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Die Erfindung betrifft ein Absperrventil für einen Kältemittelverdichter einer Kraftfahrzeugklimaanlage. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Fluid-Absperreinrichtung eines Kältemittelverdichters, umfassend dieses Absperrventil.
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Eine häufig auftretende Bauart von mobilen Kältemittelverdichtern ist der sogenannte Axialkolbenverdichter mit Schwenkscheibe. Dieser wird in unterschiedlichsten Varianten eingesetzt. Eine dieser Varianten ist - im Unterschied zur Variante mit Magnetkupplung in der Riemenscheibe - die kupplungslose Variante. Der kupplungslose Verdichter läuft somit während des Motorbetriebs immer mit. Bauartbedingt ergibt sich dadurch selbst im abgeschalteten Zustand der Klimaanlage eine kleinste Fördermenge an Kältemittel, die nicht benötigt oder gar erwünscht ist. Bei geringen Umgebungstemperaturen und ungünstigen Witterungsverhältnissen kann diese Minimalfördermenge dazu führen, dass der Verdampfer des Klimasystems vereist, da das Kältemittel Temperaturen kleiner Null Grad Celsius annehmen kann. Ein weiterer Aspekt beziehungsweise Problem ist die sogenannte Öl-Migration. Das in der Kälteanlage befindliche Öl, welches unablässig zur Schmierung des Kompressors ist, kann im geparkten Zustand des Fahrzeugs und bei gleichzeitigen Temperaturwechseln der Umgebungstemperatur oder Temperaturunterschieden innerhalb des Fahrzeugs vom Kältemittel aus dem Verdichter ausgetragen werden. Um beide Zustände, das heißt die Minimalförderung und die Migration zu unterdrücken, wird in der Regel im Eintritt oder im Austritt des Verdichters oder in beiden Ports ein Absperrventil eingebracht, welches erst ab einer bestimmten Höhe der Fördermenge öffnet. Dieses sind üblicherweise federbelastete Schließkörper, die sich der Strömung entgegensetzen, wobei die Strömung und die Ventilbewegungsrichtung axial zueinander orientiert sind, und erst aber einer bestimmten Fördermenge die entstehende Druckkraft die Federkraft überwindet und somit eine Öffnung freigibt, durch die das Kältemittel nun fließen kann. Dabei werden die Öffnungen in ihrer Gestalt und Anordnung entlang des Verfahrweges des Schließkörpers in einer für das Geräuschverhalten des Verdichters positiv wirkenden Weise ausgeführt. Das bedeutet, dass durch die Gestaltung sich die in Kolbenverdichtern naturgemäß auftretenden Druckpulsationen reduzieren lassen.
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Die oben beschriebenen Absperrventile haben den Nachteil, dass zum Öffnen und im späteren Betrieb ein Druckunterschied am Schließkörper erzeugt werden muss, um den Durchfluss des Kältemittels frei zu geben beziehungsweise aufrecht zu erhalten. Dieser permanente Druckverlust erhöht die Leistungsaufnahme des Verdichters, oder, mit anderen Worten, wirkt sich negativ auf dessen energetische Effizienz aus.
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Die
DE 10 2012 022 615 A1 beschreibt einen Scroll-Kälteverdichter, der einen dichten Behälter, der mindestens teilweise eine Förderkammer begrenzt, die dazu bestimmt ist, mit einer Förderleitung verbunden zu sein, und ein Druckventil, das auf dem dichten Behälter befestigt ist und fluidmäßig mit der Förderkammer verbunden ist, umfasst. Das Druckventil umfasst einen Ventilkörper, einen Ventilsitz und eine Druckklappe, die zwischen einer Verschluss- und einer Freigabestellung bewegbar ist. Das Druckventil umfasst Ablenkmittel, die im Ventilkörper angeordnet und ausgebildet sind, um einen Kältemittelstrom von der Förderleitung zumindest teilweise zum Umfang der Druckklappe zu lenken.
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Die
JP 2014-043823 A beschreibt ein Absperrventil, welches Druckverluste in einem Kälteerzeugungsgerät reduzieren soll. Dieses Absperrventil ist ein Rückschlagventil, welches in einem Austrittskanal eines Kompressors innerhalb des Kälteerzeugungsgerätes angeordnet ist. Das Rückschlagventil beinhaltet eine erste als Spiralfeder ausgebildete Druckfeder, die zwischen einem Ventilelement und einem druckempfindlichen Stab komprimierbar ist, um das Ventilelement in eine Schließrichtung zu drücken. Der Druck eines Austrittskanals, der dem Rückschlagventil nachgeschaltet ist, wirkt in einem Endbereich des Ventilelements seitlich des druckempfindlichen Stabes, wobei der druckempfindliche Stab in eine derartige Richtung verschoben wird, dass er in Abhängigkeit von der Druckdifferenz vom Ventilelement getrennt oder mit diesem in Kontakt gebracht wird. Dementsprechend wird in einem Betriebszustand, in dem ein Kältemittelumlauf durch den Kompressor stattfindet, der Differenzdruck zwischen den Bereichen mittels des druckempfindlichen Stabes erhöht, um die Druckkraft auf die erste Schraubenfeder zu reduzieren, und außerhalb des Betriebszustandes, wenn die Zirkulation des Kältemittels durch den Kompressor gestoppt wird, wird der Differenzdruck verringert, um die Druckkraft der ersten Schraubenfeder zu erhöhen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Absperrfunktion bei möglichst geringem Druckverlust zu erfüllen. Das Ventil soll unterhalb einer bestimmten Druckschwelle geschlossen bleiben und die Mindestfördermenge und die Migration verhindern. Wenn die Fördermenge einen Grenzbetrag überschreitet, soll das Ventil öffnen und unter geringstem Druckverlust Strömung freigeben. Dazu wird eine unterstützende Kraft benötigt, die auf den Schließkörper des Ventils wirkt, wobei die Erzeugung dieser Kraft auch keinen oder nur sehr geringen zusätzlichen Energieverbrauch des Verdichters bedeuten darf. Zusätzlich sollen die pulsationsdämpfenden Eigenschaften erhalten bleiben oder verbessert werden. Generell bedeutet das Einbringen von pulsationsdämpfenden Maßnahmen einen Druckverlust beziehungsweise einen Energieverbrauch, der vom Verdichter aufgebracht werden muss. Je stärker die dämpfende Maßnahme, desto größer der Energieverbrauch. So stellt diese Funktion immer einen Kompromiss dar zwischen Energieaufwand, respektive Effizienz, und der Höhe der akustischen Dämpfung. Mit der Erfindung soll diese Abstimmung ebenfalls möglich sein.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Absperrventil mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Absperrventil für einen Kältemittelverdichter einer Kraftfahrzeugklimaanlage umfasst
- • einen beweglichen Teil, der entlang eines Verfahrwegs des Absperrventils durch Ausüben einer unterstützenden Kraft in eine erste Richtung bewegbar ist, aufweisend zumindest einen Bereich mit seitlichen Öffnungen für eine Durchströmung des beweglichen Teils mit einem Fluid in einer Strömungsrichtung quer zum Verfahrweg des Absperrventils und zumindest einen geschlossenen Bereich als Schließkörper für das Versperren eines Strömungsweges in Strömungsrichtung quer zum Verfahrweg, sowie
- • mindestens ein eine Rückstellkraft bewirkendes Element für eine Schließ- oder Öffnungsbewegung des beweglichen Teils mit dem Schließkörper in einer zweiten Richtung entgegen der ersten Richtung des Verfahrwegs.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der bewegliche Teil ein zylindrischer Ventilkolben, dessen Ventilkolbenmantel zumindest einen Bereich mit Öffnungen für eine radiale, quer zum Verfahrweg des Absperrventils verlaufende Durchströmung des Ventilkolbens sowie zumindest einen vollwandigen, geschlossenen Bereich, das heißt ohne radiale Öffnungen, als Schließkörper für das Versperren eines Strömungsweges in Strömungsrichtung quer zum Verfahrweg aufweist.
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Vorzugsweise ist das mindestens eine eine Rückstellkraft bewirkende Element eine als Schließfeder wirkende Spiralfeder. Alternativ kann das mindestens eine, eine Rückstellkraft bewirkende Element ein magnetisches Element sein.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein Absperrventil mit einem Ventilkolben, welches zwar auch wie gemäß dem Stand der Technik federbelastet ist, jedoch als Erweiterung die zusätzliche Kraft nutzt, um die Federkraft aufzunehmen. Angemerkt sei, dass es Ausführungsvarianten mit einer oder mehreren Federn geben kann und die Federn unterschiedliche Charakteristika, wie zum Beispiel eine lineare oder progressive Kennlinie haben können, um die Öffnungs- und Schließeigenschaften des Absperrventils zu verändern. Ebenso können eine oder mehrere weitere Federn auf der Gegenseite eingebracht werden. In jedem Fall wird die Gegenkraft zur resultierenden Federkraft nicht durch den Druckverlust aus der Fluid-Strömung erzeugt, sondern durch eine unterstützende Kraftkomponente aufgebracht. Um eine unterstützende Kraft aufbringen zu können, ist das Ventil umgestaltet und nun hauptsächlich radial durchströmbar und nicht nur axial wie im Stand der Technik.
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Dabei können sowohl die Einlass- und Auslassöffnung zum Absperrventil beziehungsweise Ventilzylinder als auch die seitlichen Öffnungen im beweglichen Teil beziehungsweise Ventilkolbenmantel in Form und Größe variiert werden, um unterschiedliche Weg-Öffnungsquerschnitts-Kennlinien zu erreichen. Damit kann sowohl die Öffnungscharakteristik als auch das Geräuschverhalten des Absperrventils beeinflusst werden. Zur weiteren Abstimmung beziehungsweise Optimierung des Geräuschverhaltens, im Besonderen zur Dämpfung von Druckpulsationen, können die seitlichen Öffnungen im beweglichen Teil beziehungsweise Ventilkolbenmantel in verschiedenen Varianten ausgeführt werden, mit dem Ziel die Strömung einzuschnüren und wieder zu expandieren beziehungsweise sie zu teilen in mehrere Teilströme und wieder zu vereinigen in einen Gesamtstrom, um so einen Dämpfungseffekt zu erzielen. Einschnürungen und Teilungen können auch in Reihe geschaltet beziehungsweise kombiniert in Parallel-Reihen-Anordnungen ausgeführt werden.
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Im Folgenden werden einige Ausführungsvarianten zur Anordnung und Gestaltung der seitlichen Öffnungen sowie zur Teilung der Strömungswege quer zum Verfahrweg genannt.
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Gemäß einer Ausgestaltung sind der quer zum Verfahrweg durchströmbare Bereich und dessen seitlichen Öffnungen im beweglichen Teil derart ausgeführt, dass eine Strömung durch den beweglichen Teil an einem Einlass zunächst eingeschnürt und in der Mitte des beweglichen Teils wieder expandiert und vor einem Auslass wieder eingeschnürt wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind mehrere seitliche Öffnungen vorgesehen, um den quer zum Verfahrweg strömenden Gesamtstrom in mehrere Teilströme des Fluids zu teilen und gegebenenfalls in einem Gesamtstrom wieder zu vereinigen, um so einen Dämpfungseffekt zu erzielen. Beispielsweise können für die Aufteilung des Gesamtstroms im quer zum Verfahrweg durchströmbaren Bereich mehrere durchströmbare Kanalabschnitte vorgesehen sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist im quer zum Verfahrweg durchströmbaren Bereich ein Steg derart eingebaut, dass durchströmbare Kanalabschnitte zwischen dem Steg und einer Innenwand des beweglichen Teils ausgebildet sind, so dass die Teilströme durch Kanalabschnitte entlang des Steges fließen können. Der Steg kann darüber hinaus wiederum eine vorzugsweise quer zum Verfahrweg des beweglichen Teils durchströmbare Ausnehmung aufweisen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Fluid-Absperreinrichtung eines Kältemittelverdichters einer Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend das erfindungsgemäße Absperrventil. Dabei ist Absperrventil vor einem Austritt des Kältemittelverdichters angeordnet, wobei ein Fluid-Einlass zum beweglichen Teil des Absperrventils und ein Fluid-Auslass vom beweglichen Teil zum Austritt des Kältemittelverdichters führt. Das Absperrventil ist derart eingebaut, dass auf eine Oberfläche des beweglichen Teils ein Druck aufgebracht oder an einer Oberfläche des beweglichen Teils ein Saugdruck angelegt werden kann, der die unterstützende Kraft in Richtung des Verfahrwegs des Ventils erzeugt. Die radiale beziehungsweise quer zum Verfahrweg des beweglichen Teils verlaufende Durchflussrichtung erlaubt es, eine Oberfläche am Ende des beweglichen Teils zu nutzen, um dort einen Druck aufzubringen, der die unterstützende Kraft erzeugt. In jedem Fall muss der so erzeugte Hilfsdruck höher sein als der Druck, der am Eintritt beziehungsweise Einlass in das Absperrventil herrscht, damit ein Anteil der unterstützenden Kraft „übrig“ bleibt, um beispielsweise eine Feder als das eine Rückstellkraft erzeugende Element zusammendrücken zu können. Für den Einsatz in der Hochdruckseite kann der Hilfsdruck zum Beispiel direkt aus der Hochdruckkavität des Kältemittelverdichters bereitgestellt werden. In der Regel passiert das Kältemittel auf seinem Weg von der Hochdruckkavität bis zum Absperrventil eine oder mehrere Einbauten, wie Ölabscheider oder Dämpfer, sowie eventuelle Querschnittsverengungen oder scharfe Umlenkungen, die sich konstruktiv durch Bauraumvorgaben nicht immer vermeiden lassen, die jedoch allesamt einen Druckverlust erzeugen. Somit ist am Eintritt des Absperrventils die oben genannte Bedingung durch die Konstruktions-Randbedingungen gegeben. Es muss keine weitere Maßnahme getroffen werden, um einen Hilfsdruck zu erzeugen. Für den Einsatz in der Niederdruckseite kann der Hilfsdruck aus dem Kurbelgehäusedruck oder dem Hochdruck erzeugt werden. Diese sind naturgemäß immer höher als der Saugdruck und damit erfüllen sie die Bedingung ebenfalls.
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In einer weiteren Variante kann die unterstützende Kraft auch aufgebracht werden, indem ein niedrigerer Druck als der Ventil-Eintrittsdruck auf den Kolben aufgebracht wird, dann jedoch auf der Seite des Kolbens in der Richtung des Verfahrwegs. Somit würde der Kolben nicht durch einen höheren Druck aufgedrückt werden, sondern durch einen niedrigen Druck, einen Saugdruck, angesaugt werden. Dies erfordert eine geringe Änderungskonstruktion des Kolbens und des Ventilgehäuses.
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Die Ausgestaltung der Oberfläche, an der der Hilfsdruck angreift, kann zur gezielten Steuerung des Ventil-Verhaltens beitragen. So können zum Beispiel Fortsätze verschiedener Form, Fläche und Länge, auch mehrstufig hintereinander gestaffelt, auf den Kolbenboden angebracht werden, um die mit Hilfsdruck beaufschlagte Fläche über den Verfahrweg des Ventilkolbens zu verändern. Somit erhält man definierte Steuercharakteristiken des Ventils. Die unterstützende Kraft, resultierend aus dem Hilfsdruck, ändert sich über den Verfahrweg abhängig von der gerade frei gemachten und somit druckbeaufschlagten Fläche des Fortsatzes.
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Ein wichtiger technischer Vorteil der Anordnung besteht darin, dass die Effizienz des Kältemittelverdichters erhöht werden kann, ohne die Funktion des Absperrventils zu verändern. Mit der Erhöhung der Effizienz ist gleichzeitig ein verminderter Ausstoß von Kohlendioxid CO2 verbunden.
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Die Erfindung kann in sogenannte Axialkolbenverdichter mit Schwenkscheibe, aber auch in andere Verdichtertypen, wie zum Beispiel mechanische oder elektrische Scroll-Verdichter, eingebaut werden, um eine Öl-Migration zu verhindern.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
- 1: eine erfindungsgemäße Fluid-Absperreinrichtung eines Kältemittelverdichters mit einem geschlossenen Absperrventil,
- 2: die Fluid-Absperreinrichtung des Kältemittelverdichters mit dem Absperrventil in geöffneten Zustand,
- 3: eine Ausführungsvariante die Fluid-Absperreinrichtung des Kältemittelverdichters mit durch Saugen erzeugtem Hilfsdruck,
- 4 A: eine Darstellung der Anordnung eines Absperrventils in der Fluid-Absperreinrichtung des Kältemittelverdichters mit angezeigter Schnittebene für die in den weiteren Figuren gezeigten Querschnitte,
- 4B: einen Querschnitt des Ventilkolbens mit einer Mehrzahl von Öffnungsflächen am Ventilkolben für die Aufteilung der Strömung bei gleichzeitiger Einschnürung,
- 4C: einen Querschnitt des Ventilkolbens mit Öffnungsflächen als Beispiel für eine starke Einschnürung mit Expansion in der Mitte,
- 4D: einen Querschnitt des Ventilkolbens mit Variation der Strömungspfade durch Einbringen eines Steges in die Mitte des Ventilkolbens und
- 4E: einen Querschnitt des Ventilkolbens mit Variation der Strömungspfade durch Einbringen eines Steges mit einer mittleren Öffnung in die Mitte des Ventilkolbens.
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Im Folgenden wird der Aufbau und die Funktion des Absperrventils und der Fluid-Absperreinrichtung anhand von Skizzen dargestellt. Die gezeigte äußere Form ist nicht maßgeblich. Das Absperrventil kann zum einen, wie gezeigt, ein eigenes Gehäuse besitzen, oder in die Gehäuse des Kältemittelverdichters integriert werden.
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Die 1 zeigt schematisch einen Verdichter 1 mit einem Eintritt 2 sowie einem Austritt 3 für ein mit einem Eintrittsdruck P1 eintretendes Fluid, wobei ein Ventil 4 vor dem Austritt 3 angeordnet ist, welches den Weg zum Austritt 3 öffnen und schließen kann. Dabei ist das Absperrventil 4 so angeordnet beziehungsweise eingebaut, dass es hauptsächlich radial, das heißt senkrecht zur Zylinderachse eines Ventilkolbens, der den beweglichen Teil 5 des Absperrventils 4 bildet, vom Kältemittel durchflossen werden kann. Dabei führt ein Einlass 6 in radialer Richtung zum Ventilkolben und ein Auslass 7 in radialer Richtung vom Ventilkolben hin zum Austritt 3 des Verdichters 1. In der Regel passiert das Fluid, das Kältemittel, auf seinem Weg von der Hochdruckkavität des Verdichters 1 bis zum Absperrventil 4 eine oder mehrere Einbauten, wie Ölabscheider oder Dämpfer, sowie eventuelle Querschnittsverengungen oder scharfe Umlenkungen, die sich konstruktiv durch Bauraumvorgaben nicht immer vermeiden lassen, jedoch allesamt einen Druckverlust erzeugen. Dieser Druckverlust beziehungsweise die Druckverlust erzeugenden Teile 8 sind in der 1 nur schematisch dargestellt. Der nach Passieren dieser Druckverlust erzeugenden Teile 8 vor dem Einlass 6 zum Absperrventil 4 vorliegende Druck wird als Eintrittsdruck P2 gekennzeichnet.
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Das Absperrventil 4 weist einen Ventilkolben als beweglicher Teil 5 auf und ist mit einer Schließfeder 9 federbelastet. Das Absperrventil 4 nutzt jedoch als Erweiterung eine zusätzliche Kraft, um die Federkraft aufzunehmen. Um die radiale Durchströmung des Absperrventils 4 zu ermöglichen, weist der bewegliche Teil 5 radiale Öffnungen auf. Diese radialen Öffnungen sind in einem Bereich 10 des Ventilkolbenmantels des Absperrventils 4 vorgesehen. Die radiale Durchflussrichtung erlaubt es, an einem stirnseitigen Ende des beweglichen Teils 5 eine Oberfläche 11 dessen zu nutzen, um dort über einen Druckanschluss 12 einen Druck, den Hilfsdruck P3, aufzubringen, der die unterstützende, zusätzliche Kraft beziehungsweise Hilfskraft erzeugt. Die Darstellung in 1 zeigt das geschlossene Absperrventil 4. Dabei gilt: P1 = P2 = P3. Das heißt, es herrscht in diesem Falle Druckausgleich. Das Absperrventil 4 wird von der Schließfeder 9 geschlossen gehalten. Es kann kein Kältemittel das Absperrventil 4 passieren, da der bewegliche Teil 5 mit einem vollwandigen Bereich ohne Öffnungen, dem Schließbereich 13, den radialen Einlass 6 und den Auslass 7 des Absperrventils 4 versperrt. Wird der Verdichter gestartet, werden sich die Drücke P1 und P2 und P3 ausbilden. Sobald die Kraft, resultierend aus der Druckdifferenz von P2 - P3 größer der Federkraft wird, öffnet das Absperrventil 4.
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Die Abbildung in 2 zeigt das Absperrventil 4 des Kältemittelverdichters 1 im geöffneten Zustand. Dabei wird ersichtlich, dass bei geöffnetem Zustand der bewegliche Teil 5 sich mit seinem radial geschlitzten Bereich 10 mit den radialen Öffnungen im Kolbenhemd beziehungsweise Ventilkolbenmantel, vor den Einlass 6 und den Auslass 7 des Kältemittels zum Absperrventil 4 bewegt hat und damit den Durchfluss des Kältemittels durch das Absperrventil 4 in Richtung des Austritts 3 erlaubt. Der Schließkörper 13 befindet sich im geöffneten Zustand in einer Position, in der er den Durchfluss des Kältemittels nicht versperrt. Es gilt nun P1 > P2 und P3 > P2. Dabei wird das Absperrventil 4 von der Druckkraft P3 im geöffneten Zustand gehalten, die über den Anschluss 12 auf die Oberfläche 11 am oberen stirnseitigen Ende des beweglichen Teils 5 aufgebracht wurde. Bedingung hierfür ist, dass diese Druckkraft P3 größer ist als die Federkraft der Schließfeder 9.
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Die 3 zeigt eine alternative Ausführungsvariante der Absperreinrichtung im Kältemittelverdichter 1 mit invertiertem Hilfsdruck, wobei sich die Absperreinrichtung im geöffneten Zustand befindet. Das heißt, der bewegliche Teil 5 befindet sich auch in diesem Fall mit seinem radial geschlitzten Bereich 10 vor den Einlass 6 und den Auslass 7 des Absperrventils 4 und erlaubt damit den Durchfluss des Kältemittels durch das Absperrventil 4 in Richtung des Austritts 3. In dieser Variante wird der notwendige Hilfsdruck P3 als Gegenkraft zur Federkraft der Schließfeder 9 nicht drückend aufgebracht, sondern durch Saugen als Saugdruck erzeugt. Das Saugen erfolgt über einen zu einer Oberfläche 14 an einer Stirnseite des beweglichen Teils 5, in diesem Falle der unteren Stirnseite des Schließkörpers 13, führenden Sauganschluss 15. In der Variante mit invertiertem Hilfsdruck P3 ist im geöffneten Zustand der Eintrittsdruck P2 größer als der Druck am Austritt 3, der Austrittsdruck P4, während der Austrittsdruck P4 wiederum größer ist als der Hilfsdruck P3. Für den geöffneten Zustand gilt daher P2 > P4 > P3.
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In weiteren Ausführungsvarianten, die in den Figuren 4A bis 4E gezeigt werden, wird der Ventilkolben 5 variiert, um Druckpulsationen zu vermindern. Dabei sind verschieden große Öffnungen 16, beziehungsweise Öffnungsformen denkbar. Die Anzahl der Öffnungen 16 ist variierbar. Durch einen Steg in der Mitte des Kolbens lässt sich die Strömung im Kolben zusätzlich manipulieren, um zum Beispiel, wie bereits oben erwähnt, eine Reihen- beziehungsweise Parallelschaltung von Strömungswegen zu erzeugen.
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Die Figur 4A zeigt eine Anordnung des Ventilkolbens 5 innerhalb eines Verdichters 1, wobei der Ventilkolben 5 eine Mehrzahl von radialen Öffnungen 16 im Ventilkolbenmantel 5a aufweist. Die 4A zeigt dabei die Schnittebene A für die in den weiteren Figuren 4B bis 4D gezeigten Querschnitte.
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Die Figuren 4B und 4C zeigen eine Variation der Anzahl und der Form der Öffnungsflächen der Öffnungen 16 im Ventilkolbenmantel 5a. Die 4B zeigt ein Beispiel für die Aufteilung der Strömung bei gleichzeitiger Einschnürung, dann eine Expansion in der Mitte des Ventilkolbens 5 und wiederum eine Aufteilung und Einschnürung am Austritt. Die 4C zeigt ein Beispiel für eine starke Einschnürung mit Expansion in der Mitte des Ventilkolbens 5.
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Die Figuren 4D und 4E zeigen jeweils die Variation der Strömungspfade durch Einbringen eines axial ausgerichteten Steges 17 in die Mitte des Ventilkolbens 5. Gemäß der Ausführungsvariante nach 4C kann durch Einbringen eines Steges 17 in der Mitte des Ventilkolbens 5 die Strömung weiter verändert werden, um Pulsationen zu dämpfen. Dabei muss die Strömung nach den aus den Figuren 4B und 4C bekannten Maßnahmen zusätzlich durch längere Kanalabschnitte 18 entlang des Steges 17, genauer gesagt zwischen Steg 17 und Ventilkolbenmantel 5a fließen. In der in 4E gezeigten Ausführungsvariante erfolgt eine weitere Aufteilung der Strömungspfade durch eine mittlere durchströmbare Ausnehmung 19 im Steg 17.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kältemittelverdichter, Verdichter
- 2
- Eintritt
- 3
- Austritt
- 4
- Absperrventil, Ventil
- 5
- beweglicher Teil, Ventilkolben
- 5a
- Ventilkolbenmantel
- 6
- (Fluid-)Einlass (zum Absperrventil)
- 7
- (Fluid-)Auslass (vom Absperrventil)
- 8
- Druckverlust erzeugende Teile
- 9
- Schließfeder
- 10
- Bereich des beweglichen Teils 5 mit Öffnungen
- 11
- Oberfläche an einem stirnseitigen Ende des beweglichen Teils 5
- 12
- Druckanschluss
- 13
- Schließkörper, Schließbereich
- 14
- Oberfläche an einem stirnseitigen Ende des beweglichen Teils 5
- 15
- Sauganschluss
- 16
- Öffnungen im beweglichen Teil 5, Öffnungen im Ventilkolbenmantel
- 17
- Steg
- 18
- Kanalabschnitte
- 19
- durchströmbare Ausnehmung im Steg 17
- P1
- Eintrittsdruck
- P2
- Eintrittsdruck vor dem radialen Einlass zum Absperrventil
- P3
- Hilfsdruck
- P4
- Austrittsdruck
- A
- Schnittebene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012022615 A1 [0004]
- JP 2014043823 A [0005]
