DE3407321A1

DE3407321A1 - Mehrkolben-taumelscheibenkompressor

Info

Publication number: DE3407321A1
Application number: DE19843407321
Authority: DE
Inventors: Takeshi Toyota Aichi Higuchi; Yoshio Itakura; Hidekazu Kariya Aichi Iwamori
Original assignee: Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1983-03-02
Filing date: 1984-02-29
Publication date: 1984-09-06
Also published as: JPS632624Y2; JPS59135385U; US4534710A

Description

HOEGER, STiELLREChIT ^:&^:PÄRTNER

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTGART 1 3407321

A 46 036 b Anmelder:

k - 189 Kabushiki Kaisha Toyoda

27. Februar 1984 Jidoshokki Seisakusho

1, Toyoda-cho 2-chome, Kariya-shi Aichi-ken /Japan

Mehrkolben-Taumelscheibenkompressor

Die Erfindung betrifft einen Taumelscheibenkompressor mit mehreren Kolben in einer Zylinderblockanordnung, welche an ihrem Umfang mit mindestens einem Montageflansch und mit Ansaug- und Auslaßleitungen versehen ist, mit in der Zylinderblockanordnung vorgesehenen, durch eine Taumelscheibenanordnung antreibbaren Kolben zum Ansaugen, Komprimieren und Austreiben eines gasförmigen Kältemittels, mit Gehäuseanordnungen zum Verschließen der in axialer Richtung freien Enden der Zylinderblockanordnung, mit in den Gehäuseanordnungen vorgesehenen, mit Zylinderbohrungen für die Kolben in' Verbindung stehenden Ansaug- und Auslaßkammern und mr.t Ansaug- und Auslaßöffnungen, die am Umfang der Zylinderblockanordnung vorgesehen sind und mit den Ansaug- und Auslaßkammern und den Ansaug- und Auslaßleitungen in Verbindung stehen.

Die US-PS 4,403,921 beschreibt einen typischen Taumelscheiben-Kältemittel-Kompressor für eine Kraftfahrzeugklimaanlage. Der bekannte Kompressor besitzt eine Zylinderblockanordnung aus zwei miteinander verbundenen·, axial fluchtenden Zylinderblöcken mit Zylinderbohrungen, in denen mehrere Kolben mittels einer drehbaren Taumel-

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scheibe zu einer Hin- und Herbewegung antreibbar sind. Die Zylinderblöcke sind dabei zwischen einem vorderen und einem hinteren Gehäuse angeordnet, wobei in den Gehäusen Ansaug- und Auslaßkammern angeordnet sind.

Das gasförmige, aus der Klimaanlage zurückkehrende Kältemittel wird bei dem bekannten Kompressor angesaugt und aufgrund der Hin- und Herbewegung der Kolben in den Zylinderbohrungen der Zylinderblockanordnung komprimiert. Dabei wird das zurückströmende Kältemittel aus einer Ansaugleitung über Ansaugkanäle mit denselben Abmessungen angesaugt, die in einem Ansaugflansch vorgesehen sind. Das Kältemittel wird dann über Ansaugöffnungen der Zylinderblöcke in die Taumelscheibenkammer gesaugt. Anschliessend wird das Kältemittel durch Saugkanäle geleitet, die von der Taumelscheibenkammer zu den Ansaugkammern im vorderen bzw. im hinteren Gehäuse führen. Von dort wird das Kältemittel in die Zylinderbohrungen gesaugt, wo es schließlich von den Kolben komprimiert wird.

Bei dem bekannten Kompressor wird das Pulsieren des Saugdrucks aufgrund der Hin- und Herbewegung der Kolben gedämpft, wenn das Kältemittel aus den relativ engen Kanälen in die Taumelscheibenkammer bzw. die Ansaugkammern gelangt, die jeweils ziemlich große Volumina haben.

Wenn das gasförmige Kältemittel komprimiert ist, wird es aus den Zylinderbohrungen in die Auslaßkammern gedrückt und fließt von dort durch Auslaßkanäle und -öffnungen der Zylinderblockanordnung. Anschließend wird das

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komprimierte Kältemittel durch Kanäle eines Auslaßflansches geleitet, welche dieselben Abmessungen haben wie die Auslaßöffnungen, und strömt von dort über ein Auslaßrohr zurück in die Klimaanlage bzw. in deren außerhalb des Kompressors liegenden Teil.

Das Pulsieren des Auslaßdruckes aufgrund der Hin- und Herbewegung der Kolben wird dabei durch die Auslaßkammern gedämpft. Die Dämpfung des Pulsierens des Ansaugdruckes und des Auslaßdruckes ist jedoch insgesamt bei dem bekannten Kompressor nur unvollkommen, was zu einer starken Geräuschentwicklung aufgrund der pulsierenden Gasströmungen führt.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Taumelscheibenkompressor anzugeben', bei dem ein Pulsieren des Ansaugdruckes und des Auslaßdruckes in besonders wirksamer Weise unterdrückbar ist und welcher sehr leise arbeitet.

Diese Aufgabe wird bei einem Taumelscheibenkompressor der eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, ".daß zwischen den Ansaug- und Auslaßöffnungen und den Ansaug- und Auslaßleitungen Dämpfungseinrichtungen zum Unterdrücken eines Pulsierens des Ansaug- und Auslaßdruckes vorgesehen sind.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dämpfungseinrichtungen Verlängerungen am äußeren Umfang der Zylinderblockanordnung umfassen, welche in Verbindung mit dem Montageflansch Ansaug- und Auslaßdämpfungs-■

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kammern definieren, welche ein beträchtliches Volumen und eine Querschnittsfläche aufweisen, die größer ist als diejenige der Ansaug- und Auslaßleitungen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Mehrkolben-Taumel seheibenkompressor gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Teilquerschnitt längs der Linie III-III in Fig. 2.

Im einzelnen zeigen Fig. 1 bis 3 einen Taumelscheibenkompressor mit mehreren Zylindern, welcher einen vorderen Zylinderblock 1 und einen hinteren Zylinderblock 2 aufweist, die axial fluchtend miteinander verbunden sind. Dabei sind zwischen den Zylinderblöcken 1, 2 geeignete Dichtungen angeordnet. An den äußeren Enden der zusammengebauten Zylinderblöcke 1, 2 sind flüssigkeitsdicht ein vorderes Gehäuse bzw. ein hinteren Gehäuse 4 befestigt. Dabei ist zwischen jedem Gehäuse und dem zugeordneten Zylinderblock jeweils eine Ventilplatte 5 angeordnet. Die genannten Bauteile 1 bis 5 sind in axialer Richtung mittels Schrauben 6 fest miteinander verbunden.

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In den zusammengebauten Zylinderblöcken 1,2 ist eine geeignete Zahl von axial verlaufenden, zueinander parallelen Zylinderbohrungen 8 vorgesehen. In jeder der Zylinderbohrungen 8 befindet sich ein Doppelkopfkolben 7, und die Kolben 7 werden von einer Taumelscheibe 10 über Halbkugel-Kugellager 9 betätigt. Die Taumelscheibe selbst sitzt drehfest auf einer Antriebswelle 11 und dreht sich in einer Taumelscheibenkammer 12, die sich im Verbindungsbereich der Zylinderblöcke 1, 2 befindet. In den Zylinderblöcken 1,2 sind ferner Ansaugkanäle 13 vorgesehen, welche von den Schrauben 6 durchgriffen werden. Außerdem sind Auslaßkanäle 24, 24' vorgesehen. Die Ansaug- und die Auslaßkanäle 13 bzw. 24, 24" sind zwischen je zwei benachbaren Zylinderbohrungen 8 vorgesehen.

Jedes der Gehäuse 3, 4 ist mit einer inneren Auslaßkammer 14 und einer äußeren Ansaugkammer 15 versehen, die konzentrisch zueinander angeordnet und voneinander getrennt sind. Die Auslaßkammern 14 in den Gehäusen 3, 4 stehen mit den Zylinderbohrungen 8 und mit den Auslaßkanälen 24, 24' in Verbindung. Die Ansaugkammern 15 stehen mit den Zylinderbohrungen 8 und den Ansaugkanälen 13 in Verbindung.

Die Ansaugkanäle 13 stehen außerdem mit Ansaugöffnungen 22, 22' in Verbindung, die in einem Teil der Außenwand der zusammengesetzten Zylinderblöcke 1, 2 vorgesehen sind, wie dies Fig. 3 zeigt. Die Auslaßkanäle 24, 24' stehen mit Auslaßöffnungen 23, 23' in Verbindung, die in einem anderen Teil der Außenwand der zusammengebauten Zylinderblöcke 1, 2 vorgesehen sind. Dabei ist

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zu beachten, daß die Ansaugöffnungen 22, 22' und die Auslaßöffnungen 23, 23' sämtlich angrenzend an obere und untere Montageflansche 16 angeordnet sind, mit deren Hilfe der Kompressor beispielsweise in einem Bereich des Motorraums eines Automobils befestigt wird. Beim Ausführungsbeispiel sind die Ansaug- und Auslaßöffnungen angrenzend an den oberen Montageflansch 16 angeordnet, der in Verbindung mit nach oben gerichteten Verlängerungen 25, 26 zusätzlich der Begrenzung zweier Ansaugsämpfungskammern 17, 17' und zweier Auslaßdämpfungskammern 18, 18' dient. Dabei ist eine nach oben gerichtete Wand 27 so angeordnet, daß sie die Ansaugdämpfungskammern von den Auslaßdämpfungskammern trennt. Die Kammern 17, 17', 18 und 18' werden mit Hilfe einer Abdeckplatte 19 dicht abgeschlossen. Die Ansaugdämpfungskammern 17, 17" sind miteinander über eine Verbindungsöffnung 17a verbunden und stehen außerdem mit den Ansaugöffnungen 22, 22' in Verbindung, wie dies besonders aus Fig. 2 deutlich wird. In entsprechender Weise sind die Auslaßdämpf ung&kamiuern 18, 18' miteinander über eine Verbindungsöffnung 18a verbunden und stehen außerdem mit den Auslaßöffnungen 23, 23' in Verbindung.

Eine Ansaugleitung 20 für das Zuführen des gasförmigen Kältemittels aus dem äußeren Kühlsystem zum Kompressor ist in die obere Verlängerung 26 eingeschraubt, so daß das Kältemittel in die Ansaugdämpf ungskammern 17, 1-7 * strömen kann. Eine Auslaßleitung 21 zur Abgabe des verdichteten Kältemittels in die Klimaanlage ist in den Montageflansch 16 derart eingeschraubt, daß sie das komprimierte Kältemittel aus den Auslaßdämpfungskammern 18, 18' übernehmen kann. Ausgehend von der

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vorstehenden Beschreibung wird aus der Darstellung gemäß Fig. 3 deutlich, daß der in axialer Richtung vorstehende Bereich des oberen Montageflansches 16 in einer zur Achse der zusammengeschraubten Zylinderblöcke 1, 2 senkrechten Ebene (das heißt der in Fig. 3 mit gestrichelten Linien schraffierte Bereich) nahezu äquivalent zu dem axial vorspringenden Maximalbereich der Auslaßdämpfungskammern 17', 18") in derselben Ebene ist (das heißt zu dem Bereich, der von den Verlängerungen 25, 26, der Abdeckung 19 und der Außenfläche des Zylinderblocks 2 umgrenzt wird). Dies bedeutet, daß die Ansaug- und Auslaßdämpfungskammern 17, 17', 18 und 18' durch vorteilhafte Nutzung des.Raums erhalten werden, der oberhalb der Außenfläche der zusammengeschraubten Zylinderblöcke 1, 2 verfügbar ist und der bisher nicht genutzt wurde.

Bei einem Taumelscheibenkompressor mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird das Ansaugen, das Komprimieren und das Austreiben des Kältemittels durch eine Drehbewegung der Welle 11 bewirkt, wenn diese von einem äußeren Antrieb, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, angetrieben wird. Das aus der Klimaanlage über die Ansaugleitung 20 angesaugte gasförmige Kältemittel passiert dabei zunächst die Ansaugdämpfungskammern 17, 17', danach die Ansaugöffnungen 22, 22' sowie die Taumelscheibenkammer 12 und dann die Ansaugkanäle 13 und die Ansaugkammern 15, von wo es in die Zylinderbohrungen 8 gelangt, wo das angesaugte Kältemittel dann von den Kolben 7 komprimiert wird. Dabei wird das Pulsieren des Ansaugdruckes des Kältemittels durch die Ansaugdämpf ungskammern 17, 17' zumindest weitgehend gedämpft,

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da diese ein beträchtliches Volumen und im Vergleich zum Querschnitt der Ansaugleitung 20 eine große Querschnittsfläche haben. Weiterhin werden die Druckschwankungen in der Taumelseheibenkammer 12 gedämpft.

Das in den Zylinderbohrungen 8 komprimierte Kältemittel tritt über die Auslaßkammer 14, die Auslaßkanäle 24, 24' und die Auslaßöffnungen 23, 23' in die Auslaßdämpfungskammern 18, 18' ein und gelangt von dort in die Auslaßleitung 21, von wo das Kältemittel in die Klimaanlage zurückströmt. Das Pulsieren des Auslaßdruckes wird dabei durch die Auslaßkammer 14 und die Auslaßdämpfungskammern 18, 18' zumindest weitgehend unterdrückt, da letztere ein beträchtliches Volumen und einen Querschnitt haben, der größer ist als der Querschnitt der Auslaßöffnungen 23, 23'.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß bei dem erfindungsgemäßen Taumelscheibenkompressor Druckschwankungen auf der Saugseite und auf der Auslaßseite zumindest weitgehend unterdrückt werden, so daß auch das durch pulsierende DruckSchwankungen bisher entstehende Geräusch deutlich verringert ist. Demzufolge wird erfindungsgemäß ein Taumelscheibenkompressor erhalten/ der sehr ruhig arbeitet.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß dem Fachmann, ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müßte.

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Insbesondere besteht die vorteilhafte Möglichkeit, die Ansaug- und Auslaßleitungen parallel oder senkrecht zur Achse der Antriebswelle anzuordnen.

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Claims

HOEGER, S-T-EHlRlEOH-T ^-PARTNER 3 4 Q7 3 2 1 PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c D 7000 STUTTGART 1 A 46 036 b Anmelder: k - 189 Kabushiki Kaisha Toyoda 27. Februar 1984 Jidoshokki Seisakusho 1, Toyoda-cho 2-chorae, Kariya-shi, Aichi-ken /Japan Patentansprüche

1. TaumelScheibenkompressor mit mehreren Kolben in einer Zylinderblockanordnung, welche an ihrem Umfang mit mindestens einem Montageflansch und mit Ansaug- und Auslaßleitungen versehen ist, mit in der Zylinderblockanordnung vorgesehenen, durch eine Taumelseheibenanordnung antreibbaren Kolben zum Ansaugen, Komprimieren und Austreiben eines gasförmigen Kältemittels, mit Gehäuse anordnungen zum Verschließen der in axialer Richtung freien Enden der Zylinderblockanordnung, mit in den Gehäuseanordnungen vorgesehenen, mit Zylinderbohrungen für die Kolben in Verbindung stehenden Ansaug- und Auslaßkammern und mit Ansaug- und Auslaßöffnungen, die am Umfang der Zylinderblockanordnung vorgesehen sind und mit den Ansaug- und Auslaßkammern und den Ansaug- und Auslaßleitungen in Verbindung stehen/ dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den Ansaug- und Auslaßöffnungen (22, 22'; 23, 23^f) und den Ansaug- und Auslaßleitungen (20; 21) Dämpfungseinrichtungen (17, 17'; 18, 18') zum Unterdrücken eines Pulsierens des Ansaug- und Auslaßdruckes vorgesehen sind.

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2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtungen (17, 17'; 18, 18') Verlängerungen (25, 26) am äußeren Umfang der Zylinderblockanordnung (1, 2) umfassen, welche in Verbindung mit dem Montageflansch (16) Ansaug- und Auslaßdämpfungskammern (17, 17¹; 18, 18') definieren, welche ein beträchtliches Volumen und eine Querschnittsfläche aufweisen, die größer ist als diejenige der Ansaug- und Auslaßleitungen (20, 21).

3. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaug- und Auslaßdämpfungskammern (17, 17*; 18, 18') voneinander durch eine vom äußeren Umfang der Zylinderblockanordnung (1, 2) abstehende Trennwand (27) voneinander getrennt sind.

4. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Ansaug- und Auslaßdämpfungskammern (17,17'; 18, 18') derart durch einen Teil der Mantelfläche der Zylinderblockanordnung (1, 2) gebildet ist., daß sich die Ansaug- und Auslaßöffnungen (22, 22'; 23, 23') in die Ansaug- bzw. Auslaßdämpfungskammer (17, 17' bzw. 18, 18') öffnen.

5. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaug- und Auslaßdämpfungskammern (17, 17¹; 18, 18') derart ausgebildet sind, daß der vorspringende Bereich der Ansaug- und Auslaßdämpfungskammern in einer zur Achse der Zylinderblockanordnung senkrechten Ebene flächenmäßig im wesentlichen gleich der vorstehenden Fläche des Montageflansches (16) in derselben Ebene ist.

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6. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaug- und Auslaßleitungen (20, 21) an den Verlängerungen (25, 26) befestigt sind.

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