DE4033456C2

DE4033456C2 - Kompressor

Info

Publication number: DE4033456C2
Application number: DE19904033456
Authority: DE
Inventors: Claudius Muschelknautz; Richard Knauf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-10-20
Filing date: 1990-10-20
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2010-10-21
Also published as: DE4033456A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Kompressor, z. B. einem Flügelzellen- oder Drehkolbenverdichter, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Bei einem als Flügelzellenverdichter ausgebildeten Kompressor dieser Art (EP 0 265 774 A1 oder DE 27 00 521 A1) wird als Druckventil ein Rundventil verwendet, das in einer den Gehäusemittelteil durchziehenden Axialbohrung eingesetzt ist. Die Axialbohrung ist entweder gänzlich in dem Gehäusemittelteil eingebracht oder teilweise in dem Gehäusemittelteil und in einem seitlich an dem Gehäusemittelteil angeschraubten Deckel ausgebildet, der sich über die gesamte Länge des Gehäusemittelteils erstreckt. In der Axialbohrung sind in dem der Gehäusekammer am nächsten liegenden Wandbereich die Ventilöffnungen des Druckventils ausgebildet, die von Zungenventilen überwacht sein können (DE 22 21 541 A1). Bei geringer Steghöhe des zwischen der Axialbohrung und der Innenwand des Gehäusemittelteils verbleibenden Wandsteges, die wegen des damit verbundenen, erwünschten geringen Schadraumvolumens des Druckventils angestrebt wird, wird der Gehäusemittelteil im Druckbereich über die gesamte axiale Länge geschwächt, so daß ein unbefriedigender Kompromiß zwischen Festigkeit und Schadraumvolumen eingegangen werden muß.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Kompressor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß im Bereich der Ventilöffnung die Restwandstärke zwischen der Innenwand des Gehäusemittelteils und der Ventilöffnung sehr schmal gemacht werden kann, ohne den Gehäusemittelteil unzulässig zu schwächen. Dies ergibt die Möglichkeit, das Schadraumvolumen des Druckventils zu minimieren. Durch die Befestigung der Ventilzungen in den Stirndeckeln - im Gegensatz zu einer Befestigung der Ventilzungen am Gehäusemittelteil selbst - kann der Gehäusemittelteil auch im Ventilbereich sehr flach gehalten werden, was den Bauraum und das Gewicht des Kompressors verringert.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Kompressors möglich.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Flügelzellenkompressors für eine Fahrzeug-Klimaanlage,

Fig. 2 ausschnittweise einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, vergrößert dargestellt,

Fig. 3 ausschnittweise einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht eines Ventilplättchens eines Druckventils des Kompressors gemäß Fig. 1 und 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der in Fig. 1 im Querschnitt und in Fig. 2 ausschnittweise im Längsschnitt dargestellte zweiflutige Flügelzellenverdichter oder Flügelzellenkompressor hat ein Gehäuse 10, das im wesentlichen aus drei Teilen aufgebaut ist, nämlich einem linken Stirndeckel 11, einem rechten Stirndeckel 12 und einem Gehäusemittelteil 13. Der linke und der rechte Stirndeckel 11, 12 sind jeweils zweiteilig und bestehen jeweils aus einer Seitenplatte 14 bzw. 15 und aus einer diese übergreifenden Kappe 16 bzw. 17. Der Gehäusemittelteil 13 begrenzt mit seiner Innenwand 18 und zusammen mit der linken Seitenplatte 14 und rechten Seitenplatte 15 eine Gehäusekammer 19. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besitzt die Innenwand 18 im Querschnitt einen etwa ellipsenförmigen Verlauf und bildet die sog. Hubkurve des Flügelzellenverdichters. In der Gehäusekammer 19 ist ein zylindrischer Rotor 20 angeordnet, dessen Durchmesser bis auf ein geringes Laufspiel der Länge der kleineren Achse der Ellipse entspricht. Auf diese Weise werden zwischen der Mantelfläche des Rotors 20 und der Innenwand 18 des Gehäusemittelteils 13 zwei sichelförmige Arbeitsräume 21, 22 gebildet. Die beiden Arbeitsräume 21, 22 sind durch zwei Dichtleisten 23, 24 gasdicht voneinander getrennt, die im Gehäusemittelteil 13 diametral angeordnet sind und sich über die gesamte Länge von Rotor 20 und Gehäusemittelteil 13 erstrecken. Die Länge des Rotors 20 ist so bemessen, daß er mit nur geringem Spiel an den seitlichen Begrenzungswänden 25, 26 (Fig. 2) der beiden Seitenplatten 14, 15 vorbeidreht. Der Rotor 20 sitzt auf einer Rotorwelle 27, die im Ausführungsbeispiel einstückig mit diesem ist und in Lagern in den beiden Stirndeckeln 11, 12 gelagert ist. Die Rotorwelle 27 wird beispielsweise von der Brennkraftmaschine oder einem Elektromotor angetrieben.

Im Rotor 20 sind mehrere, hier fünf, etwa radial verlaufende Schlitze 28 angeordnet, in denen jeweils ein Flügel 29 gleitend geführt ist. Mit ihren aus dem Rotor 20 vorstehenden Außenkanten liegen die Flügel 29 an der Innenwand 18 des Gehäusemittelteils 13 an und teilen die Arbeitsräume 21, 22 in einzelne Zellen mit sich ändernden Volumen auf. Jede der beiden sichelförmigen Arbeitsräume 21, 22 hat mindestens eine Saug- oder Niederdruckzelle 30 bzw. 31 und eine Kompressions- oder Hochdruckzelle 32 bzw. 33. In Drehrichtung (Pfeil 34) des Rotors 20 am Anfang eines jeden Arbeitsraum 21, 22 ist ein hier nicht dargestellter Fluideinlaß vorgesehen, der mit einem Kältemittelzulauf 35 im Gehäuse 10 verbunden ist. In Drehrichtung (Pfeil 34) des Rotors 20 gesehen am Ende eines jeden Arbeitsraums 21, 22 ist ein Fluidauslaß angeordnet. Von den beiden Fluidauslässen ist nur der Fluidauslaß 36 des Arbeitsraums 21 dargestellt. Die Fluidauslässe 36 sind über je ein noch im einzelnen zu beschreibendes Druckventil 37 mit einem Druckkanal 38 (Fig. 2) verbunden, der im Druckanschlußstutzen 39 (Fig. 1) im Gehäuse 10 endet.

Zur Unterbringung des jeweils einem Fluidauslaß 36 zugeordneten Druckventils 37 ist im Gehäusemittelteil 13 auf jeder Stirnseite eine zur Stirnwand hin offene Ausnehmung 40 bzw. 41 eingebracht. In dem zwischen der Innenwand 18 des Gehäusemittelteils 13 und der Ausnehmung 40 bzw. 41 verbleibenden Gehäusesteg 42 bzw. 43 ist jeweils eine Schrägbohrung 44 bzw. 45 vorhanden. Diese Schrägbohrungen 44, 45 bilden mit ihren Mündungsöffnungen in der Gehäusekammer 19 die beiden Auslaßöffnungen des Fluidauslasses 36 und mit ihren Mündungsöffnungen in den Ausnehmungen 40, 41 zwei Ventilöffnungen 65, 66 des Druckventils 37, die jeweils von einem Ventilsitz 46 bzw. 47 umgeben sind. Die beiden Ausnehmungen 40, 41 sind durch einen Axialkanal 48 miteinander verbunden. Das Gehäusemittelteil 13 ist ebenso wie die Stirndeckel 11, 12 im Gußverfahren hergestellt, wobei die Ausnehmungen 40, 41 und der Axialkanal 48 beim Guß mit eingeformt werden. Die Ventilsitze 46, 47 sind in die gegossene Kontur eingefräst und die Schrägbohrungen 44, 45 von der Gehäusekammer 19 aus eingebracht.

Mit den Ventilsitzen 46, 47 arbeitet jeweils eine Ventilzunge 49, 50 zum Öffnen und Schließen der Ventilöffnungen 65, 66 zusammen. Diese federnd ausgebildeten Ventilzungen 49, 50 sind auf einer Abflachung 51 bzw. 52 am Umfang der beiden Seitenplatten 14, 15 befestigt, und zwar mittels Kopfschrauben 53, 54, welche das eine Ende der Ventilzungen 49, 50 auf der Abflachung 51 bzw. 52 festspannen. Die Abflachungen 51, 52 auf den Seitenplatten 14, 15 sind zu den die Gehäusekammer 19 seitlich abschließenden Begrenzungswände 25, 26 hin leicht geneigt, wodurch bestehende Toleranzen zwischen den Ventilsitzen 46, 47 und der Ventilbefestigung auf den Seitenplatten 14, 15 ausgeglichen werden können, insbesondere wenn die Ventilzungen 49, 50 mit leichter Vorspannung auf den Ventilsitzen 46, 47 aufliegen. Statt der Vorspannung oder zusätzlich dazu können zum Toleranzausgleich auch flache Ventilplättchen 55, 56 auf den Ventilzungen 49, 50 verwendet werden, deren Dicke so gewählt ist, daß dadurch Toleranzen ausgeglichen werden. Eines der Ventilplättchen z. B. das Ventilplättchen 55, ist in Fig. 4 in Draufsicht zu sehen. Die Bohrung 57 dient zum Hindurchstecken der Kopfschraube 53 und damit zum Festspannen des Ventilplättchens 55 auf der Abflachung 51 an der Seitenplatte 14, so daß es auf dem Ventilsitz 46 aufliegt.

Die Seitenplatten 14, 15 werden von den zugeordneten Kappen 16, 17 an den Stirnseiten des Gehäusemittelteils 13 festgespannt, wobei der Übergreifungsrand 59, 60 der Kappen 14, 15 ebenfalls an jeweils einer der beiden Stirnseiten des Gehäusemittelteils 13 mit geringem Spalt anliegt. An der Stirnseite des Übergreifungsrands beider Kappen 16, 17 liegt jeweils in einer Ringnut 61 bzw. 62 eine Ringdichtung 63 bzw. 64 ein, so daß das Innere des Gehäuses 10 nach außen vollständig abgedichtet ist. Alternativ können die Ringnuten zur Aufnahme der Ringdichtungen auch in den Stirnseiten des Gehäusemittelteils angeordnet werden. In der rechten Kappe 17 ist der Druckkanal 38 ausgebildet, der einerseits mit der Ausnehmung 41 in Verbindung steht und andererseits zu dem Druckanschlußstutzen 39 (Fig. 1) am Gehäuse 10 geführt ist.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Bei einflutigen Flügelzellenkompressoren ist nur ein einziges Druckventil 37 vorhanden, das wie beschrieben ausgebildet ist. Jedes Druckventil 37 kann mehr als zwei Ventilöffnungen 65, 66 mit zugeordneten Ventilzungen 49, 50 aufweisen. Diese sind dann nahe jeder Stirnseite des Gehäusemittelteils 13 in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander in der Ausnehmung 40 bzw. 41 angeordnet.

Claims

1. Kompressor, z. B. Flügelzellen- oder Drehkolbenverdichter, mit einem eine Gehäusekammer einschließenden dreiteiligen Gehäuse, bestehend aus zwei Stirndeckeln und einem dazwischenliegenden hohlen Gehäusemittelteil, mit einem in der Gehäusekammer drehbaren Rotor, der mit der Innenwand des Gehäusemittelteils mindestens einen von den Stirndeckeln axial begrenzten Arbeitsraum mit in Drehrichtung sich verändernder radialer Breite einschließt, in welchem sich während der Rotordrehung mindestens eine Niederdruckzelle und mindestens eine Hochdruckzelle ausbilden, die in Drehrichtung hintereinanderliegen, mit einem am Arbeitsraumanfang angeordneten Fluideinlaß, mit einem am Arbeitsraumende angeordneten Fluidauslaß und mit einem den Fluidauslaß zu einem Druckkanal hin abschließenden Druckventil, das mehrere durch Bohrungen im Gehäusemittelteil mit der Gehäusekammer verbundene Ventilöffnungen mit am Gehäusemittelteil ausgebildeten Ventilsitzen und eine gleiche Anzahl von mit den Ventilsitzen zusammenwirkenden endseitig befestigten Ventilzungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Ventilöffnung (65, 66) mit geringem Abstand von der Stirnseite des Gehäusemittelteils (13) angeordnet und die zugeordnete Ventilzunge (49, 50) in dem Stirndeckel (11, 12) befestigt ist.

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemittelteil (13) auf jeder Stirnseite mindestens eine zur Stirnwand hin offene Ausnehmung (40, 41) trägt, daß in dem zwischen Innenwand (18) des Gehäusemittelteils (13) und der Ausnehmung (40, 41) verbleibenden Gehäusesteg (42, 43) eine Schrägbohrung (44, 45) vorhanden ist, an deren die Ventilöffnung (65, 66) bildenden Mündungsöffnung in der Ausnehmung (40, 41) der Ventilsitz (46, 47) ausgebildet ist.

3. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ausnehmungen (40, 41) an den Stirnseiten des Gehäusemittelteils (13) durch einen Axialkanal (48) miteinander verbunden sind.

4. Kompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemittelteil (13) einschließlich Ausnehmungen (40, 41) und Axialkanal (48) im Gußverfahren hergestellt ist und daß die Ventilsitze (46, 47) in die gegossene Kontur eingefräst und die Schrägbohrungen (44, 45) von der Gehäusekammer (19) her eingebracht sind.

5. Kompressor nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stirndeckel (11, 12) zweiteilig aus einer die Gehäusekammer (19) begrenzenden Seitenplatte (14, 15) und einer letztere übergreifenden Kappe (16, 17) ausgebildet ist und daß jede Ventilzunge (49, 50) auf einer Abflachung (51, 52) am Umfang einer Seitenplatte (14, 15) vorzugsweise mittels einer in die Seitenplatte (14, 15) radial eingeschraubten Kopfschraube (53, 54) befestigt ist.

6. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachung (51, 52) zu der die Gehäusekammer (19) begrenzenden Begrenzungswand (25, 26) der Seitenplatte (14, 15) leicht geneigt ist.

7. Kompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilzungen (49, 50) mit leichter Vorspannung auf den Ventilsitzen (46, 47) aufliegen.

8. Kompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Ventilzungen (49, 50) jeweils ein Ventilplättchen (55, 56) vorgesehen ist, das auf dem jeweiligen Ventilsitz (46, 47) aufliegt und dessen Querschnittsdicke entsprechend einem erforderlichen Toleranzausgleich zwischen Ventilsitz (46, 47) und Ventilzungenbefestigung (Abflachung 51, 52) bemessen ist.

9. Kompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplättchen (55, 56) zusammen mit den Ventilzungen (49, 50) vorzugsweise mittels der Kopfschrauben (53, 54) an den Abflachungen (51, 52) der Seitenplatten (14, 15) festgespannt sind.

10. Kompressor nach einem der Ansprüche 5-9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Seitenplatte (14, 15) an einer der ringförmigen Stirnflächen des Gehäusemittelteils (13) anliegt, daß jede Kappe (16, 17) mit ihrem Übergreifungsrand (59, 60) unter Festspannen der zugeordneten Seitenplatte (14, 15) an einer der Stirnflächen des Gehäusemittelteils (13) anliegt und daß in einer Ringnut (61, 62) in jedem Übergreifungsrand (59, 60) der Kappe (16, 17) oder in den Stirnflächen des Gehäusemittelteils (13) ein Dichtring (63, 64) einliegt.

11. Kompressor nach einem der Ansprüche 5-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkanal (38) in der einen Kappe (17) ausgebildet ist und mit der von der Kappe (17) überdeckten Ausnehmung (41) im Gehäusemittelteil (13) in Verbindung steht.