DE102024103000A1

DE102024103000A1 - Kältemittelverdichter

Info

Publication number: DE102024103000A1
Application number: DE102024103000.3A
Authority: DE
Inventors: Alexander Glebov
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2024-02-02
Filing date: 2024-02-02
Publication date: 2025-08-07

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Kältemittelverdichter (1), umfassend:
- ein Verdichtergehäuse (2),
- einen innerhalb des Verdichtergehäuses verlaufenden Verdichtungsraum (3),
- einen im Verdichtergehäuse verlaufenden und im Verdichtungsraum mündenden Einlasskanal (8) für das zu verdichtende Kältemittel,
- einen im Verdichtergehäuse verlaufenden und im Verdichtungsraum mündenden Auslasskanal (9) für das verdichtete Kältemittel,
- und ein im Einlasskanal oder Auslasskanal angeordnetes Flatterventil (12), das ein Rückströmen des zu verdichtenden Kältemittels aus dem Verdichtungsraum in den Einlasskanal beziehungsweise ein Rückströmen des verdichteten Kältemittels aus dem Auslasskanal in den Verdichtungsraum verhindert und das eine im geschlossenen Zustand des Flatterventils an einem Ventilsitz (14) anliegende Ventilplatte (13) hat.
Der Ventilsitz ist an einem zum Verdichtergehäuse separaten Bauteil angeformt, das auf einem Gehäusebauteil (17) des Verdichtergehäuses aufliegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kältemittelverdichter, umfassend:

- ein Verdichtergehäuse,
- einen innerhalb des Verdichtergehäuses verlaufenden Verdichtungsraum,
- einen im Verdichtergehäuse verlaufenden und im Verdichtungsraum mündenden Einlasskanal für das zu verdichtende Kältemittel,
- einen im Verdichtergehäuse verlaufenden und im Verdichtungsraum mündenden Auslasskanal für das verdichtete Kältemittel,
- und ein im Einlasskanal oder Auslasskanal angeordnetes Flatterventil, das ein Rückströmen des zu verdichtenden Kältemittels aus dem Verdichtungsraum in den Einlasskanal beziehungsweise ein Rückströmen des verdichteten Kältemittels aus dem Auslasskanal in den Verdichtungsraum verhindert und das eine im geschlossenen Zustand des Flatterventils an einem Ventilsitz anliegende Ventilplatte hat.

Flatterventile sind bekanntlich Rückschlagventile, die die Richtung des Kältemittelstroms einlassseitig in den Verdichtungsraum oder auslassseitig aus dem Verdichtungsraum eines Kältemittelverdichters, insbesondere Schwingkolben-, Orbital kolben- oder Scrollverdichter vorgeben und entgegengerichtetes Rückströmen verhindern. Bei gattungsgemäßen Kältemittelverdichtern, wie sie beispielsweise aus der WO 2023/166604 A1 oder der US4978285 A bekannt sind, ist der Ventilsitz des Flatterventils durch eine kreisringförmige Erhebung gebildet, die direkt an einem Bauteil des Verdichtergehäuses angeformt ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kältemittelverdichter der eingangs genannten Art konstruktiv zu verbessern.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich durch die Merkmale des Anspruchs 1. Demnach soll der Ventilsitz an einem zum Verdichtergehäuse separaten Bauteil angeformt sein, das auf einem Gehäusebauteil des Verdichtergehäuses aufliegt. Die Abkopplung der Ventilsitzfunktion von den vergleichsweise massiven Gehäusebauteilen in das dazu separate Bauteil erleichtert den Fertigungsprozess und die Einhaltung der Bauteiltoleranzen, die der hohen Präzision des filigranen Ventilsitzes hinsichtlich Dichtheit, Öffnungs- und Schließverhalten des Flatterventils entsprechend klein sind.
Der Ventilsitz kann an einem Feinguss- oder Sinterteil ausgebildet sein, ist aber zugunsten besonders geringer Herstellkosten vorzugsweise an einem Blechformteil angeformt. Zwecks verbesserter Dichtheit und Akustik des Flatterventils kann es außerdem zumindest im Anlagebereich des Ventilsitzes und im Auflagebereich zum Gehäusebauteil mit Elastomer beschichtet sein.
Weitere Merkmale und Erläuterungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der Zeichnung mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flatterventils. Es zeigen:

1 das Flatterventil in perspektivischem Längsschnitt;
2 einen prinzipiell bekannten Kältemittelverdichter in schematischer Darstellung.

Einleitend sei kurz 2 erläutert, die das Schema eines prinzipiell bekannten Kältemittelverdichters 1 zeigt. Der hier als Schwingkolbenverdichter ausgebildete Kältemittelverdichter 1 umfasst ein Verdichtergehäuse 2, einen darin verlaufenden Verdichtungsraum 3 und einen Verdichterkolben 4, der in der eingezeichneten Drehrichtung im Verdichtungsraum 3 umläuft. Der Verdichtungsraum 3 ist durch den Verdichterkolben 4 in einen Druckraum 5 und einen Saugraum 6 unterteilt, die durch einen Teil des Verdichterkolbens 4 bildenden Trennschieber 7 voneinander separiert und deren Volumina der Drehposition des Verdichterkolbens 4 entsprechend veränderlich sind. Das zu verdichtende Kältemittel strömt über einen im Verdichtergehäuse 2 verlaufenden und im Verdichtungsraum 3 mündenden Einlasskanal 8 in den Saugraum 6 ein, und das verdichtete Kältemittel strömt über einen im Verdichtergehäuse 2 verlaufenden und im Verdichtungsraum 3 mündenden Auslasskanal 9 aus dem Druckraum 5 aus; s.a. eingezeichnete Pfeilrichtungen. Ein im Einlasskanal 8 angeordnetes Rückschlagventil 10 verhindert ein Rückströmen des zu verdichtenden Kältemittels aus dem Saugraum 6 zurück in den Einlasskanal 8. Ein im Auslasskanal 9 angeordnetes Rückschlagventil 11 verhindert ein Rückströmen des verdichteten Kältemittels aus dem Auslasskanal 9 zurück in den Druckraum 5.
Eines der Rückschlagventile 10, 11 ist ein Flatterventil 12, wie es in 1 dargestellt ist. Das Flatterventil 12 hat eine Ventilplatte 13, die im dargestellten geschlossenen Zustand des Flatterventils 12 an einem Ventilsitz 14 anliegt, und einen Ventilanschlag 15, an dem die Ventilplatte 13 zwecks Hub- und Verformungsbegrenzung im vollständig geöffneten Zustand des Flatterventils 12 anliegt. Der Ventilsitz 14 ist an einem zum Verdichtergehäuse 2 (s. 1) separaten Bauteil und vorliegend an einem Blechformteil 16 angeformt, das auf einem den Verdichtungsraum 3 (s. 1) begrenzenden Gehäusebauteil 17 des Verdichtergehäuses 2 dichtend aufliegt. Der Ventilanschlag 15, die Ventilplatte 13 und das Blechformteil 16 sind bspw. mittels einer Punktschweißverbindung zu einer montagefertigen und zerfallsicheren Baueinheit gefügt, die mittels einer Anschraubpunkte 18 und 19 durchsetzenden Schraubverbindung am Gehäusebauteil 17 befestigbar ist.
Der Ventilsitz 14 begrenzt eine kreisförmige Durchflussöffnung 20 für das Kältemittel, die mit einer ebenfalls kreisförmigen Durchflussöffnung 21 im Gehäusebauteil 17 fluchtet, und ist durch eine kreisringförmige und vom Gehäusebauteil 17 beabstandete Kröpfung 22 des Blechformteils 16 gebildet. Die Kröpfung 22 hat eine zur Ventilplatte 13 konvex gekrümmte Anlage 23, mit deren höchster Erhebung sich die Ventilplatte 13 im geschlossenen Zustand des Flatterventils 12 in kantenträgerfreiem Linienkontakt befindet.
Die Ventilplatte 13 ist federhart und (im unverformten Zustand) ein vollständig ebenes Blechteil. Der durch die Kröpfung 22 erzeugte Höhenversatz zwischen der ebenen Ventilplatte 13 und dem gekröpften Blechformteil 16 wird im Bereich der Anschraubpunkte 18 und 19 durch zwei weitere, gelochte Kröpfungen 24 und 25 des Blechformteils 16 kompensiert.
Das Blechformteil 16 kann zwecks verbesserter Dichtwirkung und günstigerer Akustik (zumindest) im Bereich der Anlage 23 und im Auflagebereich 26 zum Gehäusebauteil 17 mit einem Elastomer beschichtet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2023/166604 A1 [0002]
US 4978285 A [0002]

Claims

Kältemittelverdichter (1), umfassend: - ein Verdichtergehäuse (2), - einen innerhalb des Verdichtergehäuses (2) verlaufenden Verdichtungsraum (3), - einen im Verdichtergehäuse (2) verlaufenden und im Verdichtungsraum (3) mündenden Einlasskanal (8) für das zu verdichtende Kältemittel, - einen im Verdichtergehäuse (2) verlaufenden und im Verdichtungsraum (3) mündenden Auslasskanal (9) für das verdichtete Kältemittel, - und ein im Einlasskanal (8) oder Auslasskanal (9) angeordnetes Flatterventil (12), das ein Rückströmen des zu verdichtenden Kältemittels aus dem Verdichtungsraum (3) in den Einlasskanal (8) beziehungsweise ein Rückströmen des verdichteten Kältemittels aus dem Auslasskanal (9) in den Verdichtungsraum (3) verhindert und das eine im geschlossenen Zustand des Flatterventils (12) an einem Ventilsitz (14) anliegende Ventilplatte (13) hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (14) an einem zum Verdichtergehäuse (2) separaten Bauteil angeformt ist, das auf einem Gehäusebauteil (17) des Verdichtergehäuses (2) aufliegt.
Kältemittelverdichter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (14) an einem Blechformteil (16) angeformt ist.
Kältemittelverdichter (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechformteil (16) zumindest im Anlagebereich des Ventilsitzes (14) und im Auflagebereich (26) zum Gehäusebauteil (17) mit Elastomer beschichtet ist.
Kältemittelverdichter (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (14) durch eine kreisringförmige und vom Gehäusebauteil (17) beabstandete Kröpfung (22) des Blechformteils (16) gebildet ist.
Kältemittelverdichter (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kröpfung (22) eine zur Ventilplatte (13) konvex gekrümmte Anlage (23) hat, mit der sich die Ventilplatte (13) im geschlossenen Zustand des Flatterventils (12) in Linienkontakt befindet.
Kältemittelverdichter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (12) im vollständig geöffneten Zustand des Flatterventils (12) an einem Ventilanschlag (15) anliegt.
Kältemittelverdichter (1) nach Anspruch 6, soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilanschlag (15), die Ventilplatte (13) und das Blechformteil (16) zu einer Baueinheit gefügt sind.