DE10053947C2 - Axialkolbenverdichter für Fahrzeugklimaanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Axialkolbenverdichter für Fahrzeugklimaanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Axialkolbenverdichter sind allgemein bekannt. Es wird diesbezüglich nur beispielhaft auf die EP 0 742 116 A2 und die anliegende Fig. 4 verwiesen, die eine mach dem CO₂-Kalt­ dampfverfahren arbeitende Fahrzeugklimaanlage zeigt, bei der Kohlendioxid als Kältemittel in einem geschlossenen Kreislauf mittels eines Axialkolbenverdichters zirkuliert wird, wobei in Strömungsrichtung hintereinander zumindest zwei Wärmetauscher angeordnet sind und einerseits zwischen diesen ein Verdichter und auf der gegenüberliegenden Seite des Kreislaufs zwischen ihnen ein Expansionsventil angeordnet ist. Diese Fahrzeugklima­ anlage hat den Vorteil, daß CO₂ als Kältemittel verwendet werden kann, wodurch sich keine Belastung der Umwelt ergibt. Anhand der Fig. 4 soll die bekannte Fahrzeugklimaanlage nunmehr näher beschrieben werden, um dann auch den Zweck und die Zuordnung der vorliegenden Erfindung besser erkennen zu können. Die bekannte Fahrzeugklimaanlage umfaßt einen Axial­ kolbenverdichter 1, einen sich in Richtung der Zirkulation entsprechend dem Pfeil 2 anschließenden Wärmetauscher 5, in welchem dem zirkulierenden Kältemittel Wärme entzogen wird, ein sich in Kreislaufrichtung anschließendes Expansionsventil 4 und einen weiteren Wärmetauscher 3, durch den die Kühlung erfolgt.

Durch den Wärmetauscher 3 hindurch nimmt das Kühlmittel von außen Wärme auf. Für die Klimatisierung eines Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges wird der bei überkritisch arbeitenden Kühlprozessen üblicherweise als Gaskühler bezeichnete erste Wärmetauscher 5 durch Umgebungsluft gekühlt, indem diese den Wärmetauscher 5 als Fahrtwind anströmt oder durch ein zusätz­ liches Gebläse angeblasen wird. Der Wärme aufnehmende bzw. kühlende zweite Wärmetauscher 3, der üblicherweise als Ver­ dampfer bezeichnet wird, ist in dem Frischluftverteilungssystem des Kraftfahrzeuges angeordnet, so daß bei Bedarf angesaugte Frischluft gekühlt wird. In Strömungsrichtung hinter dem zweiten Wärmetauscher 3 kann ein Pufferbehälter 19 vorgesehen sein, in dem sich ein nicht verdampfter Teil des CO₂ absetzt. Der Pufferbehälter 19 umfaßt damit auch eine gewisse Vorrats­ menge von CO₂.

Der Verdichter 1 ist als Taumelscheibenverdichter ausgeführt und mit dem Fahrzeugantrieb zum Beispiel durch einen nicht dargestellten Keilriemen verbunden, der auf der Riemenscheibe 6 läuft. Die Kolben 7 des Taumelscheibenverdichters 1, von denen beispielsweise sieben in Umfangsrichtung des Verdichters neben­ einander angeordnet sind, werden durch Stangen 8 betätigt, deren beiden Enden durch Kugelköpfe 9, 10 schwenkbar einerseits am Kolben 7 und andererseits an der Taumelscheibe 11 gelagert sind. Die Taumelscheibe 11 ist durch ein Radiallager 12 und ein Axiallager 13 auf einem sich mit der Antriebswelle 14 drehenden und schwenkbar gelagerten Scheibenträger 15 gehalten, so daß die Drehbewegung des schräg gestellten Scheibenträgers 15 eine Taumelbewegung der Taumelscheibe 11 bewirkt. Dadurch führen die Kolben 7 eine Hubbewegung aus. Die Verbindung zwischen der Antriebswelle 11 und dem Scheibenträger 15 erfolgt durch ein am Ende eines Mitnehmerarmes 16 vorgesehenes Mitnehmergelenk 17. Die Kraft für die Schwenkbewegung des Scheibenträgers 15 und der auf diesem gelagerten Taumelscheibe 11 um das Mitnehmer­ gelenk 17 ergibt sich aus der Summe der jeweils beidseitig der Kolben 7 gegeneinander wirkenden Drücke, so daß diese Kraft vom Druck in der Triebkammer 18 abhängig ist. Da für die Her­ stellung eines Regeldruckes in der Triebwerkkammer 18 des Verdichters CO₂ in diesen einströmt und zur Saugseite wieder abgeleitet wird, ist es unvermeidlich, daß in den CO₂-Kreislauf Öl gelangt, das für die Schmierung der bewegten Teile des Ver­ dichters vorgesehen werden muß. Um das Öl aus dem Kühlkreislauf 2 in die Triebwerkkammer zurückzuführen, ist in Strömungs­ richtung hinter dem ersten Wärmetauscher 5 ein Ölabscheider 20 vorgesehen. Der Bodenablauf des Ölabscheiders 20 ist über eine Konstantdrossel 21 mit der Triebwerkkammer 18 des Verdichters 1 verbunden, so daß das abgeschiedene Öl zusammen mit Kühlmittel in die Triebwerkkammer 18 gelangt. Diese Verbindung bildet einen aus dem Hauptkreislauf 2 abgezweigten Teilkreislauf 22, so daß eine Verbindung aus der Triebwerkkammer 18 des Ver­ dichters heraus zur Saugleitung des Verdichters führt. Der über die Triebwerkkammer 18 geführte Teilkreislauf 22 hat neben der Rückführung von Öl und der Kühlung des Verdichters 1 die weitere Aufgabe, die Leistung des Verdichters 1 zu regeln. Hierfür ist in dem Teilkreislauf 22 zusätzlich zu der die Strömungsmenge begrenzenden Konstantdrossel 21 ein Regelventil 23 vorgesehen, das den Druck in der Triebwerkkammer und damit die Hubweite der Kolben 7 bestimmt. Die Zuleitung von rück­ geführtem, gekühltem Öl in die Triebwerkkammer 18 erfolgt durch eine schräg verlaufende Bohrung 29 in einen der Abdichtung und Wellenlagerung dienenden Nebenraum 30 der Triebwerkkammer 18, so daß besonders auch dort ein sich an einem im Antriebswellen­ durchgang angeordneten Gegenring 21 abstützenden mit der Antriebswelle 14 umlaufender Gleitdichtring 31 und Wellen­ lagerung 32 mit Öl versorgt und gut gekühlt werden. Aus diesem Nebenraum 30 wird das Öl zu der dem Taumelscheibenantrieb 11, 15 einschließenden Triebwerkkammer über eine Bohrung 33 geleitet, die von einem Einlaß im unteren Bereich des Neben­ raumes 30 aus mit einer bestimmten Neigung verläuft. Dadurch soll gewährleistet sein, daß ausreichend Schmieröl im Nebenraum 30 verbleibt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dem nicht so ist. Vor allem verbleibt im Nebenraum 30 nicht ausreichend Öl zur Aufrechterhaltung eines Schmierfilms im Bereich der Gleitring­ dichtung (21, 31) während eines längeren Stillstands der Fahrzeugklimaanlage und damit des beschriebenen Axialkolben­ verdichters.

In Fig. 5 ist ein weiteres Beispiel für einen herkömmlichen Axialkolbenverdichter im Längsschnitt dargestellt, wobei Teile, die dieser Axialkolbenverdichter mit dem anhand der Fig. 4 beschriebenen Axialkolbenverdichter gemeinsam hat, mit denselben Bezugsziffern versehen sind. Dabei kommt es hier weniger auf die konstruktiven Unterschiede des Taumelscheiben­ mechanismus an, als vielmehr auf die unterschiedliche Konstruk­ tion der Lagerung und Abdichtung der Antriebswelle 14 innerhalb des Nebenraumes 30. Die Gleitringdichtung 31, 21 ist ebenfalls als Axialgleitringdichtung ausgebildet, d. h. ein mit der Antriebswelle 14 umlaufender Gleitdichtring 31 stützt sich axial an einem die Triebwerkkammer 18 verschließenden Deckel 6 ab, durch den hindurch sich die Antriebswelle erstreckt. Dabei erfolgt die axiale Abstützung des Gleitdichtringes 31 konkret gegenüber einem sich um die Antriebswelle 14 herum erstrecken­ den und innerhalb des Deckels 6 angeordneten Gegenring 21, der vorzugsweise ebenso wie der Gleitdichtring 31 aus verschleiß­ festem Material besteht.

Ebenso wie bei dem Axialkolbenverdichter gemäß Fig. 4 erfolgt auch bei demjenigen gemäß Fig. 5 die Einleitung von Schmieröl vom Ölabscheider 20 in den Nebenraum 30 zur Versorgung der Wellenlagerung 32 sowie der Axialgleitringdichtung 31, 21 mit Öl. Der entsprechende Schmierölkanal ist in Fig. 5 mit der Bezugsziffer 22 gekennzeichnet. Da bei der Ausführungsform nach Fig. 5 eine gesonderte Ölleitung aus dem Nebenraum 30 in die Triebwerkkammer 18 fehlt, erfolgt durch eine gesonderte Leitung 23 die Versorgung der Triebwerkkammer 18 mit Öl, wobei die Leitung 23 ebenfalls vom Ölabscheider 20 abzweigt.

Die Axialgleitringdichtung gemäß Fig. 5 fordert im Vergleich zu einer Lippendichtung einen vergleichsweise hohen Öldurchsatz sowohl für die Schmierung als auch für die Wärmeabfuhr an den Axial-Dichtflächen. Dabei unterscheidet man insbesondere bei der Abdichtung der Antriebswelle über eine Axialgleitring­ dichtung die für diese Art der Abdichtung relevanten Betriebs­ zustände:

• 1. Der Verdichter ist nicht in Betrieb; die axialen Ring­ dichtflächen der Axialgleitringdichtung werden durch einen dazwischen liegenden Ölfilm statisch abgedichtet.
• 2. Der Verdichter arbeitet; die axialen Ringdichtflächen werden durch einen dazwischen liegenden Ölfilm dynamisch abgedichtet. Der Ölnebel, der die Axialgleitringdichtung umgibt, sorgt für den Erhalt des dichtenden Ölfilms im Dichtspalt. Weiterhin trägt das Öl dazu bei, Reibungswärme der Dichtung aus dem Nebenraum und nach außen abzuführen.

Beide Betriebszustände bringen Probleme hinsichtlich der Ölbenetzung der Dichtflächen mit sich. Zum einen muß während des Verdichterbetriebs ein bestimmter Öldurchsatz durch den Nebenraum, die die Funktion eines Antriebswellenabdichtungs­ raumes besitzt, sichergestellt werden, damit Schmierung, Dichtung und Abfuhr der Reibungswärme realisiert werden können. Auf der anderen Seite sollte soviel Öl im Nebenraum gehalten werden, daß eine ständige Ölversorgung der Axialgleitring­ dichtung gewährleistet ist. Während des Arbeitszustandes des Verdichters ist dieses Problem weniger groß. Beim Stillstand des Verdichters, insbesondere bei längeren Stillstandszeiten der Fahrzeugklimaanlage muß bei den herkömmlichen Axialkolben­ verdichtern damit gerechnet werden, daß der Ölfilm im Bereich der Gleitringdichtung zumindest stellenweise unterbrochen wird aufgrund kleiner, aber durchaus beachtlicher Ölleckagen. Dabei muß bedacht werden, daß bei Fahrzeugklimaanlagen Stillstands­ zeiten von 1-2 Monaten durchaus üblich sind. Es versteht sich von selbst, daß bei Unterbrechung des erwähnten Ölfilms im Bereich der Gleitringdichtung diese "trocken läuft" mit der Folge eines entsprechenden Verschleißes, der dann im Laufe der Zeit wiederum zur Folge hat, daß die Dichtqualität der Gleit­ ringdichtung expotenziell abnimmt, worunter die Standzeit des Axialkolbenverdichters leidet.

Anhand der Fig. 3 wird die Problematik der Ölleckage für die innerhalb des Nebenraumes 30 angeordnete Axialgleitringdichtung 31, 21 näher erläutert. Fig. 3 läßt deutlich erkennen, daß nach längerem Stillstand des Axialkolbenverdichters 1 das sich im Nebenraum 30 befindliche Öl durch die Radial-Wellenlagerung 32 und ein zusätzlich vorgesehenes Axialnadellager 24 hindurch in die Triebwerkkammer 18 abfließt entsprechend den Pfeilen 25, bis das Ölniveau den in Fig. 3 mit der Bezugsziffer 26 gekenn­ zeichneten Stand erreicht hat. Dieser Ölstand liegt deutlich unterhalb der Axialgleitringdichtung 31, 21 mit der Folge, daß nach einiger Zeit auch der zwischen Gleitdichtring 31 und Gegenring 21 befindliche Ölfilm reißt bzw. sich auflöst. Beim Anfahren des Axialkolbenverdichters 1 reiben dann Gleitdicht­ ring 31 und Gegenring 21 unmittelbar aufeinander mit der Folge eines entsprechend hohen Verschleißes bis hin zur Beschädigung der Dichtflächen. In Fig. 3 ist noch der Außendurchmesser d_a und der Innendurchmesser d_i der Axialdichtflächen zwischen Gleitdichtring 31 und Gegenring 21 dargestellt. Diese beiden Durchmesser definieren den hier fraglichen kritischen Dicht­ flächenbereich.

Es sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, daß während des Betriebes des Axialkolbenverdichters 1 die Situation im Bereich der Axialgleitringdichtung nicht so kritisch ist aufgrund des sich im Nebenraum 30 aufbauenden Ölnebels. Nach Stillstand des Axialkolbenverdichters 1 wird die Situation jedoch problematisch, wie die vorstehende Beschreibung der Ölleckage anhand der Fig. 3 erkennen läßt.

Ergänzend zum vorgenannten Stand der Technik sei auch noch auf die Ölversorgungsvorrichtung für einen Kältemittelverdichter gemäß der DE 198 09 768 A1 hingewiesen. Bei dieser bekannten Konstruktion befindet sich zwischen Nebenraum und Triebwerk­ kammer ein Wälzkugellager, welches derart abgedichtet zu sein scheint, dass kein Öl vom Nebenraum in die Triebwerkkammer entweichen kann. Beim Stillstand des Verdichters bleibt daher der Nebenraum nahezu vollständig mit Schmieröl gefüllt. Die Folge dieser Konstruktion ist, dass beim Anfahren des Verdichters und die dadurch bedingte Druckabsenkung sowohl in der Triebwerkkammer als auch im Nebenraum die Gefahr besteht, dass das Kältemittel regelrecht aufschäumt, wodurch die im Nebenraum angeordnete Gleitringdichtung "trockenlaufen" könnte. Des weiteren kann bei einer vollständigen Abdichtung des erwähnten Wälzkugellagers durch einen umlaufenden Dichtring auch nicht mehr von einer "reibungslosen" Ölsperre gesprochen werden. Der Fig. 2 der DE 198 09 768 A1 kann und muß entnommen werden, dass der erwähnte Dichtring an einem Laufring des Wälzkugellagers fest angeordnet ist oder am anderen Laufring gleitend anliegt. Diese Anordnung wird in der DE 198 09 768 A1 daher auch korrekterweise als "Ölkontaktdichtung" bezeichnet.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Axialkolbenverdichter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auch während des Stillstands eine aus­ reichende Versorgung der Antriebswellenlagerung, insbesondere einer der Antriebswelle zugeordneten Axialgleitringdichtung mit Öl gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Kern der vorliegenden Erfindung ist es also, die Dichtigkeit der Axialgleitringdichtung dadurch zu steigern, daß die axiale Ringdichtfläche zumindest teilweise in ein auch bei längeren Stillstandszeiten vorhandenes Ölreservoir eintaucht. Damit besteht nicht die Gefahr, daß das Kältemittel direkt an die Dichtflächen gelangt. Durch osmotische Kräfte ist gewähr­ leistet, daß zwischen den miteinander korrespondierenden Dichtflächen der Axialgleitringdichtung stets ein ausreichender Ölfilm vorhanden ist, der auch nach längerem Stillstand vermeidet, daß sich beim Verdichteranlauf die Dichtflächen unmittelbar berühren. Erst recht ist dann natürlich ein ausreichend hoch qualitativer Dichtfilm auch während des Betriebes des Axialkolbenverdichters sichergestellt.

Eine gewisse Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik nach Fig. 4 stellt bereits die Maßnahme nach Anspruch 7 dar, wonach der Einlaß der aus der Nebenkammer in die Triebkammer führenden Ölleitung im montierten Zustand des Axialkolbenverdichters im Bereich der höchsten Stelle des Nebenraumes liegt. Damit wird verhindert, daß sich durch eine derartige Ölleitung der Neben­ raum entleert.

Vorzugsweise soll jedoch zusätzlich noch eine Ölsperre gemäß Anspruch 1 vorgesehen sein, wobei in den Ansprüchen 3 und 4 zwei alternative konstruktive Ausführungen der erfindungs­ gemäßen Ölsperre angegeben sind. Durch die erfindungsgemäße Ölsperre kann wirkungsvoll eine Leckage vom Nebenraum, der die Funktion eines Wellenabdichtungsraumes besitzt, zur Triebwerk­ kammer im Bereich der Radial- und/oder Axiallagerung der Antriebswelle im Wellendurchgang zur Triebwerkkammer vermieden werden. Die erfindungsgemäße Ölsperre dient also nicht zum Aufbau einer nennenswerten Druckdifferenz zwischen Triebwerkkammer und Nebenraum, sondern zur Verhinderung eines Leer­ laufens des Nebenraumes während des Stillstands des Ver­ dichters. Die Ölsperre soll vor allem ein vorbestimmtes Niveau von Öl im Nebenraum sicherstellen.

Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungs­ gemäß ausgebildeten Axialkolbenverdichters anhand der Fig. 1 und 2 näher beschrieben. Diese zeigen was folgt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäß aus­ gebildeten Axialkolbenverdichters im Längsschnitt;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Axialkolbenverdichters im Längsschnitt; und

Fig. 2a einen Teil einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Axialkolbenverdichters im Längsschnitt.

Der Axialkolbenverdichter gemäß den Fig. 1 und 2 entspricht weitgehend der Konstruktion gemäß Fig. 5. Dementsprechend sind gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 5 gekennzeichnet.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 unterscheidet sich von der­ jenigen nach Fig. 5 dadurch, daß zwischen der Radialwellen­ lagerung 32 und dem Nebenraum 30 eine Ringdichtung 27 ange­ ordnet ist, die ein Leerlaufen des Nebenraumes 30 verhindert. Die Ringdichtung 27 dichtet also den Wellendurchgang zwischen Nebenraum 30 und Triebwerkkammer 18 fluiddicht ab. Sie besteht zum Beispiel aus einem Filzring, einer umlaufenden Dichtlippe, einem Radialwellendichtring, einem V-Dichtring oder der­ gleichen, wobei darauf geachtet werden soll, daß die relativ zueinander beweglichen Dichtflächen - wenn überhaupt - nur mit minimalem Druck aneinanderliegen, um Reibungsverluste und dementsprechende Reibungswärme zu vermeiden. Auf diese Weise kann das Ölniveau auch nach längerer Stillstandszeit des Axialkolbenverdichters 1 innerhalb des Nebenraumes 30 auf einer Höhe gehalten werden, die zwischen dem inneren "d_i" und äußeren "d_a" Durchmesser der Axialdichtringfläche zwischen Axialgleit­ ring 31 und Gegenring 21 gehalten werden. Dieses Niveau ist in Fig. 1 mit dem Bezugsbuchstaben "A" gekennzeichnet. Abhängig von der Ölzufuhr durch den Kanal 22 während des Betriebs kann sich im Stillstand des Axialkolbenverdichters 1 innerhalb des Nebenraumes 30 auch ein höheres Ölniveau "B" oder "C" ein­ stellen, wobei dieses Niveau noch von einem vorbestimmten Ölfluß nach Stillstand des Verdichters abhängt. Zu diesem Zweck kann in dem Kanal 22 bzw. in der Verbindung zwischen Kanal 22 und dem Ölabscheider 20 (siehe Fig. 2 bzw. Fig. 5) ein gesondertes Ventil angeordnet sein, welches einen vorbestimmten Ölfluß nach Stillstand des Verdichters in den Nebenraum 30 gewährleistet. Dabei ist es wünschenswert, möglichst viel Öl in den Nebenraum zu leiten, so daß der Ölstand auf dem obersten Niveau "C" liegt. Die Axialgleitringdichtung 31/21 ist dann vollständig in Öl eingetaucht. Es kommt nur zu einer Kälte­ mittelleckage durch Kältemittel, welches im Öl gelöst ist. Die Kältemittelgasatmosphäre hat dann aber keinen direkt Kontakt mit den Axialdichtflächen.

Das unterste Ölniveau "A" ist das Minimum, um durch Osmose bzw. Spaltwirkung einen Ölfilm im Bereich der Axialdichtfläche zwischen Axialgleitring 31 und Gegenring 21 auch nach längerer Stillstandszeit zu gewährleisten

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Ringdichtung 27 durch eine integrale Ringwand 28 ersetzt. Der Innendurchmesser "d_k" der Ringwand sollte kleiner sein als der Innendurchmesser "d_i" der Axialringdichtfläche; er muß aber auf jeden Fall kleiner sein als der Außendurchmesser "d_a" der Axialdicht­ fläche. Nur dann ist sichergestellt, daß wenigstens ein Teil der Axialdichtfläche auch bei längerem Stillstand des Axial­ kolbenverdichters in einen Ölsumpf eintaucht.

Den Fig. 1 und 2 kann des weiteren entnommen werden, daß der Nebenraum 30 mit der Triebwerkkammer 18 über wenigstens eine nur in Betrieb des Axialkolbenverdichters wirksame Ölleitung 34 verbunden ist, wobei der Einlaß 35 dieser Leitung im montierten Zustand des Axialkolbenverdichters (entsprechend den Fig. 1 und 2) im Bereich der höchsten Stelle des Nebenraumes 30 liegt. Damit ist sichergestellt, daß durch diese Ölleitung der Nebenraum im Stillstand des Axialkolbenverdichters 1 nicht leerlaufen kann. Andererseits erlaubt die Ölleitung 34 die Forderung von Öl aus dem Nebenraum 30 in die Triebwerkkammer 18 während des Betriebs und damit auch die Schmierung des Taumelscheibentriebwerks in der Triebwerkkammer 18.

Auf die Ringwand 28 könnte verzichtet werden, wenn die Durch­ messer d_i und d_a größer wären als dargestellt. Andererseits sind diese Durchmesser möglichst klein zu halten, um die zu dichtende Axialdichtringfläche und die während des Betriebs in diesem Bereich entstehende Reibleistung zu minimieren.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 erfolgt die Einleitung von Öl in die Triebwerkkammer 18 ausschließlich über den Kanal 22, Nebenkammer 30 und Ölleitung 34. Es ist jedoch alternativ auch denkbar, mit Teilströmen entsprechend Fig. 5 zu arbeiten (Ölkanäle 22 und 23).

Die Fluiddichtung zwischen Nebenraum 30 und Triebwerkkammer 18 wird vorzugsweise so eingestellt, daß gegenüber der Triebwerk­ kammer 18 ein deutliches Druckgefälle entsteht.

Zu diesem Zweck kann ein Überdruckventil oder Durchschlagventil in der Verbindung zwischen Nebenraum und Triebwerkkammer 18 vorgesehen sein.

Es sei an dieser Stelle noch darauf hingewiesen, daß die vor­ genannte Problematik der Schmierölversorgung im Bereich des Durchgangs der Antriebswelle in die Triebwerkkammer 18 eines Axialkolbenverdichters 1 vor allem bei Fahrzeugklimaanlagen mit CO₂-Einsatz entsteht, da Fahrzeugklimaanlagen sehr häufig mehrere Monate stillstehen. Bei großen Kälteanlagen mit Start- Stoppbetrieb ist dieses Problem weniger ausgeprägt.

Des weiteren sei an dieser Stelle erwähnt, daß bevorzugt "berührungslose" und damit reibungsfreie Ölsperre eingesetzt wird entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 2, wobei statt einer Ringwand 28 zwei oder mehr Ringwände vorgesehen sein können, die axial voneinander beabstandet sind, so daß in die dadurch geschaffenen Ringspalte an der Antriebswelle angeordnete Ringwände eintauchen können unter Ausbildung einer sogenannten "Labyrinthdichtung". Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, zweiseitig wirkende Axialgleitringdichtungen der beschriebenen Art vorzusehen, wobei die eine zur Umgebung und die andere zur Maschinenseite wirkt, so daß der Nebenraum 30 im wesentlichen hermetisch abgeschlossen ist mit Ausnahme der Fluidverbindung über die Ölleitungen 22 und 34. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch extrem hohe Dichtigkeit aus. Nachteilig ist jedoch die Reibung an den Axialring­ dichtflächen, denn die mit der Antriebswelle umlaufenden Gleitdichtringe müssen unter vorbestimmtem Druck (Feder- oder Hydraulikdruck) gegen die zugeordneten gehäuseseitigen Gegenringe gedrückt werden, um sowohl als Axiallager als auch als Dichtung zu wirken.

Fig. 2a zeigt noch eine besonders vorteilhafte Alternative zu der Ausführungsform nach Fig. 2 dergestalt, daß die Ringsperr­ wand 28 ersetzt ist durch eine dem Nebenraum 30 zugewandte Stirnwand 36 eines äußeren Gehäuserings 37 eines im Bereich des Durchgangs der Antriebswelle 14 vom Nebenraum 30 in die Trieb­ werkkammer 18 zwischen Antriebswelle 14 und Gehäuse des Axial­ kolbenverdichters 1 angeordneten Wälzlagers, hier Nadellager 32. Der Gehäusering des Nadellagers 32 ist U-förmig ausgebil­ det, wobei der dem Nebenraum 30 zugeordnete "Ringschenkel" sich über eine Antriebswellenstufe hinweg erstreckt bis knapp vor die Umfangswand des durchmesserkleineren Abschnitts der An­ triebswelle 14, der sich im Nebenraum 30 befindet. Es handelt sich bei dieser Ausführung von Gehäusering zwar um eine Sonder­ anfertigung, die sich jedoch bei Serienproduktion durchaus lohnt.

Der U-förmige Gehäusering 37 besteht in der Regel aus Blech und läßt sich daher relativ kostengünstig fertigen.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich offenbart, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Claims (8)

1. Axialkolbenverdichter für Fahrzeugklimaanlagen mit
einem Zylinderkopf,
einem Zylinderblock,
einer Triebwerkkammer (18), und
einem einen Antriebswellendurchgang umfassenden Gehäuse, wobei der Antriebswellendurchgang einen eine Axialgleit­ ringdichtung (31, 21) umfassenden Nebenraum (30) aufweist, in den zur Ölversorgung ein Ölkanal (22) mündet,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Bereich eines Durchgangs der Antriebswelle (14) vom Nebenraum (30) in die Triebwerkkammer (18) eine im wesentlichen drucklose, d. h. reibungsarme bzw. im wesentlichen reibungsfreie Ölsperre (27; 28) wirksam ist, derart, daß bei Stillstand des Axialkolbenverdichters (1) das Ölniveau (A) auf Höhe zwischen innerem (d_i) und äußerem (d_a) einer durch die Axialgleitringdichtung (31, 21) definierte Axialringdichtfläche gehalten ist.

2. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stillstand des Verdichters (1) das Ölniveau (A) auf Höhe des inneren Durchmessers (d_i) der durch die Axialgleitringdichtung (31, 21) definierte Axialringdichtfläche gehalten ist.

3. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölsperre durch eine zwischen Antriebswelle (14) und Gehäuse wirksame Ringdichtung (27), insbesondere V-Ringdichtung, Filzringdichtung, Gleitringdichtung, Ringlippendichtung od. dgl. gebildet ist.

4. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölsperre durch wenigstens eine Sperrwand, insbesondere wenigstens eine sich um die Antriebswelle (14) in geringem Abstand von dieser herum erstreckende Ringsperrwand (28) gebildet ist.

5. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Ringsperrwand (28) integraler Bestandteil des Gehäuses oder eines Gehäuseteils des Axialkolbenverdichters (1) ist.

6. Axialkolbenverdichter, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenraum (30) mit der Triebwerkkammer (18) über wenigstens eine nur im Betrieb des Axialkolbenverdichters (1) wirksame Ölleitung (34) verbunden ist.

7. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (35) der aus dem Nebenraum (30) in die Triebwerkkammer (18) führenden Ölleitung (34) im montierten Zustand des Axialkolbenverdichters (1) im Bereich der höchsten Stelle des Nebenraumes (30) liegt.

8. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Ringsperrwand (28) durch die dem Nebenraum (30) zugewandte Stirnwand (36) eines äußeren Gehäuserings (37) eines im Bereich des Durchgangs der Antriebswelle (14) vom Nebenraum (30) in die Triebwerkkammer (18) zwischen Antriebswelle (14) und Gehäuse des Axialkolbenverdichters (1) angeordneten Wälzlagers, insbesondere Nadellagers (32) gebildet ist.