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TECHNISCHES GEBBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen hin- und hergehenden Kompressor mit einem Filter in einer Einlass- und einer Extraktionspassage, der für eine Fahrzeugklimaanlage verwendet wird.
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STAND DER TECHNIK
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Patentdokument 1 lehrt einen hin- und hergehenden Kompressor, der einen mit einer Mehrzahl von Zylinderbohrungen versehenen Zylinderblock, eine Mehrzahl von Kolben, von denen jeder in einer der Zylinderbohrungen angeordnet ist, ein vorderes Gehäuse, das ein Ende des Zylinderblocks abschließt, um mit dem Zylinderblock zusammenzuarbeiten und dabei eine Kurbelkammer zu formen, eine Ventilplatte, die das andere Ende des Zylinderblocks abschließt, einen Zylinderkopf entgegengesetzt zu dem Zylinderblock, der mit der Ventilplatte zwischen ihnen eingefügt, um in ihm eine ringförmige Auslasskammer zu bilden, eine Einlasskammer, die radial innerhalb der Auslasskammer angeordnet ist, eine Einlasspassage, die eine Einlassöffnung mit der Einlasskammer verbindet, und eine Auslasspassage, die eine Auslassöffnung mit der Auslasskammer verbindet, eine Antriebswelle, die in einem Gehäuse angeordnet ist, das durch das vordere Gehäuse, den Zylinderblock und den Zylinderkopf gebildet ist, und die durch das Gehäuse drehbar gelagert ist, einen Umwandler zum Umwandeln einer Rotationsbewegung der Antriebswelle in eine hin- und hergehende Bewegung der Kolben, eine Extraktionspassage zwischen der Kurbelkammer und der Einlasskammer und eine in der Extraktionspassage angeordnete Öffnungsblende aufweist, wobei Kältemittelgas von der Einlasskammer in die Zylinderbohrungen gesaugt wird, in den Zylinderbohrungen verdichtet wird und von den Zylinderbohrungen in die Auslasskammer ausgestoßen wird, und wobei sich ein Filter bezüglich des Kältemittelgasflusses in der von der Kurbelkammer zu der Einlasskammer gerichteten Extraktionspassage stromaufwärts der Öffnungsblende befindet. In dem hin- und hergehenden Kompressor des Patentdokuments 1 werden Fremdkörper, die von der Kurbelkammer zu der Einlasskammer fließen, durch den Filter eingefangen.
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Patentdokument 2 offenbart einen Taumelscheibenkompressor, der in einer Passage zwischen der Kurbelkammer und einem Ansaugbereich in Strömungsrichtung mit einem Sieb und anschließend mit einer Blende versehen ist.
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Patentdokument 3 offenbart einen Taumelscheibenkompressor, bei dem in einem Druckregelventil ein Ventilsitz als Öffnungsblende in Strömungsrichtung vor einem Filter angeordnet ist.
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STAND DER TECHNIK DOKUMENT
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Patentdokument
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- Patentdokument 1: Veröffentlichung der japanischen Patentoffenlegung Nr. JP 2005-120972 A
- Patentdokument 2: Veröffentlichung der internationalen Patentanmeldung Nr. WO 2009/027 009 A1
- Patentdokument 3: Veröffentlichung der deutschen Patentanmeldung Nr. DE 43 44 818 A1
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
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Nachteile des Kompressors des Patentdokuments 1 sind wie folgt.
- (1) Wenn der Kompressor angehalten wird, wird die Temperatur des Verdampfers einer Klimaanlage gelegentlich höher als die Temperatur des Kompressors. In diesem Fall wird aufgrund der Temperaturdifferenz in dem Kältemittelgas in dem Kältemittelgas eine Druckdifferenz erzeugt, das Kältemittelgas fließt von dem Verdampfer der Klimaanlage zu der Einlasskammer des Kompressors und das Kältemittelgas fließt ferner durch die Öffnungsblende von der Einlasskammer zu der Kurbelkammer. Wenn der Kompressor für eine lange Zeit angehalten wird, tauchen folgende Risiken auf: Nämlich, dass das Volumen der Kältemittelflüssigkeit in der Kurbelkammer allmählich ansteigt, die Oberfläche der Kältemittelflüssigkeit über das Niveau des Filters ansteigt, durch den Filter eingefangene Fremdkörper durch einen geringen Durchfluss der Kältemittelflüssigkeit von der Einlasskammer zu der Kurbelkammer aus dem Filter herausgezogen werden, und dass die Fremdkörper in Lagerungen für die Antriebswelle, die nahe dem Filter angeordnet sind, in die Kurbelkammer, etc., eintreten.
- (2) Die Öffnungsblende ist normalerweise in einer Ventilplatte, einem mit Einlassventilen versehenem Einlassventil-bildenden Element, oder einer zwischen dem Zylinderblock und dem Einlassventil-bildenden Element angeordneten Zylinderdichtung gebildet. Wenn der Filter stromaufwärts der Öffnungsblende angeordnet ist, muss ein Raum zum Aufnehmen des Filters in dem Mittelabschnitt des Zylinderblocks gebildet sein. Als ein Ergebnis sind andere Designspezifikationen, wie etwa eine Lagerungsanordnung, eine Antriebswellenlänge, etc. eingeschränkt.
- (3) Von dem Verdampfer der Klimaanlage angesaugtes Kältemittelgas und Kurbelgehäusegas, das durch die Extraktionspassage in die Einlasskammer fließt, wird in die Zylinderbohrungen aufgenommen. Daher ist eine Installation eines Filters in der Extraktionspassage nicht ausreichend und eine Installation eines Filters zum Festhalten von Fremdkörpern, die von von dem Verdampfer angesaugtem Kältemittelgas mitgenommen werden, ist wünschenswert, um die Fremdkörper daran zu hindern, in die Zylinderbohrungen einzutreten. Jedoch verursacht eine Installation von zwei Filtern unter den Gesichtspunkten von Installationsraum und der Kosteneffizienz Probleme.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen hin- und hergehenden Kompressor, der einen Filter aufweist, der in der Lage ist, die Fremdkörper, die sowohl durch das Kurbelgehäusegas als auch durch das von der Klimaanlage angesaugte Kältemittelgas mitgenommen werden, einzufangen, und der kein Problem unter den Gesichtspunkten von Installationsraum und Kosteneffizienz verursacht, bereitzustellen.
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MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein hin- und hergehender Kompressor bereitgestellt, der einen mit einer Mehrzahl von Zylinderbohrungen versehenen Zylinderblock, eine Mehrzahl von Kolben, von denen jeder in einer der Zylinderbohrungen angeordnet ist, ein vorderes Gehäuse, das ein Ende des Zylinderblocks abschließt um mit dem Zylinderblock zusammenzuarbeiten und dabei eine Kurbelkammer zu formen, eine Ventilplatte, die das andere Ende des Zylinderblocks abschließt, einen Zylinderkopf entgegengesetzt zu dem Zylinderblock mit der Ventilplatte zwischen ihnen eingefügt, um in ihm eine ringförmige Auslasskammer zu bilden, eine Einlasskammer, die radial innerhalb der Auslasskammer angeordnet ist, eine Einlasspassage, die eine Einlassöffnung mit der Einlasskammer verbindet und eine Auslasspassage, die eine Auslassöffnung mit der Auslasskammer verbindet, eine Antriebswelle, die in einem Gehäuse angeordnet ist, das durch das vordere Gehäuse, den Zylinderblock und den Zylinderkopf gebildet ist, und die durch das Gehäuse drehbar gelagert ist, einen Umwandler zum Umwandeln einer Rotationsbewegung der Antriebswelle in eine hin- und hergehende Bewegung der Kolben, eine Extraktionspassage zwischen der Kurbelkammer und der Einlasskammer und eine Öffnungsblende, die in der Extraktionspassage angeordnet ist, aufweist, wobei Kältemittelgas von der Einlasskammer in die Zylinderbohrungen gesaugt wird, in den Zylinderbohrungen verdichtet wird, und von den Zylinderbohrungen in die Auslasskammer ausgestoßen wird, und wobei ein erster Filter bezüglich des Kältemittelgasflusses in der von der Kurbelkammer zu der Einlasskammer gerichteten Extraktionspassage stromabwärts der Öffnungsblende angeordnet ist, und der erste Filter in der Einlasskammer angeordnet ist.
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Selbst wenn ein umgekehrter Kältemittelfluss von der Einlasskammer zu der Kurbelkammer verursacht wird und Fremdkörper, die durch den ersten Filter eingefangen sind, aus dem ersten Filter in den hin- und hergehenden Kompressor entsprechend der vorliegenden Erfindung gezogen werden, werden die Fremdkörper durch die Öffnungsblende, die bezüglich des umgekehrten Flusses stromabwärts des ersten Filters angeordnet ist, an einem Eintreten in die Kurbelkammer gehindert.
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In dem hin- und hergehenden Kompressor entsprechend der vorliegenden Erfindung ist der erste Filter in der Einlasskammer, die radial innerhalb der ringförmigen Auslasskammer befindlich ist, angeordnet. Daher kann der erste Filter groß sein, um so das Netz des ersten Filters von der Öffnungsblende entfernt zu machen. Daher werden, selbst wenn ein umgekehrter Kältemittelfluss von der Einlasskammer zu der Kurbelkammer verursacht wird und durch den ersten Filter eingefangene Fremdkörper aus dem ersten Filter herausgezogen werden, die Fremdkörper davon zurückgehalten, sich der Öffnungsblende zu nähern und ebenso davon, in die Kurbelkammer einzutreten.
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Der erste in der Einlasskammer, die radial innerhalb der ringförmigen Auslasskammer befindlich ist, angeordnete Filter schränkt andere Designspezifikationen nicht ein.
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Entsprechend einer bestimmten Ausführungsform weist der hin- und hergehende Kompressor ferner ein mit Auslassventilen versehenes Auslassventil-bildendes Element, eine zwischen dem Auslassventil-bildenden Element und dem Zylinderkopf angeordnete Kopfdichtung, ein mit Einlassventilen versehenes Einlassventil-bildendes Element und eine zwischen dem Einlassventil-bildenden Elemente und dem Zylinderblock angeordnete Zylinderdichtung auf. Der erste Filter weist ein Gehäuseelement, das mit einer ersten Öffnung, die zu der Öffnungsblende gerichtet und durch einen Flansch umgeben ist, mit einer zu der Einlasskammer gerichteten zweiten Öffnung und mit einem Netzelement, das die zweite Öffnung abdeckt, versehen ist, auf. Der Flansch wird durch zwei aus der Gruppe, die aus der Zylinderdichtung, dem Einlassventil-bildenden Element, der Ventilplatte, dem Auslassventil-bildenden Element und der Kopfdichtung besteht, ausgewählte Elemente geklemmt.
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Wenn die zu der Öffnungsblende hin gerichtete erste Öffnung durch den Flansch umgeben ist, und der Flansch durch zwei Elemente, die aus der Gruppe, die aus der Zylinderdichtung, dem Einlassventil-bildenden Element, der Ventilplatte, dem Auslassventil-bildenden Element und der Kopfdichtung besteht, ausgewählt werden, geklemmt wird, kann der erste Filter durch vorhandene Elemente zuverlässig angebracht und an dem Kompressor gehalten werden. Kein anderes neues Halteelement ist notwendig, um den ersten Filter an dem Kompressor anzubringen und zu halten. Der erste Filter, der durch die zwei Elemente geklemmt wird, ist sicher vor einem einfachen Abtrennen von dem Kompressor.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung leitet die Einlasspassage Kältemittelgas von dem äußeren Kältemittelkreis zu der Einlasskammer, ein zweiter Filter ist in der Einlasspassage und an dem einlasskammerseitigen Ende der Einlasspassage angeordnet und der erste Filter und der zweite Filter sind einstückig vereint.
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Der erste Filter zum Einfangen der Fremdkörper, die durch das Kältemittel, das durch die Extraktionspassage in die Einlasskammer eintritt, mitgenommen werden, ist einstückig mit dem zweiten Filter zum Einfangen der Fremdkörper, die durch das Kältemittel, das durch die Einlasspassage in die Einlasskammer eintritt, mitgenommen werden, vereint. Die vorgenannte einstückige Anordnung des ersten und des zweiten Filters verringert das Problem eines Einsparens von Installationsraum für die Filter, vereinfacht den Aufbau des Kompressors und verringert die Herstellkosten des Kompressors unter diejenigen der unabhängig vorgesehenen ersten und zweiten Filter.
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Entsprechend der bestimmten Ausführungsform weist der durch den ersten und den zweiten Filter gebildete einheitliche Körper ein Gehäuseelement auf, das mit einer zu der Öffnungsblende gerichteten ersten Öffnung, einer zu der Einlasskammer gerichteten zweiten Öffnung, einer zu dem einlasskammerseitigen Ende der Einlasspassage gerichteten dritte Öffnung und einem Netzelement, das die zweite Öffnung abdeckt, versehen ist.
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Der einheitliche Körper des ersten Filters und des zweiten Filters, der durch das Gehäuseelement und das Netzelement gebildet ist, kann, ungeachtet dessen, dass der einheitliche Körper fast den selben Aufbau wie ein gewöhnlicher Filter hat, zwei Kältemittelflüsse behandeln.
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Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Kompressor ferner ein mit Auslassventilen versehenes Auslassventil-bildendes Element, eine Kopfdichtung, die zwischen dem Auslassventil-bildenden Element und dem Zylinderkopf angeordnet ist, ein mit Einlassventilen versehenes Einlassventil-bildendes Element und eine Zylinderdichtung, die zwischen dem Einlassventil-bildenden Element und dem Zylinderblock angeordnet ist, auf, wobei der durch den ersten Filter und den zweiten Filter gebildete einheitliche Körper an einem Ende, das mit der ersten Öffnung versehen ist, durch ein Element, das aus der Gruppe, die aus der Zylinderdichtung, dem Einlassventil-bildenden Element, der Ventilplatte, dem Auslassventil-bildenden Element und der Kopfdichtung besteht, ausgewählt ist, gehalten wird, und an dem anderen Ende, das mit der dritten Öffnung versehen ist, durch eine Abschlusswand des Zylinderkopfs, der die Einlasskammer bildet, gehalten wird.
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Wenn der durch den ersten Filter und den zweiten Filter gebildete einheitliche Körper an einem Ende, das mit der ersten Öffnung versehen ist, durch ein Element, das aus der Gruppe, die aus der Zylinderdichtung, dem Einlassventil-bildenden Element, der Ventilplatte, dem Auslassventil-bildenden Element und der Kopfdichtung besteht, ausgewählt wird, gehalten wird, und an dem anderen Ende, das mit der dritten Öffnung versehen ist, durch die Abschlusswand des Zylinderkopfs, der die Einlasskammer definiert, gehalten wird, kann der einheitliche Körper zuverlässig durch vorhandene Elemente an dem Kompressor gehalten werden. Kein anderes neues Halteelement ist notwendig, um den einheitlichen Körper an dem Kompressor zu halten. Der einheitliche Körper kann stabil gehalten werden, da er an beiden Enden gehalten wird.
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Entsprechend einer anderen weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das einlasskammerseitige Ende der Einlasspassage entgegengesetzt zu der in der Extraktionspassage angeordneten Öffnungsblende.
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Wenn das einlasskammerseitige Ende der Einlasspassage zu der in der Extraktionspassage angeordneten Öffnungsblende entgegengesetzt ist, kann der Aufbau des einheitlichen Körpers, der durch den ersten Filter und den zweiten Filter gebildet wird, vereinfacht werden. Somit wird die Herstellung des einheitlichen Körpers einfach.
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Entsprechend einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die zentrale Achse des einlasskammerseitigen Endes der Einlasspassage und die zentrale Achse der in der Extraktionspassage angeordnete Öffnungsblende im Wesentlichen zu der zentralen Achse der Antriebswelle ausgerichtet.
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Die vorgenannte Anordnung ermöglicht es, den einheitlichen Körper zylindrisch zu machen, um so eine einfache Herstellung des einheitlichen Körpers zu ermöglichen. Die vorgenannte Anordnung ermöglicht es der zentralen Achse des einheitlichen Körpers im Wesentlichen mit der zentralen Achse der Antriebswelle ausgerichtet zu sein, um es so zu verhindern, dass die Höhe des Filters von dem untersten Teil der Kurbelkammer aufgrund einer Abweichung des Installationswinkels des Kompressors um die zentrale Achse der Antriebswelle variiert, und dabei zu verhindern, dass sich die Fremdkörpereinfangfähigkeit des Filters aufgrund der Veränderung der Höhe des Filters von dem untersten Teil der Kurbelkammer, verändert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine seitliche Schnittansicht eines Beispiels eines Taumelscheibenkompressors mit variabler Verdrängung.
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2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1, die den Filter und andere Elemente nahe des Filters zeigt.
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3 ist ein Satz von Ansichten, die verschiedene Arten zum Halten des Flansches des Filters von 2 zeigen.
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4 ist eine seitliche Schnittansicht eines Taumelscheibenkompressors mit variabler Verdrängung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 4, die den Filter und andere Elemente nahe des Filters zeigt.
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6 ist eine Ansicht, die eine Variation des Filters von 5 zeigt.
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ARTEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden beschrieben.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, ist ein Taumelscheibenkompressor 100 mit variabler Verdrängung mit einem Zylinderblock 101, der eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen 101a hat, einem vorderen Gehäuse 102, das an einem Ende des Zylinderblocks 101 angeordnet ist, und einem Zylinderkopf 104, der an dem anderen Ende des Zylinderblocks 101 mit einer Ventilplatte 103 zwischen ihnen eingebracht angeordnet ist, versehen.
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Eine Antriebswelle 106 erstreckt sich durch eine durch den Zylinderblock 101 und das vordere Gehäuse 102 definierte Kurbelkammer 105. Eine Taumelscheibe 107 ist in der längslaufenden Mitte der Antriebswelle 106 eingepasst. Die Taumelscheibe 107 ist mit einem Rotor 108 verbunden und durch ein Verbindungselement 109 an der Antriebswelle 106 befestigt, um relativ zu der Antriebswelle 106 neigungsvariabel zu sein.
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Eine Spiralfeder 110 ist zwischen dem Rotor 108 und der Taumelscheibe 107 angeordnet, um die Taumelscheibe 107 in die Richtung eines minimalen Neigungswinkels zu zwingen. Eine Spiralfeder 111 ist ebenfalls vorgesehen. Die Spiralfedern 110 und 111 sind angeordnet, um entgegengesetzten Oberflächen der Taumelscheibe 107 zugewandt zu sein. Die Spiralfeder 111 zwingt die Taumelscheibe 107 in die Richtung, die den Neigungswinkel der Taumelscheibe 107 erhöht.
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Das vordere Gehäuse 102 ist mit einem runden Vorsprung 102a versehen, der aus dem vorderen Gehäuse 102 hervorsteht. Ein Ende der Antriebswelle 106 geht durch den runden Vorsprung 102a hindurch, um sich aus dem runden Vorsprung zu erstrecken und dabei mit einer Kraftübertragung, die in 1 und 2 nicht gezeigt ist, verbunden zu werden. Ein Dichtelement 112 ist zwischen der Antriebswelle 106 und dem runden Vorsprung 102a angeordnet, um die Kurbelkammer 105 von der Umgebung abzuschließen. Die Antriebswelle 106 ist in der radialen Richtung und der axialen Richtung durch Lagerungen 113, 114, 115 und 116 gelagert. Die Antriebswelle 106 dreht sich synchron mit der Kraftübertragung, auf die Energie von einer externen Energiequelle übertragen wird.
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In die Zylinderbohrungen 101a sind Kolben 117 eingebracht. Jeder Kolben 117 ist an einem Ende mit einer Austiefung 117a versehen. Die Austiefung 117a nimmt den äußeren Umfang der Taumelscheibe 107 auf. Die Kolben 117 sind durch Schuhe 118 mit der Taumelscheibe 107 operativ in Eingriff. Somit wird eine Rotation der Antriebswelle 106 in eine hin- und hergehende Bewegung der Kolben 117 umgewandelt und die Kolben 117 gehen in den Zylinderbohrungen 101a hin und her.
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Der Zylinderkopf 104 ist mit einer Einlasskammer 119 und einer Auslasskammer 120 versehen. Die Einlasskammer 119 ist mit den Zylinderbohrungen 101a durch Verbindungslöcher 103a, die in der Ventilplatte 103 gebildet sind, und Einlassventilen, die in einem Einlassventil-bildenden Element 160 gebildet sind, verbunden. Die Einlassventile sind in 1 und 2 nicht gezeigt. Die Auslasskammer 120 ist mit den Zylinderbohrungen 101a durch Auslassventile, die in einem Auslassventil-bildenden Element 130 gebildet sind, und Verbindungslöchern 103b, die in der Ventilplatte 103 gebildet sind, verbunden. Die Auslassventile sind in 1 und 2 nicht gezeigt.
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Die Auslasskammer 120 ist ringförmig und die Einlasskammer 119 ist radial innerhalb der Auslasskammer 120 angeordnet. Die Einlasskammer 119 bildet einen im Wesentlichen zylindrischen Raum koaxial mit der Antriebswelle 106, der durch eine im Wesentlichen ringförmige erste Wand 104e, die eine Begrenzungswand zwischen der Einlasskammer 119 und der Auslasskammer 120 bildet, und eine zweite Wand 104f, die ein Ende der ersten Wand 104e schließt, umgeben ist.
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Das vordere Gehäuse 102, eine zentrale Dichtung, der Zylinderblock 101, eine Zylinderdichtung 150, das Einlassventil-bildende Element 160, die Ventilplatte 103, das Auslassventil-bildende Element 130, eine Kopfdichtung 170 und der Zylinderkopf 104 sind durch eine Mehrzahl von Durchgangsschrauben 140 miteinander verbunden, um ein Kompressorgehäuse zu bilden.
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Der Zylinderblock 101 ist mit einem Schalldämpfer 121 versehen. Der Schalldämpfer 121 wird durch eine auf der äußeren Oberfläche des Zylinderblocks 101 gebildete ringförmige Wand 101b und eine Abdeckung 122, die mit der ringförmigen Wand 101b mit einem Dichtelement dazwischen eingefügt verbunden ist, gebildet. Das Dichtelement ist in 1 und 2 nicht gezeigt. Ein Rückschlagventil 200 ist in einem Schalldämpferraum 123 installiert. Das Rückschlagventil 200 ist an der Verbindung zwischen dem Schalldämpferraum 123 und einer Auslasspassage 124 angebracht. Das Rückschlagventil 200 arbeitet als Reaktion auf die Druckdifferenz zwischen dem inneren Druck der Auslasspassage 124 stromaufwärts des Rückschlagventils 200 und dem inneren Druck des Schalldämpferraums 123 stromabwärts des Rückschlagventils 200. Das Rückschlagventil 200 schließt die Auslasspassage 124, wenn die Druckdifferenz kleiner als ein vorbestimmtes Niveau ist, und öffnet die Auslasspassage 124, wenn die Druckdifferenz größer als das vorbestimmte Niveau ist. Die Auslasskammer 120 ist mit einem hochdruckseitigen externen Kältemittelkreis einer Klimaanlage durch die Auslasspassage 124, das Rückschlagventil 200, den Schalldämpferraum 123 und eine Auslassöffnung 122a verbunden.
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Der Zylinderkopf 104 ist mit einer Einlassöffnung 104a, die mit einem niederdruckseitigen Kältemittelkreis der Klimaanlage verbunden ist, vorgesehen. Die Einlassöffnung 104a ist mit der Einlasskammer 119 durch eine Einlasspassage 104b und dem einlasskammerseitigen Ende 104c der Einlasspassage 104b verbunden.
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Der Zylinderkopf 104 ist ferner mit einem Verdrängungssteuerungsventil 300 versehen. Das Verdrängungssteuerungsventil 300 steuert die Öffnungsblende einer Luftversorgungspassage 125, die sich zwischen der Auslasskammer 120 und der Kurbelkammer 105 erstreckt, um die Durchflussrate des ausgestoßenen Kältemittelgases, das in die Kurbelkammer 105 geführt wird, zu steuern. Das Kältemittelgas in der Kurbelkammer 105 wird durch eine Extraktionspassage 127, die sich durch Räume zwischen den Lagerungen 115, 116 und der Antriebswelle 106 erstreckt, ein in die Zylinderdichtung 150 geformtes Verbindungsloch, eine feste Öffnung, d. h. eine Öffnungsblende 160a, die in das Einlassventilbildende Element 160 geformt ist, ein in die Ventilplatte 103 geformtes Verbindungsloch und einen Filter 180, der in der Einlasskammer 119 stromabwärts der festen Öffnung 160a angeordnet ist, in die Einlasskammer 119 geführt. Das in der Zylinderdichtung 150 geformte Verbindungsloch und die Ventilplatte 103 sind in 1 und 2 nicht gezeigt. Fremdkörper, die durch das Kältemittelgas, das in der Extraktionspassage 127 fließt, mitgenommen werden, werden durch den Filter 180 eingefangen.
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Die feste Öffnung 160a definiert die minimale Querschnittsfläche der Extraktionspassage 127. Der Durchmesser der festen Öffnung 160a ist auf das notwendige und ausreichende minimale Niveau zum Ausstoßen von Kurbelgehäusegas, das aus den Zylinderbohrungen in die Kurbelkammer 105 leckt, wenn die Kolben 117 das Kältemittelgas verdichten, eingestellt. Zum Beispiel wird der Durchmesser der festen Öffnung in einem Taumelscheibenkompressor mit variabler Verdrängung, der ein R134a-Kältemittelgas verwendet, auf 1,5 mm bis 1,8 mm eingestellt.
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Das Verdrängungssteuerungsventil 300 kann die Durchflussrate des ausgestoßenen Kältemittelgases, das in die Kurbelkammer 105 geleitet wird, steuern, um den inneren Druck der Kurbelkammer 105 zu steuern, dabei den Neigungswinkel der Taumelscheibe 7, den Hub der Kolben 117 und die Verdrängung des Taumelscheibenkompressors 100 mit variabler Verdrängung zu steuern. Das Verdrängungssteuerungsventil 300 ist ein extern gesteuertes Verdrängungssteuerungsventil, das als Reaktion auf externe Steuerungssignale arbeitet. Das Verdrängungssteuerungsventil 300 erfasst den inneren Druck der Einlasskammer 119 durch eine Verbindungspassage 126. Die Verdrängung des Kompressors 100 kann durch Steuerung der Versorgung einer Magnetspule des Verdrängungssteuerungsventils 300 mit elektrischem Strom gesteuert werden, um so den inneren Druck der Einlasskammer 119 auf ein vorbestimmtes Niveau zu steuern. Wenn die Versorgung mit elektrischem Strom zu der Magnetspule angehalten wird, zwingt das Verdrängungssteuerungsventil 300 einen Ventilkörper davon, zu öffnen und dabei die Verdrängung des Kompressors 100 zu minimieren.
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Der Filter 180 weist ein Gehäuseelement 181 mit einer zylindrischen Form, die an einem Ende, das mit einer zu der festen Öffnung 160a gerichteten ersten Öffnung 181a versehen und durch einen Flansch 181b umgeben ist, geschlossen ist, und eine Mehrzahl von zu der Einlasskammer 119 gerichteten zweiten Öffnungen 181c und ein die zweiten Öffnungen 181c bedeckendes Netzelement 182 auf. Eine gesamte Öffnungsfläche der zweiten Öffnungen 181c und eine Netzgröße des Netzelements 182 sind auf ein Niveau eingestellt, das für die Größe von einzufangenden Fremdkörpern geeignet ist. Das Gehäuseelement 181 und das Netzelement 182 sind aus einem Harzmaterial hergestellt.
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Der Flansch 181b ist in eine in der Ventilplatte 103 geformte Austiefung 103c eingepasst. Die Endfläche des Flansches 181b, die entgegengesetzt zu der Einlasskammer 119 ist, steht von der Endfläche der Ventilplatte 103 leicht zu der Einlasskammer 119 hin vor. Das Auslassventil bildende Element 130 und die Kopfdichtung 170 sind mit Einführlöchern mit im Wesentlichen dem selben Durchmesser, durch den der zylindrische Abschnitt des Gehäuses 181 durchgeht, versehen. Der Durchmesser der Einführlöcher ist auf ein Niveau eingestellt, das kleiner als der äußere Durchmesser des Flansches 181b ist. Eine der Endflächen des Auslassventil-bildenden Elements 130 stößt an die Endfläche des Flansches 181b, die entgegengesetzt zu der Einlasskammer 119 ist, in einem Abschnitt, der das Einführloch umgibt, an. Wenn die zuvor genannten Elemente zum Bilden des Gehäuses durch die Mehrzahl von Durchgangsschrauben 140 als ein einheitliches Gehäuse zusammengebaut sind, wird das Auslassventil-bildende Element 130 durch die Endfläche der ersten Wand 104e des Zylinderkopfs 104 und die Endflächen von zwingenden Beinen, die in der Einlasskammer 119 vorgesehen sind und in 1 und 2 nicht gezeigt sind, an den Abschnitten, die von dem Flansch 181b entfernt sind, gezwungen, und die Endfläche des Flansches 181b, die der Einlasskammer 119 gegenüberliegt, wird durch den Abschnitt von der einen Endfläche des Auslassventil-bildenden Elements 130, das das Einführloch darin umgibt, gezwungen. Der Flansch 181b wird durch das Auslassventil-bildende Element 130, das aus Federstahl gebildet ist, um durch die Ventilplatte 103 und das Auslassventil-bildende Element 130 geklemmt zu werden, zu der Ventilplatte 103 hin gezwungen. Als ein Ergebnis wird der Filter 180 durch die Ventilplatte 103 und das Auslassventil-bildende Element 130 gehalten.
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Selbst wenn ein umgekehrter Durchfluss eines Kältemittels von der Einlasskammer 119 zu der Kurbelkammer 105 erzeugt wird, und durch den Filter 180 eingefangene Fremdkörper aus dem Filter 180 herausgezogen werden, werden die Fremdkörper durch die feste Öffnung 160a, die die minimale Öffnungsblende zwischen der Kurbelkammer 105 und dem inneren Raum des Filters 180 definiert, vom Eintreten in die Kurbelkammer 105 zurückgehalten. Der Filter 180 ist in der Einlasskammer 119 von zylindrischer Form, die radial innerhalb der Auslasskammer 120 von ringförmiger Form angeordnet ist, angeordnet. Daher kann der Filter 180 groß sein, um so das Netzelement 182, das die Fremdkörper einfängt, entfernt von der festen Öffnung 160a, zu machen, und dabei die Fremdkörper vom Annähern an die feste Öffnung 160a und ebenso vom Eintreten in die Kurbelkammer 105 zurückzuhalten.
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Der in der Einlasskammer 119 von zylindrischer Form angeordnete Filter 180 schränkt andere Designspezifikationen nicht ein. Der Flansch 181b wird durch zwei vorhandene Elemente, d. h. die Ventilplatte 103 und das Auslassventil-bildende Element 130, geklemmt. Daher ist kein anderes neues Halteelement notwendig, um ein Ende des Filters 180 an dem Kompressor 100 anzubringen und zu halten. Der durch die zwei Elemente geklemmte Filter 180 kann nicht einfach herunterfallen.
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Verschiedene Verfahren zum Klemmen des Flansches 181b sind vorstellbar. Zum Beispiel kann der Flansch 181b, wie in 3(a) gezeigt, durch die Ventilplatte 103 und das Einlassventil-bildende Element 160 geklemmt werden, und der Flansch 181b kann, wie in 3(b) gezeigt, durch das Auslassventil-bildende Element 130 und das Einlassventil-bildende Element 160 geklemmt werden. Weitere andere Verfahren sind vorstellbar, wenn die Zylinderdichtung 150 und die Kopfdichtung 170 in Betracht gezogen werden.
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Wie in 4 gezeigt, ist der Aufbau des Kompressors 100 grundsätzlich derselbe wie der in 1, außer dass ein Filter 190 anstatt dem Filter 180 installiert ist. Die zentrale Achse der festen Öffnung 160a und die zentrale Achse des einlasskammerseitigen Endes 104c der Einlasspassage 104b sind im Wesentlichen mit der zentralen Achse der Antriebswelle 106 ausgerichtet.
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Wie in 5 gezeigt, wird der Filter 190 durch ein zylindrisches Gehäuse 191 gebildet, das mit einem Ende 191b, das eine zu der festen Öffnung 160a gerichtete erste Öffnung 191a hat, mit einer Mehrzahl von zu der Einlasskammer 119 gerichteten zweiten Öffnungen 191c, mit dem anderen Ende 191e, das eine zu dem einlasskammerseitigen Ende 104c der Einlasspassage 104b gerichtete dritte Öffnung 191d hat, und mit einem Netzelement 192, das die zweiten Öffnungen 191c bedeckt, versehen ist. Die gesamte Öffnungsfläche der zweiten Öffnungen 191c und eine Maschengröße des Netzelements 192 sind auf ein Niveau eingestellt, das für die Größe der einzufangenden Fremdkörper geeignet ist. Das Gehäuse 191 und das Netzelement 192 sind aus einem Harzmaterial hergestellt.
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Das eine Ende 191b des Gehäuses 191 stößt an das Auslassventil -bildende Element 130 an, die Kopfdichtung 170 ist mit einem Einführloch, durch das der zylindrische Abschnitt des Gehäuses 191 durchgeht, versehen, das Einführloch ist mit einen Zylinder 170a umgeben, der durch den Abschnitt der Kopfdichtung 170, der das Einführloch umgibt und der durch Pressformen zu der Einlasskammer 119 hin gebogen ist, gebildet wird, und das eine Ende 191b des Gehäuses 191 ist in den Zylinder 170a eingepasst und wird durch den Zylinder 170a gehalten. Das andere Ende 191e des Gehäuses 191 ist in eine Austiefung 104d, die um das einlasskammerseitige Ende 104c der Einlasspassage 104b gebildet ist, eingepasst und wird davon gehalten.
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Der Filter 190 kann nicht nur die Fremdkörper, die durch das durch die Einlasspassage 104b in die Einlasskammer 119 fließende Kältemittel mitgenommen werden, einfangen, sondern auch die Fremdkörper, die durch das durch die Extraktionspassage 127 in die Einlasskammer 119 fließende Kältemittel mitgenommenen werden. Der Filter 190 ist in der Einlasskammer 119 von zylindrischer Form angeordnet, die radial innerhalb der Auslasskammer 120 von ringförmiger Form angeordnet ist. Daher kann die Größe des Filters 190 erhöht werden, und eine Veränderung der gesamten Öffnungsfläche und Netzgröße des Filters steigen an.
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Ein Filter zum Einfangen der Fremdkörper, die durch das Kältemittel, das durch die Extraktionspassage 127 in die Einlasskammer 119 eintritt, mitgenommen werden, ist einstückig mit einem Filter zum Einfangen der Fremdkörper, die durch das durch die Einlasspassage 104b in die Einlasskammer 119 eintretende Kältemittel mitgenommenen werden. Die zuvor genannte einstückige Anordnung der zwei Filter kann das Problem eines Sicherstellens von Installationsraum für die Filter verringern, vereinfacht den Aufbau des Kompressors 100 und reduziert die Produktionskosten des Kompressors 100 unter die einer unabhängigen Anordnung der zwei Filter.
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Der Filter 190 wird durch das Gehäuse 191 und das Netzelement 192 gebildet. Daher kann der Filter 190 auf zwei unabhängige Flüsse reagieren, selbst wenn sein Aufbau gleich dem eines gewöhnlichen Filters ist.
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Das eine Ende 191b, das mit der Öffnung 191a versehen ist, wird durch die Kopfdichtung 170 gehalten und das andere Ende 191e, das mit der Öffnung 191d versehen ist, wird durch die Abschlusswand des Zylinderkopfs 104, der die Einlasskammer 119 bildet, gehalten. Somit wird der Filter 190 durch vorhandene Elemente des Kompressors 100 gehalten. Kein anderes neues Halteelement ist notwendig, um den Filter 190 zu halten. Der Filter 190 kann stabil gehalten werden, da er an beiden Enden gehalten wird.
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Das einlasskammerseitige Ende 104c der Einlasspassage 104b ist entgegengesetzt zu der festen Öffnung 160a. Daher kann der Filter 190 von einer einfachen zylindrischen Form sein, so dass er einfach gemacht werden kann.
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Die zentrale Achse des einlasskammerseitigen Endes 104c der Einlasspassage 104b und die zentrale Achse der festen Öffnung 160a sind im Wesentlichen mit der zentralen Achse der Antriebswelle 106 ausgerichtet. Die zuvor genannte Anordnung ermöglicht es, zu verhindern, dass sich die Höhe des Filters 190 von dem untersten Teil der Kurbelkammer 105 aufgrund der Abweichung des Installationswinkels des Kompressors 100 um die zentrale Achse der Antriebswelle 106 verändert, und verhindert dabei, dass sich das Einfangvermögen des Filters 190 für Fremdkörper aufgrund der Veränderung der Höhe des Filters 190 von dem untersten Teil der Kurbelkammer 105 verändert.
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In 5 wird ein Ende 191b des Gehäuses 191 durch den Zylinder 170a der Kopfdichtung 170 gehalten. Die selbe Art von Haltestruktur kann in irgendeinem von dem Auslassventil-bildenden Element 130, der Ventilplatte 103, dem Einlassventil-bildenden Element 160 oder der Zylinderdichtung 150 gebildet werden. Wenn die Zylinderdichtung 150 mit der Haltestruktur versehen ist, muss die feste Öffnung näher an der Kurbelkammer 105 angeordnet sein, als die Zylinderdichtung 150.
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Das eine Ende 191b kann mit einem Flansch versehen sein, um in derselben Weise gehalten zu werden, wie das in 2. Somit kann der Filter zuverlässig an einem Ende an dem Kompressor befindlich sein und dadurch festgehalten werden.
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O-Ringe können zwischen der äußeren Umfangsoberfläche von dem einem Ende 191b und der inneren Umfangsoberfläche des Zylinders 170a, und zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des anderen Endes 191e und der inneren Umfangsoberfläche der Austiefung 104d angeordnet sein. In dieser Anordnung geht ein Kältemittel, das in die Einlasskammer 119 eintritt, zuverlässig durch den Filter 190 und eine Nachgiebigkeit der O-Ringe verhindert zuverlässig ein Spiel des Filters.
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Wie in 6 gezeigt, ist es möglich, eine Trennwand 191f anzuordnen, und dabei den inneren Raum des Filters 190 in einen ersten Unterraum nahe der Einlasspassage 104b und einen zweiten Unterraum nahe der Extraktionspassage 127 zu unterteilen, und die zweiten Öffnungen 191c in erste Unteröffnungen nahe der Einlasspassage 104b und zweite Unteröffnungen nahe der Extraktionspassage 127 zu unterteilen, und die Maschengröße des Netzelements, das die ersten Unteröffnungen bedeckt, unterschiedlich von der Maschengröße des Netzelements, das die zweiten Unteröffnungen bedeckt, zu machen. Solch eine Anordnung ermöglicht es, die Größe der einzufangenden Fremdkörper, die durch das Kältemittel, das von der Einlasspassage 104b in die Einlasskammer 119 eintritt, mitgenommen werden, auf ein Niveau einzustellen, das unterschiedlich von der Größe der einzufangenden Fremdkörper ist, die durch das Kältemittel, das von der Extraktionspassage 127 in die Einlasskammer 119 eintritt, mitgenommen werden.
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Die in der Extraktionspassage angeordnete Öffnungsblende kann anstatt der festen Öffnung eine Variable-Durchflussrate-Öffnungsblende oder ein Ventil sein. Die feste Öffnung kann in der Ventilplatte, der Zylinderdichtung, etc. gebildet sein. Ein Element zum Bilden einer Öffnungsblende kann in der Extraktionspassage angeordnet sein.
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Die vorliegende Erfindung kann für verschiedene Arten von Kompressoren, wie etwa Taumelscheibenkompressoren mit fester Verdrängung, Schrägscheibenkompressoren, Kompressoren, die mit Kupplungen versehen sind, kupplungslose Kompressoren, etc. verwendet werden.
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Die vorliegende Erfindung kann für Kompressoren mit variabler Verdrängung, die anstatt R134a-Kältemittel einen neuen Typ Kältemittel verwenden, verwendet werden.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Erfindung kann weitgehend auf hin- und hergehende Kompressoren, die in Fahrzeugklimaanlagen verwendet werden, angewendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Taumelscheibenkompressor mit variabler Verdrängung
- 101
- Zylinderblock
- 102
- vorderes Gehäuse
- 103
- Ventilplatte
- 104
- Zylinderkopf
- 104b
- Einlasspassage
- 119
- Einlasskammer
- 160a
- feste Öffnung
- 180, 190
- Filter
