DE19546490A1 - Kolbenkompressor mit verbesserter Auslaßventilanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenkompressor gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 und befaßt sich speziell mit einer Verbesserung einer Auslaßventilanordnung für einen Käl­ temittelkompressor in Form eines Kolbenkompressors.

Ein konventioneller Kolbenkompressor ist mit einfach- oder doppelt-wirkenden Kolben ausgestattet, die in zugeordneten Zylinderbohrungen zu einer Hin- und Herbewegung antreibbar sind, um Saug- und Kompressionshübe auszuführen und das kom­ primierte gasförmige Kältemittel auszustoßen. Dabei wird das komprimierte, gasförmige Kältemittel, welches aus den Zylin­ derbohrungen ausgestoßen wird, einer Klimaanlage bzw. einem externen Kältemittelkreislauf zugeführt. Derartige Kältemit­ telkompressoren werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen ein­ gesetzt. Die Hin- und Herbewegung der Kolben wird durch eine Dreh- bzw. Taumelbewegung einer Taumelscheibe herbeigeführt, die von einer rotierenden Antriebswelle angetrieben wird. Das Ausstoßen des komprimierten gasförmigen Kältemittel aus den einzelnen Zylinderbohrungen wird durch eine Auslaß­ ventilanordnung gesteuert, welche Auslaßöffnungen in einer Stirnwand - üblicherweise einer Ventilplatte - schließt bzw. öffnet, welche ein Ende jeder der Zylinderbohrungen bedeckt. Eine Auslaßkammer in einem Gehäuse bzw. bei Kompressoren mit doppelt-wirkenden Kolben jeweils eine Auslaßkammer in jeweils einem Gehäuse an einem bzw. an beiden Enden des Kompressors dient der Aufnahme des komprimierten, aus den Zylin­ derbohrungen ausgestoßenen Kältemittels, wobei eine Auslaß­ ventilanordnung mit mehreren einstückig angeformten Zungen­ ventilen und zugeordneten Fingereinrichtungen das Öffnen und Schließen von Auslaßöffnungen steuert. Die bzw. jede Auslaß­ ventilanordnung mit ihren zugeordneten Fängereinrichtungen ist im Inneren des Kompressors durch geeignete Befestigungs­ einrichtungen bzw. durch Befestigen an einem Wandbereich des betreffenden Gehäuses gehaltert.

Fig. 5 zeigt eine Detaildarstellung für eine konventionelle Auslaßventilanordnung für einen Kolbenkompressor. Wie in Fig. 5 gezeigt, umfaßt eine solche Auslaßventilanordnung, die zwi­ schen einem Gehäuse A und einer Ventilplatte B angeordnet ist, eine in der Ventilplatte B ausgebildete Auslaßöffnung b und eine Ventilzunge d, die aus ihrer Offenstellung, in der sie durch einen Fänger a abgestützt ist, in ihre Schließstel­ lung bewegbar ist, in der sie in Kontakt mit einem Ventilsitz c der Ventilplatte B steht, um die Öffnung b zu schließen. Der Fänger a ist zwischen dem Gehäuse A und der Ventilplatte B gehaltert und mit einem Stützbereich versehen, der sich von dem Ventilsitz c nach außen in die Auslaßkammer krümmt, die in dem Gehäuse A ausgebildet ist und dabei die Ventilzunge d auf ihrer gesamten Außenseite abstützt, wodurch ein Strö­ mungskanal zwischen der Öffnung b und der in ihre Offenstel­ lung bewegten Ventilzunge d so eng wird, daß das aus einer Zylinderbohrung durch diesen Strömungskanal in die Auslaßkam­ mer ausgestoßene komprimierte Gas entgegen einem erheblichen Strömungswiderstand ausgestoßen werden muß. Das Ausstoßen des komprimierten Gases verbraucht also eine erhebliche Energie­ menge, so daß die Antriebsenergie zum Antreiben des Kompres­ sors groß sein muß, was zu einer erheblichen Belastung eines externen Antriebs für den Kompressor, beispielsweise der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs führt.

Weiterhin ist die Verwendung eines Fängers auch unter dem Ge­ sichtspunkt der Reduzierung der Bauteile für den Kolbenkom­ pressor nicht erwünscht. Da der Fänger a weiterhin üblicher­ weise durch plastische Deformation einer Metallplatte herge­ stellt wird, ist die Genauigkeit der Abmessungen des Fängers aufgrund der Federwirkung der metallischen Platte gering. Folglich ist der Fänger a bei der bekannten Konstruktion un­ geeignet, eine Öffnungsposition der Ventilzunge d des Auslaß­ ventils konstant und stabil exakt vorzugeben.

Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend aufgezeig­ ten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kolbenkompressor mit einer Auslaßventilanordnung anzu­ geben, bei der einerseits kein konventioneller Fänger benö­ tigt wird und mit deren Hilfe andererseits der Strömungswi­ derstand für das aus einer Zylinderbohrung in die Auslaßkam­ mer strömende komprimierte Gas reduziert werden kann.

Dabei wird gleichzeitig angestrebt, einen Kolbenkompressor anzugeben, der mit einer Auslaßventilanordnung ausgestattet ist, bei der die Öffnungsposition der einzelnen Ventilzungen in der Auslaßkammer des Kompressors exakt definiert ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Kolbenkom­ pressor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dabei ist der erfindungsgemäße Kompressor vorzugsweise so ausgebildet, daß die Fängereinrichtungen durch mehrere Vor­ sprünge gebildet werden, die an der Innenwand des Gehäuses derart ausgebildet sind, daß sie jeweils eine flache Sitzflä­ che definieren, mit der das freie Ende der jeweils zugeordne­ ten Ventilzunge in Eingriff bringbar ist, wenn diese in ihre Offenstellung bewegt wird.

Weiterhin hat es sich in Ausgestaltung der Erfindung als gün­ stig erwiesen, wenn die Innenwand des Gehäuses mit mehreren Stützelementen versehen ist, die derart angeordnet sind, daß sie jeweils einer der beweglichen Ventilzungen derart gegen­ überliegen, daß die Ventilzungen bei einer Bewegung von ihrer Schließstellung in ihre Offenstellung allmählich gebogen wer­ den.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nach­ stehend anhand von Zeichnungen in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kolbenkompressor mit einer verbesserten Auslaßventilanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das hintere Gehäuse des Kompressors gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das hintere Gehäuse eines Kolbenkompressors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 einen Teilquerschnitt der Auslaßventilanordnung des Kompressors gemäß Fig. 1, wobei eine der Ventilzungen der Auslaßventilanordnung bezüglich einer zugeordneten Auslaßöffnung in ihrer Offenstellung gezeigt ist; und

Fig. 5 eine der Darstellung gemäß Fig. 4 ähnliche Teil- Querschnittsdarstellung der Auslaßventilanordnung eines Kompressors gemäß dem Stande der Technik.

Im einzelnen zeigen

Fig. 1 und 2 einen Kolbenkompressor mit doppelt-wirkenden Kolben, dessen Zylinderblock mit fünf axia­ len Zylinderbohrungen versehen ist, die sich zum vorderen und zum hinteren Ende des Zylinderblockes öffnen. Der Zylinder­ block ist aus einem vorderen Zylinderblock 1 und einem damit axial verbundenen hinteren Zylinderblock 2 zusammengesetzt, so daß sich eine einstückige Zylinderblockanordnung ergibt, die an ihren Stirnseiten durch ein vorderes bzw. ein hinteres Gehäuse 5 bzw. 6 geschlossen ist, wobei zwischen den Gehäusen 5, 6 und dem jeweils benachbarten Zylinderblock jeweils eine Ventilplatte 3 bzw. 4 vorgesehen ist. Die Zylinderblöcke 1, 2, die Ventilplatten 3, 4 und die beiden Gehäuse 5, 6 sind mittels langer axialer Schraubbolzen fest miteinander verbun­ den, welche koaxiale Bohrungen 1a und 2a der Zylinderblöcke 1 bzw. 2 durchgreifen. Die Zylinderblockanordnung besitzt eine Taumelscheibenkammer 8, die im Verbindungsbereich des vorde­ ren und des hinteren Zylinderblockes 1, 2 ausgebildet ist. Außerdem besitzt die Zylinderbockanordnung eine axiale Mit­ telbohrung, die aus einer vorderen Mittelbohrung 1b in dem vorderen Zylinderblock 1 und einer dazu koaxialen hinteren Mittelbohrung 2b in dem hinteren Zylinderblock 2 zusammenge­ setzt ist. Die Mittelbohrung dient der Aufnahme einer axialen Antriebswelle 9, die mittels eines vorderen und eines hinte­ ren reibungsarmen Lagers 1c bzw. 2c drehbar gelagert ist. Auf der Antriebswelle 9 sitzt drehfest eine Taumelscheibe 10, die sich bei umlaufender Antriebswelle 9 in der Taumelscheiben­ kammer 8 dreht.

Wie oben erwähnt, besitzt die Zylinderblockanordnung 1, 2 fünf axiale Zylinderbohrungen 11, die jeweils aus einer vor­ deren Zylinderbohrung und einer dazu koaxialen hinteren Zy­ linderbohrung zusammengesetzt sind, wobei die axial verlau­ fenden Zylinderbohrungen 11 im wesentlichen in gleichen Win­ kelabständen rund um die Drehachse der Antriebswelle 9 ange­ ordnet sind. In jeder der Zylinderbohrungen 11 befindet sich ein gleitverschieblicher, doppelt-wirkender Kolben 12, und jeder der Kolben 12 steht mit der Taumelscheibe 10 über halb­ kugelförmige Schuhe in Eingriff, so daß die Kolben 12 von der Taumelscheibe 10 zu einer Hin- und Herbewegung angetrieben werden, wenn die Antriebswelle 9 und damit die Taumelscheibe 10 zu einer Drehbewegung angetrieben wird.

Das vordere und das hintere Gehäuse 5 bzw. 6 sind jeweils mit einer zentral angeordneten Ansaugkammer 14 bzw. 15 und einer radial außenliegenden Auslaßkammer 16 bzw. 17 versehen. Die vordere und die hintere Ventilplatte 3 bzw. 4 besitzen durch Bohren hergestellte Ansaugöffnungen 18 bzw. 19, um eine Fluidverbindung zwischen der jeweiligen Ansaugkammer 14 bzw. 15 und der zugeordneten Zylinderbohrung 11 herzustellen. Die vordere und die hintere Ventilplatte 3 bzw. 4 besitzen außer­ dem durch Bohren hergestellte Auslaßöffnungen 20 bzw. 21 zum Herstellen einer Fluidverbindung zwischen den einzelnen Zylinderbohrungen 11 und den jeweiligen Auslaßkammern 16 bzw. 17. Im einzelnen gestatten die Ansaugöffnungen 18 und 19 das Ansaugen eines unter niedrigem Druck stehenden gasförmigen Kältemittels in die zugeordneten Zylinderbohrungen 11, wo das gasförmige Kältemittel beim Kompressionshub der doppelt-wir­ kenden Kolben 12 komprimiert und dann als unter hohem Druck stehendes gasförmiges Kältemittel über die betreffenden Aus­ laßöffnungen 20, 21 in die zugeordneten Auslaßkammern 16 bzw. 17 ausgestoßen wird, wenn die betreffenden Kolben 12 das Ende ihres Kompressionshubs erreichen.

Die Ansaugöffnungen 18 und 19 sind durch Ansaugventilelemente 22 bzw. 23 in Form von Ventilzungen verschließbar, die in Kontakt mit den Innenflächen der vorderen bzw. hinteren Ven­ tilplatte 3 bzw. 4 stehen, d. h. mit den den Stirnflächen der Zylinderblockanordnung zugewandten Innenflächen der Ventil­ platten. In ähnlicher Weise sind die Auslaßöffnungen 20 und 21 durch Auslaßventilelemente 24 bzw. 25 in Form von Ventil­ zungen verschließbar, die derart angeordnet sind, daß sie in ihrer Schließstellung an den Außenflächen der Ventilplatten 3 und 4 anliegen, d. h. an den dem vorderen bzw. dem hinteren Gehäuse 5 bzw. 6 zugewandten Außenflächen der Ventilplatten 3, 4.

Die Ansaug- und die Auslaßventilelemente 22, 23, 24 und 25 können von den zugeordneten Ansaug- und Auslaßöffnungen 18, 19, 20 und 21 abgehoben werden, um diese zu öffnen.

Der hintere Zylinderblock 2 ist mit einem äußeren Haltebügel 26 zum Herstellen einer Verbindung mit einem Flanschelement (nicht gezeigt) versehen. Der Bügel 26 ist mit einer darin durch Bohren hergestellten Einlaßöffnung versehen (in Fig. 1 und 2 nicht gezeigt), durch die das gasförmige Kältemittel von einem externen Kältemittelsystem in die Taumelscheiben­ kammer 8 geleitet werden kann. Das in die Taumelscheibenkam­ mer eingeführte gasförmige Kältemittel gelangt von dieser über mehrere zwischen benachbarten Zylinderbohrungen 11 aus­ gebildete axiale Ansaugkanäle 28 und 29 zu den Ansaugkammern 14 bzw. 15.

Der vorstehend erwähnte Bügel 26 ist außerdem mit einer darin durch Bohren hergestellten Auslaßöffnung (in Fig. 1 und 2 nicht gezeigt) versehen, um das komprimierte gasförmige Käl­ temittel aus den Auslaßkammern 16 und 27 des vorderen und des hinteren Gehäuses 5 bzw. 6 über in den Zylinderblöcken 1 und 2 vorgesehene Auslaßkanäle (in Fig. 1 und 2 nicht gezeigt) in den externen Kältemittelkreislauf abzugeben.

Der vorstehend beschriebene Kältemittelkompressor mit hin- und herbeweglichen Kolben zeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch aus, daß der Auslaßventilmechanismus mit den Auslaß­ ventilelementen 24 und 25 und den Auslaßöffnungen 20 und 21 in der vorderen bzw. der hinteren Ventilplatte 3 bzw. 4 mit neuartigen Fängereinrichtungen ausgestattet ist, die es ge­ statten, auf die konventionellen Fängerelemente zu verzich­ ten.

Der Auslaßventilmechanismus wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 detailliert beschrieben werden, in der die Fängereinrichtungen für das Auslaßventilelement 25 des hinte­ ren Teils des Kompressors dargestellt sind. Außerdem wird auf die Darstellung gemäß Fig. 1 Bezug genommen.

Das hintere Auslaßventilelement 25 besteht aus einem dünnen Blattfedermaterial, beispielsweise einem dünnen Metallblech, und umfaßt mehrere Ventilzungen 25a, die einstückig mit einem zentralen Teil des Ventilelements 25 ausgebildet sind und dazu dienen, die einzelnen Zylinderbohrungen 11 am hinteren Ende des Zylinderblockes 2 normalerweise zu schließen. Die Zahl der Ventilzungen 25a des Auslaßventilelements 25 ent­ spricht der Anzahl der Zylinderbohrungen 11 und beträgt folg­ lich beim Ausführungsbeispiel fünf. Das Auslaßventilelement 25 ist sandwichartig zwischen einer im wesentlichen fünfecki­ gen Wand 30 an der Innenseite des hinteren Gehäuses 6 und der Außenfläche der hinteren Ventilplatte 4 angeordnet. Die Wand 30 des hinteren Gehäuses 6 dient dazu, die radial außen ange­ ordnete Auslaßkammer 17 von der zentral angeordneten Ansaug­ kammer 15 zu trennen.

Die einzelnen Ventilzungen 25a des Auslaßventilelements 25 erstrecken sich, ausgehend von einem Basisteil, in dessen Be­ reich das Auslaßventilelement 25 zwischen der Wand 30 des hinteren Gehäuses 6 und der Außenseite der Ventilplatte 4 festgelegt ist, radial nach außen in Richtung auf ihre zuge­ ordneten Auslaßöffnungen 21 und stehen normalerweise in Kon­ takt mit der Außenfläche, d. h. mit der Ventilsitzfläche 4a der Ventilplatte 4, so daß sie eine Lage einnehmen, in der sie die Auslaßöffnungen 21 schließen. Die Ventilzungen 25a des Auslaßventilelements 25 können, ausgehend von dieser Schließstellung, von der Ventilplatte abgehoben und in ihre Offenstellung bewegt werden, die in Fig. 4 mit ausgezogenen Linien eingezeichnet ist. In der Anfangsphase der Bewegung der einzelnen Ventilzungen 25a des Auslaßventilelements 25 aus ihrer Schließstellung in ihre Offenstellung wird ein freies Ende jeder der Ventilzungen 25a durch einen Anschlag 31 angehalten, der als lokaler Vorsprung ausgebildet ist, der radial vom Umfang der Innenseite des hinteren Gehäuses 6 in Richtung auf die jeweils zugeordnete Auslaßöffnung 21 vor­ steht. Jeder der Anschläge 31 ist dabei mit einer flachen An­ schlagfläche 31a versehen, um eine vorgegebene Öffnungsposi­ tion der Ventilzunge 25a zu definieren, und zwar dadurch, daß das freie Ende der betreffenden Ventilzunge 25a in Kontakt mit der Anschlagfläche gelangt.

Die oben erwähnte Wand 30 des hinteren Gehäuses 6 ist mit mehreren radialen Vorsprüngen 32, d. h. mit fünf Vorsprüngen versehen, die radial in Richtung auf den jeweils zugeordneten Anschlag 31 vorstehen, wobei jeder der radialen Vorsprünge 32 eine schräge Stützfläche 32a aufweist, an der die zugeordnete Ventilzunge 25a mit ihrem Basisteil anliegen kann, wodurch verhindert wird, daß der Basisteil der Ventilzunge 25a stark durchgebogen wird. Jede der schrägen Stützflächen 32a der ra­ dialen Vorsprünge 32 ist nämlich so ausgebildet, daß sie ein allmähliches Durchbiegen der Ventilzunge 25a ermöglicht, wenn diese aus ihrer Schließstellung in ihre Offenstellung bewegt wird. Hierdurch wird verhindert, daß die Ventilzungen 25a des Auslaßventilelements 25 im Bereich ihres Basisteils nach einer gewissen Betriebsdauer einen Ermüdungsbruch erleiden. An dieser Stelle ist außerdem darauf hinzuweisen, daß das Auslaßventilelement 24 mit seinen Ventilzungen 24a am vorde­ ren Ende des Kompressors in entsprechender Weise mit Fängereinrichtungen versehen ist, die die Öffnungsposition für die einzelnen Ventilzungen definieren.

Nachstehend soll nunmehr die Arbeitsweise des mit dem vorste­ hend beschriebenen Auslaßventilmechanismus ausgestatteten Kompressors erläutert werden.

Wenn die Antriebswelle 9 zusammen mit der Taumelscheibe 10 zu einer Drehbewegung um ihre Drehachse angetrieben wird, dann werden die doppelt-wirkenden Kolben 12 in ihren zugeordneten Zylinderbohrungen 11 zu Ansaug- und Kompressionshüben für das gasförmige Kältemittel angetrieben, wobei sich an jeden Kom­ pressionshub eine Ausstoßphase für das komprimierte Kältemit­ tel anschließt. Beim Arbeiten des Kompressors wird also unter niedrigem Druck stehendes gasförmiges Kältemittel aus einem externen Kühlsystem bzw. Kältemittelkreislauf in die Taumel­ scheibenkammer 8 gesaugt und strömt von dort durch den vorde­ ren und den hinteren Ansaugkanal 28 bzw. 29 zu den Ansaugkam­ mern 14 bzw. 15. Das gasförmige Kältemittel wird dann bei den Saughüben der einzelnen doppelt-wirkenden Kolben 12 in die betreffenden Zylinderbohrungen 11 gesaugt, wobei die zugeord­ neten Ansaugventilelemente 22, 23 geöffnet werden. Anschlie­ ßend wird das gasförmige Kältemittel im Verlauf der Kompres­ sionshübe der doppelt-wirkenden Kolben 12 in den jeweiligen Zylinderbohrungen 11 komprimiert, so daß das Kältemittel un­ ter einem hohen Druck steht. Wenn der hohe Druck des kompri­ mierten gasförmigen Kältemittels einen vorgegebenen Druckpe­ gel erreicht, der ausreicht, um die Ventilzungen 24a und 25a der Auslaßventilelemente 24 bzw. 25 zu öffnen, werden die Ventilzungen 24a, 25a aus ihrer Schließstellung in Richtung auf ihre Offenstellung bewegt, so daß das komprimierte gas­ förmige Kältemittel aus den jeweiligen Zylinderbohrungen 11 über die Auslaßöffnungen 20, 21 in die vordere und die hin­ tere Auslaßkammer 16 bzw. 17 ausgestoßen werden kann.

Im Verlauf dieser Ausstoßphase wird jede der Ventilzungen 25a, wie in Fig. 4 gezeigt, zunächst derart federnd von der Ventilsitzfläche 4a der Ventilplatte 4 wegbewegt, daß sie nach innen, d. h. in Richtung auf die Ventilplatte 4, durch­ gebogen ist, wie dies in Fig. 4 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist. Sobald dann das freie Ende der Ventilzunge 25a in Kontakt mit der flachen Anschlagfläche 31a des An­ schlags 31 gelangt, bewegt sich die Ventilzunge 25a des Ven­ tilelements 25 unter der Einwirkung des Druckes des kompri­ mierten Kältemittels noch weiter nach außen, wobei sie sich bezüglich der Ventilplatte 4 bzw. der Ventilsitzfläche 4a nach außen krümmt, wie dies in ausgezogenen Linien darge­ stellt ist, und damit einen großen Strömungsquerschnitt für das aus der betreffenden Zylinderbohrung 11 ausgestoßene kom­ primierte gasförmige Kältemittel freigibt. Das komprimierte Kältemittel kann somit gleichmäßig aus der Zylinderbohrung 11 in die Auslaßkammer 17 ausgestoßen werden, ohne daß ein merk­ licher Strömungswiderstand auftritt. Die Belastung eines ex­ ternen Antriebs für das Antreiben des Kompressors kann damit im Vergleich zu einem Kompressor mit konventionellem Auslaß­ ventilmechanismus gemäß Fig. 5 deutlich reduziert werden.

Weiterhin gestatten die vorstehend beschriebenen Fängerein­ richtungen zum Bestimmen der Öffnungsposition der Auslaßven­ tileinrichtungen für den betrachteten Kolbenkompressor gemäß der Erfindung den Verzicht auf separate Ventilfängerelemente, was zu einer Reduzierung der Anzahl der erforderlichen Bau­ teile und zur Vereinfachung des Zusammenbaus des Kompressors führt, und zwar sowohl im Bereich des vorderen Gehäuses 5 als auch im Bereich des hinteren Gehäuses 6. Außerdem können die Fängereinrichtungen, d. h. die Anschläge 31 mit ihren ebenen Anschlagflächen 31a, die durch Vorsprünge des vorderen bzw. des hinteren Gehäuses 5, 6 gebildet werden, und die schrägen Stützflächen 32a der radialen Vorsprünge 32 durch maschinelle Bearbeitung sehr exakt hergestellt werden. Somit können die Öffnungspositionen für die Ventilzungen 24a und 25a der Aus­ laßventilelemente 24 und 25 exakt definiert und konstant ge­ halten werden.

An dieser Stelle soll darauf hingewiesen werden, daß die Vor­ sprünge 32 mit ihren schrägen Stützflächen 32a ein sanftes Durchbiegen der Zungen 24a und 25a der Auslaßventilelemente 24 und 25 gestatten, wenn die Ventilzungen von den Ventil­ sitzflächen der vorderen bzw. der hinteren Ventilplatte 3 bzw. 4 wegbewegt werden, wodurch eine Beschädigung der Aus­ laßventilelemente 24 und 25 aufgrund von Ermüdungserscheinun­ gen verhindert wird. Somit kann eine lange Betriebsdauer der Auslaßventilelemente 24 und 25 gewährleistet werden.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel neuartiger Fän­ gereinrichtungen für einen Kolbenkompressor.

Gemäß Fig. 3 ist ein äußeres Gehäuse 106 mit einer außenlie­ genden Ansaugkammer 115 und einer innenliegenden Auslaßkammer 117 versehen, die von der außenliegenden Ansaugkammer 115 um­ geben wird, wobei die beiden Kammern 115 und 117 durch eine Trennwand 116 voneinander getrennt sind. Die Auslaßkammer 117 ist ferner so angeordnet, daß sie zwischen dieser Trennwand 116 und einer inneren, im wesentlichen kreisrunden Wand 130 liegt, die ebenfalls an der Innenfläche des hinteren Gehäuses 106 ausgebildet ist. Die kreisrunde Wand 130 und die Außen­ fläche der hinteren Ventilplatte dienen dazu, ein Auslaßven­ tilelement 125 zwischen der hinteren Ventilplatte 4 und der kreisrunden Wand 130 zu haltern (die hintere Ventilplatte ist in Fig. 3 nicht gezeigt, jedoch ähnlich ausgebildet wie die hintere Ventilplatte 4 gemäß Fig. 1). Das Auslaßventilelement 125 ist mit mehreren federnd bzw. elastisch beweglichen Ven­ tilzungen 125a versehen, die derart angeordnet sind, daß sie sich, ausgehend von einem Basisteil des Auslaßventilelements 125, jeweils in radialer Richtung zu den zugeordneten Auslaß­ öffnungen 121 erstrecken, die in der hinteren Ventilplatte vorgesehen sind.

Die außenliegende Trennwand 116 ist mit einer Anzahl von ört­ lichen Vorsprüngen versehen, die von der Wand in die Auslaß­ kammer 117 in Richtung auf die einzelnen Auslaßöffnungen 121 vorstehen, derart, daß die Vorsprünge Anschläge 131 bilden, welche die Öffnungsposition für die einzelnen Ventilzungen 125a des Auslaßventilelements 125 definieren. Jeder der An­ schläge 131 ist mit einer flachen Anschlagfläche 131a verse­ hen, an die sich jeweils nur das freie Ende der zugeordneten Ventilzunge 125a anlegen kann, wenn die Ventilzunge 125a aus ihrer Schließstellung in ihre Offenstellung bewegt wird. Wenn das freie Ende der Ventilzunge 125a in Eingriff mit der An­ schlagfläche 131a des zugeordneten Anschlags 131 steht, dann wird die Öffnungsposition der Ventilzunge 125a dadurch be­ stimmt, daß sich die Ventilzunge 125a bezüglich der angren­ zenden Ventilplatte nach außen durchbiegt, um einen großen freien Querschnitt für das komprimierte gasförmige Kältemit­ tel zu bilden, welches aus der betreffenden Zylinderbohrung über die zugeordnete Auslaßöffnung 121 ausgestoßen wird. So­ mit wirken die Anschläge 131, welche durch die Vorsprünge des hinteren Gehäuses 106 gebildet werden, in ähnlicher Weise wie die Anschläge 31 bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbei­ spiel.

Die kreisrunde Wand 130 des hinteren Gehäuses 106 ist mit mehreren lokalen Vorsprüngen 132 versehen, die von der Außen­ fläche der kreisrunden Wand 130 radial in Richtung auf die jeweils zugeordneten Anschläge 131 vorstehen, um die zugeord­ neten Ventilzungen 125a des Auslaßventilelements 125 abzu­ stützen. Die einzelnen lokalen Vorsprünge 132 sind dabei je­ weils mit einer schrägen Stützfläche 132a versehen, die der schrägen Stützfläche 32a der Vorsprünge 32 des vorherigen Ausführungsbeispiels ähnlich ist. Die schrägen Stützflächen 132a stützen die Rückseiten der Ventilzungen 125a des Auslaß­ ventilelements ab und gestatten ein Anliegen der Ventilzungen 125a an den schrägen Stützflächen 132a, wodurch ein allmähli­ ches Biegen der Ventilzungen 125a ermöglicht wird, wenn sich diese aufgrund des hohen Druckes des komprimierten gasförmi­ gen Kältemittels, welches aus den Zylinderbohrungen über die Auslaßöffnungen 121 ausgestoßen wird, aus ihrer Schließstel­ lung in ihre Offenstellung bewegen.

Es sollte beachtet werden, daß die Auslaßventileinrichtungen gemäß dem betrachteten Ausführungsbeispiel weitere Ventilfän­ gereinrichtungen im Bereich des vorderen Endes des Kolbenkom­ pressors umfassen, die denjenigen gemäß Fig. 3 ähnlich sind.

Es sollte weiterhin beachtet werden, daß die Auslaßventilein­ richtungen gemäß dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbei­ spiel dieselben Vorteile bieten wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Obwohl die beschriebenen Ausführungsbeispiele Kältemittelkom­ pressoren mit konstanter Förderleistung und doppelt-wirken­ den, hin- und herbeweglichen Kolben betreffen, kann die vor­ liegende Erfindung in entsprechender Weise für die Auslaßven­ tileinrichtungen anderer Typen von Kolbenkompressoren einge­ setzt werden, beispielsweise bei Kältemittelkompressoren mit variabler Förderleistung und einfach wirkenden Kolben und bei Kältemittelkompressoren mit variabler Förderleistung und dop­ pelt-wirkenden Kolben.

Aus der vorstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbei­ spiele der vorliegenden Erfindung wird deutlich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die Auslaßventileinrichtungen für einen Kompressor mit hin- und herbeweglichen Kolben den beim Ausstoßen des komprimierten gasförmigen Kältemittels aus den Zylinderbohrungen über die Auslaßöffnungen in die Auslaßkam­ mern auftretenden Strömungswiderstand gegebenenfalls voll­ ständig reduzieren können. Folglich kann eine auf einen An­ trieb des Kompressors ausgeübte Belastung reduziert werden, so daß sich eine bemerkenswerte Reduzierung der Antriebsener­ gieverluste des Antriebsaggregats ergibt.

Weiterhin kann bei Einsatz des Auslaßventilmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Verwendung von Fängerele­ menten verzichtet werden, wodurch zu einer Reduzierung der Bauteile und zu einer Vereinfachung des Zusammenbaus des Kol­ benkompressors beigetragen wird. Damit läßt sich aber auch eine Reduzierung der Herstellungskosten für den Kolbenkom­ pressor erreichen.

Der Auslaßventilmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung kann wegen einer exakten Definition der Öffnungsstellung für die Ventilelemente exakt definiert werden. Außerdem ist der Auslaßventilmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung mit Stützeinrichtungen versehen, die es gestatten, daß sich die Ventilzungen des Auslaßventilelements während ihrer Bewegung aus ihrer Schließstellung in ihre Offenstellung gleichmäßig durchbiegen, so daß während langer Betriebszeiten des Auslaß­ ventilelements keine Ermüdungsbrüche auftreten.

Insgesamt macht die vorstehende Beschreibung deutlich, daß dem Fachmann, ausgehend von den beschriebenen Ausführungsbei­ spielen, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Er­ gänzungen zu Gebote stehen, ohne daß er dabei den Grundgedan­ ken der Erfindung gemäß den beigefügten Ansprüchen verlassen müßte.

Claims (5)

1. Kolbenkompressor mit einem Zylinderblock, in dem eine Wellenbohrung vorgesehen ist und in dem rings um die Wellenbohrung mehrere Zylinderbohrungen vorgesehen sind, mit einer in der Wellenbohrung mit Hilfe reibungsarmer Lager drehbar gelagerten Antriebswelle, auf der ein Tau­ melscheibenelement sitzt, mit mehreren Kolben, die mit dem Taumelscheibenelement in Antriebsverbindung stehen und in Abhängigkeit von einer Drehbewegung der Antriebs­ welle eine Hin- und Herbewegung in den Zylinderbohrungen ausführen, um Saug- und Kompressionshübe auszuführen und um ein komprimiertes gasförmiges Kältemittel auszusto­ ßen, mit mindestens einem Gehäuse, welches ein Ende des Zylinderblockes schließt und eine Innenwand aufweist, welche eine Auslaßkammer zum Aufnehmen des gasförmigen Kältemittels definiert, nachdem dieses in den einzelnen Zylinderbohrungen komprimiert und durch eine Auslaßöff­ nung in einer das Ende jeder der Zylinderbohrungen ab­ deckenden Endwand ausgestoßen wurde, und mit einem Aus­ laßventilelement, welches zwischen dem Gehäuse und dem Zylinderblock angeordnet ist und mehrere bewegliche Aus­ laßventilzungen umfaßt, mit deren Hilfe die Auslaßöff­ nungen verschließbar und freigebbar sind, wobei jede der beweglichen Ventilzungen ein freies Ende aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß Fängereinrichtungen (31, 32; 131, 132) vorgesehen sind, die an der Innenwand in sol­ chen Positionen angeordnet sind, und daß sie der Auslaß­ kammer zugewandt sind, daß die Fängereinrichtungen (31, 32; 131, 132) derart angeordnet sind, daß sie in Ein­ griff mit den freien Enden jedes der Zungenventile (25a; 125a) bringbar sind, um dadurch eine Öffnungsstellung derselben zu definieren, wenn sie aus einer Schließstel­ lung in eine Offenstellung bewegt werden.

2. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fängereinrichtungen durch mehrere Vor­ sprünge (31) gebildet werden, die an der Innenwand des Gehäuses derart ausgebildet sind, daß sie jeweils eine flache Sitzfläche (31a) definieren, mit der das freie Ende der jeweils zugeordneten Ventilzunge (25a) in Ein­ griff bringbar ist, wenn diese in ihre Offenstellung be­ wegt wird.

3. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Innenwand des Gehäuses (6) mit mehreren Stützelementen (32) versehen ist, die derart angeordnet sind, daß sie jeweils einer der beweglichen Ventilzungen (25a) derart gegenüberliegen, daß die Ventilzungen (25a) bei einer Bewegung von ihrer Schließstellung in ihre Of­ fenstellung allmählich gebogen werden.

4. Kolbenkompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes der Stützelemente einen Vorsprung (32) umfaßt, der an der Innenwand des Gehäuses (6) derart ausgebildet ist, daß jeder der Vorsprünge (32) einer der beweglichen Ventilzungen (25a) gegenüberliegt und daß jeder der Vorsprünge (32) eine schräge Stützfläche (32a) zum Abstützen eines radial inneren Basisbereichs jeder der Ventilzungen (25a) aufweist.

5. Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer zentralen Wellenbohrung, mit einem Zylinderblock, welcher ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist, mit jeweils einer Ventilplatte an jedem der beiden Enden und mit jeweils einem das zugeordnete Zylinderende und die betreffende Ventilplatte überdeckenden Gehäuse, welches jeweils eine Ansaugkammer und eine Auslaßkammer defi­ niert, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Ventilplat­ ten ein Auslaßventilelement (24, 25) mit Ventilzungen (25a) zugeordnet ist, denen jeweils Fängereinrichtungen (31, 32; 131, 132) zugeordnet sind.