AT10394U1

AT10394U1 - Kältemittelverdichter

Info

Publication number: AT10394U1
Application number: AT0016808U
Authority: AT
Original assignee: Acc Austria Gmbh
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2009-02-15
Also published as: SI2265823T1; ATE520882T1; CN102027237B; US20110103983A1; WO2009115565A2; WO2009115565A3; CN102027237A; US8419388B2; EP2265823A2; EP2265823B1

Description

2 AT010 394U1

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kältemittelverdichter, umfassend eine ein Kältemittel verdichtende Kolben-Zylinder-Einheit, welche ein Zylindergehäuse und einen in einer Kolbenbohrung des Zylindergehäuses geführten Kolben umfasst, wobei das Zylindergehäuse in einer axialen Richtung mit einer Ventilplatte und einem Zylinderdeckel abgeschlossen ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Kältemaschinenprozess mit zeotropen Gasen als solcher ist seit langem bekannt. Ein Kältemittel wird dabei durch Energieaufnahme aus dem zu kühlenden Raum in einem Verdampfer erhitzt und schließlich überhitzt, was zum Verdampfen führt und mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit des Kältemittelverdichters auf ein höheres Druckniveau verdichtet, wo es Wärme über einen Kondensator abgibt und über eine Drossel, in der eine Druckreduzierung und die Abkühlung des Kältemittels erfolgt, wieder zurück in den Verdampfer befördert wird.

Die in einem hermetisch dichten Gehäuse angeordnete und mittels eines Antriebsmotors angetriebene Kolben-Zylinder-Einheit des Kältemittelverdichters umfasst ein Zylindergehäuse und einen in einer Kolbenbohrung des Zylindergehäuses geführten Kolben zur Verdichtung des Kältemittels auf, wobei das Zylindergehäuse in einer axialen Richtung mit einer Ventilplatte abgeschlossen ist, an welcher ein Zylinderdeckel anliegt oder von diesem umgriffen wird. Zur Befestigung des Zylinderdeckels bzw. der Ventilplatte am Zylindergehäuse werden üblicherweise Schraubverbindungen eingesetzt. Hierbei sind sowohl der Zylinderdeckel als auch die Ventilplatte mit zumeist vier Bohrungen versehen, durch welche entsprechende Schraubelemente hindurchführbar und in Gewindebohrungen des Zylindergehäuses verschraubbar sind.

Derartige Schraubverbindungen bedingen einen hohen Montage- und Bauteilaufwand, da am Zylindergehäuse zunächst exakt positionierte Gewindebohrungen für die Schraubelemente hergestellt werden müssen. Zwischen dem Zylinderdeckel und der Ventilplatte und/oder zwischen dem Zylindergehäuse und der Ventilplatte sind Dichtelemente angeordnet.

Des weiteren reduziert das „Schadraumvolumen“, worunter ein nicht zum Hubvolumen zählender Teil des Arbeitsraumes der Kolben-Zylinder-Einheit verstanden wird, den Wirkungsgrad gattungsgemäßer Kältemittelverdichter. Ein derartiges Schadraumvolumen ist durch die Anordnung der Ventilplatte und eines erforderlichen axialen Kolbenspiels (Spaltmaß zwischen dem Kolben in seinem oberen Totpunkt und dem Zylinderdeckel bzw. der Ventilplatte) bedingt. Die im Schadraumvolumen befindliche Gas- bzw. Kältemittelmenge wird nach Vollendung eines Kolbenhubes nicht aus dem Arbeitsraum der Kolben-Zylinder-Einheit ausgestoßen und vermindert daher das Ansaugvolumen der Kolben-Zylinder-Einheit. Es wird daher versucht, das Schadraumvolumen durch Vorsehung mehrerer speziell geformter Dichtungselemente möglichst zu reduzieren.

Um eine genaue Zentrierung der Ventilplatte relativ zum Zylindergehäuse sicherzustellen, ist zudem die Vorsehung von Zentrierstiften am Zylinderdeckel bzw. am Zylindergehäuse erforderlich.

Des weiteren ergibt sich bei der Verwendung von Schraubverbindungen der Nachteil, dass aufgrund der Kräfte, die über die Schraubelemente punktuell in das Zylindergehäuse eingeleitet werden, die zylindrische Form der Zylinderbohrung negativ beeinflusst wird.

Neben einer Vorsehung von Schraubverbindungen ist es aus dem Stand der Technik weiters bekannt den Zylinderdeckel samt der Ventilplatte mittels eines Klammerelementes an das Zylindergehäuse anzupressen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Bauteil- und Montageaufwand zur Herstellung einer gattungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit zu verringern.

Insbesondere soll eine vereinfachte Montage der Ventilplatte am Zylindergehäuse ermöglicht 3 AT010 394U1 werden, wobei die Vorsehung von Dichtungselementen im Bereich der Ventilplatte entbehrlich gemacht oder die die Anzahl der eingesetzten Dichtungselemente zumindest stark reduziert werden kann. 5 Des weiteren soll eine möglichst ideale Dimensionierung bzw. eine größtmögliche Verringerung des Schadraums der Kolben-Zylinder-Einheit möglich sein.

Um eine genaue Zentrierung der Ventilplatte relativ zum Zylindergehäuse sicherzustellen, ist zudem die Vorsehung von Ausrichteelementen am Zylinderdeckel bzw. am Zylindergehäuse 10 erforderlich.

Auf die Vorsehung von Schraubverbindungen oder auch Klemmverbindungen zur Befestigung der Ventilplatte am Zylindergehäuse soll erfindungsgemäß verzichtet werden können. 15 Diese Aufgaben werden durch einen Kältemittelverdichter mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Bei einem Kältemittelverdichter, umfassend eine ein Kältemittel verdichtende Kolben-Zylinder-Einheit, welche ein Zylindergehäuse und einen in einer Kolbenbohrung des Zylindergehäuses 20 geführten Kolben umfasst, wobei das Zylindergehäuse in einer axialen Richtung mit einer Ventilplatte und einem Zylinderdeckel abgeschlossen ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ventilplatte in ihrer Betriebposition mittels einer stoffschlüssigen Verbindung am Zylindergehäuse befestigt ist, also mittels einer an sich unlösbaren Verbindung, bei welcher die zu verbindenden Bauteile durch molekulare Kräfte - also ohne Einsatz zusätzlicher Bauteile - zusam-25 mengehalten werden.

Indem die Ventilplatte also mittels eines zumindest während seiner Verarbeitung flüssigen bzw. viskosen Bindemittels am Zylindergehäuse befestigt wird, kann eine besonders einfache und flexible Montage der Ventilplatte am Zylindergehäuse ermöglicht werden. 30

Auf die Vorsehung von im Zylindergehäuse verschraubbaren Schraubelementen, als auch auf die Vorsehung von Dichtungselementen, welche zwischen der Ventilplatte und dem Zylindergehäuse und/oder zwischen der Ventilplatte und dem Zylinderdeckel angeordnet sind, kann fortan verzichtet werden. 35

Die Auswahl, welche stoffschlüssige Verbindungstechnik zur Befestigung der Ventilplatte Einsatz findet, also ob die Ventilplatte an das Zylindergehäuse angeschweißt, angelötet oder angeklebt wird, kann in Abhängigkeit der jeweiligen Bauteilgeometrien und der jeweils gewünschten Fertigungstoleranzen und Dichtheitserfordernisse erfolgen. 40

In einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung handelt es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung um eine Schweißverbindung. Eine Befestigung der Ventilplatte am Zylindergehäuse mittels Schweißtechnik ist einfach herzustellen und gewährleistet eine hohe Dichtwirkung. 45

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung handelt es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung um eine Lötverbindung. Auch bei Einsatz eines Lotes als Bindemittel zwischen der Ventilplatte und dem Zylindergehäuse kann eine hohe Dichtheit des von der Ventilplatte begrenzten Kolben-Arbeitsraumes gewährleistet werden, zumal sich das verflüssig-50 te Lot in idealer Weise in zwischen der Ventilplatte und dem Zylindergehäuse bestehende Zwischenräume bzw. Spalte einfügt. Da die miteinander zu verlötenden Bereiche der Ventilplatte und des Zylindergehäuses während des Lötvorgangs nicht bis zu ihrer Liquidustemperatur erwärmt werden, ist kein Verziehen der Ventilplatte oder des Zylindergehäuses zu befürchten. 55 Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit zur Verbindung der Ventilplatte mit dem Zylindergehäu- 4 AT 010 394 U1 se stellt das Kleben dar. Indem die Ventilplatte gemäß einer dritten Ausführungsvariante mittels einer Klebeverbindung am Zylindergehäuse befestigt ist, kann eine unveränderte Oberfläche und Gefügestruktur der miteinander zu verklebenden Bereiche der Ventilplatte und des Zylindergehäuses bewahrt bleiben. Da der als Bindemittel zwischen der Ventilplatte und dem Zylindergehäuse eingesetzte Klebstoff nur bis zu einer Temperatur erwärmt wird, welche für eine Verformung der Ventilplatte oder des Zylindergehäuses nicht relevant ist (oder der Klebstoff kalt aufgetragen wird), ist ein Wärmeverzug der Ventilplatte oder des Zylindergehäuses während des Klebevorganges ausgeschlossen.

Durch Einsatz einer Klebeverbindung ist des Weiteren eine besonders gleichmäßige Spannungsverteilung zwischen der Ventilplatte und dem Zylindergehäuse gegeben.

Im Falle einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wonach die Ventilplatte einstückig mit dem Zylinderdeckel ausgebildet ist, kann auf die Vorsehung eines separaten Zylinderdeckels verzichtet werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, übernimmt die Ventilplatte in solchem Ausführungsfalle die Aufgabenstellung des Zylinderdeckels mit. Die Zylinderbohrung wird also ausschließlich durch eine den gesamten Querschnitt der Zylinderbohrung überdeckende Ventilplatte abgeschlossen. Selbstverständlich kann aber auch im Falle einer erfindungsgemäßen Befestigung der Ventilplatte weiterhin ein separater Zylinderdeckel, welcher an die Ventilplatte angrenzt oder diese umgreift, vorgesehen sein.

Da der Bauteil- und Montageaufwand zufolge einer erfindungsgemäßen Befestigung der Ventilplatte gegenüber bekannten Ventilplatten-Anordnungen stark verringert ist, kann eine kostengünstige Herstellung gattungsgemäßer Kolben-Zylinder-Einheiten erfolgen.

Als weiterer Vorteil einer erfindungsgemäß mittels einer stoffschlüssigen Verbindung bzw. mittels einer Schweiß-, Löt- oder Klebeverbindung am Zylindergehäuse befestigten Ventilplatte ist anzuführen, dass nunmehr eine ideale Dimensionierung des Schadraums der Kolben-Zylinder-Einheit möglich ist.

Insbesondere dann, wenn die Ventilplatte gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in der Kolbenbohrung des Zylindergehäuses versenkt ist, kann auf einen eigens für die Ventilplatte vorgesehenen Anschlag sowie auf korrespondierende Dichtungselemente zum Schadraumausgleich verzichtet werden. Der Schadraum kann hierbei auf ein Minimum begrenzt werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ventilplatte im Wesentlichen als zylindrische Scheibe ausgebildet, welche in einem Randbereich mittels der stoffschlüssigen Verbindung am Zylindergehäuse befestigt ist.

Die Ventilplatte kann auf beliebige Weise am Zylindergehäuse angeordnet sein. Um einen eindeutigen Passsitz der Ventilplatte am Zylindergehäuse zu ermöglichen, ist es in einer bevorzugten Ausführungsvariante vorgesehen, dass die Ventilplatte zumindest abschnittsweise innerhalb einer Aufnahme des Zylindergehäuses angeordnet ist.

Bei dieser Aufnahme, innerhalb welcher die Ventilplatte zumindest abschnittsweise angeordnet ist, kann es sich in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung um die Kolbenbohrung des Zylindergehäuses handeln. Auf diese Weise kann der Fertigungsaufwand besonders gering gehalten werden.

Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, dass die Aufnahme eine im Wesentlichen in einer Normalebene zur Achse der Kolbenbohrung verlaufende Auflagefläche für die Ventilplatte aufweist. Hierbei kann die Ventilplatte mit einer dem Kolben zugewandten ersten Stirnseite entweder direkt an der Auflagefläche der Aufnahme anliegen bzw. erfindungsgemäß verbunden sein oder unter Zwischenlage eines Dichtungs- oder Distanzelementes in die Aufnahme eingesetzt 5 AT 010 394 U1 sein. In Falle der letzteren Ausführungsvariante ist also mindestens ein Dichtungs- oder Distanzelement in die Aufnahme eingesetzt ist, welches einerseits die im Zylindergehäuse ausgebildete Auflagefläche und andererseits die erste Stirnseite der Ventilplatte kontaktiert. Im Falle einer Vorsehung mehrerer hintereinander angeordneter Dichtungs- oder Distanzelemente ist es selbstverständlich das von der Auflagefläche am weitesten entfernte Dichtungs- oder Distanzelement, welches von der dem Kolben zugewandten ersten Stirnseite der Ventilplatte kontaktiert wird.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme eine relativ zur Kolbenbohrungs-Achse periphere, vorzugsweise konzentrisch zur Kolbenbohrungs-Achse verlaufende Begrenzungsfläche aufweist, wobei zwischen der peripheren Begrenzungsfläche und einer Umfangsfläche der Ventilplatte ein Spalt ausgebildet ist, in welchem eine zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung vorgesehene Bindemittelschicht (also eine Schweißnaht, eine Lötmittelschicht oder eine Klebstoffschicht) aufnehmbar ist. Falls es sich, wie bereits beschrieben, bei der Aufnahme um die Kolbenbohrung handelt bzw. falls die Ventilplatte in der Kolbenbohrung versenkt ist, so wird die periphere Begrenzungsfläche von der Umfangsfläche der Kolbenbohrung ausgebildet. Die Vorsehung eines definierten Spaltes zur Aufnahme einer Bindemittelschicht ermöglicht es, das jeweils gewählte Bindemittel mit einer jeweils erforderlichen, mittels einer Festigkeitsberechnung zu ermittelnden Schichtdicke zu applizieren.

Um sicherzustellen, dass sich die der jeweiligen Verbindungstechnik entsprechende Bindemittelschicht haltbar mit dem Zylindergehäuse und der Ventilplatte verbindet, weist der Spalt in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen in Richtung der Kolbenbohrung keilförmig zulaufenden Verlauf auf.

Gemäß einer bevorzugten Bauweise ergibt sich der keilförmige Verlauf des Spaltes durch eine im Randbereich der Ventilplatte vorgesehene Fase. Durch Vorsehung einer Fase wird jene an der Ventilplatte vorgesehene Fläche, an welcher die Bindemittelschicht aufgetragen wird, vergrößert, sodass sich auch die Festigkeitseigenschaften der stoffschlüssigen Verbindung bzw. der Schweiß-, Löt- oder Klebeverbindung erhöhen.

Die zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung vorgesehene Bindemittelschicht verläuft vorzugsweise entlang des gesamten Umfangs der Ventilplatte.

Gemäß einer speziellen Ausführungsvariante der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass eine zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung vorgesehene Bindemittelschicht lediglich abschnittsweise entlang des Umfangs der Ventilplatte angeordnet ist. Eine solche, besonders materialsparende Möglichkeit einer lediglich abschnittsweisen Befestigung der Ventilplatte kann insbesondere dann Einsatz finden, wenn die Ventilplatte entlang seines Umfangs mittels eines Dichtungselementes gegenüber dem Zylindergehäuse abgedichtet ist.

Anspruch 18 richtet sich auf ein Verfahren zur Befestigung einer Ventilplatte an einem Zylindergehäuse eines Kältemittelverdichters, wobei das Zylindergehäuse mit einer Kolbenbohrung zur Aufnahme eines darin oszillierenden Kolbens versehen ist und wobei zwischen der Stirnfläche des in seinem oberen Totpunkt befindlichen Kolbens und einer dem Kolben zugewandten ersten Stirnseite der Ventilplatte ein Abstand zur Ausbildung eines Schadraumvolumens, also eines ein nicht zum Hubvolumen des Kolbens zählenden Raumes innerhalb des Zylindergehäuses vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Ventilplatte während ihrer Montage in axialer Richtung in die Kolbenbohrung eingeschoben wird, bis zwischen der Stirnfläche des in seinem oberen Totpunkt befindlichen Kolbens und der dem Kolben zugewandten ersten Stirnseite der Ventilplatte ein jeweils definierter Abstand bzw. ein gewünschtes Schadraumvolumen hergestellt ist und die Ventilplatte in dieser Position am Zylindergehäuse angeschweißt oder angelötet oder angeklebt wird. Auf diese Weise kann das Schadraumvolumen innerhalb des Zylindergehäuses exakt begrenzt werden, ohne dass eine Vorsehung ausglei- 6 AT 010 394 U1 ehender Dichtungselemente notwendig ist.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Zylinderkopf-Anordnung eines Kältemittelverdichters gemäß dem Stand der Technik in Schnittdarstellung

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Kältemittelverdichter in Schnittdarstellung Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Kältemittelverdichter in Schnittdarstellung Fig. 4 eine Draufsicht auf die Kolben-Zylinder-Einheit eines erfindungsgemäßen Kältemittelverdichters gemäß Blickrichtung 26 in Fig. 3 Fig. 5 eine Schnittdarstellung der Kolben-Zylinder-Einheit entlang Linie A-A in Fig. 5 Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Kolben-Zylinder-Einheit eines erfindungsgemäßen Kältemittelverdichters in alternativer Bauweise

Fig. 7 eine Schnittdarstellung der Kolben-Zylinder-Einheit entlang Linie B-B in Fig. 6 Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Kolben-Zylinder-Einheit eines erfindungsgemäßen Kältemittelverdichters in alternativer Bauweise

Fig. 9 eine Schnittdarstellung der Kolben-Zylinder-Einheit entlang Linie C-C in Fig. 8 Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Kolben-Zylinder-Einheit eines erfindungsgemäßen Kältemittelverdichters in alternativer Bauweise

Fig. 11 eine Schnittdarstellung der Kolben-Zylinder-Einheit entlang Linie A-A in Fig. 10 Fig. 12 eine Draufsicht auf eine Kolben-Zylinder-Einheit eines erfindungsgemäßen Kältemittelverdichters in alternativer Bauweise

Fig. 13 eine Schnittdarstellung der Kolben-Zylinder-Einheit entlang Linie C-C in Fig. 12 Fig. 14 eine Draufsicht auf eine Kolben-Zylinder-Einheit eines erfindungsgemäßen Kältemittelverdichters in alternativer Bauweise

Fig. 15 eine Schnittdarstellung der Kolben-Zylinder-Einheit entlang Linie A-A in Fig. 14 Fig. 16 eine Draufsicht auf eine Kolben-Zylinder-Einheit eines erfindungsgemäßen Kältemittelverdichters in alternativer Bauweise

Fig. 17 eine Schnittdarstellung der Kolben-Zylinder-Einheit entlang Linie B-B in Fig. 16 Fig. 18 eine Draufsicht auf eine Kolben-Zylinder-Einheit eines erfindungsgemäßen Kältemittelverdichters in alternativer Bauweise

Fig. 19 eine Schnittdarstellung der Kolben-Zylinder-Einheit entlang Linie C-C in Fig. 18

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Kältemittelverdichter 1, mit einer ein Kältemittel verdichtenden Kolben-Zylinder-Einheit 2, welche ein Zylindergehäuse 4 und einen in einer Kolbenbohrung 5 des Zylindergehäuses 4 geführten Kolben 3 umfasst. Zum Antrieb des im Zylindergehäuse 4 oszillierenden Kolbens 3 ist ein mit einer Statorwicklung 18 versehener Statorkern 8 vorgesehen, innerhalb welchem ein Rotor 9 angeordnet ist. Der in Drehung versetzte Rotor 9 treibt in bekannter Weise über eine Kurbelwelle 10, an welcher ein Pleuel 11 angelenkt ist, den Kolben 3 an, sodass dieser entlang der Achse 16 eine lineare Vor- und Rückwärtsbewegung vollzieht.

Der in Fig. 2 ersichtliche Kältemittelverdichter 1 ist von einem nicht dargestellten, hermetisch dichten Gehäuse umgeben.

Um einen durch die Kolbenbohrung 5 des Zylindergehäuses 4 gebildeten Arbeitsraum, in welchem das Kältemittel verdichtet wird, zu begrenzen, ist das Zylindergehäuse 4 in einer axialen Richtung mit einer Ventilplatte 6 verschlossen. Die Ventilplatte 6 weist eine Ansaugöffnung 12 und eine Auslassöffnung 13 auf, durch welche das Kältemittel in den Arbeitsraum des Zylindergehäuses 4 angesaugt bzw. aus diesem ausgestoßen wird. Das Kältemittel wird hierbei mittels nicht dargestellter Saug- bzw. Druckleitungen an die Ansaug- bzw. Auslassöffnungen 12, 13 heran- bzw. abgeführt. Während die Ventilplatte 6 samt dem Zylinderdeckel 7 bei einer Kolben-Zylinder-Anordnung gemäß dem Stand der Technik, so wie in Fig. 1 dargestellt, in aufwändiger Weise mittels 7 AT010 394U1

Schraubelementen 25 am Zylindergehäuse 4 befestigt ist, so ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die Ventilplatte 6 in ihrer jeweils gewünschten Betriebposition mittels einer stoffschlüssigen Verbindung am Zylindergehäuse 4 zu befestigten (siehe Fig. 3).

Als stoffschlüssige Verbindung kann wahlweise eine Schweißverbindung, eine Lötverbindung oder eine Klebeverbindung zum Einsatz kommen.

Hierbei wird die Ventilplatte 6 in einfacher Weise mittels einer zumindest während ihrer Verarbeitung flüssigen bzw. viskosen Bindemittelsschicht 17, also mittels einer Schweißnaht, einer Lötmittelschicht oder einer Klebstoffschicht am Zylindergehäuse 4 befestigt. Die Ventilplatte 6 ist hierbei zumindest abschnittsweise innerhalb einer Aufnahme 15 des Zylindergehäuses 4 angeordnet.

Gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist die Ventilplatte 6 im Wesentlichen als zylindrische Scheibe ausgebildet, welche im Wesentlichen den gesamten Querschnitt der Kolbenbohrung 5 abdeckt und welche in einem Randbereich 6a mittels der jeweils gewählten stoffschlüssigen Verbindung am Zylindergehäuse 4 befestigt ist.

Anstelle einer einzelnen Bindemittelsschicht 17 können selbstverständlich auch mehrere Bindemittelsschichten 17 hintereinander oder nebeneinander appliziert werden, z.B. kann die Ventilplatte 6 mit dem Zylindergehäuse 4 zwecks Gewährleistung besonders hoher Dichtungseigenschaften doppelt verklebt oder doppelt verlötet sein.

Es sei angemerkt, dass die stoffschlüssige Verbindung zwischen der Ventilplatte 6 und dem Zylindergehäuse 4 eventuell auch ohne Einsatz einer Bindemittelschicht 17 herstellbar ist, indem lediglich die Berührungsflächen zwischen der Ventilplatte 6 und dem Zylindergehäuse 4 z.B. mittels eines Laser- oder Ultraschall-Schweißverfahrens thermisch erwärmt und miteinander verschmolzen werden.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung handelt es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Ventilplatte 6 und dem Zylindergehäuse 4 um eine Schweißverbindung (siehe Fig. 8-12 sowie Fig. 16-19).

Fig. 8 zeigt hierbei eine Draufsicht auf die Kolben-Zylinder-Einheit 2 in einer Blickrichtung gemäß Pfeil 26, wobei in Fig. 9 eine Detail-Schnittdarstellung entlang Linie C-C in Fig. 8 ersichtlich ist.

Die Figuren 8 und 9 zeigen bereits eine spezielle Ausführungsvariante der Erfindung, wonach die Ventilplatte 6 direkt in der Kolbenbohrung 5 angeordnet bzw. in dieser versenkt ist, sodass es sich also bei der bereits erwähnten Aufnahme 15 um die Kolbenbohrung 5 selbst handelt.

Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Aufnahme 15 eine im Wesentlichen in einer Normalebene zur Achse 16 der Kolbenbohrung 5 verlaufende Auflagefläche 15a aufweist, an welcher die Ventilplatte 6 mit einer dem Kolben 3 zugewandten ersten Stirnseite 19 zum Anliegen kommt, so wie in einem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 12 und 13 dargestellt.

Die Aufnahme 15 weist in beiden Ausführungsbeispielen eine relativ zur Kolbenbohrungs-Achse 16 periphere, konzentrisch zu dieser verlaufende Begrenzungsfläche 15b auf, wobei zwischen der peripheren Begrenzungsfläche 15b und einer Umfangsfläche 21 der Ventilplatte 6 ein Spalt 22 ausgebildet ist, in welchem eine Bindemittelschicht 17, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Schweißnaht 17 aufnehmbar ist. Falls es sich bei der Aufnahme 15 um die Kolbenbohrung 5 handelt bzw. falls die Ventilplatte 6 in der Kolbenbohrung 5 versenkt ist (Fig. 6-9), so wird die periphere Begrenzungsfläche 15b von der Umfangsfläche der Kolbenbohrung 5 ausgebildet.

Anstelle eines direkten Anliegens der Ventilplatte 6 an der Auflagefläche 15a ist es in einer 8 AT010 394 U1 speziellen Ausführungsvariante auch möglich, die Ventilplatte 6 unter Zwischenlage eines oder mehrerer, die Auflagefläche 15a kontaktierender Dichtungs- oder Distanzelemente 14 in die Aufnahme 15 einzusetzen und sodann anzuschweißen (so in Fig. 17 und 19 dargestellt).

Das Dichtungs- oder Distanzelement 14 ist hierbei so in die Aufnahme 15 eingesetzt, dass es einerseits die Auflagefläche 15a und andererseits die erste Stirnseite 19 der Ventilplatte 6 kontaktiert. Im Falle mehrerer hintereinander angeordneter Dichtungs- oder Distanzelemente 14 ist es selbstverständlich das von der Auflagefläche 15a am weitesten beabstandete Dichtungsoder Distanzelement 14, welches von der dem Kolben 3 zugewandten ersten Stirnseite 19 der Ventilplatte 6 kontaktiert wird.

In den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 9, 13, 17 und 19 ist der Randbereich 6a der Ventilplatte 6 jeweils mit einer Fase 24 versehen, sodass der Spalt 22 einen in Richtung der Kolbenbohrung 5 keilförmig zulaufenden Verlauf aufweist. Ebenso wäre es auch möglich, dass das Zylindergehäuse 4 in einem die Aufnahme 15 ausbildenden Bereich, z.B. an der Zylindergehäuse-Stirnseite angefast ist, um eine ideale Aufnahme der Bindemittelschicht bzw. der Schweißnaht 17 zu ermöglichen.

Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß an das Zylindergehäuse 4 angeschweißten Ventilplatte 6, bei welcher auf die Anfertigung einer Fase 24 bzw. eines keilförmigen Spaltes 22 verzichtet wurde. Hingegen weist die Bindemittelschicht bzw. die Schweißnaht 17 eine im Wesentlichen zylindrische Ringform auf, welche nicht über eine der Kolbenbohrung 5 abgewandte zweite Stirnseite 20 der Ventilplatte 6 hinausragt bzw. plan mit dieser zweiten Ventilplatten-Stirnseite 20 abschließt.

Die zweite Stirnseite 20 der Ventilplatte 6 kann in einer Ebene mit der Stirnseite 23 des Zylindergehäuses 4 liegen (Fig. 3, 11, 13, 17) oder auch hinter der Stirnseite 23 des Zylindergehäuses 4 liegen bzw. im Zylindergehäuse 4 versenkt sein (Fig. 8, 15, 19). Auch dass das Ventilplatte 6 lediglich abschnittsweise im Zylindergehäuse 4 versenkt ist, dass also die zweite Stirnseite 20 der Ventilplatte 6 über die Ebene der Stirnseite 23 des Zylindergehäuses 4 hinausragt, ist denkbar.

Als Schweißverfahren zur Herstellung einer die Ventilplatte 6 mit dem Zylindergehäuse 4 verbindenden Schweißverbindung können sämtliche gemäß dem Stand der Technik bekannten Schweißverfahren Einsatz finden.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung handelt es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Ventilplatte 6 und dem Zylindergehäuse 4 um eine Lötverbindung (dargestellt in den Figuren 4-7 sowie 14-15). Zur Anordnung der Ventilplatte 6 am/im Zylindergehäuse 4 bestehen prinzipiell dieselben Möglichkeiten wie bereits anhand der Ausführungsbeispiele zu den Schweißverbindungen gemäß Fig. 8-13 und Fig. 16-19 beschrieben.

Die Bindemittel- bzw. Lötmittelschicht 17 kann in Abhängigkeit der Größe des herzustellenden Schadraumvolumens entweder plan mit den Stirnseiten 19, 20 der Ventilplatte 6, insbesondere plan mit der dem Kolben 3 zugewandten ersten Stirnseite der Ventilplatte 6 abschließen (Fig. 5) oder auch gewölbt und über die Stirnseiten 19, 20 der Ventilplatte 6 hinausragend ausgebildet sein (Fig. 7). Selbige Möglichkeiten bestehen übrigens auch im Falle einer Ausführung der Bindemittelschicht als Schweißnaht oder als Klebstoffschicht.

Als Lötverfahren zur Herstellung einer die Ventilplatte 6 mit dem Zylindergehäuse 4 verbindenden Lötverbindung können sämtliche gemäß dem Stand der Technik bekannten Lötverfahren Einsatz finden.

In einer besonders bevorzugten dritten Ausführungsvariante der Erfindung handelt es sich bei 9 AT010 394U1 der stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Ventilplatte 6 und dem Zylindergehäuse 4 um eine Klebeverbindung (nicht extra dargestellt - es gilt hinsichtlich der Anordnungsmöglichkeiten der Ventilplatte 6 und der Bindemittel- bzw. Klebstoffschicht 17 wiederum analog das zu den Schweiß- und Lötverbindungen Gesagte.)

Als Klebstoffe zur Ausbildung einer die Ventilplatte 6 mit dem Zylindergehäuse 4 verbindenden Klebstoffschicht können sämtliche gemäß dem Stand der Technik bekannten und im vorliegenden Zusammenhang einsetzbaren Klebstoffe Einsatz finden, also sowohl im erwärmten Zustand als auch kalt applizierbare Klebstoffe.

Die jeweils zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung vorgesehene Bindemittelschicht - also die Schweißnaht, die Lötmittelschicht oder die Klebstoffschicht 17 - kann entweder entlang des gesamten Umfangs der Ventilplatte 6 umlaufen (siehe z.B. eine Draufsicht gemäß Fig. 16) oder auch lediglich abschnittsweise entlang des Umfangs der Ventilplatte 6 angeordnet sein (siehe z.B. eine Draufsicht gemäß Fig. 19). In letzterem Falle (Fig. 19) ist etwa in rein beispielhafter Weise drei über einen Winkelbereich von jeweils ca. 40° entlang des Umfangs der Ventilplatte 6 verlaufende, äquidistant zueinander angeordnete Bindemittelschicht-Abschnitte 17a, 17b und 17 vorgesehen. Da im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 19 ein Dichtungselement 14 zwischen der Auflagefläche 15a des Zylindergehäuses 4 und der Ventilplatte 6 vorgesehen ist, kann eine Dichtigkeit des vom Zylindergehäuse abgeschlossenen Kolben-Arbeitsraumes auch unter bloß partieller Befestigung der Ventilplatte 6 gewährleistet werden.

Obwohl im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 18 und 19 eine Schweißverbindung gezeigt ist, ist es im Falle einer Vorsehung eines Dichtungselementes 14 selbstverständlich auch im Falle einer Löt- oder einer Klebeverbindung möglich, die Bindemittelschicht 17 lediglich abschnittsweise entlang des Umfangs der Ventilplatte 6 vorzusehen.

In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Ventilplatte 6 einstückig mit dem Zylinderdeckel ausgebildet. Anders ausgedrückt, kann also die Vorsehung eines separaten Zylinderdeckels 7, so wie in der Stand-der-Technik-Darstellung gemäß Fig. 1 ersichtlich, entfallen. Es versteht sich, dass im Falle einer einstückigen Ausführung von Ventilplatte 6 und Zylinderdeckel das Ventilplatten-Zylinderdeckelelement nicht notwendigerweise plattenförmig ausgebildet sein muss, sondern eine beliebige Geometrie aufweisen kann.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Ventilplatte 6 in erfindungsgemäß beschriebener Weise stoffschlüssig am Zylindergehäuse 4 zu befestigen und weiterhin einen separat gefertigten Zylinderdeckel 7 vorzusehen, welcher an die Ventilplatte 6 angrenzt oder diese umgreift. Dies kann insbesondere im Falle spezieller Saugleitungs- und Druckleitungsanbindungen an die Kolben-Zylinder-Einheit 2 zweckmäßig sein.

Es versteht sich weiterhin, dass die Ventilplatte 6 nicht direkt, sondern unter Vorsehung eines oder mehrerer Zusatzbauteile am Zylindergehäuse 4 befestigt sein kann, welche jeweils sowohl mit der Ventilplatte 6, als auch mit dem Zylindergehäuse 4 verschweißt oder verlötet oder verklebt sind.

Ein besonders kritischer Punkt bei der Herstellung gattungsgemäßer Kolben-Zylinder-Einheiten 2 ist die Begrenzung des bereits einleitend erwähnten Schadraumvolumens, also eines nicht zum Hubvolumen des Kolbens 5 zählenden Raumes innerhalb des Zylindergehäuses 4. Stets muss zwischen der Stirnfläche 27 des in seinem oberen Totpunkt befindlichen Kolbens 5 und einer dem Kolben 5 zugewandten ersten Stirnseite 19 der Ventilplatte 6 ein eindeutig definierter Abstand zur Ausbildung des Schadraumvolumens vorgesehen sein, um betriebsbedingte Wärmedehnungen der Bauteile der Kolben-Zylinder-Einheit 2 zu kompensieren und ein Anschlägen des Kolbens 5 am Zylinderdeckel 7 bzw. an der Ventilplatte 6 zu verhindern.

Erfindungsgemäß ist es daher als Verfahren zur Befestigung der Ventilplatte 6 am Zylinderge-

Claims

10 AT 010 394 U1 häuse 4 vorgeschlagen, dass die Ventilplatte 6 in axialer Richtung 26 in die Kolbenbohrung 5 eingeschoben wird (siehe Fig. 2), bis zwischen der Stirnfläche 27 des in seinem oberen Totpunkt befindlichen Kolbens 5 und der dem Kolben 5 zugewandten ersten Stirnseite 19 der Ventilplatte 6 ein jeweils definierter Abstand bzw. ein gewünschtes Schadraumvolumen hergestellt ist. Ist diese Position der Ventilplatte 6 innerhalb der Kolbenbohrung 5 erreicht (siehe Fig. 3), so wird die Ventilplatte 6 in einer bereits beschriebenen Weise angeschweißt oder angelötet oder angeklebt. Es versteht sich, dass sich der Kolben 5 während der Montage der Ventilplatte 6 bzw. während des Einschiebens der Ventilplatte 6 in die Kolbenbohrung 5 nicht real in seinem oberen Totpunkt befinden muss, sondern dass als Bezugspunkt zur Messung des definierten Abstandes, bis zu jenem die Ventilplatte 6 in die Kolbenbohrung 5 eingeschoben wird, jene Ebene herangezogen wird, in welcher sich die Kolben-Stirnfläche 27 während der oberen Totpunkt-Position des Kolbens 5 befinden würde. Eine derartige Abstandsmessung kann anhand von geeigneten Bezugspunkten bzw. -flächen der Zylindergehäuse-Geometrien erfolgen, z.B. unter Bezugnahme auf eine Zylindergehäuse-Stirnseite 23. Auf diese Weise kann das das Schadraumvolumen der Kolben-Zylinder-Einheit 2 exakt begrenzt werden. Ein möglichst klein bemessenes Schadraumvolumen bringt einen höheren Wirkungsgrad sowie eine bessere spezifische Kälteleistung des Kältemittelverdichters 1 mit sich. Ansprüche: 1. Kältemittelverdichter (1), umfassend eine ein Kältemittel verdichtende Kolben-Zylinder-Einheit (2), welche ein Zylindergehäuse (4) und einen in einer Kolbenbohrung (5) des Zylindergehäuses (4) geführten Kolben (3) umfasst, wobei das Zylindergehäuse (4) in einer axialen Richtung mit einer Ventilplatte (6) und einem Zylinderdeckel (7) abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (6) in ihrer Betriebposition mittels einer stoffschlüssigen Verbindung am Zylindergehäuse (4) befestigt ist. 2. Kältemittelverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung um eine Schweißverbindung handelt. 3. Kältemittelverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung um eine Lötverbindung handelt. 4. Kältemittelverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung um eine Klebeverbindung handelt. 5. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (6) im Wesentlichen als zylindrische Scheibe ausgebildet ist, welche in einem Randbereich (6a) mittels der stoffschlüssigen Verbindung am Zylindergehäuse (4) befestigt ist. 6. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (6) zumindest abschnittsweise innerhalb einer Aufnahme (15) des Zylindergehäuses (4) angeordnet ist. 7. Kältemittelverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Aufnahme (15), innerhalb welcher die Ventilplatte (6) angeordnet ist, um die Kolbenbohrung (5) des Zylindergehäuses (4) handelt. 8. Kältemittelverdichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (6) in 11 AT010 394U1 der Kolbenbohrung (5) des Zylindergehäuses (4) versenkt ist. 9. Kältemittelverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (15) eine im Wesentlichen in einer Normalebene zur Achse (16) der Kolbenbohrung (5) verlaufende Auflagefläche (15a) aufweist. 10. Kältemittelverdichter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, Hass die Ventilplatte (6) mit einer dem Kolben (3) zugewandten ersten Stirnseite (19) direkt an der Auflagefläche (15a) der Aufnahme (15) anliegt. 11. Kältemittelverdichter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Dichtungs- oder Distanzelement (14) in die Aufnahme (15) eingesetzt ist, welches einerseits die Auflagefläche (15a) und andererseits die erste Stirnseite (19) der Ventilplatte (6) kontaktiert. 12. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (15) eine relativ zur Kolbenbohrungs-Achse (16) periphere, vorzugsweise konzentrisch zur Kolbenbohrungs-Achse (16) verlaufende Begrenzungsfläche (15b) aufweist, wobei zwischen der peripheren Begrenzungsfläche (15b) und einer Umfangsfläche (21) der Ventilplatte (6) ein Spalt (22) ausgebildet ist, in welchem eine zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung vorgesehene Bindemittelschicht (17) aufnehmbar ist. 13. Kältemittelverdichter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (22) einen in Richtung der Kolbenbohrung (5) keilförmig zulaufenden Verlauf aufweist. 14. Kältemittelverdichter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der keilförmige Verlauf des Spaltes (22) sich durch eine im Randbereich (6a) der Ventilplatte (6) vorgesehene Fase (24) ergibt. 15. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung vorgesehene Bindemittelschicht (17) entlang des gesamten Umfangs der Ventilplatte (6) verläuft. 16. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung vorgesehene Bindemittelschicht (17) lediglich abschnittsweise entlang des Umfangs der Ventilplatte (6) angeordnet ist. 17. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (6) einstückig mit dem Zylinderdeckel (7) ausgebildet ist.

18. Verfahren zur Befestigung einer Ventilplatte (6) an einem Zylindergehäuse (4) eines Kältemittelverdichters (1), wobei das Zylindergehäuse (4) mit einer Kolbenbohrung (5) zur Aufnahme eines darin oszillierenden Kolbens (3) versehen ist und wobei zwischen der Stirnfläche (27) des in seinem oberen Totpunkt befindlichen Kolbens (5) und einer dem Kolben (5) zugewandten ersten Stirnseite (19) der Ventilplatte (6) ein Abstand zur Ausbildung eines Schadraumvolumens, also eines nicht zum Hubvolumen des Kolbens (5) zählenden Raumes innerhalb des Zylindergehäuses (4) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (6) in axialer Richtung (26) in die Kolbenbohrung (5) eingeschoben wird, bis zwischen der Stirnfläche (27) des in seinem oberen Totpunkt befindlichen Kolbens (5) und der dem Kolben (5) zugewandten ersten Stirnseite (19) der Ventilplatte (6) ein jeweils definierter Abstand bzw. ein gewünschtes Schadraumvolumen hergestellt ist und die Ventilplatte (6) in dieser Position am Zylindergehäuse (4) angeschweißt oder angelötet oder angeklebt wird.