制冷剂压缩机的制作方法

文档序号:18667012发布日期:2019-09-13 20:18阅读:506来源:国知局
制冷剂压缩机的制作方法

本发明涉及一种制冷剂压缩机,其具有:电驱动单元;缸壳体;能由所述电驱动单元驱动的曲轴;以及活塞,所述活塞能由所述曲轴驱动且在所述缸壳体的工作容积中引导,用于周期性地压缩制冷剂,该制冷剂能够经过抽吸阀被输送到所述工作容积内,该抽吸阀包括抽吸开口和按冲程地关闭该抽吸开口的阀关闭元件(优选为阀弹簧)。

大多数情况下,缸盖组件固定在缸壳体上,缸盖组件包括抽吸开口和按冲程地关闭抽吸开口的阀关闭元件。通常,缸盖组件也包括:阀板,其具有抽吸开口和压力开口;以及缸盖罩,其连同阀板构造被密封地空腔。在此,抽吸阀的阀关闭元件通常布置在阀侧面的朝向活塞的那侧,而压力阀的按冲程地关闭压力开口的阀关闭元件布置在阀板的背离活塞的那侧。在此,抽吸阀和压力阀通常具有阀弹簧作为阀关闭元件。在阀板和缸壳体之间或者在阀板和缸盖罩之间通常布置密封元件,优选以平面密封件的形式。通常,阀板通过缸盖罩压到缸壳体上。



背景技术:

制冷剂压缩机,尤其具有可严密地封装的压缩机壳体的严密地封装的制冷剂压缩机,自长时间来已知并且主要在冷却电器(如冰箱或者冰柜)中得到应用。制冷剂过程本身也自长时间来已知。在此,通过从要冷却的空间吸收能量使制冷剂在蒸发器内变热并且最后过热并且借助制冷剂压缩机(也称为制冷剂增压机)通过活塞缸单元(准确的说通过在缸壳体内平移地运动的活塞)将其泵到更高的压力水平,在那儿制冷剂通过冷凝器放出热量并且经过节流阀(在其中实现制冷剂压力降低和冷却)又被输送回到蒸发器内。通过由电驱动单元驱动的曲轴实现所述活塞的运动。该电驱动单元通常包括定子和转子,其中,该转子抗扭转地与曲轴连接,以便驱动活塞缸单元。

在曲轴转动期间,活塞在抽吸冲程期间线性地从上止点(在上止点中在活塞底部到阀板之间的距离最小)向下止点(在下止点中活塞底部到阀板之间的距离最大)运动,其中,从限定的曲轴转角起使制冷剂经过抽吸开口流入或者吸入由缸壳体构造的缸内。在紧接着的压缩冲程中,阀板关闭抽吸开口并且活塞线性地从下止点向上止点运动,其中,处于缸内的制冷剂被压缩。从限定的曲轴转角起,压力阀打开并且压缩的制冷剂经过压力开口从缸中流出。

根据现有技术,在抽吸冲程中,当通过由于活塞运动在缸中构造的低压作用到抽吸阀上的打开力大于抽吸阀的关闭力时,抽吸阀才打开。通常,抽吸阀的关闭力由于抽吸阀的阀弹簧的弹簧系数是固定的。现有技术的缺点如今在于,在抽吸阀打开运动的情况下出现未限定的状态:只要打开力和关闭力近似一样大,则抽吸阀打开并且制冷剂流入缸内。但由此低压减少,相应地作用到抽吸阀上的打开力也减小,从而抽吸阀在它本来应经历打开运动期间实际上进行了关闭运动。于是,在一定的曲轴转角范围内发生抽吸阀的“振摆”,在其内抽吸阀不执行连续的打开运动,而是在此期间仅停顿地打开或者甚至经历一个或者相继多个关闭运动。由此,一方面总地在抽吸冲程期间到达缸内的制冷剂的量减少,这导致制冷剂压缩机的效率降低。另一方面,由于抽吸阀的“振摆”造成在制冷剂循环中制冷剂的波动,这引起不期望地提高制冷剂压缩机的噪音级。

发明目的

由此,本发明的任务是,克服现有技术的缺点并且提出一种制冷剂压缩机,在该制冷剂压缩机中在抽吸冲程期间保证抽吸阀的持续的打开运动。



技术实现要素:

该任务在开头提到的类型的根据本发明的制冷剂压缩机中通过如下方式解决:设置一种操纵装置,借助该操纵装置能按冲程地打开抽吸阀的阀关闭元件。由此,该操纵设备构造用于按冲程地打开阀关闭元件。“按冲程地”意味着,所述操纵装置原则上在工作循环的每个抽吸冲程中打开阀关闭元件,其中,一个工作循环对应于曲轴的一圈旋转。换句话说,在制冷剂压缩机的运行期间,在该运行期间相继地经历多个工作循环,在每个工作循环的抽吸冲程中打开所述阀关闭元件。

在此,根据本发明的操纵装置是相对于活塞附加地设置的装置,所述活塞确实在阀弹簧的情况下根据现有技术仅仅通过在抽吸冲程中抽吸制冷剂而打开阀弹簧。根据本发明的操纵装置可单独地实施打开抽吸阀或者(如在阀弹簧的情况下那样)相对于活塞支持性地实施。因此,对于后者的情况可设置,阀关闭元件能够通过所述操纵装置仅支持性地打开。

总地来说,由此所述任务通过如下方式解决:不被动地或者不仅仅被动地通过在抽吸冲程期间在缸内形成的低压来打开抽吸阀,而是主动地通过所述操纵装置来打开抽吸阀,以便防止抽吸阀的“振摆”。

本发明可设置,所述操纵装置具有接触区段,所述接触区段与所述阀关闭元件处于接合中或者能形成接合,其中,通过所述接触区段的运动能够按冲程地打开所述阀关闭元件。因此,所述操纵装置构造用于通过所述接触区段的运动按冲程地打开所述阀关闭元件。该实施变型与所述阀关闭元件的机械操纵相对应。在此,所述接触区段运动并且所述阀关闭元件打开。在此,所述接触区段可固定地与所述阀关闭元件连接并且被所述操纵装置的另一元件操纵。因此,例如阀关闭元件可具有接触区段,所述接触区段穿过抽吸开口向外突出并且在抽吸开口的外部通过该操纵装置的另一元件被操纵。或者,所述接触区段一方面固定地与阀关闭元件连接,另一方面(直接作为所述操纵装置的单独的元件或者间接通过其它的元件)也机械地与活塞连接并且被活塞操纵,该活塞由此(也)通过其在抽吸冲程中的运动通过拉力将阀关闭元件机械地打开。或者,所述接触区段固定地与所述操纵装置的另一元件连接并且至少按冲程地被带到与阀关闭元件的接合中。在此,所述接触区段仅可在抽吸冲程的确定阶段期间触碰所述阀关闭元件,但在压缩冲程期间不可触碰所述阀关闭元件。或者,所述接触区段也在压缩冲程期间触碰所述阀关闭元件,但在压缩冲程期间不施加力到阀关闭元件上。

一种实施方式设置,所述接触区段与所述阀关闭元件的背离活塞的那侧处于接触中或者能形成接触,以便通过施加压力来打开阀关闭元件。该实施方式可在现有的制冷剂压缩机情况下被简单地实现,因为不需要在工作容积中或者在活塞上加装元件。该实施方式允许受控地通过所述操纵装置调控抽吸阀的打开,而在此不妨碍制冷剂压缩机的功能,并且将所述操纵装置的组成成分地数量保持尽可能少。抽吸阀通常向着缸的方向打开并且布置在阀板的朝向活塞的那侧。在抽吸冲程开始时,通过施加压力到抽吸阀的背离活塞的那侧上,换句话说通过将抽吸阀从抽吸阀的背离活塞的那侧推出,能以特别简单的方式和方法保证抽吸阀的持续的打开运动。

本发明可设置,在所述阀关闭元件的两侧上的制冷剂压力处于平衡状态的情况下,能引入借助所述操纵装置打开所述阀关闭元件。这表明了用于打开阀关闭元件的理想时间点并且无论如何将避免“振摆”。该时间点虽然在一确定的曲轴转角范围内出现,但与对应压力、死区(schadraum)和活塞速度相关。该时间点可例如借助在阀关闭元件两侧上的压力测量被求取,并且所述操纵装置能够相应地被操纵。

因为“振摆”效应按冲程地分别在限定的、可划清界限的曲轴转角范围内出现,所以根据本发明的实施方式足够的是,根据曲轴的所述曲轴转角按冲程地通过操纵装置打开抽吸阀,从而至少在传统制冷剂压缩机中出现“振摆”的那个曲轴转角范围内,操纵元件的接触区段与抽吸阀处于接触中。因此,所述操纵装置构造用于根据曲轴的曲轴转角按冲程地打开阀关闭元件。由此,通过与操纵元件的接触区段的接触而阻止在“振摆”情况下出现的关闭运动。所以通常有利的是,所述接触区段在上止点之前的90°至60°曲轴转角(即在抽吸冲程开始之前)就已经接触抽吸阀、优选持续地接触抽吸阀。在此,特别有利的是,在压缩冲程的大部分期间,所述接触区段不接触抽吸阀,以防止抽吸阀的不期望的打开。仅快要开始抽吸冲程之前,可设置接触。也可考虑,抽吸阀在抽吸冲程期间、至少在打开运动之后已经被接触区段松开,从而不通过接触区段阻碍抽吸阀在抽吸冲程结束时或者在压缩冲程开始时的通常突然的关闭运动。

不仅鉴于接触区段在抽吸阀关闭时的干扰可设置,借助所述操纵装置能够按冲程地关闭阀关闭元件。这例如在完全主动的抽吸阀情况是这样,或者当接触区段与活塞机械地连接时是这样。或者,当在操纵装置、接触区段和阀关闭元件之间设置固定连接时,使得接触区段不仅将阀关闭元件压到打开位置中,而且又将阀关闭元件拉到关闭位置中。

为了以简单且成本有利的方式和方法实现抽吸阀的打开运动的相关性,在一种实施方式中设置,所述操纵装置与所述曲轴机械地耦合,因为曲轴转角并且由此抽吸冲程和压缩冲程也必定通过曲轴的曲轴转角被限定。在此,所述操纵装置在工作容积外部包括如下操纵元件,所述操纵元件具有能与阀关闭元件形成接触的接触区段或者与阀关闭元件处于接触中的接触区段。因此,不需要——通常昂贵的——附加的电控制元件或者促动器。该机械的耦合可通过不同的动力学关联实现。如接下来详细地描述的那样,可设置单个的(例如杆式地构造的)操纵元件。然而,正如可考虑,所述操纵装置包括一个或者多个另外的操纵元件,所述操纵元件相互处于作用连接中。

在本发明的一种实施变型中设置,所述操纵元件铰接地附接在缸壳体上或者附接在缸盖组件的缸盖罩上。通常,所述缸盖组件包括阀板和缸盖罩,并且所述缸盖组件固定在缸壳体的前侧上。为了能够实现将操纵元件简单地附接在缸盖罩上或者缸壳体上已经存在的固定开口上,这些构件特别好地适用于操纵元件的附接。所述铰接的附接能够实现操纵元件的摆动运动,因此能够在操纵装置中实现在动力学上容易控制的运动进程。同样,通过固定在缸盖组件上或者在缸壳体上实现在空间上临近抽吸阀。

根据本发明的制冷剂压缩机的另一实施变型设置,所述操纵元件以能围绕摆动轴摆动的方式支承,所述摆动轴平行于曲轴的纵轴线定向。通过所述摆动轴的这种定向保证,所述接触区段在一个平行于抽吸开口的孔轴线定向的平面上运动,其中,该孔轴线的方向基本上相应于抽吸阀的打开方向。因此,抽吸阀的打开运动能够被有利地支持。同样,所述摆动轴的这种定向通常以操纵元件关于缸壳体的侧向布置为前提,因为无论在缸盖组件的在曲轴纵轴线方向上看的上侧还是下侧通常都没有足够的安装空间可供使用,因为该安装空间例如被抽吸消音器和/或压缩消音器或者被压缩机壳体的上半部占据。

根据本发明的制冷剂压缩机的一种优选的实施变型设置,所述操纵装置具有与所述操纵元件的操纵区段处于作用接触中的控制元件,该控制元件抗扭转地附接在曲轴上,其中,操纵元件和控制元件构造为使得能够将曲轴的旋转运动转变成所述操纵元件的至少接触区段的摆动运动或平移运动。通过所述控制元件和操纵装置的其余组成部分(尤其操纵元件)的相互作用,能够简单地实现曲轴与接触区段的机械耦合。在操纵区段和控制元件之间的作用连接可例如通过直接接触或者通过另外的操纵元件的中间连接而建立。在此,所述控制元件可例如构造成凸轮状,从而由于控制元件的侧面关于曲轴纵轴线径向距离不同而促使操纵装置的贴靠在控制元件上的元件关于曲轴纵轴线在径向方向上偏移。在另一种替代的实施变型中,所述控制元件也可在控制元件的上侧或者下侧上具有山峰和山谷形式的隆起和凹陷,其促使操纵装置的贴靠在控制元件上的元件关于曲轴纵轴线在轴向方向上偏移。

如果操纵元件的操纵区段直接贴靠在控制元件上,则在曲轴旋转的情况下通过控制元件使操纵区段偏移。因此,原则上能够通过控制元件实现将曲轴的旋转转变成接触区段的平移运动。如果操纵元件构造成杆,则能够实现接触区段围绕杆的转动点的摆动运动。当相应地选择动力学的相关性时,所述接触区段的摆动运动仍然近似相应于平移运动。

在另一优选的实施变型中,操纵装置由操纵元件和控制元件构成,因此不必设置另外的可动的组成部件,用于将曲轴的旋转动力学地转变成操纵元件的贴靠在控制元件上的操纵区段的平移运动或者摆动运动的。

为了实现该操纵装置的能简单且成本有利地建立或者装配的结构,在本发明的另一实施变型中设置,所述控制元件具有与所述操纵元件的操纵区段处于接触中的引导面,其中,该引导面相对于所述曲轴的纵轴线偏心地构造。通过引导面和操纵区段之间的接触,直接发生由于引导面的偏心构造引起操纵区段的偏移。在此,所述引导面可例如构造成控制元件的侧表面,所述控制元件构造为具有优选圆形的横截面的偏心件。在此,也可设置弹簧元件,所述弹簧元件将操纵区段压向控制元件,以便保证在控制元件和操纵区段之间的接触。在此自然可理解的是,当没有与操纵区段存在直接接触,而是中间连接有操纵装置的一个或者多个组成部分时,也可考虑这样构造的引导面。

在本发明的另一优选的实施变型中设置,所述引导面由设置在所述控制元件的朝向曲轴或者背离曲轴的端面上的、环形延伸的凹槽构造。通过凹槽和操纵区段的共同作用(其中,所述操纵区段可例如销形地或者栓形地构造),操纵区段至少区段地设置在凹槽内。由此,使操纵区段在曲轴旋转期间由控制元件不仅径向向外而且径向向内地运动,而不必施加附加的力(例如弹簧力)到操纵区段上以促使向内偏移。在此,所述凹槽构造成闭合环,例如具有圆形的或者椭圆形的凹槽轨道,其中,该凹槽的两个侧面构造引导面。为了降低噪声级并且避免曲轴不平衡运行,有利的是,控制元件具有关于曲轴纵轴线旋转对称的形状。

根据本发明的制冷剂压缩机的一种优选的实施变型设置,所述操纵元件具有杆形基体,其中,该基体的第一杆臂具有所述操纵区段,并且该基体的第二杆臂具有所述接触区段。由于所述基体的杆形状能够利用简单可控的动力学的相关性,从而通过所述两个杆臂的构型和尺寸以及通过定位杆臂的转动点(所述转动点通常用于操纵元件在制冷剂压缩机上的铰接连接),能够准确地限定接触区段的运动。在此,不但所述接触区段而且所述操纵区段在围绕杆臂转动点的摆动轨迹上运动。

为了将操纵元件铰接地附接在缸盖组件上,在另一实施变型中设置,所述缸盖组件的缸盖罩构造用于所述操纵元件的支承部,或者支架固定在所述缸盖组件的缸盖罩上,该支架构造用于所述操纵元件的支承部。由于缸盖罩通常借助固定元件附接在缸壳体上的实际情况的可供使用的安装空间,并且在空间上靠近抽吸阀,使得缸盖罩特别好地适合于构造操纵元件的支承部。尤其在给现有的缸盖罩加装操纵装置的情况下有利的是,所述支承部由(优选借助用于固定缸盖罩的固定元件本身)固定在缸盖罩上的支架构造。在此,原则上有利的是,所述支承部用于支承杆形基体的转动点。

为了所述操纵元件的杆形基体的几何结构构型(这对于将接触区段的运动与曲轴机械耦合是必要的),在根据本发明的制冷剂压缩机的另一实施变型中设置,所述操纵元件的基体具有至少一个弯折部,优选每个杆臂具有至少一个弯折部,其中,弯折部轴线分别基本上平行于曲轴的纵轴线地定向。通过弯折部轴线的所述定向保证,所述基体具有至少一个连续的基本面,其中,所述基体优选平面地构造。在此,所述弯折部具有在60°和160°之间、尤其在90°和160°之间、优选在110°和150°之间、特别优选在120°和140°之间的角度范围。在一种有利的实施变型中,第一杆臂具有在115°和145°之间的至少一个弯折部、优选两个弯折部,而第二杆臂具有大约90°+/-10°的弯折部。在此,有利的是,第二杆臂这样地包围缸盖罩,使得接触区段与抽吸开口对齐地布置。

为了使制冷剂在通过操纵装置(尤其通过接触区段)经过抽吸阀流入的流动损失保持尽可能小,在本发明的另一实施变型中设置,所述操纵元件的接触区段的横截面积比所述抽吸开口的横截面积小。在此,有利的是,接触区段的横截面积为抽吸开口的横截面积的最多10%、优选最多5%、尤其最多2.5%、特别优选低于2.5%。

在根据本发明的制冷剂压缩机的一种特别优选的实施变型中设置,所述接触区段通过(尤其由弹簧线材或者由塑料制成的)弹性的接触元件构造。由于所述弹性特征,尤其弹簧线材或者塑料的弹性特征,可达到一种或者达到多种以下有利效果:由于所述接触元件的挠性,接触区段可在排出冲程末端处就已经被带到与抽吸阀的接触中,而不会在这此时打开抽吸阀,因为所述接触元件弹性地弯曲。通过适配接触元件的弹簧系数和抽吸阀的或者抽吸阀阀弹簧的弹簧系数,抽吸阀的打开时间点能够被精确地调节。当所述操纵元件具有杆形基体并且操纵元件的接触元件固定于其上的区域进行摆动运动时,当接触区段至少区段地在引导部中引导时,接触区段的摆动运动能够通过弹性变形被补偿,从而使接触区段并且由此使被接触区段接触的抽吸阀仅线性地运动。当由塑料替代弹簧线材构成接触元件时,在此可通过选择塑料、通过厚度和形状(直的或者弯曲的)实现如同应用弹簧线材那样的弹性特征。

另一特别优选的实施变型设置,所述接触元件平面地构造并且具有弯曲的连接区段,其中,该连接区段必要时将所述操纵元件的优选杆形的基体与所述接触区段连接。通过平面地构造接触元件能够特别简单地通过几何构型影响接触元件的弹性特征。接触元件的弹性特征可通过弯曲的连接区段被调设,所述弯曲的连接区段例如这样地弯曲,使得操纵元件的摆动运动基本上通过连接区段的扭曲被补偿而不是通过接触区段的弯曲被补偿。

根据本发明的另一特别优选的实施变型设置,所述接触区段基本上平行于所述抽吸开口的孔轴线延伸地设置,并且所述连接区段具有至少一个v形弯曲部,其中,由所述接触元件构造的平面优选平行于所述曲轴的纵轴线地定向。所述接触元件的至少区段地设置在缸盖组件内部、例如在缸盖罩内部或者在抽吸消声器内部的接触区段通常直线延伸地构造,以避免制冷剂流入期间的流动损失。所述连接区段的上述弯曲可通过连接区段的至少一个v形弯曲部实现。在此,自然可理解地是,接触区段的与所述弯曲形状无关的直线构造是有利的。通过接触元件的平面的构造保证,操纵元件的运动可被直接用于将抽吸阀持续地打开。

在本发明的另一特别优选的实施变型中设置,所述操纵元件的接触区段至少区段地在所述缸盖组件的缸盖罩的孔内引导和/或在抽吸消声器的孔内、优选在抽吸消声器的出口的孔内引导。由于所述操纵装置的大部分设置在缸盖组件的外部以不影响制冷剂的流动并且为了搭接在曲轴和抽吸阀之间的距离,必要的是,至少所述接触区段引导到缸盖组件的内部,以能够接触抽吸阀。因此,有必要为所述接触区段提供进到缸盖组件中的入口,该入口也可同时用作引导部。所述入口在确定的实施变型中由缸盖罩内的孔实现。通常,设置抽吸消声器,该抽吸消声器的出口直接与抽吸开口连接。因此,在相应的缸盖组件中,在抽吸消声器中的孔是必要的,以将接触区段引导给抽吸阀。如果抽吸消声器的出口被缸盖罩的区段压到阀板上,则可需要,所述孔横穿缸盖罩并且横穿抽吸消声器的出口。

除了将操纵元件实施为基本上能摆动的杆之外,能平移地运动的操纵元件也是可行的。在此,所述操纵元件包括:尤其直的第一区段,所述第一区段能够平行于所述活塞平移地运动;以及弯曲的第二区段,所述第二区段从后方配合所述抽吸开口并且承载接触区段,从而所述接触区段也能够平行于所述活塞平移地运动。所述控制元件(该控制元件抗扭转地附接在曲轴上)可具有与操纵元件处于接触中的引导面,该引导面相对于曲轴的纵轴线偏心地构造。所述引导面可以是控制元件的周面。所述控制元件可例如是凸轮状的或者是偏心的盘,并且允许操纵元件在抽吸冲程开始时朝向曲轴的方向运动,例如通过较小的半径。所述运动可例如由弹簧引起。在此,也使所述接触区段朝向曲轴运动并且从外部压所述阀关闭元件。之后,所述操纵元件通过与控制元件的接触返回到远离曲轴的位置,在该位置处所述接触区段不施加压力到阀关闭元件上。所述操纵元件的直的区段可在缸壳体中引导。所述操纵元件的直的区段可尤其引导穿过阀板,从而弯曲的区段完全处于缸盖罩的容积内并且接触区段也处在缸盖罩的容积内。因此,在缸盖罩中不需要用于操纵元件的穿通部。

该具体发明也包括用于运行制冷剂压缩机的方法,该制冷剂压缩机具有:电驱动单元;缸壳体;能由所述电驱动单元驱动的曲轴;以及活塞,所述活塞能由所述曲轴驱动并且在所述缸壳体的工作容积中引导,用于周期性地压缩制冷剂,该制冷剂能够经过抽吸阀被输送到所述工作容积中,该抽吸阀包括抽吸开口和按冲程地关闭该抽吸开口的阀关闭元件、优选阀弹簧。在此,设置操纵装置,借助所述操纵装置至少支持性地按冲程地打开所述阀关闭元件(即曲轴每转打开所述阀关闭元件一次)。

在此,所述操纵装置尤其具有接触区段,所述接触区段与所述阀关闭元件处于接合中或者能形成接合,其中,通过所述接触区段的运动按冲程地打开所述阀关闭元件。

所述方法的其它实施变型由根据本发明的制冷剂压缩机的上述功能原理得出。

附图说明

现在借助实施例详细地解释本发明。附图是示例性的并且虽然应说明本发明构思,但无论如何不应限制性地或者甚至终结地陈述。附图中:

图1示出根据本发明的制冷剂压缩机的第一变型的俯视图;

图2示出根据图1的制冷剂压缩机的主要部件的立体图;

图3示出根据图2的另一立体图;

图4示出图1的制冷剂压缩机的立体图;

图5示出图1的制冷剂压缩机的关于图4的竖立剖面图;

图6示出图1-5的操纵元件的细节图;

图7示出曲轴、操纵装置和抽吸阀在所选择的曲轴转角中的示意图;。

图8示出根据本发明的制冷剂压缩机的第二变型的俯视图;

图9示出图8的制冷剂压缩机的关于图12的竖立剖面图;

图10示出图1的部分剖切的俯视图;

图11示出根据图8的制冷剂压缩机的立体图,如图10中那样剖切;

图12示出根据图8的制冷剂压缩机的立体图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的制冷剂压缩机的俯视图,其中,该制冷剂压缩机的组成成分布置在能严密地封装的压缩机壳体内,所述压缩机壳体在此未示出,以能够示出所述压缩机壳体的内部。

所述制冷剂压缩机包括电驱动单元,该电驱动单元包括定子和与曲轴3(见图2和3)抗扭转地连接的转子。曲轴3能够借助电驱动单元被驱动,由此与曲轴3的相对于曲轴3纵轴线4偏心设置的曲柄销12处于作用连接的活塞缸单元周期性地抽吸或者压缩制冷剂。所述活塞缸单元包括:包围缸的缸壳体1和在缸中线性地引导的活塞2(见图7)。活塞2通过连杆13与曲轴3的曲柄销12连接,从而活塞2在曲轴3旋转期间进行抽吸冲程以及压缩和排出冲程(见图7)。

在缸壳体1的前侧上装有密封地封闭缸的缸盖组件5,缸盖组件包括具有抽吸开口7和压力开口9的阀板6。在阀板6上布置有按冲程地关闭抽吸开口7的抽吸阀8和按冲程地关闭压力开口9的压力阀10,如图2和3中可看到的那样。连同阀板6构造空腔的缸盖罩11(见图4)封闭缸盖组件5。缸盖罩11通过多个固定元件(在本实施例中通过四个固定元件、优选螺钉)固定在缸壳体1的前表面上,其中,阀板6夹紧在缸盖罩11和缸壳体1之间。通常,密封元件(优选平面密封件)布置在缸盖罩11和阀板6之间或者说在阀板6和缸壳体1之间,以保证缸盖组件5相对于压缩机壳体内部的密封性。从压力开口9引导离开的压力管路在此由缸壳体1构成,其中,为所述压力管路设置压缩消音器41。

根据本发明,为抽吸阀8设置与曲轴3机械地耦合的操纵装置14,接下来会详细地描述该操纵装置。该操纵装置14包括用于操纵抽吸阀8的操纵元件15和与曲轴3抗扭转地连接的控制元件23,该控制元件与操纵元件15的操纵区段17处于作用连接。操纵元件15包括具有第一杆臂19和第二杆臂20的杆形基体18,其中,操纵区段17构造在第一杆臂19上。在本实施例中,操纵区段17布置在第一杆臂19的一端部区段中。

操纵元件15铰接地附接在缸盖罩11上,以能够实现操纵元件15的摆动运动。在此,操纵元件15的摆动轴21平行于曲轴3的纵轴线4地取向,以通过操纵元件15围绕摆动轴21摆动而实现抽吸阀8的打开运动。摆动轴21通过支承部30构造,该支承部作为杆形基体18的转动点起作用。支承部30在本实施例中由固定在缸盖罩11上的支架29构造,其中,支架29通过固定元件(在该情况中通过两个固定元件)附接在缸盖罩11上,对此,见在图2中的支架29中的两个固定开口。支架29相对于缸壳体1或者相对于缸盖罩11侧向地布置,其中,上侧和下侧分别沿着或逆着纵轴线4定向。支架29构造成角形件(winkel),其中,支架29的第一边贴靠在缸盖罩11的前侧上并且为了固定而具有至少一个(优选正好两个)固定开口,并且支架29的第二边平行于缸盖罩11的侧面地定向并且具有支承部30。在此,支承部30在本实施例中由销栓构造,所述销栓引导穿过操纵元件15的或者杆形基体18的支承开口。

在替代的实施变型方案中,支承部30也可直接构造在缸壳体1上或者在缸盖罩11上。在此,支承部30可例如构造成缸盖罩11的销栓形的伸出部。

在根据现有技术的制冷剂压缩机中,抽吸阀8被动地通过在抽吸冲程期间在缸中形成的低压被操纵。在抽吸阀8的第一打开阶段期间,当由该低压施加的打开力基本上相应于抽吸阀8的关闭力时,制冷剂经过部分释放的抽吸开口7流入到缸中,因而所述低压减小并且打开力又减小。由此,发生抽吸阀8的所谓的“振摆”,该抽吸阀通常由阀弹簧构造。在“振摆”的情况下,在抽吸冲程期间抽吸阀8实施一次或者多次关闭运动,直到该低压由于流入的制冷剂减小得比为了施加打开力所必需的低压明显更小。由于该效应,一方面降低制冷剂压缩机的效率,因为按阶段在抽吸冲程期间没有制冷剂或者更少的制冷剂到达缸内。同时,由所述“振摆”发生在被抽吸的制冷剂流中或者在制冷剂环流中的波动,这导致产生不期望的噪音。

现在,图2和3示出制冷剂压缩机的符合本发明本质的组成部分。为了清楚起见,尤其既不示出缸盖罩11也不示出缸壳体1或者活塞2,以便不遮盖其他组成部分。如开头提到的那样,操纵装置14与曲轴3机械地耦合,从而操纵元件15的接触区段16能够根据曲轴3的曲轴转角被带到与抽吸阀8的接触中,以实现所述抽吸阀的持续的打开运动。通过接触区段16至少在抽吸阀8的打开运动期间接触抽吸阀8并且通过所述机械耦合根据曲轴3的曲轴转角而运动,借助操纵元件15使抽吸阀8主动地打开,其中,在打开阶段期间抽吸阀8的关闭运动由于与接触区段16接触而被阻止。

在本实施例中,操纵元件15的杆形基体18的第二杆臂20具有接触区段16,其中,接触区段16优选与抽吸开口7对齐地定向并且构造或者固定在第二杆臂20的一端部区域中。在此,接触区段16定位在缸盖组件5的区域中,即在阀板6的与缸壳体1或者活塞2相对置的那侧上,从而接触区段16能够与抽吸阀8的与缸壳体1或者活塞2相对置的那侧接触。由此,抽吸阀8能够通过接触区段16被推压,其方式是,接触区段16通过所耦合的运动将压力施加到抽吸阀8上。

由于接触区段16伸入到缸盖组件5的空间内,该空间在抽吸冲程期间被制冷剂穿流,接触区段16具有与抽吸开口7的横截面积比较而言小的横截面积,其中,接触区段16的横截面在本实施例中仅占据抽吸开口7的横截面积的大约1%,以尽可能小地影响制冷剂的流动。

现在,操纵装置14的机械耦合如下所述地实现:控制元件23构造成盘形的并且具有关于纵轴线4的旋转对称的外形,其中,曲柄销12穿过控制元件23的开口28伸出。由此,控制元件23布置在连杆13下方。在控制元件23的上部的第一端面25上构造相对于纵轴线4偏心地布置的引导面24,所述引导面在本实施例中处于与操纵元件15的操纵区段17的直接接触中。在此,引导面24由环形凹槽27构造,操纵元件15的例如销栓形构造的操纵区段17伸入到该环形凹槽中。在此,引导面24至少由凹槽27的两个侧壁构造,因而操纵区段17通过在所述凹槽内的引导不但能在径向上向内而且能在径向上向外运动,这分别相对于纵轴线4而言。借助图7解释准确的运动过程。原则上,通过控制元件23实现操纵元件15的(更准确地说接触区段16的)围绕杆形基体18的支承部30或者转动点的由引导面24的偏心布置决定的取决于曲轴3的曲轴转角的摆动运动。因此,接触区段16取决于曲轴3的曲轴转角按冲程地朝向抽吸阀8运动以便保证抽吸阀8的持续的打开运动,或者按冲程地离开抽吸阀8以便不阻碍抽吸阀8的关闭运动。

在本实施例中,操纵元件15包括构造接触区段16的接触元件31,该接触元件由弹簧线材制成,即在该情况中弹簧线材具有小于1毫米的直径,该接触元件在杆形基体18上固定、优选通过夹紧设备夹紧在第二杆臂20的端部区域中。通过由弹簧线材构成的接触元件31,可例如调节接触元件31的挠性,以便能够精确地调节抽吸阀8的打开时间点。在本实施例中,接触元件31具有弯曲的连接区段32,该连接区段将接触区段16与操纵元件15连接。在此,接触元件31平面地构造,即换句话说,所有的弯曲轴线相互平行地定向。连接区段32在本实施例中具有v形的弯曲,该v形的弯曲从操纵元件15在纵轴线4的方向上倾斜地向下延伸并且在到达v的尖端后又在纵轴线4的方向上倾斜地向上延伸。衔接到连接区段32的接触区段16直线地构造并且基本上平行于抽吸开口7的孔轴线延伸地布置,其中,接触区段16优选在抽吸开口7的上半部中接触抽吸阀8。

图4中描绘出该制冷剂压缩机的另一立体图,其中,示出缸盖罩11和至少部分地布置在缸盖组件5内的抽吸消声器33。图5中以截面图示出图4的制冷剂压缩机,其中,活塞2和连杆13没有被画入。已经忽略了操纵装置14的例如控制元件23和杆18并且仅画入了接触元件31。通常,经过制冷剂输入管路流入到制冷剂压缩机中的制冷剂经过抽吸消声器33流向抽吸开口7,其中,抽吸消声器33的出口34,优选经过缸盖罩11或者弹簧组件被压到阀板6上,以便在抽吸消声器33和抽吸开口7之间建立近似气密的连接。换句话说,抽吸阀8被抽吸消声器33的出口34完全覆盖。因此,为了能够将接触区段16带到与抽吸阀8的接触中,在抽吸消声器33或者在出口34内构造孔35,接触区段16至少区段地在所述孔中引导。由于弹簧线材的小直径并且在孔壁和接触元件31之间的小间隙宽度,在制冷剂流入时的损失可被忽略。当抽吸开口7也被缸盖罩11的一区段或者被缸盖组件5的另外的元件覆盖时,则有必要也在缸盖罩11内或者所述另外的元件中设置孔35,以便能够致动抽吸阀8。

图6中示出操纵元件15的细节图,其基本上由杆形基体18和接触元件31构成。最上面是侧视图,在那儿基体18的摆动轴21被画出。

其下方接着是俯视图,从俯视图可看到基体18的各个弯折部22a、22b、22c。基体18具有每个杆臂19、20的一个弯折部22a、22b以及在两个杆臂19、20之间的在摆动轴21上的弯折部22c。所有的三个弯折部轴线分别基本上平行于曲轴3的纵轴线4(见图2)地定向。通过所述弯折部轴线的定向保证:基体18具有连续的基本面,基体18平面地构造在该基本面中,在此即位于所述图平面中。第一杆臂19具有大约140°的弯折部22a。在两个杆臂19、20之间的弯折部22c具有大约160°的角度,而第二杆臂20具有大约90°的弯折部。因此,第二杆臂20可这样地围绕缸盖罩11,使得接触区段16与抽吸开口7对齐地布置。

图6中左下部示出操纵元件15从上方看的立体图,并且右下部示出操纵元件15从下方看的立体图。

图7示出曲轴、操纵装置和抽吸阀8在所选定的曲轴转角或者活塞2位置的情况下的四个示意图。在左上方,活塞2处于压缩冲程末端处,快要到达上止点。接触区段16已经与抽吸阀8接触,但抽吸阀还是关闭的。接触区段16可在曲轴转角为90°至60°在上止点之前就已经与抽吸阀8处于接触中。

在到达上止点之后,接触区段16才穿过抽吸开口并且打开抽吸阀8,其方式是,它将抽吸阀从阀板6向内推压。这在图7中的右上部示出。接触区段16在哪个时间点或者曲轴转角起打开抽吸阀8,这里通过操纵装置14的几何结构预给定。附加于接触区段16,也通过缸中的低压将抽吸阀8打开。

在图7的左下部,抽吸冲程已经接近其末端,活塞就要到达其下止点。接触区段16已经将抽吸阀8进一步打开。

在右下部示出压缩冲程的开始,即活塞刚刚在下止点之后。接触区段16又已经离开抽吸开口7并且因而不再接触抽吸阀8。

图8示出根据本发明的制冷剂压缩机的第二变型的俯视图。在此,制冷剂压缩机的结构基本上直到操纵装置14与图1-7中的第一变型一样。在此,用于抽吸阀8的与曲轴3机械耦合的操纵装置14包括用于操纵抽吸阀8的操纵元件36和与曲轴3抗扭转地连接的控制元件37。为了可更好地看见操纵元件36,在该图中已经将缸盖罩11移走,因此阀板6向外敞露。

操纵元件36具有圆形横截面的弯曲杆的形状。操纵元件36包括:(在此直线的)第一区段38,其能平行于活塞2平移地运动;以及弯曲的第二区段39,其从后方配合抽吸开口7并且承载接触区段16,使得接触区段也能平行于活塞2平移地运动。所述弯曲区段在此具有半圆的形状。直的接触区段16比直的区段38短。直的接触区段16平行于活塞2的运动方向地定向。接触区段16也可构造成单独的构件和/或具有比操纵元件36的其余部分小的横截面。接触区段16可类似于图1-7的接触元件31那样实施成例如弹性的接触元件。

如果直的区段38背离曲柄销12运动,则接触区段16从阀板6移出。在这样的情况下使接触区段16从抽吸阀8移离。如果直的区段38朝向曲柄销12运动,则接触区段16可由此穿过抽吸开口7并且打开抽吸阀8。

操纵元件36通过控制元件37、具有可变直径的盘而被操纵。控制元件37也可同时执行飞轮的功能。直的区段38的端部在朝向曲轴3或者曲柄销12的方向上从缸壳体1突出。直的区段38的端部借助弹簧40在朝向曲柄销12的方向上被预紧,从而它可在控制元件37的外周缘上沿着引导。因此,在控制元件37的具有小直径的角度区域内,即在图8中控制元件37外周缘的下部大约180°,直的区段38由此被拉向曲柄销12并且接触区段16打开抽吸阀8。在控制元件37的具有较大直径的角度区域,即在图8中控制元件37外周缘的上部大约180°,直的区段38的端部背离曲柄销12被推压,由此使接触区段16从阀板6移开(即在图8中向下)并且抽吸阀8可关闭。

图9中可看到在图8的制冷剂压缩机的剖面,活塞2快要到达它的上止点,因此压缩和排出冲程邻近末端。压力阀10还是打开的。由于该剖面图在此不可以看到接触区段16。仅可看到直的区段38的端部,其构成操纵区段17,该操纵区段与控制元件37处于作用接触中。但接触区段16可已经与抽吸阀8处于接触中,因为抽吸冲程即将开始。操纵元件36的直的区段38引导穿过缸壳体1,其中,缸壳体1用作该直的区段38的引导装置。在此,缸壳体1的用于该直的区段38的孔位于用于活塞的缸孔的下方旁侧。因为直的区段38也穿过阀板6伸出,所以可实现:将弯曲区段39安置在缸盖罩11的内部。在此,缸盖罩11没有被画出,但可像在图4和5中那样地实施。不同于图4和5中那样,图8-12中的缸盖罩11不必具有用于操纵元件15或者接触元件16的穿过的孔,因为操纵元件36在缸盖罩11的内部进入到缸盖组件内。

图10中,所述制冷剂压缩机的左半边多一点已经被平行于图平面地剖切。根据线a-a的剖面图在图11中被立体地示出。图12示出未被剖切的制冷剂压缩机的立体图。在此,还可以在此看到,在本实施例中直的区段38比接触区段16的位置更低一些。在此,引导面24也可被看作控制元件37的周面。

附图标记列表

1缸壳体

2活塞

3曲轴

4曲轴3的纵轴线

5缸盖组件

6阀板

7抽吸开口

8抽吸阀

9压力开口

10压力阀

11缸盖罩

12曲柄销

13连杆

14操纵装置

15操纵元件

16操纵元件15的接触区段

17操纵元件15的操纵区段

18杆形基体

19基体18的第一杆臂

20基体18的第二杆臂

21操纵元件15的摆动轴

22弯折部

22a第一弯折部

22b第二弯折部

22c第三弯折部

23控制元件

24控制元件23的引导面

25控制元件23的第一端面

26控制元件23的第二端面

27凹槽

28开口

29支架

30支承部

31接触元件

32接触元件31的连接区段

33抽吸消声器

34抽吸消声器33的出口

35孔

36操纵元件

37控制元件

38操纵元件36的直的区段

39操纵元件36的弯曲区段

40弹簧

41压力消音器

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