阀单元以及带有这种阀单元的压缩机的制作方法

本发明涉及一种根据本发明的专利权利要求1的前序部分所述的尤其用于压缩机的阀单元。根据本发明的权利要求9，本发明此外涉及一种带有这种阀单元的压缩机、尤其冷却介质压缩器(Kältemittelverdichter)。

背景技术：

长期以来，以不同的实施方式已知用于压缩机的、例如用于作为用于使用在车辆空调设备中的冷却介质压缩器的压缩机的阀单元。那么，文件WO 95/29338 A1描述了一种用于活塞压缩器的以吸入阀或压力阀的形式的阀单元，该阀单元带有阀盘(在学术界也被称为阀座)，在其中布置有至少一个贯通开口或阀孔(Ventilbohrung)，并且该阀单元带有相对于阀盘可运动的、弹簧力加载的阀盘或带有阀薄板(Ventillamelle)。阀薄板为此自身构造成弹簧弹性的、例如由弹簧钢构造，并且在一个端部处固定地被夹紧，对此，自由的另一端部在阀的根据规定的作用期间可弹簧弹性地远离阀孔偏转并且因此将其释放。从文件US 2002/0157717 A1中同样已知带有阀薄板的阀单元，其偏转运动借助于所谓的压紧装置(Niederhalter)限制。从文件DE 29 11 746 A1、文件DE 43 26 366 A1以及文件DE 10 2008 004 809 A1中已知另外的阀单元以及带有所提及的阀单元的压缩器或压缩机。从实际中，结合所提及的阀薄板已知的是，在阀薄板与所提及的压紧装置的相互作用中可出现带有干扰噪声和阀作用的损害的所谓的阀颤动(Ventilflattern)。为了应对这种不利的情况，已知的是，通过分析性地预设计和试验不同的用于所提及的阀薄板和压紧装置的几何结构，在最小的压力损失的情况下选择带有令人满意的打开性能和关闭性能的对于单个运行点最优的配置方案。此外，为了减小振动已知的是，薄板设有减弱振动的覆层。那么，文件DE 29 11 746 A1描述了一种用作压力薄板(Drucklamelle)的且在两个端部处在阀薄板和压力薄板捕获部(Drucklamellenfänger)之间被夹紧的由弹簧钢制成的阀薄板，其在两侧上施覆有减弱振动的层。此外，从该印刷文献中已知一种以三明治结构类型构造的阀薄板，该阀薄板为了减弱振动由两个由弹簧钢制成的薄板体组成，该薄板体通过共同的由PTFE混合物制成的中间层相互分离并且同时在其外侧处分别施覆有另一由PTFE混合物(PTFE=聚四氟乙烯)制成的层。

技术实现要素：

本发明的任务在于，创造一种在现有技术方面备选的阀单元，其在简单的且成本适宜的结构类型下具有带有至少减小的振动倾向或颤动倾向的经改善的阀动态(Ventildynamik，有时也称为阀动力学)并且此外可简单地与较大的运行点范围(如例如在CO₂冷却介质压缩器中待出现的)相匹配。此外，本发明的任务是，提供一种带有这种阀单元的压缩机、尤其冷却介质压缩器供使用。

从尤其用于压缩机的阀单元出发，该阀单元带有用于密封阀孔的弹簧弹性的闭合元件(Schließelement)的具有阀孔的阀座，通过以下方式解决所提出的任务，即，弹簧弹性的闭合元件通过由两个或多个彼此重叠的弹簧弹性的单个薄板(Einzellamelle)组成的薄板组(Lamellenpaket)形成，其中，薄板组构造固定地被夹紧的第一端部区段且构造自由的第二端部区段，该第二端部区段在阀单元的根据规定的作用期间可弹簧弹性地远离阀孔偏转。

由此，创造一种阀单元，其可仅仅通过选择并将确定数量的单个薄板结合成所提及的薄板组，简单地且成本适宜地与其较大的运行点范围相匹配，由此，一方面传统地在唯一的薄板中由于与压紧装置的相互作用待出现的振动倾向或颤动倾向被阻止、然而至少高效地被最小化。另一方面，通过该措施用于限制以薄板组的形式的闭合元件的偏转的传统地受偏爱的压紧装置可为可有可无的。

从属权利要求描述了本发明的优选的改进方案或设计方案。

为了得到根据本发明的阀单元的特别高的作用，设置成，薄板组的至少两个邻近的单个薄板在自由的第二端部区段的区域中如此松弛地彼此重叠，使得其在阀单元的根据规定的作用期间在所提及的区域中相切地彼此实施相对移位。在通过压力差激励的打开过程中，整个薄板组的自由的端部区段弯曲。在此，所提及的邻近的单个薄板可在其接触面处相切地相对彼此移位。通过在接触面之间的摩擦，有利地可出现阻尼效应(Dämpfungseffekt)，其有利地有助于防止、然而至少用于最小化薄板组的单个薄板的振动倾向和颤动倾向。为了在例如根据经验的或模拟的阀特性与不同运行状态的匹配中一旦需要可局部地匹配刚度，在本发明的深造方案(Fortbildung)中设置成，多个单个薄板的一部分在所提及的自由的第二端部区段的区域中至少部分区段地固定地相连接。为了开启将阀特性与不同的运行状态匹配的另外的可能性，设置成，单个薄板或其一部分至少在所提及的自由的第二端部区段的区域中具有不同尺寸、相应地不同的长度、宽度和/或厚度、和/或不同外形和/或特性，以便可例如调整摩擦效应。通过以下方式得出减小薄板组的单个薄板的振动倾向和颤动倾向的另一可能性，即，至少两个邻近的松弛地彼此重叠的单个薄板至少在所提及的自由的第二端部区段的区域中在至少一个阻尼器件的中介(Vermittlung)的情况下彼此重叠。优选地，在此至少一个阻尼器件通过在相关的两个邻近的单个薄板中的至少一个上的阻尼层或通过单独的且布置在相关的两个邻近的单个薄板之间的阻尼薄板形成。进一步优选地，所提及的阻尼层或阻尼薄板由弹性体构成。如本发明另外设置的那样，可根据需要在所选出的阀单元的运行状态方面使以薄板组的形式的闭合元件关联有限制其偏转运动的压紧装置。

本发明也涉及一种带有以上描述的类型的至少一个阀单元的压缩机、尤其冷却介质压缩器。

附图说明

下面根据在附图中示意性地示出的实施例更详细地解释本发明。然而本发明不限于此，而是包括所有通过专利权利要求限定的设计方案。其中：

图1极其示意性地示出了带有唯一的弹簧弹性的阀薄板的根据现有技术的阀单元的截面图，

图2示出了力(F_弹簧)-行程(S_阀)-图表，其示出了根据图1的阀薄板的弹簧特性曲线(现有技术)，

图3极其示意性地示出了带有对于本发明来说重要的薄板组的根据本发明的阀单元的截面图，

图4示出了力(F_弹簧)-行程(S_阀)-图表，其示出了根据图3的薄板组的弹簧特性曲线，以及

图5示出了带有有利地改进的薄板组的根据本发明的阀单元的截面图。

附图标记清单

1 阀单元

2 压缩机

3 阀孔

4 阀座

5 阀薄板

6 压紧装置

7 夹紧件

8 弹簧特性曲线

9 线性的走向(Verlauf)

10 非线性的走向

11 过渡区域

12 阀单元

13 阀孔

14 阀座

15 薄板组

15a-e 单个薄板

16 第一端部区段

17 夹紧件

18 第二端部区段

19.1 弹簧特性曲线

19.2 弹簧特性曲线

20 阻尼薄板

21 压紧装置

21´ 压紧装置。

具体实施方式

图1首先示出了用于作为尤其用于使用在车辆空调设备中的冷却介质压缩器的在细节中未绘制地示出的压缩机2的根据现有技术的阀单元1。阀单元1具有用于密封所述阀孔3的弹簧弹性的闭合元件的具有阀孔3的阀座4。闭合元件通过厚度恒定的唯一的阀薄板5形成并且通常由弹簧钢构成。阀薄板5与压紧装置6一起借助于支撑在阀座4处的夹紧件7单侧固定地夹紧。压紧装置6具有如下目的，即，限制阀薄板5的最大偏转并且减小在阀单元1的确定的运行状态中待出现的阀薄板5的振动或颤动。

从图2中可得知这种唯一的阀薄板5的特征性的弹簧特性曲线8。该弹簧特性曲线8通过开始近似线性的走向9表示。一旦阀薄板5在阀单元1的根据规定的作用期间如此程度地偏转，以至于其与压紧装置6处于接触，弹簧特性曲线8过渡到强烈地非线性的走向10中。在从线性的走向9到非线性的走向10中的过渡区域11中，可出现以阀薄板5的增强的颤动的形式的不稳定的状态，其受限地通过谐振效应从阀薄板5与压紧装置6的相互作用中产生。

为了应对这种不利的情况，参考图3，提出一种带有用于密封所提及的阀孔13的弹簧弹性的闭合元件的具有阀孔13的阀座14的阀单元12，该闭合元件通过薄板组15形成。薄板组15由两个或多个(根据该实施例由五个直接彼此相叠的)弹簧弹性的单个薄板15a-e形成，其中，直接布置在阀孔13之上的单个薄板15a承担根据图1的传统的唯一的阀薄板5的密封作用。

薄板组15或其单个薄板15a-e形成第一端部区段16，该第一端部区段16借助于当前支撑在阀座14处的夹紧件17固定地夹紧。此外，薄板组15或其单个薄板15a-e构造自由的第二端部区段18，其在根据本发明的阀单元12的根据规定的作用期间可弹簧弹性地远离阀孔13偏转。

由此，创造了简单的且成本适宜的可与较大的运行点范围(Betriebspunktespektrum)相匹配的阀单元12，其中，仅仅通过传统地选择并将确定数量的单个薄板15a-e结合成所提及的薄板组15防止、然而至少高效地最小化唯一的阀薄板5与所提及的压紧装置6组合的待出现的振动倾向或颤动倾向。如可看出的那样，根据本发明的该优选的实施方式，所提及的传统地受偏爱的压紧装置6是可有可无的。

如另外可从图3中得知的那样，单个薄板15a-e如此地具有不同的长度，使得其长度从单个薄板15a出发朝向单个薄板15e减小。根据该实施例，薄板组15构造成所谓的台阶形。与此相对，也可如此布置不同长度的单个薄板15a-e，使得通过例如较长的单个薄板15a-e与较短的单个薄板15a-e交替，根据图3的所提及的台阶形的布置方案不可出现。然而，单个薄板15a-e的所有可能的布置方案是共同的，即，所述单个薄板15a-e根据布置方案确定薄板组15的挠曲(Durchbiegung)的形状并且所谓地自动地限制阀行程(Ventilhub)。

由此产生在整个阀行程上非线性的弹簧特性曲线19.1,19.2，其根据薄板组14的单个薄板15a-e的设计方案和布置方案与不同的运行状态相匹配(见图4)。就此而言，图4例如示出了用于各一个薄板组15的两个这种类型的弹簧特性曲线19.1,19.2，该薄板组15设计用于不同的运行状态。通过根据本发明的阀单元12，有利地避免了在传统的弹簧特性曲线8(见图2)中待出现的从线性的走向9到非线性的走向10的重要的过渡区域11。

然而，本发明不限于这些具体的设计方案，而是这些单个薄板15a-e的薄板组15也包含不同的长度、宽度和/或厚度(见图3,5)和/或不同的形状和/或特性(未绘制地示出)。不同的形状例如理解成单个薄板15a-e的不同的横截面，由此例如产生在邻近的单个薄板15a-e之间不同大小的接触面和/或不同的弹簧作用。不同的特性例如理解成用于构造单个薄板15a-e的不同材料。因此，本发明不限于这样的实施方式，在其中全部的单个薄板15a-e统一地由例如弹簧钢、弹簧弹性的塑料或弹簧弹性的复合材料构成，而是也包括这样的薄板组15，其单个薄板15a-e由不同的材料、例如上述类型的材料构成。通过全部以上措施，可在宽泛的边界中调整根据本发明的阀单元12的性能(Verhalten)。

此外设置成，至少两个邻近的、优选地然而全部邻近的单个薄板15a-e如此松弛地彼此重叠，使得在阀单元12的根据规定的作用期间，至少在单个薄板15a-e的自由的第二端部区段18的区域中通过切向的相对移位促使在邻近的单个薄板15a-e的接触面之间的接触。如上面已经阐述的那样，通过该措施可有利地记录阻尼效应，其有利地有助于防止、然而至少最小化薄板组15的单个薄板15a-e的振动倾向和颤动倾向。经由选择单个薄板15a-e的尺寸、形状和特性，可在宽泛的边界中调整在可相对彼此移位的接触面之间的摩擦作用以及由此可得到的阻尼效应。

为了还可更好地调整阀单元12或其薄板组15的性能，通过多个设置的单个薄板15a-e的一部分在所提及的自由的第二端部区段18的区域中至少部分区段地固定地例如通过材料配合、如焊接或粘接(图中未示出)彼此连接，给出局部提高薄板组15的刚度的可能性。

图5示出了对于本发明来说重要的薄板组15的一种有利的改进方案。其后，在松弛地彼此重叠的单个薄板15a-e之间分别布置有当前以阻尼薄板20的形式的阻尼器件。也就是说，单个薄板15a-e在该情况中不是直接地、而是在所提及的阻尼薄板20的中介的情况下彼此重叠。优选地，阻尼薄板20由弹性体、例如由弹性体塑料或橡胶构成。通过弹性体的选择或构造方案，可在宽泛的边界中调整在阻尼薄板20和分别邻近的单个薄板15a-e之间的摩擦性能以及由此可得到的阻尼效应。

代替所提及的阻尼薄板20，也可设置成，相关的单个薄板15a-e至少在其接触面的区域中设有由例如弹性体构成的阻尼层(未绘制地示出)。例如，所提及的阻尼层可根据本身已知的塑料注塑方法施加到相关的单个薄板15a-e上。

尽管以上描述的根据本发明的阀单元12的实施例，在所选出的运行状态方面这些实施例若有可能还是被证实为有利的，在此也设置有限制薄板组15的弹簧行程的压紧装置21，其例如在图5中借助于以画虚线的形式的笔法示意性地表明并且延伸超过密封阀孔13的单个薄板15a的端部区域。就此而言，图5示出了压紧装置21，其构造成与薄板组15无关的构件。

备选地，通过压紧装置21´代替根据图3或5分别处于上方的单个薄板15e或者附加地布置成同样弹簧弹性的或刚性的封闭薄板并且延伸直到超过布置在其下的单个薄板15a-d中的至少一个的端部区域，压紧装置21´(以画点划线的形式的笔法)也可为薄板组15的组成部分。