DE10037659C2

DE10037659C2 - reciprocating engine

Info

Publication number: DE10037659C2
Application number: DE10037659A
Authority: DE
Inventors: Volker Seipel
Original assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: Ixetic Mac GmbH
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2020-08-01
Also published as: DE10037659A1; DE50114657D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine, insbesondere Kompressor, vorzugs weise für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse und einem Ge häusedeckel, wobei in dem Gehäuse die die Kolben umfassende Arbeitseinheit und in dem Gehäusedeckel der Ansaug- und Auslassbereich angeordnet bzw. ausgebil det ist und wobei der Gehäusedeckel mit dem Gehäuse verschraubt ist.The invention relates to a reciprocating piston machine, in particular compressor, preferred way for the air conditioning of a motor vehicle, with a housing and a Ge housing cover, the housing comprising the piston and working unit in the housing arranged in the housing cover of the suction and outlet area or trained is det and the housing cover is screwed to the housing.

Hubkolbenmaschinen der gattungsbildenden Art sind seit Jahren in den unterschied lichsten Ausführungsformen und zu unterschiedlichsten Verwendungszwecken be kannt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Kompressor handeln, so bei spielsweise um einen Kompressor für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs. Solche Kompressoren werden meist als Klimakompressoren bezeichnet und umfassen ein Gehäuse, welches eine von ausserhalb angetriebene Verdichter- bzw. Pumpenein heit einschliesst. Die beispielsweise als Axialkolbenpumpe ausgebildete Pumpenein heit umfasst wiederum mindestens einen Kolben, der in einem Zylinderblock hin und her bewegbar ist. Üblicherweise ist ein solcher Kompressor mit mehreren Kolben ausgestattet, die bei Drehung einer Taumelscheibe über eine Aufnahmescheibe oder beim Schwenken einer Schwenkscheibe in Richtung ihrer Längsachse hin und her bewegt werden, wobei - im Falle einer Taumelscheibe - die Aufnahmescheibe dreh fest im Gehäuse gelagert ist. Das Gehäuse ist üblicherweise durch einen Gehäuse deckel abgeschlossen, der beispielsweise mit dem Gehäuse verschraubt oder ver schweisst ist.Reciprocating machines of the generic type have been different for years most different embodiments and for a wide variety of uses known. This can be a compressor, for example, at for example, a compressor for the air conditioning system of a motor vehicle. Such Compressors are usually referred to as air conditioning compressors and include one Housing, which is an externally driven compressor or pump includes. The pumps, for example designed as an axial piston pump Unit in turn comprises at least one piston which reciprocates in a cylinder block is movable here. Such a compressor is usually with several pistons equipped, when rotating a swashplate via a receiving disc or when swiveling a swivel plate in the direction of its longitudinal axis back and forth are moved, whereby - in the case of a swash plate - the receiving disc rotates is firmly stored in the housing. The housing is usually through a housing Cover closed, for example screwed to the housing or ver is welding.

Taumelscheibenkompressoren sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Lediglich beispielhaft wird dazu auf die DE 44 41 721 A1 und die DE 196 11 004 A1 verwiesen.Swash plate compressors are in a wide variety of designs known. For example, DE 44 41 721 A1 and DE 196 11 004 A1 directed.

Gemäss DE 44 41 721 A1 umfasst der Kompressor eine auf einer Antriebswelle ge stützte Taumelscheibe, um eine einheitliche Drehbewegung auszuführen. Die Tau melscheibe ist mit einer Vielzahl von in einem Zylinderblock hin und her bewegbaren Kolben gekoppelt, wobei die Zylinder-Kolben-Anordnung zum Komprimieren eines Gases dient. Bei den Kolben kann es sich auch um doppelt wirkende Kolben han deln. According to DE 44 41 721 A1, the compressor comprises a ge on a drive shaft supported swashplate to perform a uniform rotation. The dew Mel disc is with a variety of movable in a cylinder block Piston coupled, the cylinder-piston arrangement for compressing a Serves gas. The pistons can also be double-acting pistons spindles.

Die gattungsbildenden Hubkolbenmaschinen mit verschraubtem oder verschweiss tem Gehäusedeckel sind jedoch in der Praxis problematisch. Die Verwendung von Zugankerschrauben erfordert viele Bauteile, nämlich entlang dem Umfang anzuord nende Schrauben. Insbesondere bei erhöhten Druckdifferenzen, die beim Einsatz von Kohlendioxid als Kältemittel auftreten können, sind um so mehr Schrauben er forderlich, um eine hinreichende Festigkeit und Dichtigkeit zu erhalten. Beim Ver schrauben ist es erforderlich, die notwendigen Axialverspannungen zu sichern. Ein Verzug beim Verschrauben muss vermieden werden. Ausserdem benötigt gegebe nenfalls jede Gehäuseverbindung eine eigene Dichtung, so dass eine erhöhte Anzahl potentieller Leckstellen gegeben ist.The generic piston machines with screwed or welded However, housing covers are problematic in practice. The use of Tie bolts require many components, namely to be arranged along the circumference screws. Especially with increased pressure differences when using of carbon dioxide can occur as a refrigerant, the more screws it is required to obtain sufficient strength and tightness. When ver screws, it is necessary to secure the necessary axial tension. On Warping when screwing must be avoided. Also needed if necessary, each housing connection has its own seal, so that an increased number potential leaks.

Sofern es sich bei der Verbindung zwischen Gehäuse und Gehäusedeckel um eine Schweissverbindung handelt, lässt sich die Hubkolbenmaschine nur noch mit erheb lichem Aufwand und gegebenenfalls oder unter Zerstörung einzelner Bauteile öffnen. Insoweit ist der Austausch von Teilen jedenfalls unter wirtschaftlichen Gesichts punkten nicht mehr oder nur noch bedingt möglich.If it is a connection between the housing and the housing cover If the welded joint is involved, the reciprocating piston machine can only be raised Lich effort and, if necessary, or with the destruction of individual components. In this respect, the replacement of parts is in any case from an economic perspective no longer score or only possible to a limited extent.

Aus der DE-OS 16 53 374 ist ebenfalls eine Hubkolbenmaschine bekannt, bei der ein Gehäusdeckel mit einem Gehäuse verschraubt ist. Die Verschraubung erfolgt dort mittels Überwurfmutter, die im Eingriff mit der Aussenwandung des Gehäuses den Gehäusedeckel übergreift und dabei klemmt.From DE-OS 16 53 374 a reciprocating piston machine is also known, in which a Housing cover is screwed to a housing. The screwing takes place there by means of a union nut which engages the outer wall of the housing Cover covers and jams.

Aus der US 2 392 543 ist ebenfalls eine Hubkolbenmaschine bekannt, bei der der Gehäusedeckel mit einem Außengewinde versehen ist und mit diesem Außengewinde in einem mit Innengewinde versehenen Bereich des Gehäuses eingreift und dort verschraubt ist. Insoweit handelt es sich bei der aus der US 2 392 543 bekannten Hubkolbenmaschine ebenfalls um einen gattungsbildenden Stand der Technik.A reciprocating piston machine is also known from US Pat. No. 2,392,543, in which the Housing cover is provided with an external thread and with this External thread in an internally threaded area of the housing engages and is screwed there. In this respect, it is that from US Pat. No. 2,392,543 known reciprocating piston engine also to a generic state of the Technology.

Im Lichte der voranstehenden Ausführungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hubkolbenmaschine der gattungsbildenden Art derart aus zugestalten und weiterzubilden, dass eine einfache und dabei reversible Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Gehäusedeckel bei hinreichender Dichtigkeit mit einfachen Mitteln realisierbar ist. In the light of the foregoing, the present invention is Task based on such a reciprocating piston engine of the generic type design and develop that simple and reversible connection between the housing and the housing cover with sufficient tightness with simple means is feasible.

Die erfindungsgemässe Hubkolbenmaschine löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach ist die im Stand der Technik bereits realisierte Verschraubung ganz besonders ausgebildet, nämlich in Form einer in ihrer Anordnung zwischen dem Gehäuse und dem Gehäusedeckel wirkenden Ringmutter.The reciprocating piston machine according to the invention achieves the above object the features of claim 1. According to that is already in the prior art realized screw connection very specially designed, namely in the form of a Arrangement between the housing and the housing cover acting ring nut.

Erfindungsgemäss ist erkannt worden, dass man das Gehäuse und den Gehäuse deckel nach wie vor verschrauben kann, dass sich jedoch die im Stand der Technik auftretenden Probleme bei einer mehrfachen Verschraubung ausschliessen lassen. Dies wird durch die Verwendung einer Ringmutter erreicht, die mit einem Außenge winde an der Mutter und einem Innengewinde am Gehäuse in dem Bereich zwischen dem Gehäuse und dem Gehäusedeckel eingesetzt und dort in herkömmlicher Weise festgeschraubt wird.According to the invention, it has been recognized that the housing and the housing cover can still be screwed on, but that is in the prior art Problems occurring with multiple screw connections can be excluded. This is achieved through the use of a ring nut with an external thread winch on the nut and an internal thread on the housing in the area between the housing and the housing cover used and there in a conventional manner is screwed tight.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass eine Schraubverbindung mittels Ringmutter un geachtet dem Innenleben der Hubkolbenmaschine realisierbar ist. So könnte eine Schraubverbindung mit Ringmutter mit oder ohne interner Verschraubung der Bau gruppe Zylinderblock-Ventilplatte-Druckdeckel erfolgen. Jedenfalls geht es dabei ganz überwiegend um die Abdichtung nach aussen, die mittels Ringmutter einfach realisierbar ist.At this point it should be noted that a screw connection using a ring nut un regardless of the inner workings of the reciprocating piston machine. So could one Screw connection with ring nut with or without internal screwing of the construction group cylinder block valve plate pressure cover. In any case, it is predominantly around the seal to the outside, which is simple with the ring nut is feasible.

Mittels einer Ringmutter kann der Kraftfluss in der Hubkolbenmaschine geschlossen werden. Ausserdem ist, abgesehen von der Wellendurchführung und den Anschlüs sen, nur noch eine einzige Gehäuseabdichtung erforderlich, nämlich im Bereich der Ringmutter.The power flow in the reciprocating piston machine can be closed by means of a ring nut become. In addition, apart from the shaft bushing and the connections sen, only a single housing seal required, namely in the area of Ring nut.

Ein weiterer Vorteil in der Verwendung einer Ringmutter ist darin zu sehen, dass sich diese ohne weiteres mit dem Gehäuse und dem Gehäusedeckel - zusätzlich - auf einfache Art verschweissen lässt. Ausserdem ist es möglich, die Ringmutter durch einen Schweissring zu ersetzen. Ausserdem führt die Verwendung einer Ringmutter im Gegensatz zu zahlreichen Zug-/Ankerschrauben zu einer ganz erheblichen Ge wichtsreduzierung. Another advantage of using a ring nut is that these with the housing and the housing cover - in addition - on simple way of welding. It is also possible to put the ring nut through to replace a sweat ring. In addition, the use of a ring nut in contrast to numerous tension / anchor bolts to a very considerable Ge weight reduction.

In vorteilhafter Weise ist die Ringmutter stirnseitig am Gehäuse bzw. ins Gehäuse hineinragend zwischen dem Gehäuse und einem in das Gehäuse zumindest gering fügig hineinragenden Teil des Gehäusedeckels einschraubbar. Letztendlich bildet die Ringmutter ein stirnseitiges, den Deckelrand überkragendes Ende des Gehäuses, wobei sich der Gehäusedeckel in die im Gehäuse abgewandte Richtung erstrecken kann. Zur Vermeidung einer nach aussen tretenden Leckage ist es möglich, zwi schen dem Gehäuse und dem Gehäusedeckel unmittelbar hinter der Ringmutter einen als Leckagepfad dienenden Kanal, vorzugsweise in Form eines Ringkanals, vorzusehen. Dieser Kanal könnte auch zur Druckentlastung des Verbindungsbe reichs zwischen Gehäuse und Gehäusedeckel dienen.The ring nut is advantageously on the end face of the housing or into the housing protruding between the housing and one at least slightly into the housing part of the housing cover protruding into it can be screwed in. Ultimately, that forms Ring nut an end of the housing that protrudes from the edge of the cover, the housing cover extending in the direction facing away from the housing can. To avoid leakage, it is possible to the housing and the housing cover immediately behind the ring nut a channel serving as a leakage path, preferably in the form of a ring channel, provided. This channel could also be used to relieve the pressure on the connection serve between the housing and the housing cover.

Wie bereits zuvor erwähnt, lässt sich eine hinreichende Abdichtung durch nur eine einzige Dichtung realisieren, wobei eine solche Dichtung zwischen dem Gehäuse und dem Gehäusedeckel im Bereich unmittelbar hinter der Ringmutter vorgesehen sein kann. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass zwischen dem Gehäuse und dem Gehäusedeckel mit Abstand zu der Ringmutter eine innere Dichtung vorge sehen ist, wobei es sich bei der inneren Dichtung um einen umlaufenden Dichtring handeln kann. Durch Einschrauben der Ringmutter könnte der Dichtring zwischen dem Gehäuse und dem Gehäusedeckel durch Anpressung vorgespannt werden, wo durch sich eine besonders wirksame Abdichtung ergibt.As already mentioned before, a sufficient seal can only be achieved by one realize only seal, such a seal between the housing and the housing cover in the area immediately behind the ring nut can be. Alternatively or additionally, it is possible that between the housing and the housing cover with an inner seal spaced from the ring nut can be seen, the inner seal being a circumferential sealing ring can act. By screwing in the ring nut, the sealing ring could be between the housing and the housing cover are pre-stressed where results in a particularly effective seal.

Zur Einengung des Toleranzbereichs der Anzugsmomente könnte die Ringmutter mit einem Schmiermittel versehen sein. Ebenso ist es denkbar, dass die Ringmutter vor zugsweise mit einem polymeren Material zumindest bereichsweise beschichtet und dabei gegebenenfalls selbsthemmend ausgebildet ist. Die Ringmutter könnte aus Metall, insbesondere auch aus einem gehärteten Metall, hergestellt sein.The ring nut could be used to narrow the tolerance range of the tightening torques be provided with a lubricant. It is also conceivable that the ring nut in front preferably coated with a polymeric material at least in regions and is optionally designed to be self-locking. The ring nut could be out Metal, in particular also made of a hardened metal.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfol gende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbei spiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur in einer schematischen Darstellung, teilweise, ein Ausfüh rungsbeispiel einer erfindungsgemässen Hubkolbenmaschine in Form eines Hubkolbenverdichters, wobei dort lediglich die erfindungsgemässen Merkmale gezeigt sind.There are now several ways to teach the present invention advantageous to design and develop. On the one hand, this is based on the claims subordinate to claim 1, on the other hand to the successor Explanation of an embodiment of the invention with reference to the drawing to refer. In conjunction with the explanation of the preferred embodiment Game of the invention with reference to the drawing are also generally preferred Refinements and developments of teaching explained. In the drawing shows the only figure in a schematic representation, partially, an execution Example of an inventive reciprocating piston machine in the form of a Reciprocating compressor, where only the features according to the invention are shown.

Die einzige Figur zeigt - teilweise - einen Kompressor für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs. Der Kompressor umfasst ein Gehäuse 1 und eine in dem Gehäuse 1 angeordnete Verdichtungseinheit 2 zum Ansaugen und Verdichten eines Kältemit tels, wobei es sich bei dem Kältemittel bevorzugt um CO₂ handeln kann.The single figure shows - partially - a compressor for the air conditioning system of a motor vehicle. The compressor comprises a housing 1 and a compression unit 2 arranged in the housing 1 for the suction and compression of a refrigerant, the refrigerant preferably being CO ₂ .

Das Kältemittel strömt von einem in einem stirnseitigen Gehäusedeckel 3 ausgebil deten Ansaugbereich 4 durch die Verdichtereinheit 2 hindurch in den ebenfalls im Gehäusedeckel 3 ausgebildeten Auslassbereich 5.The refrigerant flows from a suction region 4 formed in an end housing cover 3 through the compressor unit 2 into the outlet region 5 which is likewise formed in the housing cover 3 .

Die Verdichtereinheit 2 dient zum Ansaugen und Verdichten des Kältemittels, wobei die Verdichtereinheit 2 in einem Zylinderblock 6 laufende Kolben 7 und eine die Kol ben 7 antreibende Schwenkscheibe umfasst, die in der Figur nicht gezeigt ist. Die einzige Figur zeigt des weiteren, dass das Gehäuse 1 und der Gehäusedeckel 3 mit einander verschraubt sind.The compressor unit 2 is used for sucking and compressing the refrigerant, wherein the compressor unit 2 running in a cylinder block 6, a piston 7 and the Kol ben 7 comprises driving the tilt plate, which is not shown in the figure. The single figure further shows that the housing 1 and the housing cover 3 are screwed together.

Erfindungsgemäss ist die Verschraubung in Form einer zwischen dem Gehäuse 1 und dem Gehäusedeckel 3 wirkenden Ringmutter 8 ausgebildet.According to the invention, the screw connection is designed in the form of an annular nut 8 acting between the housing 1 and the housing cover 3 .

Die Figur zeigt des weiteren, dass die Ringmutter 8 stirnseitig am Gehäuse 1 oder in das Gehäuse 1 hineinragend zwischen dem Gehäuse 1 und einem in das Gehäuse 1 geringfügig hineinragenden Teil des Gehäusedeckels 3 einschraubbar bzw. einge schraubt ist, wobei die Ringmutter 8 ein Aussengewinde und das Gehäuse 1 ein Innengewinde 12 hat.The figure further shows that the ring nut 8 is the front side of the housing 1 or in the housing 1 so as to project between the housing 1 and a slightly protruding into the housing 1, part of the housing cover 3 screwed screwed respectively, the ring nut 8 has an external thread and the housing 1 has an internal thread 12 .

Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Gehäusedeckel 3 ist unmittelbar hinter der Ringmutter 8 ein als Leckagepfad dienender Kanal 9 in Form eines Ringkanals aus gebildet. Danach ist ebenfalls zwischen dem Gehäuse 1 und dem Gehäusedeckel 3, ebenfalls im Bereich unmittelbar hinter der Ringmutter 8, eine innere Dichtung vorge sehen, wobei es sich dabei im Konkreten um einen umlaufenden Dichtring 10 han delt.Between the housing 1 and the housing cover 3 , a channel 9 serving as a leakage path in the form of an annular channel is formed directly behind the ring nut 8 . Then is also seen between the housing 1 and the housing cover 3 , also in the area immediately behind the ring nut 8 , an inner seal, which is specifically a circumferential sealing ring 10 han delt.

Zur leichteren Montage kann die Nut 11 im Gehäusedeckel 3 zur Aufnahme der Ringmutter 8 nach oben konisch erweitert sein. Beim Einschrauben der Ringmutter 8 in das Innengewinde 12 des Gehäuses 1 wird die Schulter bzw. wird der Kragen 13 des Deckels zunehmend gegen die Ventilplatte 14 und einen Kragen bzw. eine Schulter 15 des Zylinderblocks 2 gepresst.For easier assembly, the groove 11 in the housing cover 3 can be flared upwards to accommodate the ring nut 8 . When the ring nut 8 is screwed into the internal thread 12 of the housing 1 , the shoulder or the collar 13 of the cover is increasingly pressed against the valve plate 14 and a collar or a shoulder 15 of the cylinder block 2 .

Die Ringmutter 8 selbst kann mit einem polymeren Material beschichtet oder mit Schmiermittel versehen sein, wodurch sich der Toleranzbereich der Anzugsmomente einengen lässt. Die Ringmutter 8 ist aus Metall hergestellt.The ring nut 8 itself can be coated with a polymeric material or provided with lubricant, as a result of which the tolerance range of the tightening torques can be narrowed. The ring nut 8 is made of metal.

Claims

1. Reciprocating engine, in particular compressor, preferably for the air conditioning system of a motor vehicle, with a housing and a housing cover, the working unit comprising the pistons being arranged in the housing and the suction and outlet area in the housing cover being arranged and the housing cover is screwed to the housing, characterized in that the screw connection is designed in the form of an annular nut acting in its arrangement between the housing and the housing cover.

2. reciprocating piston machine according to claim 1, characterized net that the ring nut preferably on the front side of the housing between the Ge housing and a part of the housing projecting at least slightly into the housing Housing cover can be screwed in.

3. reciprocating piston machine according to claim 1 or 2, characterized records that between the housing and the housing cover immediately behind the ring nut a channel serving as a leakage path, preferably in the form of a Ring channel is provided.

4. reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 3, there characterized in that between the housing and the housing cover in Area preferably an inner seal immediately behind the ring nut see is.

5. reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 3, there characterized in that between the housing and the housing cover an inner seal is preferably provided at a distance from the ring nut.

6. reciprocating piston machine according to claim 4 or 5, characterized indicates that the seal is designed as a circumferential sealing ring.

7. reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 6, there characterized in that the ring nut to reduce the tolerance range the tightening torques are lubricated.

8. reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 7, there characterized in that the ring nut to reduce the tolerance range the tightening torques preferably with a polymeric material at least is coated in some areas.

9. reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 8, there characterized in that the ring nut is made of metal.

10. Reciprocating piston machine according to claim 9, characterized net that the ring nut is made of a hardened metal.