軸連接的連桿軸頸。因此有利地，驅(qū)動(dòng)裝置銜接在曲軸穿過第一端面的那個(gè)端部。于是，離驅(qū)動(dòng)裝置最近的連桿在曲軸室中具有最大可能的活動(dòng)自由度并且可相應(yīng)更強(qiáng)地設(shè)計(jì)尺寸。

在發(fā)明的一個(gè)有利構(gòu)型中，活塞具有相同的直徑和/或相同的沖程長度。特別優(yōu)選地，活塞不但具有相同的直徑而且具有相同的沖程長度。于是，空氣壓縮均勻地進(jìn)行；曲軸室的逐漸變窄不再對(duì)壓縮機(jī)下游的空氣供給裝置產(chǎn)生影響。有利地，壓縮機(jī)為此目的具有僅僅一個(gè)壓力級(jí)。

有利地，一個(gè)法蘭布置在曲軸室的第一端面上。所述法蘭可使殼體適配于不同的從動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和交通工具馬達(dá)室中的其它硬件，而無需改變用于所述殼體的鑄型。特別有利地，為了與從動(dòng)裝置或者驅(qū)動(dòng)裝置連接，所述曲軸引導(dǎo)穿過所述法蘭。

法蘭還可替代地或結(jié)合地實(shí)現(xiàn)另外的功能。法蘭可在本發(fā)明的另一有利構(gòu)型中構(gòu)造用于將馬達(dá)或壓縮機(jī)固定在交通工具的馬達(dá)室內(nèi)。法蘭也可替代地或結(jié)合地構(gòu)造用于將通過所述曲軸驅(qū)動(dòng)的其它組件固定在馬達(dá)或壓縮機(jī)上。所述其它組件例如可以是轉(zhuǎn)向輔助泵。

氣缸室可完全地布置在殼體中。但是，氣缸室也可僅僅在所述殼體中開始并且延伸至作為分立部件裝配到殼體上的氣缸中。氣缸運(yùn)行面是磨損部件。如果其被磨損，則僅僅替換分立安裝的氣缸要比必須完全放棄殼體成本更低。進(jìn)一步地，以此方式可節(jié)約重量。例如鋁作為殼體的材料是特別有利的，因?yàn)殇X輕。與此相對(duì)地，鋼更耐用并且因此更好地適合作為氣缸運(yùn)行面。通過由鋁制成的殼體和由鋼制成的氣缸可結(jié)合這兩種材料的特殊優(yōu)點(diǎn)。

在本發(fā)明的框架內(nèi)，也提出一種用于制造根據(jù)發(fā)明的殼體的方法。所述方法特征在于，曲軸室通過環(huán)繞一個(gè)長形的成型芯模以殼體材料進(jìn)行鑄造而制成，成型芯模具有兩個(gè)端部并且其外直徑從其第一端部到其第二端部單調(diào)地減小。鋁作為殼體材料尤其是有利的。

經(jīng)確認(rèn)，曲軸室的制造尤其關(guān)鍵，因?yàn)榍S室是該殼體中最大的中空空間。這個(gè)中空空間通過成型芯模獲得穩(wěn)定性，直到被鑄造的材料冷卻并且該中空空間成為自承載的。以此方式殼體由單件的制造被顯著地簡化。有利地，成型芯模在環(huán)繞鑄造之后在其第一端部處從殼體中拔出。然而，在不同于壓鑄法的情況下，毀壞地去除成型芯模(例如通過破碎或通過借助腐蝕劑溶解)也可以是合理的。

殼體材料應(yīng)盡可能少地粘附在成型芯模的材料上。因此有利地，成型芯模材料由與殼體材料不同的材料構(gòu)成。

成型芯?？捎绕湟藻F形或截錐形收縮。有利地，錐形或截錐形的側(cè)面相對(duì)于其對(duì)稱軸線以一個(gè)5到30度之間的角度傾斜、優(yōu)選地以一個(gè)5到15度之間的角度傾斜。

如果成型芯模明顯更強(qiáng)地逐漸變細(xì)，則曲軸室在其第二端部上對(duì)連桿繞著曲軸的運(yùn)動(dòng)而言可能太窄。如果成型芯模明顯更弱地逐漸變細(xì)，則成型芯模明顯更難從已冷卻的殼體材料中拔出并且在嘗試時(shí)可能弄斷。

附圖說明

下面借助附圖來解釋本發(fā)明的主題，而不由此限制本發(fā)明的主題。附圖示出了：

圖1根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的兩件式制造的曲軸室。

圖2根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)兩件式制造的曲軸室，其具有用于與驅(qū)動(dòng)源連接的附加法蘭。

圖3根據(jù)本發(fā)明的殼體的制造。

圖4兩個(gè)連桿的比較，所述兩個(gè)連桿根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)構(gòu)型在具有兩個(gè)氣缸的殼體中使用。

圖5根據(jù)本發(fā)明的殼體的外部視圖，其具有用于與驅(qū)動(dòng)裝置或從動(dòng)裝置連接的附加法蘭。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的兩件式制造的壓縮機(jī)殼體。所述壓縮機(jī)殼體由殼體部件11和12構(gòu)成。不利地，在壓縮機(jī)殼體的供曲軸插入的端部13處，在到驅(qū)動(dòng)源的連接中需要一個(gè)t形密封件。所述密封件容易泄漏。

圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的另一種壓縮機(jī)殼體。所述殼體也以兩個(gè)部件21和22制造。為了到驅(qū)動(dòng)源的連接，設(shè)有附加法蘭23。借助于這種法蘭，這兩個(gè)殼體部件21和22彼此之間的密封與相對(duì)于到驅(qū)動(dòng)源的連接的密封脫耦。通過這種方式，降低泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。不利地，仍需要費(fèi)事的裝配，并且為此所需的螺栓和螺母由于受限的空間條件經(jīng)常讓使用者難以接近。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的殼體3的制造。所述殼體具有曲軸室31以及第一氣缸室32a和第二氣缸室32b。曲軸室具有兩個(gè)端部31a和31b。曲軸室在其端部31a處具有開口33，曲軸可以穿過所述開口插入到曲軸室31中。在圖3示出的狀態(tài)中，具有端部34a和34b的成型芯模34處于所述開口和曲軸室的一部分中。所述成型芯模從其端部34a到其第二端部34b逐漸變細(xì)。在圖3示出的位置中，在鑄造材料冷卻之后，成型芯模已經(jīng)部分地從殼體3拔出。

圖4示出了在圖3中所示的壓縮機(jī)殼體的實(shí)施例中使用的兩個(gè)連桿的比較。線a的左側(cè)示出了第一連桿41a和第一連桿41a在曲軸室中所需的運(yùn)動(dòng)空間45a。線a的右側(cè)示出了第二連桿41b和第二連桿41b在曲軸室中所需的運(yùn)動(dòng)空間45b。第二連桿41b用在氣缸室32b中，所述氣缸室32b比第一氣缸室32a離開口33更遠(yuǎn)。在氣缸室32a中使用第一連桿41a。在此，可用的運(yùn)動(dòng)空間更大。

第一連桿41a具有第一連桿孔42a和第二連桿孔43a。所述第一連桿借助第一連桿孔42a可旋轉(zhuǎn)地安裝在曲軸上，具體地繞著一條與曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線錯(cuò)開的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。因此，所述第一連桿通過曲軸的旋轉(zhuǎn)引起上下運(yùn)動(dòng)。所述運(yùn)動(dòng)通過相對(duì)于活塞可旋轉(zhuǎn)地安裝的第二連桿孔43a轉(zhuǎn)化為活塞的上下運(yùn)動(dòng)。包圍第一連桿孔42a的區(qū)域用附圖標(biāo)記44a標(biāo)識(shí)。該區(qū)域在繞著曲軸的運(yùn)動(dòng)過程中的最大活動(dòng)半徑確定第一連桿在曲軸室中所需的運(yùn)動(dòng)空間45a。

類似地，第二連桿41b具有第一連桿孔42b，所述第二連桿借助所述第一連桿孔42b安裝在曲軸上。所述第二連桿借助其第二連桿孔43b安裝在第二活塞上。連桿孔42b由區(qū)域44b包圍，所述區(qū)域的最大活動(dòng)半徑確定該連桿在曲軸室31內(nèi)總體所需的運(yùn)動(dòng)空間45b。第二連桿41b的運(yùn)動(dòng)空間45b小于第一連桿41a的運(yùn)動(dòng)空間45a。這考慮了以下事實(shí)：曲軸室31在氣缸室32b的位置處的內(nèi)直徑窄于在氣缸室32a的位置處的內(nèi)直徑。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明制成的殼體5的外部視圖。法蘭52安裝到開口51上，曲軸可以插入到所述開口51中。如果殼體5用在壓縮機(jī)中，則在法蘭52上銜接驅(qū)動(dòng)裝置。相對(duì)地，如果殼體5用在馬達(dá)中，在法蘭52上銜接從動(dòng)裝置。氣缸室53a和53b僅僅部分地處于殼體5內(nèi)。所述氣缸室終止于具有固定結(jié)構(gòu)55的基板54。隨后，在基板54上安裝缸蓋?；钊皇侵苯釉跉飧资?3a和53b的鋁上運(yùn)行，而是在磨損時(shí)可更換的壓入缸套上運(yùn)行。

殼體可通過高壓鑄造方法制造，但是也可通過其它鋁鑄造方法、例如砂型鑄造或成型鑄造制造。殼體也不是必須由鋁制造，而是也可例如由鑄鐵制造。

附圖標(biāo)記列表

11,12殼體部件

21,22殼體部件

3殼體

31曲軸室

31a,31b曲軸室31的端部

32a,32b氣缸室

33在曲軸室31的端部31a處的開口

34成型芯模

34a,34b成型芯模34的端部

41a,41b連桿

42a,42b連桿41a和41b的第一連桿孔

43a,43b連桿41a和41b的第二連桿孔

44a,44b包圍第一連桿孔42a或42b的區(qū)域

45a,45b在曲軸室31中連桿41a和41b的運(yùn)動(dòng)空間

5殼體

51殼體5的開口

52法蘭

53a,53b氣缸室

54基板

55固定結(jié)構(gòu)