DE19520757A1 - Kühlmittel-Schneckenkompressor - Google Patents
Kühlmittel-SchneckenkompressorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schneckenkompressor, der zwar
nicht ausschließlich, jedoch insbesondere zum Einbau in einer
Kraftfahrzeug-Klimaanlage zur Kompression des Kühlmittels ge
eignet ist.
Bei einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einem dort eingebau
ten Kühlmittelkompressor, beispielsweise einem Schneckenkom
pressor, wird das Kühlmittel durch einen Kühlkreis im Umlauf
geführt, der den Kühlmittelkompressor, einen Kondensator,
einen Flüssigkeitsbehälter, ein Expansionsventil, einen Ver
dampfer und Kühlmittelleitungen umfaßt, die diese Einheiten
miteinander verbinden. Der Kompressor, der ein Kühlmittelgas
komprimiert und das komprimierte Kühlmittelgas an den Konden
sator abgibt, ist so angeordnet, daß er durch den Fahrzeugmo
tor über einen Kraftübertragungseinheit und eine Solenoid
kupplung angetrieben wird.
Die Kraftübertragungseinheit umfaßt eine Antriebsriemen
scheibe, die mit dem Fahrzeugmotor verbunden ist, eine ange
triebene Riemenscheibe, die an der Antriebswelle des Kühlmit
telkompressors angebaut ist, und einen Riemen, der um die An
triebsriemenscheibe und die angetriebene Riemenscheibe herum
geführt ist, um das Moment des Fahrzeugmotors von der An
triebsriemenscheibe an die angetriebene Riemenscheibe zu
übertragen. Die Solenoidkupplung dient dazu, die angetriebene
Riemenscheibe der Kraftübertragungseinheit mit der An
triebswelle des Kühlmittelkompressors zum Eingriff zu brin
gen, wenn letzterer anzutreiben ist, und die angetrieben Rie
menscheibe von der Antriebswelle des Kompressors außer Ein
griff zu bringen, wenn letzterer anzuhalten ist. Die Soleno
idkupplung umfaßt im allgemeinen Solenoidspulen, die in Ab
hängigkeit von der Aufbringung von Steuersignalen elektrisch
erregbar sind, Reibscheiben, Federn und andere Teile, die in
der angetriebenen Riemenscheibe der Kraftübertragungseinheit
untergebracht sind, die an der Antriebswelle des Kompressors
angebracht ist, wenn Kraft von Fahrzeugmotor mittels der An
triebsriemenscheibe und des Riemens übertragen wird. Da die
die Solenoidkupplung im Inneren der an der Antriebswelle des
Kompressors angebrachten angetriebenen Riemenscheibe unterge
bracht ist, können der Außendurchmesser der angetriebenen
Riemenscheibe nicht klein und die Bauweise der angetriebenen
Riemenscheibe nicht einfach sein. Somit ist es schwierig,
eine Verkleinerung der Gesamtgröße und eine Verringerung der
Herstellungskosten des Kühlmittelkompressors einschließlich
der angetriebenen Riemenscheibe und der Solenoidkupplung zu
erreichen.
Wenn der Kühlmittelkompressor durch Betätigung der Solenoid
kupplung in Betrieb genommen oder angehalten wird, tritt eine
auf den Fahrzeugmotor zur Einwirkung gebrachte Laständerung
auf, die den Fahrer des Fahrzeugs während des Betriebs des
selben infolge einer plötzlichen Änderung der Fahrzeug
geschwindigkeit und eines auf den Fahrer zur Einwirkung kom
menden Stoßes stören kann.
Des weiteren wird üblicherweise angenommen, daß dann, wenn
der in der Fahrzeugklimaanlage eingebaute Kühlmittelkompres
sor ein Kühlmittel-Schneckenkompressor ist, dessen Betrieb
mit herkömmlichen Kompressoren mit hin- und hergehenden Kol
ben, wie beispielsweise einem Taumelscheibenkompressor oder
einem Flatterscheibenkompressor, durchaus verglichen werden
kann.
In dieser Hinsicht zeigen die ungeprüfte japanische Patent
veröffentlichung 1-52 592, die geprüfte japanische Patentver
öffentlichung 6-5 069 und die ungeprüfte japanische Patent
veröffentlichung 61-72 889 Beispiele technischer Maßnahmen
zur Verringerung eines unangenehmen Stoßes, der von einem
Fahrzeugfahrer empfunden wird, wenn der in der Fahrzeug-Kli
maanlage eingebaute Schneckenkompressor seinen Betrieb auf
nimmt. Jedoch sind die offenbarten Maßnahmen auf eine Verrin
gerung des Stoßes des Schneckenkompressors nur zu dem Zeit
punkt des anfänglichen Starts des Betriebs des Kompressors
ausgerichtet, und können sie entsprechend die herkömmliche
Solenoidkupplung auf der Kraftübertragungsstrecke vom Fahr
zeugmotor zum Schneckenkompressor nicht überflüssig machen,
die zum Betrieb und zum Anhalten des Kompressors verwendet
wird. Daher geben die obenbezeichneten Veröffentlichungen
keine technischen Maßnahmen zur Lösung der Probleme bei
herkömmlichen Kühlmittelkompressoren für Kraftfahrzeug-Klima
anlagen, wie beispielsweise zur Verkleinerung der gegenständ
lichen Größe und eine zur Senkung der Herstellungskosten des
Schneckenkompressors, und zur Überwindung des auf den Fahrer
und die Fahrgäste des Fahrzeugs während des Betriebs dessel
ben einwirkenden Stoßes an.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schneckenkompressor zu
schaffen, der für den Einbau in einer Kraftfahrzeug-Klimaan
lage geeignet ist und die Menge des Kompressorkühlmittels auf
im wesentlichen Null, sofern erforderlich, verändern kann,
ohne dessen Betrieb anzuhalten.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kühlmittel-
Schneckenkompressor für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage zu
schaffen, der vom Fahrzeugmotor aus kontinuierlich angetrie
ben werden kann, während das Problem der Einwirkung einer
plötzlichen Laständerung auf den Motor überwunden wird, die
den Fahrer und die Fahrgäste des Fahrzeugs stört.
Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, einen Schneckenkompres
sor einfachen inneren Aufbaus zu schaffen, der einen Betrieb
mit Null-Kapazität, sofern erforderlich, zuläßt, wenn der
Kompressor zum Komprimieren des Kühlmittels einer Fahrzeug-
Klimaanlage kontinuierlich betrieben wird.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen ein Kühlmittel-Schneckenkom
pressor mit:
einem Gehäuse, das mit einem Ansauganschluß zur Einführung des zu komprimierenden Kühlmittels in das Gehäuse und mit einem Abgabeanschluß zur Abgabe des Kühlmittels nach der Kom primierung ausgestattet ist, einer Ansaugkammer, die im Ge häuse ausgebildet und mit dem Ansauganschluß fluidtechnisch verbunden ist, einer Abgabekammer, die im Gehäuse ausgebildet und mit dem Abgabeanschluß fluidtechnisch verbunden ist,
einer stationären Schneckeneinheit, die am Gehäuse befestigt und mit einer Stirnplatte und einem Spiralelement, das an der Stirnplatte ausgebildet ist, ausgestattet ist, einer bewegba ren Schneckeneinheit, die so angeordnet ist, daß sie exzen trisch mit der stationären Schneckeneinheit in Eingriff steht, und die mit einer Stirnplatte und einem Spiralteil, das an der Stirnplatte ausgebildet ist, ausgestattet ist,
einer Antriebswelle, die mittels des Gehäuses drehbar gela gert ist und für eine Orbitalbewegung der bewegbaren Schneckeneinheit bezüglich der stationären Schneckeneinheit sorgt, einer Einrichtung zur Verhinderung einer Drehung, die in Hinblick darauf angeordnet ist, die bewegbare Schnecken einheit an einer Drehung während ihrer Orbitalbewegung zu hindern, und einer Vielzahl von Kompressionskammern, die als eine Vielzahl von Taschen ausgebildet sind, die zwischen der stationären Schneckeneinheit und der bewegbaren Schneckenein heit gebildet sind und sich in Richtung auf das Zentrum der Spiralteile in Abhängigkeit von der Orbitalbewegung der bewegbaren Schneckeneinheit bewegen, um dadurch das in die Taschen eingesaugte Kühlmittel zu komprimieren, wobei der Kühlmittelkompressor gekennzeichnet ist durch
eine Vielzahl von Bypassöffnungen, die in der Stirnplatte der stationären Schneckeneinheit ausgebildet sind, um eine Fluid verbindung zwischen der Vielzahl der Taschen und der Abgabe kammer zu schaffen,
eine Abgabeöffnung, die in der Stirnplatte der stationären Schneckeneinheit ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl der Taschen und der Abgabekammer zu schaffen,
eine Anordnung, bei der die Vielzahl der Bypassöffnungen und die Abgabeöffnung in solcher Weise vorgesehen sind, daß alle Taschen der Vielzahl von Taschen konstant mit der Vielzahl der Bypassöffnungen oder der Abgabeöffnung in Verbindung ste hen,
Rückschlagventileinheiten, die in der Abgabekammer an Stellen nahe bei der Vielzahl der Bypassöffnungen und der Abgabeöff nung angeordnet sind, um das Kühlmittel nach der Komprimie rung an einem Rücklauf von der Abgabekammer aus zu der Viel zahl der Taschen zu hindern,
eine Fluidkanaleinheit, die in Hinblick darauf angeordnet ist, sich zwischen der Ansaugkammer und der Abgabekammer zu erstrecken, um eine Fluidverbindung zwischen diesen zu schaf fen, und
eine Fluiddurchtrittssteuereinrichtung, die in der Fluidka naleinheit angeordnet ist und eine Öffnungs- und eine Schließstellung der Fluidkanaleinheit festlegt, um dadurch den Durchtritt des Kühlmittels durch die Fluidkanaleinheit zu regeln.
einem Gehäuse, das mit einem Ansauganschluß zur Einführung des zu komprimierenden Kühlmittels in das Gehäuse und mit einem Abgabeanschluß zur Abgabe des Kühlmittels nach der Kom primierung ausgestattet ist, einer Ansaugkammer, die im Ge häuse ausgebildet und mit dem Ansauganschluß fluidtechnisch verbunden ist, einer Abgabekammer, die im Gehäuse ausgebildet und mit dem Abgabeanschluß fluidtechnisch verbunden ist,
einer stationären Schneckeneinheit, die am Gehäuse befestigt und mit einer Stirnplatte und einem Spiralelement, das an der Stirnplatte ausgebildet ist, ausgestattet ist, einer bewegba ren Schneckeneinheit, die so angeordnet ist, daß sie exzen trisch mit der stationären Schneckeneinheit in Eingriff steht, und die mit einer Stirnplatte und einem Spiralteil, das an der Stirnplatte ausgebildet ist, ausgestattet ist,
einer Antriebswelle, die mittels des Gehäuses drehbar gela gert ist und für eine Orbitalbewegung der bewegbaren Schneckeneinheit bezüglich der stationären Schneckeneinheit sorgt, einer Einrichtung zur Verhinderung einer Drehung, die in Hinblick darauf angeordnet ist, die bewegbare Schnecken einheit an einer Drehung während ihrer Orbitalbewegung zu hindern, und einer Vielzahl von Kompressionskammern, die als eine Vielzahl von Taschen ausgebildet sind, die zwischen der stationären Schneckeneinheit und der bewegbaren Schneckenein heit gebildet sind und sich in Richtung auf das Zentrum der Spiralteile in Abhängigkeit von der Orbitalbewegung der bewegbaren Schneckeneinheit bewegen, um dadurch das in die Taschen eingesaugte Kühlmittel zu komprimieren, wobei der Kühlmittelkompressor gekennzeichnet ist durch
eine Vielzahl von Bypassöffnungen, die in der Stirnplatte der stationären Schneckeneinheit ausgebildet sind, um eine Fluid verbindung zwischen der Vielzahl der Taschen und der Abgabe kammer zu schaffen,
eine Abgabeöffnung, die in der Stirnplatte der stationären Schneckeneinheit ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl der Taschen und der Abgabekammer zu schaffen,
eine Anordnung, bei der die Vielzahl der Bypassöffnungen und die Abgabeöffnung in solcher Weise vorgesehen sind, daß alle Taschen der Vielzahl von Taschen konstant mit der Vielzahl der Bypassöffnungen oder der Abgabeöffnung in Verbindung ste hen,
Rückschlagventileinheiten, die in der Abgabekammer an Stellen nahe bei der Vielzahl der Bypassöffnungen und der Abgabeöff nung angeordnet sind, um das Kühlmittel nach der Komprimie rung an einem Rücklauf von der Abgabekammer aus zu der Viel zahl der Taschen zu hindern,
eine Fluidkanaleinheit, die in Hinblick darauf angeordnet ist, sich zwischen der Ansaugkammer und der Abgabekammer zu erstrecken, um eine Fluidverbindung zwischen diesen zu schaf fen, und
eine Fluiddurchtrittssteuereinrichtung, die in der Fluidka naleinheit angeordnet ist und eine Öffnungs- und eine Schließstellung der Fluidkanaleinheit festlegt, um dadurch den Durchtritt des Kühlmittels durch die Fluidkanaleinheit zu regeln.
Bei dem vorstehend genannten Schneckenkompressor kann dieser,
wenn die Fluidkanaleinheit zwischen der Ansaugkammer und der
Abgabekammer durch die Fluiddurchtrittssteuereinheit ver
schlossen ist, einen regulären Kompressionsbetrieb durchfüh
ren, um das komprimierte Kühlmittel zu der Klimaanlage eines
Kraftfahrzeugs zu führen.
Wenn die Fluidkanaleinheit durch die Fluiddurchtritts
steuereinheit geöffnet ist, um eine Fluidverbindung zwischen
der Ansaugkammer und der Abgabekammer des Kompressors herzu
stellen, werden die in beiden Kammern herrschenden Drücke zum
Ausgleich gebracht, und tritt entsprechend keine Kompression
des Kühlmittels in den jeweiligen Taschen während der Bewe
gung derselben in Richtung auf das Zentrum der Spiralelemente
der stationären Schneckeneinheit und der bewegbaren Schnecken
einheit auf, und strömt das Kühlmittel durch die Bypassöff
nungen und die Abgabeöffnung von den jeweiligen Taschen aus
in Richtung auf die Abgabekammer. Das Kühlmittel zirkuliert
nämlich durch die Ansaugkammer, die Taschen, die Abgabekammer
des Kompressors und den Fluiddurchtritt. Demzufolge kann der
Schneckenkompressor mit Null-Kapazität (im wesentlichen wird
kein komprimiertes Kühlmittelgas vom Kompressor geliefert)
betrieben werden.
Aus den vorstehenden Angaben ist zu beachten, daß der Kühl
mittel-Schneckenkompressor von seinem regulären Kompressions
betrieb, aufgrund des Vorhandenseins der Bypassöffnungen und
des Fluiddurchtrittskanals, sofern erforderlich, auf einen
Null-Kapazitätsbetrieb geschaltet werden kann. Somit ist es
möglich, auf eine auf der Kraftübertragungsstrecke von der
Antriebsquelle, d. h. einem Kraftfahrzeugmotor, zum Kühlmit
telkompressor herkömmlicherweise angeordnete Solenoidkupplung
zu verzichten. Dementsprechend muß der Schneckenkompressor
keine Solenoidkupplung besitzen, kann er in seiner Größe
kleiner sein, und können seine Herstellungskosten gesenkt
werden.
Weil des weiteren der erfindungsgemäße Kühlmittel-Schnecken
kompressor während des Betriebs des Fahrzeugsmotors kontinu
ierlich betrieben werden kann, kann dann, wenn der Kompressor
vom Null-Kapazitätsbetrieb auf den regulären Kompressionsbe
trieb geschaltet wird, die Veränderung der von der Klimaan
lage auf den Fahrzeugmotor zur Einwirkung gebrachten Last
klein sein, und müssen dementsprechend der Fahrer oder die
Fahrgäste nicht unter einem unangenehmen Stoß leiden, der in
folge einer plötzlichen Änderung der auf den Fahrzeugmotor
zur Einwirkung gebrachten Last auftreten kann.
Vorzugsweise ist der Fluidkanal als Durchtritt ausgebildet,
der in Hinblick darauf ausgebildet ist, sich durch das Ge
häuse des Schneckenkompressors hindurch zu erstrecken.
Vorzugsweise umfaßt die Rückschlagventileinheit eine Vielzahl
von einzelnen Rückschlagventilelementen, die für jede der
Vielzahl von Bypassöffnungen und die Abgabeöffnung angeordnet
sind.
Vorzugsweise umfaßt die Fluiddurchtrittssteuereinheit ein So
lenoidventil, das eine Öffnungs- und eine Schließstellung
derselben definiert und aus der Öffnungsstellung zu der
Schließstellung und umgekehrt in Reaktion auf elektrische
Steuersignale bewegbar ist.
Vorzugsweise sind die Vielzahl der Bypassöffnungen und die Ab
gabeöffnung in der Stirnplatte der stationären Schneckenein
heit in einer solchen Weise vorgesehen, daß sie entlang einer
geraden Linie angeordnet sind. Jedoch sind die Vielzahl von
Bypassöffnungen und die Abgabeöffnung in der Stirnplatte der
stationären Schneckeneinheit in einander kreuzender Anordnung
vorgesehen.
Vorzugsweise weisen die Vielzahl der Bypassöffnungen und die
Abgabeöffnung jeweilige vorbestimmte, offene Bereiche auf,
und sind sie so angeordnet, daß dann, wenn die jeweiligen Ta
schen bewegt werden, um das Kühlmittel allmählich zu kompri
mieren, der Gesamtbereich der Öffnungen, der durch die Zufü
gung von vorbestimmten Bereichen der Bypassöffnungen und der
Abgabeöffnung erreicht wird, die die jeweiligen Taschen mit
der Abgabekammer verbinden, allmählich größer wird. Daher
sind die Vielzahl der Bypassöffnungen und die Abgabeöffnung in
einer solchen Weise angeordnet, daß der Winkel einer durch
jeweils zwei benachbarte Öffnungen der Vielzahl von Bypassöff
nungen und die Abgabeöffnung hindurchgeführten Linie gemessen
in Hinblick auf das Zentrum der stationären Schneckeneinheit
kleiner wird, wenn die jeweiligen zwei benachbarten Öffnungen
nahe beim Zentrum der stationären Schneckeneinheit angeordnet
sind.
Die obenangegebenen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vor
teile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen; in diesen zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Kühlmittel-Schneckenkompres
sors unter Darstellung eines Zustands, bei dem eine
Fluidverbindung zwischen der Ansaugkammer und Abga
bekammer besteht;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Kompressor von Fig. 1
unter Darstellung eines Zustandes, bei dem die
Fluidverbindung unterbrochen ist;
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III von
Fig. 1 und Fig. 2;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Baugruppe aus
Rückschlagventilen und Rückhalteplatte;
Fig. 5A bis 5D Querschnitte entlang der Linie V-V von Fig. 1
unter Darstellung der Arbeitsweise der stationären
und der bewegbaren Schneckeneinheit des Kompressors
der ersten Ausführungsform;
Fig. 6A bis 6D Querschnitte wie Fig. 5A-5D unter Darstellung
der Arbeitsweise der stationären und der bewegbaren
Schneckeneinheit des Kompressors einer zweiten Aus
führungsform der Erfindung;
Fig. 7 einen Querschnitt durch die stationäre und die be
wegbare Schneckeneinheit einer dritten Ausführungs
form der Erfindung unter Darstellung der Anordnung
der Bypassöffnungen und der Abgabeöffnung;
Fig. 8 einen Teil-Querschnitt ähnlich demjenigen von Fig. 3
unter Darstellung von Baugruppen aus Rückschlagven
tilen unter Darstellung von Baugruppen aus Rück
schlagventilen und Rückhaltern der dritten Ausfüh
rungsform;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer der Baugruppen
aus Rückschlagventilen und Rückhaltern der dritten
Ausführungsform;
Fig. 10A bis 10D Querschnitte entlang der Linie X-X von Fig. 11
unter Darstellung der Arbeitsweise der statio
nären und der bewegbaren Schneckeneinheit des Kom
pressors der dritten Ausführungsform;
Fig. 11 einen Längsschnitt durch den Schneckenkompressor der
dritten Ausführungsform;
Fig. 12 ein Diagramm, das die Arbeitsweise des Schneckenkom
pressors der dritten Ausführungsform der Erfindung
darstellt;
Fig. 13 einen Längsschnitt durch den Schneckenkompressor
einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 14A bis 14B Längsschnitte durch den Kompressor von Fig. 13
unter Darstellung des 100%-Kapazitätsbetriebs
bzw. des Null-Kapazitätsbetriebs desselben;
Fig. 15 ein Diagramm und eine schematische Darstellung, die
die Arbeitsweise der Steuerung der Kapazität des
Kompressors der vierten Ausführungsform der Erfin
dung erläutern;
Fig. 16 einen Längsschnitt durch den Kühlmittel-Schnecken
kompressor einer fünften Ausführungsform der Erfin
dung;
Fig. 17A bis 17B schematische Ansichten einer bei dem Kom
pressor von Fig. 16 vorgesehenen Drehventileinheit;
Fig. 18 einen Längsschnitt durch den Kühlmittel-Schnecken
kompressor einer sechsten Ausführungsform der Er
findung;
Fig. 19A und 19B schematische Ansichten einer bei dem Kom
pressor von Fig. 18 vorgesehenen Reed-Ventilein
heit, die als Fluiddurchtrittssteuereinheit arbei
tet;
Fig. 20A und 20B Längsschnitte durch den Schneckenkompressor
einer siebten Ausführungsform der Erfindung unter
Darstellung des 100%-Kapazitätsbetriebs bzw. des
Null-Kapazitätsbetriebs desselben;
Fig. 21 einen Längsschnitt durch den Schneckenkompressor
einer achten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 22 eine perspektivische Ansicht einer Baugruppe aus
Schieberventil und Antriebsmotor, die bei dem Kom
pressor von Fig. 21 vorgesehen ist;
Fig. 23 einen Querschnitt entlang der Linie XXIII-XXIII von
Fig. 21;
Fig. 24 einen Längsschnitt durch den Kompressor von Fig. 21
unter Darstellung eines anderen Arbeitszustandes
desselben;
Fig. 25 einen Längsschnitt durch den Kühlmittel-Schnecken
kompressor einer neunten Ausführungsform der Erfin
dung unter Darstellung des 100%-Kapazitätsbetriebs
des Kompressors;
Fig. 26 den gleichen Querschnitt wie Fig. 25 unter Darstel
lung des 0%-Kapazitätsbetriebs des Kompressors der
neunten Ausführungsform;
Fig. 27 eine Seitenansicht einer Baugruppe aus Schieberven
til und Antriebsmotor, die bei dem Kompressor der
neunten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen
ist;
Fig. 28 einen Längsschnitt durch den Kühlmittel-Schnecken
kompressor einer zehnten Ausführungsform der Erfin
dung;
Fig. 29 einen Längsschnitt durch den gleichen Kompressor wie
Fig. 28 unter Darstellung des detaillierten Innen
aufbaus desselben;
Fig. 30 einen Längsschnitt durch die Steuereinheit, die bei
dem Kühlmittel-Schneckenkompressor der zehnten Aus
führungsform der Erfindung vorgesehen ist;
Fig. 31 einen Querschnitt entlang der Linie XXXI-XXXI von
Fig. 29;
Fig. 32 einen anderen Längsschnitt durch den Kompressor der
zehnten Ausführungsform der Erfindung unter Dar
stellung des 0%-Kapazitätsbetriebs desselben;
Fig. 33 den gleichen Längsschnitt wie Fig. 30 unter Darstel
lung der Steuereinheit beim 0%-Kapazitätsbetrieb
des Kompressors;
Fig. 34A und 34B schematische Ansichten der Kapazitätsstell
einheit, die bei dem Kompressor der zehnten Aus
führungsform der Erfindung vorgesehen ist;
Fig. 35A und 35B schematische Ansichten des Kühlmittel-
Schneckenkompressors einer elften Ausführungsform
der Erfindung unter Darstellung der Arbeitsweise
derselben;
Fig. 36 einen Längsschnitt durch einen Schneckenkompressor
einer zwölften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 37 einen Teilschnitt durch die Kapazitätssteuerventil
einheit, die bei dem Kompressor der zwölften Aus
führungsform der Erfindung vorgesehen ist;
Fig. 38 einen Querschnitt entlang der Linie XXXVIII-XXXVIII
von Fig. 36 unter Darstellung des Eingriffs der
stationären und der bewegbaren Schneckeneinheit;
Fig. 39 einen Querschnitt entlang der Linie XXXIX-XXXIX von
Fig. 36 unter Darstellung einer Anordnung aus Rück
schlagventil, Abgabekammer und Bypasskammer des Kom
pressors der zwölften Ausführungsform der Erfin
dung;
Fig. 40 einen Längsschnitt durch den Kompressor der zwölften
Ausführungsform der Erfindung unter Darstellung der
Arbeitsweise derselben;
Fig. 41 einen Längsschnitt durch den Kühlmittel-Schnecken
kompressor einer dreizehnten Ausführungsform der
Erfindung unter Darstellung eines Betriebszustandes
derselben;
Fig. 42 den gleichen Längsschnitt wie Fig. 41 unter Darstel
lung eines anderen Arbeitszustandes des Kompres
sors;
Fig. 43 den gleichen Querschnitt wie Fig. 41 unter Darstel
lung eines weiteren Arbeitszustandes des Kompres
sors;
Fig. 44A und 44B zwei Querschnitte durch den Kompressor einer
dreizehnten Ausführungsform unter Darstellung der
Beziehung zwischen der stationären und der bewegba
ren Schneckeneinheit, wenn der Kompressor mit einer
mittleren Kapazitätsarbeitsweise betrieben wird,
und auch unter Darstellung einer Baugruppe aus
Rückschlagventilen;
Fig. 45A und 45B die gleichen Darstellungen wie Fig. 44A und
44B unter Darstellung der Beziehung zwischen der
stationären und der bewegbaren Schneckeneinheit,
wenn der Kompressor mit der Minimum-Kapazitätsar
beitsweise betrieben wird, und auch unter Darstel
lung einer Baugruppe aus Rückschlagventilen;
Fig. 46 einen Längsschnitt durch den Kühlmittel-Schnecken
kompressor einer vierzehnten Ausführungsform der
Erfindung unter Darstellung eines Arbeitszustandes
desselben und
Fig. 47 den gleichen Längsschnitt wie Fig. 46 unter Darstel
lung eines gegenüber Fig. 46 anderen Arbeitszustan
des.
Gemäß Fig. 1 bis 4 besitzt der Kühlmittel-Schneckenkompressor
für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage ein vorderes Gehäuseteil
1, ein hinteres Gehäuseteil 2, eine bewegbare Schneckenein
heit 3, eine stationäre Schneckeneinheit 4 und eine Kurbel
welle (Antriebswelle) 5. Die Kurbelwelle 5 ist über Wälzlager
11 und 12 abgestützt, die durch das vordere Gehäuseteil 1 ko
axial gehalten sind, und dreht sich um eine Drehachse dessel
ben, die koaxial zur Zentralachse der beiden Lager 11 und 12
angeordnet ist. Die Kurbelwelle 5 ist mit einem Kurbelbereich
6 ausgestattet, der an ihrem einen Ende ausgebildet und ex
zentrisch zur Drehachse der Kurbelwelle 5 angeordnet ist. Der
Kurbelbereich 6 trägt die bewegbare Schneckeneinheit 3 über
ein Wälzlager 10, und entsprechend bewirkt die Drehung der
Kurbelwelle 5 eine Orbitalbewegung der bewegbaren Schnecken
einheit 3. Die bewegbare Schneckeneinheit 3 ist mit einer
Stirnplatte 3a und einem Spiralelement 3b an einer Fläche der
Stirnplatte 3a ausgestattet. Die andere Fläche der Stirn
platte 3a ist mit einer ringförmigen Aussparung 9 ausgestat
tet, die dort ausgebildet ist, um einer ringförmigen Ausspa
rung 8 gegenüberzuliegen, die in der inneren Stirnfläche 1a
des Gehäuseteils 1 ausgebildet ist. Die ringförmigen Ausspa
rungen 8 und 9 nehmen in sich eine Vielzahl von Kugeln 14
auf, die einen Mechanismus zur Verhinderung einer Eigendre
hung des bewegbaren Schneckenteils 3 bilden.
Ein Ausgleichsgewicht 8 ist an der Kurbelwelle 5 befestigt,
um das bewegbare Schneckenteil 3 und den Kurbelbereich 6 aus
zuwuchten, die exzentrisch zur Drehachse der Kurbelwelle 5
angeordnet sind. Eine Wellendichtungseinheit 3 ist an einem
vorderen Bereich der Kurbelwelle 5 angebracht und zwischen
dem vorderen Gehäuseteil 1 und der Kurbelwelle 5 angeordnet,
um das Kühlmittel und Schmieröl am Austritt aus dem Inneren
des Kompressors in Richtung auf das Äußere des Kompressors zu
verhindern.
Das hintere Gehäuseteil 2 des Kompressors ist mit dem vorde
ren Gehäuseteil 1 mittels einer Vielzahl von Schraubenbolzen
zusammengefaßt und arbeitet mit dem vorderen Gehäuseteil zu
sammen, um eine Innenkammer zur dortigen Aufnahme eines Kom
pressionsmechanismus zu bilden. Die stationäre Schneckenein
heit 4 ist in der Innenkammer am hinteren Gehäuseteil 2 mit
tels einer Vielzahl von Schraubenbolzen 18 befestigt und mit
einer Stirnplatte 4a und einem Spiralelement 4b ausgestattet,
das an einer Fläche der Stirnplatte 4a angeordnet ist. Das
Spiralelement 4b der stationären Schneckeneinheit 4 und das
Spiralelement 3b der bewegbaren Schneckeneinheit 3 stehen
miteinander im Eingriff und arbeiten zusammen, um eine Viel
zahl von Taschen zu bilden, die als Kompressionskammern des
Schneckenkompressors arbeiten.
Das hintere Gehäuseteil 2 ist mit einem Ansauganschluß 21,
durch den hindurch das gasförmige Kühlmittel in den Kompres
sor eingesaugt wird, und mit einem Abgabeanschluß 23 ausge
stattet, durch den hindurch das gasförmige Kühlmittel nach
dem Komprimieren an die Klimaanlage abgegeben wird; und der
Ansauganschluß 21 und der Abgabeanschluß 23 sind durch die
Stirnplatte 4a der stationären Schneckeneinheit 4 voneinander
getrennt. Der Ansauganschluß 21 steht mit einer Ansaugkammer
22, die an der Vorderseite der Stirnplatte 4a der stationären
Schneckeneinheit 4 angeordnet ist, fluidtechnisch in Verbin
dung; und die Abgabeöffnung 23 steht mit einer Abgabekammer
24, die an der Rückseite der Stirnplatte 4a angeordnet ist,
fluidtechnisch in Verbindung.
Die Stirnplatte 4a des stationären Schneckenteils 4 ist mit
einer Abgabeöffnung 19 und einer Vielzahl von Bypassöffnungen
17 ausgestattet, die dort eingebohrt und die so angeordnet
sind, daß sie eine Fluidverbindung zwischen den Kompres
sionskammern (Taschen) 20 und der Abgabekammer 24 bilden, und
die an der Seite der Abgabekaminer 24 angeordneten Mündungen
der Bypass-Abgabeöffnungen 17 und 19 sind in zu öffnender
Weise durch Rückschlagventile 15 verschlossen, die durch
Rückhalter 16 abgestützt sind. Die Rückschlagventile 15 und
die Rückhalter 16 sind als einstückige Baugruppe gemäß Dar
stellung in Fig. 4 ausgebildet und an der Stirnplatte 4a der
stationären Schneckeneinheit 4 mit Hilfe von Schraubenbolzen
25 gemäß Darstellung in Fig. 3 befestigt. Sofern erforderlich
können separate Einheiten, je mit einem Rückschlagventil 15
und einem Rückhalter 16, anstelle der obengenannten einstückigen
Baugruppe verwendet werden.
Fig. 5A bis 5D zeigen eine Veränderung der Lagebeziehung zwi
schen der bewegbaren und der stationären Schneckeneinheit 3
bzw. 4 während einer vollständigen Orbitalbewegung der beweg
baren Schneckeneinheit 3 nach Abschluß des Ansaugens des gas
förmigen Kühlmittels in den Kompressor, und zwar mit vier un
terschiedlichen Stellungen der bewegbaren Schneckeneinheit 3,
die sich von einer Stellung zur nächsten Stellung im Wege
einer Orbitalbewegung bewegt ist, die um etwa 90° voneinander
getrennt sind. Gemäß Darstellung in Fig. 5A bis 5D sind die
Bypassöffnungen 17 so angeordnet, daß jede einer Vielzahl von
Taschen 20 konstant mit einer der Bypassöffnungen 17 oder der
Abgabeöffnung 19 in Verbindung steht. Die Bypassöffnungen 17
machen es möglich, daß jede der Taschen 20 konstant im Bypass
zur Abgabekammer 24 hin angeschlossen wird.
Der Abgabeanschluß 23 steht über das Rückschlagventil 31 mit
einem Kondensator (nicht dargestellt) der Klimaanlage fluid
technisch in Verbindung, und der Ansauganschluß 21 steht mit
einem Verdampfer der Klimaanlage fluidtechnisch in Verbin
dung. Der Ansauganschluß 21 und der Abgabeanschluß 23 stehen
über einen Fluidkanal 32, in dem ein Solenoidventil 33 ange
ordnet ist, miteinander fluidtechnisch in Verbindung, um den
Durchtritt des Kühlmittels durch den Fluidkanal 32 hindurch
zu regeln.
Gemäß Darstellung in Fig. 2 ist dann, wenn das Solenoidventil
33 nicht erregt ist, dieses Solenoidventil zu seiner Schließ
stellung bewegt, um den Fluidkanal 32 zu unterbrechen, und
entsprechend ist die Fluidverbindung zwischen dem Ansaugan
schluß 21 und dem Abgabeanschluß 23 unterbunden. Wenn das So
lenoidventil 33 erregt wird, bewegt es sich zu seiner Öff
nungsstellung gemäß Darstellung in Fig. 1, und gestattet der
Fluidkanal 32 die Strömung des Kühlmittels vom Abgabeanschluß
23 zum Ansauganschluß 21.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Schneckenkompressors
der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2
und 5 beschrieben.
Wenn das Solenoidventil 33 nicht erregt ist, wie in Fig. 2
dargestellt ist, stehen der Ansauganschluß 21 mit dem Ver
dampfer und der Abgabeanschluß 23 mit dem Kondensator in Ver
bindung. Auf diese Weise führt der Kompressor den regulären
Kompressionsbetrieb durch, und herrscht der Abgabedruck in
der Abgabekammer 24, um diesen an der Rückseite der jeweili
gen Rückschlagventile 15 zur Einwirkung zu bringen. Somit
werden die Bypassöffnungen 17 mittels der Rückschlagventile 15
unter dem Abgabedruck geschlossen, und wird das in die jewei
ligen Taschen 20 eingesaugte Kühlmittel allmählich entspre
chend der Orbitalbewegung der bewegbaren Schneckeneinheit 3
komprimiert und, wenn der Druck des komprimierten Kühlmittels
auf den Abgabedruck anwächst, aus den Taschen 20 in die Abga
bekammer 24 entweder durch die Bypassöffnungen 17 oder durch
die Abgabeöffnung 19 hindurch abgegeben. Das abgegebene Kühl
mittelgas wird nach der Komprimierung von der Abgabekammer 24
aus in Richtung auf den Kondensator der Klimaanlage geführt.
Da die jeweiligen Rückschlagventile 15 infolge einer Druck
differenz zwischen dem in der Abgabekammer 24 herrschenden
Druck und dem in den Taschen 20 herrschenden Druck und ent
sprechend bei Beginn des Betriebs des Kompressors in Richtung
auf die Bypassöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 oder von
diesen weg gedrückt werden, wird der Abgabedruck in der Abga
bekammer 24 nicht ausreichend erhöht. Somit besteht die Nei
gung dazu, daß das Kühlmittel aus einer der Taschen 20 abge
geben wird, die an Stellen radial weit weg vom Zentrum der
Abgabekammer 24 angeordnet sind. Während der Fortsetzung des
Kompressionsbetriebs des Kompressors wird der Abgabedruck des
komprimierten gasförmigen Kühlmittels in der Abgabekammer 24
allmählich erhöht. So werden diejenigen Bypassöffnungen 17,
die an Stellen radial vom Zentrum der Abgabekammer 24 abgele
gen angeordnet sind, verhältnismäßig dicht durch die Rück
schlagventile 15 verschlossen, und gestatten nur die Bypass
öffnungen 17, die an Stellen relativ dicht beim Zentrum der
Abgabekammern 24 angeordnet sind, und die Abgabeöffnung 19
die Abgabe des Kühlmittels aus den Taschen 20 in Richtung auf
die Abgabekammer 24, und wird schließlich dann, wenn der Ab
gabedruck in der Abgabekammer 24 weiter erhöht wird, um so
einen hohen Druck auf der Rückseite der Rückschlagventile 15
zur Einwirkung zu bringen, was die Bypassöffnungen 17
schließt, wird das komprimierte Kühlmittel durch ausschließ
lich die zentrale Abgabeöffnung 19 in die Abgabekammer 24 ab
gegeben. Danach wird der reguläre Kompressionsbetrieb des
Kompressors fortgesetzt.
Das komprimierte, gasförmige Kühlmittel in der Abgabekammer
24 wird in Richtung auf den Kondensator geführt und zirku
liert durch den Kühlkreis der Klimaanlage, bis das Kühlmittel
zum Ansauganschluß des Kompressors zurückkehrt.
Wenn das Solenoidventil 33 erregt und zu seiner Öff
nungsstellung, dargestellt in Fig. 1, bewegt wird, steht der
Abgabeanschluß 23 mit dem Ansauganschluß über den Fluidkanal
32 in Verbindung. Des weiteren wird der Druck des Kondensa
tors mittels des Rückschlagventils 31 (Fig. 1) daran gehin
dert, auf den Abgabeanschluß 23 einzuwirken, und wird daher
der Druck in der Abgabekammer 24 mit demjenigen in der An
saugkammer 22 ins Gleichgewicht gebracht. Entsprechend
herrscht in der Abgabekammer 24 an den Rückseiten der jewei
ligen Rückschlagventile 15 ein Druck gleich dem Ansaugdruck.
Es wirkt keine Druckdifferenz an jedem der Rückschlagventile
15, und das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 wird aus
den Taschen 20 in Richtung auf die Abgabekammer 24 abgegeben,
ohne einer Kompression in den Taschen 20 ausgesetzt zu sein,
und zwar durch die Bypassöffnungen 17 oder die Abgabeöffnung
19 hindurch. Das Kühlmittel wird dann direkt von der Abgabe
kammer 24 zur Ansaugkammer 22 über den Abgabeanschluß 23, den
Fluidkanal 32, das Solenoidventil 33 und den Ansauganschluß
21 geführt. Auf diese Weise zirkuliert das Kühlmittel, aus
schließlich ohne komprimiert zu werden, und ist der Betrieb
des Kompressors ein solcher mit Null-Kapazität. Das zirkulie
rende Kühlmittel ist von einem in ihm suspendierten Schmieröl
begleitet, und daher können die Wellendichtung 13 und die
Wälzlager 11 und 12 in geeigneter Weise durch das zirkulie
rende Schmieröl geschmiert werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß bei
dem Kühlmittel-Schneckenkompressor der ersten Ausführungsform
der Null-Kapazitätsbetrieb des Kompressors infolge der Bypass
öffnungen 17, der Rückschlagventile 15 und des Solenoidven
tils 33 im Fluidkanal 32 realisiert werden kann. Entsprechend
ist es möglich, auf eine Solenoidkupplung auf der Kraftüber
tragungsstrecke von einer Antriebsquelle, beispielsweise
einem Fahrzeugmotor, zur Kurbelwelle 5 des Kompressors zu
verzichten. Als Ergebnis hiervon können die Gesamtgröße des
im Motorraum eines Fahrzeugs untergebrachten Kühlmittel-
Schneckenkompressors verkleinert und dessen Herstellungsko
sten gesenkt werden. Da der Kompressor infolge der Möglich
keit eines Null-Kapazitätsbetriebs kontinuierlich betrieben
werden kann, besteht des weiteren die Möglichkeit, eine auf
die Antriebsquelle, d. h. den Fahrzeugmotor, zur Einwirkung
gebrachte Laständerung zu verringern, wenn der Betrieb des
Kompressors vom Null-Kapazitätsbetrieb auf einen regulären
Kompressionsbetrieb umgeschaltet wird, der die benötigte
Menge komprimierten, gasförmigen Kühlmittels zur Verfügung
stellt. Somit wird auf den Fahrer oder andere Personen im
Fahrzeug kein unangenehmer Stoß zur Einwirkung gebracht.
Es ist zu beachten, daß die Anordnung der durch die jeweili
gen Rückschlagventile 15 geschlossenen Bypassöffnungen 17 und
der Rückhalter 16, sofern erforderlich, verändert werden
kann.
Fig. 6A bis 6D zeigen eine abgewandelte Anordnung der bei
einem Kühlmittel-Schneckenkompressor vorgesehenen Bypassöff
nungen. Bei der vorstehend angegebenen Anordnung der Bypass
öffnungen der ersten Ausführungsform ist die Vielzahl von By
passöffnungen 17 auf einer im wesentlichen geraden Linie ange
ordnet, die sich im wesentlichen entlang eines Durchmessers
der Stirnplatte 4a der stationären Schneckeneinheit 4 er
streckt. Jedoch ist bei der Anordnung von Fig. 2 entsprechend
der zweiten Ausführungsform eine Vielzahl von Bypassöffnungen
17 auf zwei einander rechtwinklig kreuzenden Linien angeord
net, die sich etwa im Zentrum der Abgabeöffnung 19 kreuzen.
Bei dieser Anordnung stehen alle Kompressionskammern oder Ta
schen 20 mit einer der Bypassöffnungen 17 oder der Abgabeöff
nung 19 in Verbindung, und kann entsprechend das Kühlmittel
in den Taschen 20 im Bypass von den Taschen 20 aus zur Abgabe
kammer 24 über die Bypassöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19
hindurch geführt werden. Die Anordnung der Bypassöffnungen ist
nicht auf die in Fig. 5A bis 5D und 6A bis 6D dargestellte
Anordnung beschränkt.
Bei den vorstehend beschriebenen Anordnungen der Bypassöffnun
gen 17 ist der Öffnungsbereich der Bypassöffnungen, die für
jede der Vielzahl von Taschen 20 vorgesehen sind, konstant
eingestellt unabhängig von der Bewegung der jeweiligen Ta
schen 20 vom äußeren Bereich in Richtung auf den zentralen
Bereich der stationären Schneckeneinheit 4. In Reaktion auf
den Kompressionsbetrieb in jeder der Taschen 20, die durch
die Orbitalbewegung der bewegbaren Schneckeneinheit 3 vom äu
ßeren Bereich in Richtung auf den zentralen Bereich der sta
tionären Schneckeneinheit 4 bewegt werden, während ihre je
weiligen Volumina verkleinert werden, nimmt der Druck des
komprimierten Kühlmittels innerhalb der jeweiligen Taschen 20
zu, und muß das Kühlmittel einem erhöhten Druckverlust ausge
setzt werden, während es durch die Bypassöffnungen 17 hin
durchströmt. Um den vorstehend genannten Nachteil auszuschal
ten, ist die Anordnung der Bypassöffnungen 17, dargestellt in
Fig. 7, so verbessert, daß der Öffnungsbereich der Bypassöff
nungen 17 für jede der Vielzahl von Taschen 20, die zwischen
der bewegbaren Schneckeneinheit 3 und der stationären Schnecken
einheit 4 ausgebildet sind, in Reaktion auf die Bewegung
der jeweiligen Taschen 20 vom äußeren Bereich in Richtung auf
den zentralen Bereich der stationären Schneckeneinheit 4 ver
größert wird.
Fig. 7 bis 12 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfin
dung.
Wie in Fig. 7 am besten dargestellt ist, sind die Vielzahl
von Bypassöffnungen 17 und die zentrale Abgabeöffnung 19 (Fig. 11)
in der Stirnplatte 4a der stationären Schneckeneinheit 4
als dort ausgebildete Durchgangsbohrungen angeordnet, um eine
Fluidverbindung zwischen den jeweiligen Taschen 20 und der
Abgabekammer 24 zu schaffen (Fig. 11). Die Bypassöffnungen 17
und die Abgabeöffnung 19 sind durch Rückschlagventile 15 ab
gedeckt, die durch Rückhalteplatten 16 abgestützt sind. Die
Rückschlagventile 15 und die Rückhalteplatten 16 sind zusam
mengebaut und an der Stirnplatte 4a mit Schraubenbolzen gemäß
Darstellung in Fig. 8 und 9 befestigt.
Fig. 10A bis 10D zeigen die Beziehung zwischen der bewegbaren
Schneckeneinheit 3 und der stationären Schneckeneinheit 4 des
Kühlmittel-Schneckenkompressors der dritten Ausführungsform
in Hinblick auf vier unterschiedliche Stellungen, die in Win
kelrichtung um etwa ein Viertel einer vollständigen Orbital
bewegung der bewegbaren Schneckeneinheit 3 voneinander beab
standet sind. Es ist zu beachten, daß die zwischen der beweg
baren Schneckeneinheit und der stationären Schneckeneinheit
ausgebildeten Taschen 20 während der Orbitalbewegung der be
wegbaren Schneckeneinheit 3 allmählich in Richtung auf das
Zentrum der zwei Schneckeneinheiten 3 und 4 bewegt werden,
wobei ihre Volumina verkleinert werden. Jedoch kann entspre
chend der Anordnung der Bypassöffnungen 17 und der Abgabeöff
nung 19 der dritten Ausführungsform jede der Vielzahl von Ta
schen 20 konstant mindestens eine Bypassöffnung 17 oder die
Abgabeöffnung 19 aufweisen. Somit können die Taschen 20 wäh
rend ihrer Bewegung konstant mit der Abgabekammer 24 in Ver
bindung stehen. Die Bypassöffnungen 17 sind entlang des Spi
ralelements 4b der stationären Schneckeneinheit 4 angeordnet,
und wenn der Winkel zwischen zwei benachbarten Bypassöffnungen
17 in Hinblick auf das Zentrum des Spiralelements 4b der sta
tionären Schneckeneinheit 4 als ΔΘ bezeichnet wird, ist der
Winkel AΘ irgendwelcher zwei benachbarter Bypassöffnungen 17
kleiner als derjenige von zwei anderen benachbarten Bypassöff
nungen 17, solange die beiden erstgenannten beiden Öffnungen
17 im Vergleich mit den letztgenannten beiden benachbarten
Öffnungen 17 weit vom Zentrum des Spiralelements 4b angeord
net sind. Diese winkelmäßige Anordnung der Bypassöffnungen 17
ist am besten in Fig. 7 dargestellt.
Beispielsweise besitzen gemäß Fig. 10A die mit "20a" bezeich
nete Tasche zwei Bypassöffnungen 17 und die mit "20b" bezeich
nete Tasche, die näher beim Zentrum des Spiralelements 4b der
stationären Schneckeneinheit 4 angeordnet ist, vier Bypassöff
nungen 17. Somit ist zu beachten, daß in Reaktion auf die Be
wegung die jeweiligen Taschen 20 in Richtung auf das Zentrum
der stationären Schneckeneinheit 4 der Gesamtöffnungsbereich
der Bypassöffnungen 17 für jede Tasche größer wird.
Gemäß Fig. 11 ist der Schneckenkompressor der dritten Ausfüh
rungsform demjenigen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungs
form insoweit ähnlich, wie die Abgabekammer 24 mit einem Kon
densator (nicht dargestellt) einer Fahrzeug-Klimaanlage über
den Versorgungsanschluß 23 und das Rückschlagventil 31 in
Verbindung steht. Der Ansauganschluß 21, der in die Saugkam
mer 22 einmündet, steht mit einem Verdampfer (nicht darge
stellt) der Klimaanlage in Verbindung. Der Ansauganschluß 21
ist mit dem Abgabeanschluß 23 über den Fluidkanal 32 mit
einem solenoidbetätigten EIN-AUS-Ventil 33 fluidtechnisch
verbunden. Wenn das solenoidbetätigte EIN-AUS-Ventil 33 nicht
erregt ist, sind der Ansauganschluß 21 und der Abgabeanschluß
23 durch das Ventil 33 gemäß Darstellung in Fig. 1 in fluid
technischer Hinsicht voneinander getrennt, und wenn das sole
noidbetätigte EIN-AUS-Ventil 33 erregt ist, sind der Ansaug
anschluß 21 und der Abgabeanschluß 23 über das offene soleno
idbetätigte EIN-AUS-Ventil 33 miteinander fluidtechnisch ver
bunden.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Kühlmittel-Schnecken
kompressors der dritten Ausführungsform beschrieben.
Wenn das solenoidbetätigte EIN-AUS-Ventil 33 nicht erregt
ist, ist die Verbindung zwischen dem Ansauganschluß 21 und
dem Abgabeanschluß 23 unterbrochen, und wird der reguläre
Kompressionsbetrieb des Kompressors durch Drehung der Kurbel
welle 5 durchgeführt. Somit herrscht in der Abgabekammer 24
der reguläre Abgabedruck, der auf die Rückseiten der jeweili
gen Rückschlagventile 15 einwirkt. Daher wird das Kühlmittel
in den jeweiligen Taschen 20 infolge der Orbitalbewegung der
bewegbaren Schneckeneinheit 3 gegenüber der stationären
Schneckeneinheit 4 allmählich komprimiert, so daß der Druck
des Kühlmittels einen gegebenen hohen Drucklevel erreicht und
dann das Kühlmittel aus der Tasche 20 durch die Abgabeöffnung
19 in Richtung auf die Abgabekaminer 24 abgegeben wird. Das in
die Abgabekammer 24 eintretende Kühlmittel wird anschließend
von der Abgabekammer 24 aus in Richtung auf den Kondensator
der Klimaanlage über den Abgabeanschluß 23 abgegeben.
Wenn das solenoidbetätigte EIN-AUS-Ventil 33 erregt ist, um
eine Fluidverbindung zwischen dem Ansauganschluß 21 und dem
Abgabeanschluß 23 auszubilden, ist der in der Abgabekammer 24
herrschende Druck gleich dem Ansaugdruck, der im Ansaugan
schluß 21 und in der Ansaugkammer 22 herrscht. Somit wirkt
der Ansaugdruck auf die Rückseite der jeweiligen Rückschlag
ventile 15 in der Ansaugkammer 24. Daher wird das in Kühlmit
tel in den jeweiligen Taschen 20 leicht aus den Taschen 20 in
Richtung auf die Abgabekammer 24 durch die Bypassöffnungen 17
oder die Abgabeöffnung 19 hindurch abgegeben. Das in Richtung
auf die Abgabekammer 24 abgegebene Kühlmittel wird dann im
Umlauf durch den Fluidkanal 32 und das offene solenoidbetä
tigte EIN-AUS-Ventil 33 in Richtung auf die Ansaugkammer 22
des Kompressors durch den Ansauganschluß 21 hindurch im Um
lauf geführt. Das Kühlmittel zirkuliert nicht durch den Kühl
kreis der Klimaanlage, und der Kühlmittel-Schneckenkompressor
führt einen Null-Kapazitätsbetrieb durch.
Es ist zu beachten, daß während des Null-Kapazitätsbetriebs
des Kompressors der Druck in den jeweiligen Taschen 20 in
folge des vorhandenen Druckverlustes, der durch das durch die
Bypassöffnungen 17 und den Fluidkanal 32 strömende Kühlmittels
verursacht wird, leicht erhöht wird. Folglich sollte der Be
trieb des Kompressors mit einer gegebenen Drehmomentgröße der
Antriebsquelle, d. h. des Fahrzeugmotors, versorgt werden.
In dieser Hinsicht ist bei dem Kompressor der dritten Ausfüh
rungsform der Erfindung die Anordnung der Bypassöffnungen 17
eine solche, daß der Gesamtöffnungsbereich der Bypassöffnungen
17 in Reaktion auf die Bewegung der jeweiligen Taschen 20 vom
äußeren Bereich der stationären Schneckeneinheit 4 in Rich
tung auf deren Zentrum vergrößert wird, wie zuvor bereits un
ter Bezugnahme auf Fig. 7 und 10A bis 10D beschrieben worden
ist.
In diesem Zustand ist der zuvor angesprochene Winkel
(Winkelsteigung) ΔΘ zwischen zwei benachbarten Bypassöffnun
gen 17 so gestaltet, wie er durch die Gleichung (1) der geo
metrischen Beziehung definiert ist:
ΔΦ(n-1) = Φ₀ × k(n-1) (1),
wobei k eine Konstante und n die Anzahl der Bypassöffnungen 17
sowie Φ₀ ein gegebener Ausgangswert ist.
Wenn ein für den Antrieb des Kompressors dieser Ausführungs
form benötigtes Moment T(Nm) berechnet wird, indem k als ein
Parameter gewählt wird, kann das Ergebnis der Berechnung mit
tels einer Kurve mit einem Extrempunkt dargestellt werden,
wie in Fig. 12 gezeigt ist. Dies bedeutet, daß es möglich
ist, eine optimale Anordnung der Bypassöffnungen 17 zu wählen,
die den Druckverlust während des Null-Kapazitätsbetriebs des
Kompressors auf ein Minimum herabgesetzt. Demzufolge ist es
möglich, den Kompressor ohne eine Solenoidkupplung zwischen
dem Fahrzeugmotor und dem Kompressor zu betreiben.
Fig. 13 zeigt den Kühlmittel-Schneckenkompressor der vierten
Ausführungsform der Erfindung.
Der Kompressor der vierten Ausführungsform ist dadurch ge
kennzeichnet, daß ein Fluidkanal, der im wesentlichen dem
Fluidkanal 32 der dritten Ausführungsform entspricht, im Kor
pus des Kompressors so angeordnet ist, daß er mit einer
Schieberventileinheit und einem Ventilbetätiger zusammenar
beitet.
Es ist zu beachten, daß gemäß Fig. 13 viele Bereiche des
Schneckenkompressors, die demjenigen des Kompressors der vor
stehend beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich sind,
mit gleichen Bezugszeichen wie diejenigen des Kompressors von
Fig. 1 und 2 bezeichnet sind.
Bei dem in Fig. 13 dargestellten Kompressor der vierten Aus
führungsform ist die stationäre Schneckeneinheit 4 sandwich
artig eng und abdichtend zwischen dem vorderen und dem hinte
ren Gehäuseteil 1 und 2 angeordnet, die über geeignete
Schraubenbolzen (nicht dargestellt) miteinander verbunden
sind. Die stationäre Schneckeneinheit 4 besitzt eine Stirn
platte 4a, in der eine Vielzahl von Bypassöffnungen 17 und
eine Abgabeöffnung 19 als Bohrung ausgebildet sind, um eine
Fluidverbindung zwischen einer Vielzahl von Taschen 20 und
der Abgabekammer 24 zu schaffen, die durch das hintere Gehäu
seteil 2 begrenzt ist. Eine Vielzahl von Rückschlagventilen
15 und Ventilrückhalteplatten 16 ist in der Abgabekammer 24
angeordnet und an der Stirnplatte 4a der stationären Schnecken
einheit 4 mit Hilfe von Schraubenbolzen (nicht darge
stellt) befestigt. Das hintere Gehäuseteil 2 mit der Abgabe
kammer 24 ist mit dem Abgabeanschluß 23 ausgestattet, um die
Abgabekammer 24 mit einem Kondensator (nicht dargestellt)
einer Fahrzeug-Klimaanlage über ein Rückschlagventil 31
fluidtechnisch zu verbinden. Das hintere Gehäuseteil ist des
weiteren mit einer radialen Bypassöffnung 42 und einer dort
ausgebildeten Ventilaufnahmekammer 43 ausgestattet, und die
radiale Bypassöffnung 42 steht mit der Ventilaufnahmekammer 43
in Verbindung. In der Ventilaufnahmekammer 43 ist ein Schie
berventil 40 aufgenommen, das mittels eines Ventilbetätigers
41 in Richtung zum Öffnen und Schließen eines Endes der By
passöffnung 42 linear bewegt wird. Die Ventilaufnahmekammer 43
besitzt des weiteren ein Ende, das mit dem Ansauganschluß 21
über einen linearen Kanalbereich 32b des Fluidkanals 32, der
in der stationären Schneckeneinheit 4 ausgebildet ist, und
über einen anderen geneigten Kanalbereich 32a des Fluidkanals
32 fluidtechnisch in Verbindung steht, der im vorderen Gehäu
seteil ausgebildet ist.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Kühlmittel-Schnecken
kompressors der vierten Ausführungsform unter Bezugnahme auf
Fig. 14A, 14B und 15 beschrieben.
Gemäß Darstellung in Fig. 14A steht, wenn das Schieberventil
40 zu einer die radiale Bypassöffnung 42 verschließenden Stel
lung bewegt ist, der Kompressor mit einem Kondensator der
Fahrzeug-Klimaanlage über den Abgabeanschluß 23 des hinteren
Gehäuseteils 2 und mit einem Verdampfer der Klimaanlage in
Verbindung. Auf diese Weise führt der Kompressor den regulä
ren Kompressionsbetrieb aus. Entsprechend herrscht ein hoher
Abgabedruck in der Abgabekammer 24, und wirkt dieser auf die
Rückseite der jeweiligen Rückschlagventile 15 ein, um diese
fegen die Bypassöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 zu drücken.
Daher wird das in die jeweiligen Taschen 20 eingesaugte
Kühlmittel dort in Reaktion auf die Orbitalbewegung der be
wegbaren Schneckeneinheit 3 allmählich komprimiert, bis das
komprimierte Kühlmittel einen hohen Abgabedruck besitzt und
von den Taschen 20 aus in die Abgabekammer 24 über die Bypass
öffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19 abgegeben wird. Das
komprimierte Kühlmittel in der Abgabekammer 24 wird anschlie
ßend in Richtung auf den Kondensator der Klimaanlage über den
Abgabeanschluß 23 abgegeben. Dann strömt das Kühlmittel durch
den Kühlkreis der Klimaanlage, die den Verdampfer umfaßt, von
dem aus das Kühlmittelgas zum Ansauganschluß 21 des Kompres
sors zurückströmt.
Wenn das Schieberventil 40 mittels des Ventilbetätigers 41 zu
seiner Öffnungsstellung bewegt wird, wird die radiale Bypass
öffnung 42 gemäß Darstellung in Fig. 14B geöffnet, wird die
Abgabekammer 24 mit dem Ansauganschluß 21 über die offene ra
diale Bypassöffnung 42 und mit den Fluidkanalbereichen 32b und
32a des Fluidkanals 32 fluidtechnisch verbunden. In diesem
Zustand bewegt sich infolge der Anordnung des Rückschlagven
tils 31 zwischen dem Abgabeanschluß 23 und dem Kondensator
das Kühlmittel der Abgabekammer 24 durch die radiale Bypass
öffnung 42 und den Fluidkanal 32 zum Ansauganschluß 21, wo
das Kühlmittel in die Ansaugkammer 22 eingesaugt wird. Da der
in der Abgabekammer 24 herrschende Druck im wesentlichen
gleich dem in der Ansaugkaminer 22 herrschenden Druck ist,
wird die Rückseite der Rückschlagventile 15 durch den Druck
beaufschlagt, der gleich dem Ansaugdruck ist. Somit werden
die Rückschlagventile 15 in Richtung auf die Bypassöffnungen
17 oder die Abgabeöffnung 19 bewegt oder von dort wegbewegt,
und zwar infolge ihrer Eigenelastizität. Wenn das Kühlmittel
in den jeweiligen Taschen 20 einen Druck aufweist, der aus
reicht, die elastische Kraft der jeweiligen Rückschlagventile
15 zu überwinden, werden daher diese Ventile 15 leicht geöff
net, damit das Kühlmittel aus den Taschen 20 in Richtung auf
die Abgabekammer 24 durch die Bypassöffnungen 17 oder die Ab
gabeöffnung 19 hindurch abgegeben werden kann und nicht kom
primiert wird. Das Kühlmittel in der Abgabekammer 24 kann an
schließend in Richtung auf den Ansauganschluß 21 durch die
radiale Bypassöffnung 42 und den Fluidkanal 32 (die Kanalbe
reiche 32a und 32b) hindurchströmen und wird dann in die An
saugkammer 22 eingesaugt. Das Kühlmittel wird nicht in Rich
tung auf den Kühlkreis der Klimaanlage des Kompressors abge
geben. Somit führt der Kühlmittel-Schneckenkompressor den
Null-Kapazitätsbetrieb durch. Somit kann der Kompressor vom
regulären Kompressionsbetrieb auf den Null-Kapazitätsbetrieb
und umgekehrt durch die Betätigung des Schieberventils 40 um
geschaltet werden.
Der Kühlmittel-Schneckenkompressor der vierten Ausführungs
form der Erfindung ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß die
Kapazität des Kompressors, d. h. die Menge des vom Kompressor
abgegebenen komprimierten Kühlmittels, kontinuierlich zwi
schen der Null-Kapazität und der 100%-Kapazität verändert
werden kann. Die kontinuierliche Veränderung der Kapazität
des Kompressors wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 15
beschrieben.
Im Diagramm von Fig. 15 ist auf der Koordinate das Verhältnis
der Strömungsmenge des Kühlmittels, die während des Betriebs
des Kompressors durch den Kühlkreis der Klimaanlage fließt,
bezogen auf die Strömungsmenge des Kühlmittels während des
100%-Kapazitätsbetriebs des Kompressors dargestellt. Wenn der
Kompressor mit der 100%-Kapazität betrieben wird, wird die
Strömungsmenge des Kühlmittels mit "1" angenommen, und wenn
der Kompressor mit 0%-Kapazität betrieben wird, wird die
Strömungsmenge des Kühlmittels mit "0" angenommen.
Auf der Abszisse des Diagramms von Fig. 15 ist das Verhältnis
zwischen der Zeitdauer, während der das Schieberventil 40 die
radiale Bypassöffnung 42 infolge des "EIN"-Schaltzustandes des
Ventilbetätigers 41 verschließt, und der Zeitdauer, während
der das Schieberventil 40 die radiale Bypassöffnung 42 infolge
des "AUS"-Schaltzustandes des Ventilbetätigers 41 öffnet,
dargestellt.
Wenn das Schieberventil 40 die radiale Bypassöffnung 42 in
folge einer konstanten Erregung (EIN) des Ventilbetätigers 41
konstant geschlossen hält, wird der Kompressor mit der 100%-
Kapazität betrieben, und wenn das Schieberventil 40 die ra
diale Bypassöffnung 42 infolge einer konstanten Nicht-Erregung
(AUS) des Ventilbetätigers 41 geöffnet hält, wird der Kom
pressor mit der 0%-Kapazität betrieben. Wenn das Verhältnis
zwischen der Zeitspanne des EIN-Schaltzustandes und der Zeit
spanne des AUS-Schaltzustandes des Ventilbetätigers 41 1 : 1
ist, d. h. wenn das Verhältnis von (EIN/EIN+AUS) gleich 1/2
ist, wird der Kompressor mit einer 50%-Kapazität betrieben.
Daher ist bei Betrachtung des Diagramms von Fig. 15 zu beach
ten, daß, wenn das Verhältnis der Zeitspanne des EIN-Schalt
zustandes und des AUS-Schaltzustandes des Ventilbetätigers 41
einstellbar verändert wird, der Betrieb des Kompressors von
der 0%-Kapazität zur 100%-Kapazität einstellbar sein und kon
tinuierlich verändert werden kann.
Bei der Kapazitätsveränderung von herkömmlichen Kühlmittel
kompressoren unter Verwendung einer herkömmlichen solenoidbe
tätigten Kupplung führt die EIN-AUS-Steuerung der solenoidbe
tätigten Kupplung zu einer Verkürzung der Betriebsstandzeit
der Kupplung, und ist die Reaktionscharakteristik des Be
triebs der solenoidbetätigten Kupplung im Verhältnis zur Kom
bination aus Schieberventil 40 und Ventilbetätiger 41, die
bei dem Kompressor der vierten Ausführungsform der Erfindung
verwendet werden, verhältnismäßig gering. Gemäß der vierten
Ausführungsform kann nämlich die Kapazität des Kompressors im
Wege der Schiebebewegung des Schieberventils 40, für die der
Ventilbetätiger 41 sorgt, leicht verändert werden.
Bei dem herkömmlichen Kompressor muß eine komplizierte Kapa
zitätsveränderungseinrichtung im Kompressor vorgesehen wer
den, und sind die Herstellungskosten des herkömmlichen Kühl
mittelkompressors variabler Kapazität für eine Fahrzeuge
Klimaanlage verhältnismäßig hoch, und ist die Gesamtgröße des
herkömmlichen Kompressors variabler Kapazität groß.
Im Gegensatz hierzu kann der Kühlmittel-Schneckenkompressor
der vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsform auf eine
Solenoidkupplung verzichten, und gestattet der Einbau der
Vielzahl von Rückschlagventilen 15, des Rückschlagventils 31
im Kühlmittel-Abgabekreis und die Kombination des Schieber
ventils 40 und des Ventilbetätigers 41, daß der Kompressor
sofern erforderlich mit verschiedenen Kapazitäten zwischen 0%
und 100% betrieben werden kann. Daher kann ein leichter und
kleiner Kühlmittel-Schneckenkompressor variabler Kapazität zu
verhältnismäßig geringen Herstellungskosten erreicht werden.
Fig. 16, 17A und 17B zeigen den Kühlmittel-Schneckenkompres
sor einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
Der Kompressor der fünften Ausführungsform unterscheidet sich
von dem Kompressor der vorstehend beschriebenen vierten Aus
führungsform dadurch, daß das Schieberventil der vierten Aus
führungsform durch ein zylindrisches Drehventil 45 ersetzt
ist, das mittels eines Drehventilbetätigers 41 drehbar betä
tigt wird. Das zylindrische Drehventil 45 ist an seinem Auße
numfang mit einem verkleinerten Durchmesserbereich ausgebil
det, der sich über die gesamte Axiallänge desselben er
streckt. Wenn das zylindrische Drehventil 45 mittels des
Drehventilbetätigers 41 gedreht wird und wenn der im Durch
messer verkleinerte Bereich des Drehventils 45 nicht mit der
radialen Bypassöffnung 42 gemäß Darstellung in Fig. 17A fluch
tet, ist die Öffnung 42 durch den Außenumfang des Drehventils
45 geschlossen. Wenn der im Durchmesser verkleinerte Bereich
des Drehventils 45 zu einer Stellung gedreht wird, in der er
mit der radialen Bypassöffnung fluchtet, ist die Öffnung 42
geöffnet. Somit kann der Betrieb des Kompressors dieser Aus
führungsform von der 0%-Kapazität zur 100%-Kapazität und um
gekehrt umgeschaltet werden.
Es ist auch zu beachten, daß, weil die Drehung des zylindri
schen Drehventils 45 zu seiner Öffnungs- und seiner Schließ
stellung mittels des Drehventilbetätigers 41 in der gleichen
EIN-AUS-Steuerungsweise wie das Schieberventil 40 der vierten
Ausführungsform gesteuert werden kann, der Kompressor der
fünften Ausführungsform ein Kühlmittel-Schneckenkompressor
kontinuierlich veränderlicher Kapazität sein kann.
Fig. 18, 19A und 19B zeigen eine sechste Ausführungsform der
Erfindung.
Der Schneckenkompressor der sechsten Ausführungsform ist ähn
lich dem Kompressor der vierten Ausführungsform von Fig. 13,
unterscheidet sich von letzterem jedoch dadurch, daß die ra
diale Öffnung 42 mittels eines Reedventils 46 geöffnet oder
geschlossen wird, das in der Ventilaufnahmekammer 43 angeord
net und am hinteren Gehäuseteil 2 mittels eines Schraubenbol
zens 44 befestigt ist. Das Reedventil 46 kann zu einer Öff
nungsstellung von der radialen Bypassöffnung 42 weg und zu
einer Schließstellung, in Berührung mit der Öffnung 42, mit
tels eines elektromagnetischen Ventilbetätigers 41 bewegt
werden, der an einer Stelle in der Nähe des freien Endes des
Reedventils 46 angeordnet ist. Wenn der Elektromagnet elek
trisch erregt wird, wird das Reedventil 46 vom Elektromagnet
41 magnetisch angezogen, um zu seiner Schließstellung bewegt
zu werden, um dadurch die Fluidverbindung zwischen dem An
sauganschluß 21 und der Abgabekammer 24 zu unterbrechen. Auf
diese Weise kann der Kompressor mit der 100%-Kapazität be
trieben werden. Wenn der Elektromagnet 41 nicht erregt ist,
ist das Reedventil 46 unter der Druckdifferenz zwischen den
Drücken in der Abgabekammer 24 und in der Ventilaufnahmekam
mer 43 in seine Öffnungsstellung bewegt. Auf diese Weise kann
der Kompressor theoretisch mit der 0%-Kapazität betrieben
werden.
Es ist weiter zu beachten, daß der Kompressor der sechsten
Ausführungsform infolge der EIN-AUS-Steuerung des Reedventils
46 mittels des Elektromagnet 41, in der gleichen Weise wie
bei der vierten und der fünften Ausführungsform durchgeführt,
ein Kühlmittelkompressor mit kontinuierlich veränderlicher
Kapazität sein kann.
Fig. 20A und 20B zeigen eine siebte Ausführungsform der Er
findung.
Bei dem Kühlmittel-Schneckenkompressor dieser Ausführungsform
ist das hintere Gehäuseteil 2 mit der radialen Bypassöffnung
42 und einer Kammer 2a ausgestattet, die mit der Bypassöffnung
42 fluidtechnisch in Verbindung steht. Das vordere Gehäuse
teil 1 und die stationäre Schneckeneinheit 4 sind mit
Fluidkanälen 32a und 32b ausgestattet, die mit der vorstehend
genannten Kammer 2a und mit der Ansaugkammer 22 über den An
sauganschluß 21 in Verbindung stehen. Ein Schieberventil 47
ist in der stationären Schneckeneinheit 4 vorgesehen, um den
Strömungsdurchtritt des Kühlmittels im Fluidkanal 32b zu re
geln. Das Schieberventil 47 ist mittels einer Druckfeder 48,
die an einem Ende (dem inneren Ende) des Schieberventils 47
angeordnet ist, konstant in Richtung auf eine Stellung ge
drückt, in der die Kammer 2a eine Fluidverbindung zwischen
der Öffnung 42 und dem Fluidkanal 32b bildet. Der äußerste
Bereich des Spiralelements 4b der stationären Schneckenein
heit 4 ist mit einem dort eingebohrten Durchgangsloch 4d aus
gestattet, das die Einführung eines Drucks, der in der Tasche
20a herrscht, die im äußersten Bereich des Spiralelements 4b
ausgebildet ist, in das innere Ende des Schieberventils 47
gestattet. Des weiteren steht das andere Ende (das äußere
Ende) des Schieberventils 47 mit einem Hochdruck-Durchtritt
49 fluidtechnisch in Verbindung, der den hohem Druck der Ab
gabekammer 24 in das äußere Ende des Schieberventils 47 ein
führt. Ein solenoidbetätigtes Auswahlventil 50 ist im Hoch
druck-Durchtritt 49 angeordnet, um den Hochdruck-Durchtritt
49 selektiv zu öffnen oder zu schließen.
Fig. 20A zeigt den Kompressor der siebten Ausführungsform
beim Betrieb mit der 100%-Kapazität. Das solenoidbetätigte
Auswahlventil 50 ist zu seiner Öffnungsstellung bewegt, in
der der Hochdruck-Durchtritt 49 geöffnet ist. Daher wird ein
hoher Druck eingeführt, um auf das äußere Ende des Schie
berventils 47 einzuwirken. Somit wird das Schieberventil 47
zu seiner Schließstellung gemäß Darstellung in Fig. 20A be
wegt, indem die elastische Kraft der Druckfeder 48 überwunden
wird. Entsprechend wird die radiale Bypassöffnung 42 von den
Fluidkanälen 32a und 32b fluidtechnisch getrennt, und wird
das in die Abgabekammer 24 über die Bypassöffnungen 17 und die
Abgabeöffnung 19 abgegebene Kühlmittel in Richtung auf den
Kühlkreis der Klimaanlage über den Abgabeanschluß 23 abgege
ben.
Wenn das solenoidbetätigte Auswahlventil 50 zu seiner
Schließstellung gemäß Darstellung in Fig. 20B geschaltet
wird, wird andererseits der Kompressor mit der 0%-Kapazität
betrieben. Der Grund hierfür besteht darin, daß dann, wenn
der Hochdruck-Durchtritt 49 geschlossen ist, der am äußeren
Ende des Schieberventils 47 wirkende hohe Druck allmählich
entlastet und das Schieberventil 47 mittels der Druckfeder 48
zu seiner Öffnungsstellung bewegt wird, die eine Fluidverbin
dung zwischen der radialen Bypassöffnung 42 und dem Ansaugan
schluß 21 über die Fluidkanäle 32a und 32b schafft. Auf diese
Weise kann der Kompressor mit der 0%-Kapazität betrieben wer
den.
Fig. 21 bis 24 zeigen eine achte Ausführungsform der Erfin
dung.
Bei der achten Ausführungsform ist der Kühlmittel-Schnecken
kompressor mit einer Zwischenplatte 60 ausgestattet, die zwi
schen dem hinteren Gehäuseteil 2 und der stationären Schnecken
einheit 4 angeordnet ist. Die Zwischenplatte 60 teilt die
Abgabekammer 24 in eine erste Abgabekammer 24a und eine
zweite Abgabekammer 24b auf, die miteinander über eine Ver
bindungsöffnung 26 in Verbindung stehen. Ein Rückschlagventil
27 ist in der zweiten Abgabekammer 24b angeordnet und an der
Fläche der Zwischenplatte 60 befestigt, um die Verbindungs
öffnung 26 abzudecken. Die erste Abgabekammer 24a kann mit
dem Ansauganschluß 21 über eine endseitige Öffnung der ersten
Abgabekammer 24a und mit dem Fluidkanal 32 fluidtechnisch in
Verbindung stehen. Die eben genannten endseitige Öffnung der
ersten Abgabekammer 24a wird mittels eines verschiebbaren
Schieberventils 46 geschlossen und geöffnet, das mit einem
Ventilbetätiger 61 verbunden ist, der in einem Elektromotor
besteht. Gemäß Darstellung in Fig. 22 steuert der von dem
Elektromotor gebildete Ventilbetätiger 21 die Schiebebewegung
des Schieberventils 62 über eine Einrichtung zur Umwandlung
einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung, welche Einrich
tung einen Gewindebereich 61a umfaßt.
Fig. 23 zeigt die Anordnung der Bypassöffnungen 17, die in der
Stirnplatte 4a der stationären Schneckeneinheit 4 ausgebildet
sind, so daß eine Vielzahl von Taschen 20
(Kompressionskammern), die zwischen der bewegbaren Schnecken
einheit 3 und der stationären Schneckeneinheit 4 gebildet
sind, mit der ersten Abgabekammer 24a der Abgabekammer 24
über die Bypassöffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19 in Ver
bindung stehen können. Die Bypassöffnungen 17 und die Abgabe
öffnung 19 sind durch die Rückschlagventile 15 in der glei
chen Weise abgedeckt wie bei den vorausgehenden ersten bis
siebten Ausführungsformen der Erfindung.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der achten Ausführungsform
beschrieben.
Wenn der Kühlmittel-Schneckenkompressor dieser Ausführungs
form mit der 100%-Kapazität infolge der Abtrennung der ersten
Abgabekammer 24a vom Ansauganschluß 21 durch den Betrieb des
Schieberventils 62 betrieben wird, das durch den Ventilbetä
tiger 61 betätigt wird, ist gemäß Darstellung in Fig. 21 der
in der zweiten Abgabekammer 24b herrschende Druck gleich dem
Kondensationsdruck im Kühlmittelkreis der Klimaanlage. Da die
erste Abgabekammer 24a vom Fluidkanal 32 mittels des Schie
berventils 62 abgetrennt ist, steht weiter der Druck, der in
der ersten Abgabekammer 24a herrscht, mit dem Druck im
Gleichgewicht, der in der zweiten Abgabekammer 24b herrscht,
d. h. mit dem Kondensationsdruck im Kühlkreis. Auf diese Weise
sind die Rückschlagventile 15 in der ersten Abgabekammer 24a
gegen die Stirnfläche der stationären Schneckeneinheit 4 ge
drückt, um dadurch die Bypassöffnungen 17 und die Abgabeöff
nung 19 abzudecken. Daher wird das Kühlmittel in den jeweili
gen Taschen 20 infolge der Orbitalbewegung der bewegbaren
Schneckeneinheit 3 allmählich komprimiert und aus den Taschen
20 in Richtung auf die erste Abgabekammer 24a über die Bypass
öffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19 abgegeben. Das kompri
mierte Kühlmittel wird weiter aus der ersten Abgabekammer 24a
in Richtung auf die zweite Abgabekammer 24b über die Verbin
dungsöffnung 26 abgegeben und weiter in Richtung auf den Kon
densator der Klimaanlage abgegeben. Das Kühlmittel steht wei
ter durch den Kühlmittelkreis der Klimaanlage hindurch im Um
lauf und kehrt zum Ansauganschluß 21 des Kompressors zurück.
Wenn das Schieberventil 62 gemäß Darstellung in Fig. 24 mit
tels des Ventilbetätigers 61 zu seiner Öffnungsstellung be
wegt wird, um eine Fluidverbindung von der ersten Abgabekam
mer 24a zum Fluidkanal 32 zu bilden, steht der in der ersten
Abgabekammer 24a herrschende Druck im Gleichgewicht mit dem
Ansaugdruck in der Ansaugkammer 21 und im Ansauganschluß 21.
Der Druck in der zweiten Abgabekammer 24b wird gleich dem
Kondensationsdruck im Kühlkreis gehalten, und entsprechend
wird das in der zweiten Abgabekammer 24b angeordnete Rück
schlagventil 27 in seiner Schließstellung gehalten. Auf diese
Weise wird das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 in die
erste Abgabekammer 24a abgegeben und direkt in Richtung auf
den Fluidkanal 32 weiter geführt. Das Kühlmittel im Fluidka
nal 32 strömt dann in Richtung auf den Ansauganschluß 21,
durch den hindurch das Kühlmittel zur Ansaugkammer 22 zurück
kehrt. Hierbei wird der Kompressor mit der 0%-Kapazität be
trieben. Da die Rückschlagventile 15 keinem hohen Druck
ausgesetzt sind, kann das Kühlmittel in den jeweiligen Ta
schen 20 nicht komprimiert werden, und wird folglich das
Kühlmittel unter einem niedrigen Druck aus den jeweiligen Ta
schen 20 in Richtung auf die erste Abgabekammer 24a über die
Bypassöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 abgegeben.
Wenn bei der achten Ausführungsform der Betrieb des Kompres
sors vom regulären Betrieb mit der 100%-Kapazität zum Betrieb
mit der 0%-Kapazität umgeschaltet wird, sollte die Rückkehr
des Kühlmittels unter einem hohen Druck von der ersten Abga
bekammer 24a zum Ansauganschluß 21 vorzugsweise verhindert
werden. Auf diese Weise ist die erste Abgabekammer 24a in
Hinblick auf das kleinstmögliche Volumen gestaltet.
Fig. 25 bis 27 zeigen eine neunte Ausführungsform der Erfin
dung.
Bei diesem Kühlmittel-Schneckenkompressor der neunten Ausfüh
rungsform sind die erste und die zweite Abgabekammer 24a und
24b mittels der Zwischenplatte 60 und des Rückschlagventils
27 voneinander getrennt, das in der zweiten Abgabekammer 24b
vorgesehen ist. Hierbei ist das Rückschlagventil 27 dazu vor
gesehen zu verhindern, daß das unter hohem Druck stehende
Kühlmittel aus der zweiten Abgabekammer 24b zu der ersten Ab
gabekammer 24a während des 0%-Kapazitätsbetriebs des Kompres
sors strömt. Daher kann das Rückschlagventil 27 der achten
Ausführungsform durch ein Schieberventil 28 gemäß Darstellung
in Fig. 25 ersetzt werden.
Wenn bei dem Kompressor der neunten Ausführungsform gemäß
Darstellung in Fig. 25 bis 27 das Schieberventil 28 mittels
des Betätigers 61 nach oben bewegt wird, um eine Fluidverbin
dung zwischen der ersten und der zweiten Abgabekammer 24a
bzw. 24b über eine Zwischenöffnung 26 eines Paars von Zwi
schenöffnungen auszubilden, d. h. über die untere Zwischenöff
nung 26, und um die Fluidverbindung zwischen der ersten Abga
bekammer 24a und der Ansaugkammer 22 durch Schließen der obe
ren Zwischenöffnung des Paars von Zwischenöffnungen zu unter
brechen, kann der Kompressor somit mit der 100%-Kapazität be
trieben werden.
Wenn das Schieberventil 28 gemäß Darstellung in Fig. 26 und
27 nach unten bewegt wird, wird der Kompressor von dem Be
trieb mit der 100%-Kapazität zu dem Betrieb mit der 0%-Kapa
zität umgeschaltet. Die erste Abgabekammer 24a und die zweite
Abgabekammer 24b sind nämlich voneinander getrennt, und die
erste Abgabekammer 24a steht mit der Ansaugkammer 22 über die
obere Zwischenöffnung 26, den Fluidkanal 32 und den Ansaugan
schluß 21 fluidtechnisch in Verbindung.
Es ist zu beachten, daß das Schieberventil 28 und der Ventil
betätiger 61 in einer Kammer untergebracht sind, die in der
Zwischenplatte 60 ausgebildet ist.
Fig. 28 zeigt eine zehnte Ausführungsform der Erfindung.
Der Kühlmittel-Schneckenkompressor dieser Ausführungsform un
terscheidet sich von derjenigen der achten und der neunten
Ausführungsform dadurch, daß ein Schieberventil 62 in Hin
blick auf eine Betätigung durch einen Ventilbetätiger vorge
sehen ist, der aus einem Elektromagnet 63 und einer Druckfe
der 64 besteht.
Des weiteren ist der Kompressor dieser Ausführungsform gegen
über dem Kompressor der ersten Ausführungsform, die in Fig. 1
bis 5B dargestellt ist, verbessert. Bei der ersten Ausfüh
rungsform wird nämlich das Solenoidventil 33 zum Umschalten
vom 100%-Kapazitätsbetrieb des Kompressors zum 0%-Kapazitäts
betrieb und umgekehrt verwendet. Wenn das Solenoidventil 33
zu seiner Öffnungsstellung bewegt ist, wird somit die Gesamt
menge des unter hohem Druck stehenden Kühlmittels in der Ab
gabekammer 24 in Richtung auf die Ansaugkammer 22 durch das
Solenoidventil 33 hindurch im Bypass geführt. Hierbei ist es
notwendig, daß das Solenoidventil 33 eine große Strömungska
pazität besitzt. Entsprechend ist das Solenoidventil 33 not
wendigerweise groß und schwer. Wenn der Kompressor mit Hoch
geschwindigkeit während seines 0%-Kapazitätsbetriebs betrie
ben wird, ist darüber hinaus die Menge des durch das Soleno
idventil 33 hindurchströmenden Kühlmittels groß, und ist ent
sprechend der Druckverlust im Solenoidventil 33 groß, und ist
seinerseits der Druckverlust des Kühlmittels im Fluidkanal 32
groß. Folglich ist der in der Abgabekammer 24 herrschende
Druck größer als der in der Ansaugkammer 22 herrschende
Druck. Somit bringt der Betrieb des Kompressors auf die An
triebsquelle desselben, d. h. einen Fahrzeugmotor, eine ungün
stige Last zur Einwirkung.
Der Kühlmittel-Schneckenkompressor der zehnten Ausführungs
form ist in Hinblick darauf gestaltet, das eben genannte un
günstige Problem zu überwinden, das bei dem Schneckenkompres
sor der ersten Ausführungsform auftritt.
Nachfolgend wird der Kompressor der zehnten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf Fig. 29 bis 33 im Detail beschrieben.
Der Kompressor ist mit einer Zwischenplatte 60 ausgestattet,
die zwischen der stationären Schneckeneinheit 4 und dem hin
teren Gehäuseteil 2 angeordnet ist, und eine erste Abgabekam
mer 24a und eine zweite Abgabekammer 24b sind durch die Zwi
schenplatte 60 in der gleichen Weise wie bei der achten Aus
führungsform von Fig. 21 und 22 gebildet. Die Zwischenplatte
60 ist mit Zwischenöffnungen 26 ausgestattet, die dort als
Bohrung vorgesehen sind, um eine Verbindung zwischen der er
sten Abgabekammer 24a und der zweiten Abgabekammer 24b zu
bilden. Die Zwischenöffnungen 26 sind durch Rückschlagventile
27 und durch Ventilhalter 29 abgedeckt. Die Rückschlagventile
27 und die Ventilhalter 29 sind in der zweiten Abgabekammer
24b angeordnet und an der Zwischenplatte 60 mit Hilfe von
Schraubenbolzen befestigt.
Gemäß Darstellung in Fig. 30 steht die erste Abgabekammer 24a
mit der Ansaugkammer 22 über den Fluidkanal 32 fluidtechnisch
in Verbindung, der durch ein linear bewegbares Schieberventil
71 versperrt und freigegeben werden kann. Eine Steuerkammer
72 ist an der Rückseite des Schieberventils 71 angeordnet und
mit der ersten Abgabekammer 24a über einen Steuerdruck-Durch
tritt 73 fluidtechnisch verbunden. Der Steuerdruck-Durchtritt
73 wird durch ein im hinteren Gehäuseteil 2 aufgenommenes So
lenoidventil 74 versperrt und freigegeben. Eine Druckfeder 75
ist in der Steuerkammer 72 in Hinblick darauf angeordnet,
einen elastischen Druck auf die Rückseite des Schieberventils
71 zur Einwirkung zu bringen.
Das hintere Gehäuseteil 2 ist mit einem Abgabeanschluß 23
ausgestattet, der mit einem Kondensator des Kühlkreises einer
Fahrzeug-Klimaanlage fluidtechnisch verbunden ist.
In Fig. 31 ist die Anordnung einer Vielzahl von Bypassöffnun
gen 17 und einer Abgabeöffnung 19 dargestellt. Die Bypassöff
nungen 17 und die Abgabeöffnung 19 sind so angeordnet, daß
die Taschen 20 zwischen der bewegbaren Schneckeneinheit 3 und
der stationären Schneckeneinheit 4 mit der ersten Abgabekam
mer 24a über die Bypassöffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19
während der Bewegung der Taschen 20 vom äußeren Bereich der
stationären Schneckeneinheit 4 zu deren Zentrum hin in Ver
bindung gebracht werden können.
Wenn bei dem beschriebenen Kompressor der zehnten Ausfüh
rungsform der Steuerdruckdurchtritt 73 mittels des Solenoid
ventils 74 nicht versperrt ist, wirkt der Abgabedruck an den
einander gegenüberliegenden Enden des Schieberventils 71, und
ist entsprechend das Schieberventil 71 keiner Druckdifferenz
ausgesetzt. Somit wird das Schieberventil 71 durch die Feder
kraft der Druckfeder 75 zu der in Fig. 29 dargestellten Stel
lung bewegt, um den Fluidkanal 32 zu verschließen, und wird
daher der Kompressor mit der regulären 100%-Kapazität betrie
ben. Da die zweite Abgabekammer 24b mit dem Kondensator des
Kühlkreises in Verbindung steht, herrscht ein Druck gleich
dem Abgabe- oder Kondensationsdruck in der zweiten Abgabekam
mer 24b. Da hierbei der Fluidkanal 32 verschlossen ist, wird
der Druck in der ersten Abgabekammer 24a auf den Kondensati
onsdruck gleich demjenigen in der zweiten Abgabekammer 24b
erhöht. Daher werden die Rückschlagventile 15 in der ersten
Abgabekammer 24a gegen die Bypassöffnungen 17 und die Abgabe
öffnung 19 durch den hohen Kondensationsdruck gedrückt. Ent
sprechend wird das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 in
Reaktion auf die Bewegung der Taschen 20 in Richtung auf das
Zentrum der stationären Schneckeneinheit 4 allmählich kompri
miert. Wenn das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 aus
reichend komprimiert wird, daß es den Abgabedruck aufweist,
wird es somit aus den Taschen 20 in Richtung auf die erste
Abgabekammer 24a und die zweite Abgabekammer 24b durch die
Bypassöffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19 hindurch abgege
ben. Wenn das Kühlmittel in die zweite Abgabekammer 24b abge
geben ist, wird es anschließend in Richtung auf den Kondensa
tor des Kühlkreises der Fahrzeug-Klimaanlage geführt. Das
Kühlmittel strömt dann durch den Kühlkreis und kehrt über den
Ansauganschluß 21 zum Kompressor zurück. Da hierbei die Menge
des durch das Solenoidventil 74 strömenden Kühlmittels klein
ist, kann das Solenoidventil 74 klein sein.
Wenn das Fluidventil 74 den Steuerdruckdurchtritt 73 ver
sperrt, tritt das Kühlmittel in der Steuerdruckkammer 72 all
mählich von dort in Richtung auf die Ansaugkammer 22 aus, und
wird der Druck in der Steuerdruckkammer 72 auf den Ansaug
druck abgesenkt. Somit tritt eine Druckdifferenz auf, die an
den einander gegenüberliegenden Enden des Schieberventils 71
wirkt, und wird das Schieberventil 71 zu der in Fig. 32 und
33 dargestellten Stellung gegen die elastische Kraft der
Druckfeder 75 bewegt, um den Fluidkanal 32 freizugeben. Somit
kommt der Druck in der ersten Abgabekammer 24a zum Ausgleich
mit dem Druck in der Ansaugkammer 22. Jedoch wird der Druck
in der zweiten Abgabekammer 24b auf dem Abgabedruck auf
rechterhalten, und bleiben die Rückschlagventile 27, die in
der zweiten Abgabekammer 24b angeordnet sind, entsprechend
geschlossen. Somit wird das aus den jeweiligen Taschen 20 ab
gegebene Kühlmittel direkt zur Abgabekammer 22 über den
Fluidkanal 32 geführt. Der Kompressor arbeitet dann mit der
0%-Kapazität.
Hierbei verliert das von der ersten Abgabekammer 24a in Rich
tung auf eine Öffnung 76 des Schieberventils 71 über den
Fluidkanal 32 strömende Kühlmittel seinen Druck bis zu einem
geringeren Druck, der dem Ansaugdruck entspricht, wenn es
durch die genannte Öffnung 76 hindurchtritt. Die Größe des
Druckverlustes des Kühlmittels beim Hindurchtritt durch die
Öffnung 76 des Schieberventils 71 hängt von der Größe der Be
wegung des Schieberventils 71 ab. Wenn die Größe der Bewegung
des Schieberventils groß ist, kann die Öffnung 76 weit sein,
was zu einem kleinen Druckverlust führt. Wenn die Größe der
Bewegung des Schieberventils 71 klein ist, darf die Öffnung
76 nicht groß sein. Dann ist der Druckverlust des Kühlmittels
groß.
Es ist zu beachten, daß der hohe Druck des Kühlmittels, bevor
es den vorstehend erwähnten Druckverl 25791 00070 552 001000280000000200012000285912568000040 0002019520757 00004 25672ust erfährt, auf die
linke Seite des Schieberventils 71 einwirkt, und daß der
niedrige Druck des Kühlmittels, nachdem es den Druckverlust
erfahren hat, auf die rechte Seite des Schieberventils 71 in
der Steuerdruckkammer 72 einwirkt. Daher wirkt eine Druckdif
ferenz entsprechend dem vorstehend genannten Druckverlust auf
das Schieberventil 71 ein. Somit wird das Schieberventil 71
zu einer Stellung bewegt, in der die auf das Schieberventil 71
einwirkende Druckdifferenz mit der elastischen Kraft der
Druckfeder 75 ausgeglichen wird. Wenn hierbei die Federkon
stante der Druckfeder 75 äußerst klein gewählt ist, kann die
auf das Schieberventil 71 einwirkende Kraft der Feder 75 als
konstant betrachtet werden. Somit wird das Schieberventil 71
bewegt, um den Druckverlust unabhängig von der Drehung des
Kompressors konstant zu halten. Wenn die Drehgeschwindigkeit
des Kompressors zunimmt, um die Menge des vom Kompressor an
die Klimaanlage gelieferten Kühlmittels zu vergrößern, wird
das Schieberventil 71 automatisch zu einer Stellung bewegt
(in Fig. 33 nach rechts), in der die Größe der Öffnung 76
groß ist, um den konstanten Druckverlust aufrechtzuerhalten,
wenn das Kühlmittel durch die Öffnung 76 hindurchtritt.
Wenn andererseits die Drehgeschwindigkeit des Kompressors ab
nimmt, um die Menge des vom Kompressor an die Klimaanlage ge
lieferten Kühlmittels zu verkleinern, wird das Schieberventil
71 zu einer anderen Stellung bewegt (in Fig. 33 nach links),
in der die Größe der Öffnung 76 klein ist, um wieder einen
konstanten Druckverlust aufrechtzuerhalten, wenn das Kühlmit
tel durch die Öffnung 76 hindurchtritt.
Fig. 34A und 34B zeigen schematisch, wie der Kühlmittel
schneckenkompressor der vorstehend beschriebenen zehnten Aus
führungsform vom Betrieb mit der 0%-Kapazität auf den Betrieb
mit der 100%-Kapazität und umgekehrt umgeschaltet wird.
Es ist zu beachten, daß entsprechend der Gestaltung und der
Bauweise des Kompressors der zehnten Ausführungsform das So
lenoidventil 74 im Vergleich zu dem Solenoidventil 33, das
bei dem Kompressor der ersten Ausführungsform von Fig. 1 und
2 verwendet wird, klein sein kann. Entsprechend können die
Gesamtgröße und das Gesamtgewicht des Kompressors der zehnten
Ausführungsform kleiner als diejenigen des Kompressors der
ersten Ausführungsform sein. Des weiteren kann der Druckver
lust des Kühlmittels in dem Umschaltsystem für die Arbeits
weise klein sein.
Fig. 35A und 35B sind ähnlich Fig. 34A und 34B und zeigen
schematisch das Umschaltsystem für die Arbeitsweise des Kühl
mittel-Schneckenkompressors einer elften Ausführungsform.
Das System von Fig. 35A und 35B unterscheidet sich vom System
von Fig. 34A und 34B dadurch, daß die erste Abgabekammer 24a
des Systems von Fig. 34A und 34B zu zwei inneren und äußeren
Abgabekammern 81 und 82 verändert ist. Ein Schieberventil 71,
eine Druckfeder 75 und ein Solenoidventil 74 ähnlich denjeni
gen, die bei dem Kompressor der zehnten Ausführungsform ein
gebaut sind, sind in der inneren Abgabekammer 81 eingebaut,
in der das Kühlmittel aus den Taschen 20 durch eine Bypassöff
nung einer Vielzahl von Bypassöffnungen 17 hindurch abgegeben
wird. Das in die innere Abgabekammer 81 abgegebene Kühlmittel
kann nur in Richtung auf die Ansaugkammer 22 über den Fluid
kanal 32 strömen. Die äußere Abgabekammer 82 steht mit der
Ansaugkammer 22 über einen zusätzlichen Fluidkanal 83 fluid
technisch in Verbindung, der durch ein verschiebbares Schie
berventil 84 versperrt und freigegeben wird. Die Verschiebung
des Schieberventils 84 wird durch den Druck des von der Steu
erdruckkammer 72 aus eingeführten Kühlmittels gesteuert, um
auf ein Ende des Ventils 84 einzuwirken, während ein anderer
Druck (der Ansaugdruck) des eingeführten Kühlmittels auf die
andere Seite des Ventils 84 einwirkt und eine elastische
Kraft durch die Druckfeder 85 zur Einwirkung gebracht wird,
die auf das genannte andere Ende des Ventils 84 einwirkt.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Kühlmittel-Schnecken
kompressors der elften Ausführungsform beschrieben.
Wenn gemäß Fig. 35A das Solenoidventil 74 betätigt wird, um
den Steuerdruckdurchtritt 73 zu öffnen, werden die einander
gegenüberliegenden Enden des Schieberventils 71 dem Abgabe
druck des Kühlmittels ausgesetzt, und bewegt sich das Schie
berventil 71 durch die Druckfeder 75, um sich zu einer Stel
lung zu bewegen, die den Fluidkanal 32 versperrt. Somit wird
der in der inneren Abgabekammer 81 herrschende Druck erhöht,
was Ursache für eine Erhöhung des in der Steuerdruckkammer 72
herrschenden Drucks ist. Daher wird das Schieberventil 84 in
Fig. 35A nach links gegen die Druckfeder 85 zu einer Stellung
bewegt, die den zusätzlichen Fluidkanal 83 verschließt. Somit
steigt der Druck in der äußeren Abgabekammer 82 an, so daß
die Drücke in der inneren und der äußeren Abgabekammer 81 und
82 gleich dem Abgabedruck des Kühlmittels in der zweiten Ab
gabekammer 24b sind. Demzufolge werden die Abgabeöffnung 19
und die Bypassöffnungen 17 durch die Rückschlagventile 15, die
den Abgabedruck des Kühlmittels aufnehmen, abgedeckt. Somit
wird das in den jeweiligen Taschen (Kompressionskammern) kom
primierte Kühlmittel in Richtung auf die zweite Abgabekammer
24b abgegeben, von wo es in Richtung auf den Kondensator der
Fahrzeug-Klimaanlage abgegeben wird. Der Kompressor arbeitet
hierbei mit der 100%-Kapazität.
Wenn gemäß Fig. 35B das Solenoidventil 74 betätigt wird, um
den Steuerdruckdurchtritt 73 zu verschließen, geht der Druck
in der Steuerdruckkammer 72 allmählich von dort in Richtung
auf die Ansaugkammer 22 verloren, um gleich dem Ansaugdruck
des Kühlmittels zu werden. Daher tritt eine Druckdifferenz
zwischen den Drücken, die an den einander gegenüberliegenden
Enden des Schieberventils 71 wirken, auf, und wird das Schie
berventil 71 gegen die elastische Kraft der Druckfeder 75 be
wegt, um den Fluidkanal 32 freizugeben.
Die einander gegenüberliegenden Enden des Schieberventils 84
sind durch gleiche Drücke beaufschlagt, und entsprechend wird
das Schieberventil 84 durch die Druckfeder 85 in Fig. 35B
nach rechts bewegt, um den zusätzlichen Fluidkanal 83 zu öff
nen. Daher werden die Drücke in der äußeren und der inneren
Abgabekammer 81 und 82 auf den Ansaugdruck des Kühlmittels,
der in der Ansaugkammer 22 herrscht, abgesenkt. Der Druck in
der zweiten Abgabekammer 24b wird auf einem Druck gleich dem
Abgabedruck des Kühlmittels aufrechterhalten. Somit werden
die Rückschlagventile 27 der zweiten Abgabekammer 24b ge
schlossen. Daher strömt das Kühlmittel, das aus den Taschen
20 in Richtung auf die innere und die äußere Abgabekammer 81
und 82 über die Bypassöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19
abgegeben wird, durch den Fluidkanal 32 und den zusätzlichen
Fluidkanal 83 in Richtung auf die Ansaugkammer 22. Der Kom
pressor wird dann mit der 0%-Kapazität betrieben. Die Bewe
gung des Schieberventils 71 wird in der gleichen Weise wie
bei der vorausgehenden zehnten Ausführungsform gesteuert, so
daß die Öffnung 76 des Schieberventils 71 stets eingestellt
wird, um den Druckverlust des Kühlmittels im Fluidkanal 32
konstant zu halten.
Die Bewegung des Schieberventils 84 findet statt, um den zu
sätzlichen Fluidkanal 83 freizugeben, um dadurch einen großen
Strömungsbereich zu erreichen, der es gestattet, daß das
Kühlmittel aus der äußeren Abgabekammer 82 in Richtung auf
die Ansaugkammer 22 ohne das Auftreten eines Druckverlustes
strömt.
Es ist zu beachten, daß bei dem Kühlmittel-Schneckenkompres
sor der elften Ausführungsform das aus der inneren Abgabekam
mer 81 in Richtung auf die Ansaugkammer 22 über den Fluidka
nal 32 strömende Kühlmittel einem Druckverlust ausgesetzt ist
und daß das durch den zusätzlichen Strömungskanal 83 strö
mende Kühlmittel infolge der Anordnung des Schieberventils 84
keinem Druckverlust ausgesetzt sein kann. Das System zur Um
schaltung des Betriebs des Kompressors dieser Ausführungsform
kann somit ein solches sein, das im Vergleich mit dem System
zum Umschalten des Betriebs des Kompressors der zehnten Aus
führungsform ein kleineres Antriebsmoment erforderlich macht.
Fig. 36 zeigt den Kühlmittel-Schneckenkompressor einer zwölf
ten Ausführungsform der Erfindung. Gemäß Darstellung in Fig. 36
ist die Stirnplatte 4a der stationären Schneckeneinheit 4
mit einer Abgabeöffnung 19 und einer Vielzahl von Bypassöff
nungen 17 ausgestattet, die als Bohrung ausgebildet sind. Die
Öffnungen 17 und 19 sind in Hinblick darauf angeordnet, eine
Fluidverbindung zwischen einer Vielzahl von Taschen 20, einer
Abgabekammer 24 und einer Bypasskammer 101 zu schaffen. Eine
Vielzahl von Rückschlagventilen 15 und Ventilrückhalteplatten
16 sind an der Stirnplatte 4a der stationären Schneckenein
heit 4 befestigt, um die Bypassöffnungen 17 und die Abgabeöff
nung 19 abzudecken.
Die obengenannte Bypasskammer 101 ist zwischen der Zwischen
platte 60 und der Stirnplatte 4a der stationären Schnecken
einheit 4 ausgebildet, und die Abgabekammer 24 ist durch die
Zwischenplatte 60, einen Wandbereich 4b, der sich von der
Rückfläche der Stirnplatte 4a der stationären Schneckenein
heit 4 aus erstreckt, und dem hinteren Gehäuseteil 2 be
grenzt. Die Bypasskammer 101 und die Abgabekammer 24 stehen
über eine Verbindungsöffnung 26 miteinander in Verbindung,
die durch ein Rückschlagventil 26 und eine Ventilrückhalte
platte 29 abgedeckt ist.
Die Abgabekammer 101 steht mit der Ansaugkammer 22 über den
Fluidkanal 32 fluidtechnisch in Verbindung, und ein linear
bewegbares Schieberventil 71 ist in Hinblick darauf angeord
net, die Verbindung zwischen der Bypasskammer 101 und der An
saugkammer 22 zu steuern. Die Bewegung des Schieberventils 71
wird durch den Druck in der Steuerdruckkammer 72 und die ela
stische Kraft der Druckfeder 75 gesteuert, und der Druck in
der Drucksteuerkammer 72 wird durch ein Steuerventil 100 ein
stellbar verändert.
Das Steuerventil 100 ist im hinteren Gehäuseteil 2 gemäß Dar
stellung in Fig. 37 fest angeordnet und mit Gehäuseelementen
102 und 103 ausgestattet, zwischen denen eine Membran 104 an
geordnet ist. Eine Kammer 105 für atmosphärischen Druck, die
zwischen dem Gehäuseelement 102 und der Membran 104 angeord
net ist, nimmt dort eine Feder 106 auf, die einen vorbestimm
ten Druck auf die Membran 104 ausübt. Das Gehäuseelement 102
besitzt auch eine Durchgangsbohrung 102a, durch die hindurch
Luft von der Atmosphäre in die Kammer 105 für atmosphären
Druck eingeführt wird. Eine Ansaugdruckkammer 107 ist zwi
schen dem Gehäuseelement 103 und der Membran 104 angeordnet,
und ein Schieber 108 ist so angeordnet, daß er sich linear
bewegbar durch Ansaugdruckkammer 107 hindurch erstreckt, und
die Bewegung des Schiebers 108 bewirkt eine Bewegung eines
Plungers 109 mit einem kugelförmigen Ende 107a. Das Gehäuse
element 103 besitzt eine Durchgangsbohrung 103a, durch die
hindurch der Ansaugdruck des Kühlmittels in die Ansaugdruck
kammer 107 eingeführt wird. Das kugelförmige Ende 107a des
Plungers 109 wird ständig in Richtung auf einen Ventilsitz
103b durch die elastische Kraft einer Feder 110 gedrückt. Die
Feder 110 ist in einer Steuerdruckkammer 112 aufgenommen, die
zwischen dem Gehäuseelement 103 und einem unteren Gehäuseele
ment 111 angeordnet ist. Die Steuerdruckkammer 112 und die
Steuerdruckkammer 72 des Kompressors stehen miteinander über
einen Steuerdruckdurchtritt 103c in Verbindung. Die Steuer
druckkammer 112 und die Abgabekammer 24 stehen miteinander
über einen Abgabedruckdurchtritt 103 und eine im unteren Ge
häuseelement 111 ausgebildete Drossel 111a in Verbindung.
Wenn der Druck in der Ansaugkammer 107 abfällt, wird der
Plunger 109 durch die elastische Kraft der Feder 106 bewegt,
so daß sich das kugelförmige Ende 107a vom Ventilsitz 103b
abhebt. Somit wird der Druck in der Steuerdruckkammer 112 in
Richtung auf die Ansaugkammer 22 durch den Ansaugdruckdurch
tritt 103d hindurch freigesetzt. Demzufolge wird der Druck in
der Steuerdruckkammer 112 abgesenkt.
Wenn der Druck in der Ansaugdruckkammer 107 ansteigt, wird
der Plunger 109 durch die elastische Kraft der Feder 110 so
bewegt, daß das kugelförmige Ende 107a gegen den Ventilsitz
103b gedrückt wird. Auf diese Weise wird die Steuerdruckkam
mer 112 von der Ansaugdruckkammer 103d abgetrennt, und steigt
entsprechend der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer 112 an.
Der Kompressor dieser Ausführungsform steht mit dem Kondensa
tor des Kühlkreises einer Fahrzeug-Klimaanlage über den Abga
beanschluß 22 in Verbindung, der im hinteren Gehäuseteil 2
ausgebildet ist.
Fig. 38 zeigt die Anordnung von Bypassöffnungen 17 und der Ab
gabeöffnung 19, die in der Stirnplatte 4a der stationären
Schneckeneinheit 4 ausgebildet sind. Die dargestellte Anord
nung der Bypassöffnungen 17 und der Abgabeöffnung 19 macht es
möglich, daß die Taschen 20 (Kompressionskammern), die zwi
schen der bewegbaren und der stationären Schneckeneinheit 3
und 4 ausgebildet sind, auf dem Weg in die Abgabekammer 24
während der Bewegung der jeweiligen Taschen 20 vom äußeren
Bereich der stationären Schneckeneinheit 4 in Richtung auf
das Zentrum dieser Einheit im Bypass angeordnet sind.
Fig. 39 zeigt eine Anordnung von Rückschlagventilen 15, die
die vorstehend genannten Bypassöffnungen 17 und die Abgabeöff
nung 19 abdecken, die Bypasskammer 101 und die Abgabekammer
24. Mit 25 sind Schraubenbolzen bezeichnet, die die Rück
schlagventile 15 an der Stirnplatte 4a festlegen.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Kühlmittel-Schnecken
kompressors der zwölften Ausführungsform der Erfindung be
schrieben.
Gemäß Fig. 36 ist der Fluidkanal 32 des Kompressors durch den
Schieber 71 abgesperrt, und wird daher der Kompressor mit der
100%-Kapazität betrieben. Der Druck des Kühlmittels in der
Abgabekammer 24 ist gleich dem Kondensationsdruck im Kühl
kreis der Klimaanlage. Da der Fluidkanal 32 versperrt ist,
steigt der Druck in der Bypasskammer 101 an, bis er gleich dem
Abgabedruck in der Abgabekammer 24 ist, d. h. dem obengenann
ten Kondensationsdruck gleich ist. Somit ist die Rückseite
der jeweiligen Rückschlagventile 15 durch den Abgabedruck
(den Kondensationsdruck) beaufschlagt und gegen die jeweili
gen Bypassöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 gedrückt. Da
her wird das Kühlmittel in den Taschen 20 dort allmählich
komprimiert, bis es schließlich einen Druck aufweist, der dem
Abgabedruck entspricht, und wird das Kühlmittel aus den Ta
schen 20 in die Abgabekammer 24 über die Abgabeöffnung 19 ab
gegeben.
Bei Kompression des Kühlmittels in den Taschen 20 unter der
Bedingung, daß die Differenz zwischen dem Abgabedruck und dem
Ansaugdruck klein ist, wird das Kühlmittel in den jeweiligen
Taschen 20 in die Bypasskammer 101 über die Bypassöffnungen 17
und in die Abgabekammer 24 über die Verbindungsöffnung 26 im
Bypass geführt. Das komprimierte Kühlmittel, das in die
Abgabekammer 24 abgegeben wird, wird von dort zum Kondensator
des Kühlkreises der Klimaanlage abgegeben. Das durch die
Klimaanlage hindurchströmende Kühlmittel kehrt zum Ansaugan
schluß 21 des Kompressors zurück.
Jetzt wird auf Fig. 40 Bezug genommen; dort ist der Fluidka
nal 32 des Kompressors durch den Schieber 71 nicht versperrt,
und ist der Druck in der Bypasskammer 101 gleich dem Ansaug
druck in der Ansaugkammer 22. Andererseits wird der Abgabe
druck in der Abgabekammer 24 gleich dem Kondensationsdruck
des Kühlkreises gehalten. Somit schließt das Rückschlagventil
27 in der Abgabekammer 24 die Verbindungsöffnung 26 unter dem
Abgabedruck. Entsprechend fließt das aus den jeweiligen Ta
schen 20 in die Bypasskammer 101 über die Bypassöffnungen 17
abgegebene Kühlmittel direkt zur Ansaugkammer 22 über den of
fenen Fluidkanal 32. Der Kompressor wird somit mit der mini
malen Kapazität betrieben. Da die Rückschlagventile 15 hier
bei dem geringen Ansaugdruck ausgesetzt sind, werden die By
passöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 durch die Rück
schlagventile 15 nicht dicht verschlossen, und kann entspre
chend das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 dort nicht
komprimiert werden, und wird es in die Bypasskammer 101 über
die Öffnungen 17 abgegeben.
Es ist zu beachten, daß bei dem Kompressor der zwölften Aus
führungsform, da die Bewegung des Schiebers 71 durch das
Steuerventil 100 gesteuert wird, das in Reaktion auf eine Än
derung des Ansaugdrucks des Kühlmittels arbeitet, das Um
schalten des Betriebs des Kompressors zwischen der 100%-Ka
pazität und der minimalen Kapazität in Reaktion auf die Ände
rung des Ansaugdrucks des Kühlmittels gesteuert werden kann.
Daher kann die Temperatur der von der Klimaanlage aus zuge
führten Luft auf einem konstanten Temperaturlevel gehalten
werden.
Fig. 41 bis 43, 44A und 44B zeigen einen Kühlmittel-Schnecken
kompressor einer dreizehnten Ausführungsform der Erfin
dung.
Der Kompressor dieser Ausführungsform unterscheidet sich von
dem Kompressor der vorstehend beschriebenen zwölften Ausfüh
rungsform dadurch, daß der Kompressor mit zwei separaten äu
ßeren und inneren Bypasskammern 101a und 101b ausgestattet
ist. Die Bypasskammern 101a und 101b sind durch die Zwischen
platte 60 voneinander getrennt und eine Rückschlagventilbau
gruppe, die aus einem Rückschlagventil 113a und einer Ventil
rückhalteplatte 113b besteht, ist zwischen den beiden Kammern
101a und 101b angeordnet.
Des weiteren ist der Schieber 71 so angeordnet, daß er zu
einer Stellung, in der die äußere Bypasskammer 101a mit der
Ansaugkammer 22 gemäß Darstellung in Fig. 42 in Verbindung
steht, und zu einer anderen Stellung bewegt wird, in der die
beiden inneren und äußeren Bypasskammern 101b und 101a mit der
Ansaugkammer 22 gemäß Darstellung in Fig. 43 in Verbindung
stehen. Des weiteren kann der Schieber 71 zu einer weiteren
Stellung bewegt werden, in der die beiden inneren und äußeren
Bypasskammern 101b und 101a von der Ansaugkammer 22 gemäß Dar
stellung in Fig. 41 fluidtechnisch getrennt sind.
Wenn bei der vorstehend beschriebenen Bauweise des Kompres
sors der dreizehnten Ausführungsform der Kompressor mit der
100%-Kapazität betrieben wird, ist der Schieber 71 in Fig. 41
nach unten bewegt, um die beiden inneren und äußeren By
passkammern 101b und 101a von der Ansaugkammer 22 zu trennen.
Wenn die äußere Bypasskammer 101a mit der Ansaugkammer 22 un
ter der Steuerung des Schiebers 71 (Fig. 42) in Verbindung
steht, wird nur ein Teil des Kühlmittels in den Taschen 20 in
Richtung auf die Ansaugkammer 22 im Bypass geführt. Daher wird
der Kompressor mit einer mittleren Kapazität betrieben. Es
ist zu beachten, daß die mittlere Kapazität des Kompressors,
d. h. eine mittlere Menge komprimierten Kühlmittels, durch das
Volumen der Taschen 20 bestimmt ist, die mit den Bypassöffnun
gen 17 nicht in Verbindung stehen, die sich in Richtung auf
die äußere Bypasskammer 101a öffnen (s. Fig. 44A und 44B).
Wenn gemäß Darstellung in Fig. 43 die innere und die äußere
Bypasskammer 101a und 101b mit der Ansaugkammer 22 unter der
Steuerung des Schiebers 71 in Verbindung stehen, wird im we
sentlichen das gesamte in die Taschen 20 eingesaugte Kühlmit
tel in die Ansaugkammer 22 im Bypass geführt. Somit wird der
Kompressor mit der minimalen Kapazität betrieben. Die Menge
des vom mit minimaler Kapazität betriebenen Kompressor gelie
ferten Kühlmittels ist durch das Volumen der Taschen 20 be
stimmt, die mit den Bypassöffnungen 17 nicht in Verbindung
stehen, die sich in Richtung auf die äußere und die innere
Bypasskammer 101a und 101b öffnen (s. Fig. 45A und 45B).
Fig. 46 zeigt den Kühlmittel-Schneckenkompressor einer vier
zehnten Ausführungsform der Erfindung.
Der Kompressor dieser vierzehnten Ausführungsform unterschei
det sich von dem Kompressor der zwölften Ausführungsform von
Fig. 36 dadurch, daß das Steuerventil 100 der zwölften Aus
führungsform zur Betätigung des Schiebers 71 durch einen
Elektromotor 114, wie dieser als Servomotor gut bekannt ist,
ersetzt ist. Das Steuerventil 100 der zwölften Ausführungs
form kann auch durch eine Elektromagneteinheit 115 gemäß Dar
stellung in Fig. 47 ersetzt sein.
Aus der vorstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsfor
men der Erfindung ist ersichtlich, daß, da der Kühlmittel
schneckenkompressor der Erfindung vom Betrieb mit der regulä
ren 100%-Kapazität zum Betrieb mit der 0%-Kapazität oder der
minimalen Kapazität während seines von einer Antriebsquelle
aus, d. h. einem Fahrzeugmotor aus, angetriebenen Betriebs
leicht umgeschaltet werden kann, die Möglichkeit besteht, auf
eine an der Antriebswelle (der Kurbelwelle) auf der
Kraftübertragungsstrecke zwischen dem Motor und dem Kompres
sor angeordnete Solenoidkupplung zu verzichten, um dadurch
die Größe und das Gewicht des Schneckenkompressors zu ver
kleinern bzw. zu reduzieren. Des weiteren kann eine Senkung
der Herstellungskosten des Schneckenkompressors infolge der
Weglassung der Solenoidkupplung realisiert werden. Des weite
ren kann das Umschalten des Betriebs des Kompressors vom Be
trieb mit der 100%-Kapazität zum Betrieb mit der 0%-Kapazität
und umgekehrt bei kleiner Veränderung der auf den Fahrzeugmo
tor zur Einwirkung gebrachten Last erreicht werden. Somit
leiden der Fahrer und die Fahrgäste eines Fahrzeugs nicht un
ter einem unangenehmen Stoß.
Viele Veränderungen und Modifikationen bei den dargestellten
Ausführungsformen sind für den Fachmann ersichtlich, ohne den
Rahmen und den Geist der Erfindung, wie diese in den beige
fügten Ansprüchen beansprucht ist, zu verlassen.
Claims (13)
1. Kühlmittel-Schneckenkompressor mit:
einem Gehäuse (1, 2), das mit einem Ansauganschluß (21) zur Einführung eines zu komprimierenden Kühlmittels in das Ge häuse (1, 2) und mit einem Abgabeanschluß (23) zur Abgabe des Kühlmittels nach der Komprimierung ausgestattet ist, einer Ansaugkammer (22), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Ansauganschluß (23) fluidtechnisch verbunden ist, einer Abgabekammer (24), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Abgabeanschluß (23) fluidtechnisch verbunden ist, einer stationären Schneckeneinheit (4), die am Gehäuse (1, 2) befestigt und mit einer Stirnplatte (4a) und einem Spiralele ment (46), das an der Stirnplatte (4a) ausgebildet ist, aus gestattet ist,
einer bewegbaren Schneckeneinheit (3), die so angeordnet ist, daß sie exzentrisch mit der stationären Schneckeneinheit (4) im Eingriff steht, und die mit einer Stirnplatte (3a) und einem Spiralteil (36), das an der Stirnplatte (3a) ausgebil det ist, ausgestattet ist,
einer Antriebswelle (5), die mittels des Gehäuses (1, 2) drehbar gelagert ist und für eine Orbitalbewegung der beweg baren Schneckeneinheit (3) bezüglich der stationären Schnecken einheit (4) sorgt,
einem Mittel zur Verhinderung einer Drehung, das in Hinblick darauf angeordnet ist, die bewegbare Schneckeneinheit (3) an einer Drehung während ihrer Orbitalbewegung zu hindern, einer Vielzahl von Kompressionskammern, die als eine Vielzahl von Taschen (20) ausgebildet sind, die zwischen der statio nären Schneckeneinheit (4) und der bewegbaren Schneckenein heit (3) gebildet sind und sich in Richtung auf das Zentrum der Spiralteile (3b, 4b) in Abhängigkeit von der Orbitalbewe gung der bewegbaren Schneckeneinheit (3) bewegen, um dadurch das in die Taschen (20) eingesaugte Kühlmittel zu komprimie ren,
einer Vielzahl von Bypassöffnungen (17), die in der Stirn platte (4a) der stationären Schneckeneinheit (4) ausgebildet sind, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl der Ta schen (20) und der Abgabekammer (24) zu schaffen,
einer Abgabeöffnung (19), die in der Stirnplatte (4a) der stationären Schneckeneinheit (4) ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl der Taschen (20) und der Abgabekammer (24) zu schaffen,
einer Anordnung, bei der die Vielzahl der Bypassöffnungen (17) und die Abgabeöffnung (19) in solcher Weise vorgesehen sind, daß alle Taschen der Vielzahl der Taschen (20) konstant mit der Vielzahl der Bypassöffnungen (17) oder der Abgabeöffnung (19) in Verbindung stehen,
einer Rückschlagventileinheit (15), die in der Abgabekammer (24) an Stellen nahe bei der Vielzahl der Bypassöffnungen (17) und der Abgabeöffnung (19) angeordnet ist, um das Kühlmittel nach der Komprimierung an einem Rücklauf von der Abgabekammer (24) aus zu der Vielzahl der Taschen (20) zu hindern,
einer Fluidkanaleinheit (32), die in Hinblick darauf angeord net ist, sich zwischen der Ansaugkammer (22) und der Abgabe kammer (24) zu erstrecken, um eine Fluidverbindung zwischen diesen zu schaffen, und
einer Fluiddurchtrittssteuereinrichtung (33), die in der Fluidkanaleinheit (32) angeordnet ist und eine Öffnungs- und eine Schließstellung der Fluidkanaleinheit (32) festlegt, um dadurch den Durchtritt des Kühlmittels durch die Fluidka naleinheit (32) zu regeln.
einem Gehäuse (1, 2), das mit einem Ansauganschluß (21) zur Einführung eines zu komprimierenden Kühlmittels in das Ge häuse (1, 2) und mit einem Abgabeanschluß (23) zur Abgabe des Kühlmittels nach der Komprimierung ausgestattet ist, einer Ansaugkammer (22), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Ansauganschluß (23) fluidtechnisch verbunden ist, einer Abgabekammer (24), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Abgabeanschluß (23) fluidtechnisch verbunden ist, einer stationären Schneckeneinheit (4), die am Gehäuse (1, 2) befestigt und mit einer Stirnplatte (4a) und einem Spiralele ment (46), das an der Stirnplatte (4a) ausgebildet ist, aus gestattet ist,
einer bewegbaren Schneckeneinheit (3), die so angeordnet ist, daß sie exzentrisch mit der stationären Schneckeneinheit (4) im Eingriff steht, und die mit einer Stirnplatte (3a) und einem Spiralteil (36), das an der Stirnplatte (3a) ausgebil det ist, ausgestattet ist,
einer Antriebswelle (5), die mittels des Gehäuses (1, 2) drehbar gelagert ist und für eine Orbitalbewegung der beweg baren Schneckeneinheit (3) bezüglich der stationären Schnecken einheit (4) sorgt,
einem Mittel zur Verhinderung einer Drehung, das in Hinblick darauf angeordnet ist, die bewegbare Schneckeneinheit (3) an einer Drehung während ihrer Orbitalbewegung zu hindern, einer Vielzahl von Kompressionskammern, die als eine Vielzahl von Taschen (20) ausgebildet sind, die zwischen der statio nären Schneckeneinheit (4) und der bewegbaren Schneckenein heit (3) gebildet sind und sich in Richtung auf das Zentrum der Spiralteile (3b, 4b) in Abhängigkeit von der Orbitalbewe gung der bewegbaren Schneckeneinheit (3) bewegen, um dadurch das in die Taschen (20) eingesaugte Kühlmittel zu komprimie ren,
einer Vielzahl von Bypassöffnungen (17), die in der Stirn platte (4a) der stationären Schneckeneinheit (4) ausgebildet sind, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl der Ta schen (20) und der Abgabekammer (24) zu schaffen,
einer Abgabeöffnung (19), die in der Stirnplatte (4a) der stationären Schneckeneinheit (4) ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl der Taschen (20) und der Abgabekammer (24) zu schaffen,
einer Anordnung, bei der die Vielzahl der Bypassöffnungen (17) und die Abgabeöffnung (19) in solcher Weise vorgesehen sind, daß alle Taschen der Vielzahl der Taschen (20) konstant mit der Vielzahl der Bypassöffnungen (17) oder der Abgabeöffnung (19) in Verbindung stehen,
einer Rückschlagventileinheit (15), die in der Abgabekammer (24) an Stellen nahe bei der Vielzahl der Bypassöffnungen (17) und der Abgabeöffnung (19) angeordnet ist, um das Kühlmittel nach der Komprimierung an einem Rücklauf von der Abgabekammer (24) aus zu der Vielzahl der Taschen (20) zu hindern,
einer Fluidkanaleinheit (32), die in Hinblick darauf angeord net ist, sich zwischen der Ansaugkammer (22) und der Abgabe kammer (24) zu erstrecken, um eine Fluidverbindung zwischen diesen zu schaffen, und
einer Fluiddurchtrittssteuereinrichtung (33), die in der Fluidkanaleinheit (32) angeordnet ist und eine Öffnungs- und eine Schließstellung der Fluidkanaleinheit (32) festlegt, um dadurch den Durchtritt des Kühlmittels durch die Fluidka naleinheit (32) zu regeln.
2. Schneckenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fluidkanaleinheit (32) mittels eines Durch
tritts gebildet ist, der in Hinblick darauf ausgebildet ist,
sich durch das Gehäuse (1, 2) hindurch zu erstrecken.
3. Schneckenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rückschlagventileinheit eine Vielzahl von
einzelnen Rückschlagventilelementen (15) umfaßt, die für jede
der Vielzahl der Bypassöffnungen (17) und die Abgabeöffnung (19)
angeordnet sind.
4. Schneckenkompressor nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rückschlagventilelemente (15) mit der
Stirnplatte (4a) der stationären Schneckeneinheit (4) an
Stellen in Verbindung stehen, an denen sie jede der Vielzahl
der Bypassöffnungen (17) und die Abgabeöffnung (19) abdecken,
wobei die Rückschlagventilelemente (15) von der Stirnplatte
(4a) der stationären Schneckeneinheit (4) wegbewegbar sind,
um jede der Vielzahl der Bypassöffnungen (17) und die Abgabe
öffnung (19) zu öffnen.
5. Schneckenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fluiddurchtrittssteuereinrichtung ein Sole
noidventil (33) umfaßt, das eine Öffnungs- und eine Schließ
stellung derselben definiert und aus der Öffnungsstellung zu
der Schließstellung und umgekehrt in Reaktion auf elektrische
Erregungssignale bewegbar ist.
6. Schneckenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fluiddurchtrittssteuereinrichtung ein
linear bewegbares Schieberventil (40) umfaßt, das mittels
eines Ventilbetätigers (41) in der Fluidkanaleinheit zwischen
einer ersten Stellung, die die Fluidkanaleinheit blockiert,
und einer zweiten Stellung, die die Fluidkanaleinheit frei
gibt, bewegbar ist.
7. Schneckenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fluiddurchtrittssteuerungseinrichtung ein
Drehventil (45) umfaßt, das mittels eines Drehbetätigers (41)
in der Fluidkanaleinheit zwischen einer ersten Stellung, die
die Fluidkanaleinheit blockiert, und einer zweiten Stellung,
die die Fluidkanaleinheit freigibt, drehbar ist.
8. Schneckenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der Bypassöffnungen (17) und die
Abgabeöffnung (19) in der Stirnplatte (4a) der stationären
Schneckeneinheit (4) in einer solchen Weise vorgesehen sind,
daß sie entlang einer geraden Linie angeordnet sind.
9. Schneckenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der Bypassöffnungen (17) und die
Abgabeöffnung (19) in der Stirnplatte (4a) der stationären
Schneckeneinheit (4) in einander kreuzender Anordnung vorge
sehen sind.
10. Schneckenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der Bypassöffnungen (17) und die
Abgabeöffnung (19) jeweilige vorbestimmte, offene Bereiche
aufweisen und so angeordnet sind, daß dann, wenn die jeweili
gen Taschen (20) bewegt werden, um das Kühlmittel allmählich
zu komprimieren, der Gesamtbereich der Öffnungen, der durch
die Zufügung von vorbestimmten Bereichen der Bypassöffnungen
(17) und der Abgabeöffnung (19) erreicht wird, die die jewei
ligen Taschen (20) mit der Abgabekammer (24) verbinden, all
mählich größer wird.
11. Schneckenkompressor nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der Bypassöffnungen (17) und die
Abgabeöffnung (19) in einer solchen Weise angeordnet sind,
daß der Winkel einer durch jeweils zwei benachbarte Öffnungen
der Vielzahl von Bypassöffnungen (17) und die Abgabeöffnung
(19) hindurchgeführten Linie gemessen in Hinblick auf das
Zentrum der stationären Schneckeneinheit (4) kleiner wird,
wenn die jeweiligen zwei benachbarten Öffnungen nahe beim
Zentrum der stationären Schneckeneinheit angeordnet sind.
12. Kühlmittel-Schneckenkompressor mit:
einem Gehäuse (1, 2), das mit einem Ansauganschluß (21) zur Einführung eines zu komprimierenden Kühlmittels in das Ge häuse (1, 2) und mit einem Abgabeanschluß (23) zur Abgabe des Kühlmittels nach der Komprimierung ausgestattet ist,
einer Ansaugkammer (22), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Ansauganschluß (23) fluidtechnisch verbunden ist,
einer Abgabekammer (24), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Abgabeanschluß (23) fluidtechnisch verbunden ist,
einer stationären Schneckeneinheit (4), die mit einer Stirn platte (4a) und einem Spiralelement (46), das an der Stirn platte (4a) ausgebildet ist, ausgestattet ist,
einer bewegbaren Schneckeneinheit (3), die so angeordnet ist, daß sie exzentrisch mit der stationären Schneckeneinheit (4) im Eingriff steht, und die mit einer Stirnplatte (3a) und einem Spiralteil (36), das an der Stirnplatte (3a) ausgebil det ist, ausgestattet ist,
einer Vielzahl von zwischen der stationären Schneckeneinheit (4) und der bewegbaren Schneckeneinheit (3) ausgebildeten Ta schen (20) zum dorten Komprimieren des Kühlmittels,
einer Antriebswelle (5), die mittels des Gehäuses (1, 2) drehbar gelagert ist und einen Kurbelbereich (6) aufweist, wobei die Antriebswelle (5) für eine Orbitalbewegung der be wegbaren Schneckeneinheit (3) bezüglich der stationären Schneckeneinheit (4) sorgt,
einer Zwischenplatte (60), die zwischen der stationären Schneckeneinheit (4) und dem Gehäuse (1, 2) zur Aufteilung der Abgabekammer (24) in eine erste Abgabekammer (24a) und eine zweite Abgabekammer (24b), die mit dem Abgabeschluß (23) fluidtechnisch verbunden sind, sandwichartig angeordnet ist, einer Vielzahl von Bypassöffnungen (17), die in der Stirn platte (4a) der stationären Schneckeneinheit (4) ausgebildet sind, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl der Ta schen (20) und der Abgabekammer (24) zu schaffen,
einer Abgabeöffnung (19), die in der Stirnplatte (4a) der stationären Schneckeneinheit (4) ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl der Taschen (20) und der Abgabekammer (24) zu schaffen,
einem ersten Rückschlagventil (15), das in der ersten Abgabe kammer (24a) an Stellen nahe bei den Bypassöffnungen (17) und der Abgabeöffnung (19) angeordnet ist, um das Kühlmittel nach der Komprimierung an einem Rückfluß von der Abgabekammer (24) in die Vielzahl der Taschen (20) zu hindern,
einem Verbindungsdurchtritt (26), der in der Zwischenplatte (60) ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Abgabekammer (24a bzw. 24b) der Abga bekammer (24) zu bilden,
einem zweiten Rückschlagventil (27), das in der zweiten Abga bekammer (24b) an einer Stelle nahe bei dem Verbindungsdurch tritt (26) angeordnet ist, um das Kühlmittel an einem entge gengesetzten Strömen von der zweiten Abgabekammer (24b) zu der ersten Abgabekammer (24a) hin zu hindern,
einer Fluidkanaleinheit (32), die in Hinblick darauf angeord net ist, eine Fluidverbindung zwischen der ersten Abgabekam mer (24a) und der Ansaugkammer (22) zu schaffen, und
einer Fluiddurchtrittssteuereinrichtung (33), die in der Fluidkanaleinheit (32) angeordnet ist und eine Öffnungs- und eine Schließstellung der Fluidkanaleinheit (32) festlegt, um dadurch den Durchtritt des Kühlmittels durch die Fluidka naleinheit (32) zu regeln.
einem Gehäuse (1, 2), das mit einem Ansauganschluß (21) zur Einführung eines zu komprimierenden Kühlmittels in das Ge häuse (1, 2) und mit einem Abgabeanschluß (23) zur Abgabe des Kühlmittels nach der Komprimierung ausgestattet ist,
einer Ansaugkammer (22), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Ansauganschluß (23) fluidtechnisch verbunden ist,
einer Abgabekammer (24), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Abgabeanschluß (23) fluidtechnisch verbunden ist,
einer stationären Schneckeneinheit (4), die mit einer Stirn platte (4a) und einem Spiralelement (46), das an der Stirn platte (4a) ausgebildet ist, ausgestattet ist,
einer bewegbaren Schneckeneinheit (3), die so angeordnet ist, daß sie exzentrisch mit der stationären Schneckeneinheit (4) im Eingriff steht, und die mit einer Stirnplatte (3a) und einem Spiralteil (36), das an der Stirnplatte (3a) ausgebil det ist, ausgestattet ist,
einer Vielzahl von zwischen der stationären Schneckeneinheit (4) und der bewegbaren Schneckeneinheit (3) ausgebildeten Ta schen (20) zum dorten Komprimieren des Kühlmittels,
einer Antriebswelle (5), die mittels des Gehäuses (1, 2) drehbar gelagert ist und einen Kurbelbereich (6) aufweist, wobei die Antriebswelle (5) für eine Orbitalbewegung der be wegbaren Schneckeneinheit (3) bezüglich der stationären Schneckeneinheit (4) sorgt,
einer Zwischenplatte (60), die zwischen der stationären Schneckeneinheit (4) und dem Gehäuse (1, 2) zur Aufteilung der Abgabekammer (24) in eine erste Abgabekammer (24a) und eine zweite Abgabekammer (24b), die mit dem Abgabeschluß (23) fluidtechnisch verbunden sind, sandwichartig angeordnet ist, einer Vielzahl von Bypassöffnungen (17), die in der Stirn platte (4a) der stationären Schneckeneinheit (4) ausgebildet sind, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl der Ta schen (20) und der Abgabekammer (24) zu schaffen,
einer Abgabeöffnung (19), die in der Stirnplatte (4a) der stationären Schneckeneinheit (4) ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl der Taschen (20) und der Abgabekammer (24) zu schaffen,
einem ersten Rückschlagventil (15), das in der ersten Abgabe kammer (24a) an Stellen nahe bei den Bypassöffnungen (17) und der Abgabeöffnung (19) angeordnet ist, um das Kühlmittel nach der Komprimierung an einem Rückfluß von der Abgabekammer (24) in die Vielzahl der Taschen (20) zu hindern,
einem Verbindungsdurchtritt (26), der in der Zwischenplatte (60) ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Abgabekammer (24a bzw. 24b) der Abga bekammer (24) zu bilden,
einem zweiten Rückschlagventil (27), das in der zweiten Abga bekammer (24b) an einer Stelle nahe bei dem Verbindungsdurch tritt (26) angeordnet ist, um das Kühlmittel an einem entge gengesetzten Strömen von der zweiten Abgabekammer (24b) zu der ersten Abgabekammer (24a) hin zu hindern,
einer Fluidkanaleinheit (32), die in Hinblick darauf angeord net ist, eine Fluidverbindung zwischen der ersten Abgabekam mer (24a) und der Ansaugkammer (22) zu schaffen, und
einer Fluiddurchtrittssteuereinrichtung (33), die in der Fluidkanaleinheit (32) angeordnet ist und eine Öffnungs- und eine Schließstellung der Fluidkanaleinheit (32) festlegt, um dadurch den Durchtritt des Kühlmittels durch die Fluidka naleinheit (32) zu regeln.
13. Kühlmittel-Schneckenkompressor nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fluiddurchtrittssteuereinrichtung ein
zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung beweg
bares Schieberelement (71) und ein Steuerventil (100) zur Be
wegung des Schieberelements (71) in Reaktion auf eine Ände
rung des Ansaugdrucks des Kühlmittels in der Ansaugkammer
(24) umfaßt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DENSO CORP., KARIYA, AICHI, JP NIPPON SOKEN, INC., |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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