DE19938731A1 - Kompressor mit hin und her gehender Bewegung mit verbesserter Ventilplatte - Google Patents
Kompressor mit hin und her gehender Bewegung mit verbesserter VentilplatteInfo
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Abstract
Bei einem Kompressor (1) der Gattung mit Taumelplatte läßt eine Drehwelle (5) einen Kolben (11) über die Taumelplatte (12) sich hin und her bewegen. Eine Ansaug-Ventilplatte (26) ist mit einem exzentrischen Bereich (5a) der Welle (5) verbunden und durch die Drehbewegung der Welle (5) veranlaßt, orbital um die Achse der Welle (5) umzulaufen. Die Reibung zwischen der Ansaug-Ventilplatte (26) und einer berührenden Stirnwand (2a), in der ein Ansauganschluß (23) ausgebildet ist, unterdrückt naturgemäß die Drehbewegung der Ventilplatte (26). Daher läuft die Ventilplatte (26) im wesentlichen um die Wellenachse orbital um, ohne sich zu drehen, und schließt und öffnet diese Platte den Ansauganschluß (23). Die Relativgeschwindigkeit zwischen der Ventilplatte (26) und der Stirnwand (2a) ist, wenn die Ventilplatte (26), ohne sich zu drehen, orbital umläuft, kleiner als dann, wenn sich die Ventilplatte (26) nur dreht.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kompressor der Gattung mit hin und her gehender
Bewegung mit einem Kolben und insbesondere ein Regelungsventil desselben,
beispielsweise ein Ansaugventil.
Bei einem herkömmlichen Kompressor der Gattung mit hin und her gehende
Bewegung wird ein Reedventil als Ansaugventil verwendet. Das Reedventil ist aus
einer dünnen Metallplatte hergestellt und an dem Kompressor als freikragender
Arm mit einem freien Ende befestigt, das den Ansauganschluß abdeckt. Das Reed
ventil wird durch eine Druckdifferenz gebogen, um sich etwas von dem Ansaug
anschluß abzuheben, wodurch der Ansauganschluß geöffnet wird. Sogar dann,
wenn der Ansauganschluß so geöffnet wird, deckt das Reedventil den Ansaug
anschluß jedoch nicht vollständig nicht ab, und öffnet es den Ansauganschluß nicht
vollständig. Daher arbeitet, wenn ein Reedventil als Ansaugventil verwendet wird,
der Ansauganschluß als eine Drossel, wodurch die Wirksamkeit des Ansaugens
herabgesetzt wird. Wenn der Kompressor mit hoher Drehzahl arbeitet, wird dieses
Problem bedeutungsvoll.
Zur Lösung dieses Problems offenbar die JP-A-202 848 einen Taumelplatten-
Kompressor, bei dem anstelle eines Reedventils ein Drehventil als Ansaugventil
verwendet wird. Dieses Drehventil ist zylindrisch gestaltet, und seine äußere
Umfangsfläche weist eine Ventilöffnung auf. Das Drehventil ist mit einer Drehwelle
verbunden und bewegt sich mit der Drehwelle. Umfangsseitig ist die Drehwelle und
das Drehventil umgebend eine Vielzahl von Zylindern vorgesehen, die gleichmäßig
bzw. einheitlich ausgebildet sind, wobei sie sich parallel zueinander erstrecken.
Jeder Zylinder weist eine Ansauganschlußöffnung an einer Wandfläche zur selek
tiven Herstellung einer Verbindung mit der Ventilöffnung des Drehventils auf. Das
sich drehende Drehventil öffnet und schließt jeden Zylinderansauganschluß durch
das Öffnen der Verbindung und das Schließen der Verbindung zwischen der Dreh
ventilöffnung und jedem nachfolgenden Zylinderansauganschluß, wenn sich das
Drehventil dreht. Bei einem solchen Kompressor ist eine Vielzahl von in den Zylin
dern eingebauten Kolben derart vorgesehen, daß sie sich in den Zylindern mittels
einer Taumelplatte hin und her bewegen, die sich mit der Drehwelle bewegt, und
komprimiert die Vielzahl der Kolben ein Fluid, beispielsweise ein Kühl- bzw.
Kältemittel, das in die Zylinder eingesaugt wird.
Jedoch ist das zylindrisch gestaltete Drehventil verschiebbar und drehbar innerhalb
einer zylindrisch gestatteten Ventilkammer eingebaut, die in einem Zylinderblock
oder Zylindergehäuse ausgebildet ist, und dreht sich das Drehventil, wobei sich
seine äußere Fläche unter Reibung entlang der Wandfläche der Ventilkammer
verschiebt bzw. gleitet. Wenn sich das Drehventil mit hoher Geschwindigkeit dreht,
nimmt somit die Relativgeschwindigkeit in Hinblick auf die Wandfläche zu, wodurch
eine ausreichende Schmierversorgung erforderlich gemacht wird. Des weiteren ist
es zur Erzielung einer ausreichenden Haltbarkeit notwendig, ein teures Material für
den Zylinderblock zu verwenden, das eine hohe Widerstandsfestigkeit gegenüber
einem Festfressen aufweist, und eine besondere Flächenbeschichtung an den
Reibungsflächen vorzusehen, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden.
Auch muß ein Spielspalt zwischen dem Drehventil und der Wandfläche infolge von
Beschränkungen der maschinellen Bearbeitung vorgesehen werden, wodurch es
gestattet wird, daß komprimiertes Fluid durch den Spalt hindurch verlorengeht und
die Wirksamkeit der Kompression herabgesetzt wird. Wenn eine große Scheibe
anstelle eines Zylinders als Drehventil verwendet wird, verschiebt sich des weiteren
das als Drehscheibe gestaltete Drehventil unter Reibung entlang der Wandfläche,
wodurch eine Reibungskraft mit einer großen Größe geschaffen wird und die
Wirksamkeit der Kompression herabgesetzt wird.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kompressor der
Gattung mit hin und her gehender Bewegung zu schaffen, bei dem einen verbes
sertes Ventil vorgesehen ist, um die hohe Wirksamkeit der Kompression zu
erreichen, ohne die Wirksamkeit des Ansaugens herabzusetzen, wie dann, wenn
ein Reedventil verwendet wird.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kompressor der
Gattung mit hin und her gehender Bewegung zu schaffen, bei dem ein verbessertes
Ventil zur Erzielung einer hohen Haltbarkeit und Zuverlässigkeit vorgesehen ist,
ohne von teuren, in Hinblick auf ein Festfressen widerstandsfähigen Materialien
Gebrauch zu machen und ohne besondere Flächenbeschichtungen vorzusehen,
wie dann, wenn ein Drehventil verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Ventilplatte drehbar mit einem exzen
trischen Bereich einer Welle verbunden, um hierdurch im wesentlichen eine
ausschließlich orbital umlaufende Bewegung für die Ventilplatte im wesentlichen
ohne Drehbewegung zu schaffen. Somit ist die Relativgeschwindigkeit der orbitalen
umlaufenden Bewegung zwischen der Ventilplatte und einer berührten Fläche mit
einem Fluidanschluß niedriger als diejenige bei einer Drehbewegung, wodurch die
Reibung dazwischen herabgesetzt wird. Daher ist die Herabsetzung der Energie
bzw. Kraft infolge von Reibung klein, fressen die berührten Flächen nicht, ist es
nicht notwendig, teure, gegenüber Festfressen widerstandsfähige Materialien zu
verwenden, besondere Flächenbeschichtungen und qualitativ hochwertige
Flächenbearbeitungen vorzusehen oder die Schmierung zu erweitern bzw. zu
vergrößern. Des weiteren wird jeder Fluidanschluß mittels der Ventilplatte bei
einem herabgesetzten Strömungswiderstand an dem Fluidanschluß im Vergleich zu
einem Reedventil mechanisch geöffnet und geschlossen, das mittels einer Druck
differenz arbeitet, wodurch die Wirksamkeit des Ansaugens oder Abgebens
verbessert wird.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leichter
und deutlicher aus der nachfolgenden Detailbeschreibung bevorzugter Ausfüh
rungsformen bei gemeinsamer Betrachtung mit den beigefügten Zeichnungen, in
denen zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt mit der Darstellung eines Kompressors der Gattung mit
einer Taumelplatte gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 einen Teilschnitt mit einer Darstellung entlang der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3A-3D Teilschnitte mit einer Darstellung entlang der Linie II-II in Fig. 2, die
sequentiell die Arbeit der Ansaug-Ventilplatte bei aufeinanderfolgen
den Drehwinkeln von 90° zeigen.
Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform findet ein Kompressor 1 der
Gattung mit Taumelplatte Anwendung bei einem Kühlzyklus für eine Kraftfahrzeug-
Klimaanlage. Gemäß Darstellung in Fig. 1 weist das äußere Gehäuse des
Kompressors 1 einen Zylinderblock 2, ein vorderes Gehäuse 3 und ein hinteres
Gehäuse 4 auf. Das vordere und das hintere Gehäuse 3 und 4 sind koaxial mit dem
Zylinderblock 2 mit Hilfe von Durchgangsschrauben (nicht dargestellt) verbunden.
Eine Welle 5 ist drehbar in dem Zylinderblock 2 und in den Gehäusen 3 und 4
gelagert. Die Welle 5 erstreckt sich durch den Zylinderblock 2 und das vordere
Gehäuse 3 hindurch zu dem Inneren des hinteren Gehäuses 4 hin. Die Welle 5 ist
mittels eines vorderen Lagers 6, das in dem vorderen Gehäuse 3 angeordnet ist,
und mittels eines zentralen Lagers 7, das in dem Zylinderblock 2 angeordnet ist,
gelagert. Die Welle 5 überträgt eine Drehkraft von dem Fahrzeugmotor an eine
Kompressionseinrichtung des Kompressors 1. Eine Lippendichtung 8 ist in der
Nähe des vorderen Lagers 6 vorgesehen, um den Spalt zwischen der Welle 5 und
dem vorderen Gehäuse 3 abzudichten. In gleicher Weise ist eine Lippendichtung 9
in der Nähe des zentralen Lagers 7 vorgesehen, um den Spalt zwischen der Welle
5 und dem Zylinderblock 2 abzudichten. Daher ist verhindert, daß der Raum inner
halb des Zylinderblocks 2 und des vorderen Gehäuses 3 mit dem Äußeren des
Kompressors 1 und dem Raum innerhalb des hinteren Gehäuses 4 in Verbindung
steht.
Gemäß Darstellung in Fig. 2 sind sechs Zylinder 10a-10f in dem Zylinderblock 2
ausgebildet. Die Zylinder 10a-10f sind gleichmäßig rund um die Welle 5 und parallel
hierzu angeordnet. Kolben 11a-11f sind in jedem Zylinder 10a-10f derart angeord
net, daß sie dort gleiten können. Jedes vordere Ende (in Fig. 1 linkes Ende) dieser
Kolben 11a-11f ist verschiebbar mit Hinblick auf eine Taumelplatte 12 über ein Paar
Schuhe 13 verbunden. Jedes Paar der Schule 13 ist an dem vorderen Ende des
Kolbens 11 angeordnet, um den ellipsenförmig gestalteten äußeren Umfang der
Taumelplatte 12 dort anzuordnen.
Die Taumelplatte 12 ist an einer Hülse zu 14 mit Hilfe von Stiften angebracht, die
mit der Welle 5 mittels eines Stifts 15 verbunden ist, dessen axiale Richtung recht
winklig zu der Welle 5 verläuft. Die Hülse 14 ist so eingebaut, daß sie sich entlang
der Welle 5 axial verschiebt, wodurch es gestattet ist, daß sich die Taumelplatte 12
gegenüber der Welle 5 neigt. Damit sich die Taumelplatte 12 neigen kann, ist ein
Stift 16 an einem besonderen Bereich der Taumelplatte 12 vorgesehen, und ist ein
Arm 17 an der Welle 5 befestigt. Der Arm 17 besitzt eine radiale Nockennut 17a,
und der Stift 16 ist in der Nockennut 17a angeordnet. Wenn sich die Hülse 14
entlang der Welle 5 infolge einer Kraft verschiebt, die die Drückkraft der Feder 18
aufhebt bzw. überwindet, bewegt sich der Stift 16 entlang der Nockennut 17a, um
den Neigungsgrad der Taumelplatte 12 zu verändern. Als eine Folge werden die
Hübe der Kolben 11a-11f gleichzeitig verändert, wodurch die Abgabekapazität des
Kompressors 1 kontinuierlich verändert wird.
In dem Kompressor 1 der Gattung mit Taumelplatte gemäß der vorliegenden Erfin
dung treten Kompressions-Gegenkräfte in den Zylindern 10a-10f auf, wenn ein
Fluid, beispielsweise ein Kühl- bzw. Kältemittel, dort komprimiert wird. Die Summe
dieser Kompressions-Gegenkräfte wirkt an der Hülse 14, um diese entlang der
Welle 5 gegen die Widerstandskraft der Feder 18 zu verschieben. Des weiteren
verändert sich der Druck innerhalb der Taumelplatten-Kammer, in der die Taumel
platte 12 angeordnet ist, entsprechend der Kühllast. Wenn beispielsweise die
Kühllast herabgesetzt wird, steigt der Druck in der Taumelplatten-Kammer an, um
den Gegendruck, der an den Kolben 11a-11f wirkt, zu erhöhen. Somit verschiebt
sich die Hülse 14 rückwärts, d. h. in Richtung zu der rechten Seite in Fig. 1, wodurch
der Kipp- bzw. Neigungsgrad der Taumelplatte 12 verkleinert wird, um den Hub der
Kolben 11a-11f und die Abgabekapazität des Kompressors 1 zu reduzieren. Auf
diese Weise verändert sich die Abgabekapazität des Kompressors entsprechend
der Kühllast.
In dem hinteren Gehäuses 4 ist eine Ansaugkammer 19 ausgebildet, und eine
ringförmige Abgabekammer 20 ist rund um die Ansaugkammer 19 ausgebildet. Die
Abgabekammer 20 ist gegenüber der Ansaugkammer 19 mittels einer ringförmigen
Trennwand 4a abgeteilt. Die Ansaugkammer 19 steht mit einem Verdampfer in
einem Kühlzyklus über einen Ansaugeinlaß 21 in Verbindung, und die Abgabe
kammer 20 steht mit einem Kondensator in dem Kühlzyklus über einen Abgabe
auslaß 22 in Verbindung. Der Zylinderblock 2 und das hintere Gehäuse 4 sind
voneinander mittels einer End- bzw. Stirnwand 2a des Zylinderblocks 2 abgeteilt.
Ansauganschlüsse 23a-23f, die mit der Ansaugkammer 19 in Verbindung stehen,
und Abgabeanschlüsse 24a-24f, die mit der Abgabekammer 20 in Verbindung
stehen, sind an der Stirnwand 2a vorgesehen, um den Zylindern 10a-10f zu
entsprechen. Die Abgabeanschlüsse 23a-23f sind rund, während die Ansaug
anschlüsse 24a-24f oval gestaltet sind, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
Abgabeventile 25 (in Fig. 2 und 3 nicht dargestellt) sind an jedem Abgabeanschluß
24a-24f in der Abgabekammer 20 zum Schließen der Abgabeanschlüsse 24a-24f
vorgesehen. Jedes Abgabeventil 25 ist ein Reedventil, das verhindert, daß Kühl-
bzw. Kältemittel von der Abgabekammer 20 aus zurückströmt.
Eine scheibenförmige Ansaug-Ventilplatte 26 ist in der Ansaugkammer 19 vorge
sehen. Die Ansaug-Ventilplatte 26 ist zwischen der Stirnwand 2a des Zylinder
blocks 2 und der End- bzw. Stirnfläche 4c der radialen Wand 4b eingebaut, die an
der zu der Ansaugkammer 19 gehörigen Seite der ringförmigen Trennwand 4a
ausgebildet ist. Die Ventilplatte 26 ist so eingebaut, daß sie einen Spalt in der
axialen Richtung aufweist, damit sie sich zwischen der Stirnwand 2a und der Stirn
fläche 4c verschieben kann. Gemäß Darstellung in Fig. 2 besitzt die Ventilplatte 26
einen Durchmesser groß genug, um einige der Abgabeanschlüsse 23a-23f zu
schließen und gleichzeitig die anderen zu öffnen, während sie sich wie oben
beschrieben verschiebt. Die Welle 5 weist einen exzentrischen Bereich 5a auf, der
an ihrem hinteren Ende ausgebildet ist, und der exzentrische Bereich 5a ist in einer
Nabe 26a eingesetzt, die am Zentrum der Ventilplatte 26 ausgebildet ist. D. h., die
Ansaug-Ventilplatte 26 ist mittels des exzentrischen Bereichs 5a über ein Lager 27,
beispielsweise ein Metall-Lager oder ein Nadellager, drehbar abgestützt. Eine
Ringnut 4d ist in dem Gehäuse 4 ausgebildet, um den äußeren Umfang der Ventil
platte 26 aufzunehmen, wenn die Ventilplatte 26 infolge der Drehung der Welle 5
umläuft.
Die Ansaug-Ventilplatte 26 kann in Richtung zu der Stirnwand 2a mittels einer
Feder, die in der Ansaugkammer 19 angeordnet ist, etwas vorgespannt sein. Des
weiteren kann eine in ihrer Struktur einfache Dreh-Verhinderungseinrichtung der
Ansaug-Ventilplatte 26 hinzugefügt sein. Die Dreh-Verhinderungseinrichtung kann
beispielsweise einen oder mehrere Dreh-Verhinderungsstifte, die an geeigneten
Stellen der Stirnwand 2a vorgesehen sind und in Richtung zu der Ansaugkammer
19 hin vorstehen, und einen kreisförmiges Loch aufweisen, das in der Ventilplatte
26 ausgebildet ist. Das kreisförmige Loch weist einen ausreichenden Durchmesser
auf, um den Dreh-Verhinderungsstift aufzunehmen, und der Dreh-Verhinderungs
stift ist in das kreisförmige Loch eingesetzt, um eine Drehbewegung der Ansaug-
Ventilplatte 26 zu verhindern. Somit kann die Ansaug-Ventilplatte 26 in Hinblick auf
die zentrale Achse der Welle 5 ohne Drehbewegung orbital umlaufen. Hierbei ist die
Größe des Durchmessers des kreisförmigen Lochs auf etwa den Durchmesser der
orbitalen Umlaufbewegung zuzüglich des Durchmessers des Dreh-Verhinderungs
stifts eingestellt.
Selbst dann, wenn die Dreh-Verhinderungseinrichtung nicht vorgesehen wird, weil
sich die Ventilplatte 26 verschiebt, während sie zu der Stirnwand 2a oder der Stirn
fläche 4c gedrückt wird, treten Reibungskraft dazwischen in einem bestimmten
Ausmaß auf. Somit wird die Drehbewegung der Ventilplatte 26 durch diese
Reibungskräfte unterdrückt, und bewegt sich die Ventilplatte 26, im wesentlichen
ohne sich zu drehen, orbital umlaufend. Wie oben beschrieben worden ist, ist die
Relativgeschwindigkeit der Ventilplatte 26 in Hinblick auf die Stirnwand 2a oder die
Stirnfläche 4c viel kleiner als dann, wenn sich die Ventilplatte 26 dreht. Somit
werden dynamische Verluste, die durch die Reibung zwischen der Ventilplatte 26
und der Stirnwand 2a oder der Stirnfläche 4c verursacht werden, reduziert.
Wie aus der oben beschriebenen Struktur zu ersehen ist, wird, wenn der Fahr
zeugmotor die Welle 5 dreht, die Drehkraft an die Ansaug-Ventilplatte 26 über den
exzentrischen Bereich 5a übertragen. Des weiteren tritt die Reibungskraft zwischen
der Ventilplatte 26 und der Stirnwand 2a oder der Stirnfläche 4c in einen bestimm
ten Ausmaß auf. Somit ist die Drehung der Ventilplatte 26 verhindert, und läuft die
Ventilplatte 26 ohne Drehung orbital um, wie in Fig. 3A-3D dargestellt ist, die die
Position der Welle 5 in 90°-Intervallen zeigen. Nachfolgend wird die Arbeit dieser
Ausführungsform erläutert, indem die Arbeit des Zylinders 10a besonders beschrie
ben wird. Fig. 3A zeigt denselben Zustand wie in Fig. 2, wobei der Kolben 11a an
dem oberen Totpunktzentrum angeordnet ist, d. h. bei dem abschließenden
Kompressionsvorgang im Zylindern 10a. Bei diesem Zustand von Fig. 3A hat die
Ventilplatte 26 eine orbitale Umlaufbewegung durchgeführt, um den Ansaug
anschluß 23a des Zylinders 10a abzudecken. Somit wird das Kühl- bzw. Kältemittel
nicht durch den Ansauganschluß 23a hindurch angesaugt. Des weiteren wird
gleichzeitig das komprimierte Kühl- bzw. Kältemittel in die Abgabekammer 20 durch
den Abgabeanschluß 24a hindurch durch das Öffnen des Abgabeventils 25 abge
geben.
Wenn sich die Welle 5 dreht, wie mit Hilfe von Pfeilen in Fig. 3A-3D angegeben ist,
läuft die Ansaug-Ventilplatte 26 orbital um, um sich nach rechts zu verschieben.
Somit beginnt der Ansauganschluß 23a, geöffnet zu werden, und stellt die Ansaug
kammer 19 eine Verbindung mit dem Inneren des Zylinders 10a her. Der Zustand,
bei dem die Welle 5 um 90° gedreht ist, ist in Fig. 3B dargestellt. Bei diesem
Zustand ist die Fläche des Ansauganschlusses 23a durch die Ansaug-Ventilplatte
26 minimal abgedeckt, ist nämlich die geöffnete Fläche des Ansauganschlusses
23a maximiert. Hier hängt der zeitliche Verlauf, wenn die geöffnete Fläche maximal
ist, von der Gestalt und der Stelle des Ansauganschlusses 23a und der Phasen
beziehung zwischen der Richtung der Exzentrizität des exzentrischen Bereichs 5a
und dem Stift 15 ab, der das Schwenkzentrum der Taumelplatte 12 ist.
Wenn der Ansauganschluß 23a vollständig oder nahezu vollständig geöffnet ist, ist
die geöffnete Fläche des Ansauganschlusses 23a vergleichsweise groß, und ist der
Strömungswiderstand an dem Ansauganschluß 23a äußerst klein. Somit wird der
Kühl- bzw. Kältemitteldruck nicht reduziert wie dann, wenn ein Ansaugventil der
Reedgattung verwendet wird. Des weiteren muß das Kühl- bzw. Kältemittel nicht
arbeiten, um die Ansaug-Ventilplatte 26 zu öffnen wie dann, wenn ein Ansaugventil
der Reedgattung verwendet wird, wobei der Ansauganschluß 23a vollständig durch
eine mechanische Kraft geöffnet ist, wodurch die Wirksamkeit des Ansaugens
verbessert ist.
Wenn sie sich die Welle 5 um 90° weiter dreht, wie in Fig. 3C eingestellt ist, läuft
die Ansaug-Ventilplatte 26 orbital um, um sich nach unten und links zu verschieben
und um den Ansauganschluß 23a abzudecken. Somit ist die geöffnete Fläche des
Ansauganschlusses 23a nahezu minimal. In diesem Zustand ist der Kolben 11a am
unteren Totpunktzentrum angeordnet, in gleicher Weise wie bei der in Fig. 1 darge
stellten Position des Kolbens 11d im Zylinder 10d, d. h. bei dem abschließenden
Ansaugvorgang im Zylindern 10a. Wenn sich die Welle 5 etwas weiter dreht, wird
der Ansauganschluß 23a vollständig geschlossen, und steht die Ansaugkammer 19
nicht länger mit dem Zylinder 10a in Verbindung.
Fig. 3D zeigt den Kompressionsvorgang des Zylinders 10a. In Fig. 3D führt der
Kolben 11a eine Hubbewegung von dem unteren Totpunktzentrum von Fig. 3C zu
dem oberen Totpunktzentrum von Fig. 3A hin nach oben durch, und ist die Ansaug-
Ventilplatte 26 nach links orbital umlaufend bewegt worden, um den Ansaug
anschluß 23a vollständig zu schließen. Das Kühl- bzw. Kältemittel wird in dem
Zylinders 10a komprimiert, und wenn der Kühl- bzw. Kältemitteldruck den Einstell
druck des Abgabeventils 25 erreicht, öffnet das Reed-Abgabeventil 25 den Abga
beanschluß 25a, um das komprimierte Kühl- bzw. Kältemittel in die Abgabekammer
20 abzugeben. Wenn sich die Welle 5 um 90° weiter dreht, bewegt sich die
Ansaug-Ventilplatte 26 zu der Position von Fig. 3A zurück. Auf diese Weise wird
der Kompressionszyklus wiederholt. Dieser Kompressionszyklus, der den Ansaug
vorgang und den Kompressionsvorgang aufweist, wird sequentiell in allen Zylindern
10a-10f mit einer Phasendifferenz von 60° zwischen jedem benachbarten Zylinder
durchgeführt. Somit wird das komprimierte Kühl- bzw. Kältemittel fast kontinuierlich
in die Abgabekammer 20 abgegeben, wodurch der Druck des abgegebenen Kühl-
bzw. Kältemittels mit einer nur geringen Druckpulsation im wesentlichen konstant
gehalten wird.
Wie oben beschrieben worden ist, läuft die Ansaug-Ventilplatte 26 im wesentlichen
ausschließlich orbital um, ohne sich zu drehen. Weil die Relativgeschwindigkeit bei
der orbitalen Umlaufbewegung zwischen den berührten Flächen niedriger als bei
der Drehbewegung ist, ist es nicht notwendig, teure, gegenüber einem Festfressen
widerstandsfähige Materialien für die Ventilplatte 26, die Stirnwand 2a oder die
Stirnfläche 4c zu verwenden. Des weiteren ist es nicht notwendig, besondere
Flächenbeschichtungen oder qualitativ hochwertige Flächen-Endbearbeitungen an
diesen Bauteilen vorzusehen, um eine ausreichende Haltbarkeit und Zuverlässig
keit zu erreichen. Auch ist, weil die Relativgeschwindigkeit zwischen den berührten
Flächen niedrig ist, der Energie- bzw. Kraftverlust im Vergleich zu dem Fall redu
ziert, wenn sich die Ventilplatte dreht, wodurch die Wirksamkeit der Arbeit des
Kompressors vergrößert ist. Und, weil die Öffnungsfläche des Ansauganschlusses
23 groß ist, ist der Strömungswiderstand an dem Ansauganschluß 23 im Vergleich
mit dem Fall reduziert, wenn ein Reedventil als Ansaugventil verwendet wird,
wodurch die Wirksamkeit des Ansaugens verbessert ist.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird der Ansauganschluß 23
mittels der Ventilplatte 26 geöffnet und geschlossen. Jedoch ist die Ventilplatte 26
nicht auf das Öffnen und das Schließen der Ansauganschlüsse 23 beschränkt.
Alternativ kann sie zum Öffnen und Schließen der Abgabeanschlüsse 24 Anwen
dung finden. Die Ventilplatte 26 muß nicht eine kreisförmige Scheibe sein, sondern
kann anderweitig gestaltet sein, nämlich mit einer Ecke, einem konkaven Bereich
und einem Loch. Des weiteren ist die vorliegenden Erfindung in Verbindung mit
einem Kompressor der Gattung mit Taumelplatte beschrieben worden. Jedoch ist
die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung bei einem Kompressor der
Gattung mit Taumelplatte beschränkt, und kann sie anderweitig bei anderen
Kompressoren der Gattung mit hin und der gehender Bewegung Anwendung
finden.
Claims (8)
1. Kompressor (1) mit hin und her gehender Bewegung, umfassend:
ein Gehäuse (2, 3, 4), das einen äußeren Mantel bildet;
eine Kompressionseinrichtung, die in dem Gehäuse (2, 3, 4) vorgesehen ist, zum Ansaugen und Komprimieren eines Fluids;
eine Welle (5), die mittels des Gehäuses (2, 3, 4) drehbar abgestützt ist, wobei die Welle (5) eine Drehkraft an die Kompressionseinrichtung überträgt und die Welle (5) einen exzentrischen Bereich (5a) aufweist, der zu der Mittelachse der Welle (5) exzentrisch ist;
eine Ventilplatte (26), die drehbar mit dem exzentrischen Bereich (5a) zur im wesentlichen orbitalen Umlaufbewegung um die Mittelachse durch Aufnahme einer Drehkraft von dem exzentrischen Bereich (5a) aus verbunden ist; und
eine End- bzw. Stirnwand (2a), die mit der Ventilplatte (26) in Berührung steht, wobei die Stirnwand (2a) einen Fluidanschluß (23, 24) aufweist, wobei
die Ventilplatte (26) den Fluidanschluß (23, 24) während der orbitalen Umlauf bewegung um die Mittelachse öffnet und schließt.
ein Gehäuse (2, 3, 4), das einen äußeren Mantel bildet;
eine Kompressionseinrichtung, die in dem Gehäuse (2, 3, 4) vorgesehen ist, zum Ansaugen und Komprimieren eines Fluids;
eine Welle (5), die mittels des Gehäuses (2, 3, 4) drehbar abgestützt ist, wobei die Welle (5) eine Drehkraft an die Kompressionseinrichtung überträgt und die Welle (5) einen exzentrischen Bereich (5a) aufweist, der zu der Mittelachse der Welle (5) exzentrisch ist;
eine Ventilplatte (26), die drehbar mit dem exzentrischen Bereich (5a) zur im wesentlichen orbitalen Umlaufbewegung um die Mittelachse durch Aufnahme einer Drehkraft von dem exzentrischen Bereich (5a) aus verbunden ist; und
eine End- bzw. Stirnwand (2a), die mit der Ventilplatte (26) in Berührung steht, wobei die Stirnwand (2a) einen Fluidanschluß (23, 24) aufweist, wobei
die Ventilplatte (26) den Fluidanschluß (23, 24) während der orbitalen Umlauf bewegung um die Mittelachse öffnet und schließt.
2. Kompressor (1) mit hin und her gehender Bewegung nach Anspruch 1, weiter
umfassend:
einen Zylinder (10), der in dem Gehäuse (2, 3, 4) ausgebildet ist; und
einen Kolben (11), der in dem Zylinder (10) derart eingebaut ist, daß er sich dort axial verschieben und hin und der bewegen kann, wobei
die Ventilplatte (26) synchron zu der hin und her gehenden Bewegung des Kolbens (11) orbital umläuft.
einen Zylinder (10), der in dem Gehäuse (2, 3, 4) ausgebildet ist; und
einen Kolben (11), der in dem Zylinder (10) derart eingebaut ist, daß er sich dort axial verschieben und hin und der bewegen kann, wobei
die Ventilplatte (26) synchron zu der hin und her gehenden Bewegung des Kolbens (11) orbital umläuft.
3. Kompressor (1) mit hin und her gehender Bewegung nach Anspruch 2, weiter
aufweisend eine Taumelplatte (12), die mit dem Kolben (11) verbunden ist, um den
Kolben (11) in dem Zylinder (10) hin und her zu bewegen.
4. Kompressor (1) mit hin und her gehender Bewegung nach Anspruch 1, wobei ein
äußerer Umfangsbereich der Ventilplatte (26) den Fluidanschluß (23, 24) öffnet und
schließt.
5. Kompressor (1) mit hin und her gehender Bewegung nach Anspruch 1, wobei die
Ventilplatte (26) wie eine Scheibe ausgebildet ist.
6. Kompressor (1) mit hin und her gehender Bewegung nach Anspruch 1, wobei der
Fluidanschluß ein Ansauganschluß (23) ist, durch den hindurch das Fluid in die
Kompressionseinrichtung hinein angesaugt wird.
7. Kompressor (1) mit hin und her gehender Bewegung nach Anspruch 1, wobei der
Fluidanschluß ein Abgabeanschluß (24) ist, durch den hindurch das Fluid von der
Kompressionseinrichtung aus abgegeben wird.
8. Kompressor (1) mit hin und her gehender Bewegung nach Anspruch 1, weiter
aufweisend eine Dreh-Verhinderungseinrichtung, um eine Drehbewegung der
Ventilplatte (26) zu verhindern.
Applications Claiming Priority (1)
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