DE3913577A1 - Auslassventil fuer einen verdichter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Auslaßventil für einen Verdichter nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. einen Rotationsverdichter nach dem Ober­ begriff von Anspruch 11.

Die aus der Praxis bekannten Verdichter zur Verdichtung von Kältemittel in Kälteanlagen weisen eine Mehrzahl von bewegbaren Bauteilen auf, die geschmiert werden müssen. Diese Bauteile werden üblicherweise durch Öl geschmiert, wovon ein Teil zur Schmierung der beweglichen Bauteile vom Kältemittel in den Ver­ dichter hinein und durch den Verdichter hindurch mitgerissen wird. Wenn das mit Öl beladene Kältemittel durch den Verdichter hindurchströmt, setzt sich das Öl auf den Bauteilen des Verdichters ab. Einerseits werden durch die so erreichte Schmierung der Bauteile des Verdichters eine längere Lebensdauer und ein geringerer Wartungsaufwand erreicht, andererseits sind diese Ölabla­ gerungen oft schädlich für die Funktion bestimmter Bauteile im Verdichter. Beispielsweise ist es in zahlreichen Rotationsverdichtern erforderlich, ein Auslaßventil vorzusehen. Dieses Auslaßventil dient zur Verhinderung einer Rückwärtsdrehung der Bauteile des Verdichters. Eine solche Rückwärtsdrehung kann dann auftreten, wenn bei abgeschaltetem Verdichter unter hohem Auslaß­ druck stehendes Kältemittel zurück in den Verdichter strömt.

Aus der japanischen Patentschrift 62-1 50 592 ist ein typischer Verdichter zur Verdichtung von Kältemittel mit einem Auslaßventil bekannt. Als Auslaßventil ist dort einfach eine durch einen Bolzen oder eine Schraube befestigte ela­ stische Klappe vorgesehen. Man kann sich einfach vorstellen, daß dieses Aus­ laßventil im wesentlichen an zwei Nachteilen leidet. Zum einen besteht die Gefahr, daß der für das Auslaßventil ausgesuchte Werkstoff durch ständiges Öffnen und Schließen des Auslaßventils bzw. der Klappe ermüdet und darauf­ hin entweder seine Elastizität verliert oder gar bricht. Zum anderen bewirkt die Oberflächenspannung des durch das Kältemittel zwischen das Ventil bzw. die Klappe und das Bauteil, an dem die Klappe anliegen soll, gebrachten Öls Adhäsion zwischen der Klappe des Ventils und dem in Rede stehenden Bau­ teil. Bei Verdichtern ist es demnach erstrebenswert, ein Auslaßventil vorzu­ sehen, das den zuvor genannten Beschränkungen nicht unterliegt.

Als Alternative zu dem zuvor genannten Auslaßventil ist ein Auslaßventil mit einem bewegbaren Ventilkörper bekannt. Der Ventilkörper läßt sich zwischen einer geschlossenen, eine Ausstoßöffnung abdeckenden und einer geöffneten Stellung bewegen. In der geöffneten Stellung liegt der Ventilkörper an einer Ventilhubbegrenzung an. Bei diesem Auslaßventil ist die Gefahr des Versagens durch Ermüdung des Ventilkörpers ausgeschlossen. Jedoch tritt auch hier das Problem der durch die Oberflächenspannung des zwischen dem Ventilkörper und benachbarten Bauteilen befindlichen Öls hervorgerufenen Adhäsion auf. Dieses Problem ist beispielsweise in der US-PS 45 80 604 bereits erkannt worden. Dort sind zahlreiche Ausgestaltungen von Ventilkörpern und dazugehörenden Ventilsitzen zur Verringerung des zwischen dem Ventilkörper und dem Ventil­ sitz sich ansammelnden Öles vorgeschlagen. Es wurde jedoch bislang kein Ver­ such unternommen, die Oberflächenspannung des Öles zwischen dem Ventilkörper und der Ventilhubbegrenzung zu verringern. Der zwischen dem in seiner geöffne­ ten Stellung befindlichen Ventilkörper und der Ventilhubbegrenzung entstan­ dene Ölfilm verhindert gleichermaßen, daß der Ventilkörper durch das Kälte­ mittel schnell in seine geschlossene Stellung gedrückt wird. Somit existiert eine Zeitspanne, in der Kältemittel in die Ausstoßöffnung zurückströmen kann. Dies geschieht genau dann, wenn der Verdichter zum Stillstand kommt und der in der Ausstoßöffnung herrschende Kältemitteldruck unter den außerhalb der Ausstoßöffnung herrschenden Kältemitteldruck fällt.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Auslaßventil für einen Verdichter bzw. einen Verdichter mit einem Auslaßventil zu schaffen, das schnell auf Druckänderungen in der Ausstoßöffnung des Verdichters reagiert. Dabei soll das Auslaßventil einfach im Aufbau und preiswert in der Herstellung sein. Es soll sich ferner durch eine lange Lebensdauer und durch geringe In­ standhaltungskosten auszeichnen.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist durch ein Auslaßventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch einen Verdichter mit den Merkmalen des Anspruchs 11 ge­ löst. Wesentlich ist dabei, daß das erfindungsgemäße Auslaßventil in einem Verdichter zur Verdichtung von mit Öl beladenen Kältemittel Verwendung fin­ det. Das Auslaßventil weist im wesentlichen einen zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung beweglichen Ventilkörper und eine Ventilhubbegrenzung zur Anlage des in seine geöffneten Stellung befindlichen Ventilkörpers, d. h. zu Begrenzung der Öffnungsbewegung des Ventilkorpers, auf. Der Ventilkörper weist eine Kontaktfläche und die Ventilhubbegrenzung weist eine Begrenzungsfläche zur Anlage der Kontaktfläche des Ventilkörpers auf. Entweder auf der Kontaktfläche des Ventilkörpers oder auf der Begren­ zungsfläche der Ventilhubbegrenzung ist ein Ölableitbereich vorgesehen. Der Ölableitbereich ist so ausgestaltet, daß er einerseits mehrere Flächen auf­ weist, die entweder an der Kontaktfläche oder an der Begrenzungsfläche zur Anlage kommen und daß er andererseits mehrere Flächen aufweist, die auch bei Anlage des Ventilkörpers an der Ventilhubbegrenzung entweder zu der Kon­ taktfläche oder zu der Begrenzungsfläche einen Abstand aufweisen, damit sich dort das Öl sammeln kann und innerhalb des so zwischen dem Ventilkörper und der Ventilhubbegrenzung gebildeten Freiraumes abfließt. Das Ableiten des durch das mit Öl beladenen Kältemittel abgelagerten Öles ermöglicht das Einströmen von Kältemittel zwischen die Ventilhubbegrenzung und den Ventilkörper und ver­ hindert gleichzeitig die Ablagerung vom Öl zwischen der Ventilhubbegrenzung und dem Ventilkörper. Dadurch wird durch das Öl bzw. durch eine hohe Ober­ flächenspannung des Öles verursachte Adhäsion zwischen der Begrenzungsfläche der Ventilhubbegrenzung, dem Öl und der Kontaktfläche des Ventilkörpers ver­ hindert.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläute­ rung vom Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausge­ staltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung, teilweise weggebrochen, einen er­ findungsgemäßen Verdichter mit einem Auslaßventil,

Fig. 2 in einer vergrößerten Darstellung einen Teil des Gegenstandes aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie 2-2,

Fig. 3 in einer vergrößerten Darstellung den Gegenstand aus Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie 3-3, wobei sich der Ventilkörper in seiner geschlossenen Stellung befindet,

Fig. 3A in einer Draufsicht den Ventilkörper des erfindungsgemäßen Auslaß­ ventils,

Fig. 4 in einer vergrößerten Darstellung den Gegenstand aus Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie 3-3, wobei sich der Ventilkörper in seiner geöffneten Stellung befindet,

Fig. 5 in einer vergrößerten Darstellung den Gegenstand aus Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie 5-5,

Fig. 6 in einer vergrößerten Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegenstandes aus Fig. 2 entlang der Linie 3-3,

Fig. 7 den Gegenstand aus Fig. 6 entlang der Linie 7-7, wobei die Begren­ zungsfläche der Ventilhubbegrenzung in einer Draufsicht dargestellt ist,

Fig. 8 in einer vergrößerten Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegenstandes aus Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie 3-3,

Fig. 9 den Gegenstand aus Fig. 8 im Schnitt entlang der Linie 9-9, wobei die Begrenzungsfläche der Ventilhubbegrenzung in einer Draufsicht dargestellt ist,

Fig. 10 in einer vergrößerten Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegenstandes aus Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie 3-3,

Fig. 11 den Gegenstand aus Fig. 10 im Schnitt entlang der Linie 11-11, wo­ bei die Kontaktfläche des Ventilkörpers in einer Draufsicht darge­ stellt ist,

Fig. 12 in einer vergrößerten Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegenstandes aus Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie 3-3,

Fig. 13 den Gegenstand aus Fig. 12 im Schnitt entlang der Linie 13-13, wo­ bei die Kontaktfläche des Ventilkörpers in einer Draufsicht darge­ stellt ist,

Fig. 14 in einer vergrößerten Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegenstandes aus Fig. 2 entlang der Linie 3-3 und

Fig. 15 den Gegenstand aus Fig. 14 im Schnitt entlang der Linie 15-15, wo­ bei die Kontaktfläche des Ventilkörpers in einer Draufsicht darge­ stellt ist.

Fig. 1 zeigt schematisch und teilweise weggebrochen einen Verdichter 20 zur Verdichtung von Kältemittel. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verdichter 10 handelt es sich um einen in einem hermetischen Gehäuse 22 angeordneten Rota­ tionsverdichter. In Fig. 1 sind keine den Verdichter 20 betreffenden Details dargestellt, da sie zum Verständnis des Aufbaues und der Funktionsweise der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich sind. In dem in den Figuren darge­ stellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Verdichter 20 um einen Rotationsverdichter der Spiralbauart. Ebenso könnte es sich um einen Drehkolben­ verdichter, Schraubenverdichter oder um einen sonstigen Rotationsverdichter handeln.

Innerhalb des hermetischen Gehäuses 22 ist ein feststehendes Förderelement 24 mit einer darin mittig ausgebildeten, als Ausstoßöffnung 26 dienenden Öffnung angeordnet. Parallel und mit Abstand zu dem feststehenden Förderelement 24 ist ein umlaufendes Förderelement 28 angeordnet. Auf dem feststehenden Förderele­ ment 24 ist ein feststehendes, evolventenkurvenähnlich verlaufendes Begren­ zungselement 30 ausgebildet. Auf dem umlaufenden Förderelement 28 ist ein ge­ meinsam mit dem Förderelement 28 umlaufendes, ebenfalls evolventenkurvenähn­ lich verlaufendes Begrenzungselement 32 ausgebildet. Die Begrenzungselemente 30, 32 greifen ineinander und bilden dabei eine Mehrzahl von Taschen mit sich zur Mitte der Begrenzungselemente 30, 32 hin verringernden Volumina. Ein Schwenk­ glied 34 bewirkt die umlaufende, drehfeste Bewegung des umlaufenden Förder­ elements 28.

Das feststehende Förderelement 24 dient desweiteren zur Teilung des herme­ tischen Gehäuses 22 in einen unter Auslaßdruck stehenden Bereich 36 und eine unter Ansaugdruck stehenden Bereich 38. Die Aufteilung des hermetischen Ge­ häuses 22 in den unter Auslaßdruck stehenden Bereich 36 und den unter Ansaug­ druck stehenden Bereich 38 könnte ebenso durch eine andere Vorrichtung wie beispielsweise durch eine unabhängige Trennwand erreicht werden. Der Einsatz des feststehenden Förderelementes 24 soll hier nicht als einschränkendes Merk­ mal verstanden werden. Damit unter Ansaugdruck stehendes Kältemittel zu dem unter Ansaugdruck stehenden Bereich 38 des hermetischen Gehäuses 22 gelangen kann, ist eine Ansaugöffnung 40 vorgesehen. Desweiteren ist zum Auslassen des Kältemittels aus dem unter Auslaßdruck stehenden Bereich 36 des herme­ tischen Gehäuses 22 eine Ausstoßöffnung 42 vorgesehen.

Der Verdichter 20 wird vor einem in dem unter Ansaugdruck stehenden Bereich 38 des hermetischen Gehäuses 22 angeordneten Elektromotor 50 angetrieben. Der Elektromotor 50 weist einen Stator 52 und einen Anker 54 auf. Durch den Anker 54 hindurch erstreckt sich eine Antriebswelle 56. Das untere Ende der Antriebs­ welle 56 ragt in einen Ölsammelbehälter 58 hinein. Am unteren Ende der Antriebs­ welle 56 ist eine Zentrifugalölpumpe 60 vorgesehen. Die Zentrifugalölpumpe 60 fördert Öl aus einem Ölsammelbehälter 58 durch einen in der Antriebswelle 56 ausgebildeten inneren Ölkanal 52 nach oben. Das so durch den inneren Ölka­ nal 62 aufwärts geförderte Öl schmiert dem Verschleiß durch Reibung ausge­ setzte Flächen innerhalb des Verdichters 20 wie beispielsweise die unteren und oberen Hauptlager 64 der Antriebswelle 65. Nachdem das Öl den Bereich der Lager 64 zur Schmierung der Lager 64 durchströmt hat, strömt es durch den Stator 52 und die Spulen des Angriffs 54 herum bzw. durch diese hindurch, strömt durch den Bereich des Rahmens 66 und den unter Ansaugdruck stehenden Bereich 38 und gelangt schließlich wieder in den Ölsammelbehälter 58.

Die Hauptlager 64 der Antriebswelle 65 sind von dem im hermetischen Gehäuse 22 befestigten Rahmen 66 getragen. Der Rahmen 66 weist noch weitere Lager und Bauteile auf, die zur Lagerung des umlaufenden Förderelementes 28 erforderlich sind. Der Rahmen 66 und die zur Lagerung des Elektromotors 50 dienenden La­ ger und Bauteile sind hier nicht im Detail beschrieben, da sie zum Stand der Technik gehören und die Erläuterung zum Verständnis der vorliegenden Erfin­ dung nicht erforderlich ist.

Gemäß den Fig. 1 bis 15 ist auf dem feststehenden Förderelement 24 ein sich an die Ausstoßöffnung 26 anschließendes Auslaßventil 100 vorgesehen. In den in den Figuren bevorzugten Ausführungsbeispielen weist das Auslaßventil 100 eine Ventilhubbegrenzung 120, einen Ventilkörper 140 und eine Befestigungs­ vorrichtung zur Anordnung der Ventilhubbegrenzung 120 in einem im wesent­ lichen parallelen Abstand zum feststehenden Förderelement 24 auf. Desweiteren ist eine Führung 130 zum Führen des Ventilkörpers 140 zwischen einer geöffne­ ten und einer geschlossenen Stellung vorgesehen. Sowohl die Befestigungsvor­ richtung für die Ventilhubbegrenzung 120 als auch die Führung 130 für den Ventilkörper 140 sind im folgenden näher beschrieben. Der Ventilkörper 140 ist bezüglich der Ausstoßöffnung 26 des feststehenden Förderelementes 24 derart angeordnet, daß er in seiner geschlossenen Stellung eine Kältemittel­ strömung aus dem unter Auslaßdruck stehenden Bereich 36 in die Ausstoßöffnung 26 verhindert. In seiner geöffneten Stellung liegt der Ventilkörper 140 an einer Begrenzungsfläche 122 der Ventilhubbegrenzung 120 an, so daß Kältemittel aus der Ausstoßöffnung 26 in den unter Auslaßdruck stehenden Bereich 36 des her­ metischen Gehäuses 22 strömen kann.

Im Betrieb des Verdichters 20 dreht der Elektromotor 50 den Anker 54 und die Antriebswelle 56. Diese Drehbewegung wird durch das Schwenkglied 34 in eine drehfeste, das feststehende Förderelement 24 umlaufende Bewegung des Förder­ elementes 28 umgewandelt. Die ineinander greifenden Begrenzungselemente 30, 32 bilden dabei eine Mehrzahl von Taschen mit sich von den radial äußeren Enden der Begrenzungselemente 30, 32 zur Mitte der Begrenzungselemente 30, 32 hin verringernden Volumina.

Bei arbeitendem Elektromotor 50 wird gasförmiges Kältemittel von der in den Figuren nicht gezeigten Kälteanlage durch die Ansaugöffnung 40 in den unter Ansaugdruck stehenden Bereich 38 gesaugt. Das gasförmige Kältemittel strömt dann durch bzw. über die Bauteile des Elektromotors 50 und kontaktiert das zum Ölsammelbehälter 58 zurückkehrende Öl und reißt dabei einen Teil dieses Öles mit sich. Das mit Öl beladene Kältemittel wird dann in den zahlreichen, durch die ineinander greifenden Begrenzungselemente 30, 32 der Förderlemen­ te 24, 28 gebildeten Taschen verdichtet und durch die Ausstoßöffnung 26 ausge­ stoßen. Das ausgestoßene ölhaltige Kältemittel drückt den Ventilkörper 140 in seine geöffnete Stellung, so daß das unter Auslaßdruck stehende Kältemittel in den unter Auslaßdruck stehenden Bereich 36 strömen und durch die Ausstoß­ öffnung 42 wieder in die Kälteanlage gelangen kann.

Beim Abschalten des Elektromotors 50 bewegt sich der Ventilkörper 140 sofort in seine geschlossene Stellung, in der der Ventilkörper 140 die Ausstoßöffnung 26 abdeckt. Dadurch ist ein Rückströmen des Kältemittels aus dem unter Auslaß­ druck stehenden Bereich 36 in die Ausstoßöffnung 26 verhindert.

Die Fig. 3 und 4 zeigen den Ventilkörper 140 im Querschnitt. In Fig. 3 ist der Ventilkörper 140 in seiner geschlossenen Stellung dargestellt. Dabei be­ deckt er die Ausstoßöffnung 26 in abdichtender Weise. In Fig. 4 ist der Ven­ tilkörper 140 in seiner geöffneten Stellung dargestellt. Dabei liegt der Ven­ tilkörper 140 an der Begrenzungsfläche 122 der Ventilhubbegrenzung 120 an und ermöglicht dabei eine Kältemittelströmung durch die Ausstoßöffnung 26.

Die Fig. 3 bis 15 zeigen die am feststehenden Förderelement 24 angeordnete Haltevorrichtung für die Ventilhubbegrenzung 120. Die Haltevorrichtung weist zwei sich jeweils durch eine Bohrung 126 hindurch in mit Innengewinde verse­ hene Bohrungen 25 hinein erstreckende Bolzen bzw. Schrauben 124 auf. Die Innengewinde der Bohrungen 25 sind derart ausgelegt, daß sie die Bolzen bzw. Schrauben 124 sicher aufnehmen. Die Bohrungen 126 sind an den äußeren Enden der Ventilhubbegrenzung 120 ausgebildet und fluchten mit den Bohrungen 126 und 125.

An jedes äußere Ende der Ventilhubbegrenzung 120 angrenzend ist eine röhren­ förmige Führungsschulter 130 befestigt. Die Führungsschulter 130 ist zwischen der Ventilhubbegrenzung 120 und dem festehenden Förderelement 24 angeordnet. Jede der beiden Führungsschultern 130 weist eine äußere Führungsfläche 132 zur gleitenden Anlage eines Teils des Ventilkörpers 140 auf. Jede der Führungs­ schultern 130 fluchtet mit den Bohrungen 126 der Ventilhubbegrenzung 120 der­ art, daß die Bolzen bzw. Schrauben 124 durch die Führungsschultern 130 hin­ durchpassen und dabei die Führungsschultern 130 in der vorgesehenen Stellung halten. Die Führungsschultern 130 halten die Ventilhubbegrenzung 120 mit Ab­ stand parallel zum feststehenden Förderelement 24.

Der in Fig. 3A dargestellte Ventilkörper 140 ist im wesentlichen ein dünnes, ebenes Bauteil mit einander gegenüberliegenden Endbereichen 144. Jeder dieser Endbereiche 144 weist zwei halbkugelförmige Ausstülpungen 145 mit einem zwischen den halbkugelförmigen Ausstülpungen 145 ausgebildeten bogenförmigen Bereich 146 auf. Der bogenförmige Bereich 146 hat einen solchen Radius, daß er eng anlie­ gend die äußere Führungsfläche 132 der Führungsschulter 130 zumindest teil­ weise umfaßt. Der Radius des bogenförmigen Bereichs 146 des Endbereichs 144 ist derart bemessen, daß der Ventilkörper 140 ein Spiel von mehreren hunderts­ tel Millimetern zur freien Bewegbarkeit hat. Dadurch wird verhindert, daß der Ventilkörper 140 an den Führungsschultern 130 festklemmt.

Die Begrenzungsfläche 122 der Ventilhubbegrenzung 120 weist einen Ölableitbe­ reich 150 auf. Dieser Ölableitbereich 150 ist zumindest zwischen den Bohrungen 126 der Ventilhubbegrenzung 120 ausgebildet. Der Ölableitbereich 150 kann sich jedoch auch ebenso über die gesamte Begrenzungsfläche 122 der Ventilhubbegren­ zung 120 erstrecken. In dem in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Ölableitbereich 150 mehrere Nuten 155 auf. Die Nuten 154 umfassen jeweils zwei sich von der Begrenzungsfläche 122 zu einem Nuten­ grund 158 erstreckende Seitenfläche 156. Der Nutengrund 158 ist parallel und mit einem Abstand D zur Begrenzungsfläche 122 der Ventilhubbegrenzung 120 aus­ gebildet. Jede Nut 154 ist von der nächsten, d. h. benachbarten Nut 154 durch einen Zwischenbereich 152 mit einer Breite L getrennt. Die Nuten weisen zuein­ ander einen Abstand W auf. Der Abstand W ergibt sich aus der Breite des Nuten­ grundes 158 und der Breite L des Zwischenbereichs 152. In dem in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Nuten 154 einen Abstand W im Bereich von 2,9 bis 3,9 mm auf. Die Zwischenbereiche weisen eine Breite L im Bereich zwischen 1,3 und 2,1 mm auf. Die Tiefe D der Nuten 154 liegen da­ bei in einem Bereich zwischen 0,05 und 0,26 mm.

Die Fig. 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung. Wie beim zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel ist auch hier die Ven­ tilhubbegrenzung 120 a durch sich durch Bohrungen 126 a in mit Innengewinde ver­ sehene Bohrungen 25 a des feststehenden Förderelementes 24 a hinein erstreckende Bolzen bzw. Schrauben 124 a befestigt. Die Ventilhubbegrenzung 120 a wird durch axial um die Bolzen 124 a herum angeordnete Führungsschultern 130 a in einem vorge­ gebenen Abstand zum feststehenden Förderelement 24 a gehalten. Die Nuten 154 a wei­ sen zwei sich in einem schrägen Winkel in die Ventilhubbegrenzung 120 a hinein erstreckende Seitenflächen 156 a auf. Die Seitenflächen 156 a einer Nut 154 a bil­ den gemeinsam einen Winkel. Der von den Seitenflächen 156 a eingeschlossene Winkel liegt beispielsweise im Bereich zwischen 60 und 100 Grad. Dieser Winkel beträgt vorzugsweise 90 Grad. In dem in den Fig. 6 und 7 bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Nuten 154 a durch Zwischenbereiche 152 a voneinander getrennt. Die Breiten L 1 der Zwischenbereiche 152 a liegen vorzugsweise im Bereich zwischen 1,2 und 2,6 mm. Der Abstand W 1 zwischen den Nuten 154 liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 2,5 und 3,9 mm.

Die Fig. 8 und 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung. Hier sind die Ventilhubbegrenzung 120 b und die Führungsschultern 130 b in einem Teil gegossen. Der Ölableitbereich 150 b weist eine Mehrzahl von Erhö­ hungen 160 b auf. Die Erhöhungen 160 b sind als Ausstülpungen ausgeführt, die sich halbkugelförmig oder konisch von der Begrenzungsfläche 122 b in Richtung des feststehenden Förderelementes 124 b erstrecken und zur Kontaktierung des Ventilkörpers 140 b dienen. Die Erhöhungen 160 b haben in dem hier bevorzugten Ausführungsbeispiel an ihrer Basis einen Durchmesser im Bereich zwischen 2,5 und 5,1 mm. Die Erhöhungen 160 b ragen von der Begrenzungsfläche 122 b mit einer Höhe B 2 im Bereich von 0,12 bis 0,39 mm ab. Es ist zwar möglich, die Erhöhungen 160 b durch spannende Bearbeitung der Begrenzungsfläche 122 b heraus­ zuarbeiten, jedoch ist es vorteilhafter, die Erhöhungen 160 b durch Gießen oder Schmieden der Ventilhubbegrenzung 120 b zu erzeugen. An dieser Stelle sollte er­ wähnt werden, daß ein gegossener oder geschmiedete Ventilhubbegrenzung 120 mit integrierten Führungsschultern 130 in jeder der hier vorgestellten Ausfüh­ rungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.

Die Fig. 10 und 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dort ist die Ventilhubbegrenzung 120 c mit einer ebenen Begrenzungs­ fläche 122 c ausgebildet. Der Ventilkörper 140 c weist eine mit einem Ölableit­ bereich 170 c versehene Begrenzungsfläche 142 c auf. Der Ölableitbereich 170 c umfaßt mehrere Nuten 174 c mit Zwischenbereichen 172 c. Die Nuten 174 c sind durch sich lotrecht in den Körper des Ventilkörpers 140 c zu einem Nutengrund 178 c mit einer Tiefe D 3 hinein erstreckende Seitenflächen 176 c gebildet. Die Tie­ fe D 3 der Nuten 174 c sollte im Bereich zwischen 0,05 und 0,26 mm liegen. Die Seitenflächen 176 c der Nuten 174 c sind zueinander und zu den Seitenflächen 176 c der benachbarten Nuten 174 c parallel ausgebildet. Die Nuten 174 c sind mit einem Abstand W 3 zueinander angeordnet, der sich als Summe der Breite des Nutengrun­ des 178 c und der Breite L 3 des Zwischenbereichs 172 c ergibt. Der Abstand W 3 sollte im Bereich zwischen 0,25 und 3,81 mm liegen.

In den Fig. 12 und 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung dargestellt. Wie beim vorangegangen Ausführungsbeispiel weist der Ven­ tilkörper 140 b einen Ölableitbereich 170 d mit einer Mehrzahl von Erhöhungen 180 d auf. Die Erhöhungen 180 d weisen zueinander einen Abstand im Bereich zwischen 2,54 und 5,1 mm auf. Jede der Erhöhungen 180 d kann halbkugelförmig oder ko­ nisch geformt sein und an der Basis einen Durchmesser im Bereich zwischen 2,54 und 5,08 mm aufweisen. Die Erhöhungen 180 d können zur Kontaktierung der ebenen Begrenzungsfläche 122 d der Ventilhubbegrenzung 120 d eine Höhe D 4 im Be­ reich zwischen 0,05 und 0,26 mm aufweisen. Die Erhöhungen 180 d können durch Schmieden oder Prägen des Ventilkörpers 140 d geformt sein.

In den Fig. 14 und 15 findet sich ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung. Dort weist der Ölableitbereich 170 e des Ventilkörpers 140 e mehrere sich abgewinkelt in den Körper des Ventilkörpers 140 e hinein erstrek­ kende Nuten 174 e auf. Die Seitenflächen 176 e der Nuten 174 e treffen sich im Ventilkörper 140 e und bilden einen gemeinsamen Winkel. Wie beim ersten Aus­ führungsbeispiel sind die durch die Seitenflächen 176 e gebildeten Nuten 174 e parallel und durch die Zwischenbereiche 172 e mit Abstand zueinander angeordnet. Die Breite L 5 der Zwischenbereiche liegt im Bereich zwischen 1,27 und 2,54 mm, so daß der gesamte Abstand W 5 zwischen benachbarten Nuten 174 e im Bereich zwischen 2,54 und 3,81 mm liegt.

Die Maße der zuvor beschriebenen Auslaßventile sollen zum Verständnis bezüg­ lich der vorliegenden Erfindung beitragen und sollen dabei keinesfalls Be­ schränkungen bezüglich der Anwendung oder Interpretation der vorliegenden Er­ findung darstellen. Die Bemessungen von Auslaßventilen gemäß der vorliegenden Erfindung werden in unterschiedlichen Ausführungen entsprechend der zuvor be­ schriebenen Prinzipien voneinander abweichen.

Die Bauteile des erfindungsgemäßen Auslaßventils bzw. des erfindungsgemäßen Verdichters sind vorzugsweise aus geeigneten Stahllegierungen hergestellt. Die in der Ventilhubbegrenzung 120, 120 a ausgebildeten Nuten 154, 154 a und die im Ventilkörper 140 c, 140 e ausgebildeten Nuten 174 c, 174 e sind abgesehen von den zuvor genannten Ausnahmen durch Schmieden oder Fräsen der jeweiligen Bauteile hergestellt. Solche Fertigungsverfahren sind im Stand der Technik bekannt und bedürfen hier keiner weiteren Erläuterung. Die Fig. 3 bis 15 zeigen ganz allgemein, daß die Ventilhubbegrenzung 120, 120 a bis 120 e im wesentlichen rechteckig mit ebenen, zueinander parallelen Ober- und Unter­ seiten sowie Seitenflächen ausgebildet ist. Bei dem in den Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Ventilhubbegrenzung 120 b halb­ kugelförmige oder bogenförmige Ausstülpungen mit dem Radius eines einbe­ schriebenen Kreises auf. Weder die erörterte besondere Form noch die spe­ ziell beschriebenen Ausstülpungen sind nach der erfindungsgemäßen Lehre zwingend erforderlich. Nach der vorliegenden Erfindung ist nämlich ledig­ lich erforderlich, daß entweder die Ventilhubbegrenzung 120, 120 a, 120 b den Ölableitbereich 150, 150 a, 150 b oder daß der Ventilkörper 140 c, 140 d, 140 e den Ölableitbereich 170 c, 170 d, 170 e zur Ableitung des Öls vom Auslaßven­ til 100 aufweist.

Nach der zuvor beschriebenen Funktionsweise des Verdichters 20 ist offen­ sichtlich, daß das Auslaßventil 100 direkt in dem durch die Ausstoßöffnung 26 führenden Strömungspfad des mit Öl beladenen Kältemittels liegt. Ein Teil des mit dem Kältemittel mitgerissenen Öles lagert sich auf dem Ventilkör­ per 140 und der Ventilhubbegrenzung 120 ab. Wenn der Ventilkörper 140 in seine geöffnete Stellung gegen die Begrenzungsfläche 122 der Ventilhubbe­ grenzung 120 durch den Druck des ausströmenden Kältemittels gedrückt wird, strömt das auf der Begrenzungsfläche 122 der Ventilhubbegrenzung und auf der Kontaktfläche des Ventilkörpers 140 befindliche Öl in die Nuten 154 bzw. 174 und wird so vom Auslaßventil 100 abgeleitet. Kommt der Verdichter 20 zum Stillstand 20, befindet sich zwischen dem Ventilkörper 140 und der Ven­ tilhubbegrenzung 120 nur noch wenig Öl, so daß der Ventilkörper 140 sofort auf einen Wegfall des vom ausgelassenen Kältemittel ausgeübten Drucks hin anspricht und dabei sofort zur Verhinderung einer Rückwärtsdrehung des Ver­ dichters 20 in seine geschlossene Stellung gelangt.

Claims (13)

1. Auslaßventil für einen Verdichter, insbesondere für einen Rotationsverdich­ ter, zur Verdichtung von mit Öl beladenem Kältemittel, mit einem eine Ausstoß­ öffnung aufweisenden feststehenden Bauteil, einem im wesentlichen eben ausge­ bildeten Ventilkörper; und einer ebenfalls im wesentlichen eben ausgebildeten Ventilhubbegrenzung, wobei der Ventilkörper eine Kontaktfläche aufweist und zwischen einer geöffneten, die Ausstoßöffnung für den Kältemittelstrom frei­ gebenden Stellung und einer geschlossenen, die Ausstoßöffnung abdeckenden und dabei für den Kältemittelstrom sperrenden Stellung bewegbar ist und wobei die Ventilhubbewegung eine Begrenzungsfläche aufweist, an der der Ventilkörper in seiner geöffneten Stellung mit seiner Kontaktfläche anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sammeln und Ableiten eines durch das Kältemittel auf der Begrenzungsfläche (122, 122 a, 122 b; 122 c, 122 d, 122 e) und/ oder auf der Kontaktfläche abgelagerten Ölrückstandes ein Ölableitbereich (150, 150 a, 150 b; 170 c, 170 d, 170 e) vorgesehen ist, so daß zur Verhinderung von Adhäsion zwischen dem in seiner geöffneten Stellung befindlichen Ventil­ körper (140, 140 a, 140 b; 140 c, 140 d, 140 e) bzw. der Kontaktfläche des Ventil­ körpers (140, 140 a, 140 b; 140 c, 140 d, 140 e) und der Begrenzungsfläche (122, 122 a, 122 b; 122 c, 122 d, 122 e) die Oberflächenspannung des zwischen der Kon­ taktfläche und der Begrenzungsfläche (122, 122 a, 122 b; 122 c, 122 d, 122 e) be­ findlichen Öls verringert wird.

2. Auslaßventil (100, 100 a, 100 b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölableitbereich (150, 150 a, 150 b) auf der Begrenzungsfläche (122, 122 a, 122 b) der Ventilhubbegrenzung (120, 120 a, 120 b) ausgebildet ist.

3. Auslaßventil (100 c, 100 d, 100 e) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölableitbereich (170 c, 170 d, 170 e) auf der Kontaktfläche des Ventil­ körpers (140 c, 140 d, 140 e) ausgebildet ist.

4. Auslaßventil (100, 100 a, 100 b; 100 c, 100 d, 100 e) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölableitbereich (150, 150 a, 150 b; 170 c, 170 d, 170 e) mehrere miteinander verbundene Strömungspfade aufweist.

5. Auslaßventil (100 b; 100 d) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Ölableitbereich (150 b; 170 d) mehrere mit Abstand voneinander angeord­ nete, sich zum Ventilkörper (140 b) bzw. zur Ventilhubbegrenzung (120 d) hin er­ streckende Erhöhungen (160 b; 180 d) ausgebildet sind.

6. Auslaßventil (100, 100 a; 100 c, 100 e) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Ölableitbereich (150, 150 a; 170 c, 170 e) mehrere Nuten (154, 154 a; 174 c, 174 e) mit einer vorgegebenen Tiefe (D; D 3) ausgebildet sind.

7. Auslaßventil (100, 100 a; 100 c, 100 e) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Nuten (154, 154 a; 174 c, 174 e) mit einem vorgegebenen Abstand (W, W 1; W 3, W 5) parallel zueinander angeordnet sind.

8. Auslaßventil (100, 100 a; 100 c, 100 e) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Nuten (154, 154 a; 174 c, 174 e) Zwischenbereiche (152, 152 a; 172 c, 172 e) mit einer vorgegebenen Breite (L, L 1; L 3, L 5) aufweisen.

9. Auslaßventil (100, 100 a, 100 b; 100 c, 100 d, 100 e) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Ventilhubbegren­ zung (120, 120 a, 120 b; 120 c, 120 d, 120 e) im wesentlichen parallel und mit Ab­ stand zum feststehenden Bauteil (24, 24 a, 24 b; 24 c, 24 d, 24 e) eine Befesti­ gungsvorrichtung vorgesehen ist.

10. Auslaßventil (100, 100 a, 100 b; 100 c, 100 d, 100 e) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung zum Führen des Ventilkörpers (140, 140 a, 140 b; 140 c, 140 d, 140 e) zwischen seiner geöffneten und seiner geschlossenen Stellung eine Führung (130, 130 y, 130 b; 130 c, 130 d, 130 e) auf­ weist.

11. Rotationsverdichter (20) der Spiralbauart mit einem hermetischen Gehäu­ se (22), einem den Verdichter (20) in einen unter Ansaugdruck stehenden Be­ reich (38) und einen unter Auslaßdruck stehenden Bereich (36) unterteilen­ des feststehende erste Förderelement (24, 24 a, 24 b; 24 c, 24 d, 24 e) mit einer Ausstoßöffnung (26, 26 a, 26 b; 26 c, 26 d, 26 e) zum Ausstoßen von Kälte­ mittel in den unter Auslaßdruck stehenden Bereich (36), einem das festste­ hende Förderelement (24, 24 a, 24 b; 24 c, 24 d, 24 e) umlaufenden zweiten För­ derelement (28), einer in dem unter Ansaugdruck stehenden Bereich (38) an­ geordneten Antriebseinrichtung (50) zum Antrieb des umlaufenden Förderele­ mentes (28) und einem Auslaßventil (100, 100 a, 100 b; 100 c, 100 d, 100 e) zur Verhinderung des Rückströmens von Kältemittel aus dem unter Auslaßdruck stehenden Bereich (36) in die Ausstoßöffnung (26, 26 a, 26 b; 26 c, 26 d; 26 e), wobei das feststehende Förderelement (24, 24 a, 24 b; 24 c, 25 d, 25 e) ein vom Förderelement (24, 24 a, 24 b; 24 c, 24 d, 24 e) abragendes evolventenkurvenähn­ lich verlaufendes erstes Begrenzungselement (30) aufweist, das umlaufende Förderelement (28) ein vom Förderelement (28) abragendes evolventenkurven­ ähnlich verlaufendes zweites Begrenzungselement (32) aufweist, die Begren­ zungselemente (30, 32) ineinander eingreifen, das Auslaßventil (100, 100 a, 100 b; 100 c, 100 d, 100 e) einen zwischen einer geöffneten, die Ausstoßöffnung (26, 26 a-26 e) für den Kältemittelstrom freigebenden Stellung und einer geschlossenen, die Ausstoßöffnung (26, 26 a, 26 b; 26 c, 26 d, 26 e) abdecken­ den und dabei für den Kältemittelstrom sperrenden Stellung bewegbaren Ventil­ körper (140, 140 a, 140 b; 140 c, 140 d, 140 e) mit einer Kontaktfläche aufweist und wobei eine Ventilhubbegrenzung (120, 120 a, 120 b; 120 c, 120 d, 120 e) mit einer Begrenzungsfläche (122, 122 a, 122 b; 122 c; 122 d, 122 e) vorgesehen ist, an der der Ventilkörper (140, 140 a, 140 b; 140 c; 140 d, 140 e) in seiner geöffne­ ten Stellung mit seiner Kontaktfläche anliegt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Sammeln und zum Ableiten eines durch das Kältemittel auf der Begrenzungsfläche (122, 122 a, 122 b, 122 c; 122 d, 122 e) und/oder auf der Kontaktfläche abgelagerten Ölrückstandes ein Ölableitbereich (150, 150 a, 150 b; 170 c, 170 d, 170 e) vorgesehen ist, so daß zur Verhinderung von Adhäsion zwischen dem in seiner geöffneten Stellung befindlichen Ventilkörpers (140, 14 a, 140 b; 140 c, 140 d, 140 e) bzw. der Kontaktfläche des Ventilkörpers (140, 140 a, 140 b; 140 c, 140 d, 140 e) und der Begrenzungsfläche (122, 122 a, 122 b, 122 c; 122 d, 122 e) die Oberflächenspannung des zwischen der Kontaktfläche und der Begrenzungsfläche (122, 122 a, 122 b, 122 c; 122 d, 122 e) befindlichen Öls verringert wird.

12. Rotationsverdichter (20) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölableitbereich (150, 150 a, 150 b) auf der Begrenzungsfläche (122, 122 a, 122 b) der Ventilhubbegrenzung (120, 120 a, 120 b) ausgebildet ist.

13. Rotationsverdichter (20) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölableitbereich (170 c, 170 d, 170 e) auf der Kontaktfläche des Ventil­ körpers (140 c, 140 d, 140 e) ausgebildet ist.