DE10115506A1 - Kolbenkompressor variabler Verdrängung - Google Patents
Kolbenkompressor variabler VerdrängungInfo
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Abstract
Bei einem Kolbenkompressor variabler Verdrängung ist ein Ventilkörper (34) bewegbar benachbart zu einem Hauptkanal (32) angeordnet, der eine Ansaugöffnung (36) mit einer Ansaugkammer (34) verbindet. Der Ventilkörper (34) dient zum variablen Steuern einer Öffnungsfläche des Hauptkanals (32). Ein Luftdämpfer (38) ist mit dem Ventilkörper (34) zum Dämpfen der Vibration des Ventilkörpers (34) gekoppelt. Zusätzlich ist ein Umgehungskanal (39) außerhalb des Luftdämpfers (38) zum Verbinden der Ansaugöffnung (36) mit der Ansaugkammer (24) gebildet.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenkompressor variabler
Verdrängung.
Solch ein Kompressor variabler Verdrängung weist einen Kolben
auf, der in einer Zylinderbohrung hin- und hergetrieben wird.
Der Kolben führt Ansaug- und Kompressionshübe aus, die abwech
selnd zum Komprimieren eines gasförmigen Fluides wie ein Kühl
mittelgas wiederholt werden. Während des Ansaughubes wird das
gasförmige Fluid in die Zylinderbohrung durch eine Ansaugöff
nung und eine Ansaugkammer des Kompressors angesaugt. Während
des Kompressionshubes wird das gasförmige Fluid in der Zylin
derbohrung in ein komprimiertes Fluid komprimiert. Das kompri
mierte Fluid wird aus der Zylinderbohrung zu einer Ausgabekam
mer des Kompressors ausgegeben. Bei der variablen Verdrängung
des Types wird angenommen, dass das komprimierte Fluid eine
Druckpulsation aufweist, wenn das komprimierte Fluid eine rela
tiv niedrige Flussrate aufweist.
Zum Beispiel ist ein Kompressor variabler Verdrängung in der
US-Patentanmeldung, Seriennummer 09/377 873 offenbart, die am
20. August 1999 von Kiyoshi Terauchi eingereicht wurde, die der
vorliegenden Anmelderin übertragen wird und auf der japanischen
Patentanmeldung 153 853 beruht, die am 01. Juni 1999 einge
reicht wurde. Der Kompressor variabler Verdrängung ist mit ei
nem Öffnungssteuerventil versehen, das zwischen der Ansaugöff
nung und der Ansaugkammer zum variablen Steuern einer Öffnungs
fläche des Hauptkanales vorgesehen ist.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 1, es wird eine Beschreibung
in Hinblick auf das Öffnungssteuerventil gegeben, das in einem
Kompressor variabler Verdrängung früherer Technologie enthalten
war. Das Öffnungssteuerventil weist einen Ventilkörper 4 zum
Öffnen und Schließen eines Hauptkanales 3 zwischen einer Ansaug
öffnung 1 und einer Ansaugkammer 2, einen Hohlraum 5 zum glei
tenden Aufnehmen des Ventilkörpers 4, eine Rückkehrfeder 6, die
innerhalb des Hohlraumes 5 angeordnet ist, einen Verbindungs
pfad 7 zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem Hohlraum 5
und der Ansaugkammer 2 und einen Verbindungspfad 8, der in dem
Ventilkörper 4 gebildet ist, auf. Ein stromabwärtiges Ende der
Ansaugöffnung 1 ist mit einem Ventilsitz 1a zum Aufnehmen des
Ventilkörpers 4 versehen, der in Kontakt damit zu bringen ist.
Der oben erwähnte Kompressor variabler Verdrängung ist mit ei
ner variablen Flussrate betreibbar. Bei einer hohen Flussrate
ist die Druckdifferenz zwischen der Ansaugöffnung 1 und der An
saugkammer 2 groß. Daher ist eine Druckdifferenz zwischen der
Ansaugöffnung 1 und dem Hohlraum 5, der mit der Ansaugkammer 2
durch den Verbindungspfad 7 verbunden ist, ebenfalls groß. So
mit ist eine Differenz zwischen einem Primärdruck und einem Se
kundärdruck auf einer Primärseite und einer Sekundärseite des
Ventilkörpers 4 groß. Als Konsequenz wird der Ventilkörper 4
von dem Ventilsitz 1 getrennt und in den Hohlraum 5 zurückgezo
gen, wobei die Feder 6 zu einem großen Ausmaß zusammengedrückt
wird. In diesem Fall wird die Öffnungsfläche des Hauptkanales 3
vergrößert. Ein von der Ansaugöffnung 1 eingeführtes Kühlmit
telgas geht durch den Hauptkanal 3, der in der Öffnungsfläche
vergrößert ist, und fließt in die Ansaugkammer 2. Dann presst
das Kühlmittelgas und öffnet ein Ansaugventil 9 und fließt in
eine Zylinderbohrung 10.
Bei einer niedrigen Flussrate ist die Druckdifferenz zwischen
der Ansaugöffnung 1 und der Ansaugkammer 2 klein. Daher ist die
Druckdifferenz zwischen der Ansaugöffnung 1 und dem Hohlraum 5,
der mit der Ansaugkammer 2 durch den Verbindungspfad 7 in Ver
bindung steht, ebenfalls klein. Somit ist die Differenz zwi
schen dem Primärdruck und dem Sekundärdruck auf der Primär- und
der Sekundärseite des Ventilkörpers 4 klein. Als Konsequenz
drückt der Ventilkörper 4 die Feder 6 zu einem geringeren Maße
zusammen, so dass der Ventilkörper 4 sich dem Ventilsitz 1a nä
hert. In diesem Fall ist die Öffnungsfläche des Hauptkanales 3
verringert. Ein Teil des von der Ansaugöffnung 1 eingeführten
Kühlmittelgases fließt in die Ansaugkammer 2 durch den Hauptka
nal 3, der in der Öffnungsfläche verringert ist. Andererseits
fließt der andere Teil des Kühlmittelgases durch den in dem
Ventilkörper 4 gebildeten Verbindungspfad 8, den Hohlraum 5 und
den Verbindungspfad 7 in die Ansaugkammer 2. Das in die Ansaug
kammer 2 fließende Kühlmittelgas presst und öffnet das Ansaug
ventil 9 und fließt in die Zylinderbohrung 10.
Bei einer sehr niedrigen Flussrate ist die Druckdifferenz zwi
schen der Ansaugöffnung 1 und der Ansaugkammer 2 sehr klein.
Somit sind der Primärdruck und der Sekundärdruck auf der Pri
mär- und der Sekundärseite des Ventilkörpers 4 im Wesentlichen
miteinander ausgeglichen, d. h. im Wesentlichen gleich zueinan
der. Unter einer schwachen Druckkraft der Feder 6, die in einem
im Wesentlichen unbelasteten Zustand ist, ist der Ventilkörper
4 sehr nahe an dem Ventilsitz 1 angeordnet, so dass im Wesent
lichen der Hauptkanal 3 geschlossen ist. Das von der Ansaugöff
nung 1 eingeführte Kühlmittelgas geht durch den in dem Ventil
körper 4 gebildeten Verbindungspfad 8, den Hohlraum 5 und den
Verbindungspfad 7 und fließt in die Ansaugkammer 2.
Bei der sehr niedrigen Flussrate wird die Druckpulsation des
Kühlmittelgases, die durch selbstinduzierte Vibration des An
saugventiles 9 verursacht wird, während des Durchganges durch
den Hauptkanal 3, der in seiner Öffnungsfläche verringert ist,
oder durch den Verbindungspfad 7 und den Verbindungspfad 8 des
Ventilkörpers 4 geschwächt. Dieses unterdrückt ein Vibrations
geräusch eines Verdampfers, das durch die Druckpulsation er
zeugt wird, die sich von der Ansaugöffnung 1 durch einen exter
nen Kühlkreislauf zu dem Verdampfer ausbreitet.
Das in der oben erwähnten Veröffentlichung offenbarte Öffnungs
steuerventil ist in folgender Weise nachteilhaft. Bei der sehr
niedrigen Flussrate wird der im Wesentlichen ausgeglichene Zu
stand zwischen dem Primärdruck und dem Sekundärdruck auf der
Primär- und der Sekundärseite des Ventilkörpers 4 bei einem An
saughub als ein Resultat eines Druckverlustes während des
Durchganges des Kühlmittelgases durch den Verbindungspfad 8 des
Ventilkörpers 4 verloren. Andererseits fließt während des Kom
pressionshubes das Kühlmittelgas nicht durch den Verbindungs
pfad 8 des Ventilkörpers 4, so dass der im Wesentlichen ausge
glichene Zustand zwischen dem Primärdruck und dem Sekundärdruck
auf der Primär- und der Sekundärseite des Ventilkörpers 4 wie
dergewonnen wird. Unter den Umständen führt jedes Mal, wenn der
Ansaughub und der Kompressionshub abwechselnd wiederholt wer
den, der Ventilkörper 4 eine sehr kleine Bewegung abwechselnd
zu dem Hohlraum 5 und zu dem Ventilsitz 1a aus. Solch eine Wie
derholung der kleinen Bewegung des Ventilkörpers 4 induziert
die Druckpulsation des Kühlmittelgases, die wiederum verur
sacht, dass ein Geräusch erzeugt wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Kolbenkompressor variabler Verdrängung vorzusehen, der die Er
zeugung eines Rauschens verhindern kann, das aus der wiederhol
ten kleinen Bewegung eines Ventilkörpers des Öffnungssteuerven
tiles bei sehr niedriger Flussrate resultiert.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Kolbenkompressor varia
bler Verdrängung mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Ein derartiger Kolbenkompressor variabler Verdrängung weist ei
ne Ansaugöffnung, eine Ansaugkammer, einen Hauptkanal, der die
Ansaugöffnung mit der Ansaugkammer verbindet, einen Ventilkör
per, der bewegbar benachbart zu dem Hauptkanal angeordnet ist,
zum variablen Steuern einer Öffnungsfläche des Hauptkanales,
eine Luftklappe/einen Luftdämpfer, die mit dem Ventilkörper
verbunden ist, zum Dämpfen der Vibration des Ventilkörpers, und
einen Umgehungskanal, der außerhalb der Luftklappe/des Luft
dämpfers gebildet ist, um die Ansaugöffnung mit der Ansaugkam
mer zu verbinden, auf.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen angegeben.
Der Kolbenkompressor variabler Verdrängung kann ein Kompressor
gehäuse aufweisen, das die Ansaugöffnung und die Ansaugkammer
abgrenzt. Ein Ventilgehäuse kann an dem Kompressorgehäuse befe
stigt sein und den Hauptkanal abgrenzen. Der Ventilkörper ist
bewegbar von dem Ventilgehäuse gehalten. Der Luftdämpfer ist
zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventilkörper gebildet.
Bei dem Kompressor variabler Verdrängung kann die Ansaugöffnung
zylindrisch sein und sich in eine vorbestimmte Richtung er
strecken. Das Ventilgehäuse ist in der Ansaugkammer angeordnet
und weist eine zylindrische Wand, die sich in der vorbestimmten
Richtung erstreckt und eine Bodenwand, die mit einer Ansaugkam
merseite der zylindrischen Wand verbunden ist, auf. Der Haupt
kanal ist in der zylindrischen Wand gebildet. Der Ventilkörper
ist innerhalb der zylindrischen Wand so eingefügt, dass er in
der vorbestimmten Richtung bewegbar ist. Eine Rückkehrfe
der/Rückholfeder ist zwischen dem Ventilkörper und der Boden
wand eingefügt, so dass der Ventilkörper zu einem offenen Ende
der zylindrischen Wand gedrückt wird. Das Ventilgehäuse weist
einen Stoppabschnitt zum Stoppen des Ventilkörpers gegen die
Rückkehrfeder auf. Der Luftdämpfer ist zwischen dem Ventilkör
per und der Bodenwand so gebildet, dass er in der vorbestimmten
Richtung dient/wirkt.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
anhand der Figuren.
Von den Figuren zeigen
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Kompressors va
riabler Verdrängung, wie er bei der Anmel
derin bekannt ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Kompressors va
riabler gemäß einer Ausführungsform dieser
Erfindung;
Fig. 3A eine vergrößerte Schnittansicht eines
Hauptabschnittes des in Fig. 2 darge
stellten Kompressors variabler Verdrän
gung;
Fig. 3B eine Schnittansicht, die entlang einer Li
nie IIIB-IIIB in Fig. 3A genommen ist;
Fig. 4A eine Schnittansicht einer Modifikation des
in Fig. 3A und 3B gezeigten Hauptab
schnittes;
Fig. 4B eine Schnittansicht, die entlang einer Li
nie IVB-IVB in Fig. 4A genommen ist;
Fig. 5A eine Schnittansicht einer anderen Modifi
kation des in Fig. 3A und 3B darge
stellten Hauptabschnittes;
Fig. 5B eine Schnittansicht, die entlang einer Li
nie VB-VB in Fig. 5A genommen ist; und
Fig. 6A bis 6D Schnittansichten zum Beschreiben verschie
dener Aufbauten des Befestigens eines Öff
nungssteuerventiles an einem Zylinderkopf
des Kompressors variabler Verdrängung.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 2, eine Beschreibung wird hin
sichtlich eines Kompressors variabler Verdrängung gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben.
Der gezeigte Kompressor variabler Verdrängung dient zum Kompri
mieren eines Kühlmittelgases und weist ein Gehäuse 11, eine
Hauptwelle oder Spindel 12, die in dem Gehäuse 11 aufgenommen
ist, und ein Vordergehäuse 13, das an einem Ende des Gehäuses
11 befestigt ist, auf. Die Spindel 12 weist ein Ende auf, das
sich nach außen durch das Vordergehäuse 13 erstreckt, so dass
es durch eine elektromagnetische Kupplung 14 mit einer externen
Antriebsquelle (nicht gezeigt) zu verbinden ist.
Innerhalb des Gehäuses 11 ist eine Mehrzahl von Zylinderbohrun
gen 15 angeordnet, wobei ein Raum in der Umfangsrichtung je
weils dazwischen belassen ist. Jede Zylinderbohrung 15 nimmt
einen Kolben 16, der gleitend dahinein eingeführt ist, auf. Der
Kolben 16 ist mit der Spindel 12 durch einen Kurbelmechanismus
17 verbunden und führt der Rotation der Spindel 12 folgend eine
Hin- und Herbewegung innerhalb der Zylinderbohrung 15 aus. Der
Kolben 16 weist einen Hub auf, der variabel über den Kurbelme
chanismus 17 gesteuert wird.
An dem anderen Ende des Gehäuses 11 ist ein Zylinderkopf 19
durch einen Ventilmechanismus 18 befestigt. Der Ventilmechanis
mus 18 weist ein Ansaugloch 20, ein Ausgabeloch 21, ein Ansaug
ventil 22 und ein Ausgabeventil 23 auf, die jeder Zylinderboh
rung zugewandt sind. Eine Kombination des Gehäuses 11, des Vor
dergehäuses 13 und des Zylinderkopfes 19 wird als Kompressorge
häuse bezeichnet.
Der Zylinderkopf 19 ist mit einer Ansaugkammer 24, die mit dem
Ansaugloch 20 in Verbindung steht, und einer Ausgabekammer 25,
die mit dem Ausgabeloch 21 in Verbindung steht, versehen. Die
Ansaugkammer 24 steht mit einer Ansaugöffnung 26 in Verbindung,
die sich vertikal in einer vorbestimmten Richtung oder einer
vertikalen Richtung erstreckt. Die Ansaugöffnung 26 ist mit ei
ner Niederdruckseite des Kühlmittelkreislaufes verbunden, wie
im Stand der Technik bekannt ist. Die Ausgabekammer 25 steht
mit einer Ausgabeöffnung 27 in Verbindung. Die Ausgabeöffnung
27 ist mit einer Hochdruckseite des Kühlmittelkreislaufes ver
bunden. An einem stromabwärtigen Ende der Ansaugöffnung 26 ist
ein Öffnungssteuerventil 30 vorgesehen.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 3A und 3B, das Öffnungssteu
erventil 30 weist ein zylindrisches Ventilgehäuse 31 mit einem
geschlossenen Ende an dem Boden und einem offenen Ende an der
Oberseite auf. Das zylindrische Ventilgehäuse 31 weist eine zy
lindrische Wand 311 auf, die sich in der vertikalen Richtung
zwischen dem Boden und der Oberseite erstreckt. Die zylindri
sche Wand 311 weist einen Abschnitt 311a kleinen Innendurchmes
sers nahe einem oberen Ende und einen Abschnitt 311b großen In
nendurchmessers nahe dem geschlossenen Ende auf. Das Ventilge
häuse 31 weist weiter eine Bodenwand 312 auf, die mit der zy
lindrischen Wand 311 verbunden ist und das geschlossene Ende
bildet. Der Abschnitt 311b großen Innendurchmessers weist eine
Umfangswand auf, die mit einer Öffnung benachbart zu dem Ab
schnitt 311a kleinen Innendurchmessers versehen ist. Die Öff
nung definiert einen Hauptkanal 32, der sich zwischen der An
saugöffnung 26 und der Ansaugkammer 24 erstreckt. Die Bodenwand
312 des Ventilgehäuses 31 ist mit einem kleinen Loch 33 verse
hen, das sie durchdringt.
Ein Ventilkörper 34 in der Form eines Zylinders mit einem Ende
als ein geschlossenes Ende ist in den Abschnitt 311b großen In
nendurchmessers des Ventilgehäuses 31 eingefügt, so dass er in
der vertikalen Richtung bewegbar ist. Der Ventilkörper 34 weist
eine Bodenwand 34a auf, die dem offenen Ende des Ventilgehäuses
31 zugewandt ist. Der Abschnitt 311a kleinen Innendurchmessers
weist eine Endfläche auf, die der Bodenwand 34a zugewandt ist
und einen Ventilsitz 35 definiert. Unabhängig von der Axialpo
sition des Ventilkörpers 34 in dem Abschnitt 311b großen Durch
messers wird der Ventilkörper 34 immer in Gleitkontakt mit ei
nem unteren Teil des Abschnittes 311b großen Innendurchmessers
gebracht, der näher zu der Bodenwand 312 ist als der Hauptkanal
32. Eine Kombination des Ventilkörpers 34 und des oben erwähn
ten unteren Teiles grenzt eine Kammer 36 ab. Innerhalb der Kam
mer 36 ist eine Rückkehrfeder 37 so angeordnet, dass sie den
Ventilkörper 34 zu dem Ventilsitz 35 drückt.
Eine Kombination des Ventilkörpers 34, des oben erwähnten unte
ren Teiles des Abschnittes 311b großen Innendurchmessers, der
Rückkehrfeder 37 und des kleinen Loches 33, das in der Boden
wand 312 gebildet ist, bildet einen Luftdämpfer 38. Der Ventil
körper 34 bildet einen Kolben des Luftdämpfers 38. Der Luft
dämpfer 38 folgt einer Langzyklusvariation der externen Kraft,
aber er folgt nicht einer Kurzzyklusvariation der externen
Kraft. Wenn daher eine externe Kraft, die in einem langen Zy
klus variierte, an den Ventilkörper 34 angelegt wird, bewegt
sich der Ventilkörper 34 der Variation der externen Kraft fol
gend. Wenn andererseits eine externe Kraft angelegt wird, die
in einem Kurzzyklus variiert, an den Ventilkörper 34 angelegt
wird, bewegt sich der Ventilkörper 34 nicht der Variation der
externen Kraft folgend.
Außerhalb des Luftdämpfers 38, genauer in einer Umfangswand des
Abschnittes 111a kleinen Innendurchmessers des Ventilgehäuses
31 ist eine Mehrzahl von Umgehungslöchern 39 benachbart zu dem
Hauptkanal 32 gebildet.
Das Ventilgehäuse 31 weist einen Flansch 313 auf, der an einem
offenen Ende davon gebildet ist. Der Flansch 313 ist mit einem
Vorsprung 40 versehen, der sich um einen gesamten Umfang davon
erstreckt. Andererseits weist die Ansaugöffnung 26 eine umge
bende Wand auf, die mit einer Ausnehmung 41 versehen ist, die
sich um den gesamten Umfang erstreckt. Das Öffnungssteuerventil
30 ist an dem stromabwärtigen Ende der Ansaugkammer 26 vorgese
hen, wobei das offene Ende des Ventilgehäuses 31 einer strom
aufwärtigen Seite der Ansaugöffnung 26 zugewandt ist. Das Öff
nungssteuerventil 30 ist an dem Zylinderkopf 19 durch
Presspassen des Vorsprunges 40, der auf dem Flansch 313 gebil
det ist, in die Ausnehmung 41, die in der Umgebungswand der An
saugöffnung 26 gebildet ist, eingefügt.
Bei dem Kompressor variabler Verdrängung führt der Kolben 16
eine Hin- und Herbewegung innerhalb der Zylinderbohrung 15 der
Rotation der Spindel 12 folgend aus. Ein Kühlmittelgas, das von
der Niederdruckseite des externen Kühlmittelkreislaufes zirku
liert, geht durch die Ansaugöffnung 26, den Hauptkanal 32, die
Ansaugkammer 24, das Ansaugloch 20 und das Ansaugventil 22, so
dass es in die Zylinderbohrung 15 angesaugt wird. Dann wird das
Kühlmittelgas in der Zylinderbohrung 15 komprimiert und geht
durch das Ausgabeloch 21, das Ausgabeventil 23, die Ausgabekam
mer 25 und die Ausgabeöffnung 27, so dass es zu der Hochdruck
seite des externen Kühlmittelkreislaufes geliefert wird.
Auf die in dem Stand der Technik bekannte Weise steuert der
Kurbelmechanismus 17 den Hub des Kolbens 16. Der Kompressor va
riabler Verdrängung weist eine Ausgabeflussrate auf, die va
riable als Reaktion auf den Hub des Kolbens 16 gesteuert wird.
Bei einer hohen Flussrate ist die Druckdifferenz zwischen der
Ansaugöffnung 26 und der Ansaugkammer 24 groß. Daher ist die
Druckdifferenz zwischen der Ansaugöffnung 26 und der Kammer 36,
die mit der Ansaugkammer durch das kleine Loch 33 in Verbindung
steht, ebenfalls groß. Somit ist eine Differenz zwischen einem
Primärdruck und einem Sekundärdruck auf der Primärseite und der
Sekundärseite des Ventilkörpers 34 groß. Als Konsequenz wird
der Ventilkörper 34 von dem Ventilsitz 35 getrennt und bewegt
sich zu der Bodenwand 312, wobei die Rückkehrfeder 37 zu einem
großen Ausmaße komprimiert wird. In diesem Fall wird eine Öff
nungsfläche des Hauptkanales 32 vergrößert. Als Resultat fließt
das Kühlmittelgas mit einer hohen Flussrate von der Ansaugöff
nung 36 durch den Hauptkanal 32 in die Ansaugkammer 24.
Bei einer niedrigen Flussrate ist die Druckdifferenz zwischen
der Ansaugöffnung 26 und der Ansaugkammer 24 klein. Daher ist
die Druckdifferenz zwischen der Ansaugöffnung 26 und der Kammer
36, die mit der Ansaugkammer 36 durch das kleine Loch 33 in
Verbindung steht, ebenfalls klein. Somit ist die Differenz zwi
schen dem Primärdruck und dem Sekundärdruck auf der Primär- und
der Sekundärseite des Ventilkörpers 34 klein. Als Konsequenz
drückt der Ventilkörper 34 die Rückkehrfeder 27 zu einem gerin
gen Maße so, dass sich der Ventilkörper 34 dem Ventilsitz 35
nähert. In diesem Fall wird die Öffnungsfläche des Hauptkanales
32 verringert. Bei der niedrigen Flussrate wird die Druckpulsa
tion des Kühlmittelgases, die durch selbstinduzierte Vibration
des Ansaugventiles 22 verursacht wird, während des Durchganges
durch den Hauptkanal 32, der in der Öffnungsfläche verringert
ist, abgeschwächt. Dieses unterdrückt ein Vibrationsgeräusch
eines Verdampfers, das daraus resultiert, dass sich die Druck
pulsation von der Ansaugkammer 26 durch den externen Kühlmit
telkreislauf zu dem Verdampfer ausbreitet.
Bei einer sehr niedrigen Flussrate ist die Druckdifferenz zwi
schen Ansaugöffnung 26 und der Ansaugkammer 24 sehr klein. So
mit sind der Primärdruck und der Sekundärdruck auf der Primär-
und Sekundärseite des Ventilkörpers 34 im Wesentlichen mitein
ander ausgeglichen, d. h. im Wesentlichen gleich zueinander.
Unter einer schwachen Druckkraft der Rückkehrfeder 37, die in
einen im Wesentlichen unbelasteten Zustand zurückkehrt, wird
der Ventilkörper 34 in Kontakt mit dem Ventilsitz 35 so ge
bracht, dass der Hauptkanal 32 geschlossen wird. Das Kühlmit
telgas, das von der Ansaugöffnung 26 eingeführt ist, geht durch
die Umgehungslöcher 39 und fließt durch die Ansaugöffnung 26 in
die Ansaugkammer 24 und dann in die Zylinderbohrung 15. Jedes
der Umgehungslöcher 39 wird als ein Umgehungskanal bezeichnet.
Bei der sehr niedrigen Flussrate wird der im Wesentlichen aus
geglichene Zustand zwischen dem Primärdruck und dem Sekundär
druck auf der Primär- und der Sekundärseite des Ventilkörpers
34 bei dem Ansaughub als Resultat des Druckverlustes verloren,
während das Kühlmittelgas von der Ansaugöffnung 26 durch die
Umgehungslöcher 39 geht. Andererseits fließt bei einem Kompres
sionshub das Kühlmittelgas nicht durch die Umgehungslöcher 39,
so dass der im Wesentlichen ausgeglichene Zustand zwischen dem
Primärdruck und dem Sekundärdruck auf der Primär- und der Se
kundärseite des Ventilkörpers 34 wiedergewonnen wird. Daher
wird der Ventilkörper 34 mit der externen Kraft beaufschlagt,
die in einem kurzen Zyklus variiert. Da jedoch der Ventilkörper
34 den Kolben des Luftdämpfers 38 bildet, folgt der Ventilkör
per 34 nicht der Kurzzyklusvariation der externen Kraft und
führt keine wiederholte kleine Bewegung aus. Daher wird weder
die Druckpulsation des Kühlmittelgases noch das Geräusch indu
ziert.
In dem Vorangehenden wurde eine Ausführungsform der Erfindung
beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die oben er
wähnte Ausführungsform beschränkt.
Wie in Fig. 4A und 4B gezeigt ist, kann der Flansch 313 des
Öffnungssteuerventiles 30 mit einer Mehrzahl von Umgehungslö
chern 42 versehen werden. Alternativ kann, wie in Fig. 5A
und 5B dargestellt ist, die umgebende Wand der Ansaugöffnung 26
mit einer Mehrzahl von Umgehungsrillen 43 versehen werden. In
diesem Fall dient jede der Umgehungsrillen 43 als der Umge
hungskanal.
Das Öffnungssteuerventil 30 kann an den Zylinderkopf 19 in ver
schiedenen anderen Weisen unterschiedlich von der im Zusammen
hang mit der oben beschriebenen Ausführungsform befestigt wer
den. Zum Beispiel kann eine Zahl von Keilen in der Umfangskante
des Flansches 313 auf eine radiale Weise gebildet werden, wäh
rend eine Zahl von Keilnuten in der umgebenden Wand der Ansaug
öffnung 26 in einer radialen Weise gebildet werden kann. Dann
werden die Keile in die Keilnuten pressgepasst. Alternativ kann
eine Zahl von Keilen in der umgebenden Wand der Ansaugöffnung
26 auf eine radiale Weise gebildet werden, während eine Zahl
von Keilnuten in der Umfangskante des Flansches 313 auf eine
radiale Weise gebildet wird. Dann werden die Keile in die Keil
nuten pressgepasst. Weiter alternativ wird, wie in Fig. 6A ge
zeigt ist, ein Stufenabschnitt auf der umgebenden Wand der An
saugöffnung 26 gebildet und mit einem Vorsprung 44 versehen.
Der Vorsprung 44 wird in ein Loch 45, das in dem Flansch 313
gebildet ist, pressgepasst. Wie in Fig. 6B gezeigt ist, ist
die Bodenwand 312 mit einem Vorsprung 46 versehen, der in einer
Ausnehmung 47, die in der umgebenden Wand der Ansaugkammer 24
gebildet ist, pressgepasst oder eingeführt wird. Wie in Fig.
6C gezeigt ist, ist die Bodenwand 312 mit einem Loch 48 verse
hen, in das ein Vorsprung, der auf der umgebenden Wand der An
saugkammer 24 gebildet ist, pressgepasst oder eingeführt wird.
Wie in Fig. 6D gezeigt ist, kann der Flansch 313 an der umge
benden Wand der Ansaugöffnung 26 durch einen Schraubeneingriff
befestigt sein. In allen Fällen kann das Öffnungssteuerventil
30 leicht an dem Zylinderkopf 19 befestigt werden.
Bei dem Kompressor variabler Verdrängung führt der Ventilkörper
des Öffnungssteuerventiles keine wiederholte kleine Bewegung
aus, so dass die Druckpulsation des Kühlmittelgases nicht auf
tritt. Als Konsequenz wird kein Geräusch erzeugt, das von der
Druckpulsation des Kühlmittelgases resultiert.
Claims (10)
1. Kolbenkompressor variabler Verdrängung, mit:
einer Ansaugöffnung (26);
einer Ansaugkammer (24);
einem die Ansaugöffnung (26) mit der Ansaugkammer (24) verbindenden Hauptkanal (32);
einem bewegbar benachbart zu dem Hauptkanal (32) angeord neten Ventilkörper (34) zum Steuern einer Öffnungsfläche des Hauptkanales (32);
einem mit dem Ventilkörper (34) gekoppelten Luftdämpfer (38) zum Dämpfen der Vibration des Ventilkörpers (34); und
einem außerhalb des Luftdämpfers (38) gebildeten Umge hungskanal (39, 42) zum Verbinden der Ansaugöffnung (26) mit der Ansaugkammer (24).
einer Ansaugöffnung (26);
einer Ansaugkammer (24);
einem die Ansaugöffnung (26) mit der Ansaugkammer (24) verbindenden Hauptkanal (32);
einem bewegbar benachbart zu dem Hauptkanal (32) angeord neten Ventilkörper (34) zum Steuern einer Öffnungsfläche des Hauptkanales (32);
einem mit dem Ventilkörper (34) gekoppelten Luftdämpfer (38) zum Dämpfen der Vibration des Ventilkörpers (34); und
einem außerhalb des Luftdämpfers (38) gebildeten Umge hungskanal (39, 42) zum Verbinden der Ansaugöffnung (26) mit der Ansaugkammer (24).
2. Kompressor nach Anspruch 1, mit einer mit dem Ventilkörper
(34) gekoppelten Rückkehrfeder (37) zum Drücken des Ven
tilkörpers (34), so dass der Ventilkörper (34) den Hauptka
nal (32) schließt.
3. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, mit:
einem Kompressorgehäuse (11, 13, 19), das die Ansaugöff nung (26) und die Ansaugkammer (24) definiert; und
einem an dem Kompressorgehäuse (11, 13, 19) befestigten Ventilgehäuse (31), das den Hauptkanal (32) definiert, wo bei der Ventilkörper (34) bewegbar durch das Ventilgehäuse (31) gehalten ist und der Luftdämpfer (38) zwischen dem Ventilgehäuse (31) und dem Ventilkörper (34) gebildet ist.
einem Kompressorgehäuse (11, 13, 19), das die Ansaugöff nung (26) und die Ansaugkammer (24) definiert; und
einem an dem Kompressorgehäuse (11, 13, 19) befestigten Ventilgehäuse (31), das den Hauptkanal (32) definiert, wo bei der Ventilkörper (34) bewegbar durch das Ventilgehäuse (31) gehalten ist und der Luftdämpfer (38) zwischen dem Ventilgehäuse (31) und dem Ventilkörper (34) gebildet ist.
4. Kompressor nach Anspruch 3, bei dem das Kompressorgehäuse
(11, 13, 19) einen Ausnehmungsabschnitt (41) an der An
saugöffnung (26) aufweist, wobei das Ventilgehäuse (31)
einen in den Ausnehmungsabschnitt (41) eingepressten Vor
sprung (40) aufweist.
5. Kompressor nach Anspruch 3, bei dem das Kompressorgehäuse
(11, 13, 19) einen Vorsprung an der Ansaugöffnung (26)
aufweist, wobei das Ventilgehäuse (31) einen über den Vor
sprung pressgepassten Ausnehmungsabschnitt aufweist.
6. Kompressor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem das
Ventilgehäuse (31) mit dem Kompressorgehäuse (11, 13, 19)
durch Schraubeneingriff in Eingriff steht.
7. Kompressor nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem der
Umgehungskanal (42) durch das Ventilgehäuse (31) gebildet
ist.
8. Kompressor nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem der
Umgehungskanal (39) zwischen dem Kompressorgehäuse (11,
13, 19) und dem Ventilgehäuse (31) gebildet ist.
9. Kompressor nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
bei dem die Ansaugöffnung (26) zylindrisch ist und sich in einer vorbestimmten Richtung erstreckt,
das Ventilgehäuse (31) in der Ansaugöffnung (26) angeord net ist und eine zylindrische Wand (311), die sich in die vorbestimmte Richtung erstreckt, und eine Bodenwand (312), die mit einer Ansaugkammerseite der zylindrischen Wand (311) verbunden ist, aufweist,
der Hauptkanal (32) an der zylindrischen Wand (311) gebil det ist,
der Ventilkörper (34) in die zylindrische Wand (311) ein gepasst ist, so dass er bewegbar in der vorbestimmten Richtung ist,
die Rückkehrfeder (37) zwischen dem Ventilkörper (34) und der Bodenwand (312) zum Drücken des Ventilkörpers (34) zu dem offenen Ende der zylindrischen Wand (311) eingefügt ist, das Ventilgehäuse (31) einen Stoppabschnitt zum Stop pen des Ventilkörpers (34) gegen die Rückkehrfeder (37) aufweist, und
der Luftdämpfer (38) zwischen dem Ventilkörper (34) und der Bodenwand (312) zum Dienen als die vorbestimmte Rich tung gebildet ist.
bei dem die Ansaugöffnung (26) zylindrisch ist und sich in einer vorbestimmten Richtung erstreckt,
das Ventilgehäuse (31) in der Ansaugöffnung (26) angeord net ist und eine zylindrische Wand (311), die sich in die vorbestimmte Richtung erstreckt, und eine Bodenwand (312), die mit einer Ansaugkammerseite der zylindrischen Wand (311) verbunden ist, aufweist,
der Hauptkanal (32) an der zylindrischen Wand (311) gebil det ist,
der Ventilkörper (34) in die zylindrische Wand (311) ein gepasst ist, so dass er bewegbar in der vorbestimmten Richtung ist,
die Rückkehrfeder (37) zwischen dem Ventilkörper (34) und der Bodenwand (312) zum Drücken des Ventilkörpers (34) zu dem offenen Ende der zylindrischen Wand (311) eingefügt ist, das Ventilgehäuse (31) einen Stoppabschnitt zum Stop pen des Ventilkörpers (34) gegen die Rückkehrfeder (37) aufweist, und
der Luftdämpfer (38) zwischen dem Ventilkörper (34) und der Bodenwand (312) zum Dienen als die vorbestimmte Rich tung gebildet ist.
10. Kompressor nach Anspruch 9, bei dem die Bodenwand (312) ein
kleines Durchgangsloch (33) aufweist.
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