DE102005021248B4

DE102005021248B4 - Taumelscheibenkompressoren und Klimaanlagensysteme, welche solche Kompressoren aufweisen

Info

Publication number: DE102005021248B4
Application number: DE102005021248.4A
Authority: DE
Inventors: Shinji Tagami
Original assignee: Sanden Holdings Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2025-05-10
Also published as: CN100419260C; DE102005021248A1; FR2869956A1; US7632077B2; JP4408389B2; CN1696504A; JP2005320902A; US20050249608A1; FR2869956B1

Abstract

Taumelscheibenkompressor, welcher aufweist:
einen Zylinderkopf (19);
eine Auslasskammer (196), die eine ringförmige Form aufweist und entlang einem äußeren Umfangsabschnitt des Zylinderkopfes angeordnet ist;
eine Ansaugkammer (197), die an einem zentralen Abschnitt des Zylinderkopfes ausgebildet ist;
eine Ventilplatte (22), die eine Mehrzahl an Auslassöffnungen (220) in Kommunikation mit der Auslasskammer aufweist; und
ein Auslassventil (23), das eine Mehrzahl an blattfederventilartigen Ventilkörpern (230) aufweist, die in der Auslasskammer angeordnet sind, wobei jeder der Ventilkörper eine entsprechende Öffnung von den Auslassöffnungen öffnet und schließt und wobei sich jeder der Ventilkörper in einer Umfangsrichtung der Auslasskammer erstreckt und entlang der ringförmigen Form der Auslasskammer ausgerichtet ist; wobei
eine Kopfdichtung (24) zwischen der Ventilplatte (22) und dem Zylinderkopf (19) angeordnet ist, und ein Halteelement (240), das einen Öffnungsgrad eines entsprechenden Ventilkörpers von den Ventilkörpern (230) regelt, integral mit der Kopfdichtung (24) derart ausgebildet ist, dass es dem entsprechenden Ventilkörper (230) der Ventilkörper (230) gegenüberliegt; wobei
Abschnitte (241) des Halteelementes (240) an jeder Seite des Halteelementes (240) gegenüber einem Spitzenabschnitt von jedem der Ventilkörper (230) und ein Halteelement-Fußabschnitt (242) des Halteelementes (240) gegenüber einem Ventilkörper-Fußabschnitt von jedem der Ventilkörper (230) an der Kopfdichtung (24) befestigt bleiben, und Kopfdichtungsabschnitte angrenzend an jeder Seite der Halteelementabschnitte (241) durch eine erste Endfläche einer Trennwand (195) zwischen der Auslasskammer (196) und der Ansaugkammer (197) und eine zweite Endfläche einer äußeren Umfangswand (190) des Zylinderkopfes (19) an der Ventilplatte (22) befestigt sind;
bei dem der Halteelement-Fußabschnitt (242) und der Ventilkörper-Fußabschnitt durch eine Sitzfläche (192) eines Gewindeabschnittes für einen Befestigungsbolzen (27), die in der äußeren Umfangswand (190) des Zylinderkopfes (19) ausgebildet ist, an der Ventilplatte (22) befestigt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Taumelscheibenkompressoren. Ferner betrifft die Erfindung Klimaanlagensysteme, im speziellen Fahrzeug-Klimaanlagensysteme, die solche Taumelscheibenkompressoren aufweisen.
Ein Taumelscheibenkompressor ist in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP-A-2002-250279 beschrieben, bei dem eine Auslaßkammer, die eine ringförmige Form aufweist, entlang einem äußeren Umfangsabschnitt eines Zylinderkopfes angeordnet ist, eine Ansaugkammer an einem zentralen Abschnitt des Zylinderkopfes ausgebildet ist und ein Auslaßventil, das blattfederventilartige Ventilkörper aufweist, die an der Auslaßkammer zum Öffnen und Schließen von Auslaßöffnungen angeordnet sind, in einer Ventilplatte ausgebildet ist. Bei diesem Taumelscheibenkompressor erstreckt sich jeder der Ventilkörper des Auslaßventils in der radialen Richtung der Auslaßkammer und die Fußabschnitte der Ventilkörper werden durch eine Endfläche einer Trennwand zwischen der Auslaßkammer und der Ansaugkammer an die Ventilplatte in Preßpassung gedrückt.
Da bei solch einem Taumelscheibenkompressor sich jeder der Ventilkörper des Auslaßventils in der radialen Richtung der Auslaßkammer, die eine relativ kleine radiale Breite aufweist, erstreckt, wird die Länge jedes Ventilkörpers durch die Breite der Auslaßkammer eingeschränkt. Zusätzlich kann eine signifikante und möglicherweise beschädigende Belastung an einem Fußabschnitt des Ventilkörpers erzeugt werden, wenn der Ventilkörper geöffnet oder geschlossen wird.
Demgemäß liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Taumelscheibenkompressors, bei dem eine Auslaßkammer, die eine ringförmige Form aufweist, entlang einem äußeren Umfangsabschnitt eines Zylinderkopfes angeordnet ist, eine Ansaugkammer an einem zentralen Abschnitt des Zylinderkopfes ausgebildet ist und ein Auslaßventil, das blattfederventilartige Ventilkörper aufweist, an der Auslaßkammer zum Öffnen und Schließen von Auslaßöffnungen, die in einer Ventilplatte ausgebildet sind, angeordnet ist, bei dem eine Belastung, die an einem Fußabschnitt jedes Ventilkörpers erzeugt wird, wenn der Ventilkörper geöffnet oder geschlossen wird, im Vergleich mit derjenigen bei den oben beschriebenen bekannten Taumelscheibenkompressoren reduziert werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 1 und durch ein Klimaanlagensystem gemäß Anspruch 5. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Um den vorhergehend genannten Bedarf zu befriedigen und weitere Ziele zu erreichen, weist ein Taumelscheibenkompressor gemäß der vorliegenden Erfindung einen Zylinderkopf auf, eine Auslaßkammer, die eine ringförmige Form aufweist und entlang einem äußeren Umfangsabschnitt des Zylinderkopfes angeordnet ist, eine Ansaugkammer, die an einem zentralen Abschnitt des Zylinderkopfes ausgebildet ist, eine Ventilplatte, die eine Mehrzahl an Auslaßöffnungen in Kommunikation mit der Auslaßkammer aufweist, und ein Auslaßventil, das eine Mehrzahl an blattfederventilartigen Ventilkörpern, die in der Auslaßkammer angeordnet sind, aufweist. Jeder der Ventilkörper öffnet und schließt eine entsprechende Öffnung von den Auslaßöffnungen und jeder der Ventilkörper erstreckt sich in einer Umfangsrichtung der Auslaßkammer und ist entlang der ringförmigen Form der Auslaßkammer ausgerichtet. Da sich jeder Ventilkörper des Auslaßventils in der Umfangsrichtung der ringförmigen Auslaßkammer erstreckt, kann die Länge jedes Ventilkörpers im Vergleich mit derjenigen bei den oben beschriebenen bekannten Taumelscheibenkompressoren, bei denen sich der Ventilkörper in der radialen Richtung der ringförmigen Auslaßkammer erstreckt, vergrößert sein. Deshalb kann bei der vorliegenden Erfindung eine Belastung, die an einem Fußabschnitt von jedem Ventilkörper erzeugt wird, wenn der Ventilkörper geöffnet oder geschlossen wird, reduziert werden.
Ein Klimaanlagensystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Taumelscheibenkompressor auf. Der Kompressor weist einen Zylinderkopf auf, eine Auslaßkammer die eine ringförmige Form aufweist und entlang einem äußeren Umfangsabschnitt des Zylinderkopfes angeordnet ist, eine Ansaugkammer, die an einem zentralen Abschnitt des Zylinderkopfes ausgebildet ist, eine Ventilplatte, die eine Mehrzahl an Auslaßöffnungen in Kommunikation mit der Auslaßkammer aufweist, und ein Auslaßventil, das eine Mehrzahl an blattfederventilartigen Ventilkörpern, die in der Auslaßkammer angeordnet sind, aufweist. Jeder der Ventilkörper öffnet und schließt eine entsprechende Öffnung von den Auslaßöffnungen und jeder der Ventilkörper erstreckt sich in einer Umfangsrichtung der Auslaßkammer und ist entlang der ringförmigen Form der Auslaßkammer ausgerichtet. Da sich jeder Ventilkörper des Auslaßventils in der Umfangsrichtung der ringförmigen Auslaßkammer erstreckt, kann die Länge jedes Ventilkörpers im Vergleich mit derjenigen bei den oben beschriebenen bekannten Taumelscheibenkompressoren, bei denen sich der Ventilkörper in der radialen Richtung der ringförmigen Auslaßkammer erstreckt, vergrößert sein. Deshalb kann bei der vorliegenden Erfindung eine Belastung, die an einem Fußabschnitt jedes Ventilkörpers erzeugt wird, wenn der Ventilkörper geöffnet oder geschlossen wird, reduziert werden.
Eine Kopfdichtung ist zwischen der Ventilplatte und dem Zylinderkopf angeordnet und ein Halteelement, das einen Öffnungsgrad oder eine Auslenkung eines entsprechenden Ventilkörpers reguliert, ist integral mit der Kopfdichtung derart ausgebildet, daß es dem entsprechenden Ventilkörper gegenüberliegt. Ferner bleiben Abschnitte des Halteelements an jeder Seite des Halteelements gegenüberliegend von einem Spitzenabschnitt des Ventilkörpers und ein Halteelement-Fußabschnitt des Halteelements gegenüberliegend von einem Ventilkörper-Fußabschnitt des Ventilkörpers an der Kopfdichtung befestigt und Kopfdichtungsabschnitte angrenzend an jede Seite des Halteelementabschnittes werden durch eine erste Endfläche einer Trennwand zwischen der Auslaßkammer und der Ansaugkammer und durch eine zweite Endfläche einer äußeren Umfangswand des Zylinderkopfes an der Ventilplatte befestigt, zum Beispiel in Presspassung an diese gedrückt.
Darüber hinaus sind der Halteelement-Fußabschnitt und der Ventilkörper-Fußabschnitt durch eine Sitzfläche für einen Befestigungsbolzen-Gewindeabschnitt, die in der äußeren Umfangswand des Zylinderkopfs ausgebildet ist, an der Ventilplatte befestigt, zum Beispiel in Preßpassung an diese gedrückt. Bei solch einer Struktur können der Ventilkörper-Fußabschnitt und das Halteelement einfach an der Ventilplatte befestigt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind ein Kopf-Stufenabschnitt und ein Dichtungs-Stufenabschnitt zum Aufnehmen jeden Ventilkörpers auf der zweiten Endfläche der äußeren Umfangswand des Zylinderkopfes bzw. an einem äußeren Umfangsabschnitt der Kopfdichtung angeordnet. Ein erster Abschnitt des äußeren Umfangsabschnitts der Kopfdichtung, der innerhalb des Dichtungs-Stufenabschnittes angeordnet ist, und ein äußerer Umfangsabschnitt des Auslaßventils werden durch einen Abschnitt der zweiten Endfläche der äußeren Umfangswand des Zylinderkopfes, der innerhalb des Kopf-Stufenabschnittes angeordnet ist, an der Ventilplatte befestigt, zum Beispiel in Presspassung an diese gedrückt. Ein zweiter Abschnitt des äußeren Umfangsabschnittes der Kopfdichtung, der außerhalb des Dichtungs-Stufenabschnittes angeordnet ist, wird durch einen Abschnitt der zweiten Endfläche der äußeren Umfangswand des Zylinderkopfs, der außerhalb des Kopf-Stufenabschnittes angeordnet ist, an der Ventilplatte befestigt, z.B. in Preßpassung an diese gedrückt.
Bei dieser Struktur können der äußere Umfangsabschnitt des Auslaßventils und der äußere Umfangsabschnitt der Kopfdichtung einfach an der Ventilplatte befestigt werden. Da durch die Abschnitte des äußeren Umfangsabschnittes der Kopfdichtung, die innerhalb und außerhalb des Dichtungs-Stufenabschnittes angeordnet sind, eine doppelte ringförmige Dichtung gebildet wird, weist die Kopfdichtung eine verbesserte Dichtungsleistung auf.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Randwulst an dem Abschnitt des äußeren Umfangsabschnittes der Kopfdichtung, der außerhalb des Dichtungs-Stufenabschnittes angeordnet ist, ausgebildet und wenn der Abschnitt des äußeren Umfangsabschnittes der Kopfdichtung, der außerhalb des Dichtungs-Stufenabschnittes angeordnet ist, durch den Abschnitt der zweiten Endfläche der äußeren Umfangswand des Zylinderkopfes, der außerhalb des Kopf-Stufenabschnittes angeordnet ist, an der Ventilplatte befestigt wird, wie z.B. in Preßpassung an diese gedrückt wird, ist ein Kompressionsverhältnis des Randwulstes weniger als 100%.
Bei dieser Struktur wird durch Halten des Kompressionsverhältnisses des Randwulstes auf einen Wert von weniger als 100% die Dichtung, die durch den Abschnitt des äußeren Umfangsabschnittes der Kopfdichtung, der außerhalb des Dichtungs-Stufenabschnittes angeordnet ist, erzielt wird, eine Kombination aus einer Flächendichtung und einer Liniendichtung. Obwohl eine Flächendichtung einen erhöhten Grad an Dichtungsfähigkeit aufweist, tendiert die Dichtfähigkeit dazu, wenn Kratzer oder andere Fehlstellen auf der Dichtungsfläche sind, sich deutlich zu verschlechtern und es fehlt der Dichtung an Stabilität. Obwohl auf der anderen Seite eine Liniendichtung einen niedrigeren Grad an Dichtungsfähigkeit als die Flächendichtung aufweist, nimmt die Dichtungsfähigkeit, selbst wenn Kratzer oder andere Fehlstellen auf der Dichtungsfläche sind, nicht so stark ab und die Dichtung ist stabil. Deshalb kann durch Kombinieren solch einer Flächendichtung und einer Liniendichtung eine erhöhte Dichtungsleistung und eine stabile Dichtung erzielt werden.
Bei einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Taumelscheibenkompressor einen Kommunikationsdurchgang zum Herstellen einer Kommunikation zwischen einem schmalen ringförmigen Raum, der zwischen dem Kopf-Stufenabschnitt, einer äußeren Fläche des Auslaßventils und der Ventilplatte ausgebildet ist, mit einem Niedrigdruckbereich des Kompressors auf. Bei dieser Struktur wird, da der Druck in dem schmalen ringförmigen Raum reduziert ist, die Dichtungsfähigkeit aufgrund des Abschnittes des äußeren Umfangsabschnittes der Kopfdichtung, der außerhalb des Dichtungs-Stufenabschnittes angeordnet ist, erhöht.
Folglich kann bei dem Taumelscheibenkompressor gemäß der vorliegenden Erfindung durch das Erstrecken jedes Ventilkörpers des Auslaßventils in der Umfangsrichtung der Auslaßkammer die Länge jedes Ventilkörpers im Vergleich mit derjenigen bei den oben beschriebenen bekannten Taumelscheibenkompressoren, bei denen sich der Ventilkörper in der radialen Richtung über die Breite der ringförmigen Auslaßkammer erstreckt, erhöht werden und eine Belastung, die an dem Fußabschnitt jedes Ventilkörpers erzeugt wird, wenn der Ventilkörper geöffnet oder geschlossen wird, kann merklich reduziert werden. Ferner kann bei den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein erhöhter Grad an Dichtungsfähigkeit an einem Abschnitt, der die Kopfdichtung aufweist, einfach erzielt werden.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Von den Figuren zeigen:

1 eine Querschnittsansicht eines Taumelscheibenkompressors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivische Explosionsansicht von Bauteilen des in 1 abgebildeten Taumelscheibenkompressors;
3 eine perspektivische Explosionsansicht von Bauteilen des in 1 gezeigten Taumelscheibenkompressors, in einem Blickwinkel betrachtet, der sich von demjenigen der 2 unterscheidet;
4A-4G Teil-Draufsichten von Bauteilen des in 1 abgebildeten Taumelscheibenkompressors; und
5A-5D das Verhältnis zwischen einem Zylinderblock, einer Zylinderdichtung, einem Ansaugventil, einer Ventilplatte, einem Auslaßventil, einer Kopfdichtung und einem Zylinderkopf in zusammengebautem Zustand. 5A ist eine perspektivische Ansicht der Bauteile; 5B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B von 5A; 5C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C von 5A; und 5D ist eine vergrößerte Teil-Querschnittsansicht des Abschnittes, der in 5B abgebildet ist.

1 zeigt einen Taumelscheibenkompressor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Taumelscheibenkompressor A weist eine Antriebswelle 10, einen Rotor 11, der an der Antriebswelle 10 befestigt ist, und eine Taumelscheibe 12, die von der Antriebswelle 10 derart gehalten wird, daß der Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 verändert werden kann. Im speziellen ist die Taumelscheibe 12 mit dem Rotor 11 über einen Verbindungsmechanismus 13, der derart angepaßt ist, daß er ermöglicht, daß der Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 verändert werden kann, verbunden und wird synchron mit dem Rotor 11 und letztlich mit der Antriebswelle 10 gedreht.
Der Kolben 15 steht über ein Paar Gleitkörper 14, die an dem äußeren Umfangsabschnitt der Taumelscheibe 12 gleiten, mit der Taumelscheibe 12 im Eingriff. Ein Kolbenkopf 150 des Kolbens 15 ist in eine Zylinderbohrung 160, die in dem zylindrischen Zylinderblock 16 ausgebildet ist, eingesetzt. Eine Mehrzahl an Zylinderbohrungen 160 sind in einem vorbestimmten Abstand um die zentrale Achse X angeordnet und jeder Kolbenkopf 150 der Kolben 15 ist in eine der Zylinderbohrungen 160 eingesetzt.
Ein tassenartiges zylindrisches Vordergehäuse 18 definiert eine Kurbelkammer 17, in der die Antriebswelle 10, der Rotor 11 und die Taumelscheibe 12 angeordnet sind. Das Vordergehäuse 18 liegt einer Fläche des Zylinderblocks 16 gegenüber. Ein Zylinderkopf 19 liegt der anderen Fläche des Zylinderblocks 16 gegenüber. Der Zylinderkopf 19 weist eine äußere Umfangswand 190 auf, eine innere Umfangswand 195, eine ringförmige Auslaßkammer 196, die zwischen der äußeren Umfangswand 190 und der inneren Umfangswand 195 gebildet ist, und eine kreisförmige Ansaugkammer 197, die innerhalb der inneren Umfangswand 195 an einem zentralen Abschnitt des Zylinderkopfes 19 ausgebildet ist. Die Ansaugkammer 197 und die Auslaßkammer 196 werden zum Teil durch ihre Querschnittsformen unterschieden. Die Auslaßkammer 196 kommuniziert über eine Auslaßöffnung mit der Zylinderbohrung 160 und die Ansaugkammer 197 kommuniziert über eine Ansaugöffnung mit der Zylinderbohrung 160. Jede der Auslaßöffnungen und Ansaugöffnungen kommuniziert mit weiteren bekannten Bauteilen eines Klimaanlagensystems, wie beispielsweise mit einem (nicht gezeigten) Kondensator und einem (nicht gezeigten) Verdampfer.
Eine scheibenartige Ventilplatte 22 ist zwischen dem Zylinderblock 16 und dem Zylinderkopf 19 angeordnet. Die Ventilplatte 22 weist Auslaßöffnungen 220 und Ansaugöffnungen 221 auf, die ausgerichtet sind und mit entsprechenden Zylinderbohrungen 160 kommunizieren. Jedes Paar aus Auslaßöffnungen 220 und Ansaugöffnungen 221 ist entlang einer Linie, die sich radial von dem Zentrum der Ventilplatte 22 erstreckt, angeordnet.
Wie in den 2, 3 und 4A-4G dargestellt ist, sind ein scheibenartiges Auslaßventil 23 und eine scheibenartige Kopfdichtung 24 zwischen der Ventilplatte 22 und dem Zylinderkopf 19 angeordnet. Blattfederventilartige Ventilkörper 230 zum Öffnen und Schließen entsprechender Auslaßöffnungen 220 sind an dem äußeren Umfangsabschnitt des Auslaßventils 23 integral mit dem Auslaßventil 23 angeordnet. Jeder Ventilkörper 230 erstreckt sich entlang des äußeren Umfangs des Auslaßventils 23.
Ein Halteelement 240 zum Regulieren des Öffnungsgrades jedes Ventilkörpers 230 ist an der Kopfdichtung 24 integral mit der Kopfdichtung 24 ausgebildet, so daß es jeweils einem Ventilkörper 230 gegenüberliegt. Das Halteelement 240 wird durch Schneiden der Kopfdichtung 24 und Erheben des geschnittenen Abschnittes gebildet. Beide Seitenabschnitte 241 des Halteelementes 240 gegenüberliegend von einem Spitzenabschnitt des entsprechenden Ventilkörpers 230 und ein Halteelement-Fußabschnitt 242 des Halteelementes 240 gegenüberliegend von dem Ventilkörper-Fußabschnitt des entsprechenden Ventilkörpers 230 bleiben an der Kopfdichtung 24 befestigt. Bei der Kopfdichtung 24 sind ein zentraler zurückversetzter Abschnitt 243, der mit den Halteelementen 240 ausgebildet ist, ein flanschartiger äußerer Umfangsabschnitt 244 und ein Dichtungs-Stufenabschnitt zum Aufnehmen jedes Ventilkörpers 230, der eine Grenze zwischen dem zentralen zurückversetzten Abschnitt 243 und dem äußeren Umfangsabschnitt 244 bildet, ausgebildet. Ein erster Randwulst 245, der sich um den Umfang erstreckt, ist an dem äußeren Umfangsabschnitt 244 angeordnet.
Auf der Endfläche der äußeren Umfangswand 190 des Zylinderkopfes 19 sind ein innerer zurückversetzter Abschnitt 191 gegenüberliegend von dem äußeren Umfangsabschnitt des zentralen zurückversetzten Abschnittes 243 der Kopfdichtung 24 und dem äußeren Umfangsabschnitt des Auslaßventils 23, wobei sich Sitzflächen 192 der Gewindeabschnitte dieses Befestigungsbolzens von dem inneren zurückversetzten Abschnitt 191 radial nach innen erstrecken, ein äußerer Umfangsabschnitt 193 der Wand 190 gegenüberliegend von dem äußeren Umfangsabschnitt 244 der Kopfdichtung 24 und ein Kopf-Stufenabschnitt 194 zum Aufnehmen der Ventilkörper und Bilden einer Grenze zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt 193 und dem inneren zurückversetzten Abschnitt 191 ausgebildet. Die Endfläche der inneren Umfangswand 195 des Zylinderkopfes 19 ist plan relativ zu dem inneren zurückversetzten Abschnitt 191 und den Sitzflächen 192 der Befestigungsbolzen-Gewindeabschnitte an der Endfläche der äußeren Umfangswand 190 des Zylinderkopfes 19.
Wie in den 2-4 dargestellt ist, sind ein scheibenartiges Ansaugventil 25 und eine scheibenartige Zylinderdichtung 26 zwischen der Ventilplatte 22 und dem Zylinderblock 16 angeordnet. Blattfederventilartige Ventilkörper 250 zum Öffnen und Schließen der Ansaugöffnungen 221 sind integral mit dem Ansaugventil 25 ausgebildet. Jeder Ventilkörper 250 erstreckt sich von dem äußeren Kantenabschnitt des Ansaugventils 25 radial nach innen. Durch die Zylinderdichtung 26 sind Öffnungen 260, die den entsprechenden Zylinderbohrungen 160 entsprechen, ausgebildet. Ein zentraler zurückversetzter Abschnitt 261, der mit Öffnungen 260 ausgebildet ist, ein flanschartiger äußerer Umfangsabschnitt 262 und ein Stufenabschnitt 264 zum Aufnehmen der Ansaugventilkörper und zum Definieren der Grenze zwischen dem zentralen zurückversetzten Abschnitt 261 und dem äußeren Umfangsabschnitt 262 sind in der Zylinderdichtung 26 ausgebildet. Ein zweiter Randwulst 263, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt, ist an dem äußeren Umfangsabschnitt 262 angeordnet.
Auf der Endfläche der Zylinderkopfseite des Zylinderblocks 16 ist ein zentraler zurückversetzter Abschnitt 161 gegenüberliegend von dem zentralen zurückversetzten Abschnitt 261 der Zylinderdichtung 26 ausgebildet und ein äußerer Umfangsabschnitt 162 ist gegenüberliegend von dem äußeren Umfangsabschnitt 262 der Zylinderdichtung 26 ausgebildet. Ein Stufenabschnitt 163 zum Aufnehmen der Ansaugventilkörper definiert die Grenze zwischen dem zentralen zurückversetzten Abschnitt 161 und dem äußeren Umfangsabschnitt 162.
Der Zylinderblock 16, die Zylinderdichtung 26, das Ansaugventil 25, die Ventilplatte 22, das Auslaßventil 23, die Kopfdichtung 24 und der Zylinderkopf 19 werden mittels Durchgangsbolzen 27 aneinander befestigt.
Wenn die oben beschriebenen Teile mittels der Durchgangsbolzen 27 miteinander befestigt werden, ist, wie in 5B dargestellt ist, das Auslaßventil 23 in dem zentralen zurückversetzten Abschnitt 243 der Kopfdichtung 24 untergebracht und der äußere Umfangsabschnitt des zentralen zurückversetzten Abschnittes 243 der Kopfdichtung 24 ist in dem inneren zurückversetzten Abschnitt 191 auf der Endfläche der äußeren Umfangswand 190 des Zylinderkopfes 19 untergebracht. Die Ventilkörper 230 des Auslaßventils 23 und die Halteelemente 240 sind in der Auslaßkammer 196 untergebracht. Wie in 5A dargestellt ist, erstreckt sich jeder Ventilkörper 230 in der Umfangsrichtung der Auslaßkammer 196 und entlang der ringförmigen Form der Auslaßkammer 196.
Wenn ferner die oben beschriebenen Bauteile mittels der Durchgangsbolzen 27 aneinander befestigt werden, werden, wie in 5B dargestellt, die Abschnitte der Kopfdichtung 24 angrenzend an jede Seite 241 des Halteelementes 240 gegenüberliegend von dem Spitzenabschnitt des Ventilkörpers 230 zusammen mit dem Auslaßventil 23 durch den inneren zurückversetzten Abschnitt 191 auf der Endfläche der äußeren Umfangswand 190 des Zylinderkopfes 19 und durch die Endfläche der inneren Umfangswand 195 in Presspassung an die Ventilplatte 22 gedrückt. Wie in 5C dargestellt ist, werden der Fußabschnitt des Ventilkörpers 230 des Auslaßventils 23 und der Fußabschnitt 242 des Halteelementes 240 durch die Befestigungsbolzen-Gewindeabschnitt-Sitzfläche 192, die auf der Endfläche der äußeren Umfangswand 190 des Zylinderkopfes 19 ausgebildet ist, an die Ventilplatte 22 in Preßpassung gedrückt.
Wenn die oben beschriebenen Bauteile mittels der Durchgangsbolzen 27 aneinander befestigt werden, werden, wie in 5D dargestellt ist, der Abschnitt angrenzend an den Stufenabschnitt 246 an dem äußeren Umfangsabschnitt des zentralen zurückversetzten Abschnittes 243 der Kopfdichtung 24 und der äußere Umfangsabschnitt des Auslaßventils 23 durch den inneren zurückversetzten Abschnitt 191 auf der Endfläche der äußeren Umfangswand 190 des Zylinderkopfes 19 in Preßpassung an die Ventilplatte 22 gedrückt. Der äußere Umfangsabschnitt 244 der Kopfdichtung 24 wird durch den äußeren Umfangsabschnitt 193 auf der Endfläche der äußeren Umfangswand 190 des Zylinderkopfes 19 in Preßpassung an die Ventilplatte 22 gedrückt.
Darüber hinaus ist, wenn die oben beschriebenen Bauteile mittels der Durchgangsbolzen 27 aneinander befestigt werden, wie in 5D dargestellt ist, das Kompressionsverhältnis des Randwulstes 245, der an dem äußeren Umfangsabschnitt 244 der Kopfdichtung 24 ausgebildet ist, weniger als 100%. Der Zustand, in dem der Vorsprung des Randwulstes vollständig gedrückt und zusammengedrückt wird, wird als ein Kompressionsverhältnis von 100% bezeichnet und der Zustand, in dem der Vorsprung des Randwulstes überhaupt nicht gedrückt und zusammengedrückt wird, wird als ein Kompressionsverhältnis von 0% bezeichnet.
Ferner wird, wenn die oben beschriebenen Bauteile mittels der Durchgangsbolzen 27 aneinander befestigt werden, wie in 5D dargestellt ist, ein schmaler, d.h. schlanker, dünner oder kleiner ringförmiger Raum 300 zwischen dem Dichtungs-Stufenabschnitt 246, der an dem äußeren Umfangsabschnitt 243 der Kopfdichtung 24 gebildet ist, der äußeren Umfangsfläche des Auslaßventils 23 und der Ventilplatte 22 gebildet. Der schmale ringförmige Raum 300 kommuniziert über einen (nicht gezeigten) Kommunikationsdurchgang mit einem Niedrigdruckbereich des Taumelscheibenkompressors A, wie beispielsweise dem externen Ansaugeinlaß 220, der Ansaugkammer 197 und der Kurbelkammer 17.
Wenn die oben beschriebenen Bauteile mittels der Durchgangsbolzen 27 aneinander befestigt werden, wird, wie in 5B dargestellt ist, das Ansaugventil 25 in dem zentralen zurückversetzten Abschnitt 261 der Zylinderdichtung 26 untergebracht und der äußere Umfangsabschnitt des zentralen zurückversetzten Abschnittes 261 der Zylinderdichtung 26 wird in dem zentralen zurückversetzten Abschnitt 161, der an der Endfläche des Zylinderblocks 16 ausgebildet ist, untergebracht. Wie in 5A dargestellt ist, erstreckt sich der Ventilkörper 250 von dem äußeren Kantenabschnitt des scheibenartigen Ansaugventils 25 in einer radial nach innen gerichteten Richtung.
Darüber hinaus werden, wenn die oben beschriebenen Bauteile mittels der Durchgangsbolzen 27 aneinander befestigt werden, wie in 5D dargestellt ist, der Abschnitt angrenzend an den Stufenabschnitt 264 an dem äußeren Umfangsabschnitt des zentralen zurückversetzten Abschnittes 261 der Zylinderdichtung 26 und der äußere Umfangsabschnitt des Ansaugventils 25 durch den inneren zurückversetzten Abschnitt 161 auf der Endfläche des Zylinderblockes 16 in Preßpassung an die Ventilplatte 22 gedrückt. Der äußere Umfangsabschnitt 262 der Zylinderdichtung 26 wird durch den äußeren Umfangsabschnitt 162 auf der Endfläche des Zylinderblockes 16 in Preßpassung an die Ventilplatte 22 gedrückt.
Zusätzlich ist, wenn die oben beschriebenen Bauteile mittels der Durchgangsbolzen 27 aneinander befestigt werden, wie in 5D dargestellt ist, das Kompressionsverhältnis des Randwulstes 263, der auf dem äußeren Umfangsabschnitt 262 der Zylinderdichtung 26 ausgebildet ist, weniger als 100%. Der Zustand, in dem der Vorsprung des Randwulstes vollständig gedrückt und zusammengedrückt ist, wird mit einem Kompressionsverhältnis von 100% bezeichnet und der Zustand, in dem der Vorsprung des Randwulstes überhaupt nicht gedrückt und zusammengedrückt ist, wird als ein Kompressionsverhältnis von 0% bezeichnet.
Wenn die oben beschriebenen Bauteile mittels der Durchgangsbolzen 27 aneinander befestigt werden, wird, wie in 5D gezeigt ist, ein schmaler ringförmiger Raum 301 durch den Stufenabschnitt 264, der zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt 262 der Zylinderdichtung 26 gebildet ist, durch die äußere Umfangsfläche des Ansaugventils 25 und durch die Ventilplatte 22 gebildet. Der schmale ringförmige Raum 301 kommuniziert über einen (nicht gezeigten) Kommunikationsdurchgang mit einem Niedrigdruckbereich des Taumelscheibenkompressors A, wie beispielsweise einem externen Ansaugeinlaß, einer Ansaugkammer 197, einer Kurbelkammer 17.
Bei solch einem verstellbaren Taumelscheibenkompressor A wird die Drehung der Antriebswelle 10 über den Rotor 11 und den Verbindungsmechanismus 13 auf die Taumelscheibe 12 übertragen. Die in der axialen Richtung parallel zu der Antriebswelle 10 hin- und hergehende Bewegung des äußeren Umfangsabschnittes der Taumelscheibe 12, die der Drehung der Taumelscheibe 12 zuzuschreiben ist, wird über die Gleitkörper 14 auf die Kolben 15 übertragen. Der Kolbenkopf 150 jedes Kolbens 15 bewegt sich in der Zylinderbohrung 160 hin und her. Kältemittelgas, das in einem externen Kältemittel-Kreislauf zirkuliert wird und durch den externen Ansaugeinlaß, die Ansaugkammer 197, die Ansaugöffnung 221 und den Ventilkörper 250 des Ansaugventils 25 in die Zylinderbohrung 160 strömt, wird durch den Kolben 15 komprimiert. Das komprimierte Kältemittelgas wird durch die Ausla-ßöffnung 220 und den Ventilkörper 230 des Auslaßventils 23 in die Auslaßkammer 196 ausgelassen. Das Kältemittelgas, das in die Auslaßkammer 196 ausgelassen wurde, wird durch den externen Ausströmauslaß in den externen Kältemittel-Kreislauf zirkuliert.
Bei dem verstellbaren Taumelscheibenkompressor A ist, wie in 5A dargestellt ist, da sich der Ventilkörper 230 in der Umfangsrichtung der Auslaßkammer 196 erstreckt und entlang der ringförmigen Form der Auslaßkammer 196 ausgerichtet ist, die Länge des Ventilkörpers 230 im Vergleich zu derjenigen bei den oben beschriebenen bekannten Taumelscheibenkompressoren, bei denen sich der Ventilkörper in der radialen Richtung über die Breite der ringförmigen Auslaßkammer erstreckt, erhöht und eine Belastung an dem Fußabschnitt des Ventilkörpers 230, die erzeugt wird, wenn der Ventilkörper 230 geöffnet oder geschlossen wird, kann erheblich reduziert werden.
Da bei diesem Taumelscheibenkompressor A die Abschnitte der Kopfdichtung 24 angrenzend an jede Seite 241 des Halteelementes 24, welche dem Spitzenabschnitt des Ventilkörpers 230 gegenüberliegen, zusammen mit dem Auslaßventil 23 durch den inneren zurückversetzten Abschnitt 191 auf der Endfläche der äußeren Umfangswand 190 des Zylinderkopfes 19 und der Endfläche der inneren Umfangswand 195 in Preßpassung an die Ventilplatte 22 gedrückt werden und, wie in 5C dargestellt ist, der Fußabschnitt des Ventilkörpers 230 des Auslaßventils 23 und der Fußabschnitt 242 des Haltelementes 240 durch die Sitzfläche 192 des Befestigungsbolzen-Gewindeabschnittes, die auf der Endfläche der äußeren Umfangswand 190 des Zylinderkopfes 19 ausgebildet ist, in Preßpassung an die Ventilplatte 22 gedrückt werden, kann ferner die Befestigung des Fußabschnittes des Ventilkörpers 230 des Auslaßventils 23 und des Halteelementes 240 an der Ventilplatte 22 vereinfacht werden.
Da bei diesem Taumelscheibenkompressor A der Abschnitt angrenzend an den Dichtungs-Stufenabschnitt 246 an dem äußeren Umfangsabschnitt des zentralen zurückversetzten Abschnittes 243 der Kopfdichtung 24 und der äußere Umfangsabschnitt des Auslaßventils 23 durch den inneren zurückversetzten Abschnitt 191 auf der Endfläche der äußeren Umfangswand 190 des Zylinderkopfes 19 in Preßpassung an die Ventilplatte 22 gedrückt werden und der äußere Umfangsabschnitt 244 der Kopfdichtung 24 durch den äußeren Umfangsabschnitt 193 auf der Endfläche der äußeren Umfangswand 190 des Zylinderkopfes 19 in Preßpassung an die Ventilplatte 22 gedrückt wird, kann darüber hinaus die Befestigung des äußeren Umfangsabschnittes des Auslaßventils 23 und des äußeren Umfangsabschnittes 244 der Kopfdichtung 24 an die Ventilplatte 22 vereinfacht werden. Da durch den Abschnitt angrenzend an den Dichtungs-Stufenabschnitt 246 an dem äußeren Umfangsabschnitt des zentralen zurückversetzten Abschnittes 243 der Kopfdichtung 24 und den äußeren Umfangsabschnitt 244 der Kopfdichtung eine doppelte ringförmige Dichtung gebildet wird, kann die Dichtungsfähigkeit der Kopfdichtung 24 erhöht werden. Bei dem Befestigungsabschnitt des äußeren Umgangsabschnittes der Zylinderdichtung 26 und des äußeren Umfangsabschnittes des Ansaugventils 25 an die Ventilplatte 22 kann, da eine ähnliche Struktur eingesetzt wird, ein Vorteil ähnlich zu dem oben beschriebenen Vorteil erzielt werden.
Zusätzlich kann bei diesem Taumelscheibenkompressor A, da das Kompressionsverhältnis des Randwulstes 245, der auf dem äußeren Umfangsabschnitt 244 der Kopfdichtung 24 ausgebildet ist, geringer als 100% ist, eine Kombination einer Flächendichtung und einer Liniendichtung für die Dichtung aufgrund des äußeren Umfangsabschnittes 244 der Kopfdichtung erzielt werden. Obwohl eine Flächendichtung einen erhöhten Grad an Dichtungsfähigkeit aufweist, tendiert die Dichtungsfähigkeit dazu, wie oben beschrieben wurde, wenn Kratzer oder andere Fehlstellen auf der Dichtungsfläche sind, deutlich abzunehmen und der Dichtung fehlt es an Stabilität. Obwohl auf der anderen Seite eine Liniendichtung einen niedrigeren Grad an Dichtungsfähigkeit als die Flächendichtung aufweist, nimmt die Dichtungsfähigkeit, selbst wenn Kratzer oder andere Fehlstellen auf der Dichtungsfläche sind, nicht so stark ab und die Dichtung ist stabil. Deshalb kann durch die oben beschriebene Kombination der Flächendichtung und der Liniendichtung eine erhöhte Dichtungsleistung und eine stabile Dichtung erzielt werden. Bei dem Befestigungsabschnitt des äußeren Umfangsabschnittes 262 der Zylinderdichtung 26 an die Ventilplatte 22 kann, da eine ähnliche Struktur eingesetzt wird, ein Vorteil ähnlich zu dem oben beschriebenen Vorteil erzielt werden.
Bei diesem Taumelscheibenkompressor A kann, da der schmale ringförmige Raum 300, der zwischen dem Dichtungs-Stufenabschnitt 246 auf dem äußeren Umfangsabschnitt 244 der Kopfdichtung 24, der äußeren Fläche des Auslaßventils 23 und der Ventilplatte 22 ausgebildet ist, über einen Kommunikationsdurchgang mit dem Niedrigdruckbereich des Taumelscheibenkompressors A, wie beispielsweise dem externen Ansaugeinlaß, der Ansaugkammer 197, der Kurbelkammer 17, kommuniziert, der Druck in dem schmalen ringförmigen Raum 300 reduziert werden. Die Dichtungsfähigkeit aufgrund des äußeren Umfangsabschnittes 244 der Kopfdichtung 24 kann auch erhöht werden. Bei dem Befestigungsabschnitt des äußeren Umfangsabschnittes 262 der Zylinderdichtung 26 und des äußeren Umfangsabschnittes des Ansaugventils 25 kann, da eine ähnliche Struktur eingesetzt wird, ein Vorteil ähnlich wie der oben beschriebene Vorteil erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung kann breit bei einem Taumelscheibenkompressor, mit umfassend bei einem Schrägscheibenkompressor angewendet werden.

Claims

Taumelscheibenkompressor, welcher aufweist: einen Zylinderkopf (19); eine Auslasskammer (196), die eine ringförmige Form aufweist und entlang einem äußeren Umfangsabschnitt des Zylinderkopfes angeordnet ist; eine Ansaugkammer (197), die an einem zentralen Abschnitt des Zylinderkopfes ausgebildet ist; eine Ventilplatte (22), die eine Mehrzahl an Auslassöffnungen (220) in Kommunikation mit der Auslasskammer aufweist; und ein Auslassventil (23), das eine Mehrzahl an blattfederventilartigen Ventilkörpern (230) aufweist, die in der Auslasskammer angeordnet sind, wobei jeder der Ventilkörper eine entsprechende Öffnung von den Auslassöffnungen öffnet und schließt und wobei sich jeder der Ventilkörper in einer Umfangsrichtung der Auslasskammer erstreckt und entlang der ringförmigen Form der Auslasskammer ausgerichtet ist; wobei eine Kopfdichtung (24) zwischen der Ventilplatte (22) und dem Zylinderkopf (19) angeordnet ist, und ein Halteelement (240), das einen Öffnungsgrad eines entsprechenden Ventilkörpers von den Ventilkörpern (230) regelt, integral mit der Kopfdichtung (24) derart ausgebildet ist, dass es dem entsprechenden Ventilkörper (230) der Ventilkörper (230) gegenüberliegt; wobei Abschnitte (241) des Halteelementes (240) an jeder Seite des Halteelementes (240) gegenüber einem Spitzenabschnitt von jedem der Ventilkörper (230) und ein Halteelement-Fußabschnitt (242) des Halteelementes (240) gegenüber einem Ventilkörper-Fußabschnitt von jedem der Ventilkörper (230) an der Kopfdichtung (24) befestigt bleiben, und Kopfdichtungsabschnitte angrenzend an jeder Seite der Halteelementabschnitte (241) durch eine erste Endfläche einer Trennwand (195) zwischen der Auslasskammer (196) und der Ansaugkammer (197) und eine zweite Endfläche einer äußeren Umfangswand (190) des Zylinderkopfes (19) an der Ventilplatte (22) befestigt sind; bei dem der Halteelement-Fußabschnitt (242) und der Ventilkörper-Fußabschnitt durch eine Sitzfläche (192) eines Gewindeabschnittes für einen Befestigungsbolzen (27), die in der äußeren Umfangswand (190) des Zylinderkopfes (19) ausgebildet ist, an der Ventilplatte (22) befestigt sind.
Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 1, bei dem ein Kopf-Stufenabschnitt (194) und ein Dichtungs-Stufenabschnitt (246) zum Aufnehmen jeder der Ventilkörper (230) an der zweiten Endfläche der äußeren Umfangswand (190) des Zylinderkopfes (19) bzw. an einem äußeren Umfangsabschnitt (244) der Kopfdichtung (24) angeordnet sind, und bei dem ein Abschnitt des äußeren Umfangsabschnittes der Kopfdichtung, der innerhalb von dem Dichtungs-Stufenabschnitt angeordnet ist, und ein äußerer Umfangsabschnitt des Auslassventils durch einen Abschnitt der zweiten Endfläche der äußeren Umfangswand (190) des Zylinderkopfes, der innerhalb von dem Kopf-Stufenabschnitt angeordnet ist, an der Ventilplatte (22) befestigt werden, und bei dem ein Abschnitt des äußeren Umfangsabschnittes der Kopfdichtung, der außerhalb von dem Dichtungs-Stufenabschnitt angeordnet ist, durch einen Abschnitt der zweiten Endfläche der äußeren Umfangswand des Zylinderkopfes, der außerhalb von dem Kopf-Stufenabschnitt angeordnet ist, an der Ventilplatte befestigt wird.
Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 2, bei dem ein Randwulst (245) an dem Abschnitt des äußeren Umfangsabschnittes (244) der Kopfdichtung (24), der außerhalb von dem Dichtungs-Stufenabschnitt (246) angeordnet ist, angeordnet ist und bei dem ein Kompressionsverhältnis des Randwulstes, wenn der Abschnitt des äußeren Umfangsabschnittes der Kopfdichtung, der außerhalb von dem Dichtungs-Stufenabschnitt angeordnet ist, durch den Abschnitt der zweiten Endfläche der äußeren Umfangswand (190) des Zylinderkopfes (19), der außerhalb von dem Kopf-Stufenabschnitt (194) angeordnet ist, an der Ventilplatte (22) befestigt wird, weniger als 100% ist.
Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 2 oder 3, bei dem ein Kommunikationsdurchgang eine Kommunikation zwischen einem schmalen ringförmigen Raum (300), der zwischen dem Kopf-Stufenabschnitt (194), einer äußeren Fläche des Auslassventils (23) und der Ventilplatte (22) ausgebildet ist, und einem Niedrigdruckbereich des Taumelscheibenkompressors herstellt.
Klimaanlagensystem, das einen Taumelscheibenkompressor (A) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist.