DE112006002191B4

DE112006002191B4 - Hubkolbenmaschine mit einer Befestigung der Ventilplatte am Zylinderblock

Info

Publication number: DE112006002191B4
Application number: DE112006002191.5T
Authority: DE
Inventors: Iwao Uchikado; Takaaki Itabashi
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2026-10-24
Also published as: JP2007120320A; DE112006002191T5; US20090068027A1; JP4758728B2; WO2007049554A1

Abstract

Hubkolbenmaschine aufweisend: ein Gehäuse; einen Zylinderblock (18), von dem mindestens ein Teil im Gehäuse enthalten ist und darin eine Vielzahl von Zylinderbohrungen (38) beinhaltet, wobei die Zylinderbohrungen (38) Achsen haben, die auf einem zu einer Achse des Zylinderblocks (18) konzentrischen Bohrungsverteilkreis angeordnet sind; einen Zylinderkopf (54), der mittels Verbindungsschrauben (56) am Gehäuse befestigt ist und eine Ansaugkammer (58) und eine Ausstosskammer (60) für ein Arbeitsfluid beinhaltet, wobei sich die Ansaug- und Ausstosskammern (58, 60) in Richtung des Zylinderblocks (18) öffnen; und eine Verdichtungseinheit, die einen Ventilmechanismus beinhaltet, in dem Kolben in den jeweiligen Zylinderbohrungen (38) aufgenommen sind und ein Ausüben einer Hin- und Herbewegung darin ermöglicht, und eine Ventilplatte (50), die zwischen den Zylinderblock (18) und den Zylinderkopf (54) mit jeweils einer dazwischenliegenden Dichtung (46, 48, 52) eingeschoben ist, wobei die Hin- und Herbewegung der Kolben und der Betrieb des Ventilmechanismus bewirken, dass die Verdichtungseinheit nacheinander ein Ansaugen des Arbeitsfluids von der Ansaugkammer (58) in die Zylinderbohrungen (38), ein Verdichten des angesaugten Arbeitsfluids in den Zylinderbohrungen (38), und ein Austossen des verdichteten Arbeitsfluids von den Zylinderbohrungen (38) in die Ausstosskammer (60) ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubkolbenmaschine ferner aufweist: eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen der Ventilplatte (50) an dem Zylinderblock (18), wobei die Befestigungsvorrichtung beinhaltet: eine Vielzahl von äußeren Gewindebohrungen (42), die in dem Zylinderblock (18) ausgebildet sind und sich parallel zu den Zylinderbohrungen (38) erstrecken, wobei die äußeren Gewindebohrungen (42) Achsen haben, die außerhalb des Bohrungsverteilkreises und einwärts der Verbindungsschrauben (56), wie in einer Radialrichtung des Zylinderblocks (18) ersichtlich ist, angeordnet sind, ...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Hubkolbenmaschinen und insbesondere auf eine Hubkolbenmaschine, die zum Ausstossen eines Hochdruckarbeitsfluids geeignet ist.
Stand der Technik
In den vergangenen Jahren ist die Entwicklung von Kühlsystemen unter Berücksichtigung des globalen Umfelds auf die Verwendung von Kältemitteln mit geringem Erderwärmungspotential fokussiert. Als so ein Kältemittel ist zum Beispiel natürliches CO₂-(Kohlendioxid)-Gas bekannt.
Wenn CO₂ als Kältemittel durch einen Hochdruckabschnitt eines Kühlsystems, d. h. eines Kältemittelkreislaufes, geht, geht das CO₂-Kältemittel in einen superkritischen Zustand über. Der Druck des superkritischen CO₂ ist annähernd sieben bis zehn Mal größer als der eines fluorierten Kohlenwasserstoffes, der durch den Hochdruckabschnitt strömt.
Folglich ist, wo CO₂ als Kältemittel verwendet wird, ein Verdichter zum Umlaufen des CO₂-Kältemittels durch den Kältemittelkreislauf notwendig, um das Hochdruck-CO₂-Kältemittel auszustossen. Um die Anforderung zu erfüllen, benötigt der Verdichter eine Ausstosskammer mit einer hohen Abdichtleistung. Zum Beispiel offenbaren die unten angegebenen Patentdokumente 1 und 2 Techniken zum Abdichten der Ausstosskammer eines Verdichters.
Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2001-99058
Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2002-5014
Der in Patentdokument 1 offenbarte Verdichter beinhaltet ein Gehäuse, einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Zylinderblock und einen zum Zylinderblock benachbarten Zylinderkopf. Der Zylinderblock und der Zylinderkopf sind durch eine Vielzahl von Schrauben aneinander festgemacht.
Genauer gesagt ist eine Ventilplatte zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf mit einer zwischen der Ventilplatte und dem Zylinderblock eingeschobenen Dichtung, und einer anderen zwischen der Ventilplatte und dem Zylinderkopf eingeschobenen Dichtung zwischengelegt. Daher werden die Schrauben vom Gehäuseinneren durch den Zylinderblock, die Dichtung, die Ventilplatte und die Dichtung eingefügt und im Zylinderkopf festgeschraubt. Ferner sind die Schraubenköpfe im Zylinderblock abgesenkt, und die Schraubenköpfe sind, wie in Umfangsrichtung des Zylinderblocks ersichtlich ist, zwischen jeweils angrenzenden Zylinderbohrungen im Zylinderblock positioniert.
Das Vorhandensein der Schrauben macht es schwierig, den Zylinderkopf vom Zylinderblock abzumontieren, wenn zum Beispiel der obere Zwischenraum der Kolben in den Zylinderbohrungen angepasst werden muss. Genauer gesagt sind die Schraubenköpfe innerhalb des Gehäuses angeordnet, und daher müssen Teile, wie zum Beispiel die Kolben und die Antriebswelle, vor dem Abnehmen der Schrauben vom Zylinderblock abmontiert werden. Infolgedessen führt die Verwendung von Schrauben zu einer Absenkung der Demontageeffizienz und der Produktivität des Verdichters.
Andererseits beinhaltet der im Patentdokument 2 offenbarte Verdichter eine Mitten-Schraube zum Befestigen von Auslaßventilen und Ventilhaltern an der Ventilplatte. Die Mitten-Schraube wird auch zum Befestigen der Ventilplatte zusammen mit dem Zylinderblock verwendet.
Eine Mitten-Schraube kann alternativ zum Befestigen des Zylinderblocks und des Zylinderkopfs verwendet werden. In diesem Fall wird die Mitten-Schraube von außerhalb des Zylinderkopfs durch den Zylinderkopf, die Ventilplatte und die Dichtung eingefügt und in den Zylinderblock eingeschraubt.
Der Mitten-Schraubenkopf ist außerhalb des Zylinderkopfs angebracht, und dadurch ist es einfach, die Mitten-Schraube zu entfernen. Da jedoch die Mitten-Schraube im Wesentlichen im Zentrum des Zylinderkopfs positioniert ist, ist über die vollständige Fläche der Ventilplatte die Undurchlässigkeit zwischen der Dichtung und der Ventilplatte nicht gleichmäßig, was ein zufriedenstellendes Abdichten der Zylinderbohrungen erschwert. Im Ergebnis sinkt die Verdichtungseffizienz des Verdichters ab, und besonders in Fällen, bei denen CO₂-Kältemittel verwendet wird, sinkt die Verdichtungseffizienz in bemerkenswerter Weise ab.
DE 34 22 700 offenbart eine Hubkolbenmaschine mit einem Zylinderblock und einer vorderen und hinteren Seitenabdeckung. Ein Verbindungsbolzen verbindet sowohl die vordere als auch die hintere Seitenabdeckung mit dem Zylinderblock.
DE 697 01 848 offenbart eine Hubkolbenmaschine mit einem Vordergehäuse, einem Zylinderblock und einem Zylinderkopf. Zusätzlich weist die Hubkolbenmaschine eine erste und eine zweite Schraube auf. Die erste Schraube verbindet das Vordergehäuse mit dem Zylinderblock, und die zweite Schraube verbindet den Zylinderkopf mit dem Zylinderblock.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hubkolbenmaschine vorzusehen, die eine hohe Produktivität und eine hohe Demontageeffizienz sicherstellt, und noch dazu in der Lage ist, ein Absinken der Verdichtungseffizienz zu vermeiden.
Um die Aufgabe zu erreichen, wird eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Dazu sieht die vorliegende Erfindung eine Hubkolbenmaschine vor, aufweisend: ein Gehäuse; einen Zylinderblock, wobei davon mindestens ein Teil im Gehäuse enthalten ist und darin eine Vielzahl von Zylinderbohrungen beinhaltet, wobei die Zylinderbohrungen Achsen haben, die auf einem Bohrungsverteilkreis konzentrisch zu einer Achse des Zylinderblocks angeordnet sind; einen an dem Gehäuse festgemachten Zylinderkopf, der eine Ansaugkammer und eine Ausstosskammer für ein Arbeitsfluid beinhaltet, wobei die Ansaug- und Ausstosskammern in Richtung des Zylinderblocks öffnen; eine Verdichtungseinheit beinhaltend einen Ventilmechanismus, der in den jeweiligen Zylinderbohrungen Kolben aufgenommen hat und darin eine Hin- und Herbewegung möglich ist, und eine Ventilplatte, die zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf mit jeweils einer dazwischenliegenden Dichtung eingeschoben ist, wobei die Hin- und Herbewegung der Kolben und der Betrieb des Ventilmechanismus die Verdichtungseinheit dazu veranlassen, nacheinander ein Ansaugen des Arbeitsfluids von der Ansaugkammer in die Zylinderbohrungen, ein Verdichten des angesaugten Arbeitsfluids in den Zylinderbohrungen, und ein Austossen des verdichteten Arbeitsfluids von den Zylinderbohrungen in die Ausstosskammer vorzunehmen; und eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen der Ventilplatte an den Zylinderblock.
Die Befestigungsvorrichtung beinhaltet: eine Vielzahl von äußeren Gewindebohrungen, die im Zylinderblock ausgebildet sind und sich parallel zu den Zylinderbohrungen erstrecken, wobei die äußeren Gewindebohrungen Achsen haben, die, wie aus einer Radialrichtung des Zylinderblocks ersichtlich ist, außerhalb des Bohrungsverteilkreises angeordnet sind; und eine Vielzahl von äußeren Befestigungsschrauben, die sich von einer in der Nähe des Zylinderkopfs befindlichen Seite durch die Ventilplatte und die Dichtungen erstrecken und in die jeweiligen äußeren Gewindebohrungen eingeschraubt sind, wobei die äußeren Befestigungsschrauben Schraubenköpfe haben, die innerhalb des Zylinderkopfs angeordnet sind.
In der oberen Hubkolbenmaschine ist die Ventilplatte durch eine Vielzahl äußerer Befestigungsschrauben an dem Zylinderblock befestigt, und die Schraubenköpfe der äußeren Befestigungsschrauben sind innerhalb des Zylinderkopfs angebracht. In Fällen, bei denen der obere Zwischenraum der Kolben der Verdichtungseinheit eingestellt werden muss, ist es notwendig, dass die Ventilplatte vom Zylinderblock abmontiert werden soll. Da die Schraubenköpfe der äußeren Befestigungsschrauben innerhalbdes Zylinderkopfs und nicht innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, ist ein Zugriff auf die Schraubenköpfe der äußeren Befestigungsschrauben von außerhalb des Gehäuses möglich. Folglich können nämlich die äußeren Befestigungsschrauben, die Ventilplatte, ohne die Notwendigkeit des Entfernens von inneren Teilen innerhalb des Gehäuses, wie zum Beispiel der Antriebswelle und der Kolben der Verdichtungseinheit, demontiert werden, und daher die Anpassung des oberen Zwischenraums der Kolben vereinfacht werden. Als ein Ergebnis wird die zur Herstellung der Strömungsmaschine benötigte Zeit verkürzt, wobei die Produktionseffizienz der Strömungsmaschine verbessert wird.
Ferner sind die Achsen der äußeren Gewindebohrungen außerhalb des Bohrungsverteilkreises angebracht. Folglich drucken die in die äußeren Gewindebohrungen eingeschraubten äußeren Befestigungsschrauben die Dichtung am äußeren Randabschnitt der Ventilplatte fest gegen den Zylinderblock, wodurch die Abdichtfunktion der Verbindung zwischen dem Zylinderblock und der Ventilplatte, nämlich die Abdichtung der Zylinderbohrungen, signifikant verbessert wird.
Genauer gesagt sind die Schraubenköpfe der äußeren Befestigungsschrauben in der im Zylinderkopf definierten Ansaugkammer angeordnet, und die Ansaugkammer hat eine ringförmige Form, die die Ausstosskammer umgibt.
Die Befestigungsvorrichtung kann ferner beinhalten: eine Mitten-Gewindebohrung, die im Zylinderblock koaxial zum Zylinderblock ausgebildet ist; und eine Mitten-Befestigungsschraube, die sich von der Zylinderkopfseite durch die Ventilplatte und die Dichtungen erstreckt und in die Mitten-Gewindebohrung eingeschraubt ist, wobei die Mitten-Befestigungsschraube einen Schraubenkopf hat, der innerhalb des Zylinderkopfs angeordnet ist. In diesem Fall ist der Schraubenkopf der Mitten-Befestigungsschraube in der im Zylinderkopf definierten Ausstosskammer angeordnet, und die Ausstosskammer ist im Zentrum des Zylinderkopfs angeordnet.
Die Mitten-Befestigungsschraube drückt die Dichtung am Mitten-Abschnitt der Ventilplatte fest gegen den Zylinderblock, wobei die Dichtleistung der Verbindung zwischen dem Zylinderblock und der Ventilplatte weiter verbessert wird.
Vorteilhafterweise beinhaltet der Ventilmechanismus Austossventile zum Steuern des Austossens des verdichteten Arbeitsfluids, und die Mitten-Befestigungsschraube dient auch als eine Befestigungsschraube zum Befestigen der Auslaßventile an der Ventilplatte.
Ferner kann die Befestigungsvorrichtung zusätzlich beinhalten: eine Vielzahl von inneren Gewindebohrungen, die im Zylinderblock ausgebildet sind und Achsen aufweisen, die, wie in der Radialrichtung des Zylinderblocks ersichtlich ist, einwärts des Bohrungsverteilkreises angebracht sind; und eine Vielzahl von inneren Befestigungsschrauben, die sich von der Zylinderkopfseite durch die Ventilplatte und die Dichtungen erstrecken und in die jeweiligen inneren Gewindebohrungen eingeschraubt sind, wobei die inneren Befestigungsschrauben Schraubenköpfe haben, die innerhalb des Zylinderkopfs angeordnet sind. In diesem Fall sind die Schraubenköpfe der inneren Befestigungsschrauben in der Ausstosskammer angeordnet, und die Ausstosskammer ist im Zentrum des Zylinderkopfs angeordnet.
Die inneren Befestigungsschrauben drücken die Dichtung am Mitten-Abschnitt der Ventilplatte fest gegen den Zylinderblock, und verbessern dabei ferner die Dichtungsleistung der Verbindung zwischen dem Zylinderblock und der Ventilplatte.
Jede der äußeren Befestigungsschrauben kann eine in dem Zylinderblock versenkte Stiftschraube aufweisen, und die Befestigungsvorrichtung kann ferner mit den jeweiligen Stiftschrauben verschraubte Muttern beinhalten und die Ventilplatte gegen den Zylinderblock drücken.
Verbindungsschrauben können von außerhalb des Zylinderkopfs mit den jeweiligen Stiftschrauben verschraubt werden, und in diesem Fall können der Zylinderblock und der Zylinderkopf durch die Verbindungsschrauben aneinander befestigt werden.
Vorzugsweise ist die Strömungsmaschine ein Verdichter, der zum Verdichten des CO₂-Kältemittels, das durch einen Kühlkreislauf strömt, verwendet wird. In diesem Fall stösst der Verdichter Hochdruck-CO₂-Kältemittel von den Zylinderbohrungen in die Ausstosskammer aus, da aber die Abdichtleistung der Verbindung zwischen dem Zylinderblock und der Ventilplatte hoch ist, tritt das CO₂-Kältemittel nicht aus der Verbindung zwischen dem Zylinderblock und der Ventilplatte nach außen aus. Auch trägt die Verwendung des CO₂-Kältemittels in außerordentlicher Weise zur Reduzierung der Umweltbelastung bei.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine längs geschnittene Ansicht eines Verdichters als eine Hubkolbenmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine entlang der Linie II-II geschnittene Ansicht aus 1.
3 ist eine Vorderansicht, die eine Blockseitendichtung und eine Mantelseitendichtung, die beide in 1 erscheinen, zeigt.
4 ist eine Vorderansicht, die eine Kopfseitendichtung in 1 zeigt.
5 ist eine längs geschnittene Ansicht eines Verdichters als eine Hubkolbenmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine Vorderansicht, die eine Mantelseitendichtung aus 5 zeigt.
7 ist eine Vorderansicht, die eine Blockseitendichtung aus 5 zeigt.
8 ist eine Vorderansicht, die eine Kopfseitendichtung aus 5 zeigt.
9 ist eine längs geschnittene Ansicht eines Verdichters als eine Hubkolbenmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
10 ist eine entlang der Linie X-X geschnittene Ansicht aus 9.
11 zeigt eine Stiftschraube und eine Mutter zum Befestigen einer Ventilplatte an einem Zylinderblock.
BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt schematisch ein Klimaanlagensystem für ein Kraftfahrzeug, oder spezieller, einen Teil eines Kühlkreislaufs 2 des Systems.
Der Kühlkreislauf 2 beinhaltet einen Umlaufpfad für ein Kältemittel, wobei CO₂-Gas als Kältemittel verwendet wird. Ein Verdichter 4 einer ersten Ausführungsform als Hubkolbenmaschine, ein Gaskühler 6, ein Expansionsventil 8 und ein Verdampfer 10 sind in dieser Reihenfolge in den Umlaufpfad eingefügt. Der Verdichter 4 verdichtet das Kältemittel und stösst dann das verdichtete Hochdruckkältemittel in den Gaskühler 6 aus und verursacht dabei, dass das Kältemittel den Kühlkreislauf 2 durchläuft.
Wie aus 1 klar ist, ist der Verdichter 4 von einer Taumelscheibenart, wobei diese Verdichterart in der Lage ist, ihren Hubraum zu variieren.
Der Verdichter 4 hat ein Gehäuse, das ein Vordergehäuse 12 beinhaltet. Das Vordergehäuse 12 ist in der Gestalt eines abgestuften Zylinders und hat eine Nabe 14 und eine Gehäuseummantelung 16. Der Vorsprung 14 ist an einem Ende des Vordergehäuses 12 angebracht und hat einen kleineren Durchmesser als der Gehäusemantel 16.
Ein Zylinderblock 18 ist in dem Gehäusemantel 16 eingebaut und hat eine im Wesentlichen zylinderförmige Gestalt. Der Zylinderblock 18 definiert innerhalb des Gehäusemantels 16 eine Kurbelkammer 20 und hat eine Endfläche, die der Kurbelkammer 20 gegenüberliegt, wobei die andere Endfläche vom Gehäusemantel 16 bloßliegt.
Der Zylinderblock 18 hat zum Beispiel sieben Zylinderbohrungen 36. Die Zylinderbohrungen 36 erstrecken sich parallel zur Achse des Blocks 18 durch den Zylinderblock 18. Wie aus 2 klar ist, sind die Achsen der Zylinderbohrungen 36 auf einem Bohrungsverteilkreis konzentrisch mit der Achse der Antriebswelle 24 angeordnet, und sind in Umfangsrichtung des Zylinderblocks 18 in gleichen Intervallen angeordnet.
Eine Verdichtungseinheit ist innerhalb des Vordergehäuses 12 angeordnet. Nachfolgend wird die Verdichtungseinheit erläutert.
Die Verdichtungseinheit beinhaltet die Antriebswelle 24, die koaxial zu dem Zylinderblock 18 angeordnet ist. Die Antriebswelle 24 erstreckt sich durch die Kurbelkammer 20 und ist sowohl durch das Vordergehäuse 12 als auch durch den Zylinderblock 18 durch jeweilige Lagerungen 26 und 28 drehbar gelagert. Eine Taumelscheibe 30 ist auf der Antriebswelle 24 durch einen Neigemechanismus 32 montiert und in der Kurbelkammer 20 aufgenommen. Der Neigemechanismus 32 beinhaltet einen Rotor 34, der sich zusammen mit der Antriebswelle 24 dreht und verursacht, dass sich die Taumelscheibe 30 zusammen mit der Antriebswelle 24 durch den Rotor 34 dreht, während gleichzeitig der Taumelscheibe 30 erlaubt wird, sich relativ zur Antriebswelle 24 zu neigen.
Die Antriebswelle 24 hat einen Endabschnitt 25, der von dem Gehausemantel 16 in den Vorsprung 14 ragt, und eine mechanische Dichtung 74, die zwischen dem Endabschnitt 25 und dem Gehäusemantel 16 angeordnet ist. Die mechanische Dichtung 74 dichtet die Kurbelkammer 20 gasdicht ab.
Eine elektromagnetische Kupplung 76 ist mit dem Endabschnitt 25 der Antriebswelle 24 gekoppelt und beinhaltet eine Riemenscheibe 78. Die Riemenscheibe 78 ist an der äußeren Umfangsoberfläche des Vorsprungs 14 durch eine Lagerung 80 drehbar gelagert. Die Riemenscheibe 78 ist mit einer Antriebsquelle, wie zum Beispiel einem Motor oder einem Elektromotor, verbunden und wird durch die Triebkraft, die von der Antriebsquelle geliefert wird, in eine Richtung gedreht. Ferner hat die Riemenscheibe 78 einen darin untergebrachten Solenoid 82, und die Zylinderspule 82 ist an dem Gehäusemantel 16 befestigt.
Wenn die Zylinderspule 82 bestromt wird, überträgt die elektromagnetische Kupplung 76 die Drehung der Riemenscheibe 78 an die Antriebswelle 24. Andererseits stoppt die elektromagnetische Kupplung 76 die Übertragung der Drehung der Riemenscheibe 78 auf die Antriebswelle 24, wenn die Zylinderspule 82 abgeschaltet wird.
Der Gehäusemantel 16 hat eine Vielzahl von Halterungen 84, die integral an einer äußeren Umfangsoberfläche davon ausgebildet sind. Jede der Halterungen 84 hat darin eine Schraubeneinfügbohrung und wird verwendet, um den Verdichter 4 in einem Motorraum einzubauen.
Ein Kolben 38 ist in jeder Zylinderbohrung 36 untergebracht und beinhaltet ein hinteres Ende 39, das in die Kurbelkammer 20 ragt. Das hintere Ende 39 weist eine u-förmige Gestalt auf und öffnet sich in Radialrichtung des Zylinderblocks 18 in Richtung der Antriebswelle 24, wie auch in Umfangsrichtung des Zylinderblocks 18. Auch hat jedes hintere Ende 39 darin einen sphärisch geformten Sitz zum gleitenden Lagern eines Paares von Gleitstücken 44. Die Gleitstücke 44 sind halbkugelförmig und halten die äußere Umfangskante der Taumelscheibe 30 dazwischen. Daher werden, während sich die Taumelscheibe 30 dreht, die äußere Umfangskante davon und die Gleitstücke 44 in gleitendem Kontakt miteinander gehalten.
Der Zylinderblock 18 hat eine Mitten-Gewindebohrung 40, die in der anderen Endseitenfläche davon ausgebildet ist. Die Mitten-Gewindebohrung 40 ist auf der Achse des Zylinderblocks 18 angeordnet und erstreckt sich parallel zu den Zylinderbohrungen 36.
Ferner sind sieben äußere Gewindebohrungen 42 in der anderen Endseitenfläche des Zylinderblocks 18 angeordnet. Die Achsen der äußeren Gewindebohrungen 42 sind, wie aus der Ansicht der Radialrichtung des Zylinderblocks 18 ersichtlich ist, außerhalb des vorher genannten Bohrungsverteilkreises angeordnet, und sind in gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks 18 angeordnet. Genauer gesagt sind die Achsen der äußeren Gewindebohrungen 42 an einem Lochverteilkreis, der einen größeren Durchmesser als der Bohrungsverteilkreis hat, angeordnet, und die äußeren Gewindebohrungen 42 sind, in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks 18 gesehen, individuell zwischen jeweils benachbarten Zylinderbohrungen 36 positioniert.
Wie aus 1 klar ist, ist die andere Endseitenfläche des Zylinderblocks 18 mit dem Gegenstück des Gehäusemantels 16 in der gleichen Ebene, und ein Zylinderkopf 54 stößt gegen die andere Endseitenfläche mit einer dazwischenliegenden Ventilplatte 50.
Eine Blockseitendichtung 46 ist zwischen die andere Endseitenfläche des Zylinderblocks 18 und die Ventilplatte 50 eingeschoben, und eine Mantelseitendichtung 48 ist zwischen die andere Endseitenfläche des Gehäusemantels 16 und die Ventilplatte 50 eingeschoben. Ferner ist eine Kopfseitendichtung 52 zwischen der Ventilplatte 50 und dem Zylinderkopf 54 zwischengelegt. Die Dichtungen 46, 48 und 52 dienen jeweils als eine Dichtung zwischen dem Zylinderblock 18 und der Ventilplatte 50, und als eine Dichtung zwischen dem Gehäusemantel 16 und der Ventilplatte 50, und als eine Dichtung zwischen der Ventilplatte 50 und dem Zylinderkopf 54.
Zum Beispiel sind zehn Gewindebohrungen 17 in der anderen Endseitenfläche des Gehäusemantels 16 ausgebildet. Die Gewindebohrungen 17 erstrecken sich in axialer Richtung des Gehäusemantels 16 und sind in gleichen Intervallen in Umfangsrichtung des Gehäusemantels 16 angeordnet. Die Ventilplatte 50 und der Zylinderkopf 54 haben jeweils zehn durchgehende Löcher 53 und 55, die durch ihre äußeren Randabschnitte ausgebildet sind und mit den jeweiligen Gewindebohrungen 17 ausgerichtet sind. Verbindungsschrauben 56 werden von außerhalb des Zylinderkopfs 54 in die jeweiligen durchgehenden Löcher 53 und 55 eingefügt und mit den jeweiligen Gewindebohrungen 17 verschraubt. Die Verbindungsschrauben 56 befestigen den Zylinderkopf 54 trennbar an dem Gehäusemantel 16 mit der Ventilplatte 50 und den dazwischenliegenden Dichtungen 48 und 52.
Ferner hat die Ventilplatte 50 durchgehende Löcher 51, die an der jeweiligen äußeren Gewindebohrung 42 des Zylinderblocks 18 ausgerichtet sind. Äußere Befestigungsschrauben 68 werden in die jeweiligen durchgehenden Löcher 51 eingefügt und in den jeweiligen Gewindebohrungen 42 eingeschraubt. Die äußeren Befestigungsschrauben 68 machen nämlich die Ventilplatte 50 zusammen mit den Dichtungen 46 und 52 an dem Zylinderblock 18 fest.
Der Zylinderkopf 54 hat eine darin definierte Ansaugkammer 58 und eine Ausstosskammer 60, und die Ansaug- und Ausstosskammern 58 und 60 öffnen sich individuell in die Endseitenfläche des zur Ventilplatte 50 benachbarten Zylinderkopfs 54. Die Ansaug- und Ausstosskammern 58 und 60 öffnen sich nämlich in Richtung des Zylinderblocks 54. Wie aus 1 klar ist, ist die Ausstosskammer 60 im Zentrum des Zylinderkopfs 54 angebracht, und die Ansaugkammer 58 ist eine ringförmige Kammer, die die Ausstosskammer 60 umschließt. Die Schraubenköpfe 69 der äußeren Befestigungsschrauben 68 sind in der Ansaugkammer 58 angeordnet.
Eine Ansaugdurchlassöffnung und eine Ausstossdurchlassöffnung (keine der beiden ist gezeigt), die mit den Ansaug- und Ausstosskammern 58 und 60 jeweils in Verbindung steht, ist in der äußeren Umfangswand des Zylinderkopfs 54 ausgebildet. Die Ansaug- und Ausstossdurchlassoffnungen sind mit dem vorher genannten Kühlkreislaufpfad verbunden.
Ein Druckregeldurchgang (nicht gezeigt) zum Verbinden der Ausstosskammer 60 und der Kurbelkammer 20 ist durch den Zylinderblock 18 und die Ventilplatte 50 durchgehend ausgebildet. Auch wird ein Öffnungsdurchgang, der zu jeder Zeit die Ansaugkammer 58 und die Kurbelkammer 20 verbindet, durchgehend durch den Zylinderblock 18 und die Ventilplatte 50 ausgebildet. In 1 ist nur eine feste Öffnung 62, die in der Ventilplatte 50 ausgebildet ist, als Teil des Öffnungsdurchgangs gezeigt.
Der Zylinderkopf 54 beinhaltet ferner ein darin untergebrachtes Magnetsteuerventil (nicht gezeigt). In dieser Ausführungsform hat das Magnetsteuerventil ein Ventilelement zum Öffnen und Schließen des Druckregeldurchgangs, ein Solenoid und einen drucksensitiven Aktuator, der mit dem Druck in der Ansaugkammer 58 angewendet wird. Die Zylinderspule und der drucksensitive Aktuator wirken zusammen, um das Ventilelement zu betätigen, wodurch sie die Öffnung des Druckregeldurchgangs einstellen und als eine Folge den Druck in der Kurbelkammer 20 steuern.
Das Magnetsteuerventil kann von der Art sein, die keinen drucksensitiven Aktuator beinhaltet. In diesem Fall wird das Ventilelement durch die Zylinderspule des Magnetsteuerventils betätigt, wobei die Öffnung des Druckregeldurchgangs, das heißt, der Druck in der Kurbelkammer 20 gesteuert wird.
Die Ventilplatte 50 ist ein Element, das einen Ventilmechanismus aufweist. Der Ventilmechanismus beinhaltet Ansaug- und Anstosslöcher 58a und 60a, die mit jeder der Zylinderbohrungen 36 verknüpft sind und durchgehend durch die Ventilplatte 50 ausgebildet sind. Die Ansauglöcher 58a stehen mit der Ansaugkammer 58 in Verbindung, und die Ausstosslöcher 60a stehen mit der Ausstosskammer 60 in Verbindung. Jedes Ansaugloch 58a kann durch ein Ansaugventil (nicht gezeigt) geöffnet oder geschlossen werden. Das Ansaugventil weist ein Blattfederventil auf und ist zwischen der anderen Endfläche des Zylinderblocks 18 und der Ventilplatte 50 eingeschoben. Andererseits können die Austosslöcher 60a durch eine Austossventileinheit 66 geöffnet und geschlossen werden. Die Austossventileinheit 66 beinhaltet Blattfederventile 61 (s. 2), die an der Oberfläche der Ventilplatte 50 angeordnet sind und der Ausstosskammer 60 gegenüberliegen, und Ventilhalter 63. Die Blattfederventile 61 und die Ventilhalter 63 sind durch eine Mitten-Befestigungsschraube 64 mit der Ventilplatte 50 dazwischen an dem Zylinderblock 18 befestigt. Speziell erstreckt sich die Mitten-Befestigungsschraube 64 durch die Ventilplatte 50 und die Dichtungen 46 und 52 und ist in das vorher genannte Mitten-Gewindeloch 40 des Zylinderblocks 18 eingeschraubt. Der Schraubenkopf der Mitten-Befestigungsschraube 64 ist in der Ausstosskammer 60 angeordnet.
Wie aus 2 klar ist, haben die Blattfederventile 61 und die Ventilhalter 63 eine sternförmige Gestalt, die mit der Anordnung der Ausstosslöcher 60a übereinstimmt. Die Ansaugventile haben auch eine sternförmige Gestalt, die mit der Anordnung der Ansauglöcher 58a übereinstimmt.
3 zeigt im Detail die Blockseitendichtung 46 und die Mantelseitendichtung 48, die beide oben erwähnt wurden.
Die Blockseitendichtung 46 hat eine kreisförmige Gestalt, die mit der anderen Endfläche des Zylinderblocks 18 zusammenfällt und hat in ihrem Zentrum ein Loch 40H, durch das die Mitten-Befestigungsschraube 64 durchgeht. Auch sind eine Vielzahl von Löchern 42H in dem außeren Umfangsabschnitt der Blockseitendichtung 46 ausgebildet, um den jeweiligen äußeren Befestigungsschrauben 68 ein dortiges Durchgehen zu erlauben.
Die Mantelseitendichtung 48 wirkt, wie später beschrieben wird, auch als ein Einstellelement zum Einstellen des oberen Zwischenraums der Kolben 38. Folglich wird die Mantelseitendichtung 48 getrennt von der Blockseitendichtung 46 hergestellt. Die Mantelseitendichtung 48 hat eine Vielzahl von Löchern 17H, durch die die jeweiligen Verbindungsschrauben 56 durchgehen. Wie aus 3 klar ist, hat die Mantelseitendichtung 48 eine Außengestalt, die mit der Kontur des Gehäusemantels 16 übereinstimmt.
4 zeigt die Kopfseitendichtung 52. Die Kopfseitendichtung 52 hat eine Außengestalt, die mit der Kontur des Zylinderkopfs 54 übereinstimmt, und eine in ihrem Zentrum ausgebildete Öffnung 52a, die eine Anordnung der Austossventileinheit 66 erlaubt, eine Vielzahl von Löchern 42h, durch die jeweils die äußeren Befestigungsschrauben 68 durchgehen, und eine Vielzahl von Löchern 55h, durch die die jeweiligen Verbindungsschrauben 56 durchgehen.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist die Ventilplatte 50 an dem Zylinderblock 18 mit der dazwischenliegenden Dichtung 46 nicht nur durch die Mitten-Befestigungsschraube 64 festgemacht, sondern ist auch zusammen mit den Dichtungen 46, 48 und 52 zwischen dem Zylinderblock 18 und dem Zylinderkopf 54 durch die Verbindungsschrauben 56 und die äußeren Befestigungsschrauben 68 festgeklemmt.
Wenn die Zylinderspule der elektromagnetischen Kupplung 76 bestromt wird, das heißt, wenn die Kupplung 76 in Betrieb ist, überträgt die elektromagnetische Kupplung 76 die Triebkraft von der Antriebsquelle an die Antriebswelle 24, so dass die Antriebswelle 24 in einer Richtung dreht. Die Drehung der Antriebswelle 24 wird durch die Taumelscheibe 30 in eine Hin- und Herbewegung der individuellen Kolben 38 umgewandelt. Da sich jeder Kolben 38 hin und her bewegt, erfährt das Kältemittel eine Reihe von Vorgängen, beinhaltend einen Ansaugvorgang, in dem das Kältemittel durch das Ansaugventil von der Ansaugkammer 58 in die Druckkammer der Zylinderbohrung 36 angesaugt wird, einen Verdichtungsvorgang, in dem das angesaugte Kältemittel in der Druckkammer verdichtet wird, und einen Ausstossvorgang, in dem das verdichtete Kältemittel durch das Auslaßventil 61 in die Ausstosskammer 60 ausgestossen wird.
Die Ausstossmenge des Kältemittels oder der Hub wird durch den Neigungswinkel der Taumelscheibe 30 bestimmt, nämlich durch die Hurtlänge des sich hin und her bewegenden Kolbens 38. Der Neigungswinkel der Taumelscheibe 30 wird durch ein Steuern des Drucks in der Kurbelkammer 20 mittels des vorher erwähnten Zylinderspulsteuerventils eingestellt.
Allgemein wird der Verdichter 4 nach der unten beschriebenen Art zusammengebaut.
Als erstes wird der Zylinderblock 18 auf einer Werkbank (nicht gezeigt) unter Verwendung der äußeren Befestigungsschrauben 68 befestigt. Die äußeren Befestigungsschrauben 68 werden durch die Werkbank hindurch gesteckt und in die jeweiligen äußeren Gewindebohrungen 42 des Zylinderblocks 18 eingeschraubt.
Dann wird die Antriebswelle 24 mit den inneren Teilen wie z. B. der Taumelscheibe 30, dem Neigmechanismus 32, den Kolben 38 und den Gleitstücken 44, die an der Antriebswelle 24 angebracht sind, durch die Lagerung 28 drehbar auf dem Zylinderblock 18 gelagert, während gleichzeitig die Kolben 38 in die jeweiligen Zylinderbohrungen 36 des Zylinderblocks 18 eingefügt werden. Anschließend wird das Vordergehäuse 12 über den Zylinderblock 18 gesteckt. Daher ist die Antriebswelle 24 durch das Vordergehäuse 12 mit den inneren Teilen, die sich innerhalb des Vordergehäuses 12 befinden, durch die Lagerung 26 drehbar gelagert, und der Endabschnitt der Antriebswelle ragt aus dem Vordergehäuse 12.
In dieser Phase wird eine Größe, durch die der obere Zwischenraum des Kolbens 38 eingestellt werden muss, gemessen, und eine Mantelseitendichtung 48 mit einer Dicke, die der gemessenen Größe entspricht, wird ausgewählt.
Anschließend werden die äußeren Befestigungsschrauben 68 vom Zylinderblock 18 derart entfernt, wobei die inneren Teile im Vordergehäuse 12 enthalten sind, so dass der Zylinderblock 18 getrennt von der Werkbank wird. Die in der vorher erwähnten Art ausgewählte Blockseitendichtung 46 und Mantelseitendichtung 48 werden dann zwischen dem Zylinderblock 18 und der Ventilplatte 50 plaziert, und durch die äußeren Befestigungsschrauben 68 wird die Ventilplatte 50 am Vordergehäuse 12 und dem Zylinderblock 18 und der dazwischenliegenden Blockseitendichtung 46 und Mantelseitendichtung 48 festgemacht. Zu dieser Zeit wird die Auslaßventileinheit 66 zusammen mit der Ventillatte 50 durch die Mitten-Befestigungsschraube 64 an dem Zylinderblock 18 befestigt.
Dann stößt der Zylinderkopf 54, der das oben erwähnte Magnetsteuerventil enthält, gegen die Ventilplatte 50 mit der dazwischenliegenden Kopfseitendichtung 52 und wird durch die Verbindungsschrauben 56 an dem Vordergehäuse 12 festgemacht.
Schließlich wird die elektromagnetische Kupplung 76 mit dem Endabschnitt 25 der Antriebswelle 24, die in den Vorsprung 14 des Vordergehäuses 12 ragt, gekoppelt, womit der Zusammenbau des Verdichters 4 abgeschlossen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den oben erläuterten Verdichter des ersten Ausführungsbeispiels beschränkt und kann auf verschiedenen Wegen modifiziert werden. Das Folgende beschreibt Verdichter gemäß einer zweiten und dritten Ausführungsform. In der folgenden Beschreibung der zweiten und dritten Ausführungsform werden identische Bezugszeichen verwendet, um Elemente und Teile, die die gleichen Funktionen wie diejenigen aus der ersten Ausführungsform haben, zu bezeichnen, und die Beschreibung solcher Elemente und Teile wird ausgelassen.
5 bis 8 veranschaulichen den Verdichter gemäß der zweiten Ausführungsform.
Wie aus 5 klar ist, bildet ein Zylinderblock 18A einen Teil eines Vordergehäuses 12A. Speziell ist der Zylinderblock 18A in der Gestalt eines abgestuften Zylinders und hat einen Flansch 19, der zwischen einem Gehäusemantel 16A und dem Zylinderkopf 54 eingeschoben ist. In dieser Anordnung ist eine Mantelseitendichtung 48A zwischen dem Flansch 19 des Zylinderblocks 18A und der anderen Endfläche des Gehäusemantels 16A eingelegt. Die Mantelseitendichtung 48A ist in 6 detailliert gezeigt.
Der Flansch 19 hat durchgehende Löcher 19a zum dortigen Durchgehen der Verbindungsschrauben 56, und dadurch werden die Verbindungsschrauben 56 durch den Zylinderblock 18A in den Gehäusemantel 16A eingeschraubt.
In der zweiten Ausführungsform ist eine Ventilplatte 50A in der Gestalt eines Kreises mit einem äußeren Durchmesser, der gleich dem inneren Durchmesser des Flansches 19 ist. Der Zylinderkopf 54 hat eine kreisförmige Aussparung 54a zum Aufnehmen der Ventilplatte 50A. Daher durchdringen die Verbindungsschrauben 56, wie aus 5 klar ist, nicht die Ventilplatte 50A, sondern erstrecken sich außerhalb der Ventilplatte 50A.
Die Auslaßventileinheit 66 ist durch eine Schraube 73a und eine Mutter 73b an der Ventilplatte 50A befestigt.
In der zweiten Ausführungsform wird eine Blockseitendichtung 46A zwischen dem Zylinderblock 18A und der Ventilplatte 50A auch zwischen dem Zylinderblock 18A und dem Zylinderkopf 54 gehalen. Die Blockseitendichtung 46A wirkt auch als das Einstellelement zum Einstellen des oberen Zwischenraums der Kolben 38. Eine Kopfseitendichtung 52A ist zwischen der Ventilplatte 50A und dem Zylinderkopf 54 eingeschoben.
7 zeigt die Blockseitendichtung 46A im Detail. Wie in 7 klar gezeigt wird, hat die Blockseitendichtung 46A eine Vielzahl von Löchern 17H' zum dortigen Durchgehen der jeweiligen Verbindungsschrauben 56.
8 veranschaulicht die Kopfseitendichtung 52A im Detail. Wie aus 8 klar ist, hat die Kopfseitendichtung 52A nicht die Löcher 55h für die Verbindungsschrauben 56, wie aus der in 4 gezeigten Kopfseitendichtung 52 deutlich wird.
Auch wird in der zweiten Ausführungsform die Ventilplatte 50A zusammen mit der Blockseitendichtung 46A und der Kopfseitendichtung 52A mittels der Verbindungsschrauben 56 und der äußeren Befestigungsschrauben 68 zwischen dem Zylinderblock 18A und dem Zylinderkopf 54 gehalten.
Bei dem in 5 gezeigten Zusammenbau des Verdichters 4A erstrecken sich die äußeren Befestigungsschrauben 68 von der Zylinderkopfseite durch die Ventilplatte 50A und sind in den jeweiligen äußeren Gewindebohrungen 42 im Zylinderblock 18A festgeschraubt.
9 und 10 veranschaulichen den Verdichter gemäß der dritten Ausführungsform.
In dem Verdichter 48 der 9 beinhaltet ein Zylinderblock 18B zusätzlich sieben innere Gewindebohrungen 70. Die Achsender inneren Gewindebohrungen 70 sind auf einem Lochverteilkreis angeordnet, der einen kleineren Durchmesser als der Lochverteilkreis, an dem die äußeren Gewindebohrungen 42 verteilt sind, hat, und sind in Umfangsrichtung des Zylinderblocks 18B in gleichen Intervallen angeordnet. Unnötig zu sagen, dass, wie in Umfangsrichtung des Zylinderblocks 18B ersichtlich ist, die inneren Gewindebohrungen 70 auch individuell zwischen benachbarten Zylinderbohrungen 38 angeordnet sind.
Eine Blockseitendichtung 46B wird zwischen dem Zylinderblock 18B und einer Ventilplatte 50B eingeschoben, und die Ventilplatte 50B und die Blockseitendichtung 46B haben jeweils Löcher, die mit den jeweiligen inneren Gewindelöchern 70 zusammenfallen. Daher werden die inneren Befestigungsschrauben 71 durch diese Löcher eingefügt und in den jeweiligen inneren Gewindebohrungen 70 festgeschraubt. Die inneren Befestigungsschrauben 71 ziehen die Ventilplatte 50B zusammen mit der Blockseitendichtung 46B an den Zylinderblock 18B an und haben Schraubenköpfe 72, die in der Ausstosskammer 60 angeordnet sind.
Die Anordnung der inneren Befestigungsschrauben 71 und der äußeren Befestigungsschrauben 68 ist in 10 klar gezeigt.
In den Verdichtern der ersten bis zur dritten Ausführungsform liegen die Schraubenköpfe 69 der äußeren Befestigungsschrauben 68 nicht zur Kurbelkammer 20 bloß, sondern sind in der Ansaugkammer 58 angeordnet. Die äußeren Befestigungsschrauben 68 werden nämlich von der gleichen Seite wie der Zylinderkopf 54 in die jeweiligen äußeren Gewindebohrungen 42 des Zylinderblocks 18 (18A, 18B) festgeschraubt.
Mit dem Verdichter der vorliegenden Erfindung kann daher der obere Zwischenraum der Kolben, im Gegensatz zu dem im vorher genannten Patentdokument 1 offenbarten Verdichter, leicht eingestellt werden. Speziell muss, um den oberen Zwischenraum einzustellen, die Dichtung ausgewechselt werden, das heißt, die Ventilplatte muss abmontiert werden. In dem Fall des im Patentdokument 1 offenbarten Verdichters müssen, wie oben erwähnt, die inneren Teile, wie zum Beispiel die Kolben und die Antriebswelle, vom Vordergehäuse 12 entfernt werden, bevor die Ventilplatte abmontiert wird (die Schrauben werden entfernt). Dann müssen, nachdem eine geeignete Dichtung 48 (48A) zum Einstellen des oberen Zwischenraums ausgewählt ist, die inneren Teile erneut in das Vordergehäuse 12 eingebaut werden.
Infolgedessen steigt im Fall des Verdichters des Patentdokuments 1 nicht nur die pro Verdichter benötigte Herstellzeit an, sondern es wird auch während des Auseinanderbauens und erneuten Zusammenbauens des Verdichters eine komplizierte Verwaltung benötigt, um Schäden an den inneren Teilen zu vermeiden.
In dem Verdichter der vorliegenden Erfindung können im Gegensatz dazu die äußeren Befestigungsschrauben 68 auf der gleichen Seite wie der Zylinderkopf 54 abgeschraubt werden und damit ein Abmontieren der Ventilplatte 50 (50A, 50B) ermöglichen, das heißt, den oberen Zwischenraum ohne den Bedarf eines Ausbaus der inneren Teile vom Zylinderblock 18 (18A, 18B) einzustellen. Infolgedessen kann der Verdichter 4 (4A, 4B) einfach zusammengebaut werden, wobei die Produktionseffizienz signifikant verbessert wird und Schäden an den inneren Teilen auch vermieden werden können.
Ferner ist, da die äußeren Befestigungsschrauben 68 in dem äußeren Umfangsabschnitt der Ventilplatte 50 (50A, 50B) angeordnet sind, die Blockseitendichtung 46 (46A, 46B) mittels der äußeren Befestigungsschrauben 68 fest gegen die andere Endseitenfläche des Zylinderblocks 18 (18A, 18B) gedrückt, so dass die Blockseitendichtung in engem Kontakt mit der Oberfläche um die Zylinderbohrungen 36 sein kann. Die Abdichtfunktion der Verbindung zwischen dem Zylinderblock 18 und der Ventilplatte 50 (50A, 50B) verbessert sich daher sehr, und sogar in den Fällen, bei denen CO₂-Gas als Kältemittel verwendet wird, sinkt die Verdichtungseffizienz des Verdichters nicht ab.
In der ersten Ausführungsform zieht die Mitten-Befestigungsschraube 64 auch die Ventilplatte 50 an den Zylinderblock 18 an. Folglich wird der Zentralabschnitt der Ventilplatte 50 durch die Blockseitendichtung 46 auch in engen Kontakt mit der anderen Endseitenfläche des Zylinderblocks 18 gebracht, und daher die Abdichtwirkung der Verbindung zwischen dem Zylinderblock 18 und der Ventilplatte 50 weiter verbessert.
Vielmehr kann, wie in der dritten Ausführungsform, bei der die inneren Befestigungsschrauben 71 zusätzlich verwendet werden, die Abdichtwirkung der Verbindung zwischen dem Zylinderblock 18 und der Ventilplatte 50 in bemerkenswerter Weise verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Wegen, ohne vom Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen, modifiziert werden.
Zum Beispiel können die äußeren Befestigungsschrauben 68 und die inneren Befestigungsschrauben 71 jeweils durch eine in der 11 gezeigte Stiftschraube 100 ersetzt werden. Die Stiftschraube 100 ist im Zylinderblock 18 versenkt, und die Ventilplatte 50 wird an den Zylinderblock 18 durch eine an der Stiftschraube 100 festgeschraubte Mutter 102 festgemacht.
Ferner kann, wie in 11 durch die Punkt-Punkt-Strich Linie gezeigt wird, eine Verbindungsschraube 104 von außerhalb des Zylinderkopfs 54 in die Stiftschraube 100 festgeschraubt werden. In diesem Fall können der Zylinderkopf 54 und der Zylinderblock 18 durch die Verbindungsschrauben 104 angezogen werden.
Die Hubkolbenmaschine, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, kann alternativ ein Verdichter mit festem Hub oder ein Expander sein.

Claims

Hubkolbenmaschine aufweisend: ein Gehäuse; einen Zylinderblock (18), von dem mindestens ein Teil im Gehäuse enthalten ist und darin eine Vielzahl von Zylinderbohrungen (38) beinhaltet, wobei die Zylinderbohrungen (38) Achsen haben, die auf einem zu einer Achse des Zylinderblocks (18) konzentrischen Bohrungsverteilkreis angeordnet sind; einen Zylinderkopf (54), der mittels Verbindungsschrauben (56) am Gehäuse befestigt ist und eine Ansaugkammer (58) und eine Ausstosskammer (60) für ein Arbeitsfluid beinhaltet, wobei sich die Ansaug- und Ausstosskammern (58, 60) in Richtung des Zylinderblocks (18) öffnen; und eine Verdichtungseinheit, die einen Ventilmechanismus beinhaltet, in dem Kolben in den jeweiligen Zylinderbohrungen (38) aufgenommen sind und ein Ausüben einer Hin- und Herbewegung darin ermöglicht, und eine Ventilplatte (50), die zwischen den Zylinderblock (18) und den Zylinderkopf (54) mit jeweils einer dazwischenliegenden Dichtung (46, 48, 52) eingeschoben ist, wobei die Hin- und Herbewegung der Kolben und der Betrieb des Ventilmechanismus bewirken, dass die Verdichtungseinheit nacheinander ein Ansaugen des Arbeitsfluids von der Ansaugkammer (58) in die Zylinderbohrungen (38), ein Verdichten des angesaugten Arbeitsfluids in den Zylinderbohrungen (38), und ein Austossen des verdichteten Arbeitsfluids von den Zylinderbohrungen (38) in die Ausstosskammer (60) ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubkolbenmaschine ferner aufweist: eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen der Ventilplatte (50) an dem Zylinderblock (18), wobei die Befestigungsvorrichtung beinhaltet: eine Vielzahl von äußeren Gewindebohrungen (42), die in dem Zylinderblock (18) ausgebildet sind und sich parallel zu den Zylinderbohrungen (38) erstrecken, wobei die äußeren Gewindebohrungen (42) Achsen haben, die außerhalb des Bohrungsverteilkreises und einwärts der Verbindungsschrauben (56), wie in einer Radialrichtung des Zylinderblocks (18) ersichtlich ist, angeordnet sind, eine Vielzahl von äußeren Befestigungsschrauben (68), die in die entsprechenden äußeren Gewindebohrungen (42) eingeschraubt sind, wobei die äußeren Befestigungsschrauben (68) durch die Ventilplatte (50) und die Dichtungen (46, 52) in die Ansaugkammer (58) ragen und Kopfbauteile, mit denen die Enden der äußeren Befestigungsschrauben (68) versehen sind, die in der Ansaugkammer (58) angeordnet sind, zum Drücken der Ventilplatte gegen den Zylinderblock (18).
Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Ansaugkammer (58) eine ringförmige Gestalt hat, die die Ausstosskammer (60) umschließt.
Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Befestigungsvorrichtung ferner beinhaltet: eine Mitten-Gewindebohrung (40), die im Zylinderblock (18) koaxial zu dem Zylinderblock (18) ausgebildet ist; und eine Mitten-Befestigungsschraube (64), die sich von der Seite in der Nähe des Zylinderkopfs (54) durch die Ventilplatte (50) und die Dichtungen (46, 52) erstreckt und in der Mitten-Gewindebohrung (40) festgeschraubt ist, wobei die Mitten-Befestigungsschraube (64) ein Kopfbauteil hat, das innerhalb des Zylinderkopfs (54) angeordnet ist.
Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 3, wobei das Kopfbauteil der Mitten-Befestigungsschraube (64) in der Ausstosskammer (60) angeordnet ist und die Ausstosskammer (60) im Zentrum des Zylinderkopfs (54) angebracht ist.
Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 4, wobei der Ventilmechanismus Austossventile (61) zum Steuern des Austossens des verdichteten Arbeitsfluids beinhaltet, und die Mitten-Befestigungsschraube (64) auch als eine Befestigungsschraube zum Befestigen der Austossventile (61) an der Ventilplatte (50) dient.
Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Befestigungsvorrichtung ferner beinhaltet: eine Vielzahl von inneren Gewindebohrungen (70), die in dem Zylinderblock (18B) ausgebildet sind und Achsen haben, die, wie in Radialrichtung des Zylinderblocks (18B) ersichtlich ist, einwärts des Bohrungsverteilkreises angeordnet sind, und eine Vielzahl von inneren Befestigungsschrauben (71), die sich von der Seite in der Nähe des Zylinderkopfs (54) durch die Ventilplatte (50) und die Dichtungen (46B, 52B) erstrecken und in der jeweiligen inneren Gewindebohrung (70) festgeschraubt sind, wobei die inneren Befestigungsschrauben (71) ein Kopfbauteil haben, der innerhalb des Zylinderkopfs (54) angebracht ist.
Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 6, wobei die Kopfbauteile der inneren Befestigungsschrauben (71) in der Ausstosskammer (60) angebracht sind, und die Ausstosskammer (60) im Zentrum des Zylinderkopfs (54) angeordnet ist.
Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die äußeren Befestigungsschrauben jeweils eine im Zylinderblock (18) verborgene Stiftschraube (100) sind, und die Kopfbauteile Muttern (102) sind, die auf der jeweiligen Stiftschraube (100) aufgeschraubt sind.
Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Strömungsmaschine ein Verdichter zum Verdichten (4) von CO₂-Kältemittel, das durch einen Kühlkreislauf fließt, ist.
Die Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die äußeren Befestigungsschrauben (68) jeweils einen Schraubenkopf (69) als Kopfbauteil haben.