DE4039786A1 - Hubkolbenverdichter mit vermindertem totraum - Google Patents
Hubkolbenverdichter mit vermindertem totraumInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hubkolbenverdichter
mit vermindertem Totraum, insbesondere einer hermetisch
gekapselten Kleinkältemaschine, mit einem Saugventil,
dessen Ventilsitz an einer die Zylinderbohrung über
deckenden Ventilplatte ausgebildet und dessen Verschluß
stück durch eine zwischen Ventilplatte und Zylinderblock
angeordnete Blattfeder gebildet ist.
Bei einem bekannten Hubkolbenverdichter dieser Art (DE-GM
86 27 859) erstreckt sich die das Saugventil bildende
Blattfeder längs der planen, der Zylinderbohrung zuge
wandten Seite der Ventilplatte und ist mit ihrem Ein
spannende in einer Vertiefung der Stirnfläche des Zylin
derblocks angeordnet, wo die Blattfeder durch Stifte
festgehalten wird (vgl. auch DE-AS 11 29 784). Um den
Totraum im oberen Totpunkt des Kolbens möglichst klein
zu halten, ist die Kolbenstirnfläche mit einer Vertiefung
versehen, die der Form der Blattfeder unter Freilassung
eines Spiels folgt. Nachteilig ist hierbei, daß der
Kolben einer zusätzlichen Bearbeitung unterzogen werden
muß und daß es bei der Montage Schwierigkeiten bereitet,
die Vertiefung an der Kolbenstirnseite mit der Blatt
feder in Übereinstimmung zu bringen; zumindest muß in
der Praxis ein verhältnismäßig großes Spiel vorgesehen
sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hubkol
benverdichter der eingangs beschriebenen Art anzugeben,
der sich leichter herstellen und montieren läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
in der Ventilplatte eine die Blattfeder aufnehmende
und in einem Endbereich an ihrem Grund den Ventilsitz
aufweisende Vertiefung vorgesehen ist und daß in einem
am anderen Ende liegenden Einspannbereich zur Lagesiche
rung der Blattfeder die Vertiefung begrenzende Wandab
schnitte und die Form der Blattfeder einander angepaßt
sind.
Bei dieser Konstruktion kann der Kolben eine plane Stirn
fläche beheizen. Diese kann bis in die unmittelbare
Nähe der Ventilplatte gefahren werden, weil sich die
Saugventil-Blattfeder in der Vertiefung der Ventilplatte
befindet. Diese Vertiefung läßt sich im Rahmen der ohne
hin erforderlichen Bearbeitung der Ventilplatten-Ober
fläche ohne größeren Aufwand herstellen. Bei der Montage
kann die Blattfeder in der Vertiefung angeordnet werden,
so daß die richtige Zuordnung zur Vertiefung und zum
Saugventilsitz von vornherein gegeben ist. Diese Lage
fixierung wird erreicht, ohne daß Stifte die Ventilplat
te durchsetzen müßten, was in der Praxis eine bestimmte
Mindestdicke der Platte voraussetzt. Die Ventilplatte
kann daher dünner ausgeführt werden. Dies vermindert
auch den Totraum in der Druckventilbohrung.
Besonders günstig ist es, daß Blattfeder und Wandab
schnitte im Einspannbereich eine Klemmverbindung bilden.
Dies ermöglicht es, Ventilplatte und Blattfeder schon
vor der endgültigen Montage miteinander zu vereinen
und dann als Einheit zu montieren. Sogar eine Überkopf
montage ist möglich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vertie
fung im Einspannbereich eine Insel auf, die ein der
Inselform angepaßtes Loch in der Blattfeder durchsetzt.
Hierdurch wird die Lage der Blattfeder festgelegt.
Bei einer anderen ebenfalls bevorzugten Alternative
weist die Vertiefung im Einspannbereich seitliche Aus
buchtungen und die Blattfeder damit zusammenwirkende
Ohren auf. Auch hierdurch wird die Lage der Blattfeder
festgelegt.
Des weiteren sollten die nicht der Lagesicherung dienen
den Wandabschnitte der Vertiefung ebenfalls der Form
der Blattfeder, jedoch unter Freilassung eines Spiels,
folgen. Wegen der Lagefixierung kann das Spiel sehr
gering sein. Damit wird ein besonders kleiner Totraum
erreicht.
Vorteilhaft ist es ferner, daß die Vertiefung im Ein
spannbereich eine geringere Tiefe besitzt als im übrigen
Bereich, die beiden Bereiche unterschiedlicher Tiefe
durch eine Quernut getrennt sind und der Ventilsitz
um etwa die Tiefendifferenz über den Grund der Vertiefung
vorsteht. Mit Hilfe dieser Quernut wird ein wohl defi
nierter Biegepunkt festgelegt. Die Blattfeder kann unge
hindert auf dem Ventilsitz aufliegen.
Ferner kann rings um den Ventilsitz eine Ringrille ver
laufen. Es führt zu einer hohen Flächenpressung im Be
reich des Ventilsitzes. Außerdem wird erreicht, daß
die Blattfeder nicht am Ventilsitz klebt.
Des weiteren empfiehlt es sich, daß die Blattfeder im
Einspannbereich zwischen dem Grund der Vertiefung und
einer zwischen Ventilplatte und Zylinderblock angeordne
ten Flachdichtung eingespannt ist. Die Flachdichtung
drückt die Blattfeder elastisch gegen den Grund der
Vertiefung.
Weiterhin kann die Blattfeder zwischen beiden Endberei
chen eine Öffnung besitzen, innerhalb derer ein Druck
ventilkanal mündet. Die hierdurch bedingte Querschnitts
verringerung führt zu einer leichten Beweglichkeit der
Blattfeder des Saugventils.
Günstig ist es auch, daß die Ventilplatte aus gut wärme
leitendem Material besteht. Hierdurch wird die Wärme,
die während der Kompression entsteht, rasch fortgeleitet,
was den Wirkungsgrad des Verdichters verbessert. Das
Plattenmaterial sollte ferner weich sein, also beispiels
weise aus Kupfer, Aluminium oder einer anderen weichen
wärmeleitenden Legierung bestehen.
Mit besonderem Vorteil ist die Ventilplatte ein Stanz-
Präge-Teil. Dies ergibt eine preisgünstige, gleichmäßige
und besonders für große Produktionszahlen geeignete
Herstellung. Die Bearbeitung wird auf den Stanz-Präge-
Vorgang und die Bearbeitung der Ventilsitze reduziert.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Ventil
platte ein Sinterteil ist. Auch hierdurch wird erreicht,
daß die Vertiefung ohne spanabhebende Bearbeitung herge
stellt werden kann. Eine Nachbearbeitung kann auf den
Bereich der Ventilsitze beschränkt werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung
dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine hermetisch
gekapselte Kleinkältemaschine,
Fig. 2 eine Ansicht von links auf die Ventilplatte der
Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die zugehörige Saugventil-
Blattfeder,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 2,
Fig. 5 eine Vergrößerung des Details B der Fig. 4,
Fig. 6 eine Vergrößerung des Details C der Fig. 4,
Fig. 7 eine abgewandelte Ventilplatte entsprechend der
Darstellung der Fig. 2,
Fig. 8 die zugehörige Saugventil-Blattfeder und
Fig. 9 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie D-D
der Fig. 7.
Gemäß Fig. 1 ist ein Kältemittelverdichter 1 in einer
Kapsel 2 angeordnet. Ein Elektromotor 3 treibt in üb
licher Weise einen Hubkolbenverdichter 4. Dieser besitzt
einen Zylinderblock 5 mit einer Zylinderbohrung 6, in
welchem ein Hubkolben 7 hin- und herbewegbar ist. Auf
die Stirnfläche des Zylinderblocks 5 sind aufeinander
geschichtet: eine Flachdichtung 8, eine Ventilplatte 9,
eine weitere Flachdichtung 10 und ein Ventildeckel 11.
In der Ventilplatte 9 befindet sich eine Saugventilboh
rung 12, die über einen Stutzen 13, der durch einen
Deckelraum 15 verläuft, mit einem Saugschalldämpfer
14 verbunden ist. Den restlichen Raum im Ventildeckel
11 nimmt eine Druckventilkammer ein, die über eine Druck
ventilbohrung 16 (vgl. z. B. Fig. 4) mit dem Hubraum
verbunden ist. Die Teile 5, 8, 9, 10 und 11 sind durch
vier Schrauben miteinander verbunden, welche durch die
aus den Fig. 2 und 4 ersichtlichen Löcher 17 greifen.
Das Saugventil weist einen Ventilsitz 18 am Ende der
Saugventilbohrung 12 und ein Verschlußstück in Form
einer Blattfeder 19 (Fig. 3) auf. Das Druckventil weist
einen Ventilsitz 20 am Ende der Druckventilbohrung 16
und ein nicht veranschaulichtes Verschlußstück in Form
einer Blattfeder auf, die mittels der Bohrungen 21 und
nicht veranschaulichtem Befestigungsorgan an der Ventil
platte 9 befestigt ist. Die Sitze 18 und 20 sind je
von einer Ringrille 22 bzw. 23 umgeben.
Zur Unterbringung der Saugventil-Blattfeder 19 ist in
der Ventilplatte 9 eine Vertiefung 24 vorgesehen, aus
der zwei Inseln 25 und 26 vorstehen. Die Vertiefung
hat daher einen umlaufenden äußeren Wandabschnitt 27
und zwei durch die Inseln gebildete innere Wandabschnitte
28 und 29. Die Saugventil-Blattfeder 19 besitzt ein
Loch 30, das der Form der Insel 26 derart angepaßt ist,
daß die Lage der Blattfeder in der Vertiefung 24 ge
sichert ist. Bevorzugt wird eine leichte Klemmung zwi
schen dem Loch 30 und der Insel 26, so daß bei der Mon
tage die Ventilplatte 9 und die bereits eingesetzte
Blattfeder 19 gemeinsam gehandhabt werden können. Ein
zweites Loch 31 folgt der Form der Insel 25, jedoch
unter Freilassung eines Spiels. Das gleiche gilt für
den äußeren Umriß der Blattfeder 19, der dem äußeren
Wandabschnitt 27 unter Freilassung eines Spiels folgt.
Das Loch 31 reduziert den Querschnitt der Blattfeder
19, so daß diese sich unter dem Einfluß der Druckverhält
nisse sich leicht verlagern kann.
Eine Quernut 32 unterteilt die Vertiefung in einen Ein
spannbereich 33 geringerer Tiefe und einen übrigen Be
reich 34 größerer Tiefe. Auf diese Weise erhält man
einen definierten Biegepunkt an der Kante 35. Der Ventil
sitz 18 des Saugventils steht etwa um die Höhendifferenz
über den Grund der Vertiefung im Bereich 34 vor.
Beim Zusammenbau wird die Blattfeder 19 im Einspannbe
reich 33 von der benachbarten Flachdichtung 8 gegen
den Grund der Vertiefung gedrückt und auf diese Weise
sicher festgehalten. Hierbei läßt sich im oberen Totpunkt
des Kolbens ein außerordentlich kleiner Totraum erzielen.
Weil die Lage der Blattfeder 19 mit Bezug auf die Ventil
platte 9 durch das Zusammenwirken von Insel 26 und Loch
30 gesichert ist, kann das Spiel zwischen den übrigen
Wandabschnitten der Vertiefung und der Blattfeder klein
gehalten werden. Dies steht im Gegensatz zu der Anbrin
gung einer Vertiefung in der Kolbenstirnseite, wo aus
Gründen der Montage erhebliche Toleranzen berücksichtigt
werden müssen. Zum Festhalten der Blattfeder 19 an der
Ventilplatte 9 sind keine Stifte o. dgl. erforderlich.
Die Ventilplatte 9 kann daher dünn ausgebildet werden,
beispielsweise mit einer Stärke von nur 2,5 mm. Demzu
folge ist auch der durch die Druckventilbohrung 16 gebil
dete Totraum klein.
Bei der Abwandlung nach den Fig. 7 bis 9 werden für
entsprechende Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwen
det. Unterschiedlich ist im wesentlichen, daß die Ver
tiefung 124 im Einspannbereich zwei seitliche Ausbuch
tungen 126, 126′ aufweist. Die Blattfeder 119 besitzt
entsprechende Ohren 130, 130′. Deren Form ist den Wandab
schnitten 129 der Ausbuchtungen 126, 126′ derart ange
paßt, daß sich die gewünschte Lagesicherung ergibt.
Hinsichtlich der übrigen Wandabschnitte 127 ist wiederum
dafür gesorgt, daß die Form der Blattfeder unter Frei
lassung eines Spiels folgt. Ferner zeigt Fig. 9, daß
die Vertiefung auch durchgehend die gleiche Tiefe haben
kann.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Ventilplatte
ein Sinterteil, bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
ein Stanz-Präge-Teil.
Claims (12)
1. Hubkolbenverdichter mit vermindertem Totraum, insbe
sondere einer hermetisch gekapselten Kleinkältema
schine, mit einem Saugventil, dessen Ventilsitz an
einer die Zylinderbohrung überdeckenden Ventilplatte
ausgebildet und dessen Verschlußstück durch eine
zwischen Ventilplatte und Zylinderblock angeordnete
Blattfeder gebildet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Ventilplatte (9; 109) eine die Blattfeder
(19; 119) aufnehmende und in einem Endbereich an
ihrem Grund den Ventilsitz (18; 118) aufweisende
Vertiefung (24; 124) vorgesehen ist und daß in einem
am anderen Ende liegenden Einspannbereich (33; 133)
zur Lagesicherung der Blattfeder die Vertiefung be
grenzende Wandabschnitte (29; 129) und die Form der
Blattfeder einander angepaßt sind.
2. Hubkolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß Blattfeder (19; 119) und Wandabschnitte
(29; 129) im Einspannbereich (33; 133) eine Klemmver
bindung bilden.
3. Hubkolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vertiefung (24) im Einspannbe
reich eine Insel (26) aufweist, die ein der Inselform
angepaßtes Loch (30) in der Blattfeder (19) durch
setzt.
4. Hubkolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vertiefung (124) im Einspann
bereich seitliche Ausbuchtungen (126, 126′) und die
Blattfeder (119) damit zusammenwirkende Ohren (130,
130′) aufweist.
5. Hubkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die nicht der Lagesiche
rung dienenden Wandabschnitte (27, 28; 127) der Ver
tiefung (24; 124) ebenfalls der Form der Blattfeder
(19; 119), jedoch unter Freilassung eines Spiels,
folgen.
6. Hubkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (24) im
Einspannbereich (33) eine geringere Tiefe besitzt
als im übrigen Bereich (34), die beiden Bereiche
unterschiedlicher Tiefe durch eine Quernut (32) ge
trennt sind, und der Ventilsitz (18) um etwa die
Tiefendifferenz über den Grund der Vertiefung vor
steht.
7. Hubkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß rings um den Ventilsitz
(18; 118) eine Ringrille (22) verläuft.
8. Hubkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (19; 119)
im Einspannbereich (33; 133) zwischen dem Grund
der Vertiefung (24; 124) und einer zwischen Ventil
platte (9; 109) und Zylinderblock (5) angeordneten
Flachdichtung (8) eingespannt ist.
9. Hubkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (19; 119)
zwischen beiden Endbereichen eine Öffnung (31; 131)
besitzt, innerhalb derer eine Druckventilbohrung
(16; 116) mündet.
10. Hubkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (109)
aus gut wärmeleitendem Material besteht.
11. Hubkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte
(109) ein Stanz-Präge-Teil ist.
12. Hubkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (9)
ein Sinterteil ist.
Priority Applications (1)
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DE19904039786 DE4039786C2 (de) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | Hubkolbenverdichter mit vermindertem Totraum |
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