DE10214047A1

DE10214047A1 - Compressor for a motor vehicle air-conditioning facility has a closed carbon dioxide coolant circuit, a housing as a compression area with a to-and-fro-stroke piston and inlet/outlet valves.

Info

Publication number: DE10214047A1
Application number: DE10214047A
Authority: DE
Inventors: Christoph Loy; Heiko Droese; Klaus Gebauer; Thomas Reske; Harry Nissen; Thomas Kueppers; Dikran-Can Magzalci
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2003-10-09

Abstract

A compressor has a housing (1) to hold a linear motor (2) moving to and fro in it with a changeable triggering frequency and a to-and-fro stroke piston (3) protruding into a compression area (4) for an R744 coolant. Intake (5) and exhaust (6) valves fit in the housing's front wall (7) opposite the to-and-fro-stroke piston. The compression ratio in the compression area is 4:1.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompressor für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einem geschlossenen Kältemittelkreislauf, insbesondere mit Kohlendioxid (CO₂) als Kältemittel (R744-Kältemittel), mit einem an den Ausgang des Kompressors angeschlossenen Hochdruckabschnitt mit einem Kondensator, mit einem an die Eingangsseite des Kompressors angeschlossenen Niederdruckabschnitt mit einem Verdampfer und einem zwischen diesen angeordneten Expansionsventil. The invention relates to a compressor for a motor vehicle air conditioning system with a closed refrigerant circuit, in particular with carbon dioxide (CO ₂ ) as the refrigerant (R744 refrigerant), with a high-pressure section connected to the outlet of the compressor, with a condenser, with one on the inlet side of the compressor connected low-pressure section with an evaporator and an expansion valve arranged between them.

In Kraftfahrzeug-Klimaanlagen mit CO₂ als einem umweltfreundlichen Kältemittel finden häufig Taumelscheiben-Kompressoren zur Kompression des von einem Verdampfer kommenden Kältemittels Anwendung, die das komprimierte, gasförmige CO₂ einem Kondensator zuführen. Diese Kompressoren sind üblicherweise so aufgebaut, daß die Antriebswelle, an der auch die Taumelscheibe schwenkbar angeordnet ist, durch das Gehäuse des Kompressors hindurchtritt und mittels eines Keilriemens an den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist. Somit ist die Umdrehungszahl der Antriebswelle durch die Drehzahl des Verbrennungsmotors bestimmt. Die Leistung des Kompressors wird dabei über den Neigungswinkel der Taumelscheibe und damit über den Hub der mit dieser verbundenen Kolben geregelt, was wiederum über den Druck im Triebraum des Kompressors erfolgen kann. Die EP 0 978 652 A2 beschreibt einen Taumelscheiben-Kompressor, der wahlweise über einen Elektromotor oder über den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs angetrieben werden kann. Auch bei diesem Kompressor tritt die Antriebswelle durch dessen Gehäuse hindurch. Der Nachteil einer durch das Gehäuse geführten Antriebswelle besteht darin, daß diese gegenüber dem Gehäuse aufwendig abgedichtet werden muß, um das im Gehäuse vorhandene CO₂-Öl- Gemisch zurückzuhalten. In automotive air conditioning systems with CO ₂ as an environmentally friendly refrigerant, swash plate compressors for compressing the refrigerant coming from an evaporator are often used, which supply the compressed, gaseous CO _{2 to} a condenser. These compressors are usually constructed in such a way that the drive shaft, on which the swash plate is also pivotably arranged, passes through the housing of the compressor and is coupled to the internal combustion engine of the motor vehicle by means of a V-belt. Thus, the number of revolutions of the drive shaft is determined by the speed of the internal combustion engine. The performance of the compressor is controlled via the angle of inclination of the swash plate and thus via the stroke of the pistons connected to it, which in turn can take place via the pressure in the drive chamber of the compressor. EP 0 978 652 A2 describes a swash plate compressor which can be driven either by an electric motor or by the internal combustion engine of the motor vehicle. The drive shaft also passes through its housing in this compressor. The disadvantage of a drive shaft guided through the housing is that it has to be sealed in a complex manner with respect to the housing in order to retain the CO ₂ -oil mixture present in the housing.

Die Kälteleistung der Klimaanlage ist von der Außentemperatur und von der gewünschten Abkühlung abhängig und kann über einen leistungsanforderungsabhängigen, optimalen Hochdruck optimiert werden. Dabei wird angestrebt, die Klimaanlage in jedem Betriebszustand mit dem Hochdruck zu betreiben, in welchem das Optimum der Kälteleistung und das Optimum der Leistungszahl liegt. The cooling capacity of the air conditioning system depends on the outside temperature and the depending on the desired cooling and can via a optimal high pressure dependent on performance requirements. Doing so strived to operate the air conditioning system in any operating state at high pressure, in which the optimum of the cooling capacity and the optimum of the coefficient of performance lies.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Kompressor für eine Fahrzeugklimaanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß dessen Struktur aufwandsreduziert ist. It is an object of the invention to provide a compressor for a vehicle air conditioner to design the preamble of claim 1 so that its structure is reduced in effort.

Diese Aufgabe wird bei einem Kompressor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt. This object is achieved in a compressor according to the preamble of claim 1 its characteristic features solved. Advantageous embodiments are in the Subclaims listed.

Die Erfindung besteht darin, daß der Antrieb für einen in dem Kompressionsraum des Kompressors angeordneten hin- und herbewegbaren Hubkolben ein Hin- und Herbewegungen ausführender Linearmotor mit veränderbarer Ansteuerfrequenz ist, wobei der Hubkolben an der kompressionsraumseitigen Stirnseite des Reaktionsteils des Linearmotors ausgebildet ist. In einer bevorzugten Ausführung sind das dem Kompressionsraum zugeordnete Ansaugventil und das Auslaßventil direkt in dessen Wandung angeordnet. Diese Ventile können alternativ dazu jedoch auch in einer Vor- oder Nebenkammer angeordnet sein. Die Ansteuerfrequenz des Linearmotors und damit dessen Hubzahl je Zeiteinheit kann dabei elektronisch schnell und genau geregelt und an die Anforderungen an die Kälte- bzw. Wärmeleistung angepaßt werden. The invention is that the drive for one in the compression space of the Compressor arranged reciprocating reciprocating pistons Linear motor executing movements with variable control frequency, wherein the reciprocating piston on the compression space end face of the reaction part of the Linear motor is formed. In a preferred embodiment, this is the Compression chamber associated intake valve and the outlet valve directly in its Wall arranged. Alternatively, these valves can also be or secondary chamber can be arranged. The control frequency of the linear motor and thus the number of strokes per unit of time can be electronically controlled and activated quickly and precisely the requirements for cooling or heating output are adjusted.

Ein derartiger Kompressor ist einfach aufgebaut, besteht aus nur wenigen Bauteilen und ist kleinbauend. Lagerungs-, Schmierungs- und Dichtungsprobleme, insbesondere verursacht durch eine Antriebswelle, die aus dem Kompressorgehäuse geführt ist, treten nicht auf. Überdies ist das Druckniveau auf der Hochdruckseite absolut und relativ zur Niederdruckseite erheblich höher, so daß auch die Druckverhältnisse höher sind und im wesentlichen im Bereich zwischen 3/1 und 4/1 liegen. Auf der Hochdruckseite kann das Druckniveau etwa zwischen 80 und 160 bar und auf der Niederdruckseite etwa zwischen 20 und 60 bar liegen. Der Kompressor ist über die Ansteuerfrequenz des Linearmotors stufenlos regelbar, wobei eine Veränderung der Ansteuerfrequenz mit einer Veränderung der Hubzahl pro Zeiteinheit einhergeht, durch die wiederum die Kälteleistung der Klimaanlage verändert wird. Die Regelung der Ansteuerfrequenz kann auf einfache Weise schnell und genau elektronisch erfolgen. Such a compressor is simple, consists of only a few components and is small. Storage, lubrication and sealing problems, in particular caused by a drive shaft that comes out of the compressor housing not on. Moreover, the pressure level on the high pressure side is absolute and relative to the Low pressure side considerably higher, so that the pressure ratios are higher and in are essentially in the range between 3/1 and 4/1. On the high pressure side it can Pressure level between 80 and 160 bar and on the low pressure side between 20 and 60 bar. The compressor is above the control frequency of the linear motor infinitely variable, a change in the control frequency with one change the number of strokes per unit of time goes hand in hand, through which in turn the cooling capacity of the Air conditioning is changed. The control of the control frequency can be done easily Done quickly and accurately electronically.

Bei Ausbildung nur eines Kompressionsraumes im Kompressorgehäuse kann das Reaktionsteil an seiner kompressionsraumseitigen Stirnseite - und damit auch der Hubkolben - über eine Druckfeder am Kompressorgehäuse abgestützt sein. Diese Druckfeder würde dann einen Arbeitstakt des Linearmotors übernehmen, und somit könnten sowohl die Ansteuerung als auch die Bauweise des Linearmotors vereinfacht werden. Die Rückwärtsbewegung des Reaktionsteiles (Hubkolbens) wird dann durch Freisetzen der Federkraft der bei der Hinbewegung desselben unter Energieaufnahme gespannten Druckfeder verursacht. If only one compression space is formed in the compressor housing, this can Reaction part on its end face on the compression chamber - and thus also the Reciprocating piston - be supported on the compressor housing via a compression spring. This The compression spring would then take over one work cycle of the linear motor, and thus could simplify both the control and the design of the linear motor become. The backward movement of the reaction part (reciprocating piston) is then by Release of the spring force when moving it with energy absorption tensioned compression spring caused.

Durch eine sog. Doppelhubbauweise kann eine Leistungssteigerung (-verdoppelung) erreicht oder der Linearmotor kann mit verminderter Ansteuerfrequenz betrieben werden, indem ein Arbeitshub bei gleicher Hubzahl/je Zeiteinheit eingespart wird, ohne daß der Massenstrom verringert wird. Dieser wird sowohl beim Hin- als auch beim Herbewegen des Hubkolbens gefördert. Die damit verbundene Erhöhung der Pulsfrequenz ist insofern von Vorteil, daß Druckspitzen vermieden werden und die Druckpulsationen in den Kältemittelleitungen geringer sind. Eine Doppelhubbauweise kann realisiert werden, indem beidseits des Linearmotors ein Kompressionsraum mit jeweils einem Ansaug- und einem Auslaßventil angeordnet wird, mit dem der Linearmotor mit jeweils einem Hubkolben in Wirkverbindung steht, derart, daß eine oszillierende Bewegung desselben mit einem wechselseitigen synchronen Ansaugen und Ausstoßen des CO₂-Kältemittels verbunden ist. Die Doppelhubbauweise kann aber auch dadurch realisiert werden, daß beidseits des Hubkolbens ein Kompressionsraum ausgebildet ist, derart, daß ein Kompressionsraum in der Bewegungsrichtung des Hubkolbens vor und der andere hinter dem Hubkolben ausgebildet ist und beide Kompressionsräume mit einem Ansaug- und einem Auslaßventil versehen sind. Bei beiden alternativen Lösungen in Doppelhubbauweise sind die zu den Ansaug- und zu den Auslaßventilen führenden Kältemittelleitungen außerhalb des Kompressors zusammengeführt und in den Kältemittelkreislauf eingebunden. A so-called double-stroke design can achieve an increase in power (doubling) or the linear motor can be operated at a reduced control frequency by saving a working stroke at the same number of strokes / per unit of time without reducing the mass flow. This is promoted both when the reciprocating piston is moved back and forth. The associated increase in the pulse frequency is advantageous in that pressure peaks are avoided and the pressure pulsations in the refrigerant lines are lower. A double-stroke design can be realized by arranging a compression space on both sides of the linear motor, each with an intake and an exhaust valve, with which the linear motor is operatively connected to a reciprocating piston, in such a way that an oscillating movement of the same with reciprocal synchronous suction and ejection of the CO ₂ refrigerant is connected. The double-stroke design can also be realized in that a compression space is formed on both sides of the piston, such that one compression space is formed in the direction of movement of the piston and the other behind the piston, and both compression spaces are provided with an intake and an exhaust valve. In both alternative solutions with a double-stroke design, the refrigerant lines leading to the intake and exhaust valves are brought together outside the compressor and integrated into the refrigerant circuit.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung wird darin gesehen, daß in einem Kompressor mehrere parallelgeschaltete Linearmotoren und Kompressionsräume angeordnet sind. Auch dabei ist eine Doppelhubbauweise möglich. Mit einem derartigen Kompressor kann jegliche Anforderung an die Kälte- bzw. Wärmeleistung einer Klimaanlage erfüllt werden, so daß eine derartige Ausführung insbesondere bei Fahrzeugen mit großem Kälte- bzw. Wärmebedarf verwendet werden kann. Hierbei ist es von besonderem Vorteil - eingeschlossen die Doppelhubbauweise - wenn ein Linearmotor, ein Kompressionsraum und ein diesem zugeordneter Hubkolben ein Modul bilden und mehrere Module baukastenartig zusammengefügt sind. Another advantageous embodiment is seen in the fact that in a compressor several linear motors and compression chambers connected in parallel are arranged. A double-stroke design is also possible here. With such a compressor can any requirements for the cooling or heating capacity of an air conditioning system are met, so that such a design, especially in vehicles with large cold or Heat demand can be used. It is particularly advantageous here - included the double stroke design - if a linear motor, a compression space and a piston assigned to this form a module and several modules are assembled in a modular manner.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen, weitgehend schematisch: The invention is explained below using exemplary embodiments. In the associated drawings show, largely schematically:

Fig. 1 einen Kompressor mit einem Linearmotor im Schnitt, Fig. 1 shows a compressor with a linear motor in section,

Fig. 2 einen Kompressor in Doppelhubbauweise, Fig. 2 shows a compressor in Doppelhubbauweise,

Fig. 3 eine andere Ausführung eines Kompressors in Doppelhubbauweise, schematisch, und Fig. 3 shows another embodiment of a compressor in a double-stroke design, schematically, and

Fig. 4 eine Kompressoreinheit in Modulbauweise im Querschnitt. Fig. 4 shows a compressor unit in modular design in cross section.

Der in Fig. 1 gezeigte Kompressor für R744-Kältemittel weist im wesentlichen ein Gehäuse 1, einen in diesem fest angeordneten, Hin- und Herbewegungen ausführenden Linearmotor 2 mit veränderbarer Ansteuerfrequenz, an dem ein Hubkolben 3 angebracht ist, sowie einen Kompressionsraum 4 für das R744-Kältemittel, in den der Hubkolben 3 hineinragt, und ein Ansaugventil 5 (in der Darstellung geschlossen) und ein Ausstoßventil 6 (in der Darstellung geöffnet) in der dem Hubkolben 3 gegenüberliegenden Stirnwandung 7 des Gehäuses 1 auf. Der Hubkolben 3 ist an dem Reaktionsteil 8 des Linearmotors 1 befestigt, das in dessen axialer Richtung (Bewegungsrichtung) über eine Druckfeder 9 an einer Schulter 10 im Gehäuse 1 abgestützt ist, und in radialer Richtung gegenüber der Kompressionsraumwandung mit Ringdichtungen 11 abgedichtet. In Fig. 1 befindet sich der Hubkolben 3 in seinem ventilseitigen Totpunkt. Der den Ventilen abgewandte Totpunkt des Hubkolbens 3 ist gestrichelt angedeutet. An der Außenseite der Stirnwandung 7 sind im Bereich der Ventile 5 und 6 Anschlußmittel 12 für die Druckleitungen der Klimaanlage angeordnet. Das Verdichtungsverhältnis im Kompressionsraum beträgt 4/1. The compressor for R744 refrigerant shown in FIG. 1 essentially has a housing 1 , a linear motor 2, which is fixedly arranged therein and performs reciprocating movements and has a variable actuation frequency, to which a reciprocating piston 3 is attached, and a compression chamber 4 for the R744 Refrigerant, into which the reciprocating piston 3 projects, and an intake valve 5 (closed in the illustration) and an exhaust valve 6 (opened in the illustration) in the end wall 7 of the housing 1 opposite the reciprocating piston 3 . The reciprocating piston 3 is fastened to the reaction part 8 of the linear motor 1 , which is supported in the axial direction (direction of movement) via a compression spring 9 on a shoulder 10 in the housing 1 , and is sealed in the radial direction with respect to the compression space wall with ring seals 11 . In Fig. 1, the reciprocating piston 3 is in its dead center on the valve side. The dead center of the reciprocating piston 3 facing away from the valves is indicated by dashed lines. On the outside of the end wall 7 , connection means 12 for the pressure lines of the air conditioning system are arranged in the region of the valves 5 and 6 . The compression ratio in the compression room is 4/1.

Wird der Linearmotor 2 durch ein Einschalten der Klimaanlage in Betrieb genommen, so führt dieser unter Mitnahme des Hubkolbens 3 oszillierende Bewegungen aus. Bewegt sich das Reaktionsteil 8 von den Ventilen weg (in der Fig. 1 nach rechts, Ansaughub), so entsteht im Kompressionsraum 4 ein zunehmender "Unterdruck", der bei einer vorbestimmten Druckdifferenz von 2 bar zum Kältemitteldruck in der Ansaugleitung zum Öffnen des Ansaugventils 5 führt, wobei in der Ansaugleitung ein Niederdruck von etwa 30 bis 50 bar herrscht. Kältemittel strömt mit diesem Druck in den Kompressionsraum 4. Bei der sich anschließenden Bewegung des Reaktionsteils 8 auf die Ventile 5 und 6 zu schließt sich das Ansaugventil 5 selbsttätig, und das im Kompressionsraum 4 befindliche Kältemittel wird zunehmend komprimiert. Bei Erreichen einer vorbestimmten Druckdifferenz von 2 bar gegenüber dem Kältemitteldruck in der Kältemittel- Hochdruckleitung öffnet das Auslaßventil 6 selbsttätig, durch das nun das auf einen Druck von 100 bis 140 bar komprimierte Kältemittel in die zu dem Gaskühler der Klimaanlage führende Hochdruckleitung gedrückt wird. Nach Erreichen des Totpunktes und einer beginnenden, umgekehrten Bewegung des Reaktionsteils 8 und damit auch des Hubkolbens 3 schließt das Auslaßventil 6 infolge des sich aufbauenden "Unterdruckes" wieder, und der Vorgang beginnt von vorn. Die Betriebsspannung des Linearmotors kann 6 bis 60 V betragen. Durch eine Veränderung der Ansteuerfrequenz des Linearmotors und damit der Hubzahl pro Zeiteinheit, wird auf einfache Weise die Kompressorleistung und damit auch die Kälteleistung der Klimaanlage geregelt. Es sei erwähnt, daß die Fahrzeugklimaanlage auch als Wärmepumpe betrieben werden kann. If the linear motor 2 is put into operation by switching on the air conditioning system, it carries out 3 oscillating movements with the lifting piston. If the reaction part 8 moves away from the valves (to the right in FIG. 1, intake stroke), an increasing “underpressure” arises in the compression space 4 , which, at a predetermined pressure difference of 2 bar to the refrigerant pressure in the intake line, opens the intake valve 5 leads, with a low pressure of approximately 30 to 50 bar prevailing in the intake line. At this pressure, refrigerant flows into the compression space 4 . During the subsequent movement of the reaction part 8 towards the valves 5 and 6 , the suction valve 5 closes automatically and the refrigerant located in the compression space 4 is increasingly compressed. When a predetermined pressure difference of 2 bar with respect to the refrigerant pressure in the refrigerant high-pressure line is reached, the outlet valve 6 opens automatically, through which the refrigerant compressed to a pressure of 100 to 140 bar is now pressed into the high-pressure line leading to the gas cooler of the air conditioning system. After reaching the dead center and a beginning, reverse movement of the reaction part 8 and thus also the reciprocating piston 3 , the outlet valve 6 closes again due to the "negative pressure" building up, and the process begins again. The operating voltage of the linear motor can be 6 to 60 V. By changing the control frequency of the linear motor and thus the number of strokes per unit of time, the compressor output and thus also the cooling capacity of the air conditioning system are regulated in a simple manner. It should be mentioned that the vehicle air conditioning system can also be operated as a heat pump.

Der in Fig. 2 gezeigte Kompressor weist in seinem Gehäuse 1 beidseits des Reaktionsteils 8 des Linearmotors 2 jeweils einen Kompressionsraum 4.1 und 4.2 auf. Das Reaktionsteil 8 trägt an seinen beiden gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils einen Hubkolben 3.1. bzw. 3.2, der in den jeweiligen Kompressionsraum 4.1 bzw. 4.2 hineinragt und gegenüber diesem durch Ringdichtungen 11 in radialer Richtung abgedichtet ist. Die Kompressionsräume 4.1 und 4.2 sind, wie bei der vorbeschriebenen Ausführung, in ihrer Stirnwandung 7.1, 7.2 mit jeweils einem Ansaugventil 5.1., 5.2 und einem Auslaßventil 6.1., 6.2 versehen. Die Kompressionsräume 4.1., 4.2 sind über jeweils einen Niederdruck-(Ansaug-) Leitungsabzweig 13.1, 13.2 und einen Hochdruck- Leitungsabzweig 14.1 und 14.2 in den Kältemittelkreislauf der Klimaanlage eingebunden, wobei die Niederdruckleitung 13 mit dem Verdampfer und die Hochdruckleitung 14 mit dem Kondensator derselben verbunden ist. The compressor shown in FIG. 2 has a compression chamber 4.1 and 4.2 in its housing 1 on both sides of the reaction part 8 of the linear motor 2 . The reaction part 8 carries a reciprocating piston 3.1 on each of its two opposite end faces. or 3.2 , which protrudes into the respective compression space 4.1 or 4.2 and is sealed against this by ring seals 11 in the radial direction. The compression spaces 4.1 and 4.2 are, as in the embodiment described above, provided in their end walls 7.1 , 7.2 with an intake valve 5.1 ., 5.2 and an exhaust valve 6.1 ., 6.2 . The compression chambers 4.1., 4.2 line branch 13.1, 13.2 and a high-pressure line branch are 14.1 and 14.2, involved in the refrigerant circuit of the air conditioner via a respective low-pressure (suction), the low-pressure line 13 to the evaporator and the high pressure line 14 to the condenser thereof connected is.

Wird der Linearmotor 2 durch ein Einschalten der Klimaanlage in Betrieb genommen, so wird in beiden Kompressionsräumen 4.1 und 4.2 wechselseitig CO₂-Kältemittel verdichtet, wodurch bei gleicher Frequenz des Linearmotors 2 wie in der vorstehend beschriebenen Ausführung die Zahl der Kompressionshübe verdoppelt ist und diese ohne Zeitverzug aufeinanderfolgen. Die beiden komprimierten CO₂-Kältemittelströme überlagern sich dadurch in der Hochdruckleitung 14 derart, daß auf einen Ausschub sofort der nächste folgt und Ausschubpausen verkürzt sind. Durch diese Betriebsweise sind die Pulsationen in der Hochdruckleitung 14 und der nach Öffnen des jeweiligen Auslaßventils 6.1, 6.2 auftretende Druckanstieg verringert. Durch eine Veränderung der Ansteuerfrequenz des Linearmotors 2 und damit der Hubzahl je Zeiteinheit kann der Saugdruck geregelt und an die geforderte Kälte- oder Wärmeleistung angepaßt werden. If the linear motor 2 is put into operation by switching on the air conditioning system, CO ₂ refrigerant is compressed in both compression spaces 4.1 and 4.2 , which means that the number of compression strokes is doubled and this without without the linear motor 2 having the same frequency as in the embodiment described above Delay in succession. As a result, the two compressed CO ₂ refrigerant flows overlap in the high-pressure line 14 in such a way that one extension is followed immediately by the next and extension intervals are shortened. This mode of operation reduces the pulsations in the high-pressure line 14 and the pressure rise that occurs after the respective outlet valve 6.1 , 6.2 is opened. By changing the control frequency of the linear motor 2 and thus the number of strokes per unit of time, the suction pressure can be regulated and adapted to the required cooling or heating output.

Eine andere Ausführung einer Doppelhubbauweise ist in Fig. 3 schematisch gezeigt. Bei dieser Bauweise ist ein auf einer Seite des Linearmotors 2 im Kompressorgehäuse ausgebildeter Kompressionsraum 15 in zwei Kompressionsräume 15.1 und 15.2 geteilt, zwischen denen ein mit dem Reaktionsteil 8 des Linearmotors 2 fest verbundener Hubkolben 16, in radialer Richtung abgedichtet, angeordnet ist, so daß der eine Kompressionsraum 15.1 linearmotorseitig und der andere Kompressionsraum 15.2 auf der dem Linearmotor 2 abgewandten Seite des Hubkolbens 16 gebildet ist. Beide Kompressionsräume 15.1 und 15.2 sind jeweils mit einem Ansaugventil 17 und einem Auslaßventil 18 versehen, so daß durch eine Bewegung des Hubkolbens 16 das in der Bewegungsrichtung vor diesem (16) im jeweiligen Kompressionsraum 15.1 bzw. 15.2 befindliche Kältemittel verdichtet und gleichzeitig Kältemittel in den hinter diesem (16) befindlichen Kompressionsraum 15.2 bzw. 15.1 angesaugt wird. Auch bei dieser Ausführung sind die Kompressionsräume 15.1 und 15.2 über je einen Niederdruck(Ansaug-)-Leitungsabzweig und einen Hochdruck-Leitungsabzweig in den Kältemittelkreislauf der Klimaanlage eingebunden. Die bei der ersten Ausführung einer Doppelhubbauweise beschriebenen Vorteile sind auch bei dieser Ausführung gegeben. Another embodiment of a double-stroke design is shown schematically in FIG. 3. In this design, a compression space 15 formed on one side of the linear motor 2 in the compressor housing is divided into two compression spaces 15.1 and 15.2 , between which a piston 16 , which is firmly connected to the reaction part 8 of the linear motor 2 , is arranged in the radial direction, so that the one compression space 15.1 is formed on the linear motor side and the other compression space 15.2 is formed on the side of the reciprocating piston 16 facing away from the linear motor 2 . Both compression spaces 15.1 and 15.2 are each provided with a suction valve 17 and an outlet valve 18 , so that by moving the lifting piston 16 the refrigerant located in the direction of movement in front of this ( 16 ) in the respective compression space 15.1 or 15.2 is compressed and at the same time refrigerant in the rear this ( 16 ) located compression space 15.2 or 15.1 is sucked in. In this version too, the compression chambers 15.1 and 15.2 are integrated into the refrigerant circuit of the air conditioning system via a low-pressure (intake) line branch and a high-pressure line branch. The advantages described in the first version of a double-stroke construction are also given in this version.

Die vorbeschriebenen Ausführungen eines Kompressors mit einem Linearmotor 2 und einem mit diesem wirkverbundenen Kompressionsraum 4 bzw. wirkverbundenen Kompressionsräumen 4.1 und 4.2 bzw. 15.1 und 15.2 können als Modul ausgeführt sein, von denen mehrere zu einer Kompressoreinheit 19 baukastenartig zusammengefügt sind. Eine solche Kompressoreinheit 19 mit drei Kompressoren 20 ist in Fig. 4 gezeigt. Diese (20) sind in einer aus drei Teilen 21.1, 21.2 und 21.3 bestehenden Halterung 21 aufgenommen und über entsprechende Leitungsabzweige in den Kältemittelkreislauf der Klimaanlage eingebunden. Die Halterung 21 weist ein Grundteil 21.1 mit zwei an die Form der Kompressoren 20 angepaßten Aufnahmewannen 22 und einer angepaßten Auflagefläche 23 und zwei über jeweils ein Scharniergelenk 24 mit dem Grundteil 21.1 verbundene Klemmteile 21.2 und 21.3 auf. In diesen (21.2, 21.3) sind jeweils zwei Aufnahmewannen 22 ausgebildet, die im dargestellten Schließzustand der Halterung 21 die Kompressoren 20 klemmend umschließen. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Gehäuse
2 Linearmotor
3 Hubkolben
3.1 Hubkolben
3.2 Hubkolben
4 Kompressionsraum
4.1 Kompressionsraum
4.2 Kompressionsraum
5 Ansaugventil
5.1 Ansaugventil
5.2 Ansaugventil
6 Auslaßventil
6.1 Auslaßventil
6.2 Auslaßventil
7 Stirnwandung
7.1 Stirnwandung
7.2 Stirnwandung
8 Reaktionsteil
9 Druckfeder
10 Schulter
11 Ringdichtung
12 Anschlußmittel
13 Niederdruckleitung
13.1 Niederdruck-Leitungsabzweig
13.2 Niederdruck-Leitungsabzweig
14 Hochdruckleitung
14.1 Hochdruck-Leitungsabzweig
14.2 Hochdruck-Leitungsabzweig
15 Kompressionsraum
15.1 Kompressionsraum
15.2 Kompressionsraum
16 Hubkolben
17 Ansaugventil
18 Auslaßventil
19 Kompressoreinheit
20 Kompressor
21 Halterung
21.1 Grundteil
21.2 Klemmteil
21.3 Klemmteil
22 Aufnahmewanne
23 Auflagefläche
24 Scharniergelenk
The above-described designs of a compressor with a linear motor 2 and a compression space 4 or compression spaces 4.1 and 4.2 or 15.1 and 15.2 that are operatively connected to it can be designed as a module, several of which are assembled in a modular manner to form a compressor unit 19 . Such a compressor unit 19 with three compressors 20 is shown in FIG. 4. These ( 20 ) are accommodated in a holder 21 consisting of three parts 21.1 , 21.2 and 21.3 and are integrated into the refrigerant circuit of the air conditioning system via corresponding line branches. The bracket 21 has a base portion 21.1 with two to the shape of the compressors 20 adapted receptacles 22 and a mating bearing surface 23 and two via a respective hinge 24 connected to the base part 21.1 clamping parts 21.2 and 21.3 at. In these ( 21.2 , 21.3 ) two receiving troughs 22 are formed, which enclose the compressors 20 in a clamped manner in the illustrated closed state of the holder 21 . REFERENCE SIGN LIST 1 housing
2 linear motors
3 reciprocating pistons
3.1 Reciprocating piston
3.2 Reciprocating piston
4 compression room
4.1 Compression room
4.2 compression space
5 suction valve
5.1 Intake valve
5.2 Intake valve
6 exhaust valve
6.1 Exhaust valve
6.2 Exhaust valve
7 end wall
7.1 end wall
7.2 end wall
8 reaction part
9 compression spring
10 shoulder
11 ring seal
12 connection means
13 low pressure line
13.1 Low pressure line branch
13.2 Low pressure line branch
14 high pressure line
14.1 High pressure line branch
14.2 High pressure line branch
15 compression space
15.1 Compression room
15.2 Compression room
16 reciprocating pistons
17 suction valve
18 exhaust valve
19 compressor unit
20 compressor
21 bracket
21.1 basic part
21.2 Clamping part
21.3 Clamping part
22 receptacle
23 contact surface
24 hinge joint

Claims

1. Compressor for a vehicle air conditioning system with a closed CO ₂ refrigerant circuit, with a compressor housing, at least one compression chamber formed in it, a reciprocating piston movable therein, and at least one intake valve assigned to the compression chamber and an exhaust valve and with a drive for the reciprocating piston , characterized in that the drive is a reciprocating linear motor ( 2 ) with variable control frequency, on the reaction part ( 8 ) of which the piston ( 3 , 3.1 , 3.2 , 16 ) is attached to the end face of the compression chamber.

2. Compressor according to claim 1, characterized in that when forming only one compression space in the compressor housing, the reaction part ( 8 ) is supported on its compression space-side end face via a compression spring ( 9 ) on the compressor housing ( 1 ).

3. Compressor according to claim 1, characterized in that the suction valve ( 5 , 5.1 , 5.2 , 17 ) and the outlet valve ( 6 , 6.1 , 6.2 , 18 ) in the wall ( 7 , 7.1 , 7.2 ) of the compression space ( 4 , 4.1 , 4.2 , 15 , 15.1 , 15.2 ) are arranged.

4. Compressor according to claim 1, characterized in that the compressor has two compression spaces ( 4.1 , 4.2 ), each with an intake valve ( 5.1 , 5.2 ) and an outlet valve ( 6.1 , 6.2 ), with which the linear motor ( 2 ) on its opposite ends is in operative connection with a reciprocating piston ( 3.1 , 3.2 ) in such a way that a reciprocating movement of the linear motor ( 2 ) is associated with a reciprocal suction and ejection of the CO ₂ refrigerant.

5. Compressor according to claim 1, characterized in that the compression space ( 15 ) by the reciprocating piston ( 16 ) is divided in two such that a partial compression space ( 15.1 ) on the linear motor side and a partial compression space ( 15.2 ) on the linear motor ( 2nd ) facing away from the reciprocating piston ( 16 ) and each partial compression chamber ( 15.1 , 15.2 ) is provided with a suction valve ( 17 ) and an outlet valve ( 18 ), so that the piston in the one partial compression chamber ( 15.1 , 15.2 ) existing refrigerant is compressed and at the same time refrigerant is sucked into the other partial compression chamber ( 15.2 , 15.1 ).

6. Compressor according to claim 3, 4 or 5, characterized in that with the intake valves ( 5.1 , 17 ) and the outlet valves ( 6.1 , 18 ) connected refrigerant lines ( 13.1 , 13.2 , 14.1 , 14.2 ) are each brought together outside the compressor.

7. Compressor according to claim 1 or 4, characterized in that this several compression chambers connected in parallel, each with a reciprocating piston having.

8. Compressor according to claim 7, characterized in that in each case a compressor ( 20 ) with a compression space and an associated piston and linear motor forms a module, and that several modules are assembled in a modular manner to form a compressor unit ( 19 ).