DE3629199A1 - Fluegelradkompressor mit variablem hub - Google Patents
Fluegelradkompressor mit variablem hubInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen rotierenden Flügel
radverdichter für die Klimaanlage eines Fahrzeuges, bei
spielsweise eines Automobils. Insbesondere betrifft die
Erfindung einen Flügelradkompressor mit variablem Hub,
bei dem eine Zylinderanordnung einen Zylinderkörper
mit einer Bohrung umfaßt und einander gegenüberliegende
Stirnwandglieder an den benachbarten Stirnseiten des
zylindrischen Körpers befestigt sind, welche ihrerseits
die offenen Seiten der Bohrung verschließen. In der
Bohrung ist ein Rotor drehbar angeordnet derart, daß
sich zwischen dem Rotor und der Bohrung der Zylinder
anordnung wenigstens eine halbmondförmige Kammer bildet,
die ein Kühlmittel aufnimmt. Der Rotor weist wenigstens
einen Flügel auf, der radial herausschiebbar in den
Rotor eingepaßt ist, so daß die freie Kante des Flügels
während des Umlaufs des Rotors in Kontakt mit der inne
ren Umfangswand der Bohrung ist. Auf diese Weise kann,
wenn der Flügel die Halbmondkammer durchläuft, das
Kühlmittel verdichtet werden. Die Menge des Kühlmittels,
welche in die Halbmondkammer eingeleitet wird, ist in
Abhängigkeit von der Änderung einer Kühlbelastung in
der Klimaanlage einstellbar.
Gewöhnlich wird ein Flügelradverdichter mit variablem
Hub, wie er in der Klimaanlage eines Fahrzeuges, ins
besondere eines Automobils eingesetzt wird, vom Motor
des Kraftfahrzeuges angetrieben. Die Innentemperatur
des Automobils ist auf eine Temperatur einstellbar, die
für den Fahrzeuglenker und die Mitfahrer bei Umgebungs
bedingungen komfortabel ist. Wenn eine Kühlbelastung,
welche die Klimaanlage aufbringen muß, sehr hoch ist,
muß der Kompressor bei seiner maximalen Kühlkapazität
umlaufen, während dann, wenn die Kühlbelastung geringer
wird, der Kompressor mit niedrigerer Kühlkapazität um
laufen muß. Wenn die Raumtemperatur die erwähnte komfor
table Temperatur erreicht, wird der Kompressor vor
zugsweise mit seiner kleinsten Kühlkapazität betrieben,
bei welcher diese als bequem empfundene Temperatur auf
recht erhalten werden kann.
In der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 59-99 089 der Anmelderin ist ein Flügelradkompressor
mit variablem Hub beschrieben, bei dem ein Teil des
Kühlmittels, welches in die halbmondförmige Kammer ein
geführt wird, in Abhängigkeit von einer Druckveränderung
des vom Verdampfer der Klimaanlage zum Kompressor zu
rückgeführten Kühlmittels einstellbar ist. Insbesondere
ist der Kompressor so ausgebildet, daß ein Öffnungsbe
reich für die Einführung des Kühlmittels aus einer
Saugkammer des Kompressors, die mit dem Verdampfer der
Klimaanlage verbunden ist, in die Halbmondkammer in
Abhängigkeit von einer Druckveränderung des Kühlmittels
in der Saugkammer gedrosselt werden kann. Wenn die Klima
anlage unter einer hohen Kühlbelastung steht, wird eine
große Menge des Kühlmittels im Verdampfer verdampft und
der Druck des Kühlmittels erhöht sich innerhalb der Saug
kammer. Wenn dementsprechend der Druck des Kühlmittels
in der Saugkammer des Kompressors weiter erhöht wird,
wird der Öffnungsbereich größer gemacht, so daß eine
größere Menge des Kühlmittels aus der Saugkammer in
die halbmondförmige oder Kompressionskammer einge
leitet wird. Somit kann der Kompressor bei einer
höheren Kühlkapazität betrieben werden. Wenn umgekehrt
die Klimaanlage unter einer geringen Kühlbelastung
steht, sinkt der Kühlmitteldruck in der Saugkammer. In
diesem Falle wird die Drosselung des Öffnungsbereiches
zur Einleitung des Kühlmittels aus der Saugkammer in
die Kompressionskammer gesteigert, so daß eine kleinere
Menge des Kühlmittels aus der Saugkammer in die Kom
pressionskammer gelangt und der Kompressor bei nied
rigerer Kühlkapazität läuft.
Der bekannte Kompressor kann bei einer hohen Betriebs
geschwindigkeit eingesetzt werden, da der beste Drossel
effekt des Öffnungsbereiches lediglich bei hoher Be
triebsgeschwindigkeit erreichbar ist. Mit anderen Worten
ist es bei niedriger Betriebsgeschwindigkeit unmöglich,
den optimalen Drosselungseffekt des Öffnungsbereiches
zu erreichen. Dies liegt daran, daß selbst dann, wenn
der Öffnungsbereich gedrosselt und klein gemacht ist,
eine relativ große Menge des Kühlmittels aus der Saug
kammer in die Kompressionskammer eingeleitet werden
kann, und zwar aufgrund der Betriebsweise bei niedriger
Geschwindigkeit. Daher kann der Kompressor bei niedriger
Kühlkapazität und kleiner Betriebsgeschwindigkeit nicht
mit optimalem Wirkungsgrad arbeiten. Die Lauf- oder
Betriebsgeschwindigkeit des Kompressors hängt von der
Motorgeschwindigkeit eines Automobils ab. Wenn das Auto
mobil mit geringer Geschwindigkeit angetrieben wird,
muß der Kompressor mit kleiner Betriebsgeschwindigkeit
laufen. Wenn unter diesen Umständen der Kompressor mit
niedriger Kühlkapazität laufen soll, ist es unmöglich,
diese Anforderung aus den oben erwähnten Gründen zu
erfüllen.
Die gleichen Erfinder haben auch einen Flügelradver
dichter mit variablem Hub vorgeschlagen, bei dem ein
von dem Flügel ausgeführter Kompressionshub einstell
bar ist, und zwar in Abhängigkeit von einer Druck
veränderung des Kühlmittels innerhalb der Saugkammer
des Kompressors, so daß ein Anteil des komprimierten
Kühlmittels, welches aus dem Kompressor in die Klima
anlage abgegeben wird, in Abhängigkeit von einer Ände
rung der Kühlbelastung in der Klimaanlage variiert
werden kann. Insbesondere umfaßt dieser Kompressor
eine Ringplatte, die drehbar zwischen einer der Stirn
wände der Zylinderanordnung und des zylindrischen
Körpers angeordnet ist. Die Ringplatte weist einen ge
bogenen, in ihr ausgebildeten Schlitz auf, der in
Drehrichtung des Flügels verläuft und sich in die
Halbmond- oder Kompressionskammer hinein öffnet. Der
Flügel durchläuft die Halbmondkammer derart, daß er
diese Kammer in einen vorderen und einen hinteren
Abschnitt unterteilt, wobei das Volumen des vorderen
Abschnitts allmählich abnimmt, während das Volumen
des hinteren Abschnitts allmählich zunimmt. Während
der Flügel entlang dem gebogenen Schlitz der Ring
platte vorrückt, kann ein Teil des im vorderen Ab
schnitt aufgenommenen Kühlmittels durch den gebogenen
Schlitz in den hinteren Teil entweichen. Daher beginnt
der Kompressionshub, welcher von dem Flügel ausgeführt
wird, gerade dann, wenn der Flügel am gebogenen Schlitz
der Ringplatte vorbeigelaufen ist. Bei dieser Anordnung
ist es möglich, den Kompressionshub durch Verschiebung
der den gebogenen Schlitz aufweisenden Ringplatte in
Rotationsrichtung des Flügels einzustellen, wobei die
Verschiebung der Ringplatte in Abhängigkeit von einer
Druckänderung des Kühlmittels in der Saugkammer des
Kompressors ausgeführt wird.
Dieser Flügelradkompressor kann mit optimaler Ausbeute
nur laufen, wenn seine Betriebsgeschwindigkeit, die von
der Motorgeschwindigkeit des Automobils abhängt, gering
ist. Dies liegt daran, daß bei hoher Betriebsgeschwin
digkeit ein Teil des im vorderen Abschnitt der Halbmond
kammer aufgenommenen Kühlmittels nicht in ordnungsge
mäßer Weise durch den gebogenen Schlitz der Ringplatte
in den hinteren Kammerabschnitt entweichen kann, was
auf die Trägheit des Kühlgases zurückzuführen ist.
Dementsprechend ist es in erster Linie Aufgabe der vor
liegenden Erfindung, einen verbesserten Flügelradkom
pressor mit variablem Hub vorzuschlagen, bei dem ein
Lauf bei kleiner Kühlkapazität sowohl bei einem Be
trieb mit niederer als auch bei einem Betrieb mit hoher
Geschwindigkeit gewährleistet werden kann.
Der verbesserte Flügelradkompressor soll einen kompakten
Aufbau haben.
Weiterhin soll bei dem hier beschriebenen Flügelrad
kompressor die Belastung, die einem Kraftfahrzeugmotor
durch die Klimaanlage auferlegt wird, minimal sein.
Schließlich soll die Inbetriebnahme des Kompressors so
ausgeführt werden können, daß dem Motor des Automobils
keine Stoßbelastung auferlegt wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei
einem Flügelradkompressor nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale
dieses Anspruchs gelöst.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist
Gegenstand des Patentanspruchs 2.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche 3 bis 8.
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungs
formen der Erfindung dient im Zusammenhang mit bei
liegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Flügel
radkompressors mit variablem Hub;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der
Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der
Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 4 eine Teilschnittansicht eines Ventil
betätigers;
Fig. 5 eine halbierte Querschnittsansicht ent
sprechend Fig. 2 mit der Darstellung
der Positionen verschiedener Öffnungen
in einer Ringplatte und einer Stirn
wand, wenn die Ringplatte in ihrer
ersten Extremstellung ist;
Fig. 6 eine halbe Querschnittsansicht ähnlich
Fig. 5, bei welcher die Ringplatte sich
in einer Zwischenstellung befindet;
Fig. 7 eine halbe Querschnittsansicht ähnlich
Fig. 5 mit der Ringplatte in ihrer
zweiten Extremstellung;
Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie
VIII-VIII in Fig. 5;
Fig. 9 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 8 mit
der Ringplatte in einer weiteren
Zwischenstellung;
Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie
X-X in Fig. 6;
Fig. 11 eine Schnittansicht entlang der Linie
XI-XI in Fig. 7 und
Fig. 12 bis 15 Schnittansichten einer anderen Aus
führungsform entsprechend Fig. 8 bis
11.
Der in Fig. 1 dargestellte Flügelradkompressor 10 mit
variablem Hub umfaßt ein Gehäuse 12, welches aus zwei
Gehäuseteilen 14 und 16 besteht. Die beiden Gehäuse
teile sind durch (nicht dargestellte) Klemmittel, z.B.
Schrauben und Muttern, miteinander verbunden. Ferner um
faßt der Kompressor 10 eine Zylinderanordnung 18, die
im Gehäuse 12 untergebracht ist.
Die Zylinderanordnung 18 besteht aus einem zylindrischen
Körper 20 mit einer Bohrung 22 und Stirnwänden 24 und
26, die an den gegenüberliegenden Stirnseiten des Körpers
20 befestigt sind und die Bohrung 20 an deren offenen
Stirnseiten verschließen. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist
die Zylinderanordnung 18 so im Gehäuse 12 angebracht,
daß Kammern 28 und 30 zwischen der Stirnwand 24 und dem
Gehäuseteil 14 und zwischen der Stirnwand 26 und dem
Gehäuseteil 16 definiert werden. Wie aus Fig. 1 ersicht
lich, ist eine Innenkante am Öffnungsende des Gehäuse
teils 16 am Umfang angefast, so daß ein Ringraum von
dreieckigem Querschnitt zwischen den miteinander ver
bundenen Gehäuseteilen 14 und 16 entsteht, der durch
die Umfangsfläche der Stirnwand 24 geschlossen ist. In
diesem Ringraum ist eine Ringdichtung 25 angeordnet,
welche die Luftdichtigkeit des Gehäuses 12 gewährleistet.
Die Kammer 28, die im folgenden als Saugkammer bezeichnet
wird, nimmt aus einem (nicht dargestellten) Verdampfer
einer Klimaanlage ein Kühlmittel auf, und zwar über eine
Einlaßöffnung 32, die im Gehäuseteil 14 ausgebildet ist.
Andererseits wird aus der Kammer 30, die im folgenden
auch als Öltrennkammer bezeichnet wird, ein komprimiertes
Kühlmittel einem (nicht dargestellten) Kondensator der
Klimaanlage zugeführt, und zwar über eine Auslaßöffnung 34
im Gehäuseteil 16. Die Kammer 30 dient weiterhin auch
als Reservoir zur Aufnahme eines Schmieröls 31 (Fig. 1),
mit dem die beweglichen Teile des Flügelradkompressors
10 geschmiert werden. Der Kompressor 10 umfaßt ferner
einen Rotor 36, der in der Bohrung 22 des zylindrischen
Körpers 20 angeordnet ist. Bei der dargestellten Ausfüh
rungsform weist die Bohrung 22 elliptischen Querschnitt
auf, so daß der Rotor 36 so in der Bohrung angeordnet
werden kann, daß sich zwischen ihm und der Bohrung zwei
Halbmondkammern 38 bilden, wie am besten aus Fig. 2 er
sichtlich. Wahlweise kann die Bohrung 22 auch einen
kreisförmigen Querschnitt haben, innerhalb welcher der
Rotor einen kleineren Durchmesser als die Bohrung hat,
so daß eine einzige halbmondförmige Kammer dadurch in
der Bohrung ausgebildet werden kann, daß der Rotor mit
Bezug auf die Bohrung exzentrisch angeordnet wird.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Rotor 36 auf einer
Welle 38 gelagert, die ihrerseits drehbar durch zwei
Nadellager 40, 42 in den Stirnwänden 24 bzw. 26 abge
stützt ist. Die Welle 38 erstreckt sich vom Nadellager
42 der Stirnwand 26 über das Nadellager 40 der Stirn
wand 24 in einen Hülsenabschnitt 44 hinein, der ein
stückig am Gehäuseteil 14 ausgebildet ist. Das Ende
der Welle 38, welches sich in den Hülsenabschnitt 44
hinein erstreckt, kann über eine geeignete Transmis
sionsanordnung mit einer Antriebsquelle, beispiels
weise dem Motor eines Automobils, verbunden werden.
Ferner ist ein ringförmiges Glied 46 mit einem Dich
tungsring 48 und einer Dichtungsanordnung 50 vorge
sehen, um einen ringförmigen Zwischenraum zwischen
der Welle 38 und dem Hülsenabschnitt 44 abzudichten
und die Luftdichtigkeit der Saugkammer 28 zu gewähr
leisten. Andererseits ist an der Stirnwand 26 eine
Dichtungskappe 52 befestigt, welche dasjenige freie
Ende der Welle 38 abdeckt, welches vom Nadellager 42
abgestützt ist. Hierdurch ist verhindert, daß kompri
miertes Kühlmittel aus der Kammer 30 über den perife
ren Zwischenraum, der sich um das freie Ende der
Welle 38 herum erstreckt, austritt. Wie in Fig. 1 dar
gestellt, ist zwischen der Bodenfläche der Kappe 52 und
dem Gehäuseteil 26 ein Raum 54 ausgebildet, dessen
Funktion nachstehend noch beschrieben werden wird.
Der Rotor 36 ist mit vier Flügeln ausgerüstet, die
radial ausschiebbar in den Rotorkörper eingepaßt sind,
so daß die freien Enden oder Kanten der Flügel 56 in
Kontakt mit den inneren Umfangsflächen der Bohrung 22
sind, wenn der Rotor 36 umläuft. Wie am besten aus
Fig. 2 hervorgeht, ist der Rotor 36 mit vier Nuten 58
versehen, die in regelmäßigen Umfangsabständen vorge
sehen sind. Die Flügel 56 sind gleitbar in die jewei
ligen Nuten 58 eingesetzt.
Wie in Fig. 1 dargestellt, weist jede Nut 58 einen er
weiterten Teil im Bereich ihres Bodens auf. Dieser er
weiterte Teil bildet einen Schmieröldurchlaß, der
mit dem Schmieröl 31 des Reservoirs verbun
den ist. Da das Schmieröl 31 unter dem Druck des kom
primierten Kühlmittels in der Kammer 30 steht, er
fahren die Flügel 56 eine Tendenz, aus ihren jeweiligen
Nuten 58 herausgetrieben zu werden, was auf die Einfüh
rung des unter Druck stehenden Schmieröls 31 in die
Schmieröldurchlässe der Nuten 58 zurückzuführen ist.
Auf diese Weise kann die Berührung zwischen den freien
Enden der Flügel 56 und den Innenflächen der Bohrung 22
aufrechterhalten werden.
Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist der zylind
rische Körper 20 der Zylinderanordnung 18 zwei Aus
sparungen 60 auf, die so ausgebildet sind, daß das
Material des Zylinderkörpers 20 teilweise wegge
schnitten ist. Die Aussparungen 60 des Zylinderkörpers
22 liegen einander diametral gegenüber (Fig. 2). Die
Aussparungen 60 sind durch die Umfangswand des Gehäuse
teils 16 und die Stirnwand 26 verschlossen, wie aus
Fig. 1 hervorgeht, so daß sich jeweils eine Kammer bildet,
die im nachstehenden als Ausstoßkammer 60 bezeichnet wird.
Jede der durch diese Aussparungen gebildeten Ausstoß
kammern 60 steht in Verbindung mit der Öltrennkammer 30,
und zwar über eine in der Stirnwand 26 ausgebildete
Öffnung 62.
Auf der anderen Seite kann jede der Ausstoßkammern 60
mit der entsprechenden Halbmondkammer 38 in Verbindung
gesetzt werden, und zwar über drei Austrittsöffnungen
64, die am zylindrischen Körper 20 ausgebildet sind
und jeweils mit einem Zungenventil 66 versehen sind.
Jedes Zungenventil 66 ist an seinem einen Ende am
Boden der Aussparung 60 mit Hilfe einer Schraube 67
gehalten, so daß das andere Ende des Ventils die ent
sprechende Austrittsöffnung 64 verschließt. Um die
Zungenventile 66 zu schützen, ist jeweils ein Halter
68 an jedem Zungenventil 66 vorgesehen und ebenfalls
am Boden der Aussparung 60 durch die Schraube 67 ge
halten. Wie in Fig. 2 dargestellt, liegen die drei
Austrittsöffnungen 64 an demjenigen engen Ende der
entsprechenden Halbmondkammer 38, an dem die Flügel
66 beim Umlauf des Rotors 36 später vorbeilaufen.
Die Drehrichtung des Rotors 36 ist in Fig. 2 durch
einen Pfeil 55 angegeben.
Der Kompressor 10 umfaßt ferner eine Ringplatte 70,
die drehbar zwischen der Stirnwand 24 und dem zylind
rischen Körper 20 vorgesehen ist. Zu diesem Zwecke ist
eine ringförmige Aussparung 72 zur Aufnahme der Ring
platte 70 in derjenigen Fläche der Stirnwand 24 ausge
bildet, die in Kontakt mit der entsprechenden Stirn
seite des mit ihr verbundenen Körpers 20
ist. Die ringförmige Aussparung 72 ist in ihren Ab
messungen so gestaltet, daß die Außenseite der Ring
platte bündig mit der Fläche der Stirnwand 24 liegt.
Die Ringplatte 17 kann in der Aussparung 72 zwischen
einer ersten Position, die in Fig. 5 und 8 dargestellt
ist, und einer zweiten Stellung, die in Fig. 7 und 11
dargestellt ist, verdreht werden. Die Ringplatte 17
weist zwei eingeformte, längliche und gebogene
Schlitze 74 auf, die in der Nähe des Plattenumfangs
mit Bezug auf die Achse der Platte 70 einander diame
tral gegenüberliegen. Wie aus Fig. 3 hervorgeht,
öffnet sich jeder der Schlitze 74 in die entsprechende
Halbmondkammer 38 und liegt in der Nähe desjenigen
engen Endes dieser Kammer, der von den Flügeln 56 zu
erst überstrichen wird, wenn sie bei umlaufendem Rotor
36 die Kammer durchlaufen. Die gebogenen Schlitze 74
sind länger als die Breite der Flügel 56.
Die Ringplatte 70 weist ferner zwei Sätze eingeform
ter Öffnungen 76 und 78 auf, die mit Bezug auf die
Plattenachse am Umfang ebenfalls diametral einander
gegenüberliegen. Jeder Satz der Öffnungen 76 und 78
öffnet sich in die entsprechende Halbmondkammer 38 und
liegt zwischen dem gebogenen Schlitz 74 und demjenigen
engen Ende der Halbmondkammer, welches von den Flügeln
56 beim Durchlauf dieser Kammer später überstrichen
wird. Die beiden Sätze der Öffnungen 76 und 78 liegen
vorzugsweise auf dem gleichen Kreis wie die länglichen,
gebogenen Schlitze 74.
Andererseits weist die Stirnwand 24 zwei eingeformte,
längliche, gebogene Schlitze 80 auf, welche die gleiche
Größe und Gestalt wie die Schlitze 74 der Ringplatte
70 aufweisen und am Umfang einander diametral gegenüber
liegend so angeordnet sind, daß jeder Schlitz 80 mit
dem entsprechenden Schlitz 74 der Ringplatte 70 ausge
fluchtet ist, wenn sich die letztere in ihrer ersten
Stellung, wie in Fig. 3 und 5 dargestellt, befindet.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, öffnen sich die gebogenen
Schlitze 80 der Stirnwand 24 in die Saugkammer 28, so
daß das Kühlmittel veranlaßt wird, aus der Saugkammer
24 in die Halbmondkammer 38 einzutreten.
Aus dem vorangehenden läßt sich leicht verstehen, daß
das über die ausgefluchteten Schlitze 74 und 80 in
die Halbmondkammer 38 eingeleitete Kühlmittel einer
Kompression unterliegt, da die Flügel 56 die Halbmond
kammer 38 durchlaufen. Wenn insbesondere einer der
Flügel 56 entlang der Längserstreckung der gebogenen
Nut oder des gebogenen Schlitzes 74 während seines
Durchlaufs durch die Halbmondkammer 38 entlangläuft,
wird diese Kammer durch den Flügel in einen vorderen
und einen hinteren Abschnitt unterteilt derart, daß
das Volumen der vorderen Kammer allmählich abnimmt und
sich hierdurch das darin eingeschlossene Kühlmittel
verdichtet, während das Volumen des hinteren Kammer
abschnitts allmählich anwächst, um so Kühlmittel
aus der Saugkammer 28 in die Halbmondkammer einzu
saugen. Genaugenommen beginnt der Kompressionshub,
welcher im vorderen Kammerabschnitt durch den Flügel
ausgeführt wird, zu der Zeit, zu welcher der Flügel
den Punkt P₁′, wie in Fig. 5 und 8 dargestellt, er
reicht. Dies liegt daran, daß ein Teil des Kühlmittels
aus dem vorderen Kammerabschnitt in den hinteren Kammer
abschnitt durch den Spalt zwischen dem Punkt P 1 und
dem Flügel 56 entweichen kann, bis der Flügel den Punkt
P 1 erreicht. Dies ist durch den Pfeil 83 in Fig. 8 dar
gestellt.
In diesem Fall ist zu bemerken, daß der Punkt, an wel
chem der Verdichtungshub startet, dadurch variiert wer
den kann, daß die Ringplatte 70 zwischen ihrer ersten
und zweiten Stellung verschoben wird, wie dies durch
die Symbole P 2 und P 3 in Fig. 6 und 10 sowie 7 und 11
dargestellt ist. Dabei wird ein Öffnungsbereich, wel
cher durch die beiden Schlitze 74 und 80 bestimmt ist,
durch die Verdrehung der Ringplatte 70 aus ihrer ersten
in die zweite Stellung allmählich verkleinert. Mit an
deren Worten: Bei der dargestellten Ausführungsform
stellt die Anordnung der beiden Schlitze 74 und 80 ein
Mittel dar zur Veränderung des Kompressionshubes und
ein weiteres Mittel zur Drosselung des Öffnungsbe
reiches, durch den hindurch das Kühlmittel in die
Halbmondkammer eingeführt wird.
Die Stirnwand 24 weist ferner noch gebogene Schlitze 82
auf, die kürzer als die Schlitze 80 sind. Die kürzeren
Schlitze 82 sind umfangsmäßig ebenfalls einander diame
tral gegenüberliegend angeordnet, so daß jeder kurze
Schlitz 82 im wesentlichen mit dem entsprechenden Satz
der Öffnungen 76 und 78 der Ringplatte 70 ausgefluchtet
ist, wenn diese gemäß Fig. 7 und 11 in ihrer zweiten
Stellung ist. Insbesondere bleiben, während die Ring
platte 70 von der ersten Position (Fig. 8) in eine
Zwischenposition (Fig. 9) verschoben wird, die Öffnungen
76 und 78 mit Bezug auf den gebogenen Schlitz 82 ge
schlossen. Wenn jedoch die Ringplatte 70 aus der Zwischen
stellung gemäß Fig. 9 weiterhin in Richtung auf die
zweite Extremstellung (Fig. 11) verschoben wird, öffnet
sich zunächst die Öffnung 76 teilweise und anschließend
vollständig in den Schlitz 82. Anschließend öffnet sich
die Öffnung 78 teilweise und hierauf vollständig in den
Schlitz 82. Wie aus Fig. 8 bis 11 ersichtlich, kann
deswegen, weil sich die kürzeren, gebogenen Schlitze 82
in die Saugkammer 24 öffnen, ein erheblicher Teil des
Kühlmittels unter dem Kompressionshub aus dem vorderen
Kammerabschnitt der Saugkammer 24 entweichen, wenn die
Ringplatte 70 zwischen der Zwischenposition gemäß
Fig. 9 und der zweiten Position gemäß Fig. 11 verstellt
wird.
Um bei der dargestellten Ausführungsform die Ringplatte
70 zwischen ihrer ersten und zweiten Stellung hin- und
herzubewegen, wird ein hydraulischer Betätiger 84 be
nutzt, der am besten in Fig. 3 dargestellt ist. In
diesem Betätiger wird das Schmieröl 31 als Arbeits
flüssigkeit benutzt. Der Betätiger 84 umfaßt ein spulen
förmiges Ventilglied 86, welches gleitverschieblich in
einer zylindrischen Bohrung 88 angeordnet ist, die
ihrerseits in der Stirnwand 24 ausgebildet ist. Eine
Stirnseite der Bohrung 88 ist durch einen Pfropfen 90
verschlossen, in dessen Mitte ein enger Öldurchlaß 92
ausgebildet ist. Das Ventilglied 86 weist an seinem
einen Ende eine eingeformte Aussparung 94 und am ande
ren Ende einen eingeformten Schlitz 96 auf. Eine Kom
pressionsfeder 98 mit vorbestimmter Federkonstante ist
zwischen dem ausgesparten Ende 94 des Ventilgliedes 86
und der Innenseite des Pfropfens 90 angeordnet, wobei
im Pfropfen 90 ebenfalls eine Aussparung ausgebildet
ist. Der Schlitz 96 nimmt einen Zapfen 100 auf, der von
der Ringplatte 70 durch einen in der Stirnwand 24 aus
gebildeten, gebogenen Schlitz 102 absteht.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, unterteilt das Ventilglied
86 die zylindrische Bohrung 88 in zwei Kammern 104 und
106. Die Kammer 104 steht mit dem Schmieröl der Öl
trennkammer 30 in Verbindung. Zu diesem Zweck ist in
der Stirnwand 24 entlang der inneren Umfangskante der
Ringplatte 70 eine ringförmige Ölnut 108 ausgebildet.
Die ringförmige Ölnut 108 steht mit dem erweiterten
Bodenteil der Nuten 58 zur Aufnahme der Flügel 56 in
Verbindung und ist ferner über einen Öldurchlaß 110
an die Kammer 104 angeschlossen, wobei der Öldurchlaß
110 in der Stirnwand 24 zwischen der ringförmigen Öl
nut 110 und der Kammer 104 ausgebildet ist. In ähn
licher Weise ist eine ringförmige Ölnut 112 an der
Stirnwand 26 um die Welle 38 herum ausgebildet. Diese
ringförmige Ölnut 112 steht mit dem Bodenteil der
Nuten 58 zur Aufnahme der Flügel 56 in Verbindung und
ist ferner auch an den Raum 54 angeschlossen, und zwar
über den Zwischenraum, der im Nadellager 52 vorliegt.
Wie in Fig. 1 dargestellt, steht der Raum 54 in Ver
bindung mit dem Schmieröl 31, und zwar über einen Öl
durchlaß 114, der in der Stirnwand 26 ausgebildet ist.
Auf diese Weise wird die Verbindung zwischen der Kammer
104 und dem Schmieröl 31 erreicht. Dieses Verbindungs
oder Öldurchlaßsystem dient auch als Schmiersystem zur
Schmierung der beweglichen Elemente des Flügelradkom
pressors 10.
Auf der anderen Seite kann, wie in Fig. 3 und 4 darge
stellt, die Kammer 106 mit dem Schmieröl 31 durch einen
Öldurchlaß 116 in Verbindung gesetzt werden, der an
einem Punkt mit einem kugeligen Ventilkörper 118 ver
sehen ist. Insbesondere umfaßt der Öldurchlaß 116 einen
Abschnitt 120, der in der Stirnwand 24 ausgebildet ist,
einen Abschnitt 122, der im zylindrischen Körper 20 aus
gebildet ist, und einen Abschnitt 124, der in der
Stirnwand 26 ausgebildet ist. Der kugelige Ventilkörper
118 ist in einem erweiterten Endraum 126 des Durchlaß
abschnitts 120 angeordnet, der mit dem Abschnitt 122
verbunden ist. Der Ventilkörper 180 kann ferner auf
einen Ventilsitz 128 aufgesetzt werden, der an einem
Bodenstück des erweiterten Endraums 126 ausgebildet
ist.
Um den Ventilkörper 118 in Abhängigkeit von einer
Druckveränderung des Kühlmittels innerhalb der Saug
kammer 28 zu betätigen und somit den Betätiger 84 der
Ringplatte 70 zu steuern, ist in der Saugkammer 28 ein
Ventilbetätiger 130 vorgesehen. Dieser Ventilbetätiger
130 umfaßt einen Kolben 132, der von einer zylind
rischen Bohrung 134 im Boden der Saugkammer 28 aufge
nommen wird. Der Kolben 132 ist an seinem einen Ende
dem Kühlmittel in der Saugkammer 28 ausgesetzt und
weist eine Kolbenstange 136 auf, die an dem gleichen
Ende ausgebildet ist und sich flüssigkeitsdicht durch
die Stirnwand 24 erstreckt. An ihrem freien Ende ist
die Stange 136 mit dem kugeligen Ventilkörper 118
verbunden. Eine Kompressionsschraubenfeder 138, die
eine vorbestimmte Federkonstante besitzt, ist inner
halb einer zylindrischen Aussparung 140 am anderen
Ende des Kolbens 132 angeordnet. In dieser Aussparung
liegen die Enden der Schraubenfeder 138 am Boden der
Bohrung 134 bzw. am Boden der Aussparung 140 an. Der
Kolben 132 weist eine Ringdichtung 142 in einer an
seiner Außenseite ausgebildeten Umfangsnut auf. Die
zylindrische Bohrung 134, die durch den Kolben 132
verschlossen ist, steht über einen kleinen Durchlaß
133 im Boden der Bohrung 134 mit der Atmosphäre in
Verbindung.
Nachstehend werden die Betriebsweise und die Vorteile
des beschriebenen Flügelradkompressors beschrieben.
Wenn während des Laufs des Kompressors 10 eine Kühl
belastung in der Klimaanlage so hoch ist, daß der Kom
pressor bei maximaler Kühlkapazität laufen muß, wird
der Druck des Kühlmittels innerhalb der Saugkammer 28
sehr hoch, da eine große Menge an Kühlmittel zugeführt
und im Verdampfer der Klimaanlage verdampft wird, an
den die Saugkammer 18 über ihre Einlaßöffnung 32 an
geschlossen werden kann. Wegen des sehr hohen, in der
Saugkammer 28 erzeugten Druckes des Kühlmittels wird
der Kolben 140 des Ventilbetätigers 130 gegen die
Federkraft der Feder 138 in die zylindrische Bohrung
134 gedrückt, so daß der Ventilkörper 118 auf dem
Ventilsitz 128 aufsitzt und den Öldurchlaß 116 ver
schließt. Wenn der Öldurchlaß 116 verschlossen ist,
steht lediglich die Kammer 104 in Verbindung mit dem
Schmieröl 31, welches sich unter dem Druck des kom
primierten Kühlmittels in der Kammer 30 befindet.
Infolgedessen wird unter Druck stehendes Schmieröl 31
der Kammer 104 zugeführt, so daß das Ventilglied 84
gegen die Federkraft der Schraubenfeder 98 in eine
Extremstellungen verschoben wird, so daß die
Ringplatte 70, wie in Fig. 5 und 8 dargestellt, in ihre
erste Stellung verdreht wird. Wie sich aus dem Voran
stehenden ergibt, ist in dieser ersten Stellung jeder
der gebogenen Schlitze 74 der Ringplatte 70 mit dem
entsprechenden, gebogenen Schlitz 80 der Stirnwand 24
ausgefluchtet, so daß es möglich ist, den maximalen
Verdichtungshub der Flügel 56 zu erhalten. Dies bedeutet,
daß der Kompressionshub beginnt, wenn der Flügel den
Punkt P 1 erreicht. Ferner liegt in dieser Stellung der
maximale Öffnungsbereich für die Einführung des Kühl
mittels aus der Saugkammer in die Halbmondkammer 38
vor, so daß der Flügelradkompressor 10 mit maximaler
Kühlkapazität betrieben wird, d.h., die maximale Menge
an verdichtetem Kühlmittel kann aus der Öltrennkammer
30 zum Kondensator der Klimaanlage geleitet werden.
Das verdichtete Kühlmittel wird aus den Kompressions
kammern 38 in die Ausstoßkammern 60 über die Aus
trittsöffnungen 64 ausgestoßen, wobei die Zungenventile
66 am Ende des Kompressionshubes der Flügel 56 auf
grund des hohen Druckes des verdichteten Kühlmittels
geöffnet sind. Das komprimierte Kühlmittel, welches in
die Kammer 60 ausgestoßen wird, kann eine kleine Menge
an Schmieröl in Form feiner Tropfen mit sich führen.
Diese mitgeführten Schmieröltropfen werden vom ver
dichteten Kühlmittel dadurch abgetrennt, daß es aus
der Ausstoßkammer 60 über die relativ kleine Bohrung
62 in die ein großes Volumen aufweisende Kammer 30
ausgestoßen wird, und zwar in einer dem Fachmann an
sich bekannten Weise, so daß die abgetrennten Schmier
öltröpfchen in den Vorrat 31 an Schmieröl fallen und/oder
entlang der Innenwandfläche der Stirnwand 26
laufen. Das verdichtete Kühlmittel, aus dem das Schmier
öl abgetrennt ist, wird dem Kondensator der Klimaanlage
über die Auslaßöffnung 34 der Kammer 30 zugeleitet.
Wenn der Kompressor 10 bei maximaler Kühlkapazität wäh
rend einer bestimmten Zeitperiode kontinuierlich läuft,
kann die Raumtemperatur, beispielsweise eines Automobils,
allmählich auf eine Temperatur gebracht werden, bei
welcher sich ein Fahrzeuglenker und Fahrzeugpassagiere
unter Umgebungsbedingungen wohl fühlen. Infolgedessen
wird die Kühlbelastung an der Klimaanlage allmählich
reduziert, so daß die Menge an Kühlmittel, welche im
Verdampfer der Anlage verdampft wird, reduziert wird,
wodurch der Druck des Kühlmittels in der Saugkammer
28 veranlaßt wird, abzusinken. Das Absinken des Kühl
mitteldruckes veranlaßt den Kolben 132 sich durch die
Vorspannkraft der Feder 138 zu verschieben, so daß
der Ventilkörper 118 vom Ventilsitz 128 abhebt und
die Kammer 106 des Betätigers 84 in Verbindung mit
dem unter Druck stehenden Schmieröl 31 gelangt. Daher
wird nun Schmieröl in die Kammer 106 des Betätigers
84 eingeleitet, so daß sich das Ventilglied 86 zur
Kammer 104 hin bewegt. Hierdurch kann die Ringplatte
70 von ihrer ersten Extremstellung (Fig. 5 und 8) in
die Zwischenstellung gemäß Fig. 9 verdreht werden.
Es ist zu beachten, daß die Bewegung des Ventil
gliedes 86 und somit auch die Bewegungen der Ringplatte
70 allmählich und langsam ausgeführt werden, da ein
Teil des Schmieröls, welches der Kammer 106 zuge
leitet wird, allmählich durch den engen Durchlaß 92
in die Saugkammer 28 ausgestoßen wird, und weil ein
Teil des Schmieröls, mit dem die Kammer 104 gefüllt
ist, zur Öltrennkammer 30 zurückkehrt. Wenn die
Ringplatte 70 aus ihrer ersten Stellung in die
Zwischenstellung gemäß Fig. 9 verschoben wird, ist der
Kompressionshub etwas kürzer als in der ersten Stellung,
und der Öffnungsbereich zur Einführung des Kühlmittels
aus der Saugkammer 28 in die Halbmondkammer 38 wird
etwas abgedrosselt, so daß der Kompressor 10 mit ge
ringerer Kühlkapazität und nicht mehr mit der maximalen
Kapazität betrieben wird.
Ferner kann die Ringplatte 70 aus der Zwischenstellung
gemäß Fig. 9 in die zweite Zwischenstellung gemäß
Fig. 6 und 10 verschoben werden, und zwar aufgrund wei
terer Absenkung des Kühlmitteldruckes in der Saug
kammer 28. In diesem Falle, in welchem die Ringplatte 70
sich in der zweiten Zwischenstellung (Fig. 6 und 10)
befindet und somit der Kompressionshub weiter verkürzt
ist (der Kompressionshub beginnt, wenn der Flügel den
Punkt P 2 erreicht), wird der Öffnungsbereich zur Ein
leitung des Kühlmittels aus der Saugkammer 28 in die
Halbmondkammer 38 weiter gedrosselt, und infolgedessen
kann ein Teil des Kühlmittels, der im vorderen Abschnitt
der Halbmondkammer 38 verdichtet ist, aus dem vorderen
Abschnitt dieser Kammer in die Saugkammer 28 entweichen,
und zwar über die Öffnung 76 der Ringplatte 70, die
sich in den gebogenen Schlitz 82 der Stirnwand 24
öffnet. Infolgedessen wird die Menge des verdichteten
Kühlmittels, die aus der Kammer 30 der Klimaanlage zu
geleitet wird, weiter reduziert, so daß der Kompressor
10 bei einer kleineren Kühlkapazität als im Falle der
Fig. 9 läuft.
Schließlich kann die Ringplatte 70 in ihre zweite Ex
tremstellung gemäß Fig. 7 und 11 verdreht werden. In
dieser Stellung sind beide Öffnungen 76 und 78 voll
ständig in den gebogenen Schlitz 82 hinein geöffnet, so
daß ein wesentlicher Teil des Kühlmittels, welches im
vorderen Abschnitt der Halbmondkammer 38 verdichtet
wurde, nunmehr in die Saugkammer 28 über die Öffnungen
76 und 78 entweichen kann. Andererseits ist der Öffnungs
bereich zur Einführung des Kühlmittels aus der Saug
kammer 28 in die Halbmondkammer 38 maximal gedrosselt
und der Öffnungsbereich weist seinen kleinsten Wert auf,
während der Kompressionshub am kürzesten ist (in diesem
Falle startet der Kompressionshub dann, wenn der Flügel
den Punkt Q anstelle des Punktes P 3 erreicht). Wenn dem
entsprechend die Ringplatte 70 in ihrer zweiten Stellung
ist (Fig. 7 und 11), ist die Menge an komprimiertem
Kühlmittel, welches aus der Öltrennkammer 30 der Klima
anlage zugeleitet wird, minimal, so daß der Kompressor
10 mit minimaler Kühlkapazität betrieben werden kann.
Es läßt sich leicht verstehen, daß die Ringplatte 70
an der ersten oder zweiten Extremstellung oder an irgend
einer Zwischenstellung abgestoppt werden kann, was von
den Umgebungsbedingungen abhängt, insbesondere von der
Umgebungstemperatur, durch welche die Kühlbelastung
der Klimaanlage hauptsächlich bestimmt ist. Wenn jedoch
die Kühlbelastung wächst, beispielsweise durch das
Öffnen einer Tür des Automobils, wird die Ringplatte 70
von der gerade eingenommenen Stellung in Richtung auf
die erste Extremstellung hin verschoben, so daß der
Kompressor 10 mit größerer Kühlkapazität läuft. An
schließend kann die Ringplatte 70 wieder in die vorher
eingenommene Position zurückgeführt werden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 12
bis 15 dargestellt, die den Fig. 8 bis 11 entsprechen.
Die zweite Ausführungsform ist im wesentlichen mit
der ersten Ausführungsform identisch mit der Ausnahme,
daß die Entfernung W 1 (Fig. 12) zwischen Öffnungen 76′
und 78′, welche den Öffnungen 76 bzw. 78 entsprechen,
größer als die Entfernung zwischen den Öffnungen 76 und
78 ist, und daß zwei separate Öffnungen 144 und 146
anstelle des gebogenen Schlitzes 82 in der Stirnwand 24
ausgebildet sind. Diese separaten Öffnungen 144 und 146
können mit den Öffnungen 76′ bzw. 78′ verbunden werden.
Die Entfernung W 2 (Fig. 12) zwischen den Öffnungen 144
und 146 ist gleich der Entfernung W 1. Die Weite der
Öffnung 146 ist doppelt so groß wie die Weite der Öff
nung 144, die ihrerseits gleich der Weite der Öffnungen
76′ und 78′ ist. Wie aus Fig. 12 hervorgeht, sind in
der ersten Extremstellung die gebogenen Schlitze 74 und
80 miteinander ausgefluchtet, und die Öffnungen 144 und
146 sind vollständig geschlossen. Daher läuft der Kom
pressor, ebenso wie bei der ersten Ausführungsform mit
maximaler Kühlkapazität. Wenn die Ringplatte 70 aus
ihrer ersten Extremstellung (Fig. 11) in Richtung auf
die erste Zwischenstellung (Fig. 13) verschoben wird,
wird der durch die gebogenen Schlitze 74 und 80 defi
nierte Öffnungsbereich zur Einleitung des Kühlmittels
in die Halbmondkammer 38 weiter abgedrosselt, und
gleichzeitig wird der von den Flügeln 56 ausgeübte
Kompressionshub verkürzt, wobei die Öffnungen 76′ und
78′ immer noch geschlossen bleiben. Wenn die Ringplatte
70 aus der ersten Zwischenstellung (Fig. 13) über die
zweite Zwischenstellung (Fig. 14) zur zweiten Extrem
stellung (Fig. 15) verschoben wird, öffnet sich zu
nächst die Öffnung 78′ in die zugeordnete Öffnung 146
und anschließend die Öffnung 76′ in die zugeordnete
Öffnung 144, wobei der durch die gebogenen Schlitze 74
und 80 definierte Öffnungsbereich weiter gedrosselt und
der Kompressionshub weiter verkürzt wird. Infolgedessen
läuft der Kompressor gemäß der zweiten Ausführung im
wesentlichen in der gleichen Weise wie bei der ersten
Ausführungsform. Im Vergleich mit der ersten Ausfüh
rungsform kann der Kompressor nach der zweiten Ausfüh
rungsform jedoch innerhalb eines weiteren Bereiches
von der maximalen Kühlkapazität bis zur minimalen Kühl
kapazität laufen.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen werden
die Mittel zur Veränderung des Kompressionshubes und
die Mittel zur Drosselung des Öffnungsbereiches, durch
den hindurch das Kühlmittel in die Halbmondkammer ein
geleitet wird, von den gebogenen Schlitzen 74 und 80
gebildet, die miteinander zusammenwirken. Diese An
ordnung ist vorzuziehen, da der Kompressor auf diese
Weise kompakt aufgebaut werden kann. Bei anderen Aus
führungsformen können jedoch die Mittel zur Veränderung
des Kompressionshubes und die Mittel zur Drosselung
des Öffnungsbereiches auch separat voneinander ausge
bildet werden. In diesem Falle wird beispielsweise
eine Nut lediglich an der Innenseite der Ringplatte 70
anstelle des Schlitzes 74 ausgebildet. Diese Nut
bildet lediglich ein Mittel zur Veränderung des Kom
pressionshubs. Auf der anderen Seite ist es möglich,
als Drosselungsmittel eine Drosselventilanordnung zu
verwenden, beispielsweise eine solche Anordnung,
wie sie in der ungeprüften japanischen Patentveröffent
lichung Nr. 59-99 089 beschrieben ist. Bei den oben
erwähnten Ausführungsformen kann ferner auch der ge
bogene Schlitz 74 länger als der gebogene Schlitz 80
sein, so daß der Kompressionshub später beginnt.
Weiterhin kann die mechanische Verbindung zwischen dem
Ventilglied 86 und der ringförmigen Platte 70 auch durch
die Verwendung eines Zahnstangen/Zahnrad-Mechanismus er
reicht werden.
Außerdem kann anstelle des hydraulischen Betätigers 84
auch ein elektrischer Schrittmotor eingesetzt werden,
der so konstruiert ist, daß er durch die Abtastung des
Kühlmitteldrucks in der Saugkammer 28 oder der Raum
temperatur eines Automobils gesteuert wird. Natürlich
ist der Einsatz des hydraulischen Betätigers 84 vor
zuziehen, da sich hierdurch die erwünschte, kompakte
Konstruktion des Kompressors ergibt.
Aufgrund der Erfindung ist es möglich, den Lauf des
Kompressors mit niedriger Kühlkapazität sowohl bei
einem Betrieb mit niedriger Geschwindigkeit als auch
bei einem Betrieb mit hoher Geschwindigkeit zu ge
währleisten, da der Lauf mit geringer Kühlkapazität
dadurch erreichbar ist, daß man einen erheblichen
Teil des komprimierten Kühlmittels aus dem vorderen
Halbmondkammerabschnitt entweichen läßt, und zwar
durch die Öffnung oder durch die Öffnungen in die
Saugkammer, wenn immer der Kompressor bei niedriger
Kühlkapazität laufen soll.
Da es gemäß der Erfindung unnötig ist, den Kompressor
bei einer Kühlkapazität laufen zu lassen, die höher
als diejenige zur Erreichung einer komfortablen Tempe
ratur ist, ist es möglich, die Belastung am Motor
eines Automobils minimal zu halten, das mit der Klima
anlage versehen ist.
Wenn gemäß der Erfindung der Kompressor abgestoppt wird,
werden die Drücke in der Öltrennkammer 30 und in den
Halbmondkammern 38 auf den Druck reduziert, der in der
Saugkammer 28 herrscht, so daß das Ventilglied 86
komplett zur Kammer 104 verschoben wird. Hierdurch ge
langt die Ringplatte 70 in ihre erste Extremstellung.
Da dementsprechend der Kompressor zu Beginn mit mini
maler Kühlkapazität läuft, ist es möglich, den Lauf
beginn des Kompressors einzuleiten, ohne eine Stoßbe
lastung an den Motor des Automobils anlegen zu müssen.
Claims (8)
1. Flügelradkompressor mit variablem Hub für die Klima
anlage eines Fahrzeuges, insbesondere Automobils, mit
einem eine Bohrung aufweisenden Zylinder, mit einem
wenigstens einen Flügel aufweisenden, drehbar in der
Bohrung angeordneten Rotor, der zwischen sich und der
Bohrung wenigstens eine Halbmondkammer zur Aufnahme
eines Kühlmittels ausbildet, und mit einer Saugkammer
zur Aufnahme des Kühlmittels aus einem Verdampfer
der Klimaanlage derart, daß das Kühlmittel in die
Halbmondkammer eintritt und dort beim Lauf des
Flügels durch diese Kammer hindurch komprimiert wird,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
erste Mittel (70, 74) zum Drosseln eines Öffnungs bereiches (80), durch den das Kühlmittel aus der Saug kammer (28) in die Halbmondkammer (38) eintritt;
zweite Mittel (70, 74, 80) zum Verändern des Kom pressionshubes, der vom Flügel (56) während seines Durchlaufs durch die Halbmondkammer (38) ausgeübt wird; und
dritte Mittel (76, 78, 82), die es wahlweise einem erheblichen Teil des sich verdichtenden Kühlmit tels gestatten, während des Kompressionshubes des Flü gels (56) aus der Halbmondkammer (38) in die Saugkammer (28) zu entweichen, wobei die ersten, zweiten und dritten Mittel in Abhängigkeit von einer Veränderung der Kühlbelastung in der Klimaanlage einstellbar sind.
erste Mittel (70, 74) zum Drosseln eines Öffnungs bereiches (80), durch den das Kühlmittel aus der Saug kammer (28) in die Halbmondkammer (38) eintritt;
zweite Mittel (70, 74, 80) zum Verändern des Kom pressionshubes, der vom Flügel (56) während seines Durchlaufs durch die Halbmondkammer (38) ausgeübt wird; und
dritte Mittel (76, 78, 82), die es wahlweise einem erheblichen Teil des sich verdichtenden Kühlmit tels gestatten, während des Kompressionshubes des Flü gels (56) aus der Halbmondkammer (38) in die Saugkammer (28) zu entweichen, wobei die ersten, zweiten und dritten Mittel in Abhängigkeit von einer Veränderung der Kühlbelastung in der Klimaanlage einstellbar sind.
2. Flügelradkompressor mit variablem Hub für die Klima
anlage eines Fahrzeuges, insbesondere Automobils,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Zylinderanordnung (18) mit einem zylind rischen Körper (20), einer Bohrung (22) in diesem Körper und einander gegenüberliegenden, an den Stirn seiten des Körpers (20) befestigten Stirnwänden (24, 26) zum Verschließen der offenen Seiten der Bohrung (22),
ein drehbar derart in der Bohrung (22) angeord neter Rotor (36), daß sich zwischen dem Rotor und der Bohrung der Zylinderanordnung (18) wenigstens eine Halbmondkammer (38) zur Aufnahme eines Kühl mittels bildet, wobei der Rotor wenigstens einen Flügel (56) aufweist, der ausschiebbar in den Rotor eingepaßt ist und dessen freies Ende die Umfangsinnen wand der Bohrung (22) während des Umlaufs des Rotors berührt, so daß beim Lauf des Flügels durch die Halb mondkammer das darin befindliche Kühlmittel ver dichtet wird;
eine sich in die Halbmondkammer (38) öffnende Austrittsöffnung (64) an der Zylinderanordnung (18) für das verdichtete Kühlmittel, wobei diese Aus trittsöffnung an einem der engen Enden der Halbmond kammer angeordnet ist, an dem der Flügel (56) bei seinem Lauf durch die Halbmondkammer später vorbei läuft;
eine zwischen einer Stirnwand (24) und der zuge ordneten Stirnseite des Körpers (20) der Zylinderan ordnung vorgesehene Ringplatte (70), die zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung hin- und herverdrehbar ist;
eine Drosseleinrichtung zur Einstellung der in die Halbmondkammer (38) einzuleitenden Kühlmittel menge derart, daß dann, wenn die Ringplatte (70) aus ihrer ersten in ihre zweite Stellung gelangt, die eingeleitete Kühlmittelmenge allmählich abnimmt;
einen in der Ringplatte (70) angeordneten, länglichen, gebogenen Schlitz (74), der in der Nähe des anderen Endes der Halbmondkammer (38) ausgebildet ist und eine Länge größer als die Breite des Flügels (56) hat, so daß der Kompressionshub des Flügels (56) veränderlich ist, da der Schlitz (74) in Umlaufrich tung des Rotors (36) und des Flügels (56) durch die Verdrehung der Ringplatte (70) zwischen ihrer ersten und zweiten Stellung verschieblich ist;
wenigstens eine an der Ringplatte (70) zwischen dem einen der engen Enden der Halbmondkammer (38) und dem länglichen Schlitz (74) vorgesehene Öffnung (76, 78), wobei die Stirnwand (74) wenigstens eine Öffnung (82) aufweist, die mit der Öffnung (76, 78) der Ringplatte (70) so zusammenwirkt, daß in der ersten Stellung der Ringplatte ihre Öffnung (76, 78) mit der Öffnung (82) der Stirnwand (24) nicht ausge fluchtet, sondern völlig verschlossen ist, daß bei einer Zwischenstellung der Ringplatte (70) ihre Öffnung (76, 78) teilweise mit der Öffnung (82) der Stirnwand (24) ausgefluchtet ist, um einen Teil des komprimierten Kühlmittels wieder aus der Halb mondkammer (38) austreten zu lassen, und daß in der zweiten Stellung der Ringplatte (70) ihre Öff nung (76, 78) mit der Öffnung (82) der Stirnwand (24) vollständig ausgefluchtet ist und ein maximaler Austritt an verdichtetem Kühlmittel stattfindet; und
ein Antriebsmittel (84) zur Bewegung der Ring platte (70) zwischen ihren beiden Stellungen in Ab hängigkeit von einer Veränderung der Kühlbelastung in der Klimaanlage.
eine Zylinderanordnung (18) mit einem zylind rischen Körper (20), einer Bohrung (22) in diesem Körper und einander gegenüberliegenden, an den Stirn seiten des Körpers (20) befestigten Stirnwänden (24, 26) zum Verschließen der offenen Seiten der Bohrung (22),
ein drehbar derart in der Bohrung (22) angeord neter Rotor (36), daß sich zwischen dem Rotor und der Bohrung der Zylinderanordnung (18) wenigstens eine Halbmondkammer (38) zur Aufnahme eines Kühl mittels bildet, wobei der Rotor wenigstens einen Flügel (56) aufweist, der ausschiebbar in den Rotor eingepaßt ist und dessen freies Ende die Umfangsinnen wand der Bohrung (22) während des Umlaufs des Rotors berührt, so daß beim Lauf des Flügels durch die Halb mondkammer das darin befindliche Kühlmittel ver dichtet wird;
eine sich in die Halbmondkammer (38) öffnende Austrittsöffnung (64) an der Zylinderanordnung (18) für das verdichtete Kühlmittel, wobei diese Aus trittsöffnung an einem der engen Enden der Halbmond kammer angeordnet ist, an dem der Flügel (56) bei seinem Lauf durch die Halbmondkammer später vorbei läuft;
eine zwischen einer Stirnwand (24) und der zuge ordneten Stirnseite des Körpers (20) der Zylinderan ordnung vorgesehene Ringplatte (70), die zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung hin- und herverdrehbar ist;
eine Drosseleinrichtung zur Einstellung der in die Halbmondkammer (38) einzuleitenden Kühlmittel menge derart, daß dann, wenn die Ringplatte (70) aus ihrer ersten in ihre zweite Stellung gelangt, die eingeleitete Kühlmittelmenge allmählich abnimmt;
einen in der Ringplatte (70) angeordneten, länglichen, gebogenen Schlitz (74), der in der Nähe des anderen Endes der Halbmondkammer (38) ausgebildet ist und eine Länge größer als die Breite des Flügels (56) hat, so daß der Kompressionshub des Flügels (56) veränderlich ist, da der Schlitz (74) in Umlaufrich tung des Rotors (36) und des Flügels (56) durch die Verdrehung der Ringplatte (70) zwischen ihrer ersten und zweiten Stellung verschieblich ist;
wenigstens eine an der Ringplatte (70) zwischen dem einen der engen Enden der Halbmondkammer (38) und dem länglichen Schlitz (74) vorgesehene Öffnung (76, 78), wobei die Stirnwand (74) wenigstens eine Öffnung (82) aufweist, die mit der Öffnung (76, 78) der Ringplatte (70) so zusammenwirkt, daß in der ersten Stellung der Ringplatte ihre Öffnung (76, 78) mit der Öffnung (82) der Stirnwand (24) nicht ausge fluchtet, sondern völlig verschlossen ist, daß bei einer Zwischenstellung der Ringplatte (70) ihre Öffnung (76, 78) teilweise mit der Öffnung (82) der Stirnwand (24) ausgefluchtet ist, um einen Teil des komprimierten Kühlmittels wieder aus der Halb mondkammer (38) austreten zu lassen, und daß in der zweiten Stellung der Ringplatte (70) ihre Öff nung (76, 78) mit der Öffnung (82) der Stirnwand (24) vollständig ausgefluchtet ist und ein maximaler Austritt an verdichtetem Kühlmittel stattfindet; und
ein Antriebsmittel (84) zur Bewegung der Ring platte (70) zwischen ihren beiden Stellungen in Ab hängigkeit von einer Veränderung der Kühlbelastung in der Klimaanlage.
3. Flügelradkompressor nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ringplatte (70) zwei oder mehr
getrennte Öffnungen (76, 78) zwischen dem einen der
engen Enden der Halbmondkammer (38) und dem läng
lichen, gebogenen Schlitz (74) aufweist, die sich in
die Öffnung (82) der Stirnwand (24) öffnen, wenn sich
die Ringplatte in ihrer zweiten Stellung befindet.
4. Flügelradkompressor nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stirnwand (24) zwei oder mehr
Öffnungen (144, 146) aufweist, die mit den Öffnungen
(76′, 78′) der Ringplatte (70) zusammenwirken, wobei
sich die letzteren Öffnungen sukzessive in die Öff
nungen der Stirnwand öffnen und alle Öffnungen in
der Ringplatte und der Stirnwand miteinander ausge
richtet sind, wenn die Ringplatte in ihrer zweiten
Stellung ist.
5. Flügelradkompressor nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Öff
nungen, die einen Teil des sich verdichtenden Kühl
mittels aus der Halbmondkammer in die Saugkammer aus
treten lassen, eine Breite haben, die im wesentlichen
gleich oder kleiner als die Dicke des Flügels (56) ist.
6. Flügelradkompressor nach einem der Ansprüche 2 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrich
tung einen länglichen, gebogenen Schlitz (80) in
der Stirnwand (24) aufweist, der mit dem länglichen,
gebogenen Schlitz (74) der Ringplatte in deren
erster Stellung ausgerichtet ist, und daß die beiden
Schlitze (74, 80) einen variablen Öffnungsbereich
bilden, durch den das Kühlmittel in die Halbmond
kammer (38) eintritt.
7. Flügelradkompressor nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (84)
einen hydraulischen Betätiger umfassen, in dem das
Schmieröl des Kompressors als Arbeitsflüssigkeit
verwendet ist, und daß der hydraulische Betätiger
in Abhängigkeit von einer Druckänderung des Kühl
mittels betrieben ist, das von der Klimaanlage zum
Zwecke seiner Kompression zum Kompressor zurückge
leitet wird.
8. Flügelradkompressor nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der hydraulische Betätiger (84) ein
verschieblich in einer zylindrischen Bohrung (88)
aufgenommenes Ventilglied (86) aufweist, daß das
Ventilglied (86) die Bohrung (88) in zwei Kammern
(104, 106) unterteilt, die über zwei separate Öl
durchlässe (110, 116) mit einem Reservoir für unter
Druck stehendes Schmieröl verbunden sind, und daß
ein Steuermittel (130) zur Steuerung des hydrau
lischen Betätigers (84) vorgesehen ist und dieses
Steuermittel ein Ventil (118, 132) in einem der Öl
durchlässe (116) umfaßt, und daß ein Betätiger des
Ventils (118) einen Kolben (132) einschließt, dessen
eine Stirnseite dem Druck des aus der Klimaanlage
zum Kompressor zurückgeleiteten Kühlmittels ausge
setzt ist, so daß das Ventil in Abhängigkeit von
einer Änderung des Kühlmitteldrucks betätigbar ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60193328A JPS6255487A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | 可変容量型ベ−ン圧縮機 |
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Publication Number | Publication Date |
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DE3629199A1 true DE3629199A1 (de) | 1987-03-12 |
DE3629199C2 DE3629199C2 (de) | 1992-10-22 |
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ID=16306068
Family Applications (1)
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