具有部件接合结构的公差环的制作方法

具有部件接合结构的公差环的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种公差环(200)，并且该公差环(200)能够包括大体圆柱形本体(202)，该大体圆柱形本体(202)具有侧壁(204)，该侧壁(204)限定了顶部(206)、和底部(208)。该侧壁包括沿第一方向从侧壁延伸的多个波状结构(220)和沿与第一方向相反的第二方向从侧壁延伸的第一多个部件接合结构(230)。第一多个部件接合结构中的每一个都能够被构造成至少部分地延伸到第一部件中并且与该第一部件相接合，公差环被装配到该第一部件中。
【专利说明】具有部件接合结构的公差环

【技术领域】
[0001]本公开涉及公差环，具体而言涉及用于压缩机电机，例如暖通空调(H VAC)压缩机电机的公差环。

【背景技术】
[0002]本公开涉及公差环组件，其中，公差环在组件的元件之间提供了过盈配合，其中，第一元件具有定位在第二元件的圆柱形孔中的圆柱形部分。具体而言，本公开涉及具有公差环的组件，该公差环在诸如飞轮或轴承之类的圆柱形部件与用于该飞轮的壳体之间提供过盈配合。
[0003]改良的工程技术已导致对于机器元件的较高精度的需要，从而提高了制造成本。在将压配合、花键、销钉或键槽用于在诸如滑轮、飞轮、转子、或传动轴之类的应用中传递扭矩、或者用于防止诸如定子、主框架、下部框架、和压缩机壳体的元件之间的相对运动的情况下需要非常紧密的公差。
[0004]公差环可用于在传递扭矩所需的元件之间提供过盈配合。公差环提供了一种在可以不被机加工成精确尺寸的元件之间提供过盈配合的高效的方法。公差环具有多个其它可能的优点，例如对元件之间的不同的线性膨胀系数进行补偿，从而允许实现快速的设备装配和耐用性。
[0005]公差环主要包括弹性材料条带，例如诸如弹簧钢之类的金属，该条带的两端被聚集在一起以形成环。突起的带从该环径向向外延伸，或者朝向环的中心径向向内延伸。通常，突起是形成物，可能地为规则的形成物，例如褶皱、脊或波状部。
[0006]当环定位在位于例如轴与该轴定位在其中的壳体中的孔之间的环形空间中时，突起能够被压缩。每一个突起均起到弹簧的作用并且向该轴和该孔的表面上施加径向力，从而在轴与壳体之间提供过盈配合。当通过公差环来传递扭矩时，壳体或轴的旋转将在轴或壳体中的另一个上产生相似的旋转。通常，突起的带被该环的没有形成物的环形区段(在本领域中称之为公差环的“未成形区段”)轴向地侧部包围住。
[0007]尽管公差环通常包括弹性材料条带，该弹性材料条带被弯曲以使得环能够通过叠置该条带的两端而容易地形成，但是公差环还可被制成为环形带。下文中所使用的术语“公差环”包括这两种类型的公差环。下文中所使用的术语“轴”包括带有诸如轴、飞轮、定子、转子、主框架、下部框架、或轴承之类的圆柱形部分的任一装配部件。
[0008]因此，工业仍然存在对公差环，具体而言被安装在压缩机电机内的公差环的改进的需要。

【专利附图】

【附图说明】
[0009]通过参照附图进行说明，本公开能够得到更好地理解，并且其多个特征和优点对于本领域技术人员而言变得明显。
[0010]图1包括根据实施例的压缩机组件的横截面图。
[0011]图2包括根据实施例的公差环的顶平面图。
[0012]图3包括沿图2中的位置3截取的根据实施例的公差环的局部侧平面图。
[0013]图4包括沿图3中的线4-4截取的根据实施例的公差环的横截面图。
[0014]图5包括被安装在内部部件与外部部件之间的根据实施例的公差环的局部顶平面图。
[0015]图6包括根据另一个实施例的公差环的局部侧平面图。
[0016]图7包括沿图6中的线7-7截取的根据另一个实施例的公差环的横截面图。
[0017]图8包括被安装在内部部件与外部部件之间的根据另一个实施例的公差环的局部顶平面图。
[0018]图9包括根据又一个实施例的公差环的局部侧平面图。
[0019]图10包括沿图9中的线10-10截取的根据再一个实施例的公差环的横截面图。
[0020]图11包括根据再一个实施例的公差环的局部侧平面图。
[0021]图12包括沿图11中的线12-12截取的根据再一个实施例的公差环的横截面图。
[0022]图13包括根据再一个实施例的公差环的局部侧平面图。
[0023]图14包括沿图13中的线14-14截取的根据再一个实施例的公差环的横截面图。
[0024]图15包括根据另一个实施例的公差环的局部侧平面图。
[0025]图16包括沿图15中的线16-16截取的根据另一个实施例的公差环的横截面图。
[0026]图17包括根据又一个实施例的公差环的局部侧平面图。
[0027]图18包括沿图17中的线18-18截取的根据又一个实施例的公差环的横截面图。
[0028]图19包括根据另一个实施例的公差环的局部侧平面图。
[0029]图20包括沿图19中的线20-20截取的根据另一个实施例的公差环的横截面图。
[0030]图21包括根据又一个实施例的公差环的局部侧平面图。
[0031]图22包括沿图21中的线22-22截取的根据又一个实施例的公差环的横截面图。
[0032]不同附图中的相同的附图标记的使用表明相似或相同的物品。

【具体实施方式】
[0033]以下描述涉及公差环，并且具体而言涉及能够在安装在压缩机组件内、主框架与压缩机壳体之间、下部框架与压缩机壳体之间、定子与压缩机壳体之间、或其组合之间的公差环。在一个方面中，公差环能够配合在内部部件(例如，主框架、下部框架、定子等)的周围，并且随后，压缩机壳体能够被加热和膨胀并且被放置在内部部件之上。当压缩机壳体冷却并且收缩时，缩小的压缩机壳体的内壁能够在公差环的波状结构上施加压缩力。每一个波状结构处的压缩力都能够被传递给第一多个部件接合结构。
[0034]每一个部件接合结构都能够定位成与波状结构相对。换句话说，每一个部件接合结构都能够形成在与波状结构相对的表面上或者从该相对的表面延伸。此外，每一个部件接合结构都能够形成在与波状结构的力足迹(force footprint)重叠的区域中。缩小的压缩机壳体所提供的压缩力能够迫使或者以其它方式造成部件接合结构延伸到内部部件的外壁中并且与该外壁相接合。因此，公差环将与内部部件充分接合并且公差环能够防止内部部件相对于公差环旋转。
[0035]公差环还能够包括第二多个部件接合结构，该第二多个部件接合结构沿与第一多个接合结构相反的方向从波状结构延伸。具体地，第二多个部件接合结构中的每一个都能够从每一个波状结构的面延伸，并且当外部部件收缩时，第二多个部件接合结构中的每一个都能够延伸到外部部件的内壁中且与该内壁相接合。因此，公差环能够在内部部件与外部部件之间被锁定就位。使用第一多个部件接合部件、第二多个部件接合结构、或其组合能够将内部部件充分联接到外部部件并且能够省去用于将内部部件和外部部件附连、或附接至彼此的焊接操作。
[0036]首先参照图1，压缩机组件被示出并且大体标为100。压缩机组件100能够包括压缩机壳体102，该压缩机壳体102能够限定近侧端104和远侧端106。此外，压缩机壳体102能够包括由压缩机壳体102的内壁110限定的内腔108。多个静态压缩机部件能够被安装在压缩机壳体102内并且与该压缩机壳体102相接合。
[0037]例如，如图所示，压缩机组件100能够包括主框架120，该主框架120靠近压缩机壳体102的近侧端104被布置于压缩机壳体102内。主框架120能够包括外壁122。第一公差环124能够围绕主框架120布置并且第一公差环124能够与主框架120的外壁122和压缩机壳体102的内壁110相接合，如下文详细描述的，以便将主框架120牢固地锁定在压缩机壳体102内。
[0038]压缩机壳体100能够包括下部框架130，该下部框架130靠近压缩机壳体102的远侧端106被布置于压缩机壳体102内。下部框架130能够包括外壁132。第二公差环134能够围绕下部框架130布置并且第二公差环134能够与下部框架130的外壁132和压缩机壳体102的内壁110相接合，如下文详细描述的，以便将下部框架130牢固地锁定在压缩机壳体102内。
[0039]此外，压缩机组件100能够包括定子140，该定子140布置于压缩机壳体102内、在主框架120与下部框架130之间。定子140能够包括外壁142。第三公差环144能够围绕定子140布置并且第三公差环144能够与定子140的外壁142和压缩机壳体102的内壁110相接合，如下文详细描述的，以便将定子140牢固地锁定在压缩机壳体102内。
[0040]在具体方面中，主框架120、下部框架130、定子140、或其组合能够形成有位于外壁122、132、142中的凹槽，该凹槽被构造成接收相应的公差环124、134、144。该凹槽能够是开口凹槽，该开口凹槽在一端上被外壁材料侧部包围，使得该凹槽的壁具有大体“L”形。此外，该凹槽能够是闭合凹槽，该闭合凹槽在两端上被外壁材料侧部包围，使得该凹槽具有大体“U”形。每一个凹槽的长度都能够与被安装在该凹槽中的相应的公差环124、134、144的长度大致相等。此外，每一个凹槽的深度都能够小于被安装在该凹槽中的相应的公差环124、134、144的总体厚度。
[0041]在具体方面中，组装期间，第一公差环124能够配合在主框架120之上，第二公差环134能够配合在下部框架130之上，并且第三公差环144能够配合在定子140之上(不必以此顺序)。这些子组件能够彼此适当对准、并且间隔开，以用于进一步装配到压缩机壳体 102。
[0042]在子组件的对准和放置之前、期间、或之后，压缩机壳体102能够被加热以使压缩机壳体102膨胀并且已膨胀的压缩机壳体102能够被放置在子组件之上，如图1中所示。
[0043]当压缩机壳体102冷却并且缩小时，压缩机壳体102的内壁110能够与第一公差环124、第二公差环134、和第三公差环144相接合并且在第一公差环124、第二公差环134、和第三公差环144上施加压缩力。该压缩力能够造成第一公差环124、或其部件与主框架120、压缩机壳体102或其组合相接合。该压缩力能够造成第二公差环134、或其部件与下部框架130、压缩机壳体102或其组合相接合。此外，来自冷却并且缩小的压缩机壳体102的压缩力能够造成第三公差环144、或其部件与定子140、压缩机壳体102或其组合相接合。
[0044]具体而言，如下文详细描述的，位于第一公差环124上的第一多个部件接合结构能够延伸到主框架120的外壁122中并且与外壁122相接合。此外，位于第一公差环124上的第二多个部件接合结构能够延伸到压缩机壳体102的内壁110中并且与内壁110相接合。因此，第一公差环124能够将主框架120锁定、或者以其它方式固定至压缩机壳体102。
[0045]此外，位于第二公差环134上的第一多个部件接合结构能够延伸到下部框架130的外壁132中并且与该外壁132相接合。位于第二公差环134上的第二多个部件接合结构能够延伸到压缩机壳体102的内壁110中并且与内壁110相接合。这样一来，第二公差环134能够将下部框架130锁定、或者以其它方式固定至压缩机壳体102。
[0046]位于第三公差环144上的第一多个部件接合结构能够延伸到定子140的外壁142中并且与外壁142相接合。此外，位于第三公差环144上的第二多个部件接合结构能够延伸到压缩机壳体102的内壁110中并且与内壁110相接合。因此，第三公差环144能够将定子140锁定、或者以其它方式固定至压缩机壳体102。
[0047]现在参照图2至图5，示例性的公差环被示出并且大体标为200。图2至图5中所示的公差环500 (以及本文中所述的公差环中的任何其它的公差环)能够用于上文所述的压缩机组件100中。此外，能够在整个压缩机组件100中使用相似或不相似的公差环。
[0048]如图2至图5中所示，公差环200能够包括大体圆柱形本体202，该大体圆柱形本体202具有大体圆柱形侧壁204。侧壁204能够包括顶部206和底部208。此外，侧壁204能够包括第一端210和第二端212。此外，间隙214能够被建立在侧壁204的第一端210与第二端212之间。间隙214能够完全延伸穿过侧壁204，以便在侧壁204与公差环200之间形成缝隙。如图2中所示,公差环200能够包括中心216。
[0049]图2至图5表明公差环200能够包括形成在侧壁204中的多个波状结构220。波状结构220能够离开公差环200的中心216从侧壁204向外延伸。每一个波状结构220都能够具有大体半圆柱形本体，该大体半圆柱形本体具有大体半球形端部。此外，在如图3中所示的平面图中，每一个波状结构220能够具有椭圆形状。
[0050]公差环能够包括一行波状结构、两行波状结构、三行波状结构等。此外，每一行中的波状结构的总数Nws能够彡10，例如彡12，彡14，彡16，彡18，彡20，彡22，彡24，彡26，彡28，彡30，彡32，彡34，彡36，彡38，或彡40。此外，Nws彡200，彡190，彡180，彡170，(160，彡150，彡140，彡130，彡120，彡110，或彡100。Nws能够处于位于上文所述的Nws数值中的任一个之间并包括上文所述的Nws数值中的任一个在内的范围内。
[0051]在另一个方面中，公差环200可以包括与间隙214相对的多个波状部毛坯(waveblank)，即未成形波状部，使得与间隙214相对的侧壁204未成形并且不包括任何波状部。例如，公差环200可以包括与间隙214相对的彡2个未成形波状部，例如彡2，彡4，彡6，彡8，或彡10。与间隙214相对的未成形波状部的数量能够彡40，例如彡30，或彡20。与间隙214相对的未成形波状部的数量能够处于位于以上段落中所列出的数值中的任一个之间并包括以上段落中所列出的数值中的任一个在内的范围内。波状部毛坯在通过公差环216的中心并且平分间隙214的轴线上居中设置。
[0052]每一个波状结构220都能够包括外周222。此外，每一个波状结构220都能够包括力足迹224，该力足迹224延伸超过波状结构220的外周222。力足迹224是对在其上朝向公差环200的中心216传递与波状结构220垂直地起作用的力的公差环200的区域的指示，例如侧壁204的区域。
[0053]在具体方面中，力足迹224能够具有和与力足迹224相关的波状结构220的外周222的形状类似的外周。然而，由力足迹224的外周限定的区域Aff能够> 由波状结构的外周222限定的外周222的区域Aws。例如，Aff能够彡105% Aws，例如彡110% Affs,彡120%Affs, 130% Affs, 140% Aws，或 150% Affso 在另一方面中，Aff 能够彡 400% Aws，例如彡 350% Affs,(300% Aws，彡250% Aws，或彡200% Aws。Aff还能够处于位于上文所述的％ Aws数值中的任一个之间并包括上文所述的％ Affs数值中的任一个在内的范围内。
[0054]图3还表明每一个波状结构220都能够包括中央轴线226。每一个波状结构220都能够关于中央轴线226对称。
[0055]图2至图5还表明公差环200能够包括第一多个部件接合结构230。第一多个部件接合结构230中的每一个都能够形成为邻近波状结构220的外周222。此外，第一多个部件接合结构230中的每一个都能够包括外周232并且第一多个接合结构230中的每一个的外周232的一部分都能够与相邻的波状结构220的外周222共线。
[0056]例如，每一个部件接合结构230的外周232与相邻的波状结构220的外周222的共线性C能够彡10%。这样一来，每一个部件接合结构230的外周232的至少10%能够与相邻的波状结构220的外周222共线并且沿相同的直线、曲线、或直线/曲线或者多根直线、曲线、或直线/曲线形成。在另一方面中，C能够彡20%，例如彡25%,^30%,^35%,彡45%，或彡50%。此夕卜，C能够彡75%，例如彡70%，彡65%，或彡60%。C还能够处于位于上文所述的C的数值中的任一个之间并包括上文所述的C的数值中的任一个在内的范围内。
[0057]第一多个部件接合结构230中的每一个都能够包括中央轴线234并且第一多个部件接合结构230中的每一个的中央轴线234都能够与相应的波状结构220的中央轴线226对准。
[0058]如图4和图5中所示，第一多个部件接合结构230中的每一个都能够沿与波状结构220延伸的方向相反的方向从侧壁204延伸。例如，如果波状结构220远离公差环200的中心216向外延伸，那么第一多个部件接合结构230能够朝向公差环200的中心216向内延伸。
[0059]如图4和图5中所示，第一多个部件接合结构230中的每一个都能够具有弯曲的远侧边缘236。具体地，每一个远侧边缘236的曲率都能够与侧壁204的曲率相匹配。根据第一多个部件接合结构230的取向，每一个的远侧边缘236都能够是内边缘或外边缘。
[0060]因此，当围绕内部部件502，例如定子、主框架、下部框架、轴、轴承等安装公差环200并且围绕公差环200放置缩小的外部部件504时，缩小的外部部件504能够提供压缩力，该压缩力能够作用在波状结构220中的每一个上。每一个波状结构220上的压缩力都能够通过波状结构220的力足迹224被传递给与波状结构220相对并且与波状结构220对准的相应的部件接合结构230。当外部部件504缩小时，外部部件504所提供的力能够足够大，以将相应的部件接合结构230、或其远侧边缘236至少部分地驱动到内部部件502中。具体地，第一多个部件接合结构230中的每一个、或其远侧边缘都能够至少部分地延伸到内部部件502的外壁中。
[0061]如图3中所示，公差环200能够包括端部特征238，该端部特征238从侧壁204的顶部206径向延伸。端部特征238可以是朝向公差环200的中心216从侧壁204向内延伸的凸缘或径向毂。端部特征238能够与内部部件502的远侧端共同定位，以防止内部部件502和公差环200之间沿单个轴向方向的相对轴向平移。在另一方面中，额外行的部件接合结构230能够沿公差环200定位，使得额外行与内部部件502的远侧端共存。换句话说，额外行的部件接合结构230可以定位成超过内部部件502的远侧端、与远侧端共存，使得额外行的部件接合结构230与内部部件502的远侧端相接合并且防止内部部件502沿第一轴向方向的相对平移。在另一方面中，可以通过与内部部件502的远侧端纵向地共同定位的额外行的波状结构220来防止相对的轴向平移。
[0062]如图2、图4、和图5中所示，波状结构220能够相对于公差环200的中心216沿向外方向延伸并且部件接合结构230能够相对于公差环200的中心216沿向内方向延伸。然而，在另一方面中，波状结构220能够朝向公差环200的中心216沿向内方向延伸并且部件接合结构230能够离开公差环200的中心216沿向外方向延伸。
[0063]在具体方面中，多个波状结构220中的每一个都能够包括深度Dws，该深度Dws从侧壁204的第一面到波状结构220的远侧点测量到。侧壁204的第一面能够是侧壁204的外面并且波状结构220的远侧点能够是波状结构220的最外侧点。第一多个部件接合结构230中的每一个都能够包括深度DeES1，该深度Drasi能够从侧壁204的第二面到部件接合结构230的远侧点测量到，并且Drasi ( Dws。侧壁204的第二面能够是侧壁204的内面并且部件接合结构230上的远侧点能够是部件接合结构230的最内侧点。
[0064]Dcesi 能够彡 50% Dws，例如彡 45% Dws，^ 40% Dffs, ^ 35% Dws，彡 30% Dws，或彡 25%Dffso 此外，Dcesi 能够彡 1% Dws，例如彡 2% Dffs,彡 3% Dffs,彡 4% Dws，或彡 5% Dffso Dcesi 能够处于位于本文中所述的Dws的百分比数值中的任一个之间并包括上文所述的Dws的百分比数值中的任一个在内的范围内。
[0065]此外，公差环200能够包括外径D。，并且Dcesi能够彡5% D。，例如彡4% D0, ( 3%D0, ^ 2% D。，或彡 1% D。。Dcesi 能够彡 0.1% D。，例如彡 0.2% D0,彡 0.3% D0,彡 0.4% D0,或彡0.5% %。此外，Dcesi能够处于位于％的百分比数值中的任一个之间并包括％的百分比数值中的任一个在内的范围内。
[0066]在另一方面中，第一多个部件接合结构230中的每一个都能够与相邻的波状结构220的力足迹224至少部分地重叠。换句话说，第一多个部件接合结构230中的每一个的至少一部分能够定位在由相邻的波状结构220的力足迹224的外周限定的区域内。这样一来，作用在特定波状结构220上的力的至少一部分能够通过波状结构220的力足迹224被传递给第一多个部件接合结构230中相邻的一个。
[0067]具体而言，第一多个部件接合结构230中的每一个被相邻的波状结构220的力足迹224重叠的量O能够彡50%，例如彡55%，彡60%，彡65%，彡70%，或彡75%。此外，O能够彡100%，彡99%，彡98%，彡97%，彡96%，彡95%，或彡90%。在另一方面中，O能够处于位于本段落中所述的百分比数值中的任一个之间并包括本段落中所述的百分比数值中的任一个在内的范围内。O能够是重叠的第一多个部件接合结构中的每一个的区域、或外周的％。
[0068]在另一方面中，公差环200的侧壁204能够具有壁厚Tw，并且Drasi能够彡200%Tw，例如< 175% Tw，彡 150% Tw，彡 125% Tw，或彡 100% Tff0 此外，Dcesi 能够彡 25% Tw，例如彡50% Tw，或彡75% Tw。Dcesi还能够处于位于上文所述的Tw的百分比数值中的任一个之间并包括上文所述的Tw的百分比数值中的任一个在内的范围内。
[0069]在又一方面中，波状结构220的数量与第一部件接合结构230的数量的第一比R1能够彡0.25: 1，例如彡0.5: I, ^ 0.75: 1，或彡I: I。此外，R1能够彡20: 1，^ 15: 1，彡10: 1，彡5: 1，彡4: 1，彡3: 1，或彡2: I。R1能够处于位于上文所述的R1的数值中的任一个之间并包括上文所述的R1的数值中的任一个在内的范围内。
[0070]参照图6至图8，公差环的另一个实施例被示出并且大体标为600。公差环600能够包括大体圆柱形本体602，该大体圆柱形本体602具有大体圆柱形侧壁604。
[0071]如图6中所示，公差环600能够包括多个波状结构606，该多个波状结构606能够从侧壁604离开公差环600的中心向外延伸。公差环600还能够包括第一多个部件接合结构608，该第一多个部件接合结构608能够朝向公差环600的中心从侧壁604向内延伸。
[0072]图6至图8还表明公差环600还能够包括第二多个部件接合结构610。第二多个部件接合结构610中的每一个都能够形成在相应的波状结构606中并且能够离开公差环600的中心从波状结构606向外延伸。第二多个部件接合结构610中的每一个都能够沿与公差环600的纵向轴线612平行的方向定向。此外，第二多个部件接合结构610中的每一个都能够具有大体三角形横截面。
[0073]如图6中所示，每一个波状结构606都能够包括中央轴线614并且第二多个部件接合结构610中的每一个都能够具有中央轴线616。每一个波状结构606的中央轴线614和第二多个部件接合结构610中的每一个的中央轴线616能够共线并且能够与公差环的纵向轴线612平行。
[0074]在具体方面中，多个波状结构606中的每一个能够包括深度Dws，该深度Dws从侧壁604的第一面测量到。该第一面能够是侧壁604的外面。第二多个部件接合结构610中的每一个都能够包括深度DeES2，该深度Dras2能够从波状结构610的面、或外周测量到。Dras2能够彡 Dffso 具体地，Dces2 能够彡 50% Dws，例如彡 45% Dffs, ^ 40% Dffs, ^ 35% Dffs, ^ 30% Dffs,或彡 25% Dffso 此外，Dces2 能够彡 1% Dws，例如彡 2% Dffs,彡 3% Dffs,彡 4% Dws，或彡 5% DffsoDces2能够处于位于本文中所述的Dws的百分比数值中的任一个之间并包括本文中所述的Dws的百分比数值中的任一个在内的范围内。
[0075]在另一方面中，公差环600能够包括外径Dtj，并且Dces2能够彡5% Dtj，例如彡4%D0, ^ 3% D0, ^ 2% D。，或彡 1% D00 此夕卜，Dces2 能够彡 0.1% D。，例如彡 0.2% D0,彡 0.3%D0,彡0.4% D。，或彡0.5% D00 Dces2能够处于位于以上Dq的百分比数值中的任一个之间并包括以上Dq的百分比数值中的任一个在内的范围内。
[0076]如图6中所示，多个波状结构606中的每一个，例如其面，能够包括长度Lws，并且第二多个部件接合结构中的每一个都能够至少部分地沿Lws延伸。具体地，第二多个部件接合结构606中的每一个都能够沿至少10% Lffs延伸，例如15% Lffs, 25% Lffs, 50% Lffs, 75% Lffs,80% Lffs, 85% Lws，或90% Lws。在另一方面中，第二多个部件接合构件606中的每一个都能够沿100% Lws延伸。
[0077]在另一方面中，多个波状结构606中的每一个，例如其面，能够包括宽度Wws，并且其中第二多个部件接合结构610中的每一个都能够至少部分地沿Wws延伸。具体而言，第二多个部件接合结构610中的每一个都能够沿至少10% Wws延伸，例如15% Wffs, 25% Wffs, 50%Wffs, 75% Wffs, 80% Wffs, 85% Wws，或90% Wws。此外，第二多个部件接合结构610中的每一个都能够沿100% Wws延伸。
[0078]在另一方面中，公差环600的侧壁604能够包括壁厚Tw，并且Dras2能够< 200%Tw，例如< 175% Tw，彡 150% Tw，彡 125% Tw，或彡 100% Tff0 此外，Dces2 能够彡 25% Tw，例如彡50% Tw，或彡75% Tw。Dces2能够处于位于本文中所述的Tw的百分比数值中的任一个之间并包括本文中所述的Tw的的百分比数值中的任一个在内的范围内。
[0079]第二多个部件接合结构610中的每一个都能够与公差环600的纵向轴线612基本平行，如图6中所示。然而，第二多个部件接合结构610中的每一个都能够与公差环600的纵向轴线612基本水平。在另一方面中，第二多个部件接合结构610中的每一个都能够相对于纵向轴线612成角度。此外，第二多个接合结构610中的每一个都能够是连续或不连续的(即，每一个都能够包括两个或多个分立的部分)。此外，第二多个接合结构610中的每一个都能够具有相交以形成“X”形、“ + ”形、或类似形状的部分。此外，第二多个接合结构610中的每一个都能够被靠近相应的波状结构606的每一个端部从侧壁604延伸的一对第一多个接合结构608侧部包围。
[0080]如图8中所示，当围绕内部部件802，例如定子、主框架、下部框架、轴、轴承等安装公差环600时，收缩的外部部件804围绕公差环600设置，收缩的外部部件804能够提供压缩力，该压缩力能够作用在波状结构606中的每一个上。每一个波状结构600上的压缩力能够被传递到第一部件接合结构608的相应构件,如上所述。
[0081]第一多个部件接合结构608中的每一个都能够至少部分地延伸至内部部件802的外壁中并且与该外壁相接合。此外，收缩的外部部件804所造成的压缩力能够造成外部部件804与第二多个部件接合结构610相接合，使得第二多个部件接合结构610中的每一个都至少部分地延伸至外部部件804的内壁中并且与该内壁相接合。
[0082]在具体方面中，波状结构606的数量与第二部件接合结构610的数量的第二比R2能够彡0.25: 1，例如彡0.5: 1，彡0.75: 1，彡I: I。此外，R2能够彡20: 1，彡15: 1，^ 10: 1，彡5: 1，彡4: 1，彡3: 1，或彡2: I。R2能够处于位于上文所述的R2的数值中的任一个之间并包括上文所述的R2的数值中的任一个在内的范围内。
[0083]图9和图10示出了公差环900的另一个实施例。公差环900能够包括侧壁902，该侧壁902形成有多个大体半球形波状结构904。该多个波状结构904能够从侧壁902向外延伸。公差环900还能够包括第一多个部件接合结构906，该第一多个部件接合结构906能够沿与波状结构904相反的方向，即从侧壁902向内地从侧壁902延伸。
[0084]参照图11和图12，公差环的又一个实施例被示出并且大体标为1100。公差环1100能够包括侧壁1102，该侧壁1102形成有多个大体半圆形的波状结构1104。该多个波状结构1104能够从侧壁1102向外延伸。如图所示，公差环1100还能够包括第一多个部件接合结构1106，该第一多个部件接合结构1106能够沿与波状结构1104相反的方向，即从侧壁902向内地从侧壁1102延伸。
[0085]图11和图12中所示的公差环1100还能够包括第二多个部件接合结构1108。第二多个部件接合结构1108中的每一个都能够成大体锥形并且能够沿与第一多个部件接合结构1106相反的方向从相应的波状结构1104向外延伸。
[0086]图13和图14示出了公差环1300的另一个实施例。公差环1300能够包括侧壁1302，该侧壁1302形成有从侧壁1302延伸的多个大体半圆柱形波状结构1304。多个波状结构1304中的每一个都能够具有圆形表面1306，该圆形表面1306被平坦上部表面1308和平坦下部表面1310侧部包围。公差环1300还能够包括第一多个部件接合结构1312，该第一多个部件接合结构1312能够沿与波状结构1304相反的方向从侧壁1302延伸。第一多个部件接合结构1310中的每一个都能够形成在波状结构的平坦表面1306、1308的边缘附近并且能够与公差环1300的纵向轴线1314垂直。
[0087]图15和图16示出了公差环1500的又一个实施例。公差环1500能够包括侧壁1502，该侧壁1502形成有从侧壁1502延伸的多个大体半圆柱形的波状结构1504。多个波状结构1504中的每一个都能够具有圆形表面1506，该圆形表面1506能够被平坦上部表面1508和平坦下部表面1510侧部包围。公差环1500还能够包括第一多个部件接合结构1512，该第一多个部件接合结构能够沿与波状结构1504相反的方向从侧壁1302延伸。公差环1500还能够包括第二多个部件接合结构1514并且每一个都能够从波状结构1504的弯曲圆形表面1506延伸。第一多个部件接合结构1512能够与第二多个部件接合结构1514垂直。
[0088]现在参照图17和图18，示出了公差环1700的再一个实施例。公差环1700能够包括侧壁1702，该侧壁1702形成有具有大体平顶金字塔形状的多个波状结构1704。公差环1700还能够包括第一多个部件接合结构1706，该第一多个部件接合结构1706能够沿与波状结构1704相反的方向从侧壁1702延伸。第一多个部件接合结构1706中的每一个都能够形成在波状结构1704的上部边缘或下部边缘的附近。备选地，第一多个部件接合结构1706中的每一个都能够形成在波状结构的左侧边缘或右侧边缘的附近。
[0089]图19和图20示出了公差环1900的另一个实施例。公差环1900能够包括侧壁1902，该侧壁1902形成有具有大体平顶金字塔形状的多个波状结构1904。公差环1900能够包括第一多个部件接合结构1906，该第一多个部件接合结构1906能够沿与波状结构1904相反的方向从侧壁1902延伸。此外，公差环1900能够包括第二多个部件接合结构1908，并且该第二多个部件接合结构1908中的每一个都能够形成在波状结构1904的平坦的远侧表面1910中。第二多个部件接合结构1910中的每一个都能够沿与第一多个部件接合结构1906的方向相反的方向延伸。
[0090]参照图21和图22，示出了公差环2100的另一个实施例。公差环2100能够包括侧壁2102，该侧壁2102形成有具有大体三角形横截面形状的多个波状结构2104。公差环2100能够包括第一多个部件接合结构2106，该第一多个部件接合结构2106能够沿与波状结构2104相反的方向从侧壁2102延伸。此外，波状结构2104中的每一个都能够包括形成于两个成角度表面的顶端处的远侧边缘2108。波状结构2104的远侧边缘2108能够起到沿与第一多个部件接合结构2106的方向相反的方向延伸的第二多个部件接合结构的作用。
[0091]在本文中所述的实施例中的每一个实施例中，波状结构和部件接合结构能够围绕公差环的侧壁壁的圆周均匀地间隔开。然而，这些结构能够交错，使得其变得逐渐更靠近或者逐渐更远离。此外，这些结构能够分组并且所述组能够围绕公差环的侧壁的圆周均匀地间隔开。
[0092]此外，在其它方面中，根据具体应用，单个公差环能够包括不同的波状结构和不同的部件接合结构的任何组合。此外，单个公差环能够包括任何数量的类似的波状结构、任何数量的不同的波状结构、任何数量的相似的部件接合结构、任何数量的不同的部件接合结构、或其任何组合。此外，多个公差环能够包括面向内、面向外、或者面向内和外的波状结构。类似地，特定的公差环能够包括面向内、面向外、或面向内和外的部件接合结构。
[0093]在具体方面中，根据本文中所述的方面中的任何一个的公差环均可由金属、金属合金、或其组合制成。该金属能够包括含铁金属。此外，该金属能够包括钢。该钢能够包括不锈钢，例如奥氏体不锈钢。而且，该钢能够包括包含铬、镍、或其组合在内的不锈钢。例如，该钢能够是X10CrNil8-8 1.4310不锈钢。此外，公差环能够包括维氏锥体硬度VPN，该维氏锥体硬度VPN能够彡350，例如彡375，彡400，彡425，或者彡450。VPN还能够彡500，(475，或者< 450。VPN还能够处于位于本文中所述的VPN数值中的任一个之间并包括本文中所述的VPN数值中的任一个在内的范围内。在另一方面中，公差环能够被处理以提高其抗腐蚀性。具体而言，公差环能够被钝化。例如，公差环能够被根据ASTM标准A967进行钝化。
[0094]在另一方面中，能够形成公差环的库存材料可具有厚度T,并且T能够彡0.1mm,例如 > 0.2mm, ^ 0.3mm, ^ 0.4mm, ^ 0.5mm,或> 0.6mm。在另一方面中，T 能够< 1.0mm,(0.9mm，或< 0.8mm。此外，T能够处于位于上文中所公开的T的数值中的任一个之间并包括上文中所公开的T的数值中的任一个在内的范围内。
[0095]根据本文中所述的方面中的任一方面所述的公差环可具有总体外径0D，并且OD能够 > 100mm,例如 > 110mm, ^ 120mm, ^ 130mm, ^ 140mm,或> 150mm。该 OD 能够< 300mm,例如彡250mm，或彡175mm。此外，OD能够处于位于本文中所述的OD的数值中的任一个之间并包括本文中所述的OD的数值中的任一个在内的范围内。
[0096]在另一方面中，公差环能够具有总长度L,并且L能够彡5mm,彡1mm,彡15mm,^ 20mm,或> 25mm。该 L 能够< 50mm,例如< 45mm, ^ 40mm, ^ 35mm,或< 30mm。此外，L能够处于位于上文所述的L的数值中的任一个之间并包括上文所述的L的数值中的任一个在内的范围内。
[0097]示例
[0098]测试公差环由0.6mm厚并且包括400-450VPN之间的硬度的XlOCrNi 18_8 1.4310不锈钢制成。该公差环的外径为大约159mm。该公差环具有大约15mm的长度。每一个波状部都能够具有大约6.3mm的波距(wave pitch)。该公差环包括2排、或行的32个波状部，其中6个波状部毛坯与间隙相对。每一个波状部都包括圆形、或辐射式轮廓，并且具有大约1.9mm的长度。
[0099]围绕由铸铁制成的内部部件(B卩，主框架)放置公差环。内部部件具有大约
158.75mm±0.03mm的外径并且内部部件为大约25mm长。该内部部件形成有凹槽，该凹槽具有大约156.20mm±0.03mm的外径。该凹槽具有大约14.75mm±0.01的宽度。已装配的公差环/内部部件子组件的重量为大约7.0kgo
[0100]提供外部部件(S卩，壳体)。外部部件由热轧制钢板(SHP-1)制成并且具有大约159.37mm±0.1mm的外径、大约4mm的壁厚、和大约400mm的长度。外部部件的重量为大约1.5kg。
[0101]外部部件被加热直到外部部件充分膨胀以被放置在子组件之上而不与子组件相接合为止。之后，外部部件被冷却，或者允许被冷却至环境温度，直到外部部件回到初始直径并且子组件(包括内部部件)固定在该外部部件中为止。
[0102]组件定向成使得组件的纵向轴线竖直或者成30°并且该组件升高至在组件的下端与目标表面之间测量到的大约300mm的高度处。该组件被释放并且允许竖直地下降到目标表面上并且组件的下端与目标表面直接接触。内部部件相对于外部部件的移位小于大约0.25mm0
[0103]根据本文中所公开的一个或多个方面制造的公差环能够配合在内部部件的周围。外部部件能够被加热、膨胀、并且被放置到内部部件之上。当外部部件冷却并且收缩时，夕卜部部件的内壁能够在形成于公差环上的一组波状结构上施加压缩力。作用在每一个波状结构上的压缩力都能够被传递到第一多个部件接合结构，该第一多个部件接合结构能够被驱动、或者以其它方式被推入内部部件的外壁中。因此，公差环能够与内部部件充分接合并且公差环能够通过利用焊接操作来防止内部部件相对于公差环和外部部件旋转。
[0104]如果内部部件与外部部件之间需要较强的联结，公差环还能够包括第二多个部件接合结构，该第二多个部件接合结构沿与第一多个接合结构相反的方向(例如，向外)从波状结构延伸。具体而言，第二多个部件接合结构中的每一个都能够从每一个波状结构的面、或最外侧部分延伸并且当外部部件收缩时，第二多个部件接合结构中的每一个都能够被驱动、或推动到外部部件的内壁中并且与该内壁相接合。因此，公差环能够在内部部件与外部部件之间被锁定就位并且内部部件能够被固定在外部部件内。
[0105]使用第一多个部件接合结构、第二多个部件接合结构、或其组合能够将内部部件充分地联接到外部部件并且能够省去用于将内部部件和外部部件附连、或附接至彼此的焊接操作。
[0106]在具体方面中，能够使用冲压操作来形成根据本文中所述的一个或多个方面的公差环及其具体特征，例如波状结构和部件接合结构。扁平片状的钢库存能够被放置在一对模具之间，该对模具具有根据将被冲压到片状库存中的期望特征成形的特征(例如，本文中所述的各种波状结构形状和部件接合结构形状)。在冲压之后，经过冲压的扁平库存能够被切割成条带并且所述条带能够被轧制成具有大体圆柱形状的公差环。
[0107]本领域技术人员可以认识到，可能存在能利用具有本文中所述的特性中的一个或多个的公差环的其它的应用。
[0108]上文中公开的主题将被视为是说明性的，且并非限制性的，并且所附权利要求旨在涵盖落入到本发明的真实范围内的所有的这种变型、增加、和其它实施例。由此，在法律所允许的最大程度下，本发明的范围将由下列权利要求及其等效物的最为广泛的容许解释来确定，并且不应受到前述详细说明的约束或限制。
[0109]此外，在前述详细说明中，出于精简本公开的目的，多种特征均可被集合在一起或者在单个实施例中进行描述。本公开并不被解释成反映下列意图:所要求保护的实施例需要比在每一项权利要求中所明确表述的特征更多的特征。相反，如下列权利要求所反映的那样，创造性的主题能够涉及比所公开的实施例中的任一种的所有特征少的特征。由此，下列权利要求被结合到该详细说明中，每一项权利要求各自限定单独要求保护的主题。
【权利要求】
1.一种公差环，包括: 大体圆柱形本体，所述大体圆柱形本体具有侧壁，所述侧壁限定了顶部、和底部，其中所述侧壁包括: 多个波状结构，所述多个波状结构沿第一方向从所述侧壁延伸；以及 第一多个部件接合结构，所述第一多个部件接合结构沿与所述第一方向相反的第二方向从所述侧壁延伸，其中所述第一多个部件接合结构中的每一个都被构造成至少部分地延伸至第一部件中并且与所述第一部件相接合，所述公差环被装配到所述第一部件中。
2.根据权利要求1所述的公差环，其中所述多个波状结构中的每一个都包括从所述侧壁的第一面测量到的深度Dws，所述第一多个部件接合结构中的每一个都包括从所述侧壁的第二面测量到的深度Dgesi，并且Dgesi彡Dws。
3.根据权利要求2所述的公差环，其中Dcesi^ 50% Dws，例如彡45% Dffs, ^ 40% Dffs,(35% Dws，彡 30% Dws，或彡 25% Dws，并且其中 Dcesi 彡 1% Dws，例如彡 2% Dffs,彡 3% Dffs,彡 4% Dws，或彡 5% Dws。
4.根据权利要求1所述的公差环，其中所述多个波状结构中的每一个都包括力足迹并且其中所述第一多个部件接合结构中的每一个都至少部分地被相邻的波状结构的力足迹重叠。
5.根据权利要求1所述的公差环，其中所述波状结构的数量与所述第一部件接合结构的数量的第一比R1彡0.25: 1，例如彡0.5: 1,^0.75: 1，或彡I: I。
6.根据权利要求5所述的公差环，其中R1彡20: 1，彡15: 1，彡10: 1，彡5: 1，彡4: 1，彡3: 1，或彡2: I。
7.根据权利要求1所述的公差环，所述公差环还包括第二多个部件接合结构，所述第二多个部件接合结构从所述多个波状结构延伸，其中所述第二多个部件接合结构中的每一个都被构造成至少部分地延伸至第二部件中并且与所述第二部件相接合，所述公差环被装配到所述第二部件中。
8.根据权利要求7所述的公差环，其中所述多个波状结构中的每一个的面都包括长度Lws，并且其中所述第二多个部件接合结构中的每一个都至少部分地沿Lws延伸。
9.根据权利要求8所述的公差环，其中所述多个第二部件接合结构中的每一个都沿至少 10% Lws 延伸，例如 15% Lffs, 25% Lffs, 50% Lffs, 75% Lffs, 80% Lffs, 85% Lws，或 90% Lffso
10.根据权利要求7所述的公差环，其中所述多个波状结构中的每一个的面都包括宽度Wws，并且其中所述第二多个部件接合结构中的每一个都至少部分地沿Wws延伸。
11.根据权利要求10所述的公差环，其中所述第二多个部件接合结构中的每一个都沿至少 10% Wffs 延伸，例如 15% Wffs, 25% Wffs, 50% Wffs, 75% Wffs, 80% Wffs, 85% Wffs,或 90% Wws。
12.根据权利要求7所述的公差环，其中所述波状结构的数量与所述第二部件接合结构的数量的第二比R2彡0.25: 1，例如彡0.5: I, ^ 0.75: 1，彡I: 1，并且其中R2 彡 20: 1，彡 15: 1，彡 10: 1，彡 5: 1，彡 4: 1，彡 3: 1，或彡 2: I。
13.—种组件,包括: 外部部件，所述外部部件包括位于所述外部部件内的孔； 内部部件，所述内部部件布置于所述孔内；以及 公差环，所述公差环被安装在所述内部部件与所述外部部件之间，所述公差环包括: 大体圆柱形本体，所述大体圆柱形本体具有侧壁，所述侧壁限定了顶部、和底部，其中所述侧壁包括: 多个波状结构，所述多个波状结构沿第一方向从所述侧壁延伸；和 第一多个部件接合结构，所述第一多个部件接合结构沿与所述第一方向相反的第二方向从所述侧壁延伸，其中所述第一多个部件接合结构中的每一个都被构造成至少部分地延伸至所述内部部件中并且与所述内部部件相接合。
14.根据权利要求13所述的组件，其中所述公差环还包括第二多个部件接合结构，所述第二多个部件接合结构沿所述第一方向从所述多个波状结构延伸，其中所述第二多个部件接合结构中的每一个都被构造成至少部分地延伸至所述外部部件中并且与所述外部部件相接合。
15.一种压缩机，包括: 压缩机壳体，所述压缩机壳体形成有孔； 静态压缩机部件，所述静态压缩机部件被安装在所述压缩机壳体的孔内；以及 公差环，所述公差环在所述静态压缩机部件与所述压缩机壳体之间围绕所述静态压缩机部件安装，所述公差环包括: 大体圆柱形本体，所述大体圆柱形本体具有侧壁，所述侧壁限定了顶部、和底部，其中所述侧壁包括: 多个波状结构，所述多个波状结构沿第一方向从所述侧壁延伸；以及 第一多个部件接合结构，所述第一多个部件接合结构沿与所述第一方向相反的第二方向从所述侧壁延伸，其中所述第一多个部件接合结构中的每一个都被构造成至少部分地延伸至所述静态压缩机部件的外壁中并且与所述外壁相接合。
【文档编号】F16D1/08GK104471266SQ201380031554
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】J·潘恩斯里翁西 申请人:圣戈班性能塑料万科有限公司