EP1038107B1 - Kältemittelverdichter mit verbessertem ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine besondere Gestaltungsform eines insbesondere für die Anwendung in Verbindung mit Haushaltskühlund/oder Gefriergeräten vorgesehenen hermetischen Kältemittelverdichters, und zwar den Teil des Verdichters, welcher die Kältemittelansaug-Bauteile innerhalb des Verdichtungszylinders umfaßt.

Es ist wohlbekannt, daß es sich bei den in Kühl- und Gefriergeräten verwendeten Kältemittelverdichtern um standardisierte Produkte handelt, wobei Verdichterhersteller sich unablässig und beharrlich darum bemühen, solche Erzeugnisse vom Standpunkt sowohl der allgemeinen Leistungsfähigkeit als auch der Kosten durch konstante Verbesserungen bis ins kleinste Detail immer mehr konkurrenzfähig werden zu lassen.

Einer der kritischsten Bauteile, die in solchen Kältemittelverdichtern verwendeten werden, ist zweifellos das Kältemittelsaug-Rückschlagventil, d.h. das Ventil, welches das Kältemittel in den Verdichtungszylinder einläßt und den Rückfluß desselben aus dem genannten Zylinder zugleich verhindert. Üblicherweise nimmt ein solches Ventil die Form eines aus hochfestem und hochelastischem Stahl bestehenden Zungenventils an, das im Fachjargon auch Federventil genannt wird, sodaß in der folgenden Beschreibung im allgemeinen von einem Federventil oder auch einer Ventilfeder die Rede sein wird.

Es ist allgemein bekannt, daß ein Federventil üblicherweise aus einer kleinen und äußerst dünnen Spezialstahlplatine besteht, die einen gebogenen Einschnitt in ihrem mittleren Bereich aufweist, welcher den Abschnitt abgrenzt, der die tatsächliche Ventilfeder, d.h. den beweglichen Teil des Ventils bildet und die Saugbohrung in der Ventilplatte freisetzt und abdichtet.

Eine solche Platine ist dadurch in ihrer Lage festgehalten, daß jeweilige Durchbohrungen an ihren Ecken vorgesehen sind, in welche sich entsprechende Schraubenbolzen einschrauben lassen, welche zum Festklemmen des Verdichterinnenkörpers, des Ventilkopfes, der Ventilplatte, der Ventilfeder und eventuell dazwischengelegter Dichtungen so verwendet werden, daß die genannten Bauteile praktisch als ein einziger Körper zusammengehalten werden.

Dies ist in jedem Fall eine jedem Fachmann bekannte Technik, welche keine weiteren Erläuterungen benötigt.

Das Problem, welches es zu lösen gilt, bezieht sich vielmehr auf die eigentliche Anwendung der Ventilfeder, zu deren Herstellung zur Zeit sehr teure Speziallegierungen verwendet werden, welche jedoch nicht zur Herstellung der ganzen Platine spezifisch gebraucht werden. Nur der bewegliche Teil der Platine, welche aus einer kleinen Zunge oder Feder besteht, sowie sein als Scharnier wirkender Übergangsabschnitt stellen diese funktionsbedingten Anforderungen, welche nur unter Anwendung von normalerweise sehr teuren Hochleistungs-Speziallegierungen zweckmäßig erfüllt werden können.

Es würde deshalb zweifellos von großem Vorteil sein, die Anwendung dieser Legierungen nur auf die bewegliche Feder und den dazu gehörenden Übergangsabschnitt zu beschränken und zugleich kostengünstigere Werkstoffe für den übrigen Teil der Platine einzusetzen, da dieser übrige Teil vom Leistungsprofil her deutlich weniger anspruchsvoll ist. Nach einer weiteren bekannten und an sich wirksamen Lösung wird die Platine des Federventils praktisch völlig beseitigt und von dieser nur die bewegliche Zunge, d.h. die eigentliche Feder erhalten, wobei diese Feder sich dann mit einem oder mehreren Stiften, welche in entsprechende, in der Ventilplatte vorgesehene Bohrungen eingesteckt werden und zugleich die bewegliche Feder fixieren, mit der Ventilplatte verbinden läßt.

Die Feder kann auch, wie es aus der DE 19 613 911 C1 bekanntgeworden ist, zwei seitlich, in Längsrichtung der Feder versetzt, angeordnete aufgebogene Laschen aufweisen, welche in entsprechende Ausnehmungen eintauchen. Ebenso ist es möglich, wie es der Ausbildung nach der US 5 456 287 entspricht, die Ventilfeder symmetrisch und ohne aufgebogene Laschen auszubilden.

Solche Lösungen haben jedoch den Nachteil, daß sie einige zusätzliche Fertigungsabläufe, wie z.B. das Durchführen von Bohrungen und das Einstecken der ensprechenden Stifte mit sich bringen. Darüber hinaus sind auch die nicht unerheblichen Kosten der genannten Stifte zu berücksichtigen.

Es ist daher wünschenswert, und zugleich Aufgabe dieser Erfindung, einen Kältemittelverdichter anzugeben, welcher mit einem Federventil oder einer ähnlichen Einrichtung versehen ist, welche dieselbe Funktion der oben genannten Ventileinrichtung unter deutlicher Verringerung der Herstellkosten bei unverändert hoher Leistungs- und Funktionsfähigkeit sichert, und welcher ferner kostengünstig und montagefreundlich unter Verwendung von nach dem gegenwärtigen Stand der Technik üblichen Werkstoffen und Fertigungsverfahren ist. Die kennzeichnenden Eigenschaften der Erfindung sind in den beigefügten Patentansprüchen genauer angegeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im folgenden als nichteinschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläuterten technischen Lösungen gelöst. Dabei zeigen Fig.1 eine Schnittansicht einiger mit dem Verdichterkopf verbundener Bauteile und Fig.la eine Ansicht der auf dem Verdichterkopf montierten Bauteile gemäß der Erfindung, Fig.2 eine Grundrißansicht der vom Zylinder her betrachteten Frontseite der Ventilplatte gemäß dieser Erfindung, Fig.3 eine Schnittansicht der entprechend der Schnittfläche A-A betrachteten Ventilplatte gemäß Fig.2, Fig.4 eine Grundrißansicht der vom Zylinder her betrachteten Frontseite der mit der Ventilfeder versehenen Ventilplatte gemäß dieser Erfindung, Fig.5 eine Schnittansicht der entprechend der Schnittfläche B-B betrachteten Ventilplatte gemäß Fig.4, Fig.6 eine Grundrißansicht nur von der Ventilfeder gemäß Fig.4, und Fig. 7 eine Grundrißansicht der Frontseite der mit der Ventilfeder gemäß dieser Erfindung versehenen und teilweise durch die Dichtung gedeckten Ventilplatte.

Der dieser Erfindung zugrundeliegende Gedanke wird im folgenden näher erläutert: Unter Bezugnahme auf die Figuren und insbesondere auf Fig. 2 bis 7, läßt es sich feststellen, daß die übliche Ventilfeder durch eine kleinere Ventilfeder 2 gemäß der Erfindung ersetzt ist, welche sich von der üblichen Ausbildung dadurch unterscheidet, daß sie in ihrem Umfang eingeschränkt ist und sich nicht mehr auf die im wesentlichen ganze Oberfläche der Ventilplatte 3 erstreckt, wobei sie aber von denselben Schraubenbolzen befestigt wird, welche die Ventilplatte in ihrem Sitz festhalten. Genauer gesagt, besteht die erfindungsmäßige Ventilfeder 2 aus drei verschiedenen Abschnitten, und zwar einem ersten Abschnitt 5, mit dem die Saugbohrung 12 abdichten läßt, einem zweiten Abschnitt 6, der gegen die Ventilplatte in einer besonderen, im folgenden näher beschriebenen Weise blockierbar ist, und einem dritten Abschnitt 7, welcher als elastisches Gelenk wirkt, welches wiederum die zwei Abschnitte 5 und 6 miteinander verbindet, wie dies aus Fig.6 zu erkennen ist.

Der zweite Abschnitt 6 ist mit zwei herausragenden, vorzugsweise auf derselben Achse 6c gegenüberliegenden Teilen 6a und 6b versehen, wobei die herausragenden Teile 6a und 6b leicht seitlich in ihrem Verhältnis zur Ebene der anderen Abschnitte des Federventils geneigt sind, wie dies in Fig. 5 ersichtlich ist.

Wie dies insbesondere aus Fig.2 und Fig.3 zu entnehmen ist, sind zwei Aussparungen 3A und 3B in der Ventilplatte 3 auf der dem Zylinder 20 zugewandten Seite vorgesehen, deren Innenkanten 3c und 3d mindestens teilweise scharfwinklig sind. Dabei sind sowohl die Aussparungen als auch die herausragenden Teile 6a und 6b der Ventilfeder so gestaltet, bemessen und angeordnet, daß die erfindungsgemäße Ventilfeder 2 auf der zugehörigen Ventilplatte 3 angebracht werden kann. Dabei werden die beiden herausragenden Teile 6a und 6b elastisch gebogen, damit diese in die vorgenannten Aussparungen 3A und 3B eingeschoben werden und dort insbesondere durch Verklemmen der herausragenden Teile gegen die Innenkanten 3c und 3d fest und stabil sitzen können, wie dies in Fig.4 und insbesondere in Fig.5 schematisch dargestellt ist.

Der erste Abschnitt 5 der Ventilfeder ist in dieser stabilen Verklemmungslage genau auf der Saugbohrung 12 so angeordnet, daß er diese dicht schliessen kann.

Damit wird eine Ventilfederkonstruktion erzielt, welche die Verschwendung von teurem Material, welches üblicherweise zur Herstellung von ganzen Ventilplatinen erforderlich ist vermeidet. Dieses Material ist nur für die Teile des Federventils vorgesehen, welche zum Schließen der Saugbohrung, zum Festhalten des Federventils und für den als elastisches Scharniergelenk wirkenden Abschnitt 7, welcher den ersten Abschnitt 5 mit dem zweiten Abschnitt 6 der Ventilfeder verbindet, notwendig sind.

Zum stabileren und zuverläßigeren Festklemmen der genannten Ventilfeder wird vorzugsweise eine Dichtung 13 insbesondere gemäß der Darstellung in Fig. 6 angeordnet, die in ihrem mittleren Abschnitt eine Öffnung 14 aufweist, welche sowohl den ersten Abschnitt 5 der Ventilfeder, der zum Abdichten der Saugbohrung 12 dient, als auch den dritten, als elastisches Scharniergelenk dienenden Verbindungsabschnitt 7 unbedeckt läßt, die beiden herausragenden Teile 6a und 6b jedoch völlig bedeckt, wobei dies zusammen mit dem oben beschriebenen Verklemmen der genannten hearusragenden Teile 6a und 6b konkret zur höheren Stabilisierung der ganzen Ventilfeder in ihrer korrekten Arbeitslage, d.h. eng an der Ventilplatte anliegend, beiträgt.

Es ist wohl zu verstehen, daß die Beschreibung und die obigen Darlegungen nur als nichteinschränkendes Beispiel zur Erläuterung der Erfindung gegeben worden sind, und daß zahlreiche Varianten und Modifikationen herbeigebracht werden können, ohne dadurch aus dem Schutzbereich dieser Erfindung herauszutreten.

Claims (4)

1. Elektro-Kältemittelverdichter, insbesondere für Haushaltskühl- und Gefriergeräte, mit einem Außengehäuse, einem Innenkörper, einem in einem Zylinder (20) beweglichen Kolben, einer ersten Dichtung (13), einer Ventilfeder (2), einer mit einer Kältemittelsaugbohrung (12) versehenen Ventilplatte (3) und einem Ventilkopf, wobei die Ventilplatte mit zwei Aussparungen (3A, 3B) auf ihrer nach der Ventilfeder gerichteten Seite versehen ist und die Ventilfeder zwei seitlich herausragende und zur Ebene der Ventilfeder geneigte Teile (6a, 6b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Ventilfeder symmetrisch ist und die genannten zwei Aussparungen (3A, 3B) im wesentlichen symmetrisch im Verhältnis zu der Symmetrieachse der genannten Ventilfeder liegen und daß die genannten geneigten herausragenden Teile (6a, 6b) in die genannten Aussparungen einsteckbar und dort so verklemmbar sind, daß ein Teil der übrigen Oberfläche der Ventilfeder in einer eng an der nach dem Zylinderinnenraum gerichteten Oberfläche der Ventilplatte anliegenden Lage beweglich angeordnet ist und daß die zwei herausragenden Teile (6a, 6b) und Aussparungen (3A, 3B) so angeordnet sind, daß bei ihrer gegenseitigen Verklemmung die Ventilfeder sich gegen die genannte Saugbohrung (12) stellt.
2. Elektro-Kältemittelverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder im wesentlichen aus drei unterschiedlichen Abschnitten besteht, von welchen der erste Abschnitt (5) die Abdichtfläche zum Schliessen der Saugbohrung in der Ventilplatte ist, der zweite Abschnitt (6) aus den zwei herausragenden, sich in den genannten Aussparungen verklemmbaren Teilen (6a, 6b) besteht, und der dritte Abschnitt (7) der Ventilfeder zwischen dem ersten und und dem zweiten Abschnitt liegt und zum Verbinden dieser zwei Abschnitte miteinander dient, wobei kein weiterer Abschnitt im wesentlichen vorgesehen ist.
3. Elektro-Kältemittelverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichtung (13) zwischen der genannten Ventilfeder und dem genannten Ventilkopf gelegen ist, wobei sie im mittleren Abschnitt mit einer Öffnung (14) versehen ist, die sowohl den genannten ersten Abschnitt (5) als auch mindestens teilweise den genannten dritten Abschnitt (7) der Ventilfeder unbedeckt läßt.
4. Elektro-Kältemittelverdichter nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten zwei Aussparungen (3A, 3B) mindestens mit je einer scharfwinkligen Innenkante (3c, 3d) versehen sind, und daß die Außenkanten der genannten geneigten herausragenden Teile (6a, 6b) gegen eine entsprechende Innenkante verklemmbar sind.

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