DE10155461A1 - Verdichter - Google Patents

Abstract

Verdichter, insbesondere für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug, mit einem Verdichtertriebwerk, das durch eine Welle drehantreibbar ist, wobei die Welle in Teilen des Verdichtergehäuses gelagert ist, wobei das Verdichtertriebwerk durch Zufluß von Druckmittel vom Auslaßhochdruckraum zum Triebraum und/oder durch Abfluß von Druckmittel vom Triebraum zum Ansaugdruckraum hubvariabel regelbar ist, wobei ein Wellenende vom Triebraum her in einen Gehäuseteil, wie Zylinderkopf, hineinragt, wobei am Außenumfang des Wellenendes der Zufluß in den Triebraum und durch einen Hohlraum in dem Wellenende der Abfluß aus dem Triebraum realisierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen hubvariablen Verdichter, insbesondere für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug, mit einem Verdichtertriebwerk, das durch eine Welle drehantreibbar ist, wobei die Welle in Teilen des Verdichtergehäuses gelagert ist, wobei das Verdichtertriebwerk durch Zufluß von Druckmittel vom Auslaßhochdruckraum zum Triebraum und/oder Abfluß vom Druckmittel vom Triebraum zum Ansaugdruckraum hubvariabel regelbar ist, wobei ein Wellenende vom Triebraum her in einem Gehäuseteil, wie Zylinderkopf, hineinragt, wobei am Außenumfang des Wellenendes der Zufluß in den Triebraum und durch einen Hohlraum in dem Wellenende der Abfluß aus dem . Triebraum realisierbar ist. Derartige hubvariable Verdichter sind bekannt. Sie können im Bereich des Wellenendes, das in den Zylinderkopf hineinragt, das Wellenende als Leitung und Trennwand zwischen dem in den Triebraum einströmenden Druckmittelstrom und dem aus dem Triebraum ausströmenden Druckmittelstrom verwenden. Dabei wird zum Beispiel an der Außenwand des Wellenendes das einströmende Druckmittel entlang geführt und gelangt so in den Triebraum. Durch eine Hohlbohrung in der Welle kann das ausströmende Druckmittel in den Niederdruckbereich geführt werden. Dazu ist es wichtig, daß das einströmende und das ausströmende Druckmittel im Bereich des Wellenendes gegeneinander abgedichtet werden können. Bei bekannten Kompressoren wird das durch einen Wellendichtring realisiert, der zwischen dem Wellenende und der Öffnung, die das Wellenende zum Beispiel im Zylinderkopf aufnimmt, eingesetzt ist. Diese bekannten Kompressoren haben den Nachteil, daß Wellendichtringe zusätzliche Kosten vom Material und vom Bauteil selbst her als auch von der Montage bedeuten. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Verdichter zu gestalten, der diese Nachteile nicht aufweist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Verdichter dargestellt wird, insbesondere für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug, mit einem Verdichtertriebwerk, das durch eine Welle drehantreibbar ist, wobei die Welle in Teilen des Verdichtergehäuses gelagert ist, wobei das Verdichtertriebwerk durch Zufluß von Druckmittel vom Auslaßhubraum zum Triebraum und/oder Abfluß von Druckmittel vom Triebraum zum Ansaughubraum hubvariabel regelbar ist, wobei ein Wellenende vom Triebraum in einen Gehäuseteil, wie Zylinderkopf, hineinragt, wobei am Außenumfang des Wellenendes der Zufluß in den Triebraum und durch einen Hohlraum in dem Wellenende der Abfluß aus dem Triebraum realisierbar ist, wobei der erfindungsgemäße Verdichter im Eintrittsbereich des Druckmittelzuflusses zum Triebraum am Außenumfang des Wellenendes einen Strömungswiderstand zwischen Wellenende und der Wand der Wellenendeaufnahmeöffnung im entsprechenden Gehäuseteil, wie Zylinderkopf, besitzt, der in Richtung Wellenende/Zylinderkopf wesentlich größer ist als der Strömungswiderstand der Leitungen am Außenumfang des Wellenendes in Richtung Triebraum. Bevorzugt wird dabei ein Verdichter, bei dem der größere Strömungswiderstand in Richtung Wellenende durch einen ringförmigen Spalt zwischen Wellenende und der Wand der Wellenendeaufnahmeöffnung dargestellt ist.

Bevorzugt wird weiterhin ein Verdichter, bei dem das Wellenende durch eine aufgesetzte Hülse dargestellt ist.

Ein erfindungsgemäßer Verdichter zeichnet sich dadurch aus, daß das Wellenende an seinem Außenumfang eine Förderschnecke oder ein Gewinde aufweist, welches bei Rotation der Welle eine Förderwirkung in Richtung Triebraum erzeugt. Eine weitere erfindungsgemäße Verdichterausführung weist ein Wellenende auf, welches an seinem Außenumfang eine Profilierung, wie in der Art einer Schrägverzahnung, besitzt, welche bei Rotation der Welle eine Förderwirkung in Richtung Triebraum erzeugt.

Bevorzugt wird eine Verdichterausführung, bei der das Wellenende an seinem Außenumfang ein Kegelprofil besitzt, welches den Spalt verringert.

Weiterhin wird eine Ausführungsform des Verdichters bevorzugt, bei der der Spalt als Schmiermittelsperre oder Ölsperre wirksam ist. Vorzugsweise soll eine weitere erfindungsgemäße Ausführung den Schmierfilm im Spalt als Flüssigkeitsdichtung gegenüber dem gasförmigen Druckmittel benutzen. Bevorzugt wird auch eine Ausführung, bei der der Spalt etwa 0,5 mm beträgt.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Bereich des Wellenendes im Triebraum und Zylinderkopf.

Fig. 2 zeigt ein Wellenende mit einer Förderschnecke.

Fig. 3 zeigt ein Wellenende mit einer Schrägverzahnung.

Fig. 4 zeigt ein Wellenende mit einem Kegel.

Fig. 1 zeigt einen Zylinderkopf 1, in dem ein Druckmitteleintrittsbereich 2 an einem Wellenende 3 einen Druckmittelstrom 4 entlang dem Außenumfang der Welle 8 durch 2 Wälzlager 20,21 hindurch in einen Triebraum 5 führt. Im Triebraum 5 ist ein Zylinderblock 6 angeordnet, in dem hin- und herbewegbare Kolben 7 laufen. Die Kolben 7 werden durch eine hier nicht dargestellte Schrägscheiben- oder Taumelscheibenanordnung über die drehantreibbare Welle 8, die sich im Wellenende 3 fortsetzt, angetrieben. Das aus dem Triebraum abströmende Druckmittel 9 gelangt durch eine Öffnung 10 in einen Hohlraum 11 der Welle 8 und des Wellenendes 3, der sich bis in die Wellenaufnahmeöffnung 12 des Zylinderkopfs 1 fortsetzt. Damit der zufließende Triebraumdruckmittelstrom 4 und der abfließende Triebraumdruckmittelstrom 9 sich nicht miteinander vermischen, ist eine Wellendichtung 13 am Wellenende 3 zwischen dem Wellenende 3 und der Wandung 14 der Wellenaufnahmeöffnung 12 vorgesehen. Damit ist im linken Teil der Fig. 1 der Stand der Technik dargestellt. Die Wellendichtung 13 kann vermieden werden, wenn der Strömungswiderstand zwischen dem Außenumfang des Wellenendes 3 und der Innenwandung 14 der Wellenaufnahmeöffnung 12 so groß gemacht wird, daß keine wesentliche Strömung des zufließenden Druckmittels 4 vom Einströmbereich 2 in Richtung auf das Wellenende und die Wellenendeaufnahmeöffnung 12 fließen kann. Erfindungsgemäß wird dieser Widerstand durch die Darstellung im rechten Teil der Fig. 1 realisiert, wo zum Beispiel eine Hülse 15, die an Stelle des bisherigen Wellenendes auf der linken Seite an der Welle 8 angebracht ist, einen langen, schmalen, ringförmigen Spalt 16 zwischen der Wand 14 der Wellenaufnahmeöffnung 12 und dem Außenumfang der Hülse 15 bildet.

In Fig. 2 ist ein modifiziertes Beispiel des Wellenendes 3 oder der Wellenendenhülse 15 dargestellt, welches zusätzlich ein Profil 17 in Form einer Förderschnecke oder eines Gewindes besitzt. Bei Rotation der Welle 8 erzeugt dieses Gewindeprofil 17 im Spalt 16 zwischen der Wand 14 der Wellenaufnahmeöffnung 12 und dem Wellenende 3 eine Rückförderung des Druckmittels in Richtung Triebraum 5. Selbstverständlich kann dieses Profil 17 in das Wellenende 3 eingearbeitet werden oder als separate Aufsteckhülse 15 in die Welle integriert werden. Fig. 3 zeigt ein profiliertes Wellenende 3 bzw. eine profilierte Hülse 15, bei der eine Schrägverzahnung 18 einen derartigen Rückförderdrall erzeugt. In Fig. 4 schließlich wird ein Wellenende 3,15 dargestellt, das durch eine kegelförmige Ausformung 19 den Spalt 16 zum Wellenende hin immer schmaler werden läßt. Bei einer derartigen Ausführung läßt sich der Spalt 16 ziemlich genau auf die jeweiligen Verhältnisse abstimmen.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspru­ chen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Aus­ bildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des je­ weiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei­ lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun­ gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteran­ sprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste­ hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abän­ derungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Be­ schreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrens­ schritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (10)

1. Verdichter, insbesondere für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug, mit einem Verdichtertriebwerk, das durch eine Welle drehantreibbar ist, wobei die Welle in Teilen des Verdichtergehäuses gelagert ist, wobei das Ver­ dichtertriebwerk durch Zufluß von Druckmittel vom Auslaßhochdruckraum zum Triebraum und/oder durch Abfluß von Druckmittel vom Triebraum zum Ansaugdruckraum hubvariabel regelbar ist, wobei ein Wellenende vom Triebraum her in einen Gehäuseteil, wie Zylinderkopf, hineinragt, wobei am Außenumfang des Wellenendes der Zufluß in den Triebraum und durch ei­ nen Hohlraum in dem Wellenende der Abfluß aus dem Triebraum realisier­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Eintrittsbereich des Druckmittelzu­ flusses zum Triebraum am Außenumfang des Wellenendes der Strö­ mungswiderstand zwischen Wellenende und der Wand der Wellenenden­ aufnahmeöffnung im entsprechenden Gehäuseteil, wie Zylinderkopf, in Richtung Wellenende/Zylinderkopf wesentlich größer ist als der Strö­ mungswiderstand der Leitungen am Außenumfang des Wellenendes in Richtung Triebraum.

2. Verdichter, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Strömungswiderstand in Richtung Wellenende durch einen ringförmigen Spalt zwischen Wellenende und der Wand der Wellenen­ deaufnahmeöffnung darstellbar ist.

3. Verdichter, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenende durch eine aufsetzbare Hülse darstellbar ist.

4. Verdichter, insbesondere nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Wellenende an seinem Außenumfang eine Förder­ schnecke oder ein Gewinde aufweist, welches bei Rotation der Welle eine Förderwirkung in Richtung Triebraum erzeugt.

5. Verdichter, insbesondere nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Wellenende an seinem Außenumfang eine Profilie­ rung, wie in der Art einer Schrägverzahnung aufweist, welche bei Rotation der Welle eine Förderwirkung in Richtung Triebraum erzeugt.

6. Verdichter, insbesondere nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Wellenende an seinem Außenumfang ein Kegel­ profil aufweist, welches den Spalt zunehmend verringert.

7. Verdichter, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt als Schmiermittelsperre oder Öl­ sperre wirksam ist.

8. Verdichter, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierfilm im Spalt als Flüssigkeits­ dichtung gegenüber dem gasförmigen Druckmittel wirksam ist.

9. Verdichter, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt etwa 0,5 mm beträgt.

10. Verdichter, insbesondere für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug, mit einem Verdichtertriebwerk, das durch eine Welle drehantreibbar ist, wobei die Welle in Teilen des Verdichtergehäuses gelagert ist, wobei das Ver­ dichtertriebwerk durch Zufluß von Druckmittel vom Auslaßhochdruckraum zum Triebraum und/oder Abfluß von Druckmittel vom Triebraum zum An­ saugdruckraum hubvariabel regelbar ist, wobei ein Wellenende vom Trieb­ raum her in einen Gehäuseteil, wie Zylinderkopf, hineinragt, wobei am Au­ ßenumfang des Wellenendes der Zufluß in den Triebraum und durch einen Hohlraum in dem Wellenende der Abfluß aus dem Triebraum realisierbar ist, gekennzeichnet durch mindestens ein in den Anmeldeunterlagen offen­ bartes erfinderisches Merkmal.