空心活塞制造技术

公开了一种由单件原材料制成的空心活塞以及由该单件原材料制造空心活塞的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的来说涉及一种空心活塞，具体来说，涉及一种由单件材料形成的空心活塞，该空心活塞可用于例如压缩系统中。
技术介绍
用于机动车辆空调的通用型压缩系统为容积式压缩机，该容积式压缩机可以为定量型或变量型。尽管存在各种压缩机构造，但是这种容积式压缩机基本上以相同的基本原理运行：一定吸入体积的气体被约束在给定空间内，随着空间尺寸的减小而被压缩，然后以较高压力排出。一种类型的容积式压缩机包括用来实施压缩的往复式活塞。在一种压缩机设计中，实心圆柱形活塞在压缩机壳体中的圆柱形孔内轴向移动。在向下冲程(或者吸入冲程)，形成低压区域，使吸入管线中的气体通过吸入阀进入压缩室。在向上冲程(或者压缩冲程)，压缩室中的气体随着保持气体的区域(或者余隙)的减少而被压缩。在特定压力下，压缩气体通过排出(或者输送)阀释放到排出管线中。最后，该循环使得将冷却空气释放到机动车辆内部。沿该孔的轴线的线性上下运动通过所附接的连杆和/或活塞杆及相联的曲轴、摆动表面、摇晃表面、凸轮表面或者其他已知的活塞致动器关节连接到每个活塞上。由于活塞在运行期间经历的循环数，活塞故障以及因而压缩机故障往往归因于活塞部件经受的磨损。带有实心往复活塞的系统中经受的磨损特别明显，因为活塞的重量增加了作用于接头和整个调节系统的应力。部件尤其是活塞的重量越大，机械故障例如在焊缝或其他对疲劳和摩擦敏感的位置处的机械故障的风险越大。因此，活塞总体寿命不像通常所期望的那么长。实心活塞的另一缺陷在于，需要额外的操作来致动，降低了压缩机和空调机组的总效率。降低的效率和所需的材料量增加了实心活塞的成本。在另一种压缩机设计中，使用空心活塞来代替实心活塞。然而，已知的空心活塞不能被广泛地接受，尤其是在机动车辆空调压缩机范畴内更是如此。在一方面中，这是因为已知的空心活塞是由单独的多件材料形成。由单独的多件材料制造空心活塞，增加了制造活塞的复杂性和成本，造成由于圆形切除部分产生的废料带来的浪费，并且增加了对于磨损、应力和损坏的敏感度(例如，在内部分和外部分附接到活塞的中间表面的焊缝部位处)。例如，摩擦可能会使已经连结到一起的多个部件彼此分裂开。因此，需要一种较低成本的活塞组件，其相对于已知的实心活塞和空心活塞具有良好的稳定性和性能，并且可应用于当前或未来的压缩机设计中。
技术实现思路
本专利技术的实施方式涉及一种耐用的单体式空心活塞，其可在计算机化系统的控制下以经济的方式由单件材料制造。这种构思是有利的，因为其由单件原材料例如实心金属棒制成一种优良的空心活塞以及致动器锚固部，与常规实心活塞或者常规空心活塞相比，使用的材料较少且造成的浪费较少。因此，所公开的方法更有效并且制造出与常规实心活塞、常规空心活塞以及当前所使用的用于制造这些常规活塞的方法相比对结构性疲劳没那么敏感的空心活塞。在一个实施方式中，计算机化系统接收并且保存有关棒和单体式空心活塞的属性以及制造该活塞的参数的信息。计算机化系统执行所存储的控制制造设备例如车床、带锯、磨床、液压或气动压力机、加热器以及其他金属加工工具的程序，以同时形成两个或更多个单体式空心活塞，这些空心活塞具有全部由同一段实心棒材形成的外部分、空心主体和内部分。在棒的中间区段中切割出切口，形成通过连接带相联的第一活塞和第二活塞。每个活塞的具有空心芯部特征的主体和内部分是通过如下方式形成的：加热带切口的棒直至可锻，然后将模具压制到(例如液压或气动地)棒的每个端部中。根据需要，利用例如车床或其他合适的自动化金属加工工具，在计算机化系统的控制下并依照存储在计算机化系统中的用于空心活塞组件的规范对空心主体和内部分进行平滑、平坦和/或对中。在一个实施方式中，空心芯部是圆柱形的，并且活塞的空心主体的壁厚大体均一。活塞组件的外部分是通过向内折叠每个空心主体的外区段形成的。然后通过在连接带处切割而使两个活塞组件分离。在某些方面中，公开了一种具有通过连接部分相联的两个空心活塞的产品，其中每个空心活塞均是由单件材料(例如作为原材料的长形实心棒)形成的气密空心圆柱形主体。通过连接部分相联的两个空心活塞可以具有哑铃形状(例如，对称或非对称的哑铃形状)，其中至少一个活塞具有比连接部分更大的直径。在某些方面中，至少一个活塞可以具有比连接部分的外径更大的内径。在这些方面中的每个方面中，每个活塞均可以具有端部部分，在两个空心活塞通过连接部分相联时，所述端部部分正交于连接部分的纵向轴线。还公开了通过一种方法形成的两个空心活塞，该方法包括：提供实心棒；中跨(mid-spanalong)实心棒的纵向轴线切割出切口，以形成带切口的棒；加热带切口的棒；压制带切口的棒的相对端部，以形成空心圆柱形主体；并且向内折叠每个空心圆柱形主体的外部分以形成通过连接带相联的两个空心活塞。在某些方面中，带切口的棒的相对端部沿带切口的棒的纵向轴线定位。在某些方面中，每个空心圆柱形主体的外部分是空心圆柱形主体沿带切口的棒的纵向轴线的周向边缘，这些周向边缘被例如以径向起伏的方式向内压制以形成空心活塞。在某些方面中，这两个空心活塞可以例如通过切割连接部分而分离。前述内容相当宽泛地概述了本专利技术的特征和技术优点，以便更好地理解随后给出的本专利技术的详细说明。下面将描述形成本专利技术权利要求主题的本专利技术另外的特征和优点。本领域普通技术人员应当理解的是，所公开的构思和特定实施方式很容易用作改变或者设计用于实现与本专利技术同样目的的其他结构的基础。本领域普通技术人员还应当了解的是，这种等同结构并未背离所附权利要求中阐述的本专利技术的精神和范围。当结合附图考虑时，被认为是本专利技术特点的关于其构造和操作方法两者的新颖性特征与其他目标和优点一起都将从接下来的描述中更好地理解。然而，可以清楚理解的是，每个图都是仅仅出于图示和描述目的而提供的，并且未打算用作限定本专利技术的限制。附图说明为了更完全地理解本专利技术，现在结合附图，参考下列描述，其中：图1A-1H描绘了根据一个实施方式的用于由单个实心棒形成两个空心活塞的各个阶段和横截面视图；图2示出了根据一个实施方式的计算机化方法的流程图；图3示出了根据一个实施方式的计算机化方法的流程图；和图4示出了根据一个实施方式的适用于形成空心活塞的示例性计算机系统或计算机化系统。具体实施方式现在将参照附图在下文中更全面地描述本专利技术，附图中显示了本专利技术的示例性实施方式。然而，本专利技术可以以许多不同形式体现而不应看作局限于在此阐述的代表性实施方式。示例性实施方式的提供使得公开内容将是全面完整的，并将完全表达本专利技术的范围且使本领域普通技术人员能够制造、使用和实现本专利技术。贯穿各个附图中，同样的参考数字表示同样的元件。在此描述的构思提供一种单体式空心活塞和制造这种空心活塞的方法。空心活塞在计算机化系统的控制下以经济的方式制造，该计算机化系统根据接收并存储的空心活塞属性和制造工艺参数执行所存储的程序。在一个实施方式中，计算机化系统执行算法来控制设备例如车床、带锯、磨床、液压或气动压力机、加热器以及其他金属加工工具，以同时形成两个或更多个单体式空心活塞，每个空心活塞具有外部分、空心主体和内部分。空心活塞的每个部分均在连续自动化过程中由单段实心棒材形成，无需焊接或其它方式连结单独的多件材料。棒材可以是金属或者金属合金。例如，棒材可以是铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造单体式空心活塞的计算机实施方法，包括：(a)接收指令以由单个实心棒同时制造通过连接带相连结的两个单体式空心活塞；并且(b)根据指令执行如下步骤：(i)中跨实心棒切割出一个或多个切口，以形成带切口的棒；(ii)加热带切口的棒；(iii)压制带切口的棒的相对端部，以形成空心圆柱形主体；(iv)向内折叠每个空心圆柱形主体的外部分，以形成通过连接带相连结的两个单体式空心活塞；并且(v)使空心活塞彼此分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造单体式空心活塞的计算机实施方法，包括：(a)接收指令以由单个实心棒同时制造通过连接带相连结的两个单体式空心活塞；并且(b)根据指令执行如下步骤：(i)中跨实心棒切割出一个或多个切口，以形成带切口的棒；(ii)加热带切口的棒；(iii)压制带切口的棒的相对端部，以形成空心圆柱形主体；(iv)向内折叠每个空心圆柱形主体的外部分，以形成通过连接带相连结的两个单体式空心活塞；并且(v)使空心活塞彼此分离。2.如权利要求1的计算机实施方法，进一步包括如下步骤：在计算机化系统的控制下测量所述活塞的属性；并且在计算机化系统的控制下分析测量值，以确定所述属性是否符合存储在计算机化系统中的规范。3.如权利要求2的计算机实施方法，进一步包括如下步骤：在计算机化系统的控制下确定一个或多个校正动作；并且指令制造设备实施所述校正动作中的一个或多个。4.如权利要求1的计算机实施方法，进一步包括如下步骤：对中并平滑所述空心圆柱形主体。5.如权利要求1的计算机实施方法，其中，至少一个切口是曲线的。6.如权利要求1的计算机实施方法，其中，至少一个切口是矩形的。7.如权利要求1的计算机实施方法，其中，至少一个切口是绕带切口的棒的周向延伸的凹槽。8.如权利要求1的计算机实施方法，其中，带切口的棒包括两个切口。9.如权利要求2的计算机实施方法，其中，所述规范包括工艺参数。10.如权利要求2的计算机实施方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·G·莫泽，G·W·布伦纳，D·D·托姆森，
申请(专利权)人：埃尔克哈特产品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US