DE10130843A1

DE10130843A1 - Safety device for air conditioning compressor has safety units for high pressure, drive chamber pressure, and suction pressure zones all in functional connection with each other

Info

Publication number: DE10130843A1
Application number: DE10130843A
Authority: DE
Inventors: Georg Weber; Tilo Schaefer
Original assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2002-02-28
Also published as: ITMI20011432A0; AU2001275655A1; ITMI20011432A1; WO2002002942A1; DE10193283D2; FR2812038A1; FR2812038B1

Abstract

Sicherheitseinrichtung für die Druckbegrenzung eines hubvariablen bzw. verdrängungsvariablen Kompressors, bei dem die Neigung der Taumelscheibe bzw. der Schrägscheibe zumindest durch die Differenz zwischen Hochdruck im Entladedruckbereich und Triebraumdruck variiert wird, gegebenenfalls durch die Differenz zwischen Triebraumdruck und Saugdruck, mit einer Zufuhrverbindung zwischen Entladedruckbereich und Triebraumdruck, mit einer Ventilvorrichtung, welche in der Zufuhrverbindung angeordnet ist, und gegebenenfalls einer zusätzlichen Verbindung vom Triebraumdruckbereich zum Saugraumdruckbereich, und mit einem Druckbegrenzungsventil, welches bei Überschreitung eines Hochdruckes im Hochdruckbereich Druckmedium in den Triebraum ablässt und mit einem weiteren Druckbegrenzungsventil oder mit einer Berstscheibe, die bei Drucküberschreitung im Triebraum Druckmedium vom Triebraum in die Umgebung ablässt.Safety device for the pressure limitation of a variable-stroke or displacement-variable compressor, in which the inclination of the swash plate or swash plate is varied at least by the difference between high pressure in the discharge pressure area and drive pressure, if necessary by the difference between drive pressure and suction pressure, with a feed connection between the discharge pressure area and drive pressure , with a valve device, which is arranged in the supply connection, and if necessary an additional connection from the pressure chamber pressure area to the suction chamber pressure area, and with a pressure relief valve, which releases pressure medium into the drive space when a high pressure is exceeded in the high pressure area, and with a further pressure relief valve or with a rupture disc If the pressure in the engine room is exceeded, release pressure medium from the engine room into the environment.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für die Druckbegrenzung eines hubvariablen bzw. verdrängungsvariablen Kompressors, bei dem die Neigung der Taumelscheibe oder der Schrägscheibe durch die Differenz zwischen dem Hochdruck im Entladedruckbereich und dem Druck im Triebraum variiert werden kann, gegebenenfalls auch durch die Differenz zwischen dem Druck im Triebraum und dem Druck im Saugbereich des Klimakompressors. Deswegen besitzen derartige Klimakompressoren eine Zufuhrverbindung zwischen der Auslaßkammer des Kompressors im Entladedruckbereich und dem Triebraumdruckbereich. In dieser Zufuhrverbindung kann ein Ventil und gegebenenfalls eine zusätzliche Verbindung vom Triebraumdruckbereich zum Saugraumdruckbereich, wie Bypassdrossel, angeordnet sein, die die Druckdifferenz zwischen Entladedruckbereich und Triebraumdruckbereich beeinflussen kann. Zusätzlich können derartige Klimakompressoren eine Verbindung zwischen dem Triebraumdruckbereich und dem Saugdruckbereich aufweisen, in denen gegebenenfalls auch ein Ventil oder eine Konstantdrossel angeordnet sein kann, wodurch die Druckdifferenz zwischen Triebraumdruck und Saugraumdruck beeinflußbar ist. Ein typischer verdrängungsvariabler Kompressor, der zum Beispiel in Kraftfahrzeugen für deren Klimaanlagen verwendet wird, hat einen Triebraum, der innerhalb eines Gehäuses vorgesehen ist und die Triebwerkselemente für die Förderung des Kühlmittels enthält. Eine Antriebswelle ist drehbar in Gehäuseelementen gelagert. Ein Teil des Gehäuses enthält einen Zylinderblock, durch den sich eine Vielzahl von Zylinderbohrungen erstrecken. Kolben sind hin- und herbewegbar in jeder Zylinderbohrung untergebracht. Auf der Antriebswelle ist eine Schrägscheibe oder Taumelscheibe vorgesehen, die sich mit der Antriebswelle dreht und derart gelagert ist, daß sie in Bezug zur Antriebswelle während der Umdrehungen in ihrer Neigung verstellt werden kann. Die Kolben sind mit entsprechenden Getriebeelementen, wie Gleitschuhen, an die Taumelscheibe oder Schrägscheibe angekoppelt. Der Hub der Kolben während einer Hin- und Herbewegung innerhalb der zugehörigen Zylinderbohrungen wird durch die Neigung der Taumelscheibe oder Schrägscheibe bestimmt.The invention relates to a safety device for limiting the pressure of a stroke variable or displacement variable compressor, in which the inclination of the Swashplate or the swashplate by the difference between that High pressure in the discharge pressure area and the pressure in the engine room can be varied can, possibly also by the difference between the pressure in the drive room and the pressure in the suction area of the air conditioning compressor. Because of that such air conditioning compressors a supply connection between the outlet chamber of the compressor in the discharge pressure area and the engine room pressure area. In this Supply connection can be a valve and possibly an additional connection from the engine room pressure area to the suction room pressure area, such as bypass throttle, be arranged, the pressure difference between the discharge pressure range and Drive room pressure range can affect. In addition, such Air conditioning compressors connect the engine pressure area and have the suction pressure range in which a valve or a constant throttle can be arranged, whereby the pressure difference between Drive room pressure and suction chamber pressure can be influenced. A typical one displacement compressor, which is used for example in motor vehicles for their Air conditioner used has an engine room that is inside a housing is provided and the engine elements for the promotion of the coolant contains. A drive shaft is rotatably mounted in housing elements. Part of the Housing contains a cylinder block through which a variety of Extend cylinder bores. Pistons are reciprocable in everyone Cylinder bore housed. On the drive shaft is a swashplate or Swash plate provided which rotates with the drive shaft and is supported in this way is that it is inclined in relation to the drive shaft during the revolutions can be adjusted. The pistons are equipped with appropriate gear elements, such as Sliding shoes, coupled to the swashplate or swashplate. The hub of the Piston during a reciprocation within the associated Cylinder bores are caused by the inclination of the swashplate or swashplate certainly.

Die Neigung der Taumelscheibe oder Schrägscheibe wird durch Einstellen des Druckes im Triebraum in Relation zu den auf den Kolben wirkenden Drücken im Entladedruckbereich, das heißt im Hochdruckbereich, und im Saugbereich, das heißt im Niederdruckbereich, gesteuert. In anderen Worten ausgedrückt, kann die Differenz zwischen den Drücken, die auf die beiden Enden jedes Kolbens einwirken, durch Ändern des Druckes im Triebraumbereich verändert werden. Dies ändert die Neigung der Taumelscheibe oder der Schrägscheibe und verändert das Verdrängungsvolumen des Kompressors. Darüber hinaus sind in den Verbindungskanälen zwischen diesen Druckbereichen Drosseleinrichtungen oder Ventileinrichtungen vorgesehen, mit welchen der Druck im Triebraum in Relation zum Entladedruck und zum Ansaugdruck geregelt werden kann. Gegebenenfalls sind diese Ventileinrichtungen über Elektromagnetvorrichtungen fernsteuerbar. Zusätzlich sind bei bekannten Kompressoren zur Absicherung des maximalen Druckes im Entladedruckbereich, also im Hochdruckbereich, Druckbegrenzungseinrichtungen vorgesehen, die zum Beispiel durch Berstscheiben oder durch Druckbegrenzungsventile bei Überschreiten des maximalen Druckes im Entladedruckbereich das Kältemittel an die Umgebung abgeben.The swashplate or swashplate can be tilted by adjusting the Pressure in the drive room in relation to the pressures acting on the piston Discharge pressure area, that is in the high pressure area, and in the suction area, that is controlled in the low pressure range. In other words, the Difference between the pressures acting on the two ends of each piston can be changed by changing the pressure in the engine area. This changes the Inclination of the swashplate or swashplate and changes that Displacement of the compressor. In addition, in the Connecting channels between these pressure areas or throttling devices Valve devices are provided with which the pressure in the drive room is in relation can be regulated to the discharge pressure and the suction pressure. Possibly these valve devices are remotely controllable via electromagnetic devices. In addition, in known compressors to ensure the maximum Pressure in the discharge pressure range, i.e. in the high pressure range, Pressure limiting devices provided, for example, by rupture disks or by pressure relief valves when the maximum pressure in the Discharge the refrigerant to the environment.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitseinrichtung zu schaffen, bei der der maximale Druck im Hochdruckbereich, der maximale Druck im Triebraumbereich und der maximale Druck im Saugdruckbereich abgesichert sind.The object of the invention is to provide a safety device in which the maximum pressure in the high pressure area, the maximum pressure in the engine area and the maximum pressure in the suction pressure area is secured.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Sicherheitseinrichtung für die Druckbegrenzung eines hubvariablen bzw. verdrängungsvariablen Kompressors, bei der die Neigung der Taumelscheibe bzw. der Schrägscheibe zumindest durch die Differenz zwischen Hochdruck im Entladedruckbereich und Triebraumdruck variiert wird, gegebenenfalls durch die Differenz zwischen Triebraumdruck und Saugdruck, mit einer Zufuhrverbindung zwischen Entladedruckbereich und Triebraumdruckbereich, mit einer Ventilvorrichtung, welche in der Zufuhrverbindung angeordnet ist, und gegebenenfalls einer Verbindung vom Saugraumdruckbereich zum Triebraumdruckbereich, in der ebenfalls eine Ventilvorrichtung angeordnet ist, und mit einem Druckbegrenzungsventil, welches bei Überschreitung eines Hochdruckes im Hochdruckbereich Druckmedium in den Triebraum ablässt, mit einem weiterem Druckbegrenzungsventil oder mit einer Berstscheibe, die bei Drucküberschreitung im Triebraum Druckmedium vom Triebraum in die Umgebung ablässt, wobei Sicherheitseinrichtungen für den Hochdruckbereich, für den Triebraumbereich und für den Saugdruckbereich miteinander funktional gekoppelt sind.The task is solved by a safety device for the pressure limitation of a stroke variable or displacement variable compressor in which the inclination the swash plate or the swash plate at least by the difference between High pressure in the discharge pressure area and engine pressure is varied, if necessary by the difference between engine pressure and suction pressure, with a Supply connection between the discharge pressure area and the engine pressure area, with a valve device which is arranged in the supply connection, and if necessary, a connection from the suction chamber pressure area to Engine pressure range, in which a valve device is also arranged, and with a pressure relief valve, which when a high pressure is exceeded in the high pressure area releases pressure medium into the drive room, with another Pressure relief valve or with a rupture disc, which when the pressure is exceeded in the Drive room Releases pressure medium from the drive room to the surroundings, whereby Safety devices for the high pressure area, for the engine room area and are functionally coupled to one another for the suction pressure range.

Bevorzugt wird eine Sicherheitseinrichtung, bei der eine Rückschlagventileinrichtung zwischen Saugdruckbereich und Triebraumbereich angeordnet ist.A safety device in which a check valve device is preferred is arranged between the suction pressure area and the drive area area.

Weiterhin wird eine Sicherheitseinrichung bevorzugt, bei der der Hochdruckbereich und/oder der Saugdruckbereich über den Triebraum druckabgesichert sind.Furthermore, a safety device is preferred in which the high pressure area and / or the suction pressure area is pressure-protected via the drive room.

Eine weitere erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß beim Überschreiten des Hochdrucks im Hochdruckbereich das Druckbegrenzungsventil anspricht und dadurch der Klimakompressor zurückschwenkt.Another safety device according to the invention is characterized in that that when the high pressure in the high pressure range is exceeded Pressure relief valve responds and thus the air conditioning compressor swings back.

Bevorzugte Ausführungsformen der Sicherheitseinrichtung werden nun anhand der Figuren beschrieben.Preferred embodiments of the safety device are now based on the Figures described.

Fig. 1 zeigt ein Sicherheitskonzept. Fig. 1 shows a concept of security.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Sicherheitskonzept. Fig. 2 shows a further security concept.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer derartigen Sicherheitseinrichtung mit dem Sicherheitskonzept für alle drei Druckräume. Ein Druckbegrenzungsventil 30 verbindet den Hochdruckbereich 31 eines hier schematisch dargestellten Kompressors 32 mit dem Triebraumbereich 33. Der Niederdruck- oder Ansaugdruckbereich 34 des Klimakompressors wird über ein Rückschlagventil 35 mit dem Triebraumbereich 33 verbunden. Weiterhin wird der Triebraumbereich 33 über ein Druckbegrenzungsventil 36 mit der Umgebung 37, das heißt mit der Atmosphäre um den Kompressor herum, verbunden. Zur Funktion dieses Sicherheitskonzeptes gehört es, daß bei Überschreiten des maximal zulässigen Druckes im Hochdruckbereich 31 das Druckbegrenzungsventil 30 das geförderte Druckmedium von der Entladeseite in den Kurbelraum abbläst. Dadurch erhöht sich der Triebraumdruck im Triebraum 33, und der Hub des Kompressors wird verringert. Fig. 1 shows a schematic representation of such a safety device with the safety concept for all three pressure chambers. A pressure relief valve 30 connects the high-pressure region 31 of a compressor 32, shown schematically here, to the drive chamber region 33 . The low pressure or intake pressure area 34 of the air conditioning compressor is connected to the drive area area 33 via a check valve 35 . Furthermore, the engine compartment area 33 is connected to the environment 37 , that is to say the atmosphere around the compressor, via a pressure limiting valve 36 . It is part of the function of this safety concept that, when the maximum permissible pressure in the high pressure region 31 is exceeded, the pressure relief valve 30 blows off the pressure medium conveyed from the discharge side into the crank chamber. This increases the engine pressure in the engine room 33 and the stroke of the compressor is reduced.

Um eine Absicherung der Ansaugseite im Ansaugdruckbereich 34 des Kompressors zu erreichen, kann weiterhin ein Rückschlagventil 35 zwischen Ansaugseite 34 und Triebraumseite 33 vorgesehen werden, das Fluid von der Ansaugseite in den Triebraum entläßt, wenn der Druck an der Saugseite über dem Druck im Triebraum liegt. Letztendlich kann dann für den Notfall, daß auch der Druck im Triebraum 33 seinen maximal zulässigen Wert übersteigt, das zusätzliche Druckbegrenzungsventil 36 den Druck durch Abblasen des Druckmittels in die Atmosphäre 37 im Triebraum 33 begrenzen. Das ist aber nur für den äußersten Notfall notwendig, da man bei einem erfindungsgemäßen Konzept davon ausgehen kann, daß durch Überschreiten des höchsten Druckes im System, nämlich des Hochdruckes auf der Entladeseite 31, durch das Druckbegrenzungsventil 30 der Kompressor zurückschwenkt und keine weitere Druckerhöhung stattfindet. Zur Vervollständigung des Kreislaufes ist noch die übrige Klimaanlage oder alternativ eine Wärmepumpe schematisch als Block 38 zwischen Hochdruckbereich 31 und Saugdruckbereich 34 eingezeichnet.In order to secure the intake side in the intake pressure area 34 of the compressor, a check valve 35 can also be provided between the intake side 34 and the engine compartment side 33 , which releases fluid from the intake side into the engine compartment when the pressure on the intake side is above the pressure in the engine compartment. Ultimately, in an emergency that the pressure in the drive chamber 33 also exceeds its maximum permissible value, the additional pressure limiting valve 36 can limit the pressure by blowing off the pressure medium into the atmosphere 37 in the drive chamber 33 . However, this is only necessary for extreme emergencies, since it can be assumed with a concept according to the invention that if the highest pressure in the system, namely the high pressure on the discharge side 31 , is exceeded, the compressor swings back through the pressure limiting valve 30 and no further pressure increase takes place. To complete the circuit, the remaining air conditioning system or, alternatively, a heat pump is shown schematically as a block 38 between the high pressure region 31 and the suction pressure region 34 .

Fig. 2 zeigt eine Variante des Sicherheitskonzeptes aus Fig. 1, die sich nur dadurch unterscheidet, daß zur Absicherung des Triebraumdruckes das Druckbegrenzungsventil 36 aus Fig. 1 durch eine Berstscheibeneinrichtung 39 ersetzt wird. FIG. 2 shows a variant of the safety concept from FIG. 1, which differs only in that the pressure relief valve 36 from FIG. 1 is replaced by a rupture disk device 39 to safeguard the pressure in the engine compartment.

Das in dieser Anmeldung beschriebene Sicherheitskonzept beseitigt erfindungsgemäß folgende Nachteile, wie zum Beispiel das separate Absichern von Entladeseite und Triebraum und Ansaugseite durch Berststopfen oder abblasende Sicherheitsventile an die Atmosphäre, was den Nachteil von mehr Dichtstellen nach außen mit sich bringt. Durch das eben beschriebene Sicherheitskonzept wird also eine Reduktion der notwendigen Dichtstellen nach außen bzw. eine Reduktion der Anzahl der Berststopfen oder abblasenden Sicherheitsventile herbeigeführt. Außerdem wird die Zahl der Systemausfälle reduziert, weil beim Überschreiten des Drucks auf der Entladeseite kein Vertust der Dichtheit entsteht, da der Kompressor in diesem Fall zunächst zurückschwenkt und zusätzliche Leistung zur Druckerhöhung nicht mehr erzeugt wird.The security concept described in this application has been eliminated Disadvantages according to the invention, such as the separate securing of Discharge side and drive room and suction side by burst plug or blow off Safety valves to the atmosphere, which has the disadvantage of having more sealing points brings with it outside. The security concept just described means that a reduction of the necessary sealing points to the outside or a reduction of the Number of burst plugs or blow-off safety valves. In addition, the number of system failures is reduced because if the Pressure on the discharge side there is no loss of tightness, since the compressor in In this case, it pivots back and additional power to increase the pressure is no longer generated.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.The claims submitted with the application are drafted strikes without prejudice for obtaining further patent protection. The The applicant reserves the right to add more, so far only in the description and / or combinations of features disclosed in the drawings.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rück bezogenen Unteransprüche zu verstehen. Relationships used in subclaims point to the others Training the subject of the main claim by the features of respective subclaim; they are not considered a waiver of achieving one independent, objective protection for the combinations of features of the back to understand related subclaims.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.Since the subjects of the subclaims with regard to the prior art on Reserves the right to make its own independent inventions Applicant before becoming the subject of independent claims or To make divisional declarations. You can continue to work independently Inventions contain one of the objects of the previous Have independent claims independent design.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.The exemplary embodiments are not to be understood as a restriction of the invention. Rather, there are numerous changes within the scope of the present disclosure and modifications possible, in particular such variants, elements and Combinations and / or materials, for example by combination or Modification of individual in connection with that in the general description and embodiments and the claims described and in the Features or elements contained in drawings or process steps for the specialist with a view to solving the problem can be found and by Combinable features for a new item or new ones Lead process steps or process step sequences, also insofar as they Test and work procedures concern.

Claims

1.Safety device for the pressure limitation of a variable-stroke or displacement-variable compressor, in which the inclination of the swash plate or swash plate is varied at least by the difference between high pressure in the discharge pressure area and engine pressure, possibly by the difference between engine pressure and suction pressure, with a supply connection between the discharge pressure area and drive chamber pressure area, with a valve device which is arranged in the feed connection and, if appropriate, an additional connection from the drive room pressure area to the suction chamber pressure area, and with a pressure relief valve which releases pressure medium into the drive area when a high pressure in the high pressure area is exceeded, with a further pressure relief valve or with a rupture disk , which releases pressure medium from the drive room into the environment when the pressure in the drive room is exceeded, characterized in that safety devices for the high pressure area ch, are functionally coupled to each other for the engine pressure area and for the suction pressure area.

2. Safety device, in particular according to claim 1, characterized in that that a check valve device between the suction pressure area and Engine compartment pressure area is arranged.

3. Safety device, in particular according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the high pressure area and / or the suction pressure area about the drive room is pressure protected.

4. Safety device, in particular according to claim 1, 2 or 3, characterized characterized in that when the high pressure is exceeded in the high pressure range the pressure relief valve responds and thus the air conditioning compressor to swing back.

5. Safety device for the pressure limitation of a stroke variable or displacement compressor, in which the inclination of the swash plate or the swash plate at least by the difference between high pressure in Discharge pressure range and engine pressure is varied, possibly by the Difference between engine pressure and suction pressure, with a feed connection between discharge pressure area and engine pressure area, with a Valve device, which is arranged in the supply connection, and if necessary, an additional connection from the engine pressure area to Suction chamber pressure range and with a pressure relief valve, which at Exceeding a high pressure in the high pressure area Drains off, with another pressure relief valve or with a Rupture disc, the pressure medium from the pressure medium in the drive room Drains into the environment, characterized by at least one in inventive feature disclosed in the application documents.