DE102015100380A1

DE102015100380A1 - Variable Ansaugvorrichtung für einen A/C-Verdichter zur Verbesserung der NVH-Eigenschaften durch Veränderung des Ansaugeinlassströmungsbereichs

Info

Publication number: DE102015100380A1
Application number: DE102015100380.5A
Authority: DE
Inventors: Brian Kelm; Pete Ganster; Michael Theodore; Rodney Callahan; John Mikkelsen
Original assignee: Halla Visteon Climate Control Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2015-07-16
Anticipated expiration: 2035-01-14
Also published as: US20150198257A1; KR20150084622A; JP2015132264A; US9488289B2; DE102015100380B4; KR101546602B1; JP6093784B2

Abstract

Variabler Verdrängungsverdichter für ein Klimatisierungssystem, umfassend ein Saugdrosselventil. Das Saugdrosselventil umfasst ein Gehäuse mit einem darin ausgebildeten Hohlraum. Ein erster Kolben, welcher sich auf- und abwärts bewegend in dem Hohlraum angeordnet ist, ist ausgelegt, eine variable Begrenzung von einem Kältemittelstrom durch einen Ansaugeinlass zu bewirken, welcher in dem Gehäuse ausgebildet ist. Der Ansaugeinlass stellt zwischen einem Ansaugstutzen und dem in dem Gehäuse ausgebildeten Hohlraum eine Fluidverbindung bereit. Das Kältemittel strömt durch den Ansaugstutzen in eine Richtung, welche nicht parallel zu der Richtung verläuft, in welche sich der Kolben in dem Hohlraum auf- und abwärts bewegt. Das Saugdrosselventil ist ausgelegt, die Begrenzung in dem Ansaugeinlass zu erhöhen, wenn ein Kurbelgehäusedruck, welcher im Zusammenhang mit dem variablen Verdrängungsverdichter steht, in Bezug auf einen Ansaugaußendruck des Kältemittels, welches in das Saugdrosselventil eintritt, erhöht wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen variablen Verdrängungsverdichter für ein Klimatisierungssystem in einem Kraftfahrzeug, insbesondere ein variables Flächenventil zur Dämpfung der Schwingungs- und Geräuschentwicklung aufgrund von durch den variablen Verdrängungsverdichter hervorgerufenen Impulsen.
Hintergrund der Erfindung
Variable Verdrängungsverdichter zur Verwendung in einem Klimatisierungssystem von einem Kraftfahrzeug sind im Stand der Technik bekannt. Ein variabler Verdrängungsverdichter umfasst im Allgemeinen eine Taumelscheibe, welche zwischen einem Mindestwinkel und einem Maximalwinkel verstellt wird, und zumindest einen in einem Zylinder untergebrachten Kolben. Jeder Kolben greift in die Taumelscheibe ein, so dass der Winkel der Taumelscheibe beim Drehen gegenüber dem zumindest einen Kolben eine Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens in dem Zylinder herbeiführt. Jeder Zylinder enthält ein Kältegas, welches durch den Kolben in dem Zylinder verdichtet wird. Indem der Winkel der Taumelscheibe verstellt wird, wird auch die Verdrängung jedes Kolbens in jedem Zylinder verändert, wodurch gleichfalls die Strömungsgeschwindigkeit des durch den Verdichter strömenden Kältemittels verändert wird. Die Strömungsgeschwindigkeit verändert sich zwischen einer Maximalströmungsgeschwindigkeit, wenn die Taumelscheibe in einem Maximalwinkel positioniert ist, und einer Mindestströmungsgeschwindigkeit, wenn die Taumelscheibe in einem Mindestwinkel positioniert ist. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels gering ist, können derartige variable Verdrängungsverdichter ansauginduzierte Impulse aufgrund des Öffnens und Schließens der Rohre entwickeln, welche in dem variablen Verdrängungsverdichter untergebracht sind. Die Ansaugdruckimpulse können sich durch das gesamte Klimatisierungssystem ausbreiten. Wenn diese Druckimpulse in bestimmte Bauteile des Klimatisierungssystems, zum Beispiel den Verdampfer gelangen, können diese Druckimpulse zur Entstehung von Geräuschen führen, welche in dem Fahrgastraum des Fahrzeuges hörbar sind.
Das Problem der Geräuschentwicklung aufgrund der Ansaugdruckimpulse wurde herkömmlicherweise dadurch gelöst, indem ein Schall- oder Geräuschdämpfer an einem Teil des Rohrsystems in dem Klimatisierungssystem vorgesehen wurde. Allerdings führen derartige Schall- oder Geräuschdämpfer typischerweise zu zusätzlichen Kosten bei der Herstellung des Klimatisierungssystems, wobei ferner zusätzliche Platzbeschränkungen geschaffen werden.
Es ist aus diesem Grund wünschenswert, ein Saugdrosselventil herzustellen, welches die Geräuschentwicklung in einem Klimatisierungssystem minimiert, indem eine variable Begrenzung eines Kältemittelstromes bereitgestellt ist, wenn das Kältemittel in einen Ansaugstutzen des Verdichters eintritt.
Vorteile der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde überraschenderweise ein Saugdrosselventil zur Verwendung in einem variablen Verdrängungsverdichter entdeckt, durch welches die Geräuschentwicklung minimiert werden kann, indem eine variable Begrenzung von einem Kältemittelstrom in den Verdichter bewirkt wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Saugdrosselventil für einen variablen Verdrängungsverdichter offenbart, welcher ein Verdichtergehäuse mit einem Kurbelgehäuse und einer darin ausgebildeten Ansaugkammer aufweist. Das Saugdrosselventil umfasst ein Gehäuse mit einem darin ausgebildeten Hohlraum, wobei das Gehäuse einen darin ausgebildeten Ansaugeinlass umfasst. Das Saugdrosselventil umfasst des Weiteren einen Ansaugstutzen, welcher sich seitlich von dem Gehäuse erstreckt, wobei der in dem Gehäuse ausgebildete Ansaugeinlass zwischen dem Ansaugstutzen und dem in dem Gehäuse ausgebildeten Hohlraum eine Fluidverbindung bereitstellt. Das Saugdrosselventil umfasst ferner einen ersten Kolben, welcher sich auf- und abwärts bewegend in dem Hohlraum angeordnet ist, wobei der erste Kolben ausgelegt ist, beim Gleiten innerhalb des Hohlraums des Gehäuses eine variable Begrenzung des Ansaugeinlasses zu bewirken. Ein durch den Ansaugstutzen strömendes erstes Fluid strömt in eine Richtung, welche nicht parallel zu einer Richtung verläuft, in welcher sich der erste Kolben in dem Hohlraum des Gehäuses auf- und abwärts erfolgt.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein Saugdrosselventil für einen variablen Verdrängungsverdichter mit einem Verdichtergehäuse offenbart, welches eine Kurbelgehäusekammer und eine darin ausgebildete Ansaugkammer umfasst. Das Saugdrosselventil umfasst ein Gehäuse mit einem darin ausgebildeten Hohlraum, wobei das Gehäuse einen darin ausgebildeten Ansaugeinlass umfasst. Das Saugdrosselventil umfasst zudem einen Ansaugstutzen, welcher sich seitlich von dem Gehäuse erstreckt, wobei der in dem Gehäuse ausgebildete Ansaugeinlass zwischen dem Ansaugstutzen und dem in dem Gehäuse ausgebildeten Hohlraum eine Fluidverbindung bereitstellt. Eine Trennwand erstreckt sich seitlich von einer Seitenwand des Gehäuses und trennt den Hohlraum in eine erste Kammer und eine zweite Kammer und gleichfalls den Ansaugeinlass in einen ersten Ansaugeinlass und einen zweiten Ansaugeinlass. Ein erster Kolben ist sich auf- und abwärts bewegend in der ersten Kammer des Hohlraums angeordnet, wobei der erste Kolben ausgelegt ist, beim Gleiten innerhalb der ersten Kammer des Hohlraums eine variable Begrenzung des ersten Ansaugeinlasses zu bewirken. Ein erstes durch den Ansaugstutzen strömendes Fluid strömt in eine Richtung, welche nicht parallel zu der Richtung verläuft, in welche sich der erste Kolben in der ersten Kammer des Hohlraums auf- und abwärts bewegt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Saugdrosselventil für einen variablen Verdrängungsverdichter mit einem Verdichtergehäuse offenbart, welches ein Kurbelgehäuse und eine darin ausgebildete Ansaugkammer umfasst. Das Saugdrosselventil umfasst ein Gehäuse mit einem darin ausgebildeten Hohlraum, wobei das Gehäuse ferner einen darin ausgebildeten Ansaugeinlass umfasst. Das Saugdrosselventil umfasst des Weiteren einen Ansaugstutzen, welcher sich seitlich von dem Gehäuse erstreckt, wobei der Ansaugeinlass zwischen dem Ansaugstutzen und dem Hohlraum eine Fluidverbindung bereitstellt. Ein erster Kolben ist sich auf- und abwärts bewegend in dem Hohlraum angeordnet, wobei der erste Kolben ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende mit der Kurbelgehäusekammer und das zweite Ende mit dem Ansaugstutzen in Fluidverbindung steht. Eine erste Feder zwingt den ersten Kolben in eine Richtung weg von dem in dem Gehäuse ausgebildeten Ansaugeinlass. Der erste Kolben bewegt sich in Richtung des Ansaugeinlasses, um eine variable Begrenzung des Ansaugeinlasses zu bewirken, wenn eine auf das erste Ende des ersten Kolbens ausgeübte Kraft, welche durch den Druck von einem ersten Fluid verursacht wird, welches von der Kurbelgehäusekammer stammt, eine Kraft überschreitet, welche auf das zweite Ende des ersten Kolbens ausgeübt und durch den Druck von einem zweiten Fluid, welches durch den Ansaugstutzen strömt, und die Zwingkraft der ersten Feder verursacht wird. Der Ansaugstutzen ist nicht parallel zu einer Richtung angeordnet, in welche sich der erste Kolben in dem Hohlraum auf- und abwärts bewegt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden sowie weiteren Gegenstände und Vorteile der Erfindung sollen für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung von einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Lichte der beigefügten Zeichnungen ohne Weiteres erkannt werden, wobei:
1 eine Querschnittsseitenansicht von oben von einem Saugdrosselventil für einen variablen Verdrängungsverdichter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei das Saugdrosselventil in einer vollständig geöffneten Position dargestellt ist;
2 eine Querschnittsseitenansicht von oben des Saugdrosselventils gemäß 1 ist, wobei das Saugdrosselventil in einer Position dargestellt ist, in welcher der Strom begrenzt ist;
3 eine Querschnittsseitenansicht von oben von einem Saugdrosselventil für einen variablen Verdrängungsverdichter gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei das Saugdrosselventil in einer vollständig geöffneten Position dargestellt ist; und
4 eine Querschnittsseitenansicht von oben des Saugdrosselventils gemäß 3 ist, wobei das Saugdrosselventil in einer begrenzten Position dargestellt ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die folgende detaillierte Beschreibung und beiliegenden Zeichnungen beschreiben und zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung umzusetzen und anwenden zu können, und sollen den Umfang der Erfindung in keiner Weise beschränken. Im Hinblick auf die offenbarten Verfahren wird darauf hingewiesen, dass die aufgeführten Schritte lediglich beispielhaft zu verstehen sind und somit die Reihenfolge der Schritte weder notwendig noch entscheidend ist.
1 zeigt eine Ausführungsform von einem Saugdrosselventil 10. Das Saugdrosselventil 10 ist zur Verwendung in einem variablen Verdrängungsverdichter ausgelegt, welcher einen Teil von einem Kältekreislauf zum Einsatz in einem Klimatisierungssystem von einem Kraftfahrzeug bildet. Das Saugdrosselventil 10 ist typischerweise an einem Eingang des variablen Verdrängungsverdichters benachbart zu einer Ansaugkammer positioniert, welche in einem Gehäuse des variablen Verdrängungsverdichters ausgebildet ist. Der variable Verdrängungsverdichter kann zudem eine Kurbelgehäusekammer umfassen, welche in dem Gehäuse des Verdichters ausgebildet ist. Der variable Verdrängungsverdichter kann ein variabler Verdrängungsverdichter sein, wie beispielsweise in Pitla et al. ( US Patent Nr. 7,014,428 ) offenbart, und welcher in die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme vollständig eingebunden ist.
Das Saugdrosselventil 10 umfasst ein Gehäuse 12. Das Gehäuse 12 ist eine Hohlstruktur mit einer ersten Stirnwand 30, einer zweiten Stirnwand 32, und zumindest einer Seitenwand 16. Die Seitenwand 16 ist zwischen der ersten Stirnwand 30 und der zweiten Stirnwand 32 angeordnet. Innenflächen der Wände 16, 30, 32 wirken zusammen, um in dem Gehäuse 12 einen Hohlraum 50 zu definieren. Wie dargestellt weist der Hohlraum 50 im Wesentlichen eine zylindrische Form auf, es soll allerdings erkannt werden, dass der Hohlraum 50 jede beliebige andere Geometrie aufweisen kann, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. In dem Falle eines zylinderförmigen Hohlraums 50 umfasst die Seitenwand 16 eine im Wesentlichen durchgängige Fläche, welche sich um einen Umfang von einer Innenseite des Gehäuses 12 erstreckt. Wenn andere Geometrien eingesetzt werden, kann die Seitenwand 16 aus einer Vielzahl von Seitenwänden bestehen, welche die erste Stirnwand 30 mit der zweiten Stirnwand 32 verbinden. Eine Längsachse des Saugdrosselventils 10 erstreckt sich in eine Richtung, welche von der ersten Stirnwand 30 zu der zweiten Stirnwand 32 des Gehäuses 12 verläuft.
Ein Ansaugstutzen 40 erstreckt sich in seitlicher Richtung von dem Gehäuse 12, welches nicht koaxial bzw. parallel zu der Längsachse des Saugdrosselventils 10 verläuft. Der Ansaugstutzen 40 ist in 1 als im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Saugdrosselventils 10 verlaufend angeordnet dargestellt, allerdings kann jede andere beliebige Anordnung verwendet werden, in welcher das Saugdrosselventil 10 nicht umfasst ist und der Ansaugstutzen 40 koaxial oder parallel angeordnet ist. Der Ansaugstutzen 40 fungiert typischerweise als Einlass in den variablen Verdrängungsverdichter für ein durch den Kältekreislauf strömendes Kältemittel. Der Ansaugstutzen 40 ist hohl und umfasst eine Innenseite 42, welche einen Strömungskanal 44 zur Aufnahme des Kältemittels definiert. Der Strömungskanal 44 des Ansaugstutzens 40 mündet in einen Ansaugeinlass 26. Der Ansaugeinlass 26 ist eine in der Seitenwand 16 des Gehäuses 12 ausgebildete Öffnung. Der Ansaugeinlass 26 stellt zwischen dem in dem Ansaugstutzen 40 ausgebildeten Strömungskanal 44 und dem in dem Gehäuse 12 des Saugdrosselventils 10 ausgebildeten Hohlraum 50 eine Fluidverbindung bereit. Der dargestellte Ansaugstutzen 40 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, wobei allerdings auch jede andere beliebige Geometrie verwendet werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Eine Trennwand 80 erstreckt sich von der Seitenwand 16 seitlich nach außen und teilt den Hohlraum 50 in eine erste Kammer 51 und eine zweite Kammer 52. Wie in 1 dargestellt, ist die Trennwand 80 den Hohlraum 50 überspannend im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Saugdrosselventils 10 angeordnet. Die Trennwand 80 umfasst eine erste Fläche 81, welche der ersten Stirnwand 30 des Gehäuses 12 gegenüberliegt, und eine zweite Fläche 82, welcher der zweiten Stirnwand 32 des Gehäuses 12 gegenüberliegt. Durch die Position der Trennwand 80 in dem Gehäuse 12 wird der Ansaugeinlass 26 wirksam in einen ersten Ansaugeinlass 27 und einen zweiten Ansaugeinlass 28 geteilt. Der erste Ansaugeinlass 27 stellt zwischen dem Strömungskanal 44 des Ansaugstutzens 40 und der ersten Kammer 51 des Hohlraums eine Fluidverbindung bereit. Der zweite Ansaugeinlass 28 stellt zwischen dem Strömungskanal 44 des Ansaugstutzens 40 und der zweiten Kammer 52 des Hohlraums 50 eine Fluidverbindung bereit. Es soll erkannt werden, dass die Trennwand 80 eine Verteilung des Kältemittels beeinflusst, welches von dem Strömungskanal 44 des Ansaugstutzens 40 in die erste Kammer 51 und die zweite Kammer 52 eintritt, indem die Querschnittsströmungsfläche des ersten Ansaugeinlasses 27 und des zweiten Ansaugeinlasses 28 verändert wird.
Die Trennwand 80 kann einer Flanke angeordnet oder befestigt sein, welche sich von der Seitenwand 16 des Gehäuses 12 nach innen erstreckt. Wenn der Hohlraum 50 im Wesentlichen zylinderförmig ist, kann sich die Flanke um zumindest einen Teil des Umfangs der Seitenwand 16 des Gehäuses 12 mit Ausnahme des darin ausgebildeten Ansaugeinlasses 26 erstrecken. Alternativ können die Trennwand 80 und die Seitenwand 16 des Gehäuses 12 durch jedes beliebige Verfahren, beispielsweise Schweißen, miteinander verbunden sein.
Die Trennwand 80 umfasst des Weiteren zumindest eine Öffnung 55, welche hindurchgehend ausgebildet ist und welche zwischen der ersten Kammer 51 des Hohlraums 50 und der zweiten Kammer 52 eine Fluidverbindung bereitstellt. Die Öffnung 55 kann in einem mittleren Bereich der Trennwand 80 oder benachbart zu einem Umfangsrand ausgebildet sein.
Ein erster Kolben 90 ist sich auf- und abwärts bewegend in der ersten Kammer 51 des Hohlraums 50 angeordnet. Der erste Kolben 90 überspannt den Querschnitt des Hohlraums 50 und kontaktiert zumindest einen Teil der Seitenwand 16 des Gehäuses 12 um eine Umfangsfläche 91 des ersten Kolbens 90. Der erste Kolben 90 ist, wie dargestellt, eine Hohlstruktur mit einem ersten geschlossenem Ende 92 und einem zweiten geöffneten Ende 93, wodurch der erste Kolben 90 eine kappenähnliche Form aufweist. Das zweite geöffnete Ende 93 des ersten Kolbens 90 umfasst eine Auflagefläche 94, welche der ersten Fläche 81 der Trennwand 80 gegenüberliegt. Wenn der Hohlraum 50 im Wesentlichen zylinderförmig ist, ist der erste Kolben 90 im Wesentlichen zylinderförmig und dessen Auflagefläche 94 ringförmig ausgebildet.
Das erste Ende 92 des ersten Kolbens 90 kann einen Vorsprung 95 umfassen, welcher von dem ersten Kolben 90 vorsteht. Wenn der Vorsprung 95 des ersten Kolbens 90 gegen die erste Stirnwand 30, wie in 1 dargestellt, zur Anlage kommt, verursacht der Vorsprung 95 eine Beabstandung der verbleibenden Teils ersten Endes 92 des Kolbens von der ersten Stirnwand 30, wodurch ein offener Raum 96 um den Vorsprung 95 zwischen dem ersten Ende 92 des ersten Kolbens 90 und der erste Seitenwand 16 des Gehäuses 12 ausgebildet wird. Ein Druckeinlass 72 ist in der Seitenwand 16 des Gehäuses 12 benachbart zu der ersten Stirnwand 30 ausgebildet. Der Druckeinlass 72 kann gegebenenfalls auch in der ersten Stirnwand 30 des Gehäuses angeordnet sein.
Der Druckeinlass 72 stellt zwischen dem offenen Raum 96 und einer druckbeaufschlagten Kältemittelquelle (nicht dargestellt), welche außerhalb des Saugdrosselventils 10 angeordnet ist, eine Fluidverbindung bereit. Die druckbeaufschlagte Kältemittelquelle kann eine Kurbelgehäusekammer (nicht dargestellt) umfassen, welche in einem Gehäuse des variablen Verdrängungsverdichters ausgebildet ist. Die Kurbelgehäusekammer stellt Kältemittel bereit, welches einen Kurbelgehäusedruck P_c aufweist.
Eine erste Feder 85 ist zwischen der Trennwand 80 und dem ersten Kolben 90 angeordnet. Ein erstes Ende 86 der ersten Feder 85 kontaktiert eine Innenseite des ersten Kolbens 90 benachbart zu dem ersten Ende 92 desselben und ein zweites Ende 87 der ersten Feder 85 liegt auf der ersten Fläche 81 der Trennwand 80 auf. Die erste Feder 85 ist ausgelegt, den ersten Kolben 90 in Richtung der ersten Stirnwand 30 des Gehäuses 12 und weg von dem Ansaugeinlass 26 zu zwingen, welcher in dem Gehäuse 12 ausgebildet ist.
Die erste Kammer 51 des Hohlraums 50 umfasst zumindest einen ersten Auslass 37, welcher in der Seitenwand 16 des Gehäuses 12 ausgebildet ist. Die zweite Kammer 52 des Hohlraums 50 umfasst zumindest einen zweiten Auslass 38, welcher in der Seitenwand 16 ausgebildet ist. Der zumindest eine erste Auslass 37 stellt zwischen der ersten Kammer 51 des Hohlraums 50 und einer in einem Gehäuse des variablen Verdrängungsverdichters außerhalb des Saugdrosselventils 10 ausgebildeten Ansaugkammer eine Fluidverbindung bereit. Der zumindest eine zweite Auslass 38 stellt zwischen der zweiten Kammer 52 des Hohlraums 50 und der Ansaugkammer eine Fluidverbindung bereit. Jeder zumindest eine erste Auslass 37 ist in der Seitenwand 16 des Gehäuses 12 ausgebildet, um zu bewirken, dass die Außenumfangsfläche 91 des ersten Kolbens 90 jeden zumindest einen ersten Auslass 37 blockiert, wenn der erste Kolben 90 auf der ersten Fläche 81 der Trennwand 80 aufliegt. Dementsprechend kann jeder zumindest eine erste Auslass 37 in Axialrichtung entlang der Seitenwand 16 des Gehäuses 12 ausgerichtet sein.
Der Betrieb des variablen Verdrängungsverdichters und des Saugdrosselventils 10 erfolgt in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäusedruck P_c, welcher in dem Kurbelgehäusekammer anliegt, und einem Ansauginnendruck P_ins, welcher in der Ansaugkammer anliegt. Wenn der variable Verdrängungsverdichter nach einer längeren Ausschaltzeit erstmals wieder in Betrieb genommen wird, liegt zwischen den verschiedenen Bauteilen des Verdichters eine nur geringe Druckdifferenz vor, so dass die Drücke P_ins und P_c im Wesentlichen dieselben Werte aufweisen. Wenn der Verdichter mit einer maximalen bzw. quasi maximalen Verdrängungsgeschwindigkeit betrieben wird, um eine maximale bzw. quasi maximale Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels durch den Verdichter zu bewirken, sind die Drücke P_ins und P_c auch nahezu gleich. Wenn der Verdichter weiter mit einer maximalen bzw. quasi maximalen Verdrängungsgeschwindigkeit betrieben wird, verbleibt der erste Kolben 90 in Richtung zur ersten Stirnwand 30.
Beim Einsatz wird das Kältemittel zum Einströmen in den Ansaugstutzen 40 gebracht, in welchem einen Ansaugaußendruck P_exs anliegt. Das in den Ansaugstutzen 40 eintretende Kältemittel kann von einem Verdampfer (nicht dargestellt) stammen, welcher stromauf des variablen Verdrängungsverdichters als Teil des Klimatisierungssystems angeordnet ist, d.h. dass der Druck P_exs im Wesentlichen gleich dem Druck des aus dem Verdampfer austretenden Kältemittels ist. Das Kältemittel strömt durch den Strömungskanal 44, welcher in dem Ansaugstutzen 40 ausgebildet ist, in eine Richtung, welche nicht parallel zu der Richtung verläuft, in welche sich der Kolben 90 in der ersten Kammer 51 des Hohlraums 50 auf- und abwärts bewegt. Das Kältemittel tritt durch den Ansaugeinlass 26 in das Saugdrosselventil 10 ein, wodurch der in der ersten Kammer und der zweiten Kammer 51, 52 des Hohlraums 50 herrschende Druck ebenfalls im Wesentlichen dem Druck P_exs angeglichen wird. Das Kältemittel tritt aus dem Saugdrosselventil 10 aus und durch den ersten Auslass 37 und den zweiten Auslass 38 in die Ansaugkammer ein. Nach Passieren des Saugdrosselventils 10 kann das Kältemittel einen geringen Druckabfall erfahren, wodurch bewirkt wird, dass der Druck P_ins des Kältemittels in der Ansaugkammer geringfügig niedriger ist als der Druck P_exs. Die Druckdifferenz zwischen den Drücken P_ins und P_exs ist typischerweise unter 2 p.s.i., wodurch bewirkt wird, dass die Druckdifferenz zwischen den Drücken P_ins und P_exs bezogen auf den Betrieb des Saugdrosselventils 10 bei maximalen Verdrängungsbetrieb des variablen Verdrängungsverdichters im Wesentlichen vernachlässigbar ist.
Das Kältemittel in der ersten Kammer 51 des Hohlraums 50 mit dem Druck P_exs übt auf den ersten Kolben 90 in Richtung der ersten Stirnwand 30 und weg von der Trennwand 80 eine Kraft aus. Wie vorstehend beschrieben zwingt die erste Feder 85 ebenfalls den ersten Kolben 90 in Richtung zur ersten Stirnwand 30, selbst wenn der erste Kolben 90 auf der ersten Stirnwand 30 aufliegt. Dementsprechend wird der erste Kolben 90 durch eine kombinierte Kraft aus dem Kältemittel mit einem Druck P_exs und der ersten Feder 85 in Richtung der ersten Stirnwand 30 und in Richtung weg von der Trennwand 80 gezwungen. Der Druck des in dem offenen Raum 96 befindlichen Kältemittels übt auf das erste Ende 92 des ersten Kolbens 90 eine Kraft aus, wodurch der erste Kolben 90 in Richtung weg von der ersten Stirnwand 30 des Gehäuses 12 und in Richtung der Trennwand 80 gezwungen wird. Der erste Kolben 90 bewegt sich in Richtung der Trennwand 80, wenn die auf das erste Ende 92 des ersten Kolbens 90 ausgeübte Kraft die kombinierte Kraft aus der ersten Feder 85 und dem Kältemittels mit einem Druck P_exs überschreitet, welche auf das zweite Ende 93 des ersten Kolbens 90 ausgeübt wird. Dementsprechend verbleibt der erste Kolben 90 immer in Kontakt mit der ersten Stirnwand 30 bis ein Wert des Drucks P_c einen Wert des Drucks P_exs überschreitet.
Dementsprechend ist der erste Kolben 90 ausgelegt, beim Gleiten innerhalb des Hohlraums 50 des Gehäuses infolge der Druckdifferenz zwischen den Drücken P_exs und P_c eine variable Begrenzung des Ansaugeinlasses 26 zu bewirken. Insbesondere bewirkt der erste Kolben 90 eine variable Begrenzung des ersten Ansaugeinlasses 27, wodurch bewirkt wird, dass das durch das Ansaugventil 10 strömende Kältemittel auf die erste Kammer 51 und die zweite Kammer 52 des Hohlraums ungleichmäßig verteilt wird. Ferner ist der erste Kolben 90 auch ausgelegt, eine variable Begrenzung des zumindest einen ersten Auslasses 37 zu bewirken, welche in der Seitenwand 16 des Gehäuses 12 ausgebildet ist.
1 zeigt das Saugdrosselventil 10 in einer vollständig geöffneten Position, wodurch ein Maximalvolumen des Kältemittels sowohl beim Eintritt in als auch beim Austritt aus dem Saugdrosselventil 10 beim Betrieb des variablen Verdrängungsverdichters ermöglicht ist. Der Betrieb des Saugdrosselventils 10 in der vollständig geöffneten Position weist darauf hin, dass die durch den Druck P_c verursachte Kraft, welche auf das erste Ende 92 des ersten Kolbens 90 ausgeübt wird, die kombinierte Kraft aus dem Druck P_exs und der Zwingkraft der ersten Feder 85, welche auf den ersten Kolben 90 ausgeübt wird, nicht überschreitet.
In der vollständig geöffneten Position liegt der an dem ersten Kolben 90 ausgebildete Vorsprung 95 an der ersten Stirnwand 30 des Gehäuses 12 an. Die erste Feder 85 zwingt den ersten Kolben 90 weiter in Richtung der ersten Stirnwand 30, wodurch gewährleistet ist, dass das Saugdrosselventil 10 geöffnet bleibt. Der Ansaugeinlass 26 ist vollständig geöffnet und wird durch den ersten Kolben 90 nicht blockiert, so dass ein Strömen sowohl durch den ersten Ansaugeinlass 27 als auch durch den zweiten Ansaugeinlass 28 ermöglicht ist. Jeder zumindest eine erste Auslass 37 ist ebenfalls vollständig geöffnet und wird durch den ersten Kolben 90 nicht begrenzt, so dass ein Maximalvolumen des Fluidstroms ermöglicht ist, welcher durch den zumindest einen ersten Auslass 37 strömt. Jeder zumindest eine zweite Auslass 38 ist ebenfalls durchgängig geöffnet, das heißt, dass es ermöglicht ist, dass das Fluid durch jeden ersten Auslass 37 und jeden zweiten Auslass 38 strömen kann, welche in der Seitenwand 16 des Gehäuses 12 ausgebildet sind.
2 zeigt das Saugdrosselventil 10 in der vollständig begrenzten Position, so dass ein Mindestvolumen des Kältemittels sowohl beim Eintritt in als auch beim Austritt aus dem Saugdrosselventil 10 beim Betrieb des variablen Verdrängungsverdichters ermöglicht ist. Der Betrieb des Saugdrosselventils 10 in der vollständig begrenzten Position weist darauf hin, dass die Kraft, welche durch den Druck P_c verursacht wird, welcher auf das erste Ende 92 des ersten Kolbens 90 ausgeübt wird, die kombinierte Kraft aus dem Druck P_exs und der Zwingkraft der ersten Feder 85, welche auf den ersten Kolben 90 ausgeübt wird, überschreitet.
Die vollständig begrenzte Position umfasst das Aufliegen der Auflagefläche 94 des ersten Kolbens 90 auf der ersten Fläche 81 der Trennwand 80, so dass der erste Kolben 90 auf der Trennwand 80 anliegt. Der erste Kolben 90 blockiert den Durchgang bis zu dem zumindest einen ersten Auslass 37, wenn sich das Saugdrosselventil 10 in der vollständig begrenzten Position befindet. Ferner blockiert der erste Kolben 90 auch den Durchgang durch den ersten Ansaugeinlass 27 zu der ersten Kammer 51. Dementsprechend tritt das Kältemittel durch den zweiten Ansaugeinlass 28 nur in den Hohlraum 50 ein, wodurch die Querschnittsfläche begrenzt wird, durch welche das Kältemittel aus dem Ansaugstutzen 40 austreten und in das Saugdrosselventil 10 eintreten kann. Die Querschnittsfläche, durch welche das Kältemittel aus dem Hohlraum 50 austreten kann, ist auch auf die gesamte zusammengefasste Querschnittsfläche von jedem zumindest einen zweiten Auslass 38 begrenzt, welche in der Seitenwand 16 des Gehäuses 12 ausgebildet ist.
Der erste Kolben 90 kann auch an einer Position zwischen der vollständig geöffneten Position und der vollständig begrenzten Position angeordnet sein. Es soll erkannt werden, dass eine Federkonstante der ersten Feder 85 bewirkt, dass die erste Feder 85 für den ersten Kolben 90 eine variable Kraft bereitstellt, indem sich der Kolben 90 in der ersten Kammer 51 des Hohlraums 50 zwischen der ersten Stirnwand 30 des Gehäuses 12 und der Trennwand 80 bewegt. Dementsprechend kann der erste Kolben 90 in einer Zwischenposition zwischen der ersten Stirnwand 30 und der Trennwand 80 angeordnet sein, wenn die auf jede Seite des ersten Kolbens 90 ausgeübten Kräfte im Wesentlichen gleich sind. Wenn der erste Kolben 90 in der Zwischenposition zumindest einen Teil des ersten Ansaugeinlasses 27 und des zumindest einen ersten Auslasses 37 blockiert, wird bewirkt, dass eine Querschnittsfläche jedes ersten Ansaugeinlasses 27 und des zumindest einen ersten Auslasses 37 in Abhängigkeit von der Position des ersten Kolbens 90 in der ersten Kammer 51 verändert wird. Es wurde allerdings beobachtet, dass der erste Kolben 90 beim Betrieb des variablen Verdrängungsverdichters aufgrund der sich schnell verändernden Drücke in den jeweiligen Bauteilen des Verdichters zu einem schnellen Wechsel zwischen der vollständig geöffneten und der vollständig begrenzten Position neigt.
Die 3 und 4 zeigen eine alternative Ausführungsform eines Saugdrosselventils 100 gemäß der Erfindung. Das Saugdrosselventil 100 ist identisch mit dem Saugdrosselventil 10 mit Ausnahme des zusätzlichen zweiten Kolbens 190 und des veränderten zweiten Auslasses 38, welcher in der zweiten Kammer 52 des Hohlraums 50 ausgebildet ist. Die ähnlich der in den 1 und 2 dargestellte Struktur umfasst dieselben Bezugszeichen und ein Unterscheidungssymbol (') zur Klarheit. Der zweite Kolben 190 ist sich auf- und abwärts bewegend in der zweiten Kammer 52` des Hohlraums 50` angeordnet. Der zweite Kolben 190 überspannt den Querschnitt des Hohlraums 50` in der zweiten Kammer 52´ und kontaktiert zumindest einen Teil der Seitenwand 16´ des Gehäuses 12´ um eine Außenumfangsfläche 191 des zweiten Kolbens 190. Der zweiten Kolben 190 ist eine Hohlstruktur mit einem ersten geschlossenen Ende 192 und einen zweiten geöffneten Ende 193. Das zweite geöffnete Ende 193 des zweiten Kolbens 190 umfasst eine Auflagefläche 194, welche der zweiten Stirnwand 32´ gegenüberliegt. Wenn der Hohlraum 50´ im Wesentlichen zylinderförmig ist, ist auch der zweite Kolben 190 zylinderförmig ausgebildet und umfasst eine ringförmige Auflagefläche 194.
Eine zweite Feder 185 ist zwischen dem zweiten Kolben 190 und der zweiten Stirnwand 32` des Gehäuses 12` angeordnet. Eine erstes Ende 186 der zweiten Feder 185 kontaktiert den zweiten Kolben 190 während ein zweites Ende 187 der zweiten Feder 185 auf der zweiten Stirnwand 32` des Gehäuses 12` aufliegt. Die zweite Feder 185 ist ausgelegt, den zweiten Kolben 190 in Richtung zur Trennwand 80` und in Richtung weg von der zweiten Stirnwand 32` zu zwingen.
Das Saugdrosselventil 100 umfasst ferner zumindest einen zweiten Auslass 138, welcher in der Seitenwand 16` des Gehäuses 12` in der zweiten Kammer 52` des Hohlraums 50` ausgebildet ist. Der zumindest eine zweite Auslass 138 stellt zwischen der zweiten Kammer 52´ des Hohlraums 50´ und der Ansaugkammer eine Fluidverbindung bereit. Der zweite Auslass 138 kann eine größere Querschnittsströmungsfläche aufweisen als der zweite Auslass 38 des in den 1 bis 2 dargestellten Saugdrosselventils 10. Der zweite Auslass 138 ist in 3 als Langloch oder Schlitz dargestellt, welches/welcher sich hin zu einer Schnittstelle zwischen der Seitenwand 16` und der zweiten Stirnwand 32` des Gehäuses 12` erstreckt.
Das Saugdrosselventil 100 arbeitet in ähnlicher Weise wie das Saugdrosselventil 10. Der geöffnete Raum 96`, welcher zwischen dem ersten Kolben 90´ und der ersten Stirnwand 30` des Gehäuses 12` ausgebildet ist, steht mit der Kurbelgehäusekammer, in welcher das Kältemittel mit dem Druck P_c enthalten ist, in Fluidverbindung. Wenn die auf das erste Ende 92´ des ersten Kolbens 90´ des ersten Kolbens 90´ ausgeübte Kraft die kombinierte Kraft aus der Feder 85´ und dem Ansaugaußendruck P_exs, welche auf den ersten Kolben 90´ ausgeübt wird, nicht überschreitet, befindet sich das Saugdrosselventil 100 in vollständig geöffneter Position. Wenn die auf das erste Ende 92' des ersten Kolbens 90´ ausgeübte Kraft die kombinierte Kraft aus der Feder 85´ und dem Ansaugaußendruck P_exs, welche auf den ersten Kolben 90´ ausgeübt wird, überschreitet, wird der erste Kolben 90´ in Richtung der Trennwand 80` bewegt.
In 3 ist das Saugdrosselventil 100 in der vollständig geöffneten Position dargestellt. Der Vorsprung 95´ des ersten Kolbens 90´ liegt an der ersten Stirnwand 30´ des Gehäuses 12´ an. Der Kolben 90´ blockiert nicht den zumindest einen ersten Auslass 37´, welcher in der Seitenwand 16´ des Gehäuses 12´ ausgebildet ist, so dass ein maximaler Kältemittelstrom aus dem Saugdrosselventil 100 durch den zumindest einen ersten Auslass 37´ hindurch ermöglicht ist. Der Ansaugeinlass 26´ wird ebenfalls nicht blockiert, so dass ein maximaler Strom sowohl durch den ersten Ansaugeinlass 27´ als auch durch den zweiten Ansaugeinlass 28´ hindurch ermöglicht ist.
Beim Strömen des Kältemittels durch den Ansaugeinlass 26´ strömt zumindest ein Teil des Kältemittels durch die zweite Kammer 52´ der Hohlraums 50´ und tritt aus dem Saugdrosselventil 10 durch den zumindest einen zweiten Auslass 138 hindurch aus. Zumindest der durch die zweite Kammer 52´ hindurch strömende Teil des Kältemittels übt auf das erste Ende 192 des zweiten Kolbens 190 eine Kraft aus, wodurch der zweite Kolben 190 in Richtung der zweiten Stirnwand 32´ des Gehäuses 12´ gezwungen wird. Die zweite Feder 185 ist ausgelegt, den zweiten Kolben 190 in Richtung der Trennwand 80´ zu zwingen, wodurch bewirkt wird, dass der zweite Kolben 190 den zumindest einen zweiten Auslass 138 variabel begrenzt. Dementsprechend kann die zweite Feder 185 so gewählt sein, dass diese eine solche Federkonstante aufweist, welche es ermöglicht, dass die auf das erste Ende 192 des zweiten Kolbens 190 wirkende Kraft des Kältemittelstroms die Kraft überwinden kann, welche auf den zweiten Kolben 190 durch die Feder 185 ausgeübt wird, wodurch der zweite Kolben 190 auf der zweiten Stirnwand 32´ aufliegt, wenn das durch die zweite Kammer 52´ des Hohlraums 50´ strömende Kältemittel mit einer vorgegebenen Volumenströmungsgeschwindigkeit auf das erste Ende 192 des zweiten Kolbens 190 trifft.
3 zeigt den zweiten Kolben 190 angeordnet in einer Position in der zweiten Kammer 52` des Hohlraums 50´, so dass der zumindest eine zweite Auslass 138 am wenigsten begrenzt wird. Die zweite Auflagefläche 194 des zweiten Kolbens 190 liegt an der zweiten Stirnwand 32´ des Gehäuses 12´ an. Ein Teil des zumindest einen zweiten Auslasses 138 ist durch den zweiten Kolben 190 bedeckt, während ein weiterer Teil des zumindest einen zweiten Auslasses 138 durch den zweiten Kolben 190 nicht blockiert wird, so dass es ermöglicht ist, dass das Kältemittel durch den Teil des zumindest einen zweiten Auslasses 138 strömen kann, welcher durch den zweiten Kolben 190 nicht blockiert ist. Der zumindest eine zweite Auslass 138 weist eine maximale Querschnittsfläche auf, welche freigelegt ist, um es zu ermöglichen, dass das Kältemittel hindurch strömen kann, wenn der zweite Kolben 190 auf der zweiten Stirnwand 32´ aufliegt, obwohl nur ein Teil des zumindest einen zweiten Auslasses 138 nicht blockiert ist.
4 zeigt das Saugdrosselventil 100 in vollständig begrenzter Position, was darauf hinweist, dass der in dem offenen Raum 96´ anliegende Druck auf den ersten Kolben 90´ eine Kraft ausübt, welche die kombinierte Kraft aus dem Ansaugaußendruck P_exs und der ersten Feder 85´ überschreitet. Die vollständig begrenzte Position umfasst das Aufsitzen des ersten Kolbens 90´ auf der ersten Fläche 81´ der Trennwand 80´. Die Umfangsfläche 91´ des ersten Kolbens 90´ blockiert den Durchgang durch den zumindest einen ersten Auslass 37´. Zudem blockiert der erste Kolben 90´ auch den Durchgang durch den ersten Ansaugeinlass 27´. Dementsprechend tritt das Kältemittel durch den zweiten Ansaugeinlass 28´ in den Hohlraum 50´ ein und tritt aus dem Hohlraum 50´ durch den zumindest einen zweiten Auslass 138 aus.
Das Saugdrosselventil 100, welches in der vollständig begrenzten Position arbeitet, trifft typischerweise auf das Kältemittel, welches mit einer geringeren Volumenströmungsgeschwindigkeit strömt als das Saugdrosselventil 100, welches in der vollständig geschlossenen Position arbeitet. Die geringere Volumenströmungsgeschwindigkeit des Kältemittels kann bewirken, dass das Kältemittel auf das erste Ende 192 des zweiten Kolbens 190 eine geringere Kraft ausübt, wodurch verhindert wird, dass sich der zweite Kolben 190 in eine Position bewegt, in welcher der zweite Kolben 190 auf der zweiten Stirnwand 32´ aufsitzt. Dementsprechend kann eine Position des zweiten Kolbens 190 zwischen der Position variieren, dass der zweite Kolben 190 auf der zweiten Stirnwand 32´ aufliegt, und der Position in der zweiten Kammer 52´ variieren, in welcher die zweite Feder 185 im Wesentlichen spannungsfrei ist. Die Position der zweiten Feder 190 hängt demzufolge von der momentanen Volumenströmungsgeschwindigkeit des Kältemittels durch das Saugdrosselventil 100 ab. 4 zeigt die zweite Feder 185 in einem im Wesentlichen spannungsfreien Zustand, d.h. dass das Kältemittel mit einer relativ geringen Volumenströmungsgeschwindigkeit durch das Saugdrosselventil 100 strömt, und nicht in der Lage ist zu bewirken, dass der zweite Kolben 190 in Richtung der zweiten Stirnwand 32´ des Gehäuses 12´ gezwungen wird. Wenn keine Verdichtung erfolgt, blockiert der zweite Kolben 190 einen maximalen Teil des zumindest einen zweiten Auslasses 138, welcher in der zweiten Kammer 52´ des Hohlraums 50´ ausgebildet ist, so dass die zusammengefasste Querschnittsfläche von jedem zumindest einen zweiten Auslass 138, welcher in dem Gehäuse 12´ ausgebildet sind, erheblich begrenzt wird.
Wie in 4 dargestellt, wenn der zweite Kolben 190 nicht auf der zweiten Stirnwand 32´ aufliegt, ist ein Teil von jedem zumindest einen zweiten Auslass 138 ebenfalls außerhalb der Auflagefläche 194 des zweiten Kolbens 190 freigelegt, wodurch bewirkt wird, dass das zweite Ende 193 des zweiten Kolbens 190 mit der Ansaugkammer, in welcher der Ansauginnendruck P_ins anliegt, in Fluidverbindung steht. Dementsprechend erfährt das erste Ende 192 des zweiten Kolbens 190 einen Druck _Pexs und das zweite Ende 193 des zweiten Kolbens 190 einen Druck P_ins. Allerdings, wie vorstehend erläutert, beträgt die Druckdifferenz zwischen den Drücken P_exs und P_instypischerweise weniger als 2 p.s.i.. Dementsprechend ist die Wirkung der Druckdifferenz zwischen den Drücken P_exs und P_ins im Vergleich zu der Kraft des Kältemittelstroms, welche auf das erste Ende 192 des zweiten Kolbens 190 ausgeübt wird, vernachlässigbar.
Die zweite Feder 185 kann auch so gewählt sein, dass das erste Ende 192 des zweiten Kolbens 190 außerhalb eines Endes des zumindest einen zweiten Auslasses 138, welcher in der Seitenwand 16´ des Gehäuses 12´ ausgebildet ist, angeordnet ist, wenn die zweite Feder 185 im Wesentlichen spannungsfrei ist. In solchen Fällen bewirkt der Kältemittelstrom mit einen Druck P_exs durch das Saugdrosselventil 100 hindurch eine Bewegung des zweiten Kolbens 190 in Richtung zur zweiten Stirnwand 32´ des Gehäuses 12´, wodurch es ermöglicht ist, dass der zumindest eine zweite Auslass 138 dazwischen variieren kann, dass entweder kein Kältemittel hindurch strömen kann bzw. eine maximale Kältemittelmenge hindurchströmen kann.
Das Saugdrosselventil 100 ist in 3 so dargestellt, dass ein Paar der zumindest einen ersten Auslässe 37´ in dem Gehäuse 12´ ausgebildet ist. Allerdings kann das Saugdrosselventil 100 auch ohne den zumindest einen ersten Auslass 37´ arbeiten, und vielmehr ein Austreten des Kältemittels aus dem Saugdrosselventil 100 ausschließlich durch den zumindest einen zweiten Auslass 138 bewirken. In solchen Fällen kann eine Position des ersten Endes 192 des zweiten Kolbens 190, wenn dieser keine Ablenkung erfährt, so gewählt sein, dass es ermöglicht ist, dass ein größerer Teil des zumindest einen zweiten Auslasses 138 freigelegt ist. Zusätzlich kann die Federkonstante für die zweite Feder 185 so gewählt sein, dass es ermöglicht ist, dass sich der zweite Kolben 190 bei niedrigen Volumenstromphasen des Kältemittels leichter in Richtung zur zweiten Stirnwand 32´ des Gehäuses 12´ bewegen kann. Des Weiteren kann die Größe von jedem zumindest einen zweiten Auslass 138 erhöht werden, um die durch den Ausschluss des zumindest einen ersten Auslasses 37´ verlorene Querschnittsströmungsfläche zu kompensieren.
Jedes Saugdrosselventil 10 bzw. Saugdrosselventil 100 stellt eine variable Begrenzung des hindurchströmenden Kältemittels in Abhängigkeit von dem Verdrängungsgrad des variablen Verdrängungsverdichters bereit. Der Verdichterverdrängungsgrad und im Wesentlichen die Volumenströmungsgeschwindigkeit des Kältemittels hängen überwiegend von der Druckdifferenz zwischen den Drücken P_ins und P_cab. Wenn die Druckdifferenz zwischen den Drücken P_ins und P_c gering und die Kältemittelströmungsgeschwindigkeit demzufolge tendenziell relativ hoch ist, ist es für jedes Saugdrosselventil 10, 100 vorteilhaft, in der vollständig geöffneten Position zu arbeiten. Wenn die Druckdifferenz zwischen den Drücken P_ins und P_c hoch und die Kältemittelströmungsgeschwindigkeit demzufolge tendenziell relativ gering ist, ist es für jedes Saugdrosselventil 10, 100 vorteilhaft, in einer begrenzten Position zu arbeiten, um Geräuschentwicklungen in dem Ansaugrohrventil des variablen Verdrängungsverdichters zu verhindern. Dieses Verhältnis zwischen den Drücken P_ins und P_c ermöglicht es für jedes Saugdrosselventil 10, 100 auf die Druckdifferenz zwischen den Drücken P_ins und P_c effektiv und schnell zu reagieren, wenn der Druckeinlass 72, 72´ mit der Kurbelgehäusekammer, in welcher der Druck P_c anliegt, in Fluidverbindung steht. Die Fähigkeit von jedem Saugdrosselventil 10, 100 den hindurch strömenden Kältemittelstrom zu begrenzen unterstützt die Reduzierung von Druckimpulsen, welche sich durch das Klimatisierungssystem mit dem variablen Verdrängungsverdichter ausbreiten können.
Der Durchschnittsfachmann soll anhand der vorangehenden Beschreibung in die Lage versetzt sein, die wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung ohne Weiteres zu erkennen, und kann an der Erfindung verschiedene Änderungen sowie Modifikationen vornehmen, um die Erfindung an verschiedene Verwendungszwecke sowie Bedingungen anzupassen.
Bezugszeichenliste

10, 100: Saugdrosselventil
12, 12`: Gehäuse
16, 16`: Seitenwand
26, 26´: Ansaugeinlass
27, 27`: erster Ansaugeinlass
28, 28´: zweiter Ansaugeinlass
30, 30`: erste Stirnwand
32, 32`: zweite Stirnwand
37, 37´: erster Auslass
38, 38´ 138: zweiter Auslass
40, 40´: Ansaugstutzen
42, 42´: Innenseite
44, 44´: Strömungskanal
50, 50`: Hohlraum
51, 51´: erste Kammer
52, 52`: zweite Kammer
55, 55´: Öffnung
72, 72´: Druckeinlass
80, 80`: Trennwand
81, 81`: erste Fläche der Trennwand
82, 82´: zweite Fläche der Trennwand
85, 85´: erste Feder
185: zweite Feder
86, 86´: erstes Ende der ersten Feder
186: erstes Ende der zweiten Feder
87, 87´: zweites Ende der ersten Feder
187: zweites Ende der zweiten Feder
90, 90´: erster Kolben
191: zweiter Kolben
91, 91´,191: Umfangsfläche, Außenumfangsfläche
92, 92`,192: erstes geschlossenes Ende des zweiten Kolbens
93, 93´,193: zweites geöffnetes Ende des zweiten Kolbens
94, 94´,: Auflagefläche des ersten Kolbens
194: Auflagefläche des zweiten Kolbens
95, 95´: Vorsprung
96, 96´: offener Raum
P_c: Kurbelgehäusedruck
P_ins: Ansauginnendruck
P_exs: Ansaugaußendruck

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7014428 [0015]

Claims

Saugdrosselventil für einen variablen Verdrängungsverdichter mit einem Verdichtergehäuse, umfassend eine Kurbelgehäusekammer und eine darin ausgebildete Ansaugkammer, wobei das Saugdrosselventil Folgendes umfasst: – ein Gehäuse mit einem darin ausgebildeten Hohlraum, wobei das Gehäuse einen darin ausgebildeten Ansaugeinlass umfasst; – einen Ansaugstutzen, welcher sich seitlich von dem Gehäuse erstreckt, wobei der Ansaugeinlass zwischen dem Ansaugstutzen und der in dem Gehäuse ausgebildeten Kammer eine Fluidverbindung bereitstellt; und – einen ersten Kolben, welcher sich auf- und abwärts bewegend in dem Hohlraum angeordnet ist, wobei der erste Kolben ausgelegt ist, eine variable Begrenzung des Ansaugeinlasses zu bewirken, wenn sich der erste Kolben in dem Hohlraum des Gehäuses auf- und abwärts bewegt; wobei ein erstes Fluid, welches durch den Ansaugstutzen strömt, in eine Richtung strömt, welche nicht parallel zu einer Richtung verläuft, in welche sich der erste Kolben in dem Hohlraum des Gehäuses auf- und abwärts bewegt.
Saugdrosselventil nach Anspruch 1, wobei der erste Kolben eine variable Begrenzung eines Auslasses bewirkt, welcher in dem Gehäuse ausgebildet ist, wobei der Auslass zwischen dem Hohlraum des Gehäuses und der Ansaugkammer eine Fluidverbindung bereitstellt.
Saugdrosselventil nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Trennwand, welche den Hohlraum in eine erste Kammer und eine zweite Kammer und den Ansaugeinlass in einen ersten Ansaugeinlass und einen zweiten Ansaugeinlass teilt.
Saugdrosselventil nach Anspruch 4, wobei der erste Kolben in der ersten Kammer des Hohlraumes angeordnet ist, und der erste Kolben eine variable Begrenzung des ersten Ansaugeinlasses bewirkt.
Saugdrosselventil nach Anspruch 4, wobei der erste Kolben zudem eine variable Begrenzung von einem Auslass bewirkt, welcher in dem Gehäuse ausgebildet ist, und der Auslass zwischen der ersten Kammer in dem Hohlraum und der Ansaugkammer eine Fluidverbindung bereitstellt.
Saugdrosselventil nach Anspruch 3, wobei die Trennwand eine darin ausgebildete Öffnung umfasst, und die Öffnung zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer eine Fluidverbindung bereitstellt.
Saugdrosselventil nach Anspruch 1, wobei ein erstes Ende des ersten Kolbens mit einer druckbeaufschlagten Fluidquelle über einen in dem Gehäuse ausgebildeten Druckeinlass in Fluidverbindung steht, und ein zweites Ende des ersten Kolbens mit dem ersten Fluid, welches durch den Ansaugstutzen strömt, in Fluidverbindung steht.
Saugdrosselventil nach Anspruch 7, wobei es sich bei der druckbeaufschlagten Fluidquelle um die Kurbelgehäusekammer handelt.
Saugdrosselventil nach Anspruch 1, wobei eine erste Feder, welche in dem Hohlraum des Gehäuses angeordnet ist, den ersten Kolben in eine Richtung weg von dem in dem Gehäuse ausgebildeten Ansaugeinlass zwingt.
Saugdrosselventil nach Anspruch 9, wobei die erste Feder zusammengedrückt wird, wenn eine auf ein erstes Ende des ersten Kolbens ausgeübte Kraft, welche durch den Druck eines zweiten Fluids verursacht wird, welches mit dem ersten Ende des ersten Kolbens in Fluidverbindung steht, eine Kraft überwindet, welche auf ein zweites Ende des ersten Kolbens ausgeübt und durch die erste Feder und den Druck des ersten Fluids verursacht wird.
Saugdrosselventil nach Anspruch 1, ferner umfassend einen zweiten Kolben, welcher sich auf- und abwärts bewegend in dem Hohlraum des Gehäuses angeordnet ist, wobei der zweite Kolben ausgelegt ist, eine variable Begrenzung des in dem Gehäuse ausgebildeten Auslasses zu bewirken.
Saugdrosselventil nach Anspruch 11, wobei der zweite Kolben den in dem Gehäuse ausgebildeten Auslass begrenzt, wenn eine auf ein erstes Ende des zweiten Kolbens ausgeübte Kraft, welche durch die Strömung des erste Fluids verursacht wird, eine Kraft überwindet, welche auf ein zweites Ende des zweiten Kolbens durch eine zweite Feder ausgeübt wird, welche in dem Hohlraum des Gehäuses angeordnet ist.
Saugdrosselventil für einen variablen Verdrängungsverdichter mit einem Verdichtergehäuse, umfassend eine Kurbelgehäusekammer und eine darin ausgebildete Ansaugkammer, wobei das Saugdrosselventil Folgendes umfasst: – ein Gehäuse mit einem darin ausgebildeten Hohlraum, wobei das Gehäuse einen darin ausgebildeten Ansaugeinlass umfasst; – einen Ansaugstutzen, welcher sich seitlich von dem Gehäuse erstreckt, wobei der in dem Gehäuse ausgebildete Ansaugeinlass zwischen dem Ansaugstutzen und dem in dem Gehäuse ausgebildeten Hohlraum eine Fluidverbindung bereitstellt; – eine Trennwand, welche sich seitlich von einer Seitenwand des Gehäuse erstreckt, wobei die Trennwand den Hohlraum in eine erste Kammer und eine zweite Kammer und den Ansaugeinlass in einen ersten Ansaugeinlass und einen zweiten Ansaugeinlass teilt; – einen ersten Kolben, welcher sich auf- und abwärts bewegend in der ersten Kammer des Hohlraumes angeordnet ist, wobei der erste Kolben ausgelegt ist, eine variable Begrenzung des ersten Ansaugeinlasses zu bewirken, wenn sich der erste Kolben in der ersten Kammer des Raumes auf- und abwärts bewegt; wobei ein erstes Fluid, welches durch den Ansaugstutzen strömt, in eine Richtung strömt, welche nicht parallel zu einer Richtung verläuft, in welcher sich der erste Kolben in der ersten Kammer des Hohlraumes auf- und abwärts bewegt.
Saugdrosselventil nach Anspruch 13, wobei des Gehäuses ferner einen ersten und einen zweiten darin ausgebildeten Auslass umfasst, wobei der erste Auslass zwischen der ersten Kammer des Hohlraumes und der Ansaugkammer eine Fluidverbindung bereitstellt, und der zweite Auslass zwischen der zweiten Kammer des Hohlraumes und der Ansaugkammer eine Fluidverbindung bereitstellt.
Saugdrosselventil nach Anspruch 14, wobei der erste Kolben des Weiteren ausgelegt ist, eine variable Begrenzung des ersten Auslasses zu bewirken, wenn sich der erste Kolben in der ersten Kammer des Hohlraumes auf- und abwärts bewegt.
Saugdrosselventil nach Anspruch 13, wobei das Gehäuse zudem einen darin ausgebildeten Druckeinlass umfasst, wobei der Druckeinlass zwischen einem ersten Ende des ersten Kolbens und einer druckbeaufschlagten Fluidquelle eine Fluidverbindung bereitstellt. Saugdrosselventil nach Anspruch 16, wobei es sich bei der druckbeaufschlagten Fluidquelle um die Kurbelgehäusekammer handelt.
Saugdrosselventil nach Anspruch 13, wobei eine erste Feder den ersten Kolben in eine Richtung weg von der Trennwand zwingt.
Saugdrosselventil nach Anspruch 13, ferner umfassend einen zweiten Kolben, welcher sich auf- und abwärts bewegend in der zweiten Kammer des Hohlraumes angeordnet ist, wobei der zweite Kolben ausgelegt ist, eine variable Begrenzung von einem Auslass zu bewirken, welcher in dem Gehäuse ausgebildet ist, und der Auslass zwischen der zweiten Kammer des Hohlraumes und der Ansaugkammer eine Fluidverbindung bereitstellt.
Saugdrosselventil für einen variablen Verdrängungsverdichter mit einem Verdichtergehäuse, umfassend eine Kurbelgehäusekammer und eine darin ausgebildete Ansaugkammer, wobei das Saugdrosselventil Folgendes umfasst: – ein Gehäuse mit einem darin ausgebildeten Hohlraum, wobei das Gehäuse zudem einen darin ausgebildeten Ansaugeinlass umfasst; – einen Ansaugstutzen, welcher sich seitlich von dem Gehäuse erstreckt, wobei der Ansaugeinlass zwischen dem Ansaugstutzen und dem Hohlraum eine Fluidverbindung bereitstellt; – einen ersten Kolben, welcher sich auf- und abwärts bewegend in dem Hohlraum angeordnet ist, und der erste Kolben eine erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende mit der Kurbelgehäusekammer in Fluidverbindung steht und das zweite Ende mit dem Ansaugstutzen in Fluidverbindung steht; und – eine erste Feder, welche den ersten Kolben in eine Richtung weg von dem in dem Gehäuse ausgebildeten Ansaugeinlass zwingt; wobei sich der erste Kolben in Richtung des Ansaugeinlasses bewegt, um eine variable Begrenzung des Ansaugeinlasses zu bewirken, wenn eine auf das erste Ende des ersten Kolbens ausgeübte Kraft, welche durch den Druck von einem ersten Fluid verursacht wird, welches von der Kurbelgehäusekammer stammt, eine Kraft überschreitet, welche auf das zweite Ende des ersten Kolbens ausgeübt wird und durch den Druck eines zweiten Fluids, welches durch den Ansaugstutzen strömt, und die Zwingkraft der Feder verursacht wird; wobei der Ansaugstutzen nicht parallel zu einer Richtung angeordnet ist, in welche sich der erste Kolben in dem Hohlraum auf- und abwärts bewegt.