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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kompressor, der für eine Klimaanlage
eines Fahrzeuges benutzt wird, und insbesondere einen Kompressor mit
einem Einzelkopf-Kolben, der einen Aufbau zur Reduzierung der Druckpulsation
des ausgestoßenen Gases
hat.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Im
allgemeinen werden Geräusche
bei einer Klimaanlage für
ein Fahrzeug in Folge einer Druckpulsation des zugeführten oder
ausgestoßenen
Gases erzeugt. Um ein Geräusch
zu verringern, das in den Innenraum des Fahrzeuges durch einen Verdampfer übertragen
wird, ist es notwendig die Druckpulsation des zugeführten Gases,
das längs
einer Ansaugleitung gefördert
wird, zu verringern.
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Insbesondere
macht im Vergleich zu einem fixierten Kompressor ein veränderbarer
Kompressor, der eine lange Zeit bei einem niedrigen Durchsatz des
Kühlmittels
in einem gering schmierenden Fluid arbeitet, in Folge der Druckpulsation
des zugeführten oder
ausgestoßenen
Gases einen erhöhten
Lärm. Somit
ist eine Struktur zur Geräuschreduzierung
notwendig.
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Ein
Aufbau zur Verringerung der Druckpulsation eines zugeführten oder
ausgestoßenen
Gases bei einem bekannten, veränderbaren
Kompressor einer Einzelkopf-Kolben-Bauart für ein Fahrzeug ist in der 1A und
in der 1B gezeigt, in der eine Ansaugdämpfer-Kammer 1 und
eine Auslassdämpferkammer 6,
deren offenen Enden einander gegenüber stehen, an Außenumfangsflächen eines
Zylinderblocks 14 und eines hinteren Gehäuses 9 montiert sind,
und Ränder
der offenen Enden der Ansaug- und Auslass-Dämpferkammern 1 und 6 zur
Abdichtung miteinander verbunden sind. Ein Dämpferraum, der ausreichend
ist, um die Druckpulsation des zugeführten oder des ausgestoßenen Gases
zu verringern, kann erhalten werden, ohne dass die Gesamtlänge des
Kompressors vergrößert wird.
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Bei
dem bekannten Dämpfer,
der an der Außenumfangsfläche eines
Gehäuses
montiert wurde, wird das Gehäuse
unvermeidlich verlängert,
obwohl die Gesamtlänge
des Kompressors nicht vergrößert wurde,
so dass sich eine Vergrößerung des
Gesamtvolumens des Kompressors ergibt. Somit kann der bekannte Dämpfer bei
einem Kompressor für
ein Fahrzeug, der das Erfordernis erfüllen muss, dass dieser klein
und leicht ist, nicht in geeigneter Weise verwendet werden.
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Aus
der
US 5,971,716 ist
ein veränderbarer Verdrängungskompressor
bekannt, der einen Kompressorkörper
zur Komprimierung von Gas, das von einem externen Kreislauf zugeführt wird,
und zum Ausstoßen
des komprimierten Gases in den externen Kreislauf aufweist. Ein
Dämpfer
ist zwischen dem Kompressorkörper
und dem externen Kreislauf zur Vermeidung einer Pulsation, die durch
die Komprimierung des Gases in dem Kompressorkörper verursacht wird, angeordnet.
Ein Verdrängungs-Kontrollventil
ist zur Kontrolle der Verdrängung
des Kompressorkörpers
vorgesehen. Das Verdrängungskontrollventil
ist an einer Abdeckung befestigt, die an dem Dämpfer angeordnet ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kompressor, der die Druckpulsation
des ausgestoßenen Gases
und den Lärm
in Folge der Druckpulsation verringern kann, während das Gesamtvolumen des Kompressors
aufrechterhalten bleibt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch einen Kompressor, der die Druckpulsation
und den Lärm
in Folge der Druckpulsation reduzieren kann, während die Gesamtlänge und
das Gesamtvolumen des Kompressors aufrechterhalten ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch einen Kompressor, der die Druckpulsation
des zugeführten Gases
und den Lärm
in Folge der Druckpulsation verringern kann, während ein Raum aufrechterhalten bleibt,
der durch eine Auslasskammer innerhalb eines hinteren Gehäuses des
Kompressors eingenommen wird.
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kompressor vorgesehen,
der sich Kühlgas
von einem externen Kühlkreislauf
zuführt,
das zugeführte Kühlgas verdichtet
und das verdichtete Kühlgas
ausstößt, der
folgende Bauteile aufweist: einen Zylinderblock, der mehrere Bohrungen
hat, und eine Ansaugdämpfer-Kammer,
die eine Ansaugöffnung
hat, die mit einem externen Kühlkreislauf
verbunden ist, der an der äußeren Umfangsfläche des
Zylinderblocks installiert ist, ein vorderes Gehäuse, das mit der Vorderseite
des Zylinderblocks verbunden ist und eine Kurbelkammer bildet, eine
Antriebswelle, die so gelagert ist, dass diese sich in Bezug auf
den Zylinderblock und das vordere Gehäuse frei dreht, einen Einzelkopf-Kolben,
der mit einem geneigten Plattenelement verbunden ist, das an der
Antriebswelle befestigt ist, und der sich innerhalb der Bohrungen
des Zylinderblocks linear hin- und herbewegt, und ein hinteres Gehäuse, das
mit der Rückseite
des Zylinderblocks verbunden ist und die Rückseite des Zylinderblocks
verschließt,
das eine Auslaß-Kammer
und eine Ansaug-Kammer hat, und das zwei oder mehr Verbindungskanäle an einer
stromaufwärts
gelegenen Seite der Ansaug-Kammer hat und das zwei oder mehr Verbindungskanäle an einer
stromaufwärts
gelegenen Seite der Ansaug-Kammer hat.
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Vorzugsweise
ist eine Ventilplatte zwischen dem Zylinderblock und dem hinteren
Gehäuse
eingefügt
und hat mindestens eine Verbindungsöffnung, die die Ansaugdämpfer-Kammer
mit den Verbindungskanälen
verbindet.
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Die
Ansaugöffnung
ist vorzugsweise in der Nähe
des vorderen Gehäuses
ausgebildet, so dass diese weit von den Verbindungskanälen beabstandet ist.
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Vorzugsweise
ist die Auslasskammer an der Innenseite des hinteren Gehäuses angeordnet
und die Ansaug-Kammer ist an der äußeren Seite des hinteren Gehäuses angeordnet.
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Das
Kühlgas,
das der Ansaugdämpfer-Kammer
durch die Ansaugöffnung
zugeführt
wird, ist vorzugsweise durch die Verbindungskanäle des hinteren Gehäuses in
entgegengesetzte Richtungen aufgeteilt, um dann zu der Ansaug-Kammer
bewegt zu werden.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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Die
oben genannten Gegenstände
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verständlicher,
die zeigen:
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1A und 1B sind
eine Querschnittsansicht und eine Seitenansicht eines bekannten Kompressors;
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2 ist
eine Querschnittsansicht eines Kompressors entsprechend der vorliegenden
Erfindung;
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3 zeigt
ein hinteres Gehäuse
des in der 2 gezeigten Kompressors; und
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4 zeigt
eine Ventilplatte im Kompressor entsprechend der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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In
Bezug auf die 2 hat ein Zylinderblock 21 mindestens
fünf Bohrungen,
die Vorderseite des Zylinderblocks 21 ist durch ein vorderes
Gehäuse 23, das
eine Kurbelkammer 22 hat, verschlossen, und dessen hintere
Seite ist durch ein hinteres Gehäuse 25,
das eine Auslasskammer 26 und eine Ansaug-Kammer 27 hat,
verschlossen. Die Auslasskammer 26 ist in der Mitte des
Innenraums des hinteren Gehäuses 25 angeordnet,
so dass das Kühlgas, das
aus dem Zylinderblock 21 ausgestoßen wird, in der Auslasskammer 26 bleibt,
bevor dieses in den externen Kühlkreislauf
ausgestoßen
wird. Die Ansaug-Kammer 27 ist vorgesehen, um die Auslasskammer 26 im
Innenraum des hinteren Gehäuses 25 zu
umgeben. Eine Ventilplatte 24, die durchgehende Auslassöffnungen 43 und
Ansaugöffnungen 44 hat, ist
zwischen dem Zylinderblock 21 und dem hinteren Gehäuse 25 positioniert.
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Eine
Wellenabdichtvorrichtung 31 ist an einem verlängerten
Abschnitt der vorderen Gehäuseseite
einer Antriebswelle 28 installiert. Die Antriebswelle 28 ist
in dem vorderen Gehäuse 23 und
dem Zylinderblock 21 durch radiale Wellenlager 29 und 30 gelagert.
Ein Rotor 32 ist innerhalb der Kurbelkammer 22 an
der Antriebswelle 28 eingepasst befestigt, um die Drehung
der Antriebswelle 28 auf eine Taumelscheibe 34 zu übertragen.
Der Rotor 32 ist drehbar an der Innenfläche des vorderen Gehäuses 23 gelagert.
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Eine
Hülse 33 ist
an der Antriebswelle 28 so eingepasst, dass diese gleiten
kann. Ein Stift 33a ist zwischen einer Öffnung, die in der Hülse 33 ausgebildet
ist und einer Öffnung,
die in der Taumelscheibe 34 ausgebildet ist, so angeordnet,
dass sich die Taumelscheibe 34 in einem geneigten Winkel
drehen kann.
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Flache
Flächen
von zwei halbkugelförmigen Gleit-Schuhen 35 stehen
jeweils so in Kontakt mit der vorderen und der hinteren Seite einer
Gleitfläche
der Taumelscheibe 34, dass sie einander gegenüber stehen
können.
Kugelförmige
Flächen
der halbkugelförmigen
Gleit-Schuhe 35,
die jeweils in jede Bohrung eingefügt sind, stehen in einem kugelförmigen Kontakt
mit Innenflächen
der Öffnung,
die an dem Einzelkopf-Kolben 36 ausgebildet ist, damit
der Einzelkopf-Kolben 36 an der Taumelscheibe 34 liegen kann.
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Zwei
Nabenarme eines Gelenk-Mechanismus erstrecken sich an der vorderen
Oberfläche
der Taumelscheibe 34 längs
des oberen Totpunktes der Taumelscheibe 34, und ein Führungsstift 38,
der jeden der Nabenarme 37 und den Rotor 32 durchdringt und
mit diesen verbunden ist, ist in dem Nabenarm 37 und dem
Rotor 32 eingepasst.
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Ein
Halterungsarm 39 des Gelenk-Mechanismus ist an der hinteren
Oberfläche
des Rotors 32 montiert und der Führungsstift 38 ist
in einer Öffnungen 39a eingepasst,
die durch den Halterungsarm 39 hindurchgeht, um dadurch
die Bewegung der Taumelscheibe 34 zu regulieren. Die Öffnung 39a des Halterungsarmes 39 hat
einen vorbestimmten, zentralen Neigungswinkel, so dass der obere
Abschnitt des Einzelkopf-Kolbens 36 in einer befestigten
Position bleibt.
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Der
Rotor 32, die Hülse 33 und
die Taumelscheibe 34 bilden eine geneigte Platte, die die
vorliegende Erfindung kennzeichnet.
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Das
Bezugszeichen 45 bezeichnet ein Kapazitätsvolumen-Regelventil zur Regelung
der Kapazität
des Kühlgases
innerhalb der Kurbelkammer 22. Das Kapazitätsvolumen-Regelventil 45 verbindet
die Kurbelkammer 22 mit einem Kapazitäts-Regeldurchgangskanal 47.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Ansaugdämpfer-Kammer 40,
die eine Ansaugöffnung 42 hat,
die an einen externen Kühlkreislauf
angeschlossen ist, an der Außenumfangsfläche des
Zylinderblocks 21 montiert. Wie dies in der 3 gezeigt
ist, hat das hintere Gehäuse 25 zwei oder
mehr Verbindungskanäle 41 an
einer stromaufwärts
gelegenen Seite der Ansaug-Kammer 27, wobei die Verbindungskanäle 41 die
Ansaugdämpfer-Kammer 40 mit
der Ansaug-Kammer 27 des hinteren Gehäuses 25 verbinden.
Somit wird das Kühlgas
der Ansaugdämpfer-Kammer 40 zu
der Ansaug-Kammer 27 geleitet. Wie dies in der 4 gezeigt
ist, sind hier zwei Verbindungskanäle 41 vorgesehen.
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Eine
Querschnittsfläche
eines jeden Verbindungskanals 41 ist vorzugsweise kleiner
als eine Querschnittsfläche
einer Öffnung
der Ansaugdämpfer-Kammer 40.
Ferner sind die Verbindungskanäle 41 vorzugsweise
in einer Richtung senkrecht zur zentralen Achse der Ansaug-Kammer 27 ausgebildet.
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Durch
die Ausbildung der Verbindungskanäle 41 in einer solchen
Weise an dem hinteren Gehäuse 25 fließt das Kühlgas, das
von der Ansaugdämpfer-Kammer 41 zu
der Ansaug-Kammer 27 des
hinteren Gehäuses 25 eingeleitet
wird, durch die Verbindungskanäle 41,
die eine kleinere Querschnittsfläche als
die Öffnung
der Ansaugdämpfer-Kammer 40 haben,
mit einem erhöhten
Durchsatz. Somit kann das Kühlgas,
das in die Ansaug-Kammer 27 mit einem erhöhten Durchsatz
eingeleitet wird, durch die Ansaug-Kammer 27 schnell und
gleichförmig
strömen, so
dass dadurch die Zufuhr- und Kompressions-Leistung des Kühlgases,
das von der Ansaug-Kammer 27 zu der Kurbelkammer 22 geleitet
wird, verbessert wird.
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Auch
kann die Strömung
des Kühlmittels, das
von der Ansaugdämpfer-Kammer 40 zur
Ansaug-Kammer 27 geleitet wird, durch die Ausbildung von
mindestens zwei Verbindungskanälen 41 an
dem hinteren Gehäuse 25 aufgeteilt
werden, so dass ein Druckabfall des Kühlgases verhindert wird. Mit
anderen Worten, sind, damit das Kühlgas schnell und gleichmäßig in die
Ansaug-Kammer 27 eingeleitet werden kann, separate Ansaug-Durchgangskanäle in dem
hinteren Gehäuse 25 vorgesehen
und das zugeführte
Kühlgas
wird gleichmäßig längs der
Durchgangskanäle
weitergeleitet, so dass der Ansaugwiderstand des Kühlgases
verringert ist.
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Wie
dies in der 4 gezeigt ist, ist eine Ventilplatte 24 zwischen
dem Zylinderblock 21 und dem hinteren Gehäuse 25 angeordnet.
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Die
Ventilplatte 24 hat vorzugsweise mindestens eine Verbindungsöffnung 46,
die die Ansaugdämpfer-Kammer 40 mit
den Verbindungskanälen 41 verbindet.
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Die
Verbindungsöffnung 46 der
Ventilplatte 24 hat vorzugsweise die gleiche Form wie die
Verbindungskanäle 41,
so dass das Kühlgas
gleichmäßig durch
die Verbindungskanäle 41 und
die Verbindungsöffnung 46 der
Ventilplatte 24 strömt,
so dass das Kühlgas
gleichmäßig zu der
Ansaug-Kammer 27 geleitet werden kann.
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Die
Ansaugöffnung 42,
die an der Ansaugdämpfer-Kammer 40 ausgebildet
ist, ist mit dem externen Kühlkreislauf
verbunden. Die Ansaugöffnung 42 ist
vorzugsweise in der Nähe
des vorderen Gehäuses 23 ausgebildet,
um so weit von den Verbindungskanälen 41 beabstandet
zu sein.
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In
einer solchen Weise kann das Kühlgas, das
von dem externen Kühlkreislauf
zu der Ansaugdämpfer-Kammer 40 geleitet
wird, gleichmäßig zu der
Ansaug-Kammer 27 des hinteren Gehäuses 25 fließen, ohne
in der Ansaugdämpfer-Kammer 40 zu
bleiben, so dass dadurch ein Druckabfall des Kühlgases verhindert wird.
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Der
Betrieb des Kompressors gemäß der vorliegenden
Erfindung wird jetzt beschrieben.
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Das
Kühlgas,
das von dem externen Kühlkreislauf
zu der Ansaugdämpfer-Kammer 40 durch die
Ansaugöffnung 42 geleitet
wird, wird der Ansaug-Kammer 27 des hinteren Gehäuses 25 durch die
Verbindungskanäle 41 zugeführt. Hier
wird das Kühlgas,
das der Ansaugdämpfer-Kammer 40 durch die
Ansaugöffnung 42 zugeführt wurde,
in entgegengesetzte Richtungen durch die Verbindungskanäle 41 des
hinteren Gehäuses 25 aufgeteilt,
um dann zu der Ansaug-Kammer 27 gefördert zu
werden. Das so zugeführte
Kühlgas
wird durch den Einzelkopf-Kolben 36 und
die Antriebswelle 28 komprimiert und wird dann in die Auslasskammer 26 durch
die Auslassöffnungen 43 ausgestoßen. Danach
wird das Kühlgas zu
dem externen Kühlkreislauf über eine
Auslassöffnung 26a ausgestoßen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Ansaugdämpfer-Kammer 40 im
wesentlichen nur an der Außenumfangsfläche des
Zylinderblocks 21 ausgebildet, d. h. dass die Ansaugdämpfer-Kammer 40 nicht
in dem hinteren Gehäuse 25 ausgebildet
ist. Somit kann die Druckpulsation des ausgestoßenen Gases und der Lärm in Folge
der Druckpulsation effektiv verringert werden, während die Gesamtlänge des Kompressors
als auch das Gesamtvolumens des Kompressors aufrechterhalten bleibt.
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Da
das Kühlmittel,
das in die Ansaugdämpfer-Kammer 40 zugeführt wurde,
zu der Ansaug-Kammer 27 durch
die Verbindungskanäle 41 des
hinteren Gehäuses 25 in
entgegengesetzten Richtungen weitergeleitet wird, kann das Kühlgas von
der Ansaugdämpfer-Kammer 40 schnell
und gleichmäßig zu der
Ansaug-Kammer 27 fließen,
so dass dadurch die Ansaug- und die Kompressionsleistung des Kühlgases
verbessert ist.