DE2809571A1

DE2809571A1 - Eccentric rotary piston compressor - has working chambers connected via valves with annular inlet and outlet ducts in housing end cover

Info

Publication number: DE2809571A1
Application number: DE19782809571
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl Ing Gaschler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1978-03-06
Publication date: 1979-09-13

Abstract

The rotary piston compressor is partic. for use as a refrigerant compressor for vehicle air conditioning. It compresses a central housing mantle (3) with end cover (1, 2) and a piston (5) rotating on an eccentric shaft (4). The piston has a number (N) outwardly curved epitrochoid portions meshing with a greater number (N +1) outwardly curved mantle recesses forming the working chambers. The chambers connect with annular inlet (18) and outlet (19) ducts via inlet and outlet valves. The ducts and valves are arranged in one of the end covers (2), provided with inlet and outlet (17) connections. The annular ducts (18, 19) may be arranged side by side in an axial direction and separated by a partition (20).

Description

Rotationskolben-Kompressor insbesondere Kälte- Rotary piston compressor, especially refrigeration

mittelkompressor für Fahrzeug-Klimaanlagen Die Erfindung betrifft einen Rotationskolben-Kompressor der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Art. medium compressor for vehicle air conditioning systems The invention relates to a rotary piston compressor mentioned in the preamble of the main claim Art.

Eine Kreiskolbenmaschine dieser Bauart ist Gegenstand der Patentanmeldung P 26 12 487.8, die im Falle der Patenterteilung älteres Recht darstellt. Die ältere Konstruktion löst die Aufgabe, einen universell verwendbaren Rotationskolben-Kompressor, insbesondere für den Einsatz als Kältemittelkompressor für Fahrzeug-Klimaanlagen, zu schaffen, der, um Gewicht und Bauraum zu sparen, möglichst leicht und klein sein sowie mit nur zwei Anschlüssen für die Zu-und Ableitung des Arbeitsmittels auskommen soll.A rotary piston machine of this type is the subject of the patent application P 26 12 487.8, which represents the earlier right in the event of a patent being granted. The older one Construction solves the task of creating a universally usable rotary piston compressor, especially for use as a refrigerant compressor for vehicle air conditioning systems, to create that, in order to save weight and space, be as light and small as possible and manage with only two connections for the supply and discharge of the work equipment target.

Bei der älteren Konstruktion wird dies unter anderem dadurch erreicht, daß in jedem Kolbenbogen Ansaugöffnungen vorgesehen sind, die die Arbeitsräume zur Arbeitsmittelzufuhr mit einem Innenraum des hohl ausgebildeten Kolbens verbinden. Der Einlaß-Hingsammelraum wird also hier gleichsam durch einen Hohlraum im Kolben gebildet.In the older design, this is achieved, among other things, by that suction openings are provided in each piston arc, which the working spaces to Connect the working medium supply to an interior of the hollow piston. The inlet collecting space is here, as it were, through a cavity in the piston educated.

Dies führt bei der älteren Konstruktion dazu, daß, sofern man nicht Drehschieber einsetzt, die gegensinnig zum Kolben rotieren,man am Kolbenumfang Ventile anordnen muß, die demgemäß auch unter den bei der Rotation des Kolbens auftretenden Kräften stehen.In the case of the older construction, this leads to the fact that, if one does not Rotary valve uses, which rotate in opposite directions to the piston, one on the piston circumference Valves must arrange, which accordingly also under the occurring during the rotation of the piston Stand strong.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationskolben-Kompressor der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen, insoweit dem Gegenstand der älteren Anmeldung entsprechenden Art so auszubilden, daß die oben angeführte Aufgabe der Schaffung eines leichten und kleinen Rotationskolben-Kompressors unter Vermeidung des Vorhandenseins von Ventilen im Kolben gelöst wird Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche Die Erfindung erfordert also keine Ventile oder Drehschieber im Bereich des Kolbens, sondern sowohl die Zufuhr als auch die Abfuhr des Arbeitsmittels erfolgt über Ringsammelräume in einem der beiden Seitenteile des Gehäuses des Kompressors Damit braucht bei der Auslegung der Konstruktion des Kolbens auf die zur Zufuhr und Abfuhr des Arbeitsmittels zu treffenden Maßnahmen praktisch nicht Rücksicht genommen zu werden, da sich diese Maßnahmen allein auf den Bereich der einen Seitenwand erstrecken. Selbstverständlich muß dafür gesorgt werden, daß die Ringsammelräume über durch die Ventile freigegebene bzw gesperrte Kanäle in Verbindung gebracht werden können mit den Arbeitsräumen des Kompressors Das erfindungsgemäße Konstruktionsprinzip gestattet auch, alle Ventile in vorteilhafter Weise gemäß Anspruch 4 vor dem Zusammensetzen der Gehäuseeinzelteile auf einem gemeinsamen ringscheibenförmigen Ventilträger zu montieren, der im zusammengebauten Zustand des Kompressors sich in einem der Ringsammelräume befindet Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren erläutert, von denen Figur 1 einen Axialschnitt durch einen Klimakompressor für die Klimaanlage eines Fahrzeugs wiedergibt, während Figur 2 den in Figur 1 mit II-II bezeichneten Querschnitt, Figur 3 die in Figur 1 mit III bezeichnete Ansicht und Figur 4 die in Figur 3 mit IV-IV bezeichnete Schnittansicht wiedergeben. Die Figuren 5 und 6 zeigen in Draufsicht und in einem Axialschnitt eine Ausführungsmöglichkeit für einen ringscheibenförmigen Ventilträger.The invention is based on the object of a rotary piston compressor the one specified in the preamble of the main claim, insofar as the subject matter of the older one Registration appropriate type in such a way that the above task of the Creation of a light and small rotary piston compressor with avoidance the presence of valves in the piston is solved. The solution according to the invention this task is characterized by the features of the main claim. Beneficial Refinements of the invention are the subject matter of the subclaims. The invention requires so no valves or rotary slide valves in the area of the piston, but both Both the supply and the discharge of the working medium take place via annular collecting spaces in one of the two side parts of the housing of the compressor so that it needs to be designed the design of the piston to the supply and discharge of the working medium The measures taken are practically not taken into account, as these Measures extend only to the area of one side wall. Of course It must be ensured that the ring collecting spaces are released through the valves or blocked channels can be brought into connection with the work rooms of the compressor The construction principle according to the invention also allows all valves in an advantageous manner according to claim 4 before assembling the individual housing parts to be mounted on a common annular disc-shaped valve carrier, which is in the assembled State of the compressor is in one of the ring collecting spaces. An exemplary embodiment the invention is explained below with reference to the figures, of which FIG an axial section through a Air conditioning compressor for the air conditioning of a vehicle, while Figure 2 reproduces that in Figure 1 with II-II Cross-section, FIG. 3 the view labeled III in FIG. 1 and FIG. 4 the reproduce sectional view denoted by IV-IV in FIG. Figures 5 and 6 show in plan view and in an axial section a possible embodiment for one annular disc-shaped valve carrier.

Betrachtet man zunächst die Figuren 1 bis 4, so läuft in dem aus den beiden Seitenteilen 1 und 2 sowie dem Mantel 3 bestehenden Gehäuse der auf der angetriebenen Exzenterwelle 4 befindliche Kolben 5 um. Selbstverständlich interessieren im Rahmen der Erfindung Einzelersten der Ausbildung von Lagern und dergleichen nicht. Von Interesse ist aber die Bildung von in diesem Ausführungsbeispiel fünf Arbeitsräusen 6 bis 10 durch einen entsprechenden Verlauf der Innenxand 11 des Gehäusemantels 3 in Verbindung mit vier Kolbenbögen 12 bis 15, die durch eine Epitrochoide bestimmt sind. Die Innenkontur 11 des Mantelteils 3 des Gehäuses verläuft entsprechend der äußeren Hüllkurve des Kolbens 5 bei den Bewegungen desselben.If one first looks at FIGS. 1 to 4, then runs from the both side parts 1 and 2 and the shell 3 existing housing on the driven Eccentric shaft 4 located piston 5 to. Of course, interested in the frame the invention was not the first in the formation of bearings and the like. from What is of interest, however, is the formation of five working chambers in this exemplary embodiment 6 to 10 by a corresponding course of the inner wall 11 of the housing jacket 3 in connection with four piston arches 12 to 15, which are determined by an epitrochoid are. The inner contour 11 of the casing part 3 of the housing runs according to the outer envelope of the piston 5 during the movements of the same.

In Rahmen der Erfindung interessiert besonders die Ausbildung der Zufuhr und der Abfuhr des Arbeitsmittels für den Kompressor. In Figur 7 erkennt man auf dem in Figur 1 rechten Seitenteil 2 den Saug-oder Einlaßstutzen 16 sowie den Auslaßstutzen 17 für das Arbeitsdrittel; an diesen Stutzen sind im Betrieb des Kompressors verständlicherweise Leitungen oder dergleichen dicht angeschlossen. Die beiden Stutzen 16 und 17 münden in je einen Ringsammelraum 18 bzw.In the context of the invention, the training of the Supply and discharge of the working medium for the compressor. In Figure 7 recognizes on the right-hand side part 2 in FIG. 1, the suction or inlet connection 16 as well as the outlet port 17 for the working third; on these nozzles are in operation of the Understandably, the compressor lines or the like are tightly connected. The two nozzles 16 and 17 each open into an annular collecting space 18 or

19 (siehe insbesondere Figur 1) ein, die in axialer Richtung nebenoinander liegen, durch die Dichtungsscheibe 20 gegeneinander abgedichtet sind und von denen der Ringsammelraum 18 demgemäß einen 3inlaß-Ringsammelraum, dagegen der Raum 19 einen Auslaß-Ringsammelraun darstellt. Wie Figur 1 erkennen läßt, durchsetzt der Auslaßstutzen 17 gleichsam den Einlaß-Ringsammelraum 18 dicht, so daß er in den Auslaß-Ringsammelraum 19 einmündet.19 (see in particular FIG. 1), which are next to each other in the axial direction lie, are sealed against each other by the sealing washer 20 and of which the annular collecting space 18 accordingly a 3-inlet annular collecting space, on the other hand the space 19 represents an outlet ring collector. As Figure 1 shows, the penetrates Outlet port 17 as it were, the inlet annular plenum 18 tight so that it is in the Outlet ring collecting chamber 19 opens.

Die beiden Ringsammelräume 18 und 19 sind durch Unterteilung einer einzigen Kammer 21 mittels der Dichtungsscheibe 20 gewonnen; die Kammer 21 ihrerseits setzt sich zusammen aus einander zugekehrten Ausnehmungen 22 und 23 in dem Seitenteil 2 sowie der ringförmigen Abdeckung 24, die mit dem Seitenteil 2 verschraubt ist Am Boden der Ausnehmung 22 und damit des Auslaß-Ringsammelraums 19 befindet sich der allen Einlaß- und Auslaßventilen gemeinsame ringscheibenförmige Ventilträger 25, dessen Form im folgenden noch anhand der Figuren 5 und 6 erläutert wird. Wie Figur 4 erkennen läßt, ragt der Ventilträger 25 mit Vorsprüngen in Ausnehmungen 26 des Seitenteils 2 unter Bildung einer formschlüssigen Verbindung hinein.The two ring collecting spaces 18 and 19 are divided by a single chamber 21 obtained by means of the sealing washer 20; chamber 21 for its part is composed of facing recesses 22 and 23 in the side part 2 and the annular cover 24, which is screwed to the side part 2 At the bottom of the recess 22 and thus the outlet annular collecting space 19 is located the annular disk-shaped valve carrier common to all inlet and outlet valves 25, the shape of which is explained below with reference to FIGS. 5 and 6. As Figure 4 shows that the valve carrier 25 protrudes with projections in recesses 26 of the side part 2 with the formation of a form-fitting connection.

Der Ventilträger bildet örtliche Rohrstutzen 27, die unter dichtem bschluß gegen den Auslaß-Ringsammelraum 19 über den Kanal 28 eine Verbindung zwischen einem der Arbeitsräume 6 bis 10 einerseits und der Einlaß-Ringsammelleitung 18 andererseits herstellen, wenn infolge eines Unterdrucks in dem betreffenden Arbeitsraum das Einlaßventil 29 geöffnet wird. Dieses Ventil besteht, wie übrigens auch die Auslaßventile 30, im wesentlichen aus einer federnden Zunge 29' - beim Auslaßventil ist diese Zunge mit 30' bezeichnet -, und in dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel weisen diese Zungen tangential in entgegengesetzten Richtungen, so daß sie mittels derselben Befestigungsmittel 31 am Ventilträger 25 festgelegt werden können.The valve support forms local pipe sockets 27, which are under tight bschluss against the outlet ring collecting chamber 19 via the channel 28 a connection between one of the working spaces 6 to 10 on the one hand and the inlet ring manifold 18 on the other hand produce when the inlet valve as a result of a negative pressure in the working space in question 29 is opened. This valve, like the exhaust valves 30, essentially from a resilient tongue 29 '- this tongue is at the outlet valve denoted by 30 '-, and have in the embodiment shown in the figures these tongues tangentially in opposite directions so that they are by means of the same Fastening means 31 can be set on the valve support 25.

in dem Kanal 28 entsprechender Verbindungskanal zwischen dem Auslaß-Ringsammelraum 19 einerseits und einem der Arbeitsräume des xompressors andererseits ist in Figur 4 mit 32 bezeichnet. Sobald rend der Verringerung des Volumens dieses Arbeitsraums der Druck -n ihm genügend hoch ansteigt, öffnet sich automatisch das Auslaßventil 30, und das komprimierte Arbeitsmedium kann in den Auslaß-Ringsammelraum 19 und von diesem in den Auslaßstutzen 17 ausgestoßen ;;erden .in the channel 28 corresponding connecting channel between the outlet annular collecting space 19 on the one hand and one of the working spaces of the xompressor on the other hand is shown in FIG 4 denoted by 32. Once rend of reducing the volume of this work space If the pressure rises sufficiently high, the outlet valve opens automatically 30, and the compressed working medium can in the outlet annular plenum 19 and ejected by this into the outlet port 17 ;; earth.

Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, sind derartige Paare von Ein- und Auslaßventilen in der Anzahl der Arbeitsräume 6 bis 10 entsprechender Anzahl gleichmäßig über den Umfang des Ventilträgers 25 verteilt angeordnet. Ihr Aufbau ist identisch mit dem eben anhand der Ventile 29 und 30 beschriebenen und braucht daher nicht nochmals erläutert zu werden. Unmittelbar unter dem Auslaßstutzen 17 liegt das in Figur 1 deutlich erkennbare Auslaßventil 33. Auch hier erkennt man eine rohrstutzenartige Ausbildung 34 des Ventilträgers 25, die formschlüssig in der Ausnehmung 35 des Seitenteils 2 gehalten ist. Die Ausnehmungen 26 und 35 sowie die Längen der rohrstutzenartigen Bereiche, die in diese Ausnehmungen hineinragen, sind so aufeinander abgestimmt, daß das Seitenteil 2 eine ebene Auflagefläche 36 für den Kolben 5 bildet.As FIGS. 2 and 3 show, such pairs of inputs and Outlet valves in the number of working spaces 6 to 10 corresponding number evenly Arranged distributed over the circumference of the valve carrier 25. Their structure is identical with the one just described with reference to the valves 29 and 30 and therefore does not need to to be explained again. Immediately below the outlet port 17 is in Figure 1 clearly recognizable outlet valve 33. Here, too, one recognizes a pipe socket-like Training 34 of the valve carrier 25, which is positively locked in the recess 35 of the side part 2 is held. The recesses 26 and 35 and the lengths of the pipe socket-like Areas that protrude into these recesses are coordinated in such a way that that the side part 2 forms a flat support surface 36 for the piston 5.

Die Figuren 5 und 6 lassen die Gestalt des Ventilträgers 25 vor seinem Einbau und vor seiner Bestückung mit den zungenförmigen Ventilkörpern erkennen.Figures 5 and 6 leave the shape of the valve carrier 25 in front of his Recognize installation and before it is fitted with the tongue-shaped valve bodies.

Setzt man die durch den Pfeil 37 in Figur 2 angedeutete Bewegungsrichtung des Kolbens 5 voraus, so liegt der jeweilige Einlaßkanal 28 in der in Bewegungsrichtung des Kolbens ersten, dagegen der jeweilige Auslaßkanal 32 in der in Bewegungsrichtung des Kolbens zweiten Hälfte des jeweiligen sichelförmigen Arbeitsraumes. Dies trägt den gegensinnigen Änderungen der Volumen der beiden Hälften jedes Arbeitsraums durch den Kolben Rechnung.If one sets the direction of movement indicated by the arrow 37 in FIG of the piston 5 ahead, the respective inlet channel 28 lies in the direction of movement of the piston first, on the other hand the respective outlet channel 32 in the direction of movement of the piston second half of the respective sickle-shaped working space. This contributes the opposite changes in the volume of the two halves of each working space the piston bill.

Selbstverständlich läßt sich die Erfindung auch bei Kompressoren mit einer anderen Zahl von Arbeitsräumen mit Vorteil einsetzen.Of course, the invention can also be used with compressors Use a different number of workspaces to advantage.

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Claims

ANSPRüCHE Rotationskolben-Kompressor der innenachsigen Bauart mit Kämmeingriff und außenliegenden Kurvenerzeugungspunkten, insbesondere Kältenittelkompressor für Fahrzeug-Klimaanlagen, mit mindestens einem in einem feststehenden, aus einem mittleren Umfangsteil und zwei Seitenteilen bestehenden Gehäuse umlaufenden Kolben, der auf einer antreibenden Exzenterwelle drehbar gelagert ist und über ein Zahnradritzel mit einem feststehenden, innenverzahnten Zahnkranz in Kämmeingriff steht, wobei das Kolbenprofil aus einer Anzahl N durch eine Epitrochoide bestimmten Bögen besteht und die Innenkontur des Umfangsteils des Gehäuses nach der äußeren Hüllkurve des Kolbens verläuft und eine Anzahl N + 1 Bögen aufweist, die die bei dem Umlauf des Kolbens von den Kolbenbögen nacheinander beaufschlagten Arbeitsräume des Kompressors bilden, die über ihnen individuell zugeordnete, durch den Druck in ihnen betätigte Ein- und Auslaßventile in Verbindung stehen mit einem Ein- bzw. Auslaß-Ringsammelraum, von denen der Auslaß-Ringsammelraum mit den Auslaßventilen in einem der Seitenteile vorgesehen ist und in die ein Ein- bzw. REQUIREMENTS Rotary piston compressor of the internal-axis design with Combing engagement and external curve generation points, in particular refrigerant compressor for vehicle air conditioning systems, with at least one in a fixed, out of one middle circumferential part and two side parts existing housing revolving piston, which is rotatably mounted on a driving eccentric shaft and via a pinion gear stands in mesh with a fixed, internally toothed ring gear, wherein the piston profile consists of a number N arcs determined by an epitrochoid and the inner contour of the peripheral part of the housing according to the outer envelope of the Piston extends and has a number of N + 1 arcs, which in the circulation of the Pistons of the piston arcs acted upon one after the other working spaces of the compressor form, the individually assigned above them, actuated by the pressure in them Inlet and outlet valves are in communication with an inlet and outlet annular collecting chamber, of which the outlet ring collecting space with the outlet valves in one of the side parts is provided and in which an input or

Auslaßstutzen für ein Arbeitsmittel einmünden, die an dem einen Seitenteil angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Einlaß-Ringsammelraum (18) mit den Einlaßventilen (29) in dem einen Seitenteil (2) vorgesehen ist. Outlet stubs for a work equipment open out on one side part are arranged, characterized in that the inlet ring collecting space (18) with the inlet valves (29) in one side part (2) is provided.

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsammelräume (18,19) in axialer Richtung nebeneinander liegen.2. Compressor according to claim 1, characterized in that the annular collecting spaces (18,19) lie next to one another in the axial direction.

3. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsammelräume (18,19) durch mittels einer Dichtung (20) erfolgende Unterteilung einer Kammer (21) gebildet sind, die durch einander zugekehrte umlaufende Vertiefungen (22,23) in dem einen Seitenteil (2) und einer an ihm befestigten Abdekkung (24) gewonnen sind.3. Compressor according to claim 2, characterized in that the annular collecting spaces (18,19) by dividing a chamber (21) by means of a seal (20) are formed by facing circumferential depressions (22,23) in one side part (2) and a cover (24) attached to it are obtained.

4. Kompressor nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ventile (29,30) auf einem in einem der Ringsammelräume (18,19) befindlichen ringscheibenförmigen Ventilträger (25) angeordnet sind.4. Compressor according to one of claims 1 to 3, characterized in that that all valves (29,30) are located on one of the annular collecting spaces (18,19) annular disc-shaped valve carrier (25) are arranged.

5. Kompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilträger (25) den einen Ringsammelraum (19) dicht durchsetzende Leitungsstutzen (27,34) besitzt, die in den anderen Ringsammelraum (18) einmünden und die diesem zugeordneten Ventile (30) tragen.5. Compressor according to claim 4, characterized in that the valve carrier (25) has the pipe socket (27, 34) which tightly penetrates an annular collecting space (19), which open into the other annular collecting space (18) and the valves assigned to it (30) wear.

6. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (29,30) als Ventilkörper elastische Zungen (29',30') aufweisen, und daß die jeweils einem Einlaß- und einem Auslaßventil zugehörigen beiden Zungen (29',30') durch dieselben Befestigungsmittel (31) an dem Ventilträger (25) gehalten sind.6. Compressor according to claim 5, characterized in that the valves (29,30) have elastic tongues (29 ', 30') as the valve body, and that each an inlet and an outlet valve associated two tongues (29 ', 30') through the same Fastening means (31) are held on the valve support (25).

7. Kompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zungen (29',30'), ausgehend von den gemeinsamen Befestigungsmitteln (31), in entgegengesetzte, bezüglich des Ventilträgers (25) tangentiale Richtungen weisen.7. Compressor according to claim 6, characterized in that the two Tongues (29 ', 30'), starting from the common fastening means (31), in opposite, have tangential directions with respect to the valve support (25).

8. Kompressor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilträger (25) am Boden des dem Kolben (5) benachbarten der beiden Ringsammelräume (19) angeordnet und in Vertiefungen (26,35) des Seitenteils (2) formschlüssig gehalten ist.8. Compressor according to one of claims 4 to 7, characterized in that that the valve carrier (25) at the bottom of the piston (5) adjacent of the two annular collecting spaces (19) arranged and held in a form-fitting manner in recesses (26, 35) of the side part (2) is.

9. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Einlaßkanal (28) in der in Bewegungsrichtung des Kolbens (5) ersten, dagegen der jeweilige Auslaßkanal (32) in der in Bewegungsrichtung des Kolbens (5) zweiten Hälfte des jeweiligen sichelförmigen Arbeitsraums (6-10) liegt.9. Compressor according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the respective inlet channel (28) is in the first, in the direction of movement of the piston (5), on the other hand, the respective outlet channel (32) in the direction of movement of the piston (5) second half of the respective sickle-shaped work space (6-10) is located.