壳体以及压缩机和具有这种壳体的压缩机单元的制作方法

本发明涉及一种用于机动车、例如载重车或其它商用车的驱动系的曲轴的壳体，其具有优选一件式地构造的、优选压铸的、尤其由铝、灰铸铁或由铝合金或灰铸铁制成的壳体主体，所述壳体主体具有优选锥形的、即逐渐缩细的开口和至少一个缸室、优选两个或更多个缸室，所述缸室在径向方向上穿过壳体主体延伸直至开口，其中，开口在壳体主体的第一轴向端部上敞开，并且该壳体具有壳体法兰，所述壳体法兰布置在壳体主体的第一轴向端部上，其中，活塞可轴向移动地安装在壳体法兰中，从而在壳体法兰与活塞之间构成压力室，所述压力室可借助于压力介质、尤其压力空气被加载压力并且用于使活塞轴向移动，其中，压力介质与供应开口连接，通过所述供应开口可以供应压力介质。此外，本发明还涉及一种具有根据本发明的壳体的压缩机以及一种压缩机单元。

背景技术：

例如由de102015101459a1已知一种一件式制造的曲轴壳体。该文献公开了一种用于马达或压缩机的具有长形曲轴室的一体式壳体，该曲轴室具有两个端面并且用于容纳曲轴。此外，设置至少一个缸室，在该缸室中通过曲轴的旋转来激励活塞进行往复运动。曲轴室在第一端面上具有开口，通过该开口可将曲轴引入到曲轴室中。曲轴室的内直径从第一端面向第二端面逐渐缩细。

ep1995482b1公开了一种马达压缩机单元，其具有马达、空气压缩机和布置在马达与空气压缩机之间的联接器，其中，联接器具有毂、联接器组、弹簧组件和活塞，其中，毂固定在与空气压缩机连接的轴上，弹簧组件在闭合状态下加载联接器组，在该闭合状态下，马达和空气压缩机驱动锁合地连接并且活塞通过挤压弹簧组件的弹簧的指形件来断开联接器组，其中，指形件延伸穿过毂内部的缝隙并且指形件具有在弹簧组件的外直径上的静止点和与联接器组的接触点，该接触点位于弹簧装置的外直径与内直径之间。

由ep2123929b1一般性地已知一种耦合组件，其尤其用于将车辆中的压缩机的输入轴选择性地与驱动机构旋转耦合。该耦合组件包括：第一摩擦元件支架，该第一摩擦元件支架与驱动机构耦合或待耦合，以便围绕一旋转轴线共同旋转，第一组摩擦元件的摩擦元件与该第一摩擦元件支架抗扭转地且关于其可轴向运动地耦合；第二摩擦元件支架，第二组摩擦元件的摩擦元件与该第二摩擦元件支架抗扭转地且关于其可轴向运动地耦合；输出元件，该输出元件与从动机构耦合或待耦合，以便围绕一旋转轴线共同旋转，第二摩擦元件支架与该输出元件基本抗扭转地、关于其可轴向运动地耦合；以及力加载组件，通过该力加载组件，第一组摩擦元件和第二组摩擦元件可在摩擦相互作用中彼此挤压。在此，在输出元件上形成用于两组摩擦元件的第一轴向支座，并且在第二摩擦元件支架上形成用于两组摩擦元件的第二支座，并且力加载组件包括力加载元件，该力加载元件关于第二摩擦元件支架和输出元件受支撑并且将具有第二支座的第二摩擦元件支架轴向地预紧到具有第一支座的输出元件上，并且设置缸/活塞操纵组件，用于对力加载元件加载操纵力，其中，力加载元件膜片式或碟形弹簧式地构造，并且在其径向外部的区域中相对于输出元件受支撑，以及在其径向内部的区域中可通过操纵组件来加载，其中，在径向外部区域与径向内部区域之间的区域中，力加载元件关于第二摩擦元件支架受支撑。

由ep0853200a2、de102016201208a1以及ep2998581a1已知其他的现有技术。

在通过联接器与驱动元件选择性地可耦合或可脱耦的压缩机中产生以下问题：在壳体上出现不密封性并且需要附加的安装空间。

技术实现要素：

本发明的任务是，提供一种壳体以及一种压缩机和一种带有联接器的压缩机单元，它们具有更好的密封性，其中明显减少了由装配引起的材料变形并且其中仅需要很少的附加安装空间。

该任务通过独立权利要求的主题来解决。有利的改进方案由从属权利要求得出。

根据本发明，供应开口(通过其可供应压力介质)与布置在壳体法兰和壳体主体中的配件流体连接，并且可与外部的压力介质管路连接。

配件具有贯通孔，该贯通孔至少区段地构造为内携动轮廓，例如构造为内多边形、尤其是内六边形，或者构造为内多圆形、尤其是内六圆形、如内梅花头螺钉(torx)，或者构造为内星形轮廓，并且该贯通孔具有第一区段和第二区段，其中，第一区段至少部分地安装到壳体主体的开口中，并且在配件的第一区段与壳体主体之间布置有第一密封件，并且第二区段至少区段地具有外螺纹，该外螺纹与壳体法兰的相应的内螺纹旋紧，并且在第二区段与壳体法兰之间布置有第二密封件。

替代于此，配件具有至少一个空心螺栓和插接连接元件，其中，空心螺栓具有头部和贯通孔，并且插接连接元件构造为套筒，所述套筒至少部分地在其外周面上被密封材料包围，其中，密封材料在套筒的两个轴向端部上分别具有环绕的凸缘，其中，插接连接元件的一个轴向端部插入壳体法兰中，并且插接连接元件的另一轴向端部插入到空心螺栓的贯通孔中，并且空心螺栓与壳体主体旋紧，其中，在空心螺栓的头部与壳体主体之间布置有密封件。

通过根据本发明的壳体，由于配件的构造和布置可以减少所需的安装空间。尤其是第一个提到的无头部的配件的构型使得能够将配件装配到壳体中，而不将一力施加到壳体上，该力过度强烈地挤压该壳体，因为该力通常通过螺栓头部与壳体的接触被传递到该壳体上。因此，通过这样的配件能够避免壳体、即壳体主体和壳体法兰的变形，并且避在壳体中出现裂纹。此外，由于制造公差而导致的定位不精确性通过第一密封件的弹性变形来补偿。

通过第二变型方案的插接连接元件避免了在将空心螺栓旋入壳体主体中时产生的拧紧力过大并且因此导致变形和裂纹。由于制造公差造成的不精确性通过空心螺栓、插接连接元件和壳体法兰之间的插接连接来补偿。由此也确保了，空心螺栓总是可以旋入到壳体主体中直至所选择的或所要求的旋入深度，由此可以非常好地规划所要求的安装空间，并且头部突出尺寸、即空心螺栓的头部从壳体伸出或突出的尺寸是小的。

此外，本发明还通过一种压缩机来解决，该压缩机具有根据本发明的壳体、布置在开口中的曲轴以及至少一个活塞，该活塞布置在壳体的至少一个缸室中，并且通过连杆与曲轴连接，使得曲轴的旋转引起活塞的往复运动，其中，曲轴在法兰侧的轴向端部上能够通过联接器选择性地以传递转矩的方式与驱动元件连接。

本发明的任务还通过一种具有根据本发明的压缩机的压缩机单元来解决，其中，压缩机单元具有根据本发明的压缩机和联接器，其中，联接器在轴向方向上布置在压缩机的法兰侧的端部上，并且联接器的转矩导入构件可以以传递转矩的方式与驱动元件连接，并且联接器的转矩导出构件以传递转矩的方式与压缩机连接，其中，安装在该壳体法兰中的活塞的轴向移动引起对联接器的操纵。

当联接器通过活塞缸组件来操纵时，为此将联接器操纵所需的压力介质、例如压力空气从外部供应给压力室。根据本发明，这种供应经过多个构件，其中，避免了压力介质以不密封的方式流出。为了实现这一点，根据本发明使用一种配件，该配件安装到多个构件中并且由此构成用于从外部向压力室供给压力介质的通道并且避免在装配时例如由制造公差引起的材料变形。由此能够确保壳体或压缩机单元的密封性，尤其是在压缩机缸的区域中。同时，可以减小所需的安装空间，因为可以使头部突出尺寸最小化或者甚至被消除。

有利的实施方式在从属权利要求中要求保护并且在下面阐述。

因此有利的是，第一密封件构造为o形环并且第二密封件构造为液体密封件。螺纹可以通过液体密封件来密封，并且o形环可以以其弹性来补偿由制造公差引起的不精确性，而不会损害构件连接部的密封性或紧密性。

同样有利的是，尤其对于具有头部的螺栓的变型方案，在空心螺栓的头部与壳体主体之间的密封件构造为铜密封件，并且密封材料包括橡胶材料。橡胶材料使得密封材料能够弹性变形，并因此可以更容易地与其它元件连接。铜密封件将空心螺栓与壳体主体之间的接口密封。替代地，铜密封件也可以构造为o形环或者也可以构造为具有硫化密封唇的垫片。

壳体的有利的实施方式设置，壳体主体和/或壳体法兰具有金属或金属合金、尤其是铝或铝合金或者灰铸铁或灰铸铁合金。铝是非常好地适合于压铸的轻金属。由此可以制造成本低廉且轻的壳体。为了节省重量，也可以考虑其它材料、例如镁，然而这些材料大多与明显更高的制造成本相关联。灰铸铁比铝稍微重，但也适合于其他铸造方法。

已被证明有利的是，配件和通到压力室中(也就是说与压力室连接)的供应开口构成供应通道。供应通道能够使得，以简单的方式，例如通过衔接于配件的外部的压力介质管路，将压力介质从壳体外部供应给压力室用于建立压力。

为了附接外部的压力介质管路，已经证明为可行的是，配件在第一区段中具有内螺纹，或者配件的空心螺栓的贯通孔具有内螺纹。

压缩机单元的一个有利的实施方式设置，联接器构造为单重联接器或多重联接器和/或摩擦式联接器。因此，联接器能够匹配于各种不同的要求。

在此特别有利的是，联接器在无操纵的状态下是闭合的。因此确保，在无操纵的状态下实现从驱动元件到曲轴上的转矩传递。

在此，另一有利的实施方式设置，曲轴和联接器的转矩导出构件借助于端面齿连接部(hirthverbindung)以传递转矩的方式相连接。这种端面齿部是轴向作用的、平面侧的齿部用于形状锁合地连接两个轴，并且具有如下优点：该齿部是牢固的、但是可松开的。

换句话说，本发明包括使用压力空气作为控制或操纵器件，用于操纵联接器操纵活塞，其中，压力空气腔在此布置在壳体法兰中。为了将压力空气腔与外部的压力管路连接，空心螺栓被旋到壳体主体中，并且借助于空心螺栓的头部与壳体主体之间的铜密封件来密封。套有橡胶的套筒元件以一侧插入或推入到空心螺栓中并且以另一侧插入或推入到法兰中。通过套有橡胶的套筒元件可以补偿公差并且防止壳体构件变形。替代地，配件可以穿过壳体主体插入并且与壳体法兰旋紧。在此，配件和壳体主体通过o形环来密封，并且配件与壳体法兰之间的螺纹连接部通过液体密封件来密封。通过o形环的弹性特性来补偿公差。由于缺少螺栓头部，所以在旋入配件时没有力传递到壳体主体上，并且因此避免了变形。此外，突出长度、即配件突出于壳体或壳体主体的外边缘的长度被减小或最小化、尤其是不再存在，也就是说，配件能够与壳体表面齐平或者甚至以沉入/凹进壳体中的方式定位。这能够进一步节省安装空间。

附图说明

下面根据实施例参照附图详细阐述本发明。附图示出：

图1根据本发明的压缩机单元的立体图；

图2压缩机单元的侧视图，其中，以剖面示出壳体；

图3类似于图2的侧视图，其中，还同样以剖面示出联接器；

图4带有安装的配件的壳体法兰的立体图；

图5带有安装的配件的、第一示例性实施方式中的壳体在供应通道的区域中的纵截面视图；

图6插接连接元件的详细纵截面视图；

图7带有安装的配件的、第二示例性实施方式中的壳体在供应通道的区域中的纵截面视图；和

图8图7中的安装的配件的放大示出的细节视图viii。

附图仅是示意性的并且仅用于理解本发明。相同的元件设有相同的附图标记。

各个实施例的特征也可以在其他实施例中实现。它们因此可以彼此互换。

具体实施方式

图1以立体图示出根据本发明的压缩机单元2。压缩机单元2具有壳体4，该壳体具有壳体主体6和壳体法兰8。为了附接于驱动元件(在此未示出)，压缩机单元2还具有联接器装置10。

壳体4优选由金属或金属合金铸造而成。在此，有利的实施方式由铝或铝合金压铸或者由灰铸铁或灰铸铁合金制造，其中，对于灰铸铁能够使用不同的铸造方法。在此也可以考虑，壳体主体6由与壳体法兰8不同的材料制成。

壳体主体6既可以单件式地、也可以两件式地制成，其中，在后一种变型方案中，两个彼此独立制造的构件随后还彼此连接、有利地彼此焊接。

图2和图3以纵截面示图示出了壳体4。在此可见，壳体主体6在轴向方向上具有开口12，该开口至少在一个轴向端部14处敞开。另一轴向端部16在这里所示的实施方式中封闭地实施。然而，可以考虑，轴向端部16也是敞开的，并且开口12因此是一种贯通开口。两个缸室18从开口12起在径向方向上向外或向上(在图2中)延伸。壳体4从上方以盖20封闭。在缸室18中分别引导活塞(未示出)，所述活塞通过连杆22、24与布置在开口12中的曲轴26以传递转矩的方式连接。在这些缸室18中，通过活塞的往复运动例如将气体混合物吸入到缸室18中并且进行压缩。

壳体法兰8布置在壳体主体6的轴向端部14上。该壳体法兰具有贯通开口28，曲轴26通过该贯通开口与联接器装置10以传递转矩的方式连接。

联接器装置10是所谓的“常闭式”联接器装置，也就是说，联接器装置10在无操纵的状态下闭合，并且通过操纵、即施加力而断开。联接器装置10一方面如上所述与曲轴26以传递转矩的方式连接，另一方面与驱动元件(未示出，例如马达)同样以传递转矩的方式连接。在此，将联接器装置10设计成使得其在闭合状态下将转矩从驱动元件传递到曲轴26上并且在断开状态下中断该转矩传递。

联接器装置10在此能够如在图3中示例性示出的那样实施为摩擦式联接器30，更准确地说，实施为多片式联接器32。联接器装置10(在此为多片式联接器32)在无操纵或无负载的状态下通过弹簧装置34预紧，使得第一和第二摩擦片36、38彼此摩擦锁合并且因此使多片式联接器32闭合。在此，一个摩擦片组36与驱动元件抗扭转地连接，而第二摩擦片组38与曲轴26抗扭转地连接。弹簧装置34在此示例性地构造为多个碟形弹簧42的组40，但也可以考虑，弹簧装置34由仅一个碟形弹簧或其他弹簧类型构成。

在壳体法兰8中容纳有活塞44，所述活塞与操纵轴承46和罐状构造的操纵元件48一起用作联接器装置10的操纵装置50或分离装置50。操纵轴承46在此优选构造为滚动轴承，例如球轴承。操纵装置50基于构造在壳体法兰8与活塞44之间的压力室52中的压力情况被操纵，即，在轴向方向上朝联接器装置10的方向移动。为此，压力室52通过供应通道54(参见图5、7和8)被填充以从外部供应的压力介质，例如压力空气。供应通道54位于一个相对于所示纵截面平面围绕纵轴线旋转90°的平面中。

为了避免压力介质从压力室52中流出并且因此避免压力降低，活塞44在其两个径向端部上利用t形构造的密封件56相对于壳体法兰8密封。

图4示出了壳体法兰8的从后方观察的立体图。也就是说，所见区域是壳体法兰8的在组装状态下位于壳体主体6内部的部分。在该视图中，用于将压力室52与外部压力介质管路连接的、被称为配件58的连接元件已经被安装到壳体法兰8中并且在此例如在水平方向上径向向外地在一在旋转轴线上方的平面中延伸。配件58将在下面阐述。

图5示出配件58的第一示例性实施方式。在该第一示例性实施方式中，配件58多件式地实施，并且具有实施为空心螺栓60的第一元件和实施为插接连接元件62的第二元件。

空心螺栓60具有头部64以及布置在中央的、沿空心螺栓60的纵向方向延伸的贯通孔66，并且具有外螺纹，利用该外螺纹将该空心螺栓旋到壳体主体6中。头部64具有头部突出尺寸，即具有一尺寸，空心螺栓60的头部64以该尺寸从壳体外表面伸出或突出。头部突出尺寸例如为2-5mm。在根据本发明的解决方案中，如在此示例性地示出的那样，该尺寸可以减小到一最小值并且尤其可以确保遵守该尺寸，因为该尺寸在此在装配时不会导致材料变形，该材料变形可能导致配件58不能以期望的深度旋入。

一种替代的、未示出的实施方式包含这样的两件式的配件，然而代替带有头部64的空心螺栓60，设置不带有头部的空心销，其中，该空心销具有在中央延伸的贯通孔，该贯通孔区段地构造为内携动轮廓、例如内多边形或内多圆形，以便可将空心销旋到壳体中。

插接连接元件62实施为优选薄壁的套筒68，该套筒在其整个外周面上被密封材料70包围。替代地，插接连接元件62也可以在其外周面上仅部分地被密封材料70包围。在套筒68的两个轴向端部上，密封材料70分别具有环绕的、向外延伸的凸缘72。插接连接元件62的构型在图6中示意性地、以简化地安装到两个构件中的方式示出并且用于更好地理解。

为了在将插接连接元件62安装到分别为其设置的开口(在图5中，一方面是空心螺栓60的贯通孔66，另一方面是供应开口74)中时不损坏密封材料70，开口的面向密封材料70的边缘或棱边可以被倒角，优选地具有20°的角度(参见图6)，其方式例如是设置倒棱。在将插接连接元件62安装到相应的开口中时，可以说该倒角用作密封材料70的引导部。

即使当壳体主体中的开口(空心螺栓60旋入到该开口中)和壳体法兰8中的开口(插接连接元件62插入到该开口中)由于制造公差不能精确地彼此同心地定向时，凸缘72也能够使得在空心螺栓60(进而还有壳体主体6)、插接连接元件62和壳体法兰8之间的连接保持紧密。为了防止联接器装置10所需的流体(例如油)在壳体主体6和空心螺栓60之间流出，在空心螺栓60的头部64与壳体主体6之间布置有密封件76、例如铜密封件78，其优选地构造为的扁平密封件。

供应开口74与插接连接元件62的套筒68和空心螺栓60的贯通孔66一起形成供应通道54。插接连接元件62可实施成不同的直径和各种不同的长度。为了附接外部的压力介质管路，贯通孔66至少在头部64的区域中具有内螺纹(未示出)。

图7和图8示出了配件58的第二示例性实施方式，该配件一件式地实施。配件58具有贯通孔80，该贯通孔至少区段地构造为内携动轮廓82、在此示例性地构造为内六边形84。但替代地，也可以考虑其它的内多边形轮廓，或者也可以考虑内多圆形轮廓。在外直径的区域中，配件58具有两个区段86、88，这两个区段在这里所示的实施方式中具有不同的外直径。然而，配件58也可以在其整个长度上仅具有一个外直径。第二区段88具有外螺纹90，为了安装配件58，该外螺纹被旋到壳体法兰8中的内螺纹92中。为了旋入，使用具有与内携动轮廓82相匹配的外轮廓的扳手，因此可以省去头部64，该头部例如在第一示例性实施方式中示出(参见图5)。

第一区段86具有环绕的槽94，第一密封件96安装到该槽中，该第一密封件将配件58相对于壳体主体6密封。外螺纹90与内螺纹92之间的螺纹连接通过第二密封件(未示出)、所谓的液体密封件来密封。

在这里所示的实施例中，第一密封件96构造为o形环98。第一密封件96必须如此选择，使得该第一密封件补偿壳体主体6中的开口与壳体法兰8中的开口(配件58安装到这些开口中)的由于制造公差而出现的径向偏移，而不会使连接变得不密封。

贯通孔80在其向外指向的区域中具有内螺纹100，与第一实施例的空心螺栓60的贯通孔66中的内螺纹类似地，该内螺纹用于附接外部的压力介质管路。在该实施例中，供应通道54由配件58的贯通孔80和供应开口74形成。

一般可以说，在所示实施例中，供应通道54由轴向延伸的区段(供应开口74)和径向延伸的区段(配件58安装到其中的开口)构成。

附图标记列表

2压缩机单元

4壳体

6壳体主体

8壳体法兰

10联接器装置

12开口

14轴向端部

16轴向端部

18缸室

20盖

22连杆

24连杆

26曲轴

28开口

30摩擦式联接器

32多片式联接器

34弹簧装置

36第一摩擦片

38第二摩擦片

40组

42碟形弹簧

44活塞

46操纵轴承

48操纵元件

50操纵装置

52压力室

54供应通道

56t形密封件

58配件

60空心螺栓

62插接连接元件

64头部

66贯通孔

68套筒

70密封材料

72凸缘

74供应开口

76密封件

78铜密封件

80贯通孔

82内携动轮廓

84内六边形

86第一区段

88第二区段

90外螺纹

92内螺纹

94槽

96第一密封件

98o形环

100内螺纹