DE102022131321B3

DE102022131321B3 - Rotationsverdichter

Info

Publication number: DE102022131321B3
Application number: DE102022131321.2A
Authority: DE
Inventors: David Huber; Alexander Glebov
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-11-28
Filing date: 2022-11-28
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2042-11-29
Also published as: WO2024114857A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Rotationsverdichter, umfassend:- einen Zylinderraum, der radial durch eine Zylinderscheibe (2, 3) und axial durch eine Deckscheibe (4) begrenzt ist, die an einer axialen Stirnfläche (9, 12) der Zylinderscheibe anliegt,- einen im Zylinderraum umlaufenden Kolben (15),- einen Trennschieber (16), der den Zylinderraum in einen Saugraum (18) und einen Druckraum (19) unterteilt,- einen vom Druckraum ausgehenden Auslasskanal (21) mit einem in der Zylinderscheibe verlaufenden ersten Kanalabschnitt (22) und einem in der Deckscheibe verlaufenden zweiten Kanalabschnitt (23)- und ein in der Deckscheibe angeordnetes Flatterventil (26), das den ersten Kanalabschnitt und den zweiten Kanalabschnitt in geschlossenem Zustand voneinander trennt und in geöffnetem Zustand miteinander verbindet.Das Flatterventil befindet sich im geschlossenen Zustand mit der axialen Stirnfläche der Zylinderscheibe im Dichtkontakt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationsverdichter, umfassend:

- einen Zylinderraum, der radial durch eine Zylinderscheibe und axial durch eine Deckscheibe begrenzt ist, die an einer axialen Stirnfläche der Zylinderscheibe anliegt,
- einen im Zylinderraum umlaufenden Kolben,
- einen Trennschieber, der den Zylinderraum in einen Saugraum und einen Druckraum unterteilt,
- einen vom Druckraum ausgehenden Auslasskanal mit einem in der Zylinderscheibe verlaufenden ersten Kanalabschnitt und einem in der Deckscheibe verlaufenden zweiten Kanalabschnitt
- und ein in der Deckscheibe angeordnetes Flatterventil, das den ersten Kanalabschnitt und den zweiten Kanalabschnitt in geschlossenem Zustand voneinander trennt und in geöffnetem Zustand miteinander verbindet.

Gattungsgemäße Rotationsverdichter sind jeweils als Kältemittelverdichter aus der US 2021/ 019 0072 A1 und der JP 2015 175258 A bekannt. Es handelt sich jeweils um einen sogenannten Rollkolbenverdichter, bei dem der Trennschieber linear beweglich in einem Verdichtergehäuse geführt ist und stirnseitig gegen einen Kolben dichtet, der in einem Zylinderraum exzentrisch umläuft und dabei an der Innenmantelfläche einer Zylinderscheibe abrollt. Der Rollkolbenverdichter ist eine Dreizylindermaschine und umfasst eine dementsprechende Anzahl an Zylinderscheiben mit Zylinderräumen, die jeweils axial beidseitig durch Deckscheiben begrenzt sind, die an den Zylinderscheiben anliegen. In jeder Deckscheibe ist ein Flatterventil (auch als Lamellenventil bezeichnet) angeordnet, das oberhalb einer Druckdifferenz zwischen dem ersten Kanalabschnitt und dem zweiten Kanalabschnitt geöffnet ist, während der Kolben verdichtetes Kältemittel in den Auslasskanal ausschiebt. Um ein Rückströmen des Kältemittels zu verhindern, ist das Flatterventil unterhalb der Druckdifferenz geschlossen und liegt dabei an einem in der Deckscheibe ausgebildeten Ventilsitz dichtend an.
Weitere Rotationsverdichter mit Flatterventilen sind aus der CN 110892158 A , der US 2011 0247622 A1 und der US 11 067 077 B2 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationsverdichter der eingangs genannten Art konstruktiv zu vereinfachen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich durch die Merkmale des Anspruchs 1. Demnach soll sich das Flatterventil im geschlossenen Zustand mit der axialen Stirnfläche der Zylinderscheibe im Dichtkontakt befinden. Die konstruktive Vereinfachung ergibt sich hauptsächlich dadurch, dass die axialen Stirnflächen der Zylinderscheibe zwecks der erforderlichen Bauteilpräzision ohnehin spanend bearbeitet sind und dementsprechend eine für die Dichtfunktion des Flatterventils ausreichende Oberflächenqualität als Ventilsitz aufweisen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der Zeichnung mit wesentlichen Komponenten eines erfindungsgemäßen Rotationsverdichters. Es zeigen:

1 die Komponenten in perspektivischer Explosion,
2 eine Zylinderscheibe und eine Deckscheibe gemäß 1 in vergrößertem Teilschnitt,
3 einen Ausschnitt der Deckscheibe gemäß 2 als perspektivisches Einzelteil mit Flatterventil,
4 die Deckscheibe gemäß 2 als perspektivisches Einzelteil ohne Flatterventil,
5 einen Längsschnitt durch ein Flatterventilpaar.

Die 1 und 2 zeigen für das Verständnis der Erfindung wesentliche Komponenten eines hier als Schwingkolbenverdichter ausgeführten Rotationsverdichters, der im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kältemittel verdichtende Zweizylindermaschine ist. Dargestellt sind eine elektromotorisch angetriebene Exzenterwelle 1, zwei Zylinderscheiben 2 und 3, eine axial dazwischen angeordnete Deckscheibe 4 und zwei Abschlussscheiben 5 und 6. Die hier in der Explosion dargestellten Scheiben sind in montiertem Zustand spaltfrei aufeinander geschichtet, wobei sie mit ihren axialen Stirnflächen 7 und 8, 9 und 10, 11 und 12 bzw. 13 und 14 paarweise aneinander anliegen. Die Zylinderscheiben 2, 3 begrenzen jeweils radial einen Zylinderraum, der axial durch die Deckscheibe 4 einerseits und andererseits durch die Abschlussscheibe 5 bzw. 6 begrenzt ist. In jedem Zylinderraum läuft ein von der Exzenterwelle 1 mit 180° Versatz und der eingezeichneten Drehrichtung angetriebener Kolben 15 um. Ein Trennschieber 16, der im Fall des vorliegenden Schwingkolbenverdichters integraler Teil des Kolbens 15 ist, unterteilt den Zylinderraum in Verbindung mit einem Drehschubgelenk 17 in einen Saugraum 18 und einen Druckraum 19.
Während einer ersten Umdrehung des Kolbens 15 wird das zu verdichtende Kältemittel über einen radial in der Zylinderscheibe 2 bzw. 3 verlaufenden Einlasskanal 20 in den expandierenden Saugraum 18 angesaugt, in der darauffolgenden Umdrehung des Kolbens 15 verdichtet und schließlich aus dem Druckraum 19 in einen Auslasskanal 21 ausgeschoben. Der in 1 durch die gestrichelte Linie symbolisierte Auslasskanal 21 umfasst einen ersten Kanalabschnitt 22, der vom Druckraum 19 ausgehend in der Zylinderscheibe 2 bzw. 3 verläuft, und einen zweiten Kanalabschnitt 23, der in der Deckscheibe 4 verläuft. Der Auslasskanal 21 ist im weiteren Verlauf durch Längsbohrungen 24 und 25 in der Zylinderscheibe 3 bzw. der Abschlussscheibe 6 gebildet.
Zwischen den beiden Kanalabschnitten 22 und 23 befindet sich jeweils ein Flatterventil 26, das den ersten Kanalabschnitt 22 und den zweiten Kanalabschnitt 23 in geschlossenem Zustand voneinander trennt und in geöffnetem Zustand miteinander verbindet. Die Flatterventile 26 sind ebene Federbleche, die in der Deckscheibe 4 angeordnet sind und im geschlossenen Zustand größtenteils und vorliegend vollflächig an den spanend bearbeiteten, axialen Stirnflächen 9 und 12 der Zylinderscheiben 2 bzw. 3 anliegen. Dabei befindet sich jeweils ein an den Flatterventilen 26 ausgebildeter Ventilteller 27 im Dichtkontakt mit den axialen Stirnflächen 9 bzw. 12, die jeweils lokal als Ventilsitz für den Ventilteller 27 dienen, und verschließt den dort mündenden ersten Kanalabschnitt 22 (s.a. 5).
Die konstruktive Gestaltung der Flatterventile 26 geht näher aus den 3 bis 5 hervor, die verschiedene Ansichten der Flatterventile 26 zeigen. Die Deckscheibe 4 ist von einer Längsbohrung 28 durchsetzt, in der eine Druckfeder 29 zwischen Federtellern 30 der beiden Flatterventile 26 eingespannt ist und diese gegen die axialen Stirnflächen 9 und 12 der Zylinderscheibe 2 bzw. 3 kraftbeaufschlagt. Die elastisch verformbaren Ventilteller 27 legen sich im (verformten) geöffneten Zustand jedes Flatterventils 26 gegen Anschläge 31 an, die jeweils integraler Teil der Deckscheibe 4 sind. Die ortsfeste Positionierung jedes Flatterventils 26 in der Deckscheibe 4 erfolgt durch die Längsbohrung 28 und eine davon ausgehende Aussparung 32 in der Deckscheibe 4, in denen der Federteller 30 und ein davon ausgehender Vorsprung 33 im Wesentlichen komplementär eingefasst sind.

Claims

Rotationsverdichter, umfassend: - einen Zylinderraum, der radial durch eine Zylinderscheibe (2, 3) und axial durch eine Deckscheibe (4) begrenzt ist, die an einer axialen Stirnfläche (9, 12) der Zylinderscheibe (2, 3) anliegt, - einen im Zylinderraum umlaufenden Kolben (15), - einen Trennschieber (16), der den Zylinderraum in einen Saugraum (18) und einen Druckraum (19) unterteilt, - einen vom Druckraum (19) ausgehenden Auslasskanal (21) mit einem in der Zylinderscheibe (2, 3) verlaufenden ersten Kanalabschnitt (22) und einem in der Deckscheibe (4) verlaufenden zweiten Kanalabschnitt (23) - und ein in der Deckscheibe (4) angeordnetes Flatterventil (26), das den ersten Kanalabschnitt (22) und den zweiten Kanalabschnitt (23) in geschlossenem Zustand voneinander trennt und in geöffnetem Zustand miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Flatterventil (26) im geschlossenen Zustand mit der axialen Stirnfläche (9, 12) der Zylinderscheibe (2, 3) im Dichtkontakt befindet.
Rotationsverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flatterventil (26) ein ebenes Federblech ist, das im geschlossenen Zustand größtenteils oder vollflächig an der axialen Stirnfläche (9, 12) der Zylinderscheibe (2, 3) anliegt.
Rotationsverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsverdichter eine Mehrzylindermaschine mit mehreren der Zylinderscheiben (2, 3) und zumindest einer der axial dazwischen angeordneten Deckscheibe (4) ist, die an den axialen Stirnflächen (9, 12) der Zylinderscheiben (2, 3) anliegt, und in der Deckscheibe (4) angeordnete Flatterventile (26) umfasst, die sich im geschlossenen Zustand mit den axialen Stirnflächen (9, 12) der Zylinderscheiben (2, 3) im Dichtkontakt befinden und im geöffneten Zustand die ersten Kanalabschnitte (22) mit dem zweiten (23) Kanalabschnitt verbinden.
Rotationsverdichter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flatterventile (26) von einer axial dazwischen eingespannten Druckfeder (29) gegen die axialen Stirnflächen (9, 12) der Zylinderscheiben (2, 3) kraftbeaufschlagt sind.