DE3910659A1 - Fluegelzellenverdichter mit variabler foerdermenge - Google Patents
Fluegelzellenverdichter mit variabler foerdermengeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Flügelzellenverdichter mit variabler
Fördermenge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Verdichter sind u.a. Gegenstand der EP - A 2 03 01 312
und der DE - A 38 28 558, auf deren gesamten Inhalt zur Vermeidung
von Längen ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die Verdichter nach diesen Schutzrechten sind so aufgebaut, daß
ein Steuerplattenglied (Steuerelement) um seine Drehachse beidseitig
verdrehbar ist. Es hat an seinem Außenumfang mindestens einen Aus
schnitt, durch den ein Teil des durch die Einlaßöffnung in den Hubring
angesaugten Kühlgases zu einer Zone niedrigeren Druckes zurückströmen
kann. Wird nun das Steuerplattenglied verdreht, so wird der Zeitpunkt
des Beginns der Verdichtung verändert, um so die Fördermenge zu
ändern. Der Ausschnitt des Steuerplattenglieds weist einen ersten und
einen zweiten Abschnitt auf, die verschieden tief sind. Der zweite
Abschnitt mit der geringeren Tiefe ist so angeordnet, daß sein bezogen
auf die Drehrichtung des Rotors hinteres Ende in Drehrichtung gesehen
vor dem in Drehrichtung vorderen Ende der Einlaßöffnung liegt, d. h.
in Drehrichtung gesehen kommt zuerst das hintere Ende des Ausschnitts
und dann das vordere Ende der Einlaßöffnung, wie das Fig. 2 zeigt.
Dies gilt für die Stellung des Steuerplattenglieds mit minimaler Förder
menge oder in der Nähe der minimalen Fördermenge, und diese Stellung
wird verwendet, um eine energetisch unnötige Verdichtung des Kühl
gases und dadurch einen entsprechenden Widerstand des verdichteten
Gases gegen die Rotordrehung zu vermeiden. Eine solche würde auf
treten, wenn der Ausschnitt über seine ganze Längserstreckung die
selbe Tiefe hätte, wie das bei den bekannten Verdichtern dieser Art
mit varibabler Fördermenge der Fall ist.
Wie in den Fig. 1 und 2 der vorliegenden Anmeldung dargestellt ist,
weisen die Verdichter nach den genannten Schutzrechten jeweils ein
Außenteil auf, das gebildet wird von einem Hubring 100 mit einer
ovalen inneren Hubfläche 100 a, ferner mit zwei - nicht dargestellten -
Seitenteilen, welche die beiden axialen Enden des Hubrings 100 ver
schließen, ferner von einem im Hubring 100 drehbar angeordneten
Rotor 101. Zwischen dem Rotor 101 und dem Hubring 100 werden
zwei Verdichtungsräume 102 gebildet. Flügel 103 1 bis 103 5 sind in
der üblichen Weise in Schlitzen des Rotors 101 radial verschiebbar
angeordnet. Ein Steuerplattenteil 105 ist in einer ringförmigen Aus
nehmung 104 angeordnet, die in einer Stirnseite eines dem Rotor 101
zugewandten Seitenteils ausgebildet ist. Dieses Steuerplattenteil 105
kann um seine Drehachse zwischen einer ersten Endlage (volle Förderung)
und einer zweiten Endlage (kleinste Förderung) verdreht werden,
um den Zeitpunkt des Verdichtungsbeginns zu ändern. In den Außen
umfang des Steuerplattenteils 105 sind zwei Aussparungen 107 einge
arbeitet, die sich an diametral gegenüberliegenden Stellen in Umfangs
richtung erstrecken. Durch diese Aussparungen 107 und durch in einem
der Seitenteile ausgebildete Einlaßöffnungen 106 wird Kühlgas in die
Verdichtungsräume 102 angesaugt, und zwar in allen Drehstellungen
des Steuerplattenteils 105.
Die Aussparungen 107 haben jeweils ein in Drehrichtung gesehen vorderes
Ende 107 a, dessen jeweilige Lage den Beginn der Verdichtung festlegt.
Ferner haben die Aussparungen 107 jeweils zwei Abschnitte 107 1 und
107 2. Der Abschnitt 107 1 erstreckt sich vom vorderen Ende 107 a bis
zu einer etwa in der Mitte gelegenen Stelle und fluchtet - wie darge
stellt - etwa mit dem Außenumfang des Rotors 101. An den Abschnitt 107 1
schließt sich der Abschnitt 107 2 an, der sich bis zu dem hinteren
Ende 107 b der Ausnehmung 107 erstreckt. Der zweite Abschnitt 107 2
liegt wie dargestellt radial außerhalb des Außenumfangs des Rotors 101.
Bei reduzierter Förderung tritt jedoch bei den bekannten Verdichtern
ein energetisch störendes Phänomen auf: Es sei angenommen, daß sich
bei einem solchen Verdichter das Steuerplattenteil 105 in seiner Stellung
für minimale Fördermenge oder in der Nähe hiervon befinde - allge
mein gesagt in einer Stellung für nur partielle Förderung. Eine Verdichtungs
kammer A zwischen den beiden Flügeln 103 2 und 103 3, die gerade
mit ihrem Saughub beginnt, muß dann mit Druckmittel gefüllt werden,
und zwar von der ihr vorausgehenden Verdichterkammer B zwischen
den Flügeln 103 1 und 103 2. Dies geschieht längs einer Längsseite des
Flügels 103 2 und dann durch: einen kleinen Spalt (in Fig. 3 kreuz
schraffiert dargestellt) zwischen dem Flügel 103 2, dem hinteren Ende
107 b der Aussparung 107, und der inneren Hubfläche 100 a des Hub
rings 100. Dies ist in Fig. 3 durch einen Pfeil angedeutet.
Infolgedessen wird Kühlmittel dieser Verdichterkammer A, die gerade
mit dem Saughub beginnt, in einer derartig kleinen Menge zugeführt,
daß in dieser Kammer A ein starker Unterdruck entsteht. Dieser er
zeugt seinerseits ein starkes bremsendes Drehmoment Y auf den Flügel
103 2, wie das in Fig. 3 dargestellt ist. Dies ist energetisch sehr unvor
teilhaft und tritt bei diesen Verdichtern im Betrieb mit reduzierter
Fördermenge auf.
Deshalb ist es eine Aufgabe der Erfindung, die bekannten Verdichter
zu verbessern.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch den Gegenstand
des Patentanspruchs 1, ebenfalls durch den Gegenstand des Patent
anspruchs 2. Beim Gegenstand des Patentanspruchs 1 wird jeweils
dem Verdichtungsraum, der gerade mit seinem Saughub beginnt, beim
Betrieb im Teilförderbereich Druckmittel in ausreichender Menge zuge
führt, und zwar über die seitliche Ausnehmung des Hubrings. Dadurch
wird verhindert, daß in diesem Verdichtungsraum ein starker Unter
druck entsteht, der sonst den Rotor bremsen und den Wirkungsgrad
des Verdichters verschlechtern würde.
Beim Gegenstand des Patentanspruchs 2 wird die Entstehung eines
starken Unterdrucks in diesem Verdichtungsraum durch den dritten
Abschnitt der Aussparung verhindert, was Vorteile gegenüber der
Lösung nach Anspruch 1 haben kann, da u.a. die Herstellung sehr
einfach wird.
Dabei wird mit besonderem Vorteil der dritte Abschnitt des Ausschnitts
radial außerhalb der inneren Hubfläche des Hubrings angeordnet,
und dieser Abschnitt weist ferner mit Vorteil eine geringere Tiefe auf
als der zweite Abschnitt.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung
dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu
verstehenden Ausführungsbeispielen. Es zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein bekanntes Steuerplattenglied,
Fig. 2 einen schematisch dargestellten Schnitt durch die wesent
lichen Teile eines bekannten Flügelzellenverdichters mit
variabler Fördermenge, bei dem das Steuerplattenglied nach
Fig. 1 verwendet wird,
Fig. 3 eine Detailzeichnung, welche eine kritische Stelle des
Verdichters nach den Fig. 1 und 2 in vergrößertem
Maßstab zeigt,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Flügelzellenverdichter mit
variabler Fördermenge nach einem ersten Ausführungsbei
spiel der Erfindung; die Schnittlinien verlaufen radial
von der Drehachse aus, und zwar sind es zwei Schnitt
linien, die miteinander einen rechten Winkel einschließen,
Fig. 5 eine Draufsicht auf das hintere Seitenteil der Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht auf den Hubring der Fig. 4, und zwar auf
dessen rechte Seite, bezogen auf Fig. 4,
Fig. 7 eine Draufsicht auf die vom Rotor 2 abgewandte Seite
des Steuerplattenglieds (Steuerelements) der Fig. 4,
Fig. 8 eine Draufsicht auf die dem Rotor 2 zugewandte Seite
des Steuerplattenglieds der Fig. 4 und 7,
Fig. 9 einen Schnitt, gesehen längs der Linie IX-IX der Fig. 4,
Fig. 10 einen stark schematisierten Schnitt, welcher die relative
Lage von Steuerplattenglied, Einlaßöffnungen und Flügeln
zeigt, die auftritt, wenn sich das Steuerplattenglied in
einer Stellung für Teilförderung befindet,
Fig. 11 eine Darstellung analog Fig. 10, welche die relativen
Lagen der erwähnten Teile für den Fall zeigt, daß sich
das Steuerplattenglied in seiner Stellung für größte
Fördermenge befindet,
Fig. 12 eine Draufsicht auf die dem Rotor zugewandte Seite eines
Steuerplattenglieds für einen Flügelzellenverdichter mit
variabler Fördermenge nach einem zweiten Ausführungs
beispiel der Erfindung,
Fig. 13 einen Teilschnitt, gesehen längs der Linie XIII-XIII der
Fig. 12,
Fig. 14 eine Darstellung analog Fig. 10, welche die relative Lage
der dort genannten Teile zeigt, wenn sich das Steuerplatten
glied der Fig. 12 in einer Stellung für Teilförderung be
findet, und
Fig. 15 eine Darstellung analog Fig. 11, welche die relative Lage
der dort genannten Teile zeigt, wenn sich das Steuerplatten
glied in seiner Stellung für größte Fördermenge befindet.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig.
4 bis 15, welche zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, be
schrieben. Gleiche oder gleichwirkende Teile werden mit denselben Bezugs
zeichen bezeichnet und gewöhnlich nur einmal beschrieben.
Die Fig. 4 bis 11 zeigen einen Flügelzellenverdichter mit variabler
Fördermenge nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wie die Fig. 4 bis 10 zeigen, besteht dieser Verdichter hauptsächlich
aus einem Zylinder, der gebildet wird von einem Hubring 1 mit einer
ovalen inneren Umfangs-Hubkurve 1 a, ferner vorderen und hinteren
Seitenteilen 3 bzw. 4, welche die beiden Enden des Hubrings 1 ver
schließen, einem zylindrischen Rotor 2, der drehbar im Zylinder ange
ordnet ist, vorderen und hinteren Kopfteilen 5 bzw. 6, die an den
äußeren Enden der betreffenden Seitenteile 3, 4 befestigt sind, sowie
einer Antriebswelle 7, auf der der Rotor 2 starr befestigt ist. Die
Antriebswelle 7 ist in Lagern 8, 9 gelagert, welche in den Seitenteilen
3 bzw. 4 angeordnet sind.
Eine Auslaßöffnung 5 a ist in einer oberen Seitenfläche des vorderen
Kopfteils 5 angeordnet, während eine Ansaugöffnung 6 a in einer oberen
Seitenfläche des hinteren Kopfteils 6 angeordnet ist. Die Auslaßöffnung
5 a öffnet sich zu einer Förderdruckkammer 10, die zwischen dem vorderen
Kopfteil 5 und dem vorderen Seitenteil 3 ausgebildet ist, während sich
die Ansaugöffnung 6 a zu einer Saugkammer 11 öffnet, die zwischen dem
hinteren Kopfteil 6 und dem hinteren Seitenteil 4 ausgebildet ist. Zwischen
der inneren Hubfläche 1 a des Hubrings 1 und der Außenumfangsfläche
des Rotors 2 ist an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen je ein
Verdichtungsraum 12 ausgebildet, wie das Fig. 10 zeigt. In der Außen
umfangsfläche des Rotors 2 sind mehrere axial verlaufende Schlitze
13 für die Flügel angeordnet, und zwar mit gleichen Umfangsabständen.
Beim Ausführungsbeispiel sind dies 5 Schlitze 13, in denen radial ver
schiebbar Flügel 14 1 bis 14 5 angeordnet sind. Zwei benachbarte
Flügel definieren jeweils zwischen sich und in Zusammenwirken mit dem
Hubring 1, dem Rotor 2 und den gegenüberliegenden inneren Stirn
flächen des vorderen und hinteren Seitenteils 3, 4 eine Verdichtungs
kammer. Insgesamt sind dies 5 Verdichtungskammern A bis E, vgl. Fig. 10.
Das hintere Seitenteil 4 ist an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen
mit zwei Einlaßöffnungen 15, 15 versehen, wie das die Fig. 4 und 5
zeigen. In Fig. 4 ist nur eine dieser Einlaßöffnungen 15 sichtbar,
da diese Figur einen Radialschnitt zeigt, der sich durch die Achse der
Antriebswelle unter einem rechten Winkel erstreckt. Die Einlaßöffnungen
15 durchdringen jeweils axial das hintere Seitenteil 4, so daß die
Ansaugkammer 11 und der zugehörige Verdichtungsraum 12 in Verbindung
miteinander stehen.
Die äußere Umfangswand des Hubrings 1 ist an zwei diametral gegen
überliegenden Stellen jeweils mit einem Satz Auslaßöffnungen 18 ver
sehen, von denen jeder zwei Auslaßöffnungen aufweist; Fig. 4 zeigt nur
einen dieser beiden Sätze. Bei jedem Satz von Auslaßöffnungen 18 ist
ein Ventildeckel 17 einstückig mit ihm ausgebildeten Ventilanschlägen
17 a auf der Außenseite des Hubrings 1 befestigt, und zwei Auslaßventile
18 sind zwischen der Außenseite des Hubrings 1 und den Ventilanschlägen
17 a so angeordnet, daß sie von dem Ventildeckel 17 festgehalten werden.
Die Auslaßventile 18 werden dadurch geöffnet, daß unter Förderdruck
stehendes Druckmittel durch die Auslaßöffnungen 18 gefördert wird.
Der Hubring 1 und das vordere Seitenteil 3 weisen jeweils einen Durch
laß 19 bzw. 20 auf, die miteinander fluchten und an diametral gegenüber
liegenden Stellen angeordnet sind. Werden die Auslaßöffnungen 16 durch
die Auslaßventile 18 geöffnet, so wird komprimiertes Kühlgas aus dem
Verdichtungsraum 12 durch die Auslaßöffnungen 16 gefördert und wird
dann durch die Durchlässe 19, 20 in die Förderdruckkammer 10 geleitet,
und von dort in einen - nicht dargestellten - Kühlkreis der Klimaanlage,
und zwar durch die Auslaßöffnung 5 a.
Wie Fig. 5 zeigt, hat das hintere Seitenteil 4 eine dem Rotor 2 zugewandte
Stirnfläche, in der eine ringförmige Ausnehmung 21 ausgebildet ist.
Ein ringförmiges Steuerplattenteil 23 (Fig. 7) ist so in der ringförmigen
Ausnehmung 21 angeordnet, und zwar um die Antriebswelle 7 herum,
daß es sich um seine eigene Längsachse bzw. die Längsachse der Antriebs
welle 7 in beiden Richtungen drehen kann. Die Ausbildung des
Steuerplattenteils 23 ergibt sich in allen Einzelheiten aus den Fig. 7
und 8.
Das Steuerplattenteil 23 hat die Aufgabe, den Zeitpunkt des Kompressions
beginns festzulegen, und zwar abhängig von seiner Drehstellung in der
ringförmigen Ausnehmung 21, in der es wie gesagt in beiden Richtungen
verdreht werden kann. Am Außenumfang des Steuerplattenteils 23 sind
an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen Aussparungen 24, 24 einge
arbeitet, welche sich jeweils in Umfangsrichtung über den gesamten
möglichen Drehwinkelbereich des Steuerplattenteils 23 erstrecken und
durch welche Kühlgas aus den Einlaßöffnungen 15 in die Verdichtungs
räume 12 angesaugt wird. Jede Aussparung 24 ist zusammengesetzt
aus einem ersten Abschnitt 24 1, der sich in Umfangsrichtung von einem
in Drehrichtung (des Rotors 2) vorderen Ende der Aussparung 24
also, bezogen auf Fig. 10, von dem im Gegenzeigersinn liegenden Ende
bis zu einem Mittelabschnitt erstreckt, ferner einen zweiten Abschnitt
24 2, der sich in Umfangsrichtung von dem Mittelabschnitt bis zu dem
anderen, in Bezug auf die Drehrichtung rückwärtigen Ende 24 b der Aus
sparung 24 erstreckt. Der erste Abschnitt 24 1 fluchtet fast mit der
Außenumfangsfläche des Rotors 2, während der zweite Abschnitt 24 2
flacher bzw. weniger tief ist, so daß er radial außerhalb der Außen
umfangsfläche des Rotors 2 liegt, und zwar um einen bestimmten Ab
stand. Der zweite Abschnitt 24 2 dient dazu, es einem Teil des Kühlmittels
in der Verdichtungskammer B beim Saughub (Fig. 10) zu ermöglichen,
in eine Zone niedrigeren Drucks zu lecken, z.B. in die Saugkammer, und
zwar durch die Einlaßöffnung 15 und beim Betrieb mit minimaler
Fördermenge, um unnötige Verdichtung zu vermeiden und dadurch den
Widerstand des verdichteten Gases gegen die Drehung des Rotors, vgl.
die DE-OS 38 28 558. Da der zweite Abschnitt 24 2 radial außerhalb
des Niveaus der äußeren Rotorumfangsfläche liegt, kann das Lecken von
Kühlgas vermieden werden, das sonst auftreten würde, wenn sich
das Steuerplattenteil 23 in der in Fig. 11 dargestellten Lage für maximale
Fördermenge befindet und der zweite Abschnitt 24 2 zu nahe bei der
Außenumfangsfläche 1 a des Hubrings 1 liegen würde.
Auf seiner einen Seite ist das Steuerplattenteil 23 einstückig mit zwei
Druckaufnahme-Vorsprüngen 25, 25 an diametral gegenüberliegenden
Stellen versehen. Wie Fig. 9 zeigt, sind die Vorsprünge 25 jeweils
verschiebbar in der zugeordneten Druckkammer 22 angeordnet, welche
beiden Druckkammern in der ringförmigen Ausnehmung 21 im hinteren
Seitenteil 4 ausgebildet sind, so daß jeweils eine Druckkammer 22 durch
den in ihr befindlichen Vorsprung 25 in eine Kammer 22 1 niedrigeren
Druckes und in eine Kammer 22 2 höheren Druckes unterteilt wird,
wobei die Kammer 22 1 über die zugeordnete Einlaßöffnung 15 mit dem
Saugraum 11 in Verbindung steht und von dort mit unter Saugdruck
oder niedrigem Druck stehendem Druckmittel versorgt wird. Eine der
Kammern 22 2 höheren Druckes steht über einen gedrosselten Durch
laß 26 und einen Durchlaß 27, die beide im hinteren Seitenteil 4 aus
gebildet sind, mit dem bereits erwähnten Verbindungsdurchlaß 20 im
vorderen Seitenteil 3 in Verbindung, ebenso mit einer Steuerdruck-
Zuführöffnung 28, die im Hubring 1 ausgebildet ist, vgl. Fig. 9. Die
beiden Druckkammern 22 2 höheren Druckes stehen über eine im hinteren
Kopfteil 6 ausgebildete Verbindung 29 miteinander in Verbindung. Werden
also die Auslaßöffnungen 16 geöffnet, so wird unter hohem Druck
stehendes Kühlgas aus der Verdichtungskammer 12 durch die geöffneten
Auslaßöffnungen 16 gefördert, und ein Teil des geförderten, unter
hohem Druck stehenden Kühlgases wird dann durch die Verbindungs
durchlässe 19, 20, den Steuerdruck - Zuführdurchlaß 28, den Verbindungs
durchlaß 27 und die Drossel 26 in die bereits erläuterte Druckkammer
22 2 höheren Druckes geleitet. Ferner wird ein Teil des der einen Druck
kammer 22 2 höheren Druckes zugeführten Kühlgases durch die Verbindung
29 der anderen Druckkammer 22 2 höheren Druckes zugeführt, so daß
in den beiden Druckkammern 22 2 ein Steuerdruck P C erzeugt wird.
Ferner ist, wie in Fig. 4 dargestellt, ein anderer Durchlaß 30 im hinteren
Seitenteil 4 ausgebildet, in dem ein Steuerventil 31 angeordnet ist.
Seine Funktion ist es, abhängig vom Druck im Saugraum 11 eine der Druck
kammern 22 2 höheren Druckes mit dem Saugraum 11 zu verbinden oder
nicht. Das Steuerventil 31 arbeitet gesteuert vom Saugdruck P S im
Saugraum 11, um den Steuerdruck P C in den Druckkammern 22 2 höheren
Druckes zu steuern. Ist der Saugdruck P S höher als ein vorgegebener
Wert, so wird das Ventil 31 geschlossen, um den Steuerdruck P C auf
einem höheren Wert zu halten; liegt dagegen der Saugdruck P S unter
halb des vorgegebenen Wertes, so wird das Steuerventil 31 geöffnet,
damit der Steuerdruck P C zum Saugraum 11 abströmen kann.
Das Steuerplattenteil 23 wird in Umfangsrichtung durch eine als Schrauben
feder ausgebildete Torsionsfeder 32 (Fig. 4) im Gegenzeigersinn, be
zogen auf Fig. 9, beaufschlagt. Infolgedessen wird das Steuerplattenteil
23 verschieden beaufschlagt: Die Differenz zwischen der Summe des
Saugdrucks P S in den Druckkammern 22 1 mit niedrigerem Druck und
dem Steuerdruck P C in den Druckkammern 22 2 höheren Druckes, sowie
dem Drehmoment von der Torsionsfeder 32. Der Steuerdruck P C in den
Kammern 22 2 höheren Druckes wird, wie bereits erläutert, durch das
Steuerventil 31 gesteuert, so daß der Saugdruck P S gleich einem vorge
gebenen Wert wird, wodurch das Steuerplattenteil 23 in Umfangsrichtung
verschoben wird, und zwar zwischen einer ersten Endlage (Fig. 11),
in der der Verdichter mit maximaler Fördermenge arbeitet, und einer
zweiten Endlage (Fig. 10), in der der Verdichter mit minimaler Förder
menge arbeitet. Die letztere Stellung ist die Teilförderungsstellung.
Eine Stirnfläche des Hubrings 1, welche dem Steuerplattenglied 23 gegen
überliegt, ist mit zwei Ausnehmungen 33 versehen, vorzugsweise, wie in
Fig. 6A dargestellt, in Form von flachen Anfasungen bzw. Abschrägungen.
Diese Anfasungen 33 liegen einander diametral gegenüber und öffnen
sich jeweils, vgl. Fig. 6A, zur inneren Hubfläche 1 a des Hubrings 1 hin.
Diese Anfasungen 33 erstrecken sich jeweils, wie in Fig. 6 klar darge
stellt, von einer Umfangs -Winkelstellung bei der im Verdichtungsraum
12 der Saughub beginnt (oder von einer hierzu benachbarten Stelle),
in Richtung zu einer in Drehrichtung weiter vorne gelegenen Stelle,
wie das in den Fig. 4 und 6 dargestellt ist. Jede Aussparung bzw. An
fasung 33 ist wie folgt angeordnet: Befindet sich das Steuerplattenglied
23 in seiner Stellung für Teilförderung, wie sie in Fig. 10 dargestellt
ist, so ist jeweils das in Drehrichtung gesehen vordere Ende 33 a einer
Ausnehmung 33 bezogen auf die Drehrichtung weiter vorne als das in
Drehrichtung gesehene hintere Ende 24 b der jeweiligen Aussparung 24.
Anders gesagt folgt in Drehrichtung das vordere Ende 33 a auf das
hintere Ende 24 b.
Bei jedem sichelförmigen Verdichtungsraum 12 wird die Verdichtungs
kammer, die ihren Saughub durchführt und die zwischen zwei benach
barten Flügeln liegt, z. B. zwischen 14 1 und 14 2, über den Saugraum
11, die Einlaßöffnung 15 und die Aussparung 24 des Steuerplattenglieds 23
mit Kühlgas versorgt.
Passiert nun der in Drehrichtung gesehen hintere dieser beiden Flügel
14 1, 14 2 das in Drehrichtung gesehen vordere Ende 24 a der Ausspa
rung 24, so daß die durch die Flügel 14 1, 14 2 definierte Verdichtungs
kammer von der Einlaßöffnung 15 getrennt wird, so setzt die Ver
dichtung ein.
Dieser Einsatz der Verdichtung wird umsomehr verzögert, je mehr das
Steuerplattenglied 23 in Umfangsrichtung aus der in Fig. 11 darge
stellten Lage für maximale Fördermenge in Richtung zu der in Fig. 10
dargestellten Lage für Teilförderung verstellt wird. Dabei wird die
spezifische Fördermenge pro Umdrehung stetig kleiner. Anders ge
sagt: Befindet sich das Steuerplattenglied 23 in seiner Stellung für
Teilförderung, so befindet sich das vordere Ende 24 a der Aussparung
24 in seiner in Drehrichtung gesehen vordersten Stellung, und folglich
setzt die Verdichtung zum letztmöglichen Zeitpunkt ein. Infolgedessen
ist das Volumen an Kühlgas, das jeweils zwischen zwei benachbarten
Flügeln eingeschlossen wird - und damit auch die spezifische Förder
menge - am kleinsten.
Befindet sich andererseits das Steuerplattenglied 23 in seiner Stellung
für maximale Fördermenge, so befindet sich das vordere Ende 24 a der
Aussparung 24 in seiner hintersten Stellung, immer bezogen auf die
Drehrichtung des Rotors 2, und man erhält den frühestmöglichen Ein
satz der Verdichtung, so daß das Volumen an Kühlgas, das zwischen
zwei benachbarten Flügeln eingeschlossen wird, am größten ist und
folglich auch die spezifische Fördermenge ihr Maximum hat.
Nachfolgend soll nun genauer untersucht werden, wie Kühlgas der
Verdichtungskammer zugeführt wird, die gerade ihren Saughub be
gonnen hat. Befindet sich das Steuerplattenglied 23 in seiner in Fig. 10
dargestellten Stellung für Teilförderung, so wird die zwischen den
beiden Flügeln 14 2 und 14 3 befindliche Verdichtungskammer A, die
in Fig. 10 ihren Saughub beginnt, mit Kühlgas versorgt, welches
aus der Verdichtungskammer B (zwischen den Flügeln 14 1 und 14 2) stammt
und längs eines Weges bzw. Pfades I strömt, der definiert ist zwischen
der Spitze des Flügels 14 2 und der Ausnehmung bzw. Anfasung 33 im
Hubring 1. Außerdem wird die Verdichtungskammer A auch mit Kühl
gas von der Einlaßöffnung 15 versorgt; dieses strömt längs eines
Weges II, der gebildet wird längs der in Drehrichtung hinteren Seite
des Flügels 14 2, dem hinteren Ende 24 b der Aussparung 24, und der
Ausnehmung bzw. Anfasung 33.
Infolgedessen kann Kühlgas in ausreichender Menge der Verdichtungs
kammer A zugeführt werden, so daß in dieser Verdichtungskammer
kein hoher Unterdruck entstehen kann. Dies reduziert im Vergleich
mit den bekannten Verdichtern dieser Art das Drehmoment, das ent
gegen der Drehrichtung auf den Flügel 14 2 wirkt und reduziert folglich
das bei Antrieb des Rotors 2 auftretende Bremsmoment.
Die Fig. 12 bis 15 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Aussparung 24 mit einem dritten
Abschnitt 24 3 versehen, der sich, ausgehend von der zweiten Aus
sparung 24 2 und direkt an diese anschließend, entgegen der Drehrichtung
des Rotors 2 erstreckt, also bezogen auf diese nach hinten. (ln Fig. 12
dreht sich der Rotor 2 im Uhrzeigersinn). Bis auf diesen dritten Ab
schnitt 24 3 ist das zweite Ausführungsbeispiel identisch mit dem vor
stehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, so daß hierauf ver
wiesen werden kann.
Der dritte Abschnitt 24 3 der Aussparung 24 ist flacher, also weniger
tief, als der zweite Abschnitt 24 2 und liegt radial weiter außen als
dieser. Bevorzugt hat er, wie in Fig. 13 dargestellt, die Form einer
flachen Nut mit einer Tiefe in der Größenordnung von z. B. 2 mm.
Befindet sich beim zweiten Ausführungsbeispiel das Steuerplattenglied
23 in seiner Stellung für Teilförderung, wie das in Fig. 14 darge
stellt ist, so wird die Verdichtungskammer A (zwischen den Flügeln 14 2
und 143), die mit ihrem Saughub beginnt, nicht nur über die Wege I
und II mit Kühlgas versorgt, wie vorstehend unter Bezugnahme auf
Fig. 10 beschrieben wurde, sondern auch über einen Weg III, der
gebildet wird zwischen dem dritten Abschnitt 24 3 und der Ausnehmung
bzw. Anfasung 33. Der dritte Abschnitt 24 3 liegt stets radial außer
halb des zweiten Abschnitts 24 2, also radial außerhalb der inneren Hub
kurve 1 a des Hubrings 1. Deshalb wird - unabhängig von der jeweiligen
Stellung des Steuerplattenglieds 23 - der Querschnitt des Weges III
durch die Bewegung der Flügel nicht beeinflußt.
Infolgedessen kann beim zweiten Ausführungsbeispiel die Verdichtungs
kammer A noch besser mit einer ausreichenden Menge an Kühlgas ver
sorgt werden als beim ersten Ausführungsbeispiel. Dadurch wird die
Entstehung eines starken Unterdrucks in der Verdichtungskammer
A noch sicherer vermieden. Ebenso wird hierdurch das bremsende
Drehmoment, das auf den Flügel 14 2 wirkt und damit auch der Wider
stand gegen die Drehung des Rotors 2 noch stärker reduziert.
Naturgemäß können die Maßnahmen des ersten und des zweiten Aus
führungsbeispiels in beliebiger Weise und in beliebigem Grade kombi
niert werden, wie das auch vorstehend beschrieben wurde. Auch sonst
sind im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifi
kationen möglich.
Claims (5)
1. Flügelzellenverdichter mit variabler Fördermenge, insbesondere
für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuseteil, das
gebildet wird von einem Hubring (1) mit einer inneren Hubfläche (1 a),
zwei Seitenteilen (3, 4), die die beiden axialen Enden des Hubrings (1)
abschließen, wobei in einem der beiden Seitenteile (4) mindestens
eine Einlaßöffnung (15) ausgebildet ist,
mit einem in diesem Gehäuseteil drehbar angeordneten Rotor (2), der einen Außenumfang aufweist und in dem Flügel (14) angeordnet sind, mit mindestens einem zwischen diesem Rotor (2) und dem Gehäuseteil gebildeten Verdichtungsraum (12),
ferner mit einem Steuerelement (23), das in diesem einen Seitenteil (4) zwischen einer ersten Endstellung entsprechend der maximalen Förder menge des Verdichters und einer zweiten Endstellung entsprechend der minimalen Fördermenge des Verdichters verdrehbar angeordnet ist, um den Zeitpunkt zu verändern, zu dem die Verdichtung einsetzt, wobei der Hubring (1) eine dem Steuerelement (23) zugewandte Stirn fläche (1 b) aufweist,
wobei ferner am Außenumfang des Steuerelements (23) mindestens eine Aussparung (24) vorgesehen ist, durch die im Betrieb Druck mittel in den Verdichtungsraum (12) angesaugt wird und die zwei Enden (24 a und 24 b) aufweist, von denen das eine (24 a) in Dreh richtung gesehen vorne und das andere (24 b) hinten ist und das erstgenannte Ende (24 a) jeweils in Verbindung mit den es passierenden Flügeln (14) den Beginn der Verdichtung bestimmt, wobei diese Aussparung (24) einen ersten Abschnitt (24 1) aufweist, der sich in Umfangsrichtung vom vorderen Ende (24 a) zu einem Mittel abschnitt erstreckt und der mindestens nahezu mit dem Außenumfang des Rotors (2) fluchtet, und einen zweiten Abschnitt (24 2), der sich in Umfangsrichtung anschließend an den ersten Abschnitt zum anderen Ende (24 b) der Aussparung (24) erstreckt und der radial außerhalb der inneren Hubfläche (1 a) des Hubrings (1) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß in der dem Steuerelement (23) zuge wandten Stirnfläche (1 b) des Hubrings (1) mindestens eine Ausnehmung (33) ausgebildet ist, welche sich zur inneren Hubfläche (1 a) des Hubrings (1) öffnet und sich in Umfangsrichtung erstreckt von einer ersten Stelle, an der im Verdichtungsraum (12) ein Saughub beginnt - oder von einer Stelle in der Nähe hiervor - zu einer in Drehrichtung gesehen weiter vorne gelegenen Stelle (33 a), wobei diese Ausnehmung (33) so angeordnet ist, daß wenn sich das Steuerelement (23) in seiner zweiten Endlage (für minimale Fördermenge) befindet, das bezogen auf die Drehrichtung vordere Ende (33 a) dieser Ausnehmung (33) so liegt, daß in Drehrichtung gesehen zuerst das hintere Ende (24 b) der Aussparung (24) und dann dieses vordere Ende (33 a) der Aus nehmung (33) kommt.
mit einem in diesem Gehäuseteil drehbar angeordneten Rotor (2), der einen Außenumfang aufweist und in dem Flügel (14) angeordnet sind, mit mindestens einem zwischen diesem Rotor (2) und dem Gehäuseteil gebildeten Verdichtungsraum (12),
ferner mit einem Steuerelement (23), das in diesem einen Seitenteil (4) zwischen einer ersten Endstellung entsprechend der maximalen Förder menge des Verdichters und einer zweiten Endstellung entsprechend der minimalen Fördermenge des Verdichters verdrehbar angeordnet ist, um den Zeitpunkt zu verändern, zu dem die Verdichtung einsetzt, wobei der Hubring (1) eine dem Steuerelement (23) zugewandte Stirn fläche (1 b) aufweist,
wobei ferner am Außenumfang des Steuerelements (23) mindestens eine Aussparung (24) vorgesehen ist, durch die im Betrieb Druck mittel in den Verdichtungsraum (12) angesaugt wird und die zwei Enden (24 a und 24 b) aufweist, von denen das eine (24 a) in Dreh richtung gesehen vorne und das andere (24 b) hinten ist und das erstgenannte Ende (24 a) jeweils in Verbindung mit den es passierenden Flügeln (14) den Beginn der Verdichtung bestimmt, wobei diese Aussparung (24) einen ersten Abschnitt (24 1) aufweist, der sich in Umfangsrichtung vom vorderen Ende (24 a) zu einem Mittel abschnitt erstreckt und der mindestens nahezu mit dem Außenumfang des Rotors (2) fluchtet, und einen zweiten Abschnitt (24 2), der sich in Umfangsrichtung anschließend an den ersten Abschnitt zum anderen Ende (24 b) der Aussparung (24) erstreckt und der radial außerhalb der inneren Hubfläche (1 a) des Hubrings (1) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß in der dem Steuerelement (23) zuge wandten Stirnfläche (1 b) des Hubrings (1) mindestens eine Ausnehmung (33) ausgebildet ist, welche sich zur inneren Hubfläche (1 a) des Hubrings (1) öffnet und sich in Umfangsrichtung erstreckt von einer ersten Stelle, an der im Verdichtungsraum (12) ein Saughub beginnt - oder von einer Stelle in der Nähe hiervor - zu einer in Drehrichtung gesehen weiter vorne gelegenen Stelle (33 a), wobei diese Ausnehmung (33) so angeordnet ist, daß wenn sich das Steuerelement (23) in seiner zweiten Endlage (für minimale Fördermenge) befindet, das bezogen auf die Drehrichtung vordere Ende (33 a) dieser Ausnehmung (33) so liegt, daß in Drehrichtung gesehen zuerst das hintere Ende (24 b) der Aussparung (24) und dann dieses vordere Ende (33 a) der Aus nehmung (33) kommt.
2. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aussparung (24) des Steuerelements (23) einen dritten Ab
schnitt (24 3) aufweist, welcher sich im Anschluß an den zweiten
Abschnitt (24 2) und von diesem ausgehend entgegen der Drehrichtung
des Rotors (2) erstreckt (Fig. 12 bis 15).
3. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der dritte Abschnitt (24 3) der Aussparung (24) radial außer
halb der inneren Hubfläche (1 a) des Hubrings (1) angeordnet ist
(Fig. 12 bis 15).
4. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß der dritte Abschnitt (24 3) weniger tief ausgebildet ist als
der zweite Abschnitt (24 2) (Fig. 13).
5. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Abschnitt (24 2) der Aussparung (24) radial inner
halb der inneren Hubfläche (1 a) des Hubrings (1) angeordnet ist
(Fig. 12 bis 15).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63089676A JPH01262394A (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | 可変容量型圧縮機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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DE3910659C2 DE3910659C2 (de) | 1991-01-10 |
Family
ID=13977356
Family Applications (1)
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DE (1) | DE3910659A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3936356A1 (de) * | 1988-11-04 | 1990-05-10 | Diesel Kiki Co | Fluegelzellenverdichter mit variabler foerdermenge |
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- 1989-02-10 US US07/309,618 patent/US4861235A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-03 DE DE3910659A patent/DE3910659A1/de active Granted
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Also Published As
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JPH01262394A (ja) | 1989-10-19 |
DE3910659C2 (de) | 1991-01-10 |
US4861235A (en) | 1989-08-29 |
JPH0433995B2 (de) | 1992-06-04 |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ZEXEL VALEO CLIMATE CONTROL CORP., SAITAMA, JP |
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