EP2499367A1 - Verdichter mit einer ventilanordnung - Google Patents

Verdichter mit einer ventilanordnung

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EP2499367A1
EP2499367A1 EP10778629A EP10778629A EP2499367A1 EP 2499367 A1 EP2499367 A1 EP 2499367A1 EP 10778629 A EP10778629 A EP 10778629A EP 10778629 A EP10778629 A EP 10778629A EP 2499367 A1 EP2499367 A1 EP 2499367A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
tongue
cylinder
compressor according
valve plate
Prior art date
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Granted
Application number
EP10778629A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2499367B1 (de
Inventor
Marco Giacchi
Matthias Hopf
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2499367A1 publication Critical patent/EP2499367A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2499367B1 publication Critical patent/EP2499367B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/10—Adaptations or arrangements of distribution members
    • F04B39/1073—Adaptations or arrangements of distribution members the members being reed valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/125—Cylinder heads

Definitions

  • the present invention relates to a compressor for the compression of fluids, for example for the compression of refrigerants in household refrigerators.
  • compressors are usually used, as described in WO 2008/047515 A1.
  • Such compressors comprise a cylinder block with a cylinder space in which a piston for generating cylinder positive and negative pressure is arranged to be movable.
  • Fig. 4 shows a
  • the valve plate 401 has a first valve 405 which is shaped as a valve blade and fixedly connected to the valve plate 401 by means of the rivets 407.
  • the first valve 405 comprises a valve tongue 409 for releasing or closing a first opening, which in the position of the valve tongue 409 shown in FIG. 4 is covered by the latter.
  • the valve plate 401 further comprises a second opening 41 1, which is arranged centrally. On the side facing away from the cylinder chamber of the valve plate 401, a second valve is attached, which the second opening 41 1 as a function of the prevailing in the cylinder chamber
  • the present invention is based on the recognition that a valve for a compressor can be made more efficient when a valve tongue of the valve along an intra-cylindrical bending edge is flexible.
  • the valve can be annular, for example, so that it is inserted as an insert element between the valve plate and the cylinder space. This allows the valve with a high
  • valve function Reproducibility of the valve function, a high efficiency and a lower dead space and a lower leakage rate are manufactured and assembled.
  • the annular valve shape also allows formation of important and required
  • valve variants can be used for example for different types of fluid or for different pressures, since no consideration must be taken to a bending edge guide.
  • the cylinder chamber side arranged valve may be provided, for example, to release the breakthrough at cylinder vacuum and at cylinder pressure too
  • the invention relates to a compressor having a cylinder with a cylinder space open at the end, wherein a valve plate is provided for closing the cylinder space at the front.
  • the valve plate comprises a breakthrough to the cylinder chamber and a cylinder space side, i. between the cylinder space and the valve plate, arranged valve with a valve tongue for closing the
  • the cylinder chamber extends to the cylinder-side surface of the valve plate, which may optionally be provided with a seal. Due to the cylinder space side arrangement of the valve can be ensured that the valve tongue is effective in the cylinder chamber.
  • the bending edge is determined by a material change, in particular by a perforation or incision or material thickness change, in particular material thickness reduction, or indentation, whereby advantageously an easy determination of the properties of the bending edge is possible.
  • the valve tongue is resiliently mounted along the bending edge. This ensures in an advantageous manner that the valve tongue can spring along the bending edge, wherein the valve region outside the bending edge, for example, can be rigidly formed or attached.
  • the valve tongue is deflectable at the bending edge.
  • the bending edge thus defines a deflection point at which the valve tongue is deflectable.
  • the bending edge may be defined for example by a recess or by a notch or by a perforation or by a thinning of material, whereby the deflection of the valve tongue is forced at the bending edge in an advantageous manner.
  • valve tongue is completely within the valve tongue
  • the valve comprises a holding frame which at least partially surrounds the valve tongue, on which the valve tongue is resiliently mounted along the bending edge.
  • the holding frame surrounds or encloses the valve tongue at least partially or completely, so that the valve can be produced from a workpiece simply by punching out a valve tongue contour.
  • the holding frame between the valve plate and an end face of a cylinder wall surrounding the cylinder chamber is arranged.
  • the holding frame may be at least partially clamped between the valve plate and the end face of the cylinder wall, whereby a holder of the valve is effected.
  • the valve tongue is a resilient projection of the
  • the holding frame is at least partially or completely circular or rectangular, which allows a simple formation of the same.
  • the valve tongue is preferably within a defined by the support frame circular or rectangular plane.
  • the holding frame seals the cylinder space against the valve plate, so that the valve advantageously for sealing the
  • Cylinder space is used.
  • the holding frame comprises a recess for
  • a positioning survey such as a positioning pin, which allows easy and accurate positioning of the valve.
  • Cylinder wall and / or or a balancing ring with one or more be provided corresponding positioning elevations or recesses for receiving, for example, positioning pins.
  • the valve plate comprises a recess arranged at least partially within the cylinder space, in particular a milling, for receiving the valve.
  • the valve is annular so that it can be inexpensively manufactured and easily assembled, for example, as an insert valve.
  • valve plate is on the cylinder space side with a
  • Sealing layer provided, which has a surrounding the valve or the valve tongue recess.
  • the valve plate comprises a further opening, which can be closed by a further valve, which is arranged on a side facing away from the cylinder space of the valve plate.
  • the further valve comprises a valve tongue for
  • the further valve may also have further features of the above-mentioned cylinder chamber side valve.
  • a compensation ring may be provided for thickness compensation, which surrounds the valve tongue, for example, concentrically.
  • the balance ring has a radius which is greater than a radius of a in the
  • the compensating ring is particularly advantageous when the valve plate is provided with a sealing layer whose thickness is to be compensated.
  • the valve tongue comprises an outer edge region, which is provided for closing the opening.
  • the valve tongue may have a recess, for example, not to obscure a further breakthrough in the valve plate, which can be closed by a back valve.
  • the invention relates to a refrigeration device with the
  • inventive compressor for compressing a refrigerant.
  • refrigeration device is in particular a household refrigeration appliance understood, ie a refrigeration device, the
  • Household management or catering is used, and in particular serves to store food and / or drinks at certain temperatures, such as a refrigerator, a freezer, a
  • Fridge freezer, a freezer or a wine fridge Fridge freezer, a freezer or a wine fridge.
  • Fig. 1 a valve arrangement
  • FIG. 2 a compressor; and FIG. 3 shows a valve arrangement; a valve assembly.
  • the valve arrangement shown schematically in FIG. 1 comprises a valve plate 101, in the corners of which boreholes 103 are arranged. Further, a valve 105 is provided which has a holding frame 107, which is circular, for example, and a
  • Valve tongue 109 surrounds.
  • the valve tongue 109 is preferably flexible along a bending edge 110, which runs inside the cylinder space. This ensures that the valve tongue 109 can fully spring within the cylinder space.
  • the valve tongue 109 is resiliently mounted on the support frame 107 and formed, for example, as a resilient, internal projection of the support frame 107.
  • the valve tongue 109 includes an outer edge region, which is provided for releasing or closing a dashed line in Fig. 1 indicated opening 1 1 1 in the valve plate 101.
  • the valve plate 101 may have a further opening 15 which, for example, is arranged centrally and may be closable by means of a valve arranged on the valve plate 101 at the rear.
  • the valve tongue 109 may have a recess 1 13, so as not to obscure the further opening 1 15.
  • the support frame 107 is optional.
  • the valve tongue 109 may be connected inside cylinder directly with the valve plate, for example by gluing or by riveting or by soldering.
  • the valve tongue may also have extra-cylindrical areas. In this case, the course of the bending edge can be generated or forced, for example, by an inner cylindrical indentation or perforation or material thinning.
  • the surfaces of the valve tongue 109 and the holding frame 107 lie in a plane, wherein the holding frame 107 may extend to a circular contour 1 17.
  • a compensating ring 1 19 may be provided, which surrounds the valve tongue 109 and extends outwardly to the circular contour 1 17. If the thickness of the valve 105 is less than a thickness of a sealing layer with which the valve plate 101 may be provided, the thickness difference may be different from the above
  • Compensation ring 1 19, which may have a defined rolling edge, are compensated.
  • the balancing ring 1 19 can be used either as an increase on the valve plate 101 or as an increase in the cylinder.
  • the balancing ring 1 19 preferably has a radius which allows a passage of a piston through the valve tongue 109.
  • the seal may be indicated laterally in Fig. 1
  • the valve 105 may, for example, be shaped in the shape of a valve ring and / or have a thickness between 0.15 and 0.25 mm.
  • valve plate 101 with a bypass opening 121 and with a
  • the valve plate 101 may further Positioning recesses 125 have, which allow positioning of the valve plate 101 with respect to the cylinder chamber or in a housing of a compressor. Furthermore, in Fig. 1 rear fastening rivets 127 are indicated, which for
  • valve 105 can be advantageously positioned with respect to the valve plate 101 via dowel pins which can be accommodated in the recesses 128 in the support frame 107 and in the compensation ring 1 19.
  • valve dimensions can be smaller with the same functionality, resulting in a reduction of
  • valve 105 shown in Fig. 1 allows due to the internal valve tongue 109 a high reproducibility and efficiency in the cooling capacity, if the compressor containing this compressor is used in a refrigeration device.
  • One reason for this is a small dead space, which allows a reduction of manufacturing and assembly tolerances.
  • FIG. 2 shows a detail of a compressor with that shown in FIG.
  • the compressor comprises a cylinder 201 with a cylinder chamber 203, in which a piston 205 is movable.
  • the valve plate 101 comprises an opening 207, which may correspond to the opening 1 1 1 and is closed by means of the valve tongue 109 at cylinder pressure.
  • a further valve 209 is provided on the rear side, which serves for releasing or closing the further opening 15 and may for example be shaped in the form of a lamella.
  • the further valve 209 may also be annular and have an outer holding frame, which is provided for holding an inner valve tongue.
  • the valve plate 101 may be provided on the back with a sealing layer 21 1, whose thickness is greater than the thickness of the valve 105.
  • the sealing layer 21 1 is preferably recessed around the valve 105 around, whereby a difference in thickness between a Cylinder space 203 facing surface of the sealing layer and a
  • Valve surface can result. To compensate for the thickness difference, a
  • Balancing ring 213 may be provided, whose diameter is preferably selected so that the piston 205 through the balancing ring 213 in the direction of the valve 105th
  • valve plate 101 a for positioning the valve plate 101 a
  • Positioning pin 215 may be provided in corresponding receptacles in the valve plate 101 and in the balancing ring 213 or in a cylinder wall.
  • a valve edge which may be an outer portion of the holding frame 107 overlaps the cylinder opening and thus serves as a clamping and sealing point.
  • Valve edge can also in the interior of the cylinder chamber 203, for example, laterally, protrude and form a rigid clamping point for the elastic valve tongue 109, which may be an elastic Lammellenteil. This ensures that the valve tongue 109 can move only in the interior of the cylinder chamber 203. In this case, a spring rate of the valve tongue 109 and the moving mass is consistent with the rigid clamping point. Furthermore, different geometries of the valve tongue 109 or of the valve can be used, for example, to release or close more than one passage opening in the valve plate.
  • Cylinder space 203 generates an overpressure, whereby the valve tongue 109 closes the opening 207.
  • the valve tongue 109 acts exclusively in the cylinder chamber 213, because the bending edge extends in the cylinder chamber 213.
  • the valve 209 is pushed back, as a result of which the further opening 207 is released, so that a fluid which has reached the cylinder space 203 via the opening 207 at negative pressure is pressed out of the cylinder space 203 again.
  • Fig. 3 shows a cylinder space side view of a valve assembly with a valve plate 301, in the corners of which mounting holes 303 are provided for mounting the valve plate 301 in a housing.
  • the valve plate 301 has a valve 305, which is formed as a valve blade and fixedly connected to the valve plate 301 by means of the rivets 307.
  • the valve 305 includes a valve tongue 309 for releasing or closing a valve first breakthrough, which is hidden in the position of the valve tongue 309 shown in FIG. 3 by this.
  • the valve plate 301 further includes a second opening 31 1, which is arranged centrally.
  • a further valve On the side facing away from the cylinder chamber of the valve plate 301, a further valve is attached, which closes or releases the second opening 31 1 as a function of the pressure conditions prevailing in the cylinder chamber.
  • the further valve may have the characteristics of the valves 105 and 305.
  • valve tongue 309 springs inside the cylinder, it is provided with an inner cylindrical bending edge 313 which extends within the cylinder space circumference 315 indicated by dashed lines.
  • the bending edge may, for example, be straight or wavy or curved.
  • the valve tongue 309 can for
  • Determining the course of the bending edge for example, be cut or have a change in material thickness or a notch or a perforation or lateral recesses. This way, despite the extra-cylindrical
  • valve tongue 309 Fixing the valve tongue 309 be ensured that their effective portion due to the inner cylindrical bending edge 313 can cylindrically spring, so no separate voltage optimization of the bending edge is necessary.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verdichter, mit einem Zylinder mit einem stirnseitig offenen Zylinderraum (203), mit einer Ventilplatte (101 ) zum stirnseitigen Verschließen des Zylinderraums (203), wobei die Ventilplatte (101 ) einen Durchbruch (207) zum Zylinderraum (201 ) aufweist, und mit einem zylinderraumseitig angeordneten Ventil (105) mit einer Ventilzunge (109) zum Verschließen des Durchbruchs (207), wobei die Ventilzunge (109) eine Biegekante (110) aufweist, welche innerhalb des Zylinderraums (203) verläuft.

Description

Verdichter mit einer Ventilanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdichter zur Verdichtung von Fluiden, beispielsweise zur Verdichtung von Kältemitteln in Haushaltskältegeräten. Zur Verdichtung von Fluiden wie beispielsweise Gasen werden üblicherweise Verdichter eingesetzt, wie sie in der Druckschrift WO 2008/047515 A1 beschrieben sind. Derartige Verdichter umfassen einen Zylinderblock mit einem Zylinderraum, in welchem ein Kolben zur Erzeugung von Zylinderüber- und -unterdruck bewegbar angeordnet ist. Der
Zylinderraum ist mittels eines Ventilsystems verschlossen. Fig. 4 zeigt eine
zylinderraumseitige Ansicht eines derartigen Ventilsystems mit einer Ventilplatte 401 , in deren Ecken Befestigungslöcher 403 zum Befestigen der Ventilplatte 401 in einem Gehäuse vorgesehen sind. Die Ventilplatte 401 weist ein erstes Ventil 405 auf, welches als eine Ventillamelle geformt und mittels der Nieten 407 mit der Ventilplatte 401 fest verbunden ist. Das erste Ventil 405 umfasst eine Ventilzunge 409 zum Freigeben oder Verschließen eines ersten Durchbruchs, welcher in der in Fig. 4 dargestellten Stellung der Ventilzunge 409 durch diese verdeckt ist. Die Ventilplatte 401 umfasst ferner einen zweiten Durchbruch 41 1 , welcher zentral angeordnet ist. An der dem Zylinderraum abgewandten Seite der Ventilplatte 401 ist ein zweites Ventil befestigt, das den zweiten Durchbruch 41 1 in Abhängigkeit von den in dem Zylinderraum herrschenden
Druckverhältnissen verschließt oder freigibt. Diese werden mittels eines in Fig. 4 nicht dargestellten Zylinderkolbens erzeugt, dessen Umfang 413 in Fig. 4 gestrichelt angedeutet ist. Aufgrund der außerzylindrischen Anordnung der Nieten 407 ergibt sich jedoch eine ebenfalls außerzylindrisch liegende Biegekante der Federzunge 409, welche aus diesem Grund gesondert spannungsoptimiert werden muss, um die gewünschten Biegeeigenschaften der Ventilzunge 409 sicherzustellen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verdichter mit einem effizienter gestalteten Ventil, welches zylinderraumseitig angeordnet werden kann, zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass ein Ventil für einen Verdichter effizienter gestaltet werden kann, wenn eine Ventilzunge des Ventils entlang einer innerzylindrisch liegenden Biegekante biegsam bzw. wirksam ist.
Aufgrund der innerzylindrischen Anordnung der Biegekante entfällt die Notwendigkeit der Optimierung deren Eigenschaften. Das Ventil kann hierzu beispielsweise ringförmig geformt sein, so dass es als ein Einlegeelement zwischen die Ventilplatte und den Zylinderraum eingelegt werden. Dadurch kann das Ventil mit einer hohen
Reproduzierbarkeit der Ventilfunktionsweise, einer hohen Effizienz und einem geringeren Schadraum sowie einer geringeren Leckrate hergestellt und montiert werden. Die ringförmige Ventilform ermöglicht ferner eine Ausbildung wichtiger und benötigter
Funktionsöffnungen wie beispielsweise Gasausströmbohrungen oder Sensoröffnungen und Sensorvertiefungen in der Ventilplatte. Darüber hinaus können unterschiedliche Ventilvarianten für beispielsweise unterschiedliche Fluidarten oder für unterschiedliche Drücke eingesetzt werden, da keinerlei Rücksicht auf eine Biegekantenführung genommen werden muss.
Das zylinderraumseitig angeordnete Ventil ist kann beispielsweise vorgesehen sein, den Durchbruch bei Zylinderunterdruck freizugeben und bei Zylinderüberdruck zu
verschließen. Dabei erstreckt sich der Zylinderraum bis zur zylinderseitigen Oberfläche der Ventilplatte, welche optional mit einer Dichtung versehen sein kann. Aufgrund der zylinderraumseitigen Anordnung des Ventils kann sichergestellt werden, dass die Ventilzunge gegebenenfalls zusammen mit zumindest einem Teil des diese umgebenden Halterahmens in dem Zylinderraum vollständig angeordnet und wirksam ist. Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung einen Verdichter mit einem Zylinder mit einem stirnseitig offenen Zylinderraum, wobei eine Ventilplatte zum stirnseitigen Verschließen des Zylinderraums vorgesehen ist. Bevorzugt umfasst die Ventilplatte einen Durchbruch zum Zylinderraum sowie ein zylinderraumseitig, d.h. zwischen dem Zylinderraum und der Ventilplatte, angeordnetes Ventil mit einer Ventilzunge zum Verschließen des
Durchbruchs, wobei eine Biegekante der Ventilzunge innerhalb des Zylinderraums verläuft. Somit mündet eine axiale Projektion der Biegekante in Richtung des
Zylinderraums in diesen. Dadurch wird erreicht, dass eine aufwändige Optimierung der Biegekante nicht notwendig ist, so dass unterschiedliche Ventile für unterschiedliche Fluide oder Drücke kosteneffizient hergestellt werden können.
Aufgrund der zylinderraumseitigen Anordnung des Ventils ist dieses beispielsweise vorgesehen, den Durchbruch bei Zylinderunterdruck freizugeben und bei
Zylinderüberdruck zu verschließen. Dabei erstreckt sich der Zylinderraum bis zur zylinderseitigen Oberfläche der Ventilplatte, welche optional mit einer Dichtung versehen sein kann. Aufgrund der zylinderraumseitigen Anordnung des Ventils kann sichergestellt werden, dass die Ventilzunge in dem Zylinderraum wirksam ist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Biegekante durch eine Materialänderung, insbesondere durch eine Perforierung oder Einschneidung oder Materialdickenänderung, insbesondere Materialdickenverringerung, oder Einkerbung, festgelegt, wodurch in vorteilhafter Weise eine einfache Festlegung der Eigenschaften der Biegekante möglich ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Ventilzunge entlang der Biegekante federnd gelagert. Dadurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die Ventilzunge entlang der Biegekante federn kann, wobei der Ventilbereich außerhalb der Biegekante beispielsweise starr ausgebildet oder befestigt sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Ventilzunge an der Biegekante auslenkbar. Die Biegekante definiert somit eine Auslenkungsstelle, an der die Ventilzunge auslenkbar ist. Hierzu kann die Biegekante beispielsweise durch eine Ausnehmung oder durch eine Einkerbung oder durch eine Perforierung oder durch eine Materialverdünnung definiert sein, wodurch die Auslenkung der Ventilzunge an der Biegekante in vorteilhafter Weise erzwungen wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Ventilzunge vollständig innerhalb des
Zylinderraums angeordnet oder, beispielsweise an der Ventilplatte, befestigt. Somit wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Ventilzunge ausschließlich innerhalb des
Zylinderraums wirksam ist. Dadurch entfällt die kostspielige Berücksichtigung von außerzylindrisch liegenden Ventilzungenabschnitten bei einer Optimierung des
Biegeverhaltens der Ventilzunge. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Ventil einen die Ventilzunge zumindest teilweise umgebenden Halterahmen, an welchem die Ventilzunge entlang der Biegekante federnd gelagert ist.
Gemäß einer Ausführungsform umgibt oder umschließt der Halterahmen die Ventilzunge zumindest teilweise oder vollständig, so dass das Ventil einfach durch eine Ausstanzung einer Ventilzungenkontur aus einem Werkstück hergestellt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Halterahmen zwischen der Ventilplatte und einer Stirnseite einer den Zylinderraum umgebenden Zylinderwandung angeordnet. Der Halterahmen kann zwischen der Ventilplatte und der Stirnseite der Zylinderwandung zumindest teilweise eingeklemmt sein, wodurch eine Halterung des Ventils bewirkt wird. Auf diese Weise kann das Ventil schnell gegen ein anderes Ventil ausgetauscht werden, ohne dass hierzu feste Verbindungen gelöst werden müssen. Gemäß einer Ausführungsform ist die Ventilzunge ein federnder Vorsprung des
Halterahmens, und daher mit diesem integral gebildet. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine einstückige Ausbildung des Ventils ermöglicht, bei der die Konturen der Ventilzunge durch in einem Werkstück gebildete Aussparungen gebildet werden können. Gemäß einer Ausführungsform ist der Halterahmen zumindest teilweise oder vollständig kreisrund oder rechteckig, was eine einfache Ausbildung desselben ermöglicht. Die Ventilzunge liegt bevorzugt innerhalb einer durch den Halterahmen festgelegten kreisrunden oder rechteckigen Ebene. Gemäß einer Ausführungsform dichtet der Halterahmen den Zylinderraum gegen die Ventilplatte ab, sodass das Ventil in Vorteilhafterweise auch zur Abdichtung des
Zylinderraums eingesetzt wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Halterahmen eine Ausnehmung zur
Aufnahme einer Positionierungserhebung, beispielsweise eines Positionierstiftes, was eine einfache und exakte Positionierung des Ventils ermöglicht. Hierzu kann die
Ventilplatte und/oder eine Stirnseite einer den Zylinderraum umgebenden
Zylinderwandung und/oder oder ein Ausgleichsring mit einer oder mehreren entsprechenden Positionierungserhebungen oder Ausnehmungen zur Aufnahme von beispielsweise Positionierungsstiften versehen sein.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Ventilplatte eine zumindest teilweise innerhalb des Zylinderraums angeordnete Ausnehmung, insbesondere eine Fräsung, zur Aufnahme des Ventils. Dadurch kann eine positionsgenaue Anordnung des Ventils sichergestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Ventil ringförmig, sodass es kostengünstig hergestellt und einfach, beispielsweise als ein Einlegeventil, montiert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Ventilplatte zylinderraumseitig mit einer
Dichtungsschicht versehen, welche eine das Ventil oder die Ventilzunge umgebende Aussparung aufweist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise der außerzylindrische Raum bei gleichzeitiger Sicherstellung der Funktionsweise des Ventils abgedichtet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Ventilplatte einen weiteren Durchbruch, welcher durch ein weiteres Ventil verschließbar ist, das an einer dem Zylinderraum abgewandten Seite der Ventilplatte angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das weitere Ventil eine Ventilzunge zum
Verschließen des weiteren Durchbruchs und einen die Ventilzunge zumindest teilweise umgebenden Halterahmen aufweist, wobei die Ventilzunge an dem Halterahmen federnd gelagert ist. Das weitere Ventil kann auch weitere Merkmale des vorstehend genannten, zylinderraumseitigen Ventils aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform kann zum Dickenausgleich ein Ausgleichsring vorgesehen sein, welcher die Ventilzunge beispielsweise konzentrisch umgibt. Bevorzugt weist der Ausgleichsring einen Radius auf, welcher größer als ein Radius eines in dem
Zylinderraum bewegbaren Kolbens ist, so dass dieser in den Ausgleichring hineinführbar ist, wodurch ein Totraum reduziert werden kann. Der Ausgleichsring ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Ventilplatte mit einer Dichtungsschicht versehen ist, deren Dicke ausgeglichen werden soll. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Ventilzunge einen äußeren Randbereich, welcher zum Verschließen des Durchbruchs vorgesehen ist. Zentral kann die Ventilzunge eine Ausnehmung aufweisen, um beispielsweise einen weiteren Durchbruch in der Ventilplatte, welcher durch ein rückseitiges Ventil verschlossen werden kann, nicht zu verdecken.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Kältegerät mit dem
erfindungsgemäßen Verdichter zum Verdichten eines Kältemittels. Unter Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät, das zur
Haushaltsführung in Haushalten oder im Gastronomiebereich eingesetzt wird, und insbesondere dazu dient Lebensmittel und/oder Getränke bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine
Kühlgefrierkombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinkühlschrank.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ventilanordnung;
Fig. 2 einen Verdichter; und Fig. 3 eine Ventilanordnung; eine Ventilanordnung. Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Ventilanordnung umfasst eine Ventilplatte 101 , in deren Ecken Bohrlöcher 103 angeordnet sind. Ferner ist ein Ventil 105 vorgesehen, das einen Halterahmen 107 aufweist, welcher beispielsweise kreisförmig ist und eine
Ventilzunge 109 umgibt. Die Ventilzunge 109 ist bevorzugt entlang einer Biegekante 1 10, welche innerhalb des Zylinderraums verläuft, biegsam. Dadurch wird sichergestellt, dass die Ventilzunge 109 vollständig innerhalb des Zylinderraums federn kann.
Die Ventilzunge 109 ist an dem Halterahmen 107 federnd gelagert und beispielsweise als ein federnder, innen liegender Vorsprung des Halterahmens 107 gebildet. Die Ventilzunge 109 umfasst einen äußeren Randbereich, welcher zum Freigeben oder Verschließen eines in Fig. 1 gestrichelt eingezeichneten Durchbruchs 1 1 1 in der Ventilplatte 101 vorgesehen ist. Die Ventilplatte 101 kann einen weiteren Durchbruch 1 15 aufweisen, welcher beispielsweise zentral angeordnet ist und mittels eines an der Ventilplatte 101 rückseitig angeordneten Ventils verschließbar sein kann. Hierbei kann die Ventilzunge 109 eine Aussparung 1 13 aufweisen, um den weiteren Durchbruch 1 15 nicht zu verdecken.
Der Halterahmen 107 ist jedoch optional. Gemäß einer Ausführungsform kann die Ventilzunge 109 innerzylindrisch unmittelbar mit der Ventilplatte beispielsweise durch Klebung oder durch Annietung oder durch Lötung verbunden sein. Die Ventilzunge kann jedoch auch außerzylindrisch liegende Bereiche aufweisen. In diesem fall kann der Verlauf der Biegekante beispielsweise durch eine innerzylindrische Einkerbung oder Perforierung oder Materialeindünnung erzeugt bzw. erzwungen werden. Gemäß einer Ausführungsform liegen die Oberflächen der Ventilzunge 109 und des Halterahmens 107 in einer Ebene, wobei sich der Halterahmen 107 bis zu einer kreisförmigen Kontur 1 17 erstrecken kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein Ausgleichsring 1 19 vorgesehen sein, welcher die Ventilzunge 109 umgibt und sich nach außen bis zu der kreisförmigen Kontur 1 17 erstreckt. Ist die Dicke des Ventils 105 geringer als eine Dicke einer Dichtungsschicht, mit welcher die Ventilplatte 101 versehen sein kann, so kann der Dickenunterschied durch den vorstehend genannten
Ausgleichsring 1 19, welcher eine definierte Abrollkante aufweisen kann, ausgeglichen werden. Der Ausgleichsring 1 19 kann entweder als eine Erhöhung an der Ventilplatte 101 oder als eine Erhöhung am Zylinder eingesetzt werden. Der Ausgleichsring 1 19 weist bevorzugt einen Radius auf, welcher eine Hindurchführung eines Kolbens bis zur Ventilzunge 109 ermöglicht. Die Dichtung kann seitlich in Fig. 1 angedeutete
Aussparungen 121 aufweisen, welche zu einer Minimierung einer Verformung der Dichtung bei unterschiedlichen Druckverhältnissen führen können. Das Ventil 105 kann beispielsweise in der Gestalt eines Ventilrings geformt sein und/oder eine Dicke zwischen 0, 15 und 0,25 mm aufweisen.
Optional ist die Ventilplatte 101 mit einer Bypass-Öffnung 121 sowie mit einer
Saugzuführöffnung 123 versehen. Die Ventilplatte 101 kann ferner Positionierungsausnehmungen 125 aufweisen, welche eine Positionierung der Ventilplatte 101 bezüglich des Zylinderraums oder in einem Gehäuse eines Verdichters ermöglichen. Ferner sind in Fig. 1 rückseitige Befestigungsnieten 127 angedeutet, welche zur
Befestigung eines den weiteren Durchbruch 1 15 verschließenden Ventils vorgesehen sind. Zur Verlustminimierung sowie zur Sicherstellung einer Ventilfunktion kann das Ventil 105 vorteilhaft bezüglich der Ventilplatte 101 über Passstifte positioniert werden, welche in den Ausnehmungen 128 in dem Halterahmen 107 bzw. in dem Ausgleichsring 1 19 aufgenommen werden können.
Durch die in Fig. 1 dargestellte Ringanordnung wird erreicht, dass die Ventilabmessungen bei gleicher Funktionalität kleiner ausfallen können, was zu einer Reduzierung der
Herstellungs- und Montagetoleranzen führt. Darüber hinaus kann anstatt einer doppelten Metallsickendichtung auf eine einfache Metallsickendichtung zurückgegriffen werden, was eine weitere Kostenreduktion ermöglicht. Des Weiteren kann der resultierende
Bauteileverbund besser abgestimmt werden und engeren Toleranzen unterliegen. Das in Fig. 1 dargestellte Ventil 105 ermöglicht aufgrund der innen liegenden Ventilzunge 109 eine hohe Reproduzierbarkeit und Effizienz in der Kälteleistung, falls der dieses Ventil enthaltende Verdichter in einem Kältegerät eingesetzt wird. Ein Grund hierfür ist ein nur geringer Schadraum, welche eine Reduktion von Fertigungs- und Montagetoleranzen ermöglicht.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Verdichters mit der in Fig. 1 dargestellten
Ventilanordnung. Der Verdichter umfasst einen Zylinder 201 mit einem Zylinderraum 203, in welchem ein Kolben 205 bewegbar ist. Die Ventilplatte 101 umfasst einen Durchbruch 207, welcher dem Durchbruch 1 1 1 entsprechen kann und mittels der Ventilzunge 109 bei Zylinderüberdruck verschlossen wird. Ferner ist rückseitig ein weiteres Ventil 209 vorgesehen, welches zum Freigeben oder zum Verschließen des weiteren Durchbruchs 1 15 dient und beispielsweise in der Gestalt einer Lamelle geformt sein kann. Das weitere Ventil 209 kann jedoch ebenfalls ringförmig gebildet sein und einen äußeren Halterahmen aufweisen, welcher zu Halterung einer innen liegenden Ventilzunge vorgesehen ist.
Die Ventilplatte 101 kann rückseitig mit einer Dichtungsschicht 21 1 versehen sein, deren Dicke größer als die Dicke des Ventils 105 ist. Die Dichtungsschicht 21 1 ist bevorzugt um das Ventil 105 herum ausgespart, wodurch sich ein Dickeunterschied zwischen einer dem Zylinderraum 203 zugewandten Oberfläche der Dichtungsschicht und einer
Ventiloberfläche ergeben kann. Zum Ausgleich des Dickeunterschieds kann ein
Ausgleichsring 213 vorgesehen sein, dessen Durchmesser bevorzugt so gewählt ist, dass der Kolben 205 durch den Ausgleichsring 213 in Richtung des Ventils 105
hindurchbewegt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann zur Positionierung der Ventilplatte 101 ein
Positionierstift 215 in entsprechenden Aufnahmen in der Ventilplatte 101 und in dem Ausgleichsring 213 oder in einer Zylinderwandung vorgesehen sein. Bevorzugt überlappt ein Ventilrand, welcher ein äußerer Abschnitt des Halterahmens 107 sein kann, die Zylinderöffnung und dient so als Einspann- und Abdichtstelle. Der
Ventilrand kann auch in das Innere des Zylinderraumes 203, beispielsweise seitlich, ragen und eine starre Einspannstelle für die elastische Ventilzunge 109, welche ein elastisches Lammellenteil sein kann, bilden. Somit wird gewährleistet, dass sich die Ventilzunge 109 nur im Inneren des Zylinderraumes 203 bewegen kann. Dabei steht eine Federrate der Ventilzunge 109 und die bewegte Masse im Einklang mit der starren Einspannstelle. Ferner können unterschiedliche Geometrien der Ventilzunge 109 oder des Ventils zum Einsatz kommen, um beispielsweise mehr als eine Durchgangsöffnung in der Ventilplatte freizugeben oder zu verschließen.
In der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Kolbens 205 wird beispielsweise in dem
Zylinderraum 203 ein Überdruck erzeugt, wodurch die Ventilzunge 109 den Durchbruch 207 verschließt. Die Ventilzunge 109 wirkt dabei ausschließlich in dem Zylinderraum 213, weil deren Biegekante in dem Zylinderraum 213 verläuft. Bei Überdruck wird das Ventil 209 zurückgedrängt, wodurch der weitere Durchbruch 207 freigegeben wird, sodass ein bei Unterdruck in den Zylinderraum 203 über den Durchbruch 207 gelangtes Fluid aus dem Zylinderraum 203 wieder herausgepresst wird.
Fig. 3 zeigt eine zylinderraumseitige Ansicht einer Ventilanordnung mit einer Ventilplatte 301 , in deren Ecken Befestigungslöcher 303 zum Befestigen der Ventilplatte 301 in einem Gehäuse vorgesehen sind. Die Ventilplatte 301 weist ein Ventil 305 auf, welches als eine Ventillamelle geformt und mittels der Nieten 307 mit der Ventilplatte 301 fest verbunden ist. Das Ventil 305 umfasst eine Ventilzunge 309 zum Freigeben oder Verschließen eines ersten Durchbruchs, welcher in der in Fig. 3 dargestellten Stellung der Ventilzunge 309 durch diese verdeckt ist. Die Ventilplatte 301 umfasst ferner einen zweiten Durchbruch 31 1 , welcher zentral angeordnet ist. An der dem Zylinderraum abgewandten Seite der Ventilplatte 301 ist ein weiteres Ventil befestigt, das den zweiten Durchbruch 31 1 in Abhängigkeit von den in dem Zylinderraum herrschenden Druckverhältnissen verschließt oder freigibt. Das weitere Ventil kann die Merkmale der Ventile 105 und 305 aufweisen.
Zur Sicherstellung, dass die Ventilzunge 309 innerzylindrisch federt, ist diese mit einer innerzylindrischen Biegekante 313 versehen, welche innerhalb des gestrichelt angedeuteten Zylinderraumumfangs 315 verläuft. Die Biegekante kann beispielsweise gradlinig oder wellenförmig oder kurvig verlaufen. Die Ventilzunge 309 kann zur
Festlegung des Verlaufs der Biegekante beispielsweise angeschnitten sein oder eine Materialdickenänderung oder eine Einkerbung oder eine Perforation oder seitliche Ausnehmungen aufweisen. Auf diese Weise kann trotz der außerzylindrischen
Befestigung der Ventilzunge 309 sichergestellt sein, dass deren wirksamer Abschnitt aufgrund der innerzylindrischen Biegekante 313 innerzylindrisch federn kann, sodass keine gesonderte Spannungsoptimierung der Biegekante notwendig ist.
Bezugszeichenliste
101 Ventilplatte
103 Bohrlöcher
105 Ventil
107 Halterahmen
109 Ventilzunge
1 10 Biegekante
1 1 1 Durchbruch
1 13 Aussparung
1 15 Durchbruch
1 19 Ausgleichsring
1 17 Kontur
121 Bypass-Öffnung
123 Saugzuführöffnung
125 Positionierungsausnehmungen
127 Befestigungsnieten
128 Ausnehmungen
201 Zylinder
203 Zylinderraum
205 Kolben
207 Durchbruch
209 Weiteres Ventil
21 1 Dichtungsschicht
213 Ausgleichsring
215 Positionierstift
301 Ventilplatte
303 Befestigungslöcher
305 Saugventil
307 Nieten
309 Ventilzunge
31 1 Druckdurchbruch
313 Biegekante
315 Zylinderraumumfang 401 Ventilplatte
403 Befestigungslöcher
405 Saugventil
407 Nieten
409 Ventilzunge
41 1 Druckdurchbruch
413 Zylinderraumumfang

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verdichter, mit einem Zylinder mit einem stirnseitig offenen Zylinderraum (203), mit einer Ventilplatte (101 ) zum stirnseitigen Verschließen des Zylinderraums (203), wobei die Ventilplatte (101 ) einen Durchbruch (207) zum Zylinderraum (203) aufweist, und mit einem zylinderraumseitig angeordneten Ventil (105) mit einer Ventilzunge (109) zum Verschließen des Durchbruchs (207), dadurch
gekennzeichnet, dass die Ventilzunge (109) eine Biegekante (1 10) aufweist, welche innerhalb des Zylinderraums (203) verläuft.
2. Verdichter gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilzunge
(109) entlang der Biegekante (1 10) federnd gelagert ist.
3. Verdichter gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Biegekante
(1 10) durch eine Materialänderung, insbesondere durch eine Perforierung oder Einschneidung oder Materialdickenänderung oder Einkerbung, festgelegt ist.
4. Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ventilzunge (109) an der Biegekante (1 10) auslenkbar ist.
5. Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ventilzunge (109) vollständig innerhalb des
Zylinderraums (203) angeordnet oder befestigt, insbesondere an der Ventilplatte (101 ) befestigt, ist.
6. Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Ventil (105) einen die Ventilzunge (109) zumindest teilweise umgebenden Halterahmen (107) aufweist, an welchem die Ventilzunge (109) entlang der Biegekante (1 10) federnd gelagert ist.
7. Verdichter gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (107) die Ventilzunge zumindest teilweise umgibt oder umschließt.
8. Verdichter gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der
Halterahmen (107) zwischen der Ventilplatte (101 ) und einer Stirnseite einer den Zylinderraum (203) umgebenden Zylinderwandung angeordnet ist.
Verdichter gemäß Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (107) den Zylinderraum (203) gegen die Ventilplatte (101 ) abdichtet.
Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (101 ) eine zumindest teilweise innerhalb des Zylinderraums (203) angeordnete Ausnehmung, insbesondere eine Fräsung, zur Aufnahme des Ventils (105) aufweist.
Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Ventil (105) ringförmig ist. 12. Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ventilplatte zylinderraumseitig mit einer
Dichtungsschicht (21 1 ) versehen ist, welche eine das Ventil (101 ) oder die Ventilzunge (109) umgebende Aussparung aufweist. 13. Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (101 ) einen weiteren Durchbruch (1 15) aufweist, welcher durch ein weiteres Ventil (209) verschließbar ist, das an einer dem Zylinderraum (203) abgewandten Seite der Ventilplatte (101 ) angeordnet ist. 14. Verdichter gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Ventil (209) eine Ventilzunge (209) zum Verschließen des weiteren Durchbruchs (1 15) und einen die Ventilzunge (209) zumindest teilweise umgebenden Halterahmen aufweist, wobei die Ventilzunge (209) an dem Halterahmen federnd gelagert ist. 15. Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit dem Verdichter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Verdichten eines Kältemittels.
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