DE102012006907A1

DE102012006907A1 - compressor

Info

Publication number: DE102012006907A1
Application number: DE102012006907A
Authority: DE
Inventors: Arno Görlich
Original assignee: GEA Bock GmbH
Current assignee: Bock GmbH
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2013-10-10
Also published as: WO2013149730A1

Abstract

Verdichter (10), insbesondere Verdichter zum Verdichten eines Kältemittels, mit einem oder mehreren Kolben (12), die jeweils ein zugeordnetes Verdichtungsvolumen (28) wenigstens teilweise begrenzen und im Verdichter (10), insbesondere in einem Zylinderblock (16), hin- und herbewegbar angeordnet und mittels eines Antriebsmechanismus' zur Ausführung einer Saug- und einer Verdichtungsbewegung antreibbar sind, wobei der Verdichter (10) eine Vorrichtung aufweist, die die Verdichtungsbewegung wenigstens eines Kolbens (12) begrenzt, wenn ein vorbestimmter Druck in dem dem Kolben (12) zugeordneten Verdichtungsvolumen (28) überschritten wird, oder eine Vorrichtung aufweist, die die Verdichtungsbewegung wenigstens eines Kolbens (12) begrenzt, wenn ein vorbestimmter Differenzdruck überschritten wird, wobei der Differenzdruck die Differenz zwischen dem im Verdichtungsvolumen vorherrschenden Druck und einem auf einer dem Verdichtungsvolumen abgewandten Seite des Kolbens vorherrschenden Druck ist.Compressor (10), in particular compressor for compressing a refrigerant, with one or more pistons (12) each at least partially limit an associated compression volume (28) and in the compressor (10), in particular in a cylinder block (16), back and are arranged to be movable and drivable by means of a drive mechanism 'for performing a suction and a compression movement, wherein the compressor (10) comprises a device which limits the compression movement of at least one piston (12) when a predetermined pressure in which the piston (12) associated compression volume (28) is exceeded, or comprises a device which limits the compression movement of at least one piston (12) when a predetermined differential pressure is exceeded, wherein the differential pressure is the difference between the pressure prevailing in the compression volume and a side facing away from the compression volume the pressure prevailing in the piston is t.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a compressor according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Verdichter finden im heutigen Leben mannigfaltige Verwendung, beispielsweise im Bereich der Klimatisierung von Kraftfahrzeugen, beispielsweise von Personenwagen oder Bussen, bei der Klimatisierung von Eisenbahnwagen, im Bereich der Transportkälte oder auch bei stationären Anwendungen wie der Supermarktkälte oder dgl. Weiterhin sind solche Verdichter in vielen Ausführungsformen erhältlich, beispielsweise als Radialkolbenverdichter, bei welchen eine Kolbenbewegung, d. h. eine Saug- und eine zu dieser gegenläufige Verdichtungsbewegung, im wesentlichen in der radialen Richtung erfolgt oder auch als Axialkolbenverdichter, bei welchen die Saug- und Verdichtungsbewegung im wesentlichen in einer axialen Richtung erfolgt.Such compressors are used in many ways in modern life, for example in the field of air conditioning of motor vehicles, such as passenger cars or buses, in the air conditioning of railway cars, in the field of transport refrigeration or stationary applications such as supermarket refrigeration or the like. Furthermore, such compressors in many Embodiments available, for example as a radial piston compressor, in which a piston movement, d. H. a suction and a counter-rotating to this compression movement, takes place substantially in the radial direction or as axial piston compressor, in which the suction and compression movement takes place substantially in an axial direction.

Ein Beispiel für einen entsprechenden Verdichter zum Verdichten eines Kältemittels, der mehrere Kolben und diesen zugeordnete Verdichtungsvolumina zum Verdichten von Kältemittel aufweist, wobei die Verdichtungsvolumina teilweise durch entsprechende, in einem Zylinderblock des Verdichters angeordnete Aussparungen begrenzt werden, und wobei die Kolben in diesen Aussparungen hin- und herbewegbar angeordnet sind, ist beispielsweise aus der DE 10 2009 056 518 A1 bekannt. Die Kolben sind bei diesem als Axialkolbenverdichter ausgelegten Verdichter mittels einer Antriebswelle und einer durch diese angetriebenen Schwenkscheibe zur Ausführung einer Saug-(Hub-) und Verdichtungsbewegung antreibbar. Bei diesem Verdichter definieren jeweils Teile eines Kolbens (ein Kolbenboden), die Seitenwände der Aussparungen im Zylinderblock und eine dem Kolbenboden gegenüberliegende Begrenzung den Zylinderraum, welcher bei dieser Bauweise gleich dem Verdichtungsvolumen ist.An example of a corresponding compressor for compressing a refrigerant having a plurality of pistons and compression volumes associated therewith for compressing refrigerant, wherein the compression volumes are partially limited by corresponding recesses disposed in a cylinder block of the compressor, and wherein the pistons are in these recesses. and are arranged movable, is for example from the DE 10 2009 056 518 A1 known. The pistons are drivable in this designed as an axial piston compressor by means of a drive shaft and a driven by this swash plate to perform a suction (lifting) and compression movement. In this compressor, parts of a piston (a piston crown), the side walls of the recesses in the cylinder block and a boundary opposite the piston crown define the cylinder space, which in this design is equal to the compression volume.

Während der vorstehend genannten Saugbewegung wird beim Betrieb des Verdichters jeweils Kältemittel in den Zylinderraum (Verdichtungsvolumen) angesaugt, welches während der entsprechenden Verdichtungsbewegung des Kolbens verdichtet wird. Oftmals gelangt zusammen mit dem zu verdichtenden Kältemittel jedoch auch Kältemittel in den Zylinderraum bzw. das Verdichtungsvolumen, das noch in der flüssigen Phase vorliegt. Ebenso kann es der Fall sein, dass sich Kältemittel, welches sich an einem bestimmten Punkt des Phasendiagramms befindet, dort aufgrund lokaler Expansionseffekte aufgrund der Saugbewegung verflüssigt. Sobald der Kolben in der darauf folgenden Verdichtungsbewegung das Verdichtungsvolumen so weit verkleinert hat, dass im verbleibenden Zylinderraum bzw. Verdichtungsvolumen ein relativ hoher Anteil von Flüssigkeit bzw. flüssigem Kältemittel vorhanden ist, entstehen aufgrund der Inkompressibilität von Flüssigkeiten im Verdichter bzw. genauer gesagt im Zylinderraum bzw. Verdichtungsvolumen, verhältnismäßig hohe Drücke. Es kann zu Flüssigkeitsschlägen kommen, die zu einer hydraulischen Überlastung des Triebwerks und des Verdichters führen können.During the aforementioned suction movement, during the operation of the compressor, in each case refrigerant is drawn into the cylinder space (compression volume), which is compressed during the corresponding compression movement of the piston. Often, however, together with the refrigerant to be compressed also refrigerant into the cylinder chamber or the compression volume, which is still present in the liquid phase. Likewise, it may be the case that refrigerant, which is located at a certain point of the phase diagram, there liquefied due to local expansion effects due to the suction movement. As soon as the piston in the subsequent compression movement has reduced the compression volume to such an extent that a relatively high proportion of liquid or liquid refrigerant is present in the remaining cylinder space or compression volume, the incompressibility of liquids in the compressor or, more precisely, in the cylinder space or in the cylinder space Compression volume, relatively high pressures. There may be liquid hammer, which can lead to hydraulic overload of the engine and the compressor.

Ausgehend vom vorstehend diskutierten Stand der Technik ist es demnach Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verdichter anzugeben, der in der Lage ist, einen übermäßigen Druckaufbau beim Verdichtungsvorgang zu verhindern und somit die Lebensdauer des Verdichters insbesondere durch ein Vermeiden von Flüssigkeitsschlägen entsprechend zu erhöhen.Based on the above-discussed prior art, it is therefore an object of the present invention to provide a compressor which is able to prevent excessive pressure build-up in the compression process and thus to increase the life of the compressor, in particular by avoiding liquid hammering accordingly.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Verdichter gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a compressor according to claim 1.

Erfindungsgemäß weist ein Verdichter, insbesondere Verdichter zum Verdichten eines Kältemittels, einen oder mehrere Kolben, der/die in (einer) korrespondieren Aussparung(en) im Verdichter, insbesondere in einem Zylinderblock des Verdichters hin- und herbewegbar ist (sind), auf. In der Folge sei zur Erleichterung der Lesbarkeit von einer Mehrzahl von Kolben ausgegangen, es sei aber ausdrücklich angemerkt, dass es sich jeweils auch um nur einen Kolben bzw. um einen Verdichter, welcher nur einen Kolben aufweist handeln kann. Die Kolben dienen der Verdichtung eines Kältemittels, welches in dem Verdichtungsvolumen (Zylinderraum) durch eine Hin- und Herbewegung (Saug- und Verdichtungsbewegung) der in entsprechenden Aussparungen hin- und herbewegbaren Kolben verdichtet wird. Erfindungsgemäß weist der Verdichter eine Vorrichtung auf, die die Verdichtungsbewegung wenigstens eines der Kolben oder des einen Kolbens begrenzt, wenn ein vorbestimmter Druck in dem dem Kolben zugeordneten Zylinderraum überschritten wird, oder er weist eine Vorrichtung auf, die die Verdichtungsbewegung wenigstens eines der Kolben oder des einen Kolbens begrenzt, wenn ein vorbestimmter Differenzdruck überschritten wird. Der Differenzdruck ist definiert als die Differenz zwischen dem Druck, der in dem Verdichtungsvolumen bzw. auf der dem Verdichturigsvolumen zugewandten Seite des Kolbens vorherrscht und dem Druck, der auf der dem Verdichtungsvolumen abgewandten Seite des Kolbens vorherrscht. In anderen Worten gesagt, ist die Druckdifferenz definiert als die Differenz des vorherrschenden Drucks „über” dem Kolben und „unter” dem Kolben oder als Differenz zwischen dem Druck im Verdichtungsvolumen und dem Druck, der in einem Kurbelgehäuse des Verdichters (sofern dieser ein solches aufweist) vorherrscht.According to the invention, a compressor, in particular a compressor for compressing a refrigerant, has one or more pistons which are (are) reciprocable in a corresponding recess (s) in the compressor, in particular in a cylinder block of the compressor. As a result, to facilitate readability of a plurality of pistons assumed, but it should be expressly noted that it can also each act on only one piston or a compressor which has only one piston. The pistons serve to compress a refrigerant which is compressed in the compression volume (cylinder space) by a reciprocating movement (suction and compression movement) of the reciprocating piston reciprocable in corresponding recesses. According to the invention, the compressor has a device which limits the compression movement of at least one of the pistons or a piston when a predetermined pressure in the piston chamber associated with the cylinder is exceeded, or it comprises a device which controls the compression movement of at least one of the pistons or limits a piston when a predetermined differential pressure is exceeded. The differential pressure is defined as the difference between the pressure prevailing in the compression volume or on the side of the piston facing the compacting volume and the pressure prevailing on the side of the piston facing away from the compression volume. In other words, the pressure difference is defined as the difference between the prevailing pressure "above" the piston and "below" the piston or as the difference between the pressure in the compression volume and the pressure in a crankcase of the compressor (if any) ) prevails.

In einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters weist jeder Kolben eine ihm zugeordnete Vorrichtung, die die Verdichtungsbewegung des jeweiligen Kolbens begrenzt, wenn ein vorbestimmter Druck in dem dem jeweiligen Kolben zugeordneten Verdichtungsvolumen bzw. Zylinderraum überschritten wird oder eine ihm zugeordnete Vorrichtung auf, die die Verdichtungsbewegung des jeweiligen Kolbens begrenzt, wenn ein vorbestimmter Differenzdruck überschritten wird. Alternativ hierzu ist auch eine Vorrichtung denkbar, die die Verdichtungsbewegung mehrerer Kolben, insbesondere auch aller Kolben des Verdichters begrenzt, wenn in einem oder mehreren Verdichtungsvolumen bzw. -volumina ein bestimmter Druck überschritten ist oder eine Vorrichtung, die die Verdichtungsbewegung mehrerer Kolben, insbesondere auch aller Kolben des Verdichters begrenzt, wenn ein oder mehrere vorbestimmte (jeweiligen Kolben zuordenbare) Differenzdrücke überschritten werden bzw. sind. Es ist denkbar, den vorherrschenden Druck nur in einem Verdichtungsvolumen zu bestimmen bzw. die vorherrschende Druckdifferenz nur für einen Kolben/ein Verdichtungsvolumen zu bestimmen, oder aber auch in mehreren oder allen Verdichtrungsvolumina bzw. für mehrere oder alle Kolben. Während die erstere Lösung vor allem eine kostengünstige Konstruktion darstellt, stellen die beiden letzteren Lösungen Konstruktionen dar, die auch bei Auftreten eines zu hohen Drucks/einer zu hohen Druckdifferenz in einem beliebigen Verdichtungsvolumen eine zuverlässige Begrenzung der Verdichtungsbewegung sicherstellen.In one possible embodiment of a compressor according to the invention, each piston has a device associated with it, which limits the compression movement of the respective piston when a predetermined pressure in the respective piston associated compression volume or cylinder space is exceeded or an associated device, which limits the compression movement of the respective piston when a predetermined differential pressure is exceeded , Alternatively, a device is conceivable which limits the compression movement of a plurality of pistons, in particular also all pistons of the compressor when in one or more compression volume or volumes, a certain pressure is exceeded or a device that the compression movement of several pistons, in particular all Piston of the compressor limited when one or more predetermined (respective piston assignable) differential pressures are exceeded or are. It is conceivable to determine the prevailing pressure only in one compression volume or to determine the prevailing pressure difference only for one piston / a compression volume, or else in several or all compression volumes or for several or all pistons. While the former solution is above all a cost-effective design, the latter two solutions are constructions which ensure a reliable limitation of the compression movement even if too high a pressure / too high pressure difference occurs in any compression volume.

In einer möglichen Ausführungsform ist der vorbestimmte Druck/die vorbestimmte Druckdifferenz für jede der Vorrichtungen der gleiche Druck/die gleiche Druckdifferenz.In one possible embodiment, the predetermined pressure / pressure difference for each of the devices is the same pressure / pressure difference.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung bzw. sind die Vorrichtungen in dem jeweiligen zugeordneten Kolben angeordnet bzw. in diesen integriert oder ein Bestandteil desselben.In a further embodiment, the device or the devices are arranged in the respective associated piston or integrated into this or a part thereof.

In einer möglichen Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Verdichter als ein Verdichter ausgebildet, welcher die Merkmale der Präambel bzw. des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, wobei wenigstens ein Kolben des Verdichters einen Anlenkungsabschnitt zum Anlenken an die Antriebsvorrichtung, einen in etwa T-förmigen Kolbenbodenabschnitt sowie ein hülsenförmiges Element aufweist, welches bei einer Verdichtungsbewegung des Kolbens gegen die Kraft eines elastischen Elements entweder gegen den Anlenkungsabschnitt oder gegen den Kolbenbodenabschnitt relativ verschiebbar angeordnet ist, während es mit dem anderen der beiden Abschnitte starr verbunden ist. Dies heißt also in anderen Worten gesagt, dass das hülsenförmige Element entweder gegen den Anlenkungsabschnitt relativ verschiebbar und mit dem Kolbenbodenabschnitt starr verbunden oder mit dem Anlenkungsabschnitt starr verbunden und gegen den Kolbenbodenabschnitt relativ verschiebbar ist. Dadurch kann beim Entstehen einer zu hohen Druckdifferenz bzw. eines zu hohen Differenzdrucks zwischen Zylinderraum bzw. Verdichtungsvolumen (der dem Verdichtungsvolumen zugewandten Seite des Kolbens) und der dem Verdichtungsvolumen abgewandten Seite des Kolbens das hülsenförmige Element durch eine gegen die Kraft des elastischen Elements gerichtete Bewegung die Kolbenbewegung, genauer gesagt die Bewegung des Kolbenbodens zu einem durch das elastische Element bestimmten Zeitpunkt stoppen bzw. anhalten, so dass die Entstehung eines zu hohen Drucks im Zylinderraum bzw. genauer gesagt eines zu hohen Differenzdrucks verhindert werden kann. Der vorbestimmte Differenzdruck, der den Stopp der Verdichtungsbewegung des Kolbens bedingt, ist durch die Eigenschaften des elastischen Elements (insbesondere die Federkonstante) bestimmt und kann dadurch durch den Fachmann durch eine geeignete Wahl des elastischen Elements gewählt werden.In one possible embodiment of the compressor according to the invention is designed as a compressor having the features of the preamble or the preamble of claim 1, wherein at least one piston of the compressor has a Anlenkungsabschnitt for articulation to the drive device, an approximately T-shaped piston head portion and a sleeve-shaped element which is arranged during a compression movement of the piston against the force of an elastic element either against the articulation section or against the piston head portion relatively slidably, while it is rigidly connected to the other of the two sections. This means, in other words, that the sleeve-shaped element is either relatively displaceable relative to the articulation section and rigidly connected to the piston head section or rigidly connected to the articulation section and relatively displaceable against the piston head section. As a result, when a pressure difference that is too high or too high a differential pressure between the cylinder space or compression volume (the side of the piston facing the compression volume) and the side of the piston facing away from the compression volume, the sleeve-shaped element can by a directed against the force of the elastic element movement Piston movement, more precisely stop the movement of the piston head at a certain point by the elastic element or stop, so that the formation of excessive pressure in the cylinder chamber or more precisely a too high differential pressure can be prevented. The predetermined differential pressure, which causes the stop of the compression movement of the piston, is determined by the properties of the elastic element (in particular the spring constant) and can therefore be selected by the skilled person by a suitable choice of the elastic element.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further features of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung anhand einer Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigt:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings with reference to an embodiment. It shows:

1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters. 1 an embodiment of a compressor according to the invention.

Bei dem aus 1 ersichtlichen Verdichter 10 handelt es sich bei der beschriebenen Ausführungsform um einen Verdichter, der zum Verdichten eines Kältemittels vorgesehen ist. Der Verdichter 10 weist mehrere Kolben 12 auf, welche in Aussparungen 14, welche in einem Zylinderblock 16 angeordnet sind, hin- und herverschiebbar angeordnet sind (angedeutet durch Doppelpfeil 18). In der vorliegenden beschriebenen Ausführungsform handelt es sich um einen Axialkolbenverdichter, d. h. einen Verdichter 10, bei dem eine Saug- und eine Verdichtungsbewegung (Hin- und Herbewegung, wie obenstehend erwähnt durch Doppelpfeil 18 angedeutet) in einer axialen Richtung erfolgt. Alternativ wäre beispielsweise eine Ausbildung als Radialkolbenverdichter, bei welchem eine Hubbewegung in der radialen Richtung erfolgt, denkbar.At the 1 apparent compressor 10 in the described embodiment is a compressor which is provided for compressing a refrigerant. The compressor 10 has several pistons 12 on which in recesses 14 which is in a cylinder block 16 are arranged, are arranged back and forth (indicated by double arrow 18 ). In the present described embodiment, it is an axial piston compressor, ie a compressor 10 , in which a suction and a compression movement (reciprocation, as mentioned above by double arrow 18 indicated) takes place in an axial direction. Alternatively, for example, a training as a radial piston compressor, in which a lifting movement in the radial direction, conceivable.

Beim vorliegenden Verdichter 10 handelt es sich um einen Verdichter der Schwenkscheibenbauart, bei welchem die Kolben 12 mittels Gleitsteinen 20 an einer Schwenkscheibe 22 angelenkt sind. Die Schwenkscheibe 22 ist in ihrer Neigung an einer Antriebswelle 24, durch welche sie drehangetrieben wird, relativ zu derselben schwenkbar gelagert. Die Drehbewegung der Antriebswelle 24 und der Schwenkscheibe 22 wird mittels der Gleitsteine 20 in eine korrespondierende lineare, axiale Bewegung der Kolben 12 umgesetzt. Der Kolbenhub, welcher bei einer Umdrehung der Antriebswelle 24 zurückgelegt wird, ist durch die Auslenkung der Schwenkscheibe 22 aus der senkrechten Position einstellbar.At the present compressor 10 it is a compressor of the swash plate type, in which the piston 12 by means of sliding blocks 20 on a swivel disk 22 are articulated. The swivel disk 22 is in its inclination to a drive shaft 24 through which it is rotationally mounted, pivotally mounted relative thereto. The rotational movement of the drive shaft 24 and the swivel disk 22 is by means of sliding blocks 20 in a corresponding linear, axial movement of the piston 12 implemented. The piston stroke, which in one revolution of the drive shaft 24 is covered by the deflection of the swash plate 22 adjustable from the vertical position.

Durch die jeweiligen Kolben 12, die Aussparungen 14 und eine am Zylinderblock 16 angeordnete Deck- oder Ventilplatte 26 wird jeweils ein Zylinderraum bzw. Verdichtungsvolumen 28 definiert. In den Zylinderraum 28 wird bei einer Saugbewegung der Kolben 12, bei welcher diese von der Deckplatte 26 in Richtung der Schwenkscheibe 22 wegbewegt werden, zu verdichtendes Kältemittel angesaugt wird, das dann in einer gegenläufig ausgerichteten Verdichtungsbewegung (von der Schwenkscheibe 22 zu der Deckplatte 26 hin gerichtet) verdichtet wird. Um einem zu hohen Differenzdruck zwischen einem im Zylinderraum 28 vorherrschenden Druck und einem Druck, der auf der dem Zylinderraum 28 abgewandten Seite der Kolben 12 vorherrscht, vorzubeugen, welcher insbesondere dann auftritt, wenn sich flüssiges Kältemittel im Zylinderraum 28 befindet, weist der Verdichter 10 Vorrichtungen auf, die die Verdichtungsbewegung eines jeweiligen zugeordneten Kolbens 14 begrenzen, wenn ein bestimmter Differenzdruck in dem dem Kolben 14 zugeordneten Zylinderraum 28 überschritten wird. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass in alternativen Ausführungsformen auch eine Begrenzung der Verdichtungsbewegung basierend auf einem im Zylinderraum 28 vorherrschenden Druck (z. B. Absolutwert des dort herrschenden Drucks) denkbar ist.Through the respective pistons 12 , the recesses 14 and one on the cylinder block 16 arranged cover or valve plate 26 in each case a cylinder space or compression volume 28 Are defined. In the cylinder room 28 becomes during a suction movement of the piston 12 in which these from the cover plate 26 in the direction of the swivel disk 22 be moved away, to be compressed refrigerant is sucked, which then in a counter-aligned compression movement (from the swash plate 22 to the cover plate 26 directed) is compressed. Too high a differential pressure between one in the cylinder space 28 prevailing pressure and pressure on the cylinder space 28 opposite side of the piston 12 prevails to prevent, which occurs especially when liquid refrigerant in the cylinder chamber 28 located, points the compressor 10 Devices on which the compression movement of a respective associated piston 14 limit, if a certain differential pressure in the piston 14 associated cylinder space 28 is exceeded. It should be noted at this point that in alternative embodiments, a limitation of the compression movement based on a cylinder in the space 28 prevailing pressure (eg absolute value of the prevailing pressure) is conceivable.

In der vorliegend beschriebenen Ausführungsform weist jeder Kolben 12 des Verdichters 10 eine entsprechende Vorrichtung auf. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass es auch denkbar wäre, dass ein erfindungsgemäßer Verdichter 10 eine (einzige) Vorrichtung aufweist, welche die Verdichtungsbewegung mehrere Kolben oder aller Kolben des Verdichters 10 bei einem zu hohen Differenzdruckruck, alternativ hierzu bei einem zu hohen Druck im Zylinderraum begrenzt. Ferner ist es denkbar, wie bereits vorstehend erwähnt, nur die Verdichtungsbewegung einzelner Kolben 12 des Verdichters 10 zu begrenzen.In the presently described embodiment, each piston 12 of the compressor 10 a corresponding device. It should be noted at this point that it would also be conceivable that a compressor according to the invention 10 a (single) device comprising the compression movement of a plurality of pistons or all pistons of the compressor 10 at a too high differential pressure, alternatively limited at too high a pressure in the cylinder chamber. Furthermore, it is conceivable, as already mentioned above, only the compression movement of individual pistons 12 of the compressor 10 to limit.

Der vorbestimmte Differenzdruck, bei dem die Verdichtungsbewegung des Verdichters 10 bzw. des Kolbens 12 gemäß 1 begrenzt wird, ist für alle Kolben 12 gleich bzw. in etwa gleich (in etwa bedeutet in diesem Fall, dass Produktionstoleranzen und dgl., insbesondere der Vorrichtungsbestandteile zu berücksichtigen sind, so dass es sich genau genommen um ein Druckintervall handelt, innerhalb welches die jeweiligen Vorrichtungen in ihrer Druckbegrenzungsfunktion wirksam werden).The predetermined differential pressure at which the compression movement of the compressor 10 or of the piston 12 according to 1 is limited, is for all pistons 12 is equal to or approximately equal (in this case means that production tolerances and the like., In particular, the device components are taken into account, so that it is actually a pressure interval, within which the respective devices are effective in their pressure limiting function).

In der Ausführungsform gemäß 1 ist die vorstehend erwähnte Vorrichtung Bestandteil des Kolbens 12 bzw. in diesem integriert. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass, wie bereits vorstehend erläutert, auch Vorrichtungen denkbar sind, welche nicht in den Kolben 12 integriert sind bzw. nur teilweise in den Kolben 12 integriert sind, und die Verdichtungsbewegungen eines oder mehrerer Kolben begrenzen. Beispielsweise wäre hier eine Vorrichtung denkbar, die unter Ausnützung des piezoeleektrischen Effekts den Druck im Zylinderraum misst und ab einer gewissen gegebenen Spannung des Piezoelements die Verdichtungsbewegung der Kolben begrenzt. Andere Regel- und Steuervorrichtungen, welche in Abhängigkeit des Drucks im Zylinderraum 28 oder in Abhängigkeit des vorstehend definierten Differenzdrucks bewegungsbeschränkend eingreifen, sind ebenfalls denkbar. Es wäre auch eine Ermittlung zweier oder mehrerer entsprechender Druckwerte zur Ermittlung eines entsprechenden Differenzdrucks, beispielsweise mit Hilfe eines Mikrocomputers oder einer CPU oder dgl. denkbar.In the embodiment according to 1 the device mentioned above is part of the piston 12 or integrated in this. It should be noted at this point that, as already explained above, also devices are conceivable which are not in the piston 12 are integrated or only partially in the piston 12 are integrated, and limit the compression movements of one or more pistons. For example, a device would be conceivable here which measures the pressure in the cylinder space by utilizing the piezoelectric effect and limits the compression movement of the pistons from a certain given voltage of the piezoelement. Other control and regulating devices which depend on the pressure in the cylinder space 28 or intervene movement limiting in dependence on the differential pressure defined above, are also conceivable. It would also be possible to determine two or more corresponding pressure values for determining a corresponding differential pressure, for example with the aid of a microcomputer or a CPU or the like.

Die in 1 dargestellte Ausführungsform weist eine mechanische Realisierung der Vorrichtung zur Begrenzung der Verdichtungsbewegung der Kolben 12 auf. In dieser Ausführungsform weisen die jeweiligen Kolben 12 jeweils einen Anlenkungsabschnitt 30, mit welchem sie an der Antriebsvorrichtung, d. h. in der beschriebenen Ausführungsform über die Gleitsteine 20 an der Schwenkscheibe 22 angelenkt sind, einen in etwa T-förmig ausgebildeten Kolbenbodenabschnitt 32, sowie ein hülsenförmiges Element 34 auf. Das hülsenförmige Element 34 ist starr mit dem Anlenkungsabschnitt 30 verbunden, während es am Kolbenbodenabschnitt 32 gegen denselben relativ verschieblich bzw. verschiebbar angeordnet ist. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass selbstverständlich eine alternative Ausführungsform denkbar ist, bei der das hülsenförmige Element starr bzw. unbeweglich am Kolbenbodenabschnitt 32 befestigt ist, während es am Anlenkungsabschnitt 30 relativ zu diesem verschiebbar bzw. in gleitbarem bzw. gleitfähigem Wirkeingriff angeordnet ist.In the 1 illustrated embodiment has a mechanical realization of the device for limiting the compression movement of the piston 12 on. In this embodiment, the respective pistons 12 each an articulation section 30 with which it on the drive device, ie in the described embodiment on the sliding blocks 20 on the swashplate 22 are hinged, a roughly T-shaped piston crown section 32 , as well as a sleeve-shaped element 34 on. The sleeve-shaped element 34 is rigid with the linkage section 30 connected while on the piston bottom section 32 is arranged relative to the same relatively displaceable or displaceable. It should be noted at this point that, of course, an alternative embodiment is conceivable in which the sleeve-shaped element is rigid or immovable on the piston head portion 32 is attached while it is at the linkage section 30 is arranged relative to this displaceable or in slidable or slidable operative engagement.

Die Relativbewegung des hülsenförmigen Elements gegen den Kolbenbodenabschnitt 32 erfolgt dabei bei einer Verdichtungsbewegung gegen die Kraft eines elastischen Elements, welches in der vorliegenden Ausführungsform durch mehrere Tellerfedern 36 realisiert ist. Diese sind packungsweise gegeneinander geschichtet. In alternativen Ausführungsformen ist es denkbar, dass nur eine Tellerfeder 36 vorhanden ist, oder dass eine Packung von mehreren Tellerfedern 36 vorhanden ist, welche nicht gegeneinander geschichtet sind, sondern in welcher die Tellerfedern 36 gleichgerichtet angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich ist auch die Verwendung einer oder mehrere Schraubendruckfedern oder auch die Verwendung von Puffern aus elastischem Material, beispielsweise Gummipuffern denkbar.The relative movement of the sleeve-shaped element against the piston head section 32 takes place during a compression movement against the force of an elastic element, which in the present embodiment by a plurality of disc springs 36 is realized. These are packaged layered against each other. In alternative embodiments, it is conceivable that only one plate spring 36 is present, or that a pack of several disc springs 36 is present, which are not stacked against each other, but in which the disc springs 36 are arranged rectified. Alternatively or additionally, the use of one or more helical compression springs or also the use of buffers made of elastic material, such as rubber buffers conceivable.

Das hülsenförmige Element 34 ist hohlzylindrisch mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet, so dass es mit dem T-förmigen Kolbenbodenabschnitt 32 in Wirkeingriff, insbesondere Gleiteingriff treten kann. Der T-förmig ausgebildete Kolbenbodenabschnitt 32 weist ein Kolbenhemd 38, einen dem Zylinderraum 28 zugewandten, am Kolbenhemd 38 angeordneten Kolbenboden 40 sowie einen an der dem Kolbenboden 40 gegenüberliegenden Seite angeordneten Kolbenträger 42 auf, welcher konzentrisch zum Kolbenhemd 38, jedoch mit einem geringen Außendurchmesser als das Kolbenhemd 38 ausgebildet ist. Zwischen dem Kolbenhemd 38 und dem hülsenförmigen Element 34 ist das elastische Element in Form der Tellerfedern 36 angeordnet, so dass bei einer Verdichtungsbewegung des Kolbens 12 der Kolben 12 bis zu einem vorbestimmten Diffrenzdruck in die entsprechende Richtung bewegt werden kann. Bei einem Überschreiten des vorbestimmten Differenzdrucks wird das elastische Element aufgrund der Federkonstante komprimiert bzw. zusammengedrückt, so dass die weitere Verdichtungsbewegung des Kolbenbodens 40 durch das elastische Element (Tellerfedern 36) absorbiert wird.The sleeve-shaped element 34 is hollow cylindrical with a circular cross-section, so that it with the T-shaped piston head portion 32 in operative engagement, in particular sliding engagement can occur. The T-shaped piston crown section 32 has a piston skirt 38 , a cylinder space 28 facing, on the piston skirt 38 arranged piston crown 40 and one at the bottom of the piston 40 opposite side arranged piston carrier 42 on which concentric to the piston skirt 38 but with a small outer diameter than the piston skirt 38 is trained. Between the piston skirt 38 and the sleeve-shaped element 34 is the elastic element in the form of disc springs 36 arranged so that during a compression movement of the piston 12 The piston 12 can be moved to a predetermined Diffrenzdruck in the appropriate direction. When the predetermined differential pressure is exceeded, the elastic element is compressed or compressed due to the spring constant, so that the further compression movement of the piston crown 40 by the elastic element (disc springs 36 ) is absorbed.

Bei einer Saugbewegung wird zuerst gegebenenfalls das elastische Element entspannt und dann wird der Kolben 12 entsprechend angehoben. Um eine Relativbewegung des hülsenförmigen Elements 34 über den Absorptionsweg des elastischen Elements hinaus zu vermeiden, ist in der beschriebenen Ausführungsform an dem Kolbenträger 42 eine entsprechende Anschlagvorrichtung 44 in Form eines ringförmig ausgebildeten Anschlags, welcher mit dem hülsenförmigen Element 34 in Wirkeingriff tritt, angeordnet.In a suction movement, the elastic element is first relaxed, if necessary, and then the piston 12 raised accordingly. To a relative movement of the sleeve-shaped element 34 to avoid beyond the Absorptionsweg of the elastic element, is in the described embodiment of the piston carrier 42 a corresponding stop device 44 in the form of a ring-shaped stop, which with the sleeve-shaped element 34 in operative engagement, arranged.

Es bleibt nachzutragen, dass vom Gedanken der vorliegenden Erfindung auch ein Kolben, insbesondere ein Kolben für Verdichter, umfasst ist, der wenigstens zwei zueinander relativ bewegliche Abschnitte aufweist. Die beiden Abschnitte sind vorzugsweise in einer Arbeitsbewegungsrichtung, d. h. in einer Richtung, in der die Bewegung derselben in eingebautem Zustand erfolgt, zueinander beweglich angeordnet. Es sind weiterhin Kolben mit den folgenden Merkmalen vom Gedanken der Erfindung umfasst: Kolben, die einen Anlenkungsabschnitt, einen in etwa T-förmig ausgebildeten Kolbenbodenabschnitt, sowie ein hülsenförmiges Element aufweisen, welches gegen die Kraft eines elastischen Elements entweder gegen den Anlenkungsabschnitt oder gegen den Kolbenbodenabschnitt relativ verschiebbar angeordnet ist, während es mit dem anderen der beiden vorgenannten Abschnitte starr verbunden ist. Ferner sind Kolben mit im Gedanken der Erfindung einbegriffen, bei denen

– das elastische Element eine oder mehrere Tellerfedern und/oder eine oder mehrere Schraubendruckfedern aufweist und/oder
– das hülsenförmige Element hohlzylindrisch und mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet ist und/oder
– der T-förmig ausgebildete Kolbenbodenabschnitt ein Kolbenhemd aufweist, das in etwa zylindrisch ausgebildet ist und an einem axialen Ende durch einen Kolbenboden begrenzt wird, während an seiner dem Kolbenboden gegenüberliegenden Seite, d. h. dem zweiten axialen Ende des Kolbenhemds ein zylindrisch ausgebildeter Kölbenträger konzentrisch zum Kolbenhemd angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser des Kolbenträgers kleiner ist als der Außendurchmesser des Kolbenhemds und/oder
– das hülsenförmige Element starr mit dem Anlenkungsabschnitt verbunden ist und mit dem T-förmige ausgebildeten Kolbenbodenabschnitt relativ zu diesem verschieblich in Eingriff, insbesondere Gleiteingriff steht und/oder
– an dem hülsenförmigen Element und/oder dem Kolbenträger eine Anschlagsvorrichtung angeordnet ist, die die Beweglichkeit des hülsenförmigen Elements relativ zu dem Kolbenträger begrenzt.

It remains to be borne in mind that the concept of the present invention also encompasses a piston, in particular a piston for compressors, which has at least two mutually relatively movable sections. The two sections are preferably arranged to be movable relative to one another in a working movement direction, ie in a direction in which the movement thereof takes place in the installed state. Furthermore, pistons having the following features are encompassed by the idea of the invention: pistons which have an articulation section, an approximately T-shaped piston crown section, and a sleeve-shaped element which bears against the force of an elastic element either against the articulation section or against the piston crown section is relatively slidably disposed while it is rigidly connected to the other of the aforementioned two sections. Furthermore, pistons are included in the thought of the invention, in which

- The elastic element has one or more disc springs and / or one or more helical compression springs and / or
- The sleeve-shaped element is formed as a hollow cylinder and with a circular cross-section and / or
- The T-shaped piston bottom portion has a piston skirt, which is approximately cylindrical and is limited at one axial end by a piston crown, while at its opposite side of the piston, ie the second axial end of the piston skirt a cylindrically shaped Kölbenträger concentric to the piston skirt is arranged, wherein the outer diameter of the piston carrier is smaller than the outer diameter of the piston skirt and / or
- The sleeve-shaped element is rigidly connected to the articulation section and with the T-shaped piston crown portion relative to this slidably engaged, in particular sliding engagement and / or
- An abutment device is arranged on the sleeve-shaped element and / or the piston carrier, which limits the mobility of the sleeve-shaped element relative to the piston carrier.

Ferner ist vom Gedanken der vorliegenden Erfindung auch ein Kolben, insbesondere Kolben für einen Verdichter umfasst, der eine Vorrichtung aufweist, die die Verdichtungsbewegung wenigstens eines Kolbens begrenzt, wenn ein vorbestimmter Druck in dem dem Kolben zugeordneten Verdichtungsvolumen überschritten wird, oder eine Vorrichtung aufweist, die die Verdichtungsbewegung wenigstens eines Kolbens begrenzt, wenn ein vorbestimmter Differenzdruck überschritten wird, wobei der Differenzdruck die Differenz zwischen dem im Verdichtungsvolumen vorherrschenden Druck und einem auf einer dem Verdichtungsvolumen abgewandten Seite des Kolbens vorherrschenden Druck ist.Furthermore, the concept of the present invention also encompasses a piston, in particular a piston for a compressor, which has a device which limits the compression movement of at least one piston when a predetermined pressure in the compression volume associated with the piston is exceeded, or has a device which limits the compression movement of at least one piston when a predetermined differential pressure is exceeded, the differential pressure being the difference between the pressure prevailing in the compression volume and a pressure prevailing on a side of the piston remote from the compression volume.

Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsformen mit festen Merkmalskombinationen beschrieben wird, umfasst sie jedoch auch die denkbaren weiteren vorteilhaften Kombinationen, wie sie insbesondere, aber nicht erschöpfend, durch die Unteransprüche angegeben sind. Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.However, while the invention will be described in terms of embodiments having fixed feature combinations, it also encompasses any conceivable further advantageous combination as particularly, but not exhaustively, given by the subclaims. All disclosed in the application documents features are claimed as essential to the invention, as far as they are new individually or in combination over the prior art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Verdichtercompressor
1212: Kolbenpiston
1414: Aussparungrecess
1616: Zylinderblockcylinder block
1818: Doppelpfeildouble arrow
20 20: Gleitsteinslide
2222: Schwenkscheibeswash plate
2424: Antriebswelledrive shaft
2626: Deckplattecover plate
2828: Zylinderraum bzw. Verdichtungsraum/VerdichtungsvolumenCylinder space or compression space / compression volume
3030: AnlenkungsabschnittAnlenkungsabschnitt
3232: KolbenbodenabschnittCrown portion
3434: hülsenförmiges Elementsleeve-shaped element
3636: TellerfederBelleville spring
3838: Kolbenhemdskirt
4040: Kolbenbodenpiston crown
4242: Kolbenträgerpiston carrier
4444: Anschlagvorrichtungstop device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009056518 A1 [0003]

Claims

Compressor ( 10 ), in particular compressors for compressing a refrigerant, with one or more pistons ( 12 ), each having an associated compression volume ( 28 ) at least partially and in the compressor ( 10 ), in particular in a cylinder block ( 16 ), are reciprocable and drivable by means of a drive mechanism 'for performing a suction and a compression movement, characterized in that the compressor ( 10 ) comprises a device which controls the compression movement of at least one piston ( 12 ) is limited when a predetermined pressure in the piston ( 12 ) associated compaction volume ( 28 ) is exceeded, or has a device that the compression movement of at least one piston ( 12 ) is limited when a predetermined differential pressure is exceeded, wherein the differential pressure is the difference between the pressure prevailing in the compression volume and a prevailing on a side facing away from the compression volume of the piston pressure.

Compressor ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the compressor ( 10 ) for each piston has a device associated with it, which limits the compression movement of its associated piston when a predetermined pressure in which the piston ( 12 ) associated compaction volume ( 28 ) is exceeded, or for each piston has a device associated with it, which limits the compression movement of its associated piston when a predetermined differential pressure in which the piston ( 12 ) associated compaction volume ( 28 ) is exceeded.

Compressor ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the predetermined pressure / the predetermined differential pressure for each of the devices is the same pressure / the same differential pressure.

Compressor ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the device in a piston ( 12 ) or at least partially, in particular completely part of the piston ( 12 ).

Compressor ( 10 ), in particular compressors ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one piston of the compressor ( 10 ) an articulation section ( 30 ) for abutment with the drive device, an approximately T-shaped piston head portion ( 32 ), as well as a sleeve-shaped element ( 34 ), which against the force of an elastic element either against the Anlenkungsabschnitt ( 30 ) or against the piston head section ( 32 ) is arranged relatively displaceable, while it is rigidly connected to the other of the two aforementioned sections.

Compressor ( 10 ) according to claim 5, characterized in that the elastic element one or more disc springs ( 36 ) and / or one or more helical compression springs.

Compressor ( 10 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the sleeve-shaped element ( 34 ) is formed as a hollow cylinder and with a circular cross-section.

Compressor ( 10 ) according to any one of claims 5-7, characterized in that the T-shaped piston head portion ( 32 ) has a piston skirt ( 38 ) which is approximately cylindrical and at one axial end by a piston head ( 40 ) is limited, while at its the piston head ( 40 ) opposite side, ie the second axial end of the piston skirt ( 38 ) a cylindrically shaped piston carrier ( 42 ) concentric with the piston skirt ( 38 ), wherein the outer diameter of the piston carrier ( 42 ) is smaller than the outer diameter of the piston skirt ( 38 ).

Compressor ( 10 ) according to any one of claims 5-8, characterized in that the sleeve-shaped element ( 34 ) rigidly with the articulation section ( 30 ) and connected to the T-shaped piston head portion ( 32 ) relative to this slidably engaged, in particular sliding engagement is.

Compressor ( 10 ) according to any one of claims 5-9, characterized in that on the sleeve-shaped element ( 34 ) and / or the piston carrier ( 42 ) a stop device ( 44 ) is arranged, the mobility of the sleeve-shaped element ( 34 ) relative to the piston carrier ( 42 ) limited.