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Dokumentenidentifikation DE102006034334B3 10.01.2008
Titel Verringerung von NVH und Gaspulsation in einem Klimaanlagenverdichter
Anmelder Visteon Global Technologies Inc., Van Buren, Mich., US
Erfinder Bhatia, Kanwal, Troy, Mich., US;
Callahan, Rodney James, Novi, Mich., US;
Shaska, Kastriot, Waterford, Mich., US
Vertreter Sperling, Fischer & Heyner Patentanwälte, 01277 Dresden
DE-Anmeldedatum 19.07.2006
DE-Aktenzeichen 102006034334
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2008
IPC-Hauptklasse F04B 39/12(2006.01)A, F, I, 20061113, B, H, DE
Zusammenfassung Ein Zylinderkopf (20) für einen Verdichter verringert NVH, ohne die Gesamtgröße des Verdichters zu erhöhen oder Strömungsverluste hervorzurufen. Im Allgemeinen umfasst der Verdichter einen Zylinderblock, der ein unter niederigerem Druck stehendes Fluid aus dem Zylinderkopf aufnimmt und ein unter höherem Druck stehendes Fluid zurück an den Zylinderkopf liefert. Der Zylinderkopf umfasst eine ringförmige Außenwand und eine ringförmige Innenwand, wodurch eine Ansaugkammer und eine Auslasskammer gebildet werden. Ein Einlass steht in fluidtechnischer Kommunikation mit der Ansaugkammer. Ein Auslass steht in fluidtechnischer Kommunikation mit der Auslasskammer. Der Auslass umfasst einen Auslasskanal mit einem rohrförmigen Element, das in die Auslasskammer hineinragt. Das rohrförmige Element ist durch eine Seitenwand und eine geschlossene Stirnwand definiert. In der Seitenwand befinden sich eine Vielzahl von Bohrungen, die die Auslasskammer und den Auslasskanal fluidtechnisch verbinden.

Beschreibung[de]
Fachgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verdichter und Pumpen und speziell auf die Verringerung von Fluidpulsationen sowie von Schall, Schwingungen und Schlägen (NVH) bei solchen Verdichtern und Pumpen.

Hintergrund der Erfindung

Bisherige Verdichter, wie z. B. in Fahrzeugen eingesetzte Klimaanlagenverdichter, sind relativ laut. Im Normalbetrieb tritt ein Fluid, wie z. B. ein Kältemittelgas, durch eine Ansaugkammer im Zylinderkopf des Verdichters in den Verdichter ein. Dann strömt das Fluid weiter durch den Zylinderblock und seine Kammern, wobei es durch die Kolbenhin- und -herbewegung, die das Fluid verdichtet und aus der Pumpe hinausfördert, in die Kammern eingesaugt und aus diesen ausgestoßen wird. Das Druckfluid verlässt den Verdichter durch eine Auslasskammer, die ebenfalls im Zylinderkopf angeordnet und neben der Ansaugkammer positioniert ist. Das Verdichten des Fluids durch die Reihe sich hin- und herbewegender Kolben bewirkt große Druckpulsationen und -schwankungen, die ihrerseits NVH hervorrufen.

Viele Verdichter haben eingebaute Einrichtungen zur Reduzierung von Strömungsgeräuschen, wie z. B. Schalldämpfer. Bedauerlicherweise stellen diese Einrichtungen am Verdichtergussteil oder -gehäuse eine sperrige Erweiterung dar, durch die sich die Gesamtgröße und -masse des Verdichters signifikant erhöhen. Andere Nachteile sind ein großer Strömungsverlust infolge der Struktur der den Schalldämpfer und den Verdichter miteinander verbindenden Kanäle.

Folglich besteht ein Bedarf zur Bereitstellung eines Verdichters mit einem Zylinderkopf, mit dem NVH verringert wird, ohne dass die Gesamtgröße des Verdichters erhöht oder Strömungsverluste hervorgerufen werden.

Die WO 2004/094825 A1 offenbart einen mehrstufigen Kompressor mit einer elektromotorischen Taumelscheibe. Der Kompressor mit der elektromotorischen Taumelscheibe umfasst

  • – ein vorderes Gehäuse, das eine vordere Ausströmkammer für das Ausströmen eines ersten komprimierten Kältemittels aufweist,
  • – ein hinteres Gehäuse mit einer hinteren Saugkammer, die mit der vorderen Ausströmkammer in Verbindung steht, um das zuerst komprimierte Kältemittel aufzunehmen, und
  • – eine hintere Ausströmkammer für das Ausströmen eines zweiten komprimierten Kältemittels, wobei die hintere Saugkammer und die hintere Ausströmkammer durch einen Teiler getrennt sind,
  • – einen Zylinderblock, der zwischen dem vorderen und dem hinteren Gehäuse positioniert ist, wobei der Zylinderblock mit einer Taumelscheibenkammer, die die Taumelscheibe aufnimmt, ausgestattet ist,
  • – eine Vielzahl von Bohrungen, in die jeweils Kolben gleitend eingesetzt sind,
  • – einen Gasausströmkanal für die Übertragung des Kältemittelflusses zwischen dem vorderen Gehäuse und dem hinteren Gehäuse,
  • – eine Antriebswelle, die in den Zylinderblock montiert wurde, wobei die Antriebswelle durch einen Motor angetrieben wird, der in einer Motorkammer platziert ist, die benachbart zu entweder dem vorderen Gehäuse oder dem hinteren Gehäuse ist, und
  • – eine Vielzahl von Doppel-Kolben, die sich in den Bohrungen aufgrund der Neigung der Taumelscheibe hin- und herbewegen.

Die US 6,767,193 B2 beschreibt Kolben-Kompressoren, deren Anwendung in Kühlsystemen von Kraftfahrzeugklimaanlagen verbreitet ist. Bei diesen Kolben-Kompressoren ist jeweils zwischen dem Zylinderblock und dem Gehäuse eine Ventilscheibe angeordnet. Die Ventilscheibe umfasst zwei gegenseitig isolierte Eingangsöffnungen, um eine fluide Verbindung jeder der Kolbenräume im Zylinderblock mit einer Eingangskammer herzustellen, die im Gehäuse angeordnet ist. In jedem Kolbenraum ist ein Rohrventilelement eingebaut. Das Rohrventilelement ist angebracht, um die erste und zweite Eingangsöffnung mit Hilfe des Fluides zu öffnen, wenn der Kolben sich vom Rohrventilelement wegbewegt, und entsprechend die zwei Eingangsöffnungen mit Hilfe des Fluides schließt, wenn der Kolben sich in Richtung des Rohrventilelements bewegt. Aufgrund der Bereitstellung von zwei Öffnungen, das heißt der ersten und zweiten Öffnung, wird die Öffnungsbewegung des Rohrventilelements mit einer Drehbewegung desselben ausgeführt.

Beide Druckschriften, sowohl die WO 2004/094825 A1 als auch die US 6,767,193 B2, beschreiben Zylinderköpfe mit rohrförmigen Auslasskanälen, welche unter anderem geeignet sind, zur Verringerung der NVH beizutragen.

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, für einen Verdichter einen Zylinderkopf bereitzustellen, mit dem NVH verringert wird, ohne dass die Gesamtgröße des Verdichters erhöht oder Strömungsverluste hervorgerufen werden. Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Verdichter einen Zylinderblock umfasst, der ein unter niedrigerem Druck stehendes Fluid aus dem Zylinderkopf aufnimmt und ein unter höherem Druck stehendes Fluid zurück an den Zylinderkopf liefert. Der Zylinderkopf umfasst eine ringförmige Außenwand und eine ringförmige Innenwand, durch die eine Ansaugkammer und eine Auslasskammer gebildet werden. Die Ansaugkammer enthält das unter niedrigerem Druck stehende Fluid, während die Auslasskammer das unter höherem Druck stehende Fluid enthält. Ein Einlass steht in fluidtechnischer Kommunikation mit der Ansaugkammer. Ein Auslass steht in fluidtechnischer Kommunikation mit der Auslasskammer. Der Auslass umfasst einen Auslasskanal mit einem rohrförmigen Element, das in die Auslasskammer hineinragt. Das rohrförmige Element ist durch eine Seitenwand und eine geschlossene Stirnwand definiert. In der Seitenwand befinden sich eine Vielzahl von Bohrungen, die die Auslasskammer und den Auslasskanal fluidtechnisch miteinander verbinden. Die gemeinsame Querschnittfläche der Vielzahl von Bohrungen ist im Wesentlichen gleich der Querschnittfläche des Auslasskanals, sodass ein ausreichender Fluidstrom mit kleinstmöglichem Strömungsverlust bereitgestellt wird.

Was einzelne Aspekte anbelangt, so besteht die Vielzahl von Bohrungen vorzugsweise aus mindestens drei Bohrungen. Jede Bohrung der Vielzahl von Bohrungen kann sich in gleich weitem Abstand zur Stirnwand befinden. Alternativ kann sich ein Teil der Vielzahl von Bohrungen in einem nicht gleich weiten Abstand zur Stirnwand befinden. Die Bohrungen sind außerdem vorzugsweise auf einer Umfangslinie in gleich weitem Abstand voneinander rings um die Seitenwand des rohrförmigen Elements angeordnet. Der gesamte die Vielzahl von Bohrungen enthaltende Umfang der Seitenwand des rohrförmigen Elements kann dem innerhalb der Auslasskammer befindlichen Fluid ausgesetzt sein.

Was andere Aspekte anbelangt, so weist das unter höherem Druck stehende Fluid in der Auslasskammer Pulsationen auf, und die Länge des rohrförmigen Elements kann entsprechend der Frequenz der Pulsationen dimensioniert sein. Analog wird die Anzahl der die Vielzahl von Bohrungen umfassenden Bohrungen entsprechend der Amplitude der Pulsationen und insbesondere der gewünschten Verringerung der Amplitude ausgewählt. Enthält der Auslasskanal eine Krümmung, wird die Länge von der Krümmung bis zur geschlossenen Stirnwand gemessen. Der Zylinderkopf kann ferner eine Schalldämpferwand umfassen, die innerhalb der Innenwand angeordnet ist und eine Schalldämpferkammer bildet. Die Schalldämpferwand enthält Öffnungen, die die Auslasskammer mit der Schalldämpferkammer verbinden, während das rohrförmige Element so in die Schalldämpferkammer hineinragt, dass die Vielzahl von Bohrungen innerhalb der Schalldämpferkammer angeordnet sind.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung umfasst einen Zylinderkopf für einen Verdichter mit einem Zylinderblock, der das unter niedrigerem Druck stehende Fluid aus dem Zylinderkopf aufnimmt und das unter höherem Druck stehende Fluid zurück an den Zylinderkopf liefert. Der Zylinderkopf umfasst ringförmige Außen- und Innenwände, die eine Ansaugkammer und eine Auslasskammer bilden. Die Ansaugkammer enthält das unter niedrigerem Druck stehende Fluid, während die Auslasskammer das unter höherem Druck stehende Fluid enthält. Ein Einlass steht in fluidtechnischer Kommunikation mit der Ansaugkammer. Ein Auslass steht in fluidtechnischer Kommunikation mit der Auslasskammer. Der Auslass umfasst einen Auslasskanal mit einem rohrförmigen Element, das in die Auslasskammer hineinragt. Das rohrförmge Element ist durch eine Seitenwand und eine geschlossene Stirnwand definiert. In der Seitenwand befinden sich eine Vielzahl von Bohrungen, die die Auslasskammer und den Auslasskanal fluidtechnisch miteinander verbinden. Die Vielzahl von Bohrungen befinden sich in gleich weitem Abstand zueinander ringsum die Seitenwand des rohrförmigen Elements und in gleich weitem Abstand zur geschlossenen Stirnwand entlang der Länge des Auslasskanals.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die zugehörigen Zeichnungen, die in der Patentschrift enthalten sind und einen Teil von ihr bilden, stellen mehrere Aspekte der Erfindung bildlich dar und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erklärung der Prinzipien der Erfindung. In den Zeichnungen sind:

1 eine perspektivische Darstellung eines entsprechend den Lehren der Erfindung ausgelegten Zylinderkopfes;

2 eine Draufsicht des in 1 dargestellten Zylinderkopfes;

3 die Darstellung eines Schnitts durch die Auslasskammer, die einen Abschnitt des in den 1 und 2 dargestellten Zylinderkopfes bildet;

4 eine andere Schnittdarstellung des Auslasskanals, der einen Abschnitt des in den 1 und 2 dargestellten Zylinderkopfes bildet; und

5 eine der 3 ähnliche Schnittdarstellung, die jedoch eine alternative Ausgestaltung des Auslasskanals zeigt.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die 1 und 2 stellen einen Zylinderkopf 20 dar, das zur Verringerung von Druckpulsationen und NVH in einem (nicht dargestellten) Verdichter ausgelegt ist. Ein Verdichter für eine Kraftfahrzeugklimaanlage umfasst typischerweise einen Zylinderblock, der aufgrund der Hin- und Herbewegung der Kolben innerhalb des Zylinderblocks ein unter niedrigerem Druck stehendes Fluid aus dem Zylinderkopf 20 aufnimmt und ein unter höherem Druck stehendes Fluid zurück an den Zylinderkopf 20 liefert. Der Zylinderkopf 20 steht mit dem Zylinderblock in fluidtechnischer Kommunikation, um den Strom des unter niedrigerem Druck stehenden Fluids zum Verdichter hin und den Strom des unter höherem Druck stehenden Fluids vom Verdichter weg zu leiten. Der Zylinderkopf 20 umfasst allgemein eine Außenwand 22 und eine innerhalb der Außenwand 22 positionierte Innenwand 24. Die Außenwand 22 und die Innenwand 24 sind ringförmig. Wie hier verwendet, bezieht sich „ringartig" auf eine geschlossen geformte (d. h. ohne bestimmten Anfang und bestimmtes Ende), wenngleich nicht kreisförmige Struktur. Zum Beispiel weist die Innenwand 24 eine Blumenform auf, die durch eine Reihe von mit den einzelnen Hubkolben des Zylinderblocks korrespondierenden „Blütenblättern" definiert ist. Das Volumen zwischen der Außenwand 22 und der Innenwand 24 bildet eine Ansaugkammer 26, die zur Lieferung von Niederdruckfluid an den Verdichter verwendet wird. Der Innenraum innerhalb der Innenwand 24 bildet eine Auslasskammer 28 zur Aufnahme von Hochdruckfluid aus dem Verdichter.

Die Ansaugkammer 26 wird mit Niederdruckfluid über einen Einlass 30 versorgt, der einen mit der Ansaugkammer 26 fluidtechnisch verbundenen Ansaugkanal 32 umfasst. Analog ist die Auslasskammer 28 mit einem durch einen Auslasskanal 36 gebildeten Auslass 34 fluidtechnisch verbunden. Der Auslasskanal 36 umfasst allgemein einen sich durch die Ansaugkammer 26 erstreckenden ersten Abschnitt 36a und einen sich durch die Auslasskammer 28 erstreckenden zweiten Abschnitt 36b. Obwohl die Auslasskammer 28 innerhalb der Ansaugkammer 26 positioniert dargestellt worden ist, können Fachleute erkennen, dass die Kammern ohne weiteres umgekehrt angeordnet sein könnten, sodass die Auslasskammer 28 zwischen der Außenwand 22 und der Innenwand 24 angeordnet ist, während die Ansaugkammer 26 innerhalb der Innenwand 24 positioniert ist.

Außerdem ist zu erkennen, dass der in den 1 und 2 dargestellte Zylinderkopf 20 eine Schalldämpferwand 40 umfasst, die ebenfalls ringartig ausgebildet und innerhalb der Innenwand 24 positioniert ist. Die Schalldämpferwand 40 bildet eine Schalldämpferkammer 42, die einen Abschnitt der Auslasskammer 28 formt und mit der Auslasskammer 28 über eine Vielzahl von Öffnungen 42 verbunden ist. Diese Schalldämpferstruktur bietet zusätzliche Dämpfung von Strömungsturbulenzen und Druckpulsationen im Druckfluid des Verdichters, wie ausführlicher im am 16. März 2004 erteilten US-Patent 6,705,843 beschrieben ist, dessen Lehren hier durch Bezug darauf in ihrer Gesamtheit enthalten sind.

Der Auslass 34 und der Auslasskanal 36 umfassen ein rohrförmiges Element 38, das innerhalb der Auslasskammer 28 und, wie in den Figuren dargestellt, auch innerhalb der Schalldämpferkammer 42 auskragt. Das rohrförmige Element 38 und der Auslasskanal 36 sind so ausgelegt, dass eine Verringerung der Druckpulsationen im durch den Zylinderblock und seine Hubkolben ausgestoßenen Fluid gewährleistet ist, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Insbesondere das rohrförmige Element 38 weist eine innerhalb des vorhandenen Raums der Auslasskammer 28 installierte einfache Konstruktion auf, wodurch sich eine äußerst geringe Gewichtszunahme und keine spürbare Zunahme der Größe des Verdichters oder des Zylinderkopfes 20 ergeben.

Wie in den Schnittdarstellungen der 3 und 4 zu erkennen, umfasst das rohrförmige Element 38 allgemein eine Seitenwand 44 und ein freies Ende 46, das durch eine Stirnwand 48 geschlossen ist. Das heißt, dass die geschlossene Stirnwand 48 für Fluid keinen Durchlass durch sie hindurch bereitstellt. Vielmehr umfasst die Seitenwand 44 eine Vielzahl von Bohrungen 50, die die Auslasskammer 28 und den Auslasskanal 36 fluidtechnisch verbinden. Insbesondere das rohrförmige Element 38 bildet einen dritten Abschnitt 36c des Auslasskanals 36 und des Auslasses 34. Die Vielzahl von Bohrungen 50 umfasst vorzugsweise mindestens drei Bohrungen, und die dargestellte Ausgestaltung hat vier Bohrungen 50, wie am besten in 4 zu erkennen ist.

Um einen geringen bis keinen Strömungsverlust des Druckfluids zu gewährleisten, ist die gemeinsame Querschnittfläche der Vielzahl von Bohrungen 50 im Wesentlichen gleich der Querschnittfläche des Auslasskanals 36 und insbesondere des durch das rohrförmige Element 38 gebildeten dritten Abschnitts 36c des Auslasskanals 36. Der Begriff „im Wesentlichen" bedeutet, dass der gemeinsame Querschnittflächeninhalt der Vielzahl von Bohrungen 50 um maximal 10 % vom Querschnittflächeninhalt des dritten Auslasskanalabschnitts 36c abweicht, weil Berechnungen ergeben haben, dass über 80 % der Verdichterleistung erhalten bleiben, wenn sich die Flächeninhalte um weniger als 10 % voneinander unterscheiden. Auf diese Weise ergibt sich ein geringer oder kein Strömungsverlust des Druckfluids, während gleichzeitig die Amplitude der Druckpulsationen verringert wird, indem das Druckfluid gezwungen wird, durch eine der Bohrungen 50, die kleiner als der Auslasskanal 36 ist, hindurch zu strömen. Die Beziehung zwischen dem Durchmesser (D) des Auslasskanals 36 und dem Durchmesser (d) jeder der kleinen Bohrungen 50 kann durch die Gleichung D = √n·d·d ausgedrückt werden, wobei n die Anzahl der kleinen Bohrungen 50 ist. Je kleiner also der Durchmesser jeder Bohrung 50 ist und je mehr Bohrungen 50 deshalb vorhanden sind, desto stärker ist die Schalldämpferwirkung und die Verringerung der Amplitude der Pulsationen des ausgestoßenen Druckfluids.

Außerdem können die Länge des Auslasskanals 36 und vor allem die Länge des zweiten und des dritten Abschnitts 36b, 36c (d. h. vor Krümmungen oder irgendwelchen anderen Beeinträchtigungen im Auslasskanal 36) in Kombination mit dem Abstand zwischen der Vielzahl von Bohrungen 50 und der geschlossenen Stirnwand 48 verwendet werden, um zu prüfen, welche Frequenzen des Druckfluids am stärksten beeinflusst werden. Dementsprechend kann durch Festlegung der Anzahl der Bohrungen 50 sowie der Länge des Auslasskanals 36 und der Positionierung der Bohrungen 50 längs des Auslasskanals 36 der Zylinderkopf 20 so abgestimmt werden, dass die Amplitude der Druckpulsationen bei bestimmten Frequenzen verringert werden.

Wie in 3 dargestellt, befindet sich die Vielzahl von Bohrungen 50 in gleich weitem Abstand von der geschlossenen Stirnwand 48 und, wie in 4 dargestellt, auf einer Umfangslinie in gleich weitem Abstand voneinander rings um die Seitenwand 44 des rohrförmigen Elements 38. In 1 ist außerdem zu erkennen, dass der gesamte äußere Umfang des Abschnitts des rohrförmgen Elements 38, der die Bohrungen 50 enthält, in der Auslasskammer 28 freiliegt. Von Fachleuten ist jedoch zu erkennen, dass die Vielzahl von Bohrungen 50 auf einer Umfangslinie nicht in gleich weitem Abstand rings um das rohrförmige Element 38 und gleichermaßen nicht in gleich weitem Abstand zur geschlossenen Stirnwand 48 angeordnet sein müssen. Als Beispiel, und wie in der Schnittdarstellung von 5 zu erkennen, ist eine alternative Ausgestaltung des einen Auslasskanalabschnitt 136c bildenden rohrförmigen Elements 138 dargestellt. Das rohrförmige Element 138 umfasst eine Seitenwand 144 und ein geschlossenes Distalende 146, das mithilfe einer Stirnwand 148 abgedichtet ist. In dieser Ausgestaltung befindet sich die Vielzahl von in der Seitenwand 144 ausgebildeten Bohrungen 150 in unterschiedlichen Abständen zur geschlossenen Stirnwand 148, wodurch ein Abstimmen der Frequenzen gewährleistet wird, bei denen die Pulsationen des Druckfluids verringert werden. Wie in der vorherigen Ausgestaltung ist die gemeinsame Querschnittfläche der Vielzahl von Bohrungen 150 vorzugsweise im Wesentlichen gleich der Querschnittfläche des Auslasskanalabschnitts 136c, wodurch jeder potenziell mögliche Strömungsverlust im Druckfluid minimiert wird. Dementsprechend ist von Fachleuten zu erkennen, dass die Amplitude der Druckpulsationen im Druckfluid auf einfache Weise stark verringert werden kann, indem der Auslasskanal des Auslasses im Zylinderkopf 20 so konstruiert wird, dass er ein geschlossenes Ende und eine Vielzahl von Verbindungsbohrungen umfasst. Die Konstruktion kann außerdem so ausgelegt sein, dass Pulsationen mit bestimmten Frequenzen bewältigt werden. Außerdem können Strömungsverluste hauptsächlich durch Beeinflussung der Größe der Vielzahl von am Ende des Auslasskanals ausgebildeten Bohrungen unterbunden werden.

Die voranstehende Beschreibung der verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung ist zum Zwecke der Darstellung und der Beschreibung präsentiert worden. Es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung erschöpfend zu behandeln oder auf genau die offenbarten Ausgestaltungen zu beschränken. Zahlreiche Modifikationen oder Variationen sind im Lichte der voranstehend aufgeführten Lehren möglich. Die beschriebenen Ausgestaltungen wurden zwecks Bereitstellung der besten Darstellung der Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung ausgewählt und beschrieben, um dadurch eine mit dem Fachgebiet vertraute Person zu befähigen, die Erfindung in verschiedenen Ausgestaltungen und mit verschiedenen Modifikationen anzuwenden, wenn sie einer bestimmten ins Auge gefassten Verwendung angepasst werden. Sämtliche Modifikationen und Variationen befinden sich innerhalb des durch die beigefügten Patentansprüche festgelegten Geltungsbereichs der Erfindung, solange sie in Übereinstimmung mit der Breite, in der sie angemessen, legal und billigerweise zulässig sind, umgesetzt werden.

20
Zylinderkopf
22
Außenwand
24
Innenwand
26
Ansaugkammer
28
Auslasskammer
30
Einlass
32
Ansaugkanal
34
Auslass
36
Auslasskanal
36a
erster Abschnitt
36b
zweiter Abschnitt
36c
dritter Abschnitt
38
rohrförmiges Element
40
Schalldämpferwand
42
Schalldämpferkammer bzw. Öffnungen
44
Seitenwand
46
freies Ende
48
Stirnwand
50
Bohrungen
136c
Auslasskanalabschnitt
138
rohrförmiges Element
144
Seitenwand
146
Distalende
148
Stirnwand
150
Bohrungen


Anspruch[de]
Zylinderkopf (20) für einen Verdichter mit einem Zylinderblock, der unter niedrigerem Druck stehendes Fluid aus dem Zylinderkopf (20) aufnimmt und unter höherem Druck stehendes Fluid zurück an den Zylinderkopf (20) liefert, wobei der Zylinderkopf (20) umfasst:

– ringförmige Außen- und Innenwände (22, 24), die eine Ansaugkammer (26) und eine Auslasskammer (28) bilden, wobei die Ansaugkammer (26) das unter niedrigerem Druck stehende Fluid und die Auslasskammer (28) das unter höherem Druck stehende Fluid enthält;

– einen mit der Ansaugkammer (26) in fluidtechnischer Kommunikation stehenden Einlass (30);

– einen mit der Auslasskammer (28) in fluidtechnischer Kommunikation stehenden Auslass (34), der einen Auslasskanal (36) mit einem in die Auslasskammer (28) hineinragenden rohrförmigen Element (38) umfasst; und

– wobei das rohrförmige Element (38) durch eine Seitenwand (44) und eine geschlossene Stirnwand (48) definiert ist, wobei die Seitenwand (44) eine Vielzahl von Bohrungen (50) hat, die die Auslasskammer (28) und den Auslasskanal (36) fluidtechnisch verbinden, wobei die gemeinsame Querschnittfläche der Vielzahl von Bohrungen (50) im Wesentlichen gleich der Querschnittfläche des Auslasskanals (36) ist.
Zylinderkopf (20) nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Bohrungen (50) mindestens drei Bohrungen umfasst. Zylinderkopf (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich jede Bohrung der Vielzahl von Bohrungen (50) in gleich weitem Abstand zur Stirnwand (48) befindet. Zylinderkopf (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich ein Teil der Bohrungen der Vielzahl von Bohrungen (50) in nicht gleich weitem Abstand zur Stirnwand (48) befindet. Zylinderkopf (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich die Vielzahl von Bohrungen (50) auf einer Umfangslinie in gleich weitem Abstand rings um die Seitenwand (44) des rohrförmigen Elements (38) befindet. Zylinderkopf (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sich das rohrförmige Element (38) linear erstreckt. Zylinderkopf (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der gesamte, die Vielzahl von Bohrungen (50) enthaltende Umfang der Seitenwand (44) des rohrförmigen Elements (38) dem innerhalb der Auslasskammer (28) befindlichen Fluid ausgesetzt ist. Zylinderkopf (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das unter höherem Druck stehende Fluid in der Auslasskammer (28) Pulsationen aufweist und die Länge des rohrförmigen Elements (38) so dimensioniert ist, dass sie mit der Frequenz der Pulsationen korrespondiert. Zylinderkopf (20) nach Anspruch 8, wobei der Auslasskanal (36) eine Krümmung umfasst und die Länge von der Krümmung bis zur geschlossenen Stirnwand (48) gemessen wird. Zylinderkopf (20) nach Anspruch 9, wobei die Auslasskammer (28) durch das Innere der Innenwand (24) definiert ist und der Auslasskanal (36) sich durch die Ansaugkammer (26) und die Auslasskammer (28) erstreckt, wobei die Krümmung benachbart zur Innenwand (24) angeordnet ist. Zylinderkopf (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das unter höherem Druck stehende Fluid in der Auslasskammer (28) Pulsationen aufweist und die Anzahl der Bohrungen, die die Vielzahl von Bohrungen (50) umfasst, entsprechend der Amplitude der Pulsationen ausgewählt wird. Zylinderkopf (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, außerdem eine Schalldämpferwand (40) umfassend, die innerhalb der Innenwand (24) positioniert ist und eine einen Abschnitt der Auslasskammer (28) formende Schalldämpferkammer (42) bildet, wobei das rohrförmige Element (38) in die Schalldämpferkammer (42) hineinragt und die Vielzahl von Bohrungen (50) innerhalb der Schalldämpferkammer (42) angeordnet sind. Zylinderkopf (20) für einen Verdichter mit einem Zylinderblock, der unter niedrigerem Druck stehendes Fluid aus dem Zylinderkopf (20) aufnimmt und unter höherem Druck stehendes Fluid zurück an den Zylinderkopf (20) liefert, wobei der Zylinderkopf (20) umfasst:

– ringförmige Außen- und Innenwände (22, 24), die eine Ansaugkammer (26) und eine Auslasskammer (28) bilden, wobei die Ansaugkammer (26) das unter niedrigerem Druck stehende Fluid und die Auslasskammer (28) das unter höherem Druck stehende Fluid enthält;

– einen mit der Ansaugkammer (26) in fluidtechnischer Kommunikation stehenden Einlass (30);

– einen mit der Auslasskammer (28) in fluidtechnischer Kommunikation stehenden Auslass (34), der einen Auslasskanal (36) mit einem in die Auslasskammer (28) hineinragenden rohrförmigen Element (38) umfasst; und

– wobei das rohrförmige Element (38) durch eine Seitenwand (44) und eine geschlossene Stirnwand (48) definiert ist, wobei die Seitenwand (44) eine Vielzahl von Bohrungen (50) hat, die die Auslasskammer (28) und den Auslasskanal (36) fluidtechnisch verbinden, wobei sich die Vielzahl von Bohrungen (50) auf einer Umfangslinie in gleich weitem Abstand rings um die Seitenwand (44) des rohrförmigen Elements (38) befinden, wobei sich die Vielzahl von Bohrungen (50) in gleich weitem Abstand zur Stirnwand (48) über die Länge des Auslasskanals (36) befinden.
Zylinderkopf (20) nach Anspruch 13, wobei die gemeinsame Querschnittfläche der Vielzahl von Bohrungen (50) im Wesentlichen gleich der Querschnittfläche des Auslasskanals (36) ist. Zylinderkopf (20) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Vielzahl von Bohrungen (50) mindestens drei Bohrungen umfasst. Zylinderkopf (20) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der gesamte, die Vielzahl von Bohrungen (50) enthaltende Umfang der Seitenwand (44) des rohrförmigen Elements (38) dem innerhalb der Auslasskammer (28) befindlichen Fluid ausgesetzt ist. Zylinderkopf (20) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das unter höherem Druck stehende Fluid in der Auslasskammer (28) Pulsationen aufweist und die Länge des rohrförmigen Elements (38) so dimensioniert ist, dass sie mit der Frequenz der Pulsationen korrespondiert. Zylinderkopf (20) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei das unter höherem Druck stehende Fluid in der Auslasskammer (28) Pulsationen aufweist und die Anzahl der Bohrungen, die die Vielzahl von Bohrungen (50) umfasst, entsprechend der Amplitude der Pulsationen ausgewählt wird. Zylinderkopf (20) nach einem der Ansprüche 13 bis 18, außerdem eine Schalldämpferwand (40) umfassend, die innerhalb der Innenwand (24) positioniert ist und eine Schalldämpferkammer (42) bildet, wobei die Schalldämpferwand (40) Öffnungen (42) enthält, die die Auslasskammer (28) mit der Schalldämpferkammer (42) verbinden, wobei das rohrförmige Element (38) in die Schalldämpferkammer (42) hineinragt und die Vielzahl von Bohrungen (50) innerhalb der Schalldämpferkammer (42) angeordnet sind.






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