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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilplatte eines Kolbenkompressors
und insbesondere die Ventilplatte eines Kolbenkompressors, welche
die Fähigkeit
aufweist, den Druck des ausgestoßenen Öls abzusenken, um ein Lecken
des ausgestoßenen Öls in einen
Kühlmittelzufuhrkanal
zu verhindern.
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Stand der Technik
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Allgemein
werden übliche
Kolbenkompressoren in großem
Maße in
den Klimaanlagen für
Automobile verwendet, von denen jede üblicherweise einen Kolben,
eine Kolbenantriebsvorrichtung, einen Zylinderblock, Ventile usw.
einschließt.
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Typische
Beispiele von Kolbenkompressoren sind Kompressoren vom Taumelscheibentyp, welche
in letzten Zeiten eine weitgehende Anwendung gefunden haben.
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Der
Kompressor vom Taumelscheibentyp ist dadurch gekennzeichnet, dass
ein Neigungswinkel einer Taumelscheibe entsprechend einer Änderung der
thermischen Last variiert wird, um den Hub eines Kolbens zu steuern,
um dadurch eine genaue Bewegungssteuerung zu erreichen, und der
Neigungswinkel der Taumelscheibe wird kontinuierlich variiert, um abrupte
Drehmomentsänderungen
eines Motors aufgrund des Kompressors zu ver ringern, wodurch der Fahrkomfort
eines Fahrzeugs selbst während
des Betriebs des Kompressors verbessert wird.
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Bei
dem Kolbenkompressor wird ein Kühlmittel
durch eine Saugkammer angesaugt, um durch den Kolben komprimiert
zu werden und das komprimierte Kühlmittel
wird in eine Ausstoßkammer
ausgestoßen,
um das Kühlmittel
wiederholt in einen Kühlzyklus
zu übertragen.
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Der
konventionelle Kompressor vom Taumelscheibentyp enthält allgemein
ein Vordergehäuse und
ein Hintergehäuse,
einen Zylinderblock, welcher zwischen dem Vordergehäuse und
dem Hintergehäuse
angeordnet ist, eine Vielzahl von Kolben, die in Zylinderbohrungen
des Zylinderblocks sich hin und her bewegen, eine in dem Gehäuse angeordnete
Antriebswelle, welche Drehbewegung von einer äußeren Kraftquelle zum Antrieb
der Kolben überträgt, eine
Taumelscheibe, welche mit der Anzahl von Kolben und mit der Antriebswelle
verbunden ist, sowie eine Taumelscheibenkammer zur Aufnahme der
Taumelscheibe usw.
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Zusätzlich wird
eine Ölzirkulationsstruktur
in dem Kompressor verwendet, um in diesem Öl im Kreislauf zu führen.
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Ferner
wurde in neueren Zeiten eine Ölströmungsnut
in einer Oberfläche
der Ventilplatte in Kolben gegenüberliegend
ausgebildet, um das Öl
im Kreislauf zu führen.
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Da
jedoch der übliche
Kompressor darauf konzentriert ist, lediglich eine Funktion des
Zirkulierens von Öl
zu gewährleisten
ohne Berücksichtigung des Öldrucks,
kann, wenn ein hoher Druck auf die Ölflussnut, die in der Ventilplatte
ausgebildet ist, das Öl lecken
und dadurch den Wirkungsgrad des Kompressors verringern.
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Zusätzlich ist
ein getrenntes Element zum Ausstoß des in der Taumelscheibenkammer
verbleibenden Kühlmittels
erforderlich, wodurch die Struktur des Kompressors kompliziert wird.
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Beschreibung der Erfindung
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Technisches Problem
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Um
die obigen und/oder weiteren Probleme zu lösen, ist es ein Gegenstand
der vorliegenden Erfindung, eine Ventilplatte eines Kolbenkompressors zu
schaffen, welche fähig
ist, einen Ölausstoßkanal zu
teilen, um eine Ölleckage
zwischen einer Ventilplatte und einem Zylinderblock zu verhindern,
selbst wenn ein Ölausstoßdruck hoch
ist.
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Technische Lösung
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Nach
einem Gesichtspunkt schafft die vorliegende Erfindung eine Ventilplatte
eines Kolbenkompressors, wobei der Kolbenkompressor ein Vordergehäuse und
ein Hintergehäuse,
einen Zylinderblock mit einer Vielzahl von Zylinderbohrungen, eine
Antriebswelle, die durch das Vordergehäuse und den Zylinderblock gelagert
ist, eine Taumelscheibe, die mit der Antriebswelle verbunden ist,
um mit dieser gemeinsam zu drehen, um ihren Neigungswinkel zu ändern, Kolben,
welche in den Zylinderbohrungen aufgenommen und in Abhängigkeit
von der Gleitbewegung der Taumelscheibe hin und her beweglich sind,
eine zwischen einem Ende des Zylinderblocks und dem Hintergehäuse eingebaute
Ventilplatte, welche eine Saugöffnung
und eine Ausstoßöffnung aufweist
und eine Saugkammer und eine Ausstoßkammer einschließt, welche
in dem Hintergehäuse
mit der dazwischen angeordneten Ventilplatte ausgebildet sind, welche
dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Ölansaugkanal, ein Ölausstoßkanal und
ein Kühlmittelzufuhrkanal
in einer Oberfläche
der Ventilplatte gegenüber
den Kolben ausgebildet sind, wobei der Ölausstoßkanal durch mindestens zwei
Zweigkanäle gebildet
ist, welche von einem Mittelteil in Richtung des Außenumfangs
der Ventilplatte gerichtet sind, und wobei die Zweigkanäle durch
einen Verbindungskanal am Mittelteil miteinander verbunden sind.
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In
diesem Fall kann die Ventilplatte eine kreisförmige Gestalt aufweisen und
die Zweigkanäle können sich
radial vom Mittelteil erstrecken.
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Zusätzlich kann
der Verbindungskanal eine bogenförmige
Gestalt aufweisen, die zu der kreisförmigen Gestalt konzentrisch
ist.
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Ferner
kann sich der Ölansaugkanal
vom Mittelteil in eine Richtung entgegengesetzt zum Ölausstoßkanal erstrecken.
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Ferner
kann der Ölansaugkanal
sich in radialer Richtung der kreisförmigen Gestalt erstrecken.
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Darüber hinaus
kann der Kühlmittelzufuhrkanal
sich vom Mittelteil in Richtung des Außenumfangs der kreisförmigen Gestalt
erstrecken und kann ein Kühlmittelströmungsloch
an seinem Ende ausgebildet aufweisen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
obigen und weitere Gegenstände,
Merkmale und Vorteile der folgenden Erfindung ergeben sich aus der
folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhand mit den beiliegenden
Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
Querschnittsansicht in Längsrichtung
eines Kompressors, welcher eine Ventilplatte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet;
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2 eine
Vorderansicht der Struktur der Ventilplatte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und
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3 eine
perspektivische Ansicht der Struktur der Ventilplatte gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Ausführung der Erfindung
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Eine
beispielhafte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun in Einzelheiten unter Bezugnahme
auf die 1 bis 3 beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt, enthält ein Kolbenkompressor 1000 gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Vordergehäuse 120 und
ein Hintergehäuse 130,
einen Zylinderblock 110 mit einer Anzahl von Zylinderbohrungen 110a,
eine Antriebswelle 140, welche drehbar durch den Zylinderblock 110 gelagert
ist, eine Taumelscheibe 150, welche mit der Antriebswelle 140 durch
ein Verbindungsglied 600 verbunden ist und durch die Antriebswelle 140 gedreht
wird, um einen Neigungswinkel derselben zu ändern, Kolben 200,
welche in den Zylinderbohrungen 110 aufgenommen sind und
in Abhängigkeit
von der Gleitbewegung der Taumelscheibe 150 hin und her
beweglich sind, eine Ventilplatte 300, die zwischen einem
Ende des Zylinderblocks 110 und dem Hintergehäuse 130 eingebaut
ist, und eine Saugkammer 131 und eine Ausstoßkammer 132,
die in dem Hintergehäuse
mit der dazwischen angeordneten Ventilplatte 300 ausgebildet
sind.
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Speziell
sind das Vordergehäuse 120 und das
Hintergehäuse 130 auf
beiden Seiten des Zylinderblocks 110 eingebaut und die
Ventilplatte 300 ist zwischen dem Hintergehäuse 130 und
dem Zylinderblock 110 eingebaut.
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Zusätzlich sind
die Saugkammer 131 und die Ausstoßkammer 132 in dem
Hintergehäuse 130 ausgebildet
und die Ventilplatte 300 weist Saugöffnungen 331 auf,
um die Zylinderbohrungen 110a mit der Saugkammer 131 zu
verbinden, und ferner Ausstoßöffnungen 332,
um die Zylinderbohrungen 110a mit der Ausstoßkammer 132 zu
verbinden.
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Ferner
sind Saugventile beziehungsweise Ausstoßventile in den Saugöffnungen 131 und
den Ausstoßöffnungen 332 eingebaut,
welche entsprechend in der Ventilplatte 300 ausgebildet
sind, um die Saugöffnungen 331 und
die Ausstoßöffnungen 332 zu öffnen und
zu schließen,
wobei Änderungen
des Drucks entsprechend der Hin- und Herbewegung der Kolben 200 verwendet
werden.
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Ferner,
wie in den 2 und 3 gezeigt, sind
entsprechend der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform
ein Ölansaugkanal 380a und
ein Ölausstoßkanal 380b sowie
ein Kühlmittelzufuhrkanal 390 in
der Oberfläche
der Ventilplatte 300 gegenüber den Kolben 200 ausgebildet.
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Zunächst ist
der Ölausstoßkanal 380b durch mindestens
zwei Zweigkanäle
(a) und (b) gebildet, welche von einem Mittelteil 300a in
Richtung des Außenumfangs
der Ventilplatte 300 verlaufend ausgebildet sind, und die
Zweigkanäle
(a) und (b) sind durch einen Verbindungskanal (c) im Mittelteil 300a miteinander
verbunden.
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Wie
oben beschrieben, kann, da der Ölausstoßkanal 380b in
mindestens zwei Kanäle
verzweigt ist, ein Anfangsdruck (der Druck in dem Verbindungskanal)
des Öls
zweckdienlich verteilt werden, um mit niedrigem Druck ausgestoßen zu werden.
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Letztlich
ist es möglich,
das Lecken von Öl
zu peripheren Teilen, wie beispielsweise dem Kühlmittelzufuhrkanal 390,
wegen des Drucks des ausgestoßenen Öls zu verhindern.
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Zusätzlich kann
die Ventilplatte 300 eine kreisförmige Gestalt aufweisen und
die Zweigkanäle (a)
und (b) können
sich radial vom Mittelteil der kreisförmigen Gestalt erstrecken.
Folglich kann der Öldruck
gleichmäßig verteilt
werden, so dass das Öl
ungestört
fließen
kann.
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Ferner
kann, wenn der Verbindungskanal (c) eine bogenförmige Gestalt konzentrisch
zur Kreisform aufweist, das Öl
noch gleichmäßiger fließen.
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Der Ölansaugkanal 380a erstreckt
sich vom Mittelteil 300a der Ventilplatte 300 in
eine Richtung entgegengesetzt zu dem Ölausstoßkanal 380b.
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Insbesondere
erstreckt sich der Ölansaugkanal 380a in
einer radialen Richtung der kreisförmigen Ventilplatte 300,
so dass das Öl
gleichmäßiger eingeführt werden
kann. Das Außenende
des Ölansaugkanals 380a steht
in Verbindung mit einem Steuerventil 800 des Hintergehäuses 130.
Folglich strömt,
wenn das vom Kühlmittelgas
durch einen Ölseparator 700 abgetrennte Öl durch
das Steuerventil 800, um in dem unteren Teil des Zylinderblocks 110 gesammelt zu
werden, wobei das Öl
nach oben durch den Ölansaugkanal 380a durch
eine Ölpumpe
nach oben angesaugt wird, um zu den entsprechenden Teilen verteilt
zu werden.
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Zusätzlich erstreckt
sich der Kühlmittelversorgungskanal 390 von
einem Mittelteil in Richtung eines Außenumfangs der kreisförmigen Ventilplatte 300 und
weist ein Kühlmittelströmungsloch 370 auf, welches
an seinem Ende ausgebildet ist. Das Kühlmittelströmungsloch 370 steht
in Verbindung mit der Saugkammer 131 des Hintergehäuses 130.
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Gleichzeitig
weist der Zylinderblock 110 eine Anzahl von Zylinderbohrungen 110a auf,
und das von der Saugkammer 131 durch die sich in den Zylinderbohrungen 110 hin
und her bewegenden Kolben 200 eingeführte Kühlmittel wird kontinuierlich
komprimiert.
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Die
Antriebswelle 130 ist drehbar in dem Vordergehäuse 120 und
dem Zylinderblock 110 gelagert, und eine Scheibe P ist
mit einem Ende der Antriebswelle 140 als Kraftquelle gekuppelt.
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Die
Taumelscheibe 150 ist gleitbar über einen Schuh 201 mit
den Kolben 200 gekuppelt.
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Ferner
ist die Taumelscheibe 150 über einen Gelenkmechanismus
mit der Antriebswelle 140 verbunden.
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Hier
schließt
der Gelenkmechanismus zwei Verbindungsvorsprünge 155 ein, die entsprechend an
den Vorder- und Hinterflächen
der Taumelscheibe 150 ausgebildet sind, und Verbindungsglieder 600, die
mit den Verbindungsvorsprüngen 155 und
der Antriebswelle 140 über
Angelstifte an ihren Enden verbunden sind.
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Folglich
können
die Verbindungsglieder 600 und die Verbindungsvorsprünge 155 bezüglich der Antriebswelle 140 verschwenkt
werden.
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Hier
ist der Ölseparator 700 in
der Ausstoßkammer 132 des
Hintergehäuses 130 eingebaut.
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Das
heißt,
da gewisse Ölmengen
in dem aus der Ausstoßkammer 132 des
Hintergehäuses 130 angesaugten
Kühlmittel
enthalten ist, das Öl
durch Zentrifugalkraft durch den Ölseparator 700 abgetrennt
werden kann, so dass lediglich reines gasförmiges Kühlmittel durch einen Kühlmittelzyklus
zirkuliert werden kann.
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Genauer
gesagt schließt
der Ölseparator 700 einen
inneren Rücksprung 710 mit
einer Gasausstoßöffnung 711,
einen äußeren Rücksprung 720, welcher
längs des
Umfangs des inneren Rücksprungs 710 ausgebildet
ist und in Verbindung mit der Ausstoßöffnung 332 steht,
und eine Ölausstoßöffnung 730 ein,
welche in dem inneren Rücksprung 710 ausgebildet
ist und mit dem Steuerventil 800 in Verbindung steht.
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Im
Folgenden wird der Betrieb der Ventilplatte gemäß der vorliegenden Erfindung
kurz beschrieben, während
ein Betriebsmechanismus des Kompressors und ein Fließmechanismus
von Kühlmittel und Öl beschrieben
wird.
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Zunächst, wenn
der Kompressor 1000 betrieben wird, wird die Scheibe P,
die mit einem Motor (nicht dargestellt) verbunden ist, gedreht und
die an der Scheibe P eingebaute Antriebswelle 140 wird
gedreht.
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Während sich
die Antriebswelle 140 dreht, wird die Taumelscheibe 150 in
einer hinsichtlich des Neigungswinkels variablen Weise gedreht und
die Kolben 200 werden durch die Taumelscheibe 150 verschoben,
um die Kompression zu leisten. Während
die Kolben 200 betätigt
werden, wird das Kühlmittel
in die Saugkammer 131 des Hintergehäuses 130 eingeleitet,
um kontinuierlich in die Zylinderbohrungen 110a durch die
Saugöffnungen 331 der
Ventilplatte 300 eingespeist zu werden.
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Dann
wird das durch die Saugöffnungen 331 der
Ventilplatte 300 eingeleitete Kühlmittel in den Zylinderbohrungen 110a durch
die Kolben 200 komprimiert und das komprimierte Kühlmittel
wird in den äußeren Rücksprung 720 des Ölseparators 700 durch die
Ausstoßöffnungen 332 der
Ventilplatte 300 eingeleitet.
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Als
nächstes
wird das Kühlmittel
in den inneren Rücksprung 710 von
dem äußeren Rücksprung 720 durch
eine Kühlmitteleinleitungsnut 741 eingeleitet,
welche in einer Führungswand
ausgebildet ist, um das Öl
unter Verwendung einer Zentrifugalkraft von dem Kühlmittelgas
zu trennen.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird das eine große Dichte aufweisende Öl im seitlichen
Boden des inneren Rücksprungs 710 außerhalb
der Gasausstoßöffnung 711 gesammelt
und dann kontinuierlich zu dem Steuerventil 800 durch die Ölausstoßöffnung 730 geleitet.
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Das
durch das Steuerventil 800 hindurchgelangte Öl fließt durch
ein Ölverteilungsloch 145,
welches durch die Antriebswelle 140 in Längsrichtung derselben
ausgebildet wird, um in die Taumelscheibenkammer 120a oder
am Umfang liegende Teile derselben durch die Ölpumpe eingespeist zu werden.
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Dann
fließt
das durch die entsprechenden Teile hindurchgeleitete Öl durch
die am Umfang liegenden Teile der Ölpumpe, um dann in die Zylinderbohrungen 110a über den Ölausstoßkanal 380b geleitet
zu werden. Als nächstes
wird das Öl
in die Ausstoßkammer 132 durch
Betrieb der Kolben 200 zusammen mit dem Kühlmittel
ausgestoßen.
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Gleichzeitig
strömt
ein Teil des in der Taumelscheibenkammer 120a verbleibenden
Kühlmittelgases
durch ein Kühlmittelsaugloch 146 hindurch,
welches durch die Antriebswelle 140 ausgebildet ist, um in
die Saugkammer 131 über
das Kühlmittelfließloch 370 eingeleitet
zu werden. Das in die Saugkammer 131 eingeleitete Kühlmittel
wird mit dem durch den Kühlzyklus
eingeleiteten Kühlmittel
gemischt.
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Die
durchgehenden Pfeile in 1 stellen die Strömungswege
des Öls
dar und die gepunkteten Pfeile in 1 zeigen
den Strömungsweg
des Kühlmittels.
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Die
Ventilplatte eines Kolbenkompressors entsprechend der vorliegenden
Erfindung wurde beispielhaft beschrieben und die Ventilplatte kann
bei anderen typischen Kolbenkompressoren angewandt werden unter
der Bedingung, dass die Kompressoren ein Gehäuse, eine Taumelscheibe, eine
Antriebswelle, Kolben, Zylinderbohrungen usw. einschließen.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Entsprechend
einer Ventilplatte eines Kolbenkompressors gemäß der vorliegenden Erfindung wird,
da der Ölansaugkanal,
ein Ölausstoßkanal und ein
Kühlmittelzufuhrkanal
in einer Oberfläche
der Ventilplatte den Kolben gegenüberliegend ausgebildet sind,
der Ölausstoßkanal durch
mindestens zwei Zweigkanäle
gebildet ist, die an einem Mittelteil in Richtung eines Außenumfangs
der Ventilplatte ausgebildet sind, und die Zweigkanäle durch
einen Verbindungskanal am Mittelteil miteinander verbunden sind,
zweckdienlich der Druck des Öls
verteilt werden, um eine Ölleckage
zu dem Kühlmittelver sorgungskanal
usw. zu verhindern, selbst wenn der Druck des durch den Ölausstoßkanal ausgestoßenen Öls hoch
ist.
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Zusätzlich,
da das Öl
zweckdienlich zu den inneren Elementen des Kompressors ohne eine
Leckage des Öls
zugeführt
werden kann, ist es möglich, den
gesamten Wirkungsgrad des Kompressors aufrechtzuerhalten.
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Ferner
haben die Zweigkanäle
und der Verbindungskanal eine spezielle Form, um einen glatten Fluss
des Öls
zu ermöglichen.
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Weiterhin
hat der Ölansaugkanal
ebenfalls eine spezielle Form, um einen glatten Fluss des Öls zu ermöglichen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Vorgeschlagen
wird eine Ventilplatte eines Kolbenkompressors, wobei der Kolbenkompressor ein
Vordergehäuse
und ein Hintergehäuse,
einen Zylinderblock mit einer Anzahl von Zylinderbohrungen, eine
drehbar durch das Vordergehäuse
und den Zylinderblock gelagerte Antriebswelle, eine mit der Antriebswelle
verbundene Taumelscheibe, um durch diese unter Änderung ihres Neigungswinkels
gedreht zu werden, hin und her beweglich in den Zylinderbohrungen
angeordnete Kolben, deren Bewegung von der Gleitbewegung der Taumelscheibe
abhängt,
eine zwischen einem Ende des Zylinderblocks und dem Hintergehäuse eingebaute
Ventilplatte einschließt, welche
eine Ansaugöffnung
und eine Ausstoßöffnung aufweist,
sowie eine Saugkammer und eine Ausstoßkammer, welche in dem Hintergehäuse ausgebildet
sind, wobei die Ventilplatte zwischen diesen angeordnet ist, welcher
dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Ölansaugkanal und ein Ölausstoßkanal und ein
Kühlmittelzufuhrkanal
in einer Oberfläche
der Ventilplatte den Kolben gegenüberliegend ausgebildet sind,
wobei der Ölausstoßkanal durch
mindestens zwei Zweigkanäle
gebildet ist, welche von einem Mittelteil in Richtung eines Außenumfangs
der Ventilplatte gerichtet sind und die Zweigkanäle durch einen Verbindungskanal
an den Mittelteil miteinander verbunden sind. Folglich ist es möglich, das
Drucköl zweckdienlich
zu verteilen, um eine Ölleckage
zu dem Kühlmittelzufuhrkanal
usw. zu vermeiden, selbst dann, wenn der Druck des durch den Ölauslass
ausgestoßenen Öls hoch
ist. Ferner weisen die Zweigkanäle
und der Verbindungskanal eine spezielle Form auf, um einen ebenmäßigen Fluss
des Öls
zu ermöglichen.