DE3839500A1 - Schwingungsdaempfer fuer klimatisierungskompressoren - Google Patents
Schwingungsdaempfer fuer klimatisierungskompressorenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen inneren Schalldämpfer für
air conditioning-Kompressoren bzw. Klimatisierungsge
bläse, der zur Dämpfung von Druckschwingungen geeignet
ist. Die Erfindung umfaßt eine Verbesserung bekannter
Klimatisierungskompressoren in Kraftfahrzeugen wie
beispielsweise solchen der nachfolgenden US-Patent
schriften 38 64 801 und 40 70 136.
Die bisher bekannten Kompressorausbildungen umfassen
häufig gegossene Aluminiumzylinderkörper, in denen
axial angeordnete Zylinder ausgebildet sind, wobei
die Zylinder eines Zylinderkörpers mit Bezug auf die
Zylinder des anderen Körpers axial ausgerichtet sind.
In den Zylindern befinden sich hin- und hergehende
Kolben, die durch eine Taumelscheibe betätigt werden,
die zum Antrieb durch eine Taumelscheiben-Antriebs
welle ausgebildet ist.
Wenn die Taumelscheibe rotiert, werden die Kolben, die
mit der Taumelscheibe gleitbar in Eingriff stehen, hin-
und herbewegt, wodurch eine Pumpwirkung erfolgt. Kom
pressoreinlaß- und auslaßventile befinden sich am je
weiligen axialen Ende der Kompressoranordnung, um
die Strömung des Niedrigdruckkühlmittels in die Zylin
der und die Strömung des Hochdruckkühlmittels aus den
Zylindern zu einem Hochdruckauslaß anzupassen. Bei be
kannten Ausführungsformen ist es übliche Praxis, wie
in den oben angegebenen Patentanschriften erläutert wird,
daß das Gehäuse mit einem Kreuzungsdurchgang ausgebil
det wird, der jedes axiale Ende der Kompressoranordnung
mit einer zentral angeordneten Auslaßöffnung verbindet,
wobei sich letztere mit Bezug auf die Achse des Kom
pressors radial erstreckt. In den Gehäuseteilen wird
ein Hohlraum ausgebildet, so daß das Gehäuse als eine
Anfüllkammer wirken kann, und Druckschingungen, die an
den Strömungsauslaßseiten der Zylinder für jeden Ge
häuseteil entwickelt werden, werden axial zum Auslaß
übertragen. Die Schwingungen eines Hochdruckdurchgangs
interferieren im allgemeinen mit den in dem anderen
Gehäuseteil wirkenden Schwingungen und neutralisieren
diese, so daß sie einander leicht löschen.
Die Schwingungsdämpfung, die in einer Anordnung dieses
Typs erreicht wird, ist nicht vorherzusagen und es er
gibt sich kein praktischer Weg, die Länge der Auslaß
durchgänge, durch die die Schwingungen wandern, zu
variieren. Daher werden die Schwingungen als ein uner
wünschtes Kompressorgeräusch wahrgenommen, das manch
mal als Geräusch, Vibration und Härte (noise, vibration,
harshness NVH) bezeichnet wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Taumelplatten-Klimati
sierungskompressor mit einer drehbaren Taumelplatte und
in Zylinderkörpern angeordneten, axial beweglichen Kol
ben, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine Aus
strömöffnungsstruktur an einem axialen Ende des
Kompressors, einen Dämpfer, der ein Dämpfungsrohr
mit einer geringeren Querschnittsfläche als die
Querschnittsfläche der Öffnung umfaßt und eine das
Rohr umgebende Füllkammer, welche mit den Abgabe
seiten der Zylinder in Verbindung steht, wobei das
Rohr ein innerhalb der Zylinderkörper angeordnetes
offenes Ende aufweist, umfaßt, wodurch Druckschwin
gungen aufgrund der Pumpwirkung der Zylinder sich
gegenseitig löschen und somit Geräusch, Vibration
und Härte des Kompressors verringern.
Es wird somit ein Schwingungsdämpfer für einen Tau
melplatten-Klimatisierungskompressor angegeben,
der ein zur Einfügung in die Auslaßöffnung des
Kompressors ausgebildetes Rohr umfaßt, um eine in
nere Dämpfung herbeizuführen, wodurch die Druck
schwingungen gezwungen werden, in einem Rentrant-
Strömungsweg fortzuschreiten, wenn die Schwingungen
von einer Seite des Kompressors die Schwingungen von
der anderen Seite löschen oder neutralisieren.
Die Erfindung umfaßt einen verbesserten Schalldämpfer
oder Dämpfer, der geeignet ist, Druckschwingungen,
die vom Auslaß eines Taumelscheiben-Kompressors aus
gehen, als Ergebnis der Pumpwirkung des Hochdruck
kühlmittels zu reduzieren. Der Schwingungsdämpfer
der Erfindung umfaßt ein Rohr, das in die Ausström
öffnung eines air conditioning-Kompressorgehäuses
an einem axialen Ende der Kompressoranordnung einge
fügt werden kann. Das Rohr wirkt dahingehend, die
für das Kühlmittelgas, das durch den Kompressor zu
der Auslaßöffnung abgegeben wird, zur Verfügung
stehende Querschnittsfläche zu verringern und die
Strömung so zu begrenzen, daß Wellenformen und
Druckschwingungen in ihrer Intensität verringert
sind.
Das Dämpferrohr ist vorzugsweise aus einem Kunst
stofformmaterial gebildet und seine Installation
und sein Ersatz wird relativ einfach.
Unter bestimmten Betriebsbedingungen, wenn soge
nanntes Flüssigkeitsschlagen eintritt, kann der
Kompressor in der Lage sein, flüssiges Kühlmittel
durch die Ausströmöffnung zu pumpen, insbesondere
wenn die Umgebungstemperatur gering ist. Um eine
Schädigung des Kompressors aufgrund dieser Schlag
bedingung zu vermeiden, wurde in der vorliegenden
verbesserten Dämpferkonstruktion eine Druckent
lastungssperre vorgesehen. Die Entlastungssperre
ist so ausgebildet, zu brechen und die extremen
Innendrücke, die sich entwickeln können, herab
zumindern. Wenn die Druckentlastungssperre unter
Schlagbedingungen wegbricht, erhöht sich der Strö
mungsbereich zur Druckabgabeöffnung erheblich, mög
licherweise mehr als das Doppelte, wodurch der Kom
pressor vor möglicher Schädigung oder Versagen ge
schützt wird. Bei normalem Betrieb bleibt die Sper
re jedoch geschlossen. Die Sperre und das Dämpfer
rohr selbst dienen als einfacher wirksamer Innen
schalldämpfer.
Die Erfindung beseitigt die Notwendigkeit zur Ver
wendung eines größeren und schwereren inneren oder
äußeren Schalldämpfers. Sie ermöglicht auch rasche
Abmessung des Schalldämpfers, um jedem speziellen
Erfordernis einer Kompressorausbildung angepaßt zu
sein, lediglich durch Veränderungen hinsichtlich der
Länge des Rohrs oder der Größe des Strömungsquer
schnittsbereichs für das Rohr.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert,
in denen
Fig. 1 im Längsschnitt einen Dämpfer zur Ver
wendung in dem in Fig. 1A gezeigten Kompressor,
Fig. 1A eine Querschnittsansicht eines Kom
pressors, wobei das Dämpferrohr in der Kühl
mittelausströmöffnung für den Kompressor an
geordnet ist,
Fig. 1B eine Endansicht, gesehen von der Schnitt
linie 1B-1B der Fig. 1,
Fig. 2 eine Endansicht der Struktur der Fig. 1,
gesehen von der Ebene der Schnittlinie 2-2 der
Fig. 1,
Fig. 3 eine Endansicht eines der beiden Zylinder
blöcke, welche einen Teil der Anordnung der Fig. 1
bilden,
Fig. 4 eine Endansicht, die das gegenüberliegende
Ende des Zylinderblocks von Fig. 3 zeigt,
Fig. 5 eine Seitansicht einer Taumelplatte- und
Wellenanordnung, die einen Teil der Anordnung von
Fig. 1 darstellt,
Fig. 6 eine Endansicht der Struktur der Fig. 5,
gesehen von der Ebene der Schnittlinie 7-7 der
Fig. 5,
Fig. 7 eine Seitansicht eines Kolbens, der zur
Aufnahme in einen Zylinder des Zylinderblocks
der Fig. 3 und 4 ausgebildet ist,
Fig. 8 eine Draufsicht des Vorderteils der in
der Anordnung verwendeten Ventilplatte,
Fig. 9 eine Kanten- oder Stirnansicht der Plat
te der Fig. 8,
Fig. 10 eine Draufsicht einer Einlaßventilblatt
feder oder -zunge, die an jedem axialen Ende der
Zylinderblöcke angeordnet ist,
Fig. 11 eine Draufsicht der Auslaß- oder Aus
strömventilblattfeder, die an jedem axialen Ende
der Zylinderblöcke angeordnet ist,
Fig. 12 eine Endansicht des hinteren Gießkopfes
oder Gehäuses für die Anordnung; sie zeigt die
Innenöffnungs- und Durchgangsanordnung an der
Stirnwand der Öffnung in den Gießkopf,
Fig. 13 eine Querschnittsansicht entlang der
Ebene der Schnittlinie 13-13 der Fig. 12,
Fig. 14 eine Endansicht des vorderen Gießkopfes
des Gehäuses, wobei das Innere der Stirnwand des
Frontkopfes zusammen mit der Öffnungs- und Durch
gangsstruktur gezeigt ist,
Fig. 15 eine Querschnittsansicht entlang der
Ebene der Schnittlinie 14A-14A der Fig. 14,
Fig. 16 eine Draufsicht der Dichtung für das
Abgabezungen- oder Schutzventil und die Ventil
platte an jedem Ende der Zylinderblöcke, und
Fig. 17 eine Kanten- oder Stirnansicht der
Dichtung, gesehen von der Ebene der Schnitt
linie 16-16 der Fig. 15, wiedergeben.
Nachfolgend wird die Erfindung im einzelnen be
schrieben.
In Fig. 1 wird mit Bezugszeichen 21 allgemein ein
Dämpferrohr bezeichnet, das vorzugsweise aus form
barem Kunststoffmaterial wie beispielsweise einem
Nylonharz oder thermoplastischen Harz geformt ist.
Das Rohr ist vorzugsweise mit im allgemeinen halb
kreisförmigem Querschnitt ausgebildet, wie in Fig.
1B ersichtlich ist. Es ist an seinem linken En
de 23 offen. Sein rechtes Ende ist innen mit einem
Dämpferkopf 25 ausgebildet oder damit verbunden,
der im allgemeinen zylindrische Form aufweist. Der
Kopf 25 umfaßt einen zylindrischen Körper 27 mit
einem zylindrischen Inneren 29. Eine Ventilplat
te 31 ist an dem Rohr 21 ausgebildet und ist im
allgemeinen halbkreisförmig, wie aus Fig. 1B er
sichtlich. Die Ventilplatte besitzt einen geraden
Rand 33 und einen halbkreisförmigen Rand 35. Der
radial äußere halbkreisförmige Rand 35 der Ventil
platte 31 steht mit einer aufeinanderpassenden
halbkreisförmigen inneren Oberfläche 29 des Dämpfer
körpers 25 in Eingriff. Ein radial innerer Teil der
Ventilplatte im Bereich der geraden Linie 33 ist
so ausgebildet, daß sie sich biegt, wenn der Druck
an der linken Seite der Ventilplatte 31 einen vor
bestimmten Wert mit Bezug auf den Druck an der
rechten Seite überschreitet.
Der Dämpfer der Fig. 1 und 1B wird mit Bezug
auf den Kompressor selbst beschrieben, wobei
letzterer in den Fig. 1A bis 17 erläutert wird.
Im folgenden wird der Kompressor bschrieben, der
zur Anpassung des Dämpferrohrs der Fig. 1 und
1B ausgebildet ist.
In Fig. 1A bezeichnet die Zahl 10 im allgemeinen
ein gegossenes Gehäuse für den Klimatisierungs
kompressor. Das Gehäuse 10 enthält einen hinteren
Gehäuseteil 14 und einen vorderen Gehäuseteil 16,
der jeweils aus Spritzgußaluminiumlegierung ge
formt ist. Der Gehäuseteil 14 besitzt ein zylindri
sches Inneres 18 und eine integrale Stirnwand 20,
welche einen Teil des Spritzgusses bildet. Befesti
gungsvorsprünge 22 und 24 sind als Teil des Spritz
gusses oder Druckgusses ausgebildet und Befestigungs
bolzen werden in den in den Vorsprüngen 22 und 24
ausgebildeten Bolzenöffnungen aufgenommen.
Der Spritzgußaluminiumzylinderkörper 26, in dem eine
Mehrzahl zylindrischer Öffnungen ausgebildet ist,
ist selbst von zylindrischer Form und ist in die
Öffnung 18 mit einem sehr geringen Spiel zwischen
dem inneren Durchmesser der zylindrischen Öffnung
des Gehäuses 14 und dem äußeren Durchmesser des Zy
linderkörpers 26 eingepaßt.
Eine der Zylinderöffnungen in dem Zylinderkörper 26
ist bei 28 wiedergegeben. Ein Kompressorkolben 30
ist gleitbar in der Zylinderöffnung 28 aufgenommen.
Der vordere Kompressorkopf umfaßt ein Gegenge
häuseteil 16. Ähnlich wie das Gehäuseteil 14 be
sitzt das Gehäuseteil 16 eine kreisförmige zentra
le Öffnung, wie bei 32 ersichtlich. Ein Zylinder
körper 34, der selbst zylindrische Gestalt auf
weist, wird in der zylindrischen Öffnung 32 mit
einem minimalen Spiel zwischen seinem äußeren
Durchmesser und dem inneren Durchmesser der zy
lindrischen Öffnung 32 aufgenommen.
Eine Einlaßventilplatte in Form einer kreisförmi
gen Federstahlscheibe wird mit dem Bezugszeichen 36
bezeichnet. Diese Scheibe wird unter Bezugnahme auf
Fig. 11 beschrieben. Angrenzend an die Scheibe 36
befindet sich eine Frontventilplatte 38, die darin
ausgebildete Ventilöffnungen aufweist, die mit
Blattfederelementen der Einlaßventilscheibe 36
aufeinanderpassen. Diese vordere Ventilplatte 38
wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben.
Eine vordere Ausströmventilplatte 40, die unter
Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben wird, befindet
sich direkt angrenzend an die Ventilplatte 38.
Sie ist mit Blattfederventilelementen ausgebildet,
die mit in der Ventilplatte 38 ausgebildeten Ven
tilöffnungen übereinstimmen.
Eine vorderste Dichtungsplatte 42 ist zwischen der
vorderen Ausströmventilplatte 40 und der Stirn
fläche 44 der in dem Gehäuseteil 16 ausgebildeten
Öffnung 32 angeordnet. Die Fläche 44 ist eine be
arbeitete Oberfläche an der Innenfläche der Stirn
wand 46 des Gehäuseteils 16.
Wie sich aus Fig. 1A ergibt, ist der Zylinder
block 30 in Stoßbeziehung im Hinblick auf den
Zylinderblock 34 montiert, wobei die Stoßflächen
durch das gemeinsame Bezugszeichen 48 bezeichnet
sind. Wie sich aus Fig. 1A ergibt, ist die Zylinder
öffnung 28 mit der Zylinderöffnung 50 im Zylinder
block 34 ausgerichtet und bildet somit einen ge
meinsamen Zylinder für den hin- und hergehenden
Kolben 30.
Eine Taumelscheibenwelle 52 ist durch die Buchse 54
im Zylinderblock 34 und durch die Buchse 56 im Zy
linderblock 26 drehbar gelagert. Die Welle 52 er
streckt sich durch die Stirnplattenöffnung 58 in der
Stirnplatte 46. Eine Flüssigkeitsabdichtung 60 dich
tet das Innere des Gehäuses, wenn die Welle 52 in
der Wellenöffnung 58 rotiert, ab.
Ein stationärer Muffenwellenansatz 62 ist an einer
Stirnplatte 46 ausgebildet und ergibt einen Träger
für eine elektromagnetische Kupplung, die geeignet
ist, eine maschinengetriebene Rolle mit der Kom
pressorantriebswelle 52 zu verbinden.
Wie sich aus Fig. 1A und Fig. 7 ergibt, umfaßt
der Kolben zwei nebeneinander stehende Vorsprünge
94 und 96, die maschinell bearbeitet sind, um halb
kugelförmige Taschenausnehmungen 98 und 100 für die
Taumelscheibengleitelemente 102 bzw. 104 zu ergeben.
Die Gleitelemente sind mit einer ebenen Lagerfläche
versehen, welche mit Oberflächen 106 bzw. 108 der
in Fig. 1A und in Fig. 5 gezeigten Taumelplatten-
und Wellenanordnung in gleitbarem Eingriff steht.
Die Taumelplatte ist, wie sich am besten aus Fig. 5
ergibt, in einem Winkel relativ zu der Achse der
Welle angeordnet. Die Taumelplatte selbst, die mit
dem Bezugszeichen 111 bezeichnet ist, weist eine
Nabe 113 auf, die durch Pressen auf der Welle 52
eingepaßt ist und die durch Rippen bzw. Verzahnungen
114, die auf der Welle 52 vor der Anordnung der Tau
melplatte 111 auf der Welle durch den Preßsitzvor
gang gebildet sind, in der Stellung festgelegt ist.
Wenn die Welle 52 rotiert, verursacht die Taumelplat
te 106 aufgrund des Gleiteingriffs mit den Gleit
elementen 102 und 104, daß der Kolben 30 sich in dem
Zylinder, begrenzt durch die zylindrischen Öffnungen
28 und 50 in den Zylinderblöcken 26 bzw. 34 hin- und
herbewegt. Schubkräfte auf der Taumelplatte werden
durch die radialen Nadellageranordnungen 110 und 112
angepaßt, die entsprechend mit den Zylinderblöcken 26
und 34 in Eingriff stehen, wodurch der Schub auf der
Taumelplattennabe durch die Zylinderblöcke absorbiert
wird.
Die Gleitelemente 102 und 104 sind aus gesintertem
Metall gebildet und die ebenen Gleitflächen sind
porös genug, um einen Schmiermittelölfilm zu tragen,
wodurch eine abriebfeste Gleitlagerbeziehung mit Be
zug auf die Oberflächen 106 und 108 hergestellt wird,
wenn die Kolben hin- und hergehen.
Wie sich am besten aus Fig. 7 ergibt, ist der Kol
ben aus einem einheitlichen Spritzguß geformt. Er
enthält ein Brückenteil 115 von verringerter Tiefe
mit Bezug auf den Durchmesser der Enden des Kolbens.
Der Brückenteil wird während des Spritzgußvorgangs
mit einer oberen Oberfläche 116 gebildet, die unter
halb der Mittellinie 118 des Kolbens angeordnet ist.
Dies ermöglicht ausreichendes Spiel für den äußeren
Rand der Taumelplatte 111, wodurch störende Beein
flussung während des Betriebs des Kompressors ver
hindert wird. Dieser Spritzgußvorgang beseitigt
komplexe Bearbeitungsvorgänge, die für hin- und her
gehende Kolben von Taumelplattenkompressoren der
im Stand der Technik erläuterten und in der Beschrei
bung erwähnten Art üblich sind.
Wie sich aus Fig. 7 ergibt, ist der Kolben ein doppelt
wirkender Kolben und ist mit Kolbenenden 120 und 122
von gleichem Durchmesser versehen. Jedes Ende 120 und
122 besitzt eine Kolbendichtungsnut 124 und 126, die
einen Kolbendichtungsring aufnimmt.
Die hintere Gehäuseteilwand 20 des Gehäuseteils 14
besitzt Einlaß- und Auslaßdruckhöhlungen, die darin
während des Spritzgußvorgangs ausgebildet werden.
Der bei 128 gezeigte Niederdruckeinlaßhohlraum um
gibt die Welle 52, wie am besten bei Bezugszeichen 128
ersichtlich ist. Er ist von dem Hochdruckdurchgang 130
durch ein zylindrisches Prall- oder Stauelement 132
getrennt. Die Auslaßöffnung, die eine Hochdruckaus
strömöffnung darstellt, ist in den Fig. 1A und 12
durch das Bezugszeichen 134 wiedergegeben. Das obere
äußere Ende der zylindrischen Stauwand 132 paßt, wie
aus Fig. 12 ersichtlich, auf die Trennwände 136
und 138 und bildet eine Fortsetzung dieser Wände, wel
che den Auslaßdurchgang von dem Einlaßdurchgang 128
isolieren. In der Auslaßöffnung 134 ist das Schwin
gungsdämpfungsrohr oder der Schalldämpfer der Fig.
1 und 1B angeordnet, der vorzugsweise aus Kunst
stoffmaterial gefertigt ist. Das linke Ende 23 des
Rohrs 21 wird, wie sich aus Fig. 1A ergibt, in dem
Ausströmdurchgang 150 des hinteren Zylinderblocks 26
aufgenommen. Dieser Durchgang ist am besten unter
Bezugnahme auf Fig. 3 ersichtlich.
Wenn Hochdruckausströmgase zur Ausströmöffnung 150
des Zylinderblocks 26 verteilt werden, wandern sol
che Gase in den in der Spritzgußstirnplatte des Ge
häuseteils 14 gebildeten Ausströmdurchgang 130.
Bevor sie jedoch zu der Ausströmöffnung 134 beför
dert werden, müssen sie ihre gerichtete Strömung zu
der linken Öffnung des Rohrs 21 des Dämpfers um
kehren. Der Strömungsdurchgang in dem Rohr 21 weist
eine geringere Fläche als die Strömungsfläch der
Öffnung 134 auf. Dieser einen Umweg machende Strö
mungsweg für die Ausströmgase resultiert in einer
Dämpfung unerwünschter Druckschwingungen bei der Ab
gabe des Kühlmittels.
Druckschwingungen von der linken Seite des Kompressors
wandern durch den Durchgang 236 und interferieren mit
Druckschwingungen, die in entgegengesetzter Richtung
von der rechten Seite der Kompressoranordnung wandern.
Diese Schwingungen neigen dazu, miteinander zu inter
ferieren, wenn sie in die das Rohr 21 umgebende Füll
kammer eintreten. Die Rohrlänge wird so gewählt, daß
maximale Dämpfung eintritt. Es wurde gefunden, daß
beste Ergebnisse erreichbar sind, wenn das Rohr et
wa die halbe Länge des Durchgangs 50 in der Gehäuse
öffnung 14 aufweist.
In Fig. 13 ist die Einlaßöffnung für das Kühlmittel
bei 152 gezeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 12 sei
bemerkt, daß die Verbindung zwischen der Öffnung 152
und dem gewölbten Bereich des Einlaßdurchgangs 128
durch eine Brücke 154 unterbrochen ist. Die Ebene der
Innenfläche der Brücke 154 fällt mit der Ebene der
Innenfläche der Prallwand 132 zusammen. Gase, wel
che in die Öffnung 152 eintreten, wandern daher direkt
durch die Öffnungen 156 in der Blattfeder
ventilplatte 36, wie sich aus Fig. 10 ergibt.
Das Niederdruckkühlmittel wandert dann durch Öffnung
158 der in Fig. 8 gezeigten hinteren Ventilplat
te 38. Das Kühlmittelgas wandert dann durch Öffnun
gen 158, die in den Zylinderkörper 26 gegossen sind,
wie aus Fig. 3 ersichtlich.
Die Gase sammeln sich dann im Bereich 160. Von dort
gehen die Kühlmittelgase in jeden der anderen ge
gossenen Niederdruckdurchgänge 162 und 164, wie aus
Fig. 3 ersichtlich. Das rechte Ende jeweils dieser
in Fig. 3 ersichtlichen Durchgänge steht in Ver
bindung mit dem Niederdruckdurchgang 128, der in der
Stirnwand 20 des früher beschriebenen Gehäuseteils 14
eingegossen ist.
Wie aus Fig. 13 ersichtlich, ergibt sich eine zwei
te Brücke 166, welche die Stauwand 132 mit der äuße
ren Gehäusewand überbrückt. Die Innenfläche dieser
Brücke 166 ist mit Bezug auf die Basis des Einlaß
durchgangs 128 niedriger als die maschinell bearbei
tete Oberfläche der Brücke 154. Somit wird eine direk
te Verbindung zwischen der Öffnung 152 und der in
der Ventilplatte der Fig. 8 gebildeten Öffnung 168
möglich.
Die Ventilblattfederscheibe der Fig. 10 umfaßt ein
biegsames freitragendes Ventilteil 170, das mit der
Öffnung 168 übereinstimmt und Strömung in einer Rich
tung durch die Öffnung 168 ermöglicht, wenn der Kol
ben für den daran angrenzenden benachbarten Zylinder
seinen Ansaughub ausführt. Die Brücke 168 wirkt als
teilweise Sperre, die den Durchgang eines sogenann
ten Kühlmittelschlags in flüssiger Form in den be
nachbarten Zylinder verhindert und relativ gleich
mäßige Verteilung des Kühlmittels auf jeden der ande
ren Zylinder ermöglicht. Dies erfolgt durch Sicher
stellung, daß der Hauptteil des Kühlmittels, mög
licherweise 80% der Einlaßströmung zu dem Hohl
raum 160 geleitet werden und von dort durch die In
nenströmungsansaugdurchgänge 162, 164 und 158 ver
teilt wird, von wo es zu dem in der Stirnplatte 20
des Gehäuseteils 14 ausgebildeten gegossenen Ansaug
durchgang 128 befördert wird.
Wie aus Fig. 10 ersichtlich, liegen mehrfach frei
tragende Ventilelemente bei 176 und 178 sowie bei
170 vor. Diese Ventilelemente oder Blattfedern stim
men mit den Ventilplattenöffnungen 180, 182, 184 und
186 sowie mit Öffnungen 158 überein. Der Zylinder
block 26 weist, wie aus Fig. 4 ersichtlich, fünf
Zylinderöffnungen auf, die fünf Kompressorkolben auf
nehmen und jederZylinder wird von einem gesonderten
Exemplar der in Fig. 10 gezeigten Ventilblattfedern
bedient. Wenn jeder Kolben 130 in Richtung nach links
gestoßen wird, wie in Fig. 1 ersichtlich, wird Kühl
mittel durch die Ventilplattenöffnung und an der da
mit verbundenen Ventilblattfeder vorbei gezogen. Das
Kühlmittel wird dann von der Öffnung 128 im Fall der
Zylinder 188, 190, 192 und 194, die in Fig. 3 ge
zeigt sind, gezogen. Im Fall des Zylinders 196 der
in Fig. 3 gezeigt ist, wird Kühlmittel direkt von
der Öffnung 152 durch die Brücke 168 gezogen.
Die Ausströmblattfederanordnung der Fig. 11 ent
hält eine Mehrzahl von Blattfederventilelementen,
die mit den Bezugszeichen 198, 200, 202, 204 und
206 gesondert bezeichnet sind. Jedes dieser Ventil
elemente paßt mit den Hochdruckausströmöffnungen
208, 210, 212, 214 und 216, wie aus Fig. 9 er
sichtlich, aufeinander. Jede dieser Öffnungen dient
als eine Ausströmöffnung für das Hochdruckkühl
mittel, wenn die Kolben für die entsprechenden Zylin
der nach rechts gestoßen werden, wie in Fig. 1A
ersichtlich. Die in Fig. 12 gezeigten Ausström
blattfedern ermöglichen eine Strömung der Hoch
druckgase in einer Richtung in den vorher mit Be
zug auf Fig. 12 beschriebenen Ausströmungsweg 130.
Eine Stauwand 132 ist bei 218 abgetrennt, um eine
Verbindung zwischen dem Durchgang 130 und dem Aus
strömdurchgang 134 zu ermöglichen.
Der Zylinderblock 34 ist mit dem Zylinderblock 26
identisch und austauschbar. Die Ventilplatte, die
Einlaßblattfedern und die Auslaßblattfedern, die
mit Bezug auf den hinteren Gehäuseteil 14 beschrie
ben wurden, sind identisch mit solchen, die mit
Bezug auf den vorderen Gehäuseteil 16 wirken. Ähn
lich wie der hintere Gehäuseteil 14, ist der in
Fig. 14 gezeigte vordere Gehäuseteil 16 mit ge
gossenen Hochdruck- und Niederdruckdurchgängen ver
sehen. Der bei 220 gezeigte Hochdruckdurchgang ent
spricht dem Hochdruckdurchgang 130 des hinteren
Gehäuseteils. Der Niederdruckdurchgang 222 der Fig.
14 entspricht dem Niederdruckdurchgang 128 des
hinteren Gehäuseteils.
Eine Prall- oder Stauwand 224, die der Stauwand 132
des hinteren Gehäuseteils 14 entspricht, trennt die
Durchgänge 220 und 222. Die Wand 224 ist diskontinu
ierlich, wie bei 226 gezeigt, um eine Verbindung
zwischen dem Durchgang 220 und der Auslaßöffnung 228
herzustellen, wie aus Fig. 1A ersichtlich. Der Be
reich 230, wie in Fig. 1A und Fig. 14 ersichtlich,
welcher den Hochdruckbereich darstellt, ist von dem
Niederdruckeinlaßdurchgang 222 durch Brückentei
le 232 und 234 der Stauwand 224 getrennt.
Das durch die pumpenden Kolben abgegebene Fließ
mittel bzw. die Flüssigkeit wandert aus dem Aus
strömdurchgang 220 und in den Bereich 230, worauf
sie durch den inneren Querdurchgang 236, wie in
Fig. 1A ersichtlich, wandert. Dieser Durchgang
entspricht dem Durchgang 150, der mit Bezug auf den
hinteren Zylinderblock der Fig. 4 beschrieben wor
den ist. Der Durchgang 150 und der Durchgang 236
passen an ihrer Stoßstelle aufeinander, um einen
kontinuierlichen Durchgang zu bilden, der mit der
Ausströmöffnung 142, wie in Fig. 1A ersichtlich,
in Verbindung steht. Dieser innere Querdurchgang
beseitigt die Notwendigkeit, ein gesondertes Quer
rohr vorzusehen, wie in einigen Anordnungen des
Standes der Technik, und es kann während des Spritz
gußvorgangs gebildet werden, wobei minimale Ober
flächenvergütungsvorgänge erforderlich sind.
In Fig. 16 ist eine Dichtungs- oder Abdichtplatte
gezeigt, die zwischen der Ventilplatte und der
inneren bearbeiteten Oberfläche der vorderen und
hinteren Gehäuseteile zwischengeschaltet ist. Die
Dichtung der Fig. 14, die unter Bezugnahme auf Fig.
1A beschrieben wurde und mit dem Bezugszeichen
140 bezeichnet wurde, enthält eine Öffnung 220
mit einer Hochdrucköffnung 186 in der Ventilplat
te der Fig. 8. Sie enthält auch Öffnungen 222,
224, 226 und 228, die mit gegossenen Endöffnungen
in dem vorderen Zylinderblock aufeinander passen,
die wiederum mit den gegossenen Endöffnungen über
einstimmen, die vorstehend mit Bezug auf den in Fig.
3 gezeigten Zylinderblock 26 beschrieben wur
den. Diese sind mit 150, 158, 160, 162 bzw. 164
bezeichnet.
Fig. 16 zeigt bei 230 eine Prägung, welche die
Achse der Welle 52 umgibt und welche die Öffnung
220 umhüllt. Die Prägung bildet eine kontinuier
liche Rippe oder Kante direkt angrenzend an die
bearbeitete innere Oberfläche der Stauwand 224, wie
in Fig. 14 gezeigt. Sie paßt auch auf die bearbei
tete Oberfläche der Brückenteile 232 und 234 der
Stauwand 224. Somit bildet die Prägung eine wirk
same Dichtung, die den gegossenen Hochdruckdurch
gang 220 von dem gegossenen Niederdruckdurchgang
222 trennt. Die Dichtung oder Abdichtung der Fig.
16 weist auch einen inneren Prägungsring 232
auf, der den Durchgang von Hochdruckkühlmittel aus
der Hochdruckausströmöffnung für die Zylinder aus
dem Bereich des Lagers 54 und der Wellenöffnung 58
verhindert.
Eine ähnliche Dichtung oder Abdichtungsplatte wird
zur Dichtung der Hochdruck- und Niederdruckdurch
gänge in der Stirnplatte 20 des hinteren Gehäuse
teils 14 verwendet.
Die Ventilplatte für den vorderen Zylinderblock ist
identisch mit der Ventilplatte für den hinteren Zy
linderblock. In ähnlicher Weise sind die Einlaß
ventilblattfedern und die Ausströmventilblatt
federn für die vorderen und hinteren Zylinder
blöcke einer mit Bezug auf den anderen identisch.
Diese Austauschbarkeit sowie die Austauschbarkeit
der Zylinderblöcke selbst vereinfacht sowohl die
Gestaltung als auch die Herstellung und Anordnung
der Komponenten und ermöglicht somit die Erzielung
verringerter Herstellungskosten und verbesserter
Zuverlässigkeit während des Betriebes nach der An
ordnung.
Radiale Arme, von denen einer bei 234 in Fig. 16
gezeigt ist, tragen die Nabe der Dichtung, auf der
die Prägung 232 ausgebildet ist.
In der Nähe des radial äußeren Randes der Dichtung
der Fig. 16 befinden sich Bügel, die der Schei
be Festigkeit verleihen, die jedoch aus der Ebene
der Dichtung herausgeschoben sind, wodurch freie
Strömung des Kühlmittelgases durch die Ventilplat
tenöffnungen und vorbei an den Einlaßventilblatt
federn ermöglicht wird. Die relative Lage der Bü
gel 236 mit Bezug auf die Ebene der Dichtung kann
unter Bezugnahme auf Fig. 1 ersehen werden, wo die
Dichtung im Querschnitt gezeigt ist.
Wie in Fig. 12 gezeigt, besitzt der hintere Gehäu
seteil 14 vier äußere Vorsprünge 237, 238, 240 und
242. In ähnlicher Weise besitzt der vordere Gehäuse
teil 16 Vorsprünge 243, 244, 246 und 248, die mit
den Vorsprüngen 237, 238, 240 und 242 des vorderen
Gehäuseteils 16 aufeinanderpassen. Jeder dieser Vor
sprünge weist eine Bolzenöffnung auf, um den Ein
tritt eines Klemmbolzens zu ermöglichen. Wenn die
Bolzen nach Anordnung der Bestandteile angezogen
werden, werden die Zylinderblöcke einer mit Bezug
auf den anderen in Übereinstimmung gebracht, und
eine vorbestimmte Belastung wird auf die Dichtung
aufgegeben. Somit werden wirksame Dichtungen her
gestellt. Der linke Rand des Gehäuseteils 14 wird
in dem rechten Rand des Gehäuseteils 16 aufgenom
men, wie aus Fig. 1A ersichtlich, und eine "O"-
Ringdichtung 250, die in einer "O"-Ringnut in dem
Gehäuseteil 14 aufgenommen wird, ergibt eine flüssig
keitsdichte Abdichtung zwischen den eingreifenden
Teilen.
Die vorher erwähnten Gleitschuhe, welche mit den Ober
flächen 106 und 108 der Taumelplatte in Eingriff ste
hen, sind aus einem pulverförmigen Metall gebildet,
das zu einer Härte von über 40 Rockwell C wärmebe
handelt sein kann. Es ist daher möglich, die Not
wendigkeit der Anwendung eines getrennten Schuhs
auf dem beweglichen Gleitelement wie in Ausbildun
gen nach dem Stand der Technik, wie solchen des im
Eingangsteil der Beschreibung aufgeführten bisher be
kannten Literaturstellen, zu beseitigen. Lediglich die
Gleitlagerflächen müssen durch Schleifen oder Polie
ren bearbeitet sein. Die Schuhe selbst können nach
der finish-Behandlung einer Trommelbehandlung unter
zogen sein oder nicht. Zusätzlich zu der Austausch
barkeit der Teile - z. B. die Einlaßventilscheibe, die
Auslaßventilscheibe und die Ventilplatte - kann eine
Vormontage der Ventilplatte mit der Dichtung und den
beiden Blattfederventilscheiben durch Festlegungs
stifte vorgenommen werden, die in Stiftöffnungen auf
genommen werden, welche in der Ventilplatte 38, wie
in Fig. 8 erläutert, ausgebildet sind. Diese Stifte
werden mit einem Klemmsitz in Stiftöffnungen 254 und
256, wie aus Fig. 8 ersichtlich, aufgenommen. Ent
sprechende Öffnungen 258 und 260 sind in dem Aus
strömventil der Fig. 11 ausgebildet und diese stim
men mit den Festlegstiften überein. In ähnlicher
Weise sind Festlegstiftöffnungen 258 und 260 in der in
Fig. 16 ausgebildeten Dichtung gebildet und diese
stimmen mit den Feststellstiften auch überein.
An der gegenüberliegenden Seite der Ventilplatte pas
sen Stiftöffnungen 262 und 264, wie aus Fig. 10 er
sichtlich, mit den Ventilstiften überein. Somit kön
nen die Ventilplatte, die Einlaßventilscheibe, die
Auslaßventilscheibe und die Dichtung vormontiert wer
den, um den Herstellungsvorgang zu vereinfachen. Nach
diesem Vormontiervorgang wird der Teilzusammenbau in
einpassende Stiftfeststellöffnungen 266 und 268, wie
in Fig. 4 für den hinteren Gehäuseteil gezeigt, ein
gefügt. Entsprechende Stiftöffnungen 270 und 272 für
den vorderen Gehäuseteil sind aus Fig. 14 ersicht
lich. Diese Feststellstifte schaffen eine richtige
winkelmäßige Einpassung der zusammengefügten Teile,
eines mit Bezug auf das andere. Es sind keine Halter
oder Befestigungsmittel erforderlich und die Her
stellungskosten und Montierkosten sind verringert,
und es wird erhöhte Zuverlässigkeit durch eine ver
einfachte Anordnung erreicht.
Die Herstellungsvorgänge werden weiter vereinfacht
durch die vorstehend erläuterte Kolbenkonstruktion.
Die Kolbenkonstruktion besitzt einen Brückenbereich,
der keine Oberflächenbearbeitung erfordert. Der
Brückenbereich wird während des Spritzgußvorgangs
gebildet und er erlaubt, daß der äußere Durchmesser
der Taumelplatte bei maximaler Verschiebung sich über
die Vorsprünge für die Gleitelemente erstreckt.
Es besteht keine Notwendigkeit zur Bearbeitung
eines Aussparungsbereichs in der Brückenober
fläche wie in den Konstruktionen des Standes der
Technik, von denen Beispiele in den in der vorlie
genden Beschreibung beschriebenen Literaturstellen
gezeigt sind. Bei dieser Ausbildung ist es zulässig,
daß die Taumelplatte in die Brückenfläche bei laufen
dem Eingriff an den Mittelpunktoberflächen der Brücke
in Eingriff kommt.
Die verbesserte Ausführung liefert ferner verbesser
te Zuverlässigkeit und vereinfachte Herstellungsab
läufe aufgrund des Spritzgußverfahrens zur Formung
der Taumelplatte selbst. Es entspricht normaler Pra
xis in der Ausbildung eines Taumelplattenkompres
sors, ein Gußschmiedeverfahren zu verwenden oder
ein Schmiedeverfahren ohne Gießen. Die Tiefe zwi
schen der Oberfläche des Schuhs und der Nabe der Tau
melplatte ist in der vorliegenden Ausbildung aus
reichend verringert, um genügende Festigkeit sicher
zustellen. Das Vorliegen des Kühlmittels in dem Be
reich der Taumelplatte liefert genügend Schmierung,
da ausreichend Schmieröl vorhanden ist. Aufgrund des
Kühlmittelgases kann sich ein Ölfilm kontinuierlich
entwickeln, über den die Gleitelemente wirken können.
Die Lager 54 und 56 für die Welle 52 sind stahlhinter
legte Muffenlager, die montiert werden können, ohne
daß weitere maschinelle Bearbeitung nach der Installa
tin erforderlich ist. Diese sind, wie in Fig. 1A
ersichtlich, den radialen Nadellagern 112 bzw. 110
benachbart angeordnet. Der Käfig für die radialen Wal
zen der Lager 112 und 110 rotiert in der üblichen
Weise zwischen zwei Stoßringen. Dies ergibt eine zen
trifugale Pumpwirkung, die Schmiermittel und Kühl
mittel von den Innenbordenden der Muffenlager
zieht. Ein Druckdifferential besteht zwischen der
Taumelplattenkammer und dem Einlaßringraum, der in
jede der Stirnplatten für die Gehäuseteile gegossen
ist. Die Existenz dieses Druckdifferentials schafft
eine Druckdifferenz über die Lager selbst und dies
wird duch die Zentrifugalwirkung der rotierenden
Käfige der radialen Nadellager unterstützt, die als
Drucklager wirken. Somit werden die Käfige der radia
len Nadellager, die als Drucklager wirken und die
Gleitlager geschmiert, wodurch die Zuverlässigkeit
des Kompressors weiter verbessert wird.
Claims (3)
1. Taumelplatten-Klimatisierungskompressor mit einer
drehbaren Taumelplatte und in Zylinderkörpern ange
ordneten axial beweglichen Kolben, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kompressor eine Ausströmöffnungs
struktur (134) an einem axialen Ende des Kompressors,
einen Dämpfer, der ein Dämpfungsrohr (21) mit einer
geringeren Querschnittsfläche als die Querschnitts
fläche der Öffnung umfaßt und eine das Rohr (21) um
gebende Füllkammer, welche mit den Abgabeseiten der
Zylinder in Verbindung steht, wobei das Rohr ein
innerhalb der Zylinderkörper angeordnetes offenes
Ende (23) aufweist, umfaßt, wodurch Druckschwingungen
aufgrund der Pumpwirkung der Zylinder sich gegen
seitig löschen und somit Geräusch, Vibration und Här
te des Kompressors verringern.
2. Klimatisierungskompressor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Dämpfer einen in der Ausström
öffnung (134) aufgenommenen Dämpferkörper (25), dessen
Querschnittsfläche größer als die Querschnittsfläche
des Rohrs ist und eine Ventilplatte 31, die einen
Teil des Dämpferkörpers bildet und in der Öffnung
angeordnet ist, wodurch eine Seite davon dem Kühl
mitteldruck in der Füllkammer ausgesetzt ist, um
faßt, wobei die Ventilplatte so ausgebildet ist,
daß sie sich biegt und die Verbindung zwischen der
Füllkammer und der Ausströmöffnung öffnet, wenn
der Kühlmitteldruck einen gewünschten Wert über
schreitet.
3. Klimatisierungskompressor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche
des Rohrs (21) etwa die Hälfte der Querschnitts
fläche der Öffnung (134) beträgt, wobei das Rohr
allgemein in Ausrichtung mit dem Ausströmdurchgang
in dem benachbarten Zylinderkörper steht.
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