DE4342299A1 - Kältemittel-Kompressor für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kältemittel-Kompressor für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 3 577 891 ist bereits ein Kältemittel-Kompressor der gattungsgemäßen Art bekannt. Der Kompressor umfaßt eine drehbare Taumelplatte und in Zylinderkörpern angeordnete, axial­ bewegliche Kolben, wobei auf der Niederdruckseite des Kompres­ sors Einlaßventile und auf der Hochdruckseite des Kompressors Auslaßventile angeordnet sind. Auf der Hochdruckseite befindet sich eine Dämpfungseinrichtung, durch die über das Kältemittel übertragene Geräusche durch eine abrupte Volumenänderung des Kältemittels gedämpft werden.

Zum allgemeinen Hintergrund wird noch auf die Druckschriften DE 38 39 500 A1, DE 42 29 069 A1, DE-AS 10 23 776 und US-PS 4 544 332 verwiesen.

Die Geräuschdämpfung bei Klimaanlagen mit bekannten Kältemittel- Kompressoren ist jedoch noch nicht zufriedenstellend, da der Geräuschpegel des Kompressors durch saugseitige Druckpulsationen und Anregungen der Einlaßventile noch verhältnismäßig hoch ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kältemittel-Kom­ pressor so auszubilden, daß dessen Geräuschdämpfung im Vergleich zu gattungsgemäßen Kältemittel-Kompressoren verbessert wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches gegebenen Merkmale gelöst.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Kompressors liegt darin, daß durch den im Saugrohr angeordneten Diffusoreinsatz eine durch das Kältemittel in Richtung des Verdampfers erfolgende Übertra­ gung der saugseitigen Druckpulsationen und der akustischen Anre­ gungen der Einlaßventile stark vermindert und somit eine wesent­ liche Geräuschreduzierung der Klimaanlage erreicht wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird durch eine Dämpfung sowohl der druckseitigen als auch der saugseitigen Pulsationsgeräusche eine besonders effektive Reduzierung des Arbeitsgeräusches des Kältemittel-Kompressors erreicht.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Meridianschnitt eines Kältemittel-Kompressors für eine nicht dargestellte Klimaanlage eines Kraftfahrzeu­ ges mit einer erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung nebst einem ersten Ausführungsbeispiel eines Diffusor­ einsatzes auf der Niederdruckseite des Kältemittel- Kompressors,

Fig. 2 einen Schnitt II-II von Fig. 1,

Fig. 3 eine isometrische Ansicht eines zweiten Ausführungsbei­ spiel es des Diffusoreinsatzes mit einem außermittig angeordneten Rohr mit Lochreihen, die nur über einen Sektor des Rohrmantels angeordnet sind und

Fig. 4 eine schematische Darstellung des eingebauten Diffusor­ einsatzes aus Fig. 3.

Fig. 1 zeigt einen Meridianschnitt eines prinzipiell bekannten Kältemittel-Kompressors 1 für eine nicht dargestellte Klimaan­ lage eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Dämp­ fungseinrichtung 10 nebst einem ersten Ausführungsbeispiel eines Diffusoreinsatzes 11 auf einer Niederdruckseite des Kältemittel- Kompressors 1.

Der Kältemittel-Kompressor 1 umfaßt einen Zylinderblock 2 mit einer Mittelachse 3 und einer zu dieser koaxialen Bohrung 4 und sieben Zylinderbohrungen 5, die in Umfangsrichtung in gleichmä­ ßigen Abständen voneinander angeordnet sind und parallel zu der Mittelachse 3 verlaufen, wobei der Meridianschnitt zwei der sie­ ben Zylinderbohrungen 5 trifft.

An der linken Stirnseite des Zylinderblockes 2 ist ein vorderes Gehäuse 6 luftdicht montiert. An der rechten Stirnseite des Zy­ linderblockes 2 ist ein hinteres Gehäuse 7 angebracht, wobei zwischen Zylinderblock 2 und hinterem Gehäuse 7 eine Ventil­ platte 8 mit einem saugseitigen Blattfederventil 8a und einem druckseitigen Blattfederventil 8b angeordnet ist.

Das vordere Gehäuse 6 umfaßt eine Taumelscheibenkammer 9, die sich in axialer Richtung vor dem vorderen Ende des Zylinder­ blockes 2 erstreckt.

Der Kältemittel-Ladungswechsel erfolgt in bekannter Weise über das hintere Gehäuse 7, wobei das entspannte Kältemittel auf ei­ ner Saugseite S (Niederdruckseite) über eine erfindungsgemäße und unten näher beschriebene Dämpfungseinrichtung 10 nebst Dif­ fusoreinsatz 11 angesaugt und auf einer Druckseite D (Hochdruckseite) das komprimierte Kältemittel über eine Auslaß­ kammer 12 und ein nicht näher dargestelltes Ventil ausgestoßen wird. Die Saugseite S wird in prinzipiell bekannter Weise mit einem nicht dargestellten Verdampf er und die Druckseite D mit einem ebenfalls nicht dargestellten Kondensator der Klimaanlage verbunden.

Eine Antriebswelle 13, die sich axial durch die Taumelscheiben­ kammer 9 erstreckt, ist in einer Mittelbohrung 4a des vorderen Gehäuses 6 und in der Bohrung 4 des Zylinderblockes 2 in Lagern 14 und 15 drehbar gelagert. Auf der Antriebswelle 13 ist ein Ro­ tor 16 drehfest montiert, der sich gemeinsam mit der Antriebs­ welle 13 dreht und dabei in axialer Richtung durch ein Druckla­ ger 17 abgestützt wird, welches zwischen der Innenseite des vor­ deren Gehäuses 6 und dem vorderen Ende des Rotors 16 angeordnet ist. Der Rotor 16 besitzt einen von seinem hinteren Teil abste­ henden Stützarm 18, in dem ein Langloch 19 vorgesehen ist, wel­ ches der gleitverschieblichen Aufnahme eines Querzapfens 20 dient, der mit einer Taumelscheibe 21 verbunden ist, welche die Antriebswelle 13 umgibt, sich gemeinsam mit dieser dreht und Pendel -bzw. Taumelbewegungen bezüglich einer zur Achse der An­ triebswelle 13 senkrechten Ebene ausführen kann.

Auf der Antriebswelle 13 ist eine axialverschiebliche Hülse 22 angeordnet, die ein Paar seitlich abstehende Schwenkzapfen 23 und 24 aufweist, auf denen die Taumelscheibe 21 schwenkbar gela­ gert ist. Zwischen axialverschieblicher Hülse 22 und einem fest mit der Antriebswelle verbundenen Federteller 25 ist eine Schraubenfeder 26 angeordnet, die die Antriebswelle 13 umgibt und die die Hülse 22 ständig gegen das hintere Ende des Rotors 16 drückt.

Auf der Taumelscheibe 21, die eine ringförmige Rückseite 27 und einen Flansch 28 besitzt, ist eine nicht schwenkbare Taumel­ platte 29 mittels eines Drucklagers 30 gelagert.

Die Taumelplatte 29 besitzt an ihrem äußeren Umfang eine Führung 31, in der ein Bolzen 32 eingepaßt ist, um eine Drehung der Tau­ melplatte 30 gegenüber der Taumelscheibe 21 zu verhindern.

In den Zylinderbohrungen 5 befinden sich axialverschiebliche Kolben 31 mit Kolbenstangen 33, die an ihrem einen Ende mittels Kugelschalengelenken 34 an den Kolben 31 und an ihrem anderen Ende ebenfalls mittels Kugelschalengelenken 35 an der Taumelplatte 29 angelenkt sind.

Durch die über die Antriebswelle 13 angetriebene Taumelscheibe 21 nebst Taumelplatte 29 und Kolbenstangen 33a werden die Kolben 33 hin- und herbewegt, wodurch das Kältemittel aus der Ansaug­ kammer 11a zunächst in die betreffenden Zylinderbohrungen 5 gesaugt, anschließend darin komprimiert und schließlich in die Auslaßkammer 12 ausgestoßen wird, von der aus das Kältemittel zu dem Kondensator der Klimaanlage gelangt.

Die Dämpfungseinrichtung 10 umfaßt einen Diffusoreinsatz 11 und eine Ansaugkammer 11a mit einem Saugkanal 11b, wobei der Diffu­ soreinsatz 11 in dem Saugkanal 11b angeordnet ist.

Der erfindungsgemäße Diffusoreinsatz 11 besteht aus einem Ein­ strömstutzen 36, an den sich in etwa konzentrisch zu diesem ein Rohr 37 mit Rohrmantel 37a anschließt, das auf seiner dem Ein­ strömstutzen 36 abgewandten Stirnseite 38 verschlossen ist. Des weiteren sind in dem Rohrmantel 37a des Rohres 37 Löcher 39 angeordnet, über die das angesaugte Kältemittel in die Ansaug­ kammer 11a strömt.

Besonders bei geringen Außentemperaturen regelt der Kältemittel­ verdichter auf einen minimalen Hubraum und es ergibt sich beson­ ders bei geringen Drehzahlen ein geringer Kältemittelmassen­ strom, der zeitweise das saugseitige Blattfederventil (Zungenventil) nicht bis zur Anschlagplatte bzw. bis zum An­ schlag im Gehäuse 7 öffnet und dieses in Anregung versetzt.

Zur Erzielung möglichst guter Dämpfungseigenschaften des Diffu­ soreinsatzes 11 ist der Rohrdurchmesser größer als etwa 10 mm, die Rohrlänge mindestens um den Faktor 2.5 größer als der Durch­ messer des Saugkanales 11b und das Rohr 37 auf seiner dem Ein­ strömstutzen 36 abgewandten Stirnseite verschlossen, so daß das durch die Kolben 31 angesaugte Kältemittel durch die Löcher 39 im Rohrmantel 37a strömen muß.

Die Summe der Querschnittsflächen der im Rohrmantel 37a angeord­ neten Löcher 39 ist größer oder gleich dem Querschnitt des Saug­ kanales 11b.

Der Diffusoreinsatz 10 läßt sich entsprechend der vorhandenen Einbauverhältnisse im Gehäusedeckel 7 ausführen. Die Durchströ­ mungsquerschnitte des erfindungsgemäßen Diffusoreinsatzes 11 sind nach dem sich einstellenden Druckverlust und der gewünsch­ ten Dämpfung der saugseitigen Kältemittel-Pulsationen optimiert. Die Anzahl und der Durchmesser der Löcher 39 ergibt sich in Ab­ hängigkeit der zur Verfügung stehenden Baulänge oder/und in Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Durchmessers des Saugkanales 11b.

Die Löcher 39 sind in parallel zur Rohrlängsachse verlaufende Lochreihen nur über einem Sektor des Rohrmantels derart angeord­ net, daß die Lochreihen von den nicht dargestellten saugseitigen Einlaßventilen wegweisen. Um den korrekten Einbau des Diffusor­ einsatzes 11 sicherzustellen, ist eine Zentrierung am Diffusor­ einsatz 11 vorzusehen.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt II-II von Fig. 1. Gleiche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

In Fig. 3 ist, für spezielle Einbauverhältnisse auf der Saug­ seite S des Kältemittel-Kompressors 1 eine isometrische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Diffusoreinsatzes 11′ nebst Einströmstutzen 36′ gezeigt, wobei an diesem ein bezüglich eines Saugkanales 11b′ (siehe Fig. 4) außermittig angeordnetes Rohr 37′ anschließt. Im Rohrmantel 37a′ des Rohres 37′ befinden sich Löcher 39′ in Lochreihen 39a′ nur in einem Sektor des Rohrmantels 37a′.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des eingebauten Dif­ fusoreinsatzes 11′ in den Saugkanal 11b′. Dabei ist die außermittige Ausrichtung so auszuführen, daß im Bereich der seitlichen Löcher ein maximaler Ausströmbereich 40 zur Kanalwandung des Saugkanales 11b′ geschaffen wird.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Dämpfungs­ einrichtung 10 sowohl auf der Saugseite S (wie oben beschrieben) als auch auf der Druckseite D (nicht dargestellt) des Kältemit­ tel-Kompressors 1 angeordnet.

Claims (6)

1. Kältemittel-Kompressor für eine Klimaanlage eines Kraftfahr­ zeuges, wobei der Kompressor eine drehbare Taumelplatte und in Zylinderkörpern angeordnete axialbewegliche Kolben, eine Saugseite mit einem Saugkanal und mit Einlaßventilen und eine Hochdruckseite mit Auslaßventilen umfaßt und wobei in dem Kompressor eine Dämpfungseinrichtung zur Geräuschdämpfung ange­ ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (10) den Saugkanal (11b, 11b′) und einen in diesem angeordneten Diffusoreinsatz (11, 11′) umfaßt, der einen Einströmstutzen (36, 36′) aufweist, an den sich ein Rohr (37, 37′) mit einer verschlossenen Stirnseite (38) und einem Rohrmantel (37a, 37a′) mit Löchern (39, 39′) anschließt, über die eine Strömungsverbindung zwischen dem Saugkanal (11b, 11b′) und dem Einströmstutzen (36, 36′) besteht.

2. Kältemittel-Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (10) sowohl auf der Saugseite (S) als auch auf der Druckseite (D) des Kältemittel-Kompressors (1) angeordnet ist.

3. Kältemittel-Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (39, 39′) im Rohrmantel (37a, 37a′) in parallel zur Rohrlängsachse verlaufende Lochreihen (39a, 39a′) angeordnet sind.

4. Kältemittel-Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (39, 39′) der Lochreihen (39a, 39a′) versetzt zueinander angeordnet sind.

5. Kältemittel-Kompressor einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (39, 39′) nur in einem Sektor des Rohrmantels (37a, 37a′) angeordnet sind.

6. Kältemittel-Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der Löcher (39, 39′) größer oder gleich dem Querschnitt des Saugkanales (11b, 11b′) ist.