DE10156785A1 - Klimaanlage mit Schmiermittelabscheider und Verdichter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verdichter, insbesondere für Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, zur Verdichtung eines Kältemittels, welchem zur Schmierung des Verdichtertriebwerkes ein Schmiermittel beigefügt ist. DOLLAR A Die Erfindung betrifft weiterhin eine Klimaanlage mit einem mittels eines Verdichters durch ein Kanalsystem geförderten Kühlmittelkreislauf, wobei das Kanalsystem einen Hauptkanal hat, in dem mindestens ein Drosselventil und mindestens zwei Wärmetauscher vorgesehen sind, sowie einen vom Hauptkanal abgezweigten Nebenkanal, der zum Triebraum des Verdichters führt und der einen an der Abzweigstelle vorgesehenen Schmiermittelabscheider zur Rückführung von Schmiermittel aus dem Kühlmittelkreislauf der Klimaanlage in den Triebraum aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage mit einem mittels eines Verdichters durch ein Kanalsystem geförderten Kühlmittelkreislauf, wobei das Kanalsystem einen Hauptkanal hat, in dem mindestens ein Drosselventil und mindestens zwei Wärmetauscher vorgesehen sind, und auch einen Verdichter mit einem vom Hauptkanal abgezweigten Nebenkanal, der zum Triebraum des Verdichters führt und der einen an der Abzweigstelle vorgesehenen Schmiermittelabscheider zur Rückführung von Schmiermittel aus dem Kühlmittelkreislauf der Klimaanlage in den Triebraum des Verdichters aufweist.

Eine Klimaanlage dieser Art ist bekannt durch die EP 0742116. Bei geringerem Bedarf an Kühlleistung wird die Förderleistung des Verdichters entsprechend geregelt mit der Folge einer geringeren Strömungsgeschwindigkeit im Kanalsystem. Dies führt dazu, dass vom Kühlmittel im Verdichter aufge­ nommenes Schmiermittel nicht mehr mitbefördert wird und sich im Kanalsystem absetzt. Wird dieser Betriebszustand länger aufrecht gehalten, so kann der Schmiermittelverlust des im Leerlauf mitlaufenden, zum Beispiel kupplungslosen Verdichters so groß werden, dass er durch mangelnde Schmierung geschädigt wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Verdichter, insbesondere für Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, zur Verdichtung eines Kältemittels, welchem zur Schmierung des Verdichtertriebwerks ein Schmiermittel beigefügt ist.

Derartige Verdichter sind bekannt. Problematisch ist dabei, dass das dem Kältemittel hinzugefügte Schmiermittel in den Kreislauf der Klimaanlage aus­ getragen wird, was zu Verlusten in den Wärmetauschern führt. Das Schmier­ mittel selbst hat eigentlich nur den Zweck, innerhalb des Verdichters die beweg­ lichen Teile des Triebwerks, wie Welle, Lager, Schräg- oder Taumelscheibe, hin- und hergehende Kolben oder andere Triebwerkskonstruktionen zu schmieren. Ein Transport des Schmiermittels durch den gesamten Klimakreislauf hindurch ist daher unerwünscht, lässt sich aber bei den bekannten Konstruktionen im Wesentlichen nicht vermeiden. Bekannt sind bei Verdichtern auch sogenannte Beruhigungsräume, das sind einfach Leitungserweiterungen im Ausstoßbereich des Verdichters, die zu einer geringeren Strömungsgeschwindigkeit und damit zu einer Schmiermittelabscheidung innerhalb des Verdichters führen sollen. Derartige Beruhigungsräume sind aber nicht hinreichend effektiv.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und hierzu eine Klimaanlage und auch einen Verdichter der genannten Art mit geringem Herstellungs- bzw. Montageaufwand technisch zu verbessern, so dass auch bei längerem Betrieb bei minimaler Förderleistung der Verdichter keinen Schmiermittelmangel erleidet.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Verdichter, insbesondere für Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, zur Verdichtung eines Kältemittels, welchem zur Schmierung des Verdichtertriebwerks ein Schmiermittel beigefügt ist, wobei auf der Kältemit­ telausstoßseite des Verdichters eine Schmiermittelabscheidevorrichtung vorge­ sehen ist, welche einen wesentlichen Teil des Schmiermittels aus dem Kälte­ mittel auf der Ausstoßseite des Verdichters abscheidet, bevor das Kältemittel den Verdichter verlässt und dem nachfolgenden Klimakreislauf zugeführt wird, wobei das abgeschiedene Schmiermittel dem Triebwerksraum zugeführt wird.

Bevorzugt wird ein Verdichter, bei welchem die Schmiermittelabscheidevorrich­ tung im Zylinderkopf integriert ist. Erfindungsgemäß ist die Schmiermittel­ abscheidevorrichtung zwischen den Auslassventilen des Zylinderblocks und dem Auslasskanal des Zylinderkopfes angeordnet.

Bevorzugt wird eine Schmiermittelabscheidevorrichtung, welche durch das Prinzip einer spiralförmig geführten Kältemittelströmung die Schmier­ mittelabscheidung bewirkt und im Wesentlichen einen hohlzylinderförmigen Aufbau aufweist. Besonders bevorzugt wird eine Schmiermittel­ abscheidevorrichtung, welche einen spiralförmig geführten, ersten Druckkanal aufweist, dessen Außenseite durch eine erste, schmiermitteldurchlässige Wandung begrenzt wird. Erfindungsgemäß ist an der Außenseite der ersten, schmiermitteldurchlässigen Wandung ein zweiter, spiralförmiger Kanal angeordnet, in welchem sich das durch die Wandung durchgetretene Schmiermittel sammelt und im zweiten Kanal eine Schmiermittelströmung ausbilden kann.

Weiterhin wird ein Verdichter mit einer Schmiermittelabscheidevorrichtung bevor­ zugt, bei der an der Außenseite des zweiten, spiralförmigen Kanals eine zweite, wärmeisolierende Wandung angebracht ist.

Bevorzugt wird auch eine Schmiermittelabscheidevorrichtung, bei welcher der erste, spiralförmige Kanal an seiner den Auslassventilen des Zylinderblocks abgewandten Seite in eine Kältemittelauslassöffnung mündet, die mit dem Auslasskanal im Zylinderkopf des Verdichters in Verbindung steht. Weiterhin wird eine Schmiermittelabscheidevorrichtung bevorzugt, bei der der zweite spiral­ förmige Kanal, der zur Abführung des Schmiermittels dient, in einer zweiten Kältemittelauslassöffnung mündet, die gegenüber der ersten Kältemittelauslass­ öffnung des ersten Kanals um 180 Grad versetzt angeordnet ist.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung der Schmiermittelabscheide­ vorrichtung steht die zweite Auslassöffnung zur Abführung des Schmiermittels über ein Regelventil mit dem Triebraum in Verbindung.

Bevorzugt wird auch ein Verdichter, bei dem die Bauteile der Schmier­ mittelabscheidevorrichtung aus Kunststoff sind. Weiterhin wird eine Schmier­ mittelabscheidevorrichtung bevorzugt, bei welcher die schmiermitteldurchlässige erste Wandung aus porösem Sintermaterial ist.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt weiterhin dadurch, dass im Hauptkanal des Kanalsystems in Strömungsrichtung hinter dem Schmier­ mittelabscheider ein Ventil, wie Druckbegrenzungsventil, angeordnet ist, das bei Erreichen eines Minimaldrucks den Hauptkanal schließt, so dass der Kühl­ mittelkreislauf über den Nebenkanal geführt wird. Bevorzugt wird vor allem eine Ausführung, bei welcher der Schmiermittelabscheider mit dem Ventil, wie Druckbegrenzungsventil, eine bauliche Einheit bildet.

Eine erfindungsgemäße Klimaanlage beziehungsweise ein Verdichter zeichnet sich dadurch aus, dass der Schmiermittelabscheider und das Ventil, wie Druck­ begrenzungsventil, gemeinsam in einer Aufnahmeöffnung eines Gehäuse­ körpers, wie zum Beispiel eines Zylinderkopfes, angeordnet sind. Vorzugsweise verlaufen der Abströmteil des Hauptkanals sowie der für die Schmiermittel­ rückführung vorgesehene Nebenkanal mit der Aufnahmeöffnung gleichachsig, und der Zuströmteil des Hauptkanals ist tangential zu der Aufnahmeöffnung gerichtet, so dass die Mantelfläche der Aufnahmeöffnung die äußere Abscheide­ wand einer Zyklonkammer bildet. Weiterhin ist erfindungsgemäß ein dem Nebenkanal axial gegenüberliegendes Ende der Zyklonkammer durch einen in die Aufnahmeöffnung dichtend eingesetzten Ventildichtkörper des Druckbegren­ zungsventils begrenzt.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform mündet der Zuströmkanal an­ grenzend an den Ventilsitzkörper in die Zyklonkammer. Vorzugsweise ist an dem Ventilsitzkörper gleichachsig mit der Aufnahmeöffnung ein Führungsstutzen angeformt, so dass dieser eine innere Begrenzungswand der somit ringförmigen Zyklonkammer bildet. Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Führungsstutzen an seinem freien Ende eine bis an die Mantelfläche der Aufnahmeöffnung des Gehäusekörpers verlaufende Abschlusswand aufweist, deren Umfang Ausschnitte für die Strömungs­ verbindung zum Nebenkanal aufweist, wobei für die Verbindung zwischen der Zyklonkammer und dem Hauptkanal im Bereich des freien Stutzenendes in der zylindrischen Wand des Führungsstutzens mindestens eine Öffnung vorgesehen ist, oder das freie Stutzenende rohrförmig in die Zyklonkammer hineinragt.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Ventilsitzkörper mit einem einen Schließkörper und eine an diesem anliegende Schließfeder einschließenden, in die Aufnahmeöffnung des Gehäusekörpers eingesetzten Käfigkörper verbunden. Weiterhin wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei welcher der Ventilsitzkörper mit dem Käfigkörper über mindestens ein Rastelement miteinander verbunden ist, wobei durch die Anordnung des Ventilsitzkörpers und des Käfigkörpers in der Aufnahmeöffnung des Gehäusekörpers jedes Rastelement in einer Rastposition gesichert ist. Erfindungsgemäß sind mindestens zwei fingerförmige Rastelemente mit an ihren Enden angeformten Einrastmittel an dem Käfigkörper vorgesehen, die in einer Ausnehmung des Ventilsitzkörpers eingreifen, so dass sie die Käfigwand des Käfigkörpers bilden. Erfindungsgemäß ist der Gehäusekörper Teil des Verdich­ tergehäuses.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben:

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Zylinderkopf eines Verdichters mit integrierter Schmiermittelabscheidevorrichtung.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des Zylinderkopfes.

Fig. 3 zeigt die konstruktive Ausführungsform eines kombinierten Schmier­ mittelabscheiders mit Druckbegrenzungsventil.

Die Fig. 4, 5, 6 und 7 zeigen schematische Kreisläufe von Klimaanlagen mit Verdichtern und Schmiermittelabscheidern.

In Fig. 1 ist im Querschnitt ein Zylinderkopf 1 dargestellt, der an seiner Unter­ seite entsprechende Kammern für den Ansaugbereich 2 und den Ausstoß­ bereich 3 aufweist. In einer ringförmigen Ausnehmung des Ausstoßbereichs 3 ist die Schmiermittelabscheidevorrichtung 4 im Querschnitt dargestellt. Die Schmiermittelabscheidevorrichtung 4, die im Wesentlichen hohlzylinderförmig aufgebaut ist, besteht aus einem ersten, inneren Teil 5, einem darum ange­ ordneten zweiten Teil 6 und darum angeordnet einem dritten Teil 7. Der Teil 5 besteht aus einem inneren Wandungsteil 8, an dem gewindeartig Füh­ rungsleisten 9 angebracht sind, welche einen spiralförmig nach oben führenden Kanal 10 ausbilden. Der zweite Teil 6 bildet zunächst um den Teil 5 eine Außenwand 11, die mit Durchtrittsöffnungen 12 versehen ist. An den Wandbereich 11 schließt sich dann ebenfalls ein durch Führungsleisten gebildeter Kanal 13 an, der im Querschnitt kleiner ist als der Kanal 10 und ebenfalls spiralförmig nach oben führt. Dieser Kanal 13 wird dann von der Wandung 7 nach außen begrenzt, wobei diese Wandung 7 aus wärme­ isolierendem Material bestehen kann, um das durch die Verdichtung erhitzte Kältemittel gegenüber dem Zylinderkopf und dem angesaugten Kältemittel thermisch zu isolieren.

Die Funktion dieser Schmiermittelabscheidevorrichtung ist nun folgende:
Im Ausstoßbereich 3 wird unter Druck stehendes Kältemittel in den spiralförmi­ gen Kanal 10 des Schmiermittelabscheiders eingeführt, wobei es sich durch den spiralförmigen Kanal 10 in einer schraubenartigen Drehbewegung nach oben in den Zylinderkopf bewegt und zum Schluss durch eine Austrittsöffnung 14 dem Auslassbereich des Verdichters zugeführt wird. Durch die schraubenförmige Strömung des Kältemittels im Kanal 10 treten entsprechende Fliehkräfte auf, die dafür sorgen, dass ein dem Kältemittel beigefügtes, schwereres Schmiermittel an die Außenseite des Kanals 10 gepresst wird und durch die Öffnungen 12 in den äußeren spiralförmigen Kanal 13 des Schmiermittelabscheiders gelangt. Auch im äußeren Kanal 13 des Schmiermittelabscheiders entwickelt sich eine spiralförmige Strömung nach oben, die aber aus dem Kanalbereich 13 in eine zweite Auslassöffnung 15 mündet, welche der Auslassöffnung 14 um 180 Grad versetzt gegenüber angeordnet ist. Die Auslassöffnung 15 mündet in einen Ventilbereich 16, wobei das Ventil hier nicht weiter im Detail dargestellt ist.

Das Ventil 16 führt nun den im Wesentlichen mit Schmiermittel beaufschlagten Kältemittelstrom aus dem Ringkanal 13 dem Triebraum des Verdichters zu, wobei das Ventil 16 selbst für die Druckregelung im Triebraum eingesetzt wird. Dadurch wird gleichzeitig der Triebraum des Verdichters hinreichend mit Schmiermittel versorgt. Die durch den spiralförmigen Strom abgeschiedene Schmiermittelmenge sorgt dafür, dass ein verringerter Schmiermittelaustrag im Klima-System erfolgt, was wiederum zu geringeren Verlusten in den Wärme­ tauschern der Klimaanlage führt und gleichzeitig eine Erhöhung der Schmiermittelmenge im Triebraum, wo die Schmiermittelmenge eigentlich benötigt wird, ermöglicht. Der Abscheidegrad einer derartigen erfindungs­ gemäßen Schmiermittelabscheidevorrichtung ist wesentlich höher als der der bekannten Beruhigungsräume, die sich den physikalischen Effekt der hier vorgestellten Abscheidevorrichtung nicht zunutze machen. Erfindungsgemäß kann die durchbohrte zweite Wand des Teiles 6 beziehungsweise die Wand 11 mit den Öffnungen 12 auch durch eine Wandung aus porösem Material, wie zum Beispiel Sintermaterial, ersetzt werden, was ebenfalls zu einer Schmiermittel­ durchlässigkeit in den äußeren Ringkanal 13 führt.

In Fig. 2 ist der entsprechende Teil des Verdichterzylinderkopfes mit der Schmiermittelabscheidevorrichtung perspektivisch dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Zylinderkopf 1 enthält den Ansaugdruckbereich 2, der hier als ringförmiger Kanal im Außenbereich des Zylinderkopfes angeordnet ist. Im inneren Bereich des Zylinderkopfes ist der Ausstoßbereich 3 angeordnet, in dem das Kältemittel unter hohem Druck in die Schmiermittelabscheidevorrichtung 4 einströmt. Die Schmiermittelabscheidevor­ richtung ist hier wiederum durch die drei Bauteile 5, 6 und 7 dargestellt. Bauteil 5 bildet die innere Wandung 8 der Schmiermittelabscheidevorrichtung und die spiralförmig angeordneten Seitenwände 9, die den spiralförmigen Kältemit­ telkanal 10 bilden. Dieser Kältemittelkanal 10 wird durch das zweite Bauteil der Schmiermittelabscheidevorrichtung 6 mittels der Wandung 11 abgeschlossen, welche durch spiralförmige Außenkonturen ebenfalls einen spiralförmigen Kältemittelkanal 13 ausbildet. Der spiralförmige Kältemittelkanal 13 wird durch eine ringförmige Hülse 7 abgeschlossen, welche aus wärmeisolierendem Material hergestellt sein kann. Das durch die Wandung 11 in den Schmier­ mittelabscheidekanal 13 gelangte Schmiermittel wird über die Austrittsöffnung 15 in den Ventilbereich 16 geleitet, während das vom Schmiermittel im wesentlichen befreite Kältemittel durch die entgegengesetzt angeordnete Ausstoßöffnung 14 in den Ausstoßbereich des Verdichters und danach in den Kältemittelkreislauf gelangt. Zusätzlich ist in der Fig. 2 an der Unterseite des Verdichter­ zylinderkopfes eine Ventilplatte 17 dargestellt, welche Einlassöffnungen 18 für den Ansaugbereich und Auslassventile 19 für den Ausstoßbereich beinhaltet. Diese Ventilplatte deckt den hier nicht dargestellten Zylinderblock des Verdichters ab, in welchem die Kolben das Kältemittel entsprechend ansaugen und verdichten.

Fig. 3 zeigt die konstruktive Ausführung eines mit einem Druckbegrenzungs­ ventil kombinierten Schmiermittelabscheiders. In einer Aufnahmeöffnung 121 eines Verdichtergehäuseteils 102, welche ein kreiszylindrisches Schmiermittel­ gehäuse darstellt, sind koaxial ein Zyklonabscheider 101 und ein federbelastetes Kugelventil 103 integriert, so dass diese beiden Elemente in der genannten Reihenfolge im Wesentlichen axial im Bezug auf das kreiszylindrische Gehäuse 121 durchströmt werden. Das Schmiermittelsperrengehäuse besteht aus zwei kreiszylindrischen Teilgehäusen 105 und 106 gleichen Außendurchmessers, die durch Schnappverschlüsse 107 miteinander verbunden sind und von denen das eine die Zyklonkammer 109 und das andere das Kugelventil 111 enthält. Eine Eingangsöffnung 113 für das Kältemittel-Schmiermittelgemisch führt tangential in die Zyklonkammer 109 und verläuft näherungsweise rechtwinklig zu deren Achse 115. Eine Ausgangsöffnung 117 für das weitgehend schmiermittellose Kältemittel führt axial aus dem dem Kugelventil zugeordneten Gehäuseteil 106 heraus. Eine Ausgangsöffnung 119 für das abgeschiedene Schmiermittel führt axial oder koaxial aus dem der Zyklonkammer 109 zugeordneten Gehäuseteil 105 heraus. Die Schmiermittelsperreneinheit ist in der zylindrischen Bohrung 121 in einem Ventildeckel oder einem Zylinderkopf, also einem Gehäuseteil 102 des Verdichters, annähernd spielfrei untergebracht. Ein Auffedern und damit ein Lösen der Schnappverschlüsse 107 zwischen den beiden Gehäuseteilen 105 und 106 ist damit ausgeschlossen. Die Aufnahmeöffnung 121 für die Schmiermittelsperreneinheit ist vorzugsweise rechtwinklig zur Längsachse des Verdichters angeordnet. Koaxial zur Zyklonkammer 109 befindet sich in deren Zentrum das zum Druckbegrenzungsventil führende Abgangsrohr 123, welches einstückig mit der die Zyklonkammer 109 bildenden Gehäusehälfte 105 ausgeführt ist. Das Abgangsrohr 123 endet in einer kegelförmigen Erweiterung 125, die die Sitzfläche für die Kugel 127 des anschließenden Druckbegrenzungsventils 103 bildet. Die Sitzfläche 125 wird also noch von dem die Zyklonkammer 109 bildenden Gehäuseteil 105 gebildet. Das zentrale Abgangsrohr 123 aus der Zyklonkammer kann unter Umständen so stark verkürzt werden, dass nur noch die kegelförmige Sitzfläche übrig bleibt. Die den Ein- und Austrittsöffnungen zugeordneten Abschnitte der Fuge zwischen den Schmiermittelsperrengehäuseteilen 105 und 106 und der Bohrung 121 im Ventildeckel des Verdichters sind mittels O-Ringen 129 und 131 abgedichtet. Das Schmiermittelsperrengehäuse kann aus einem Polymerwerkstoff bestehen.

Die Funktionsweise der Schmiermittelsperre bzw. des Schmiermittelabscheiders ist folgendermaßen:
Das mit Schmiermittel versehene Kältemittel tritt durch die Öffnung 113 tangential in die Zyklonkammer 109 ein und strömt dabei in einer Schraubenbewegung nach unten, wobei durch Fliehkräfte das Schmiermittel an der Bohrungswand der Bohrung 121 abgeschieden wird und durch Öffnungen 119 dem Triebraum des Verdichters zugeführt wird. Das weitestgehend schmiermittellose Kältemittel strömt durch Öffnungen 120 in das zentrale Abgangsrohr 123 und von dort über das Kugelventil 103 in den Hauptkanal der Klimaanlage, welcher in die Öffnung 117 mündet. Reicht im "Leerlauf" des zurückgeschwenkten Verdichters der Ausstoßdruck nicht aus, um das Kugelventil 103 gegen die Kraft der Feder 128 zu öffnen, so bleibt alles geförderte Druckmittel und damit auch das Schmiermittel innerhalb des Verdichters und strömt über den Triebraum zur Ansaugseite des Verdichters, so dass das Triebwerk des Verdichters hinreichend geschmiert wird.

Der Fuß des Zyklonabscheiders mit den Öffnungen 119 und 120 kann gegebenenfalls weggelassen werden, so dass das Abgangsrohr 123 einfach ein nach unten offenes Rohr ist.

Fig. 4 zeigt schematisch den Kreislauf einer Klimaanlage. Ein Verdichter 151 führt auf seiner Auslassseite 152 zu einem Schmiermittelabscheider 153, von dem eine Hauptleitung 154 zu einem äußeren Wärmetauscher 155 weiterführt, während ein Abzweigkanal 156 über ein erstes Regelventil 157 in den Triebraum 158 führt. Auf der Einlassseite 159 des Verdichters zweigt ein Kanal 160 ab, welcher über ein zweites Regelventil 161 ebenfalls mit dem Triebraum 158 des Verdichters verbunden ist. Von dem äußeren Wärmetauscher 155 führt eine Leitung 162 weiter über einen zusätzlichen Wärmetauscher 163 zu einem Expansionsventil 164. Vom Expansionsventil 164 führt eine Leitung 165 weiter zu einem inneren Wärmetauscher 166, und von dort führt eine Leitung 167 weiter zu einem Kondensationsbehälter 168. Von dort wiederum führt eine Leitung 1669 über einen zusätzlichen Wärmetauscher 163 zurück zur Einlassseite 159 des Verdichters 151. Die Funktion derartiger Klimakreisläufe ist bekannt und soll hier nicht weiter erläutert werden.

In der Fig. 5 ist ein im großen und ganzen ähnlich aufgebauter Kreislauf dargestellt, so dass auf eine Wiederholung der bisher beschriebenen Kompo­ nenten verzichtet werden soll. Neu ist zusätzlich das Druckbegrenzungsventil 170 in der Leitung 154 hinter dem Schmiermittelabscheider 153, welches unterhalb eines gewissen Druckes in der Leitung 154 schließt und damit dafür sorgt, dass der im Minimalhub des Verdichters verbleibende Reststrom des Kühlmittels mit dem darin enthaltenen Schmiermittel über den Schmiermittel­ abscheider 153 wieder in den Triebraum 158 zurückgeführt wird und damit das Schmiermittel im Verdichter verbleibt. In Fig. 6 ist nun erfindungsgemäß das Druckbegrenzungsventil 170 im Schmiermittelabscheider 153 integriert und zusätzlich in das Verdichtergehäuse eingebracht. In Fig. 7 ist nur der Schmier­ mittelabscheider 153 im Verdichtergehäuse eingebracht, ein Druckbegrenzungs­ ventil ist hier nicht vorgesehen.

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 (26)

1. Verdichter, insbesondere für Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, zur Verdich­ tung eines Kältemittels, welchem zur Schmierung des Verdichtertriebwerks ein Schmiermittel beigefügt ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kälte­ mittelausstoßseite des Verdichters eine Schmiermittelabscheidevorrichtung vorgesehen ist, welche einen wesentlichen Teil des Schmiermittels aus dem Kältemittel auf der Ausstoßseite des Verdichters abscheidet, bevor das Käl­ temittel den Verdichter verlässt und dem nachfolgenden Klimakreislauf zu­ geführt wird, wobei das abgeschiedene Schmiermittel dem Triebwerksraum des Verdichters zugeführt wird.

2. Verdichter, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelabscheidevorrichtung im Zylinderkopf des Verdichters integ­ riert ist.

3. Verdichter, insbesondere nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Schmiermittelabscheidevorrichtung zwischen den Auslassventilen des Zylinderblocks und dem Auslasskanal des Zylinderkop­ fes angeordnet ist.

4. Verdichter, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelabscheidevorrichtung im Wesentlichen einen hohlzylinder­ förmigen Aufbau aufweist und durch das Prinzip einer spiralförmig geführten Kältemittelströmung die Schmiermittelabscheidung bewirkt.

5. Verdichter, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelabscheidevorrichtung einen spiralförmig geführten ersten Kanal aufweist, dessen Außenseite durch eine erste, schmiermitteldurchlässige Wandung begrenzt wird.

6. Verdichter, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass an der Außenseite der ersten, schmiermittel­ durchlässigen Wandung ein zweiter spiralförmiger Kanal angeordnet ist, in welchem sich das durch die Wandung durchgetretene Schmiermittel sammelt und im zweiten Kanal eine Schmiermittelströmung ausbilden kann.

7. Verdichter, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des zweiten, spiralförmigen Kanals eine zweite, wärmeisolierende Wandung angebracht ist.

8. Verdichter, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass der erste, spiralförmige Kanal an seiner den Auslassventilen des Zylinderblocks abgewandten Seite in eine Kältemittel­ auslaßöffnung mündet, die mit dem Auslasskanal im Zylinderkopf in Verbin­ dung steht.

9. Verdichter, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass der zweite, spiralförmige Kanal, der zur Abfüh­ rung des Schmiermittels dient, in einer zweiten Kältemittelauslassöffnung mündet, die gegenüber der ersten Kältemittelauslassöffnung des ersten Ka­ nals um 180 Grad versetzt angeordnet ist.

10. Verdichter, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die zweite Auslassöffnung zur Abführung des Schmiermittels über ein Regelventil oder eine Drossel mit dem Triebraum in Verbindung steht.

11. Verdichter, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Bauteile der Schmiermittelabscheidevor­ richtung aus Kunststoff sind.

12. Verdichter, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die schmiermitteldurchlässige erste Wandung aus porösem Sintermaterial ist.

13. Verdichter, insbesondere für Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, zur Verdich­ tung eines Kältemittels, welchem zur Schmierung des Verdichtertriebwerks ein Schmiermittel beigefügt ist, gekennzeichnet durch mindestens ein in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.

14. Klimaanlage mit einem mittels eines Verdichters durch ein Kanalsystem geförderten Kühlmittelkreislauf, wobei das Kanalsystem einen Hauptkanal hat, in dem mindestens ein Drosselventil und mindestens zwei Wärmetau­ scher vorgesehen sind, sowie einen vom Hauptkanal abgezweigten Neben­ kanal, der zum Triebraum des Verdichters führt und der einen an der Ab­ zweigstelle vorgesehenen Schmiermittelabscheider zur Rückführung von Schmiermittel aus dem Kühlmittelkreislauf der Klimaanlage in den Triebraum aufweist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Hauptkanal des Kanalsystems in Strömungsrich­ tung hinter dem Schmiermittelabscheider ein Ventil, wie Druckbegrenzungs­ ventil, angeordnet ist, das bei Erreichen eines Minimaldruckes den Hauptka­ nal schließt, so dass der Kühlmittelkreislauf über den Nebenkanal geführt ist.

15. Klimaanlage, insbesondere nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelabscheider mit dem Ventil, wie Druckbegrenzungs­ ventil, eine bauliche Einheit bildet.

16. Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelabscheider und das Ventil, wie Druckbegrenzungsventil, gemeinsam in einer Aufnahmeöffnung eines Gehäusekörpers angeordnet sind.

17. Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abströmteil des Hauptkanals sowie der für die Schmiermittelrückführung vorgesehene Nebenkanal mit der Aufnahme­ öffnung gleichachsig verlaufen und der Zuströmteil des Hauptkanals tangen­ tial zu der Aufnahmeöffnung gerichtet ist, so dass die Mantelfläche der Auf­ nahmeöffnung die äußere Abscheidewand einer Zyklonkammer bildet.

18. Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Nebenkanal axial gegenüberliegen­ des Ende der Zyklonkammer durch einen in die Aufnahmeöffnung dichtend eingesetzten Ventilsitzkörper des Druckbegrenzungsventils begrenzt ist.

19. Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuströmkanal angrenzend an den Ventil­ sitzkörper in die Zyklonkammer mündet.

20. Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ventilsitzkörper gleichachsig mit der Aufnahmeöffnung ein Führungsstutzen angeformt ist, so dass dieser eine in­ nere Begrenzungswand der somit ringförmigen Zyklonkammer bildet.

21. Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstutzen an seinem freien Ende eine bis an die Mantelfläche der Aufnahmeöffnung des Gehäusekörpers verlaufende Abschlusswand aufweist, deren Umfang Ausschnitte für die Strömungsverbindung zum Nebenkanal aufweist, wobei für die Verbindung zwischen der Zyklonkammer und dem Hauptkanal im Bereich des freien Stutzenendes in der zylindrischen Wand des Führungsstutzens mindestens eine Öffnung vorgesehen ist, oder dass der Führungsstützen an seinem frei­ en Ende rohrförmig offen ist und ohne Abschlusswand ausgeführt ist.

22. Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzkörper mit einem einen Schließ­ körper und eine an diesem anliegende Schließfeder einschließenden, in die Aufnahmeöffnung des Gehäusekörpers eingesetzten Käfigkörper verbunden ist.

23. Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzkörper mit dem Käfigkörper über mindestens ein Rastelement verbunden ist, wobei durch die Anordnung des Ventilsitzkörpers und des Käfigkörpers in der Aufnahmeöffnung des Gehäu­ sekörpers jedes Rastelement in einer Rastposition gesichert ist.

24. Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei fingerförmige Rastelemente mit an ihren Enden angeformten Einrastmitteln an dem Käfigkörper vorgese­ hen sind, die in einer Ausnehmung des Ventilsitzkörpers eingreifen, so dass sie die Käfigwand des Käfigkörpers bilden.

25. Klimaanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper Teil des Verdichters ist.

26. Klimaanlage mit einem mittels eines Verdichters durch ein Kanalsystem geförderten Kühlmittelkreislauf, wobei das Kanalsystem einen Hauptkanal hat, in dem mindestens ein Drosselventil und mindestens zwei Wärmetau­ scher vorgesehen sind, sowie einen vom Hauptkanal abgezweigten Neben­ kanal, der zum Triebraum des Verdichters führt und der einen an der Ab­ zweigstelle vorgesehenen Schmiermittelabscheider zur Rückführung von Schmiermittel aus dem Kühlmittelkreislauf der Klimaanlage in den Triebraum aufweist, gekennzeichnet durch mindestens ein in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.