DE10318391A1 - Compressor unit used in closed cycle cooling system for road vehicle air conditioner has piezoelectric actuator stack imparting high- frequency oscillations to piston in working chamber - Google Patents

Compressor unit used in closed cycle cooling system for road vehicle air conditioner has piezoelectric actuator stack imparting high- frequency oscillations to piston in working chamber Download PDF

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Abstract

The piezoelectric actuators in the stack (5) are made of a lead-titanium-zirconate mixture with 60% lead. Each layer is 200 mu thick and all the layers are connected in parallel. A drive voltage of 400 V is connected across the actuator terminals and oscillator switched to impart high-frequency oscillations to a piston (6) in a working chamber (3). The piston may perform 30,000 suction and compression strokes per minute. A double housing (1) surrounds the actuator stack and has an inlet (19) for carbon dioxide gas which flows through the annular gap (18) to an outlet (20), a bypass line (21) and a flap inlet valve (8). The carbon dioxide flows out through a flap valve (9). There is a gap (2,12) between the outside diameter of the actuator stack and the inside diameter of the housing.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompressor für einen geschlossenen Kältemittelkreislauf, insbesondere für eine Klimaanlage in einem Fahrzeug, mit einem an den Kompressor angeschlossenen Niederdruckabschnitt mit einem Kältemittelverdampfer und mit einem Hochdruckabschnitt mit einem Kältemittelverflüssiger und mit einem zwischen diesen angeordneten Expansionsventil.The The invention relates to a compressor for a closed refrigerant circuit, especially for an air conditioner in a vehicle, with one to the compressor connected low pressure section with a refrigerant evaporator and with a high pressure section with a refrigerant condenser and with an expansion valve arranged between them.

In Kraftfahrzeug-Klimaanlagen finden häufig Taumelscheiben-Kompressoren zur Kompression des von einem Kältemittelverdampfer kommenden gasförmigen Kältemittels Anwendung, die das komprimierte gasförmige Kältemittel einem Kältemittelverflüssiger zuführen. Bei diesen Kompressoren wird die Drehbewegung einer in einem Kurbelgehäuse angeordneten Taumelscheibe über Verbindungselemente oder Kupplungsglieder in eine hin- und hergehende Bewegung von in Zylindern bewegbar angeordneten Kolben umgesetzt. In den Zylindern wird das aus einer Ansaugkammer angesaugte gasförmige Kältemittel komprimiert und durch eine Ausstoßkammer ausgefördert. Dabei können die Taumelscheibenkompressoren mittels eines Keilriemens an den Motor des Fahrzeugs gekoppelt (beispielsweise DE 41 39 186 oder CH 690 189 A5 ) oder von einem in das Kompressorgehäuse integrierten Elektromotor angetrieben sein. Aus der EP 0 978 652 A2 ist ein Taumelscheiben-Kompressor bekannt, bei dem der Antrieb wahlweise über einen in diesen integrierten Elektromotor oder über den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs erfolgen kann. Die Leistungsregelung des Kompressors zur Anpassung der Kälteleistung an die sich schnell ändernden Betriebsbedingungen infolge der Fahrzeugbewegung mit wechselnden Fahrgeschwindigkeiten und unterschiedlichem Wärmeeinfall kann dabei durch eine Verstellung der Neigung der Taumelscheibe durch eine Regelung der Differenz zwischen dem Druck in der Kurbelkammer und demjenigen an der Saugseite erfolgen. Bisherige Kältemittel, beispielsweise R 134a, werden aus Umweltgründen durch andere, umweltfreundlichere Kältemittel, vorzugsweise CO2-Kältemittel, ersetzt. Dieses (sog. R744-Kältemittel) muss jedoch, um vergleichbare Kälteleistungen erzielen zu können, wesentlich stärker als R 134a komprimiert werden. Es ist offensichtlich, dass Taumelscheiben-Kompressoren ohnehin schon, und zudem ausgelegt für CO2, relativ aufwendig sind. Überdies beanspruchen sie auch einen erheblichen Bauraum und verursachen unerwünschte Geräusche.In automotive air conditioning systems, swash plate compressors for compressing the gaseous refrigerant coming from a refrigerant evaporator are frequently used, which compressors supply the compressed gaseous refrigerant to a refrigerant condenser. In these compressors, the rotary movement of a swash plate arranged in a crankcase is converted into a reciprocating movement of pistons arranged movably in cylinders via connecting elements or coupling members. The gaseous refrigerant drawn in from a suction chamber is compressed in the cylinders and discharged through an exhaust chamber. The swash plate compressors can be coupled to the engine of the vehicle by means of a V-belt (for example DE 41 39 186 or CH 690 189 A5 ) or be driven by an electric motor integrated into the compressor housing. From the EP 0 978 652 A2 a swash plate compressor is known, in which the drive can optionally take place via an electric motor integrated in this or via the internal combustion engine of the vehicle. The capacity control of the compressor to adapt the cooling capacity to the rapidly changing operating conditions due to the vehicle movement with changing driving speeds and different heat incidence can be done by adjusting the inclination of the swash plate by regulating the difference between the pressure in the crank chamber and that on the suction side. Previous refrigerants, for example R 134a, are being replaced by other, more environmentally friendly refrigerants, preferably CO 2 refrigerants, for environmental reasons. However, this (so-called R744 refrigerant) has to be compressed much more than R 134a in order to achieve comparable cooling capacities. It is obvious that swashplate compressors are already relatively complex and designed for CO 2 anyway. In addition, they take up a lot of space and cause unwanted noise.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen alternativen Kompressor für eine Fahrzeugklimaanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der in seinem Aufbau einfach, platzsparend und geräuschreduziert ist.It The object of the invention is an alternative compressor for a vehicle air conditioning system to create according to the preamble of claim 1, in his Construction is simple, space-saving and noise-reduced.

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

Die Erfindung besteht darin, dass der Antrieb des Kompressors ein im Kompressorgehäuse angeordneter piezoelektrischer Stapelaktor ist, der sich bei einer anliegenden elektrischen Spannung in der Stapelrichtung ausdehnt und beim Ausschalten der Spannung wieder kontrahiert und der mit dem einen freien Ende am Kompressorgehäuse und mit dem anderen an einem Hubkolben abgestützt ist, der in einem Kompressionsraum mit wenigstens einem Ansaug- und einem Hochdruck-Auslassventil beweglich und dichtend angeordnet ist. Um eine ungehinderte oszillierende Bewegung des Stapelaktors sicherzustellen, ist zwischen diesem und dem Kompressorgehäuse ein Ringspalt ausgebildet. Mit diesem Kompressor ist ein Linearkompressor geschaffen, der keine rotierenden Teile und aufwendige Kupplungsteile aufweist und bei dem der Kältemittelmassenstrom zur Anpassung an eine momentan geforderte Kälteleistung über eine Steuerung der Versorgungsspannung und/oder der Ansteuerfrequenz und damit der Hubgröße und der Hubzahl des Stapelaktors je Zeiteinheit mit einem elektronischen Steuergerät, beispielsweise in Abhängigkeit vom Kältemitteldruck auf der Saugseite des Kompressors, elektronisch schnell und genau stufenlos geregelt wird. Ein derartiger Kompressor ist einfach aufgebaut, besteht aus nur wenigen Bauteilen und ist kleinbauend.The Invention is that the drive of the compressor compressor housing arranged piezoelectric stack actuator, which is at a applied electrical voltage extends in the stacking direction and contracted when the voltage was switched off and the one with one free end on the compressor housing and the other supported by a reciprocating piston is in a compression space with at least one intake and a high pressure exhaust valve is arranged movably and sealingly. To oscillate freely Ensuring movement of the stack actuator is between this and the compressor housing an annular gap is formed. With this compressor is a linear compressor created that has no rotating parts and expensive coupling parts and in which the refrigerant mass flow for Adaptation to a cooling capacity currently required via a Control of the supply voltage and / or the control frequency and thus the stroke size and the Number of strokes of the stack actuator per time unit with an electronic one Controller, for example depending from the refrigerant pressure on the suction side of the compressor, electronically fast and accurate is regulated continuously. Such a compressor is simply constructed, consists of only a few components and is small in size.

Durch eine sog. Doppelhubbauweise, bei der beidseits des Hubkolbens ein Kompressionsraum mit jeweils wenigstens einem Ansaug- und einem Hochdruck-Auslassventil ausgebildet ist, kann eine Leistungssteigerung (-verdoppelung) erreicht oder der Stapelaktor kann mit verminderter Ansteuerfrequenz betrieben werden, indem ein Arbeitshub bei gleicher Hubzahl je Zeiteinheit eingespart wird, ohne dass der Massenstrom verringert wird. Dieser wird sowohl beim Hin- als auch beim Herbewegen des Hubkolbens gefördert. Die damit verbundene Erhöhung der Pulsfrequenz ist insofern von Vorteil, dass Druckspitzen vermieden werden und die Druckunterschiede in den Kältemittelleitungen geringer sind.By a so-called double-stroke design, with one on both sides of the piston Compression room with at least one intake and one High pressure outlet valve trained, an increase in performance (doubling) can be achieved or the stack actuator can be operated with a reduced control frequency by one working stroke with the same number of strokes per unit of time is saved without reducing the mass flow. This is promoted both when the reciprocating piston is moved back and forth. The associated increase the pulse frequency is advantageous in that pressure peaks are avoided and the pressure differences in the refrigerant lines are smaller are.

Der Stapelaktor kann in einem im Kompressorgehäuse ausgebildeten Antriebsraum untergebracht sein, der durch eine Zwischenwand vom Kompressionsraum getrennt ist, wobei der Stapelaktor in Stapel- bzw. in axialer Richtung zwischen zwei Abschlusselementen, beispielsweise Platten, angeordnet ist, von denen das eine über ein Bewegungsübertragungsglied fest mit dem Hubkolben verbunden und über Federmittel an der Zwischenwand abgestützt ist und das andere an der Stirnwandung des Kompressorgehäuses anliegt. Dabei ist das Bewegungsübertragungsglied vorzugsweise ein als Kolbenstange dienender Stempel, der in der Zwischenwand bewegbar geführt und gegenüber dieser mit einem Dichtmittel abgedichtet ist.The stack actuator can be accommodated in a drive chamber formed in the compressor housing, which is separated from the compression chamber by an intermediate wall, the stack actuator being arranged in the stack or in the axial direction between two end elements, for example plates, one of which has a movement support member is fixedly connected to the reciprocating piston and is supported on the intermediate wall by spring means and the other abuts the end wall of the compressor housing. The movement transmission member is preferably a plunger serving as a piston rod, which is movably guided in the intermediate wall and is sealed off from it with a sealant.

Zur Abführung von im Stapelaktor entstehender Wärme kann das Kompressorgehäuse im Bereich des Antriebsraumes hohl ausgebildet sein, um den Durchfluss eines Kühlmediums zu ermöglichen. Vorteilhaft ist dieses das Kältemittel selbst. Dazu ist das Kompressorgehäuse mit wenigstens einer Eingangsöffnung und einer Ausgangsöffnung in die Saugleitung des Kompressors integriert und über das Ansaugventil und dem Kompressionsraum verbunden.to removal The compressor housing in the area can absorb heat generated in the stack actuator of the drive chamber to be hollow to the flow of a cooling medium to enable. Advantageous this is the refrigerant itself. For this purpose, the compressor housing with at least one inlet opening and an exit opening integrated in the suction line of the compressor and via the suction valve and the compression space connected.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung wird darin gesehen, dass in einem Kompressor mehrere parallelgeschaltete Stapelaktoren in mehreren Antriebsräumen und diesen zugeordnete Kompressionsräume mit jeweils einem Hubkolben angeordnet sind. Mit einem derartigen Kompressor kann jegliche Anforderung an die Kälte- bzw. Wärmeleistung einer Klimaanlage erfüllt werden, so dass eine solche Ausführung insbesondere bei Fahrzeugen mit großem Kälte- bzw. Wärmebedarf verwendet werden kann. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn ein Kompressorgehäuse mit einem Stapelaktor, einem Kompressionsraum und einem diesem zugeordneten Hubkolben ein Modul bildet und mehrere Module baukastenartig zu einer Kompressoreinheit zusammengefügt bzw. -fügbar ausgebildet sind. Dabei sind die mit den Ansaug- und Hochdruck-Auslassventilen verbundenen Kältemittelleitungen jeweils außerhalb der Kompressoreinheit zusammengeführt.A further advantageous embodiment is seen in the fact that several compressors connected in parallel in one compressor Stack actuators in several drive rooms and assigned to them compression spaces are each arranged with a reciprocating piston. With such a Compressor can meet any cooling or heating performance requirements of an air conditioning system Fulfills be such an execution can be used especially in vehicles with high cooling or heating requirements can. It is particularly advantageous here if a compressor housing with a stack actuator, a compression chamber and a piston associated therewith forms one module and several modules in modular form to form a compressor unit together or -available are trained. The are connected to the intake and high pressure exhaust valves Refrigerant lines each outside the Compressor unit merged.

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

1: einen Kompressor mit einem Stapelaktor in einem Axialschnitt, 1 : a compressor with a stack actuator in an axial section,

2: einen Kompressor in Doppelhubbauweise und 2 : a double stroke compressor and

3: eine Kompressoreinheit in Modulbauweise im Querschnitt. 3 : a compressor unit in modular design in cross section.

Der in 1 gezeigte, in einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem CO2-Kältemittelkreislauf angeordnete Kompressor weist ein Gehäuse 1 mit einem Antriebsraum 2 und einem Kompressionsraum 3 auf, die durch eine Zwischenwand 4 voneinander getrennt sind. Im Antriebsraum 2 ist ein piezoelektrischer Stapelaktor 5 an sich bekannter Bauart als Antrieb für einen im Kompressionsraum 3 hin- und herbewegbaren Hubkolben 6 angeordnet. In einem den Kompressionsraum 3 verschließenden Ventildeckel 7 sind ein Ansaugventil 8 und ein Hochdruck-Auslassventil 9 integriert.The in 1 shown compressor arranged in a motor vehicle air conditioning system with a CO 2 refrigerant circuit has a housing 1 with a drive room 2 and a compression room 3 on by a partition 4 are separated from each other. In the drive room 2 is a piezoelectric stack actuator 5 known design as a drive for one in the compression room 3 reciprocating reciprocating pistons 6 arranged. In a compression room 3 closing valve cover 7 are an intake valve 8th and a high pressure exhaust valve 9 integrated.

Der Stapelaktor 5 greift an seinen beiden stirnseitigen Enden jeweils in eine Abschlussplatte 10 und 11 ein, die mit einer Einsenkung zu dessen Lagefixierung versehen ist, und bildet mit dem Gehäuse 1 einen Ringspalt 12 aus. Die Abschlussplatte 10 ist über eine Druckfeder 13 an der Zwischenwand 4 abgestützt, und die Abschlussplatte 11 liegt an einem den Antriebsraum 2 stirnseitig dicht verschließenden Gehäusedeckel 14, durch die Druckfeder 13 über den Stapelaktor 5 vorgespannt, an. An der Abschlussplatte 10 ist ein Stempel 15 fest angeordnet, der in einer in der Zwischenwand 4 ausgebildeten Führung axial bewegbar und mit einer nicht näher beschriebenen Dichtung 16 in axialer Richtung abgedichtet ist. Der Stapelaktor 5 trägt den mit Kolbenringen 17 versehenen Hubkolben 6.The stack actuator 5 engages in an end plate at each of its two ends 10 and 11 one, which is provided with a depression to fix its position, and forms with the housing 1 an annular gap 12 out. The end plate 10 is about a compression spring 13 on the partition 4 supported, and the end plate 11 is due to the drive room 2 front cover tightly sealed 14 , by the compression spring 13 via the stack actuator 5 biased, on. On the end plate 10 is a stamp 15 firmly arranged in a in the partition 4 trained guide axially movable and with a seal, not described 16 is sealed in the axial direction. The stack actuator 5 carries the one with piston rings 17 provided piston 6 ,

Der Stapelaktor 5 besteht aus einer Vielzahl von Einzelschichten aus Piezokeramik des Systems Blei-Titan-Zirkonat mit 60% Bleianteil, die mechanisch in Reihe und elektrisch parallel geschaltet sind, so dass sich die Längenausdehnung der einzelnen Schichten summiert, und ist an eine elektrische Versorgungsleitung +/– als Ausgangsleitung eines nicht dargestellten elektronischen Steuergerätes angeschlossen. Die Dicke der Einzelschichten beträgt im wesentlichen 200 μm, so dass die Versorgungsspannung auf 400 V – unabhängig von der Bordnetzspannung – reduziert ist, da die erforderliche Spannung für eine maximale mechanische Längenausdehung 2000 V/mm beträgt. Die Längenausdehnung des Stapelaktors 5 ist proportional der angelegten Versorgungsspannung. Der Stapelaktor 5 vollführt bis zu 30.000 Saug- und Kompressionstakte je Minute und ist dabei in seiner Länge so ausgelegt, dass der angeschlossene Hubkolben 6 ein Hubvolumen von etwa 6 ccm je Takt bewältigt.The stack actuator 5 consists of a large number of individual layers made of piezoceramic of the lead-titanium-zirconate system with 60% lead, which are mechanically connected in series and electrically in parallel, so that the length of the individual layers adds up, and is connected to an electrical supply line +/– as Output line of an electronic control unit, not shown, connected. The thickness of the individual layers is essentially 200 μm, so that the supply voltage is reduced to 400 V - regardless of the vehicle electrical system voltage - since the voltage required for a maximum mechanical length expansion is 2000 V / mm. The linear expansion of the stack actuator 5 is proportional to the supply voltage applied. The stack actuator 5 performs up to 30,000 suction and compression cycles per minute and its length is designed so that the connected piston 6 coped with a stroke volume of about 6 cc per cycle.

Das Gehäuse 1 ist im Bereich des Antriebsraumes 2 doppelwandig und bildet einen ringförmigen Hohlraum 18 aus, der eine Einlassöffnung 19 aufweist, die mit der Saugleitung des Kompressors verbunden ist, und der eine Auslassöffnung 20 aufweist, die über eine Bypassleitung 21 mit dem Ansaugventil 8 verbunden ist, und der von dem CO2-Kältemittel durchflossen wird.The housing 1 is in the area of the drive room 2 double-walled and forms an annular cavity 18 out of an inlet opening 19 which is connected to the suction line of the compressor and which has an outlet opening 20 has a bypass line 21 with the suction valve 8th is connected, and which is flowed through by the CO 2 refrigerant.

Wird der Kompressor durch Einschalten der Klimaanlage in Betrieb genommen, so führt der Stapelaktor 5 unter Mitnahme des Hubkolbens 6 oszillierende Bewegungen aus. Dadurch wird CO2-Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf angesaugt und tritt aus einer nicht dargestellten und mit einem Verdampfer verbundenen Ansaugleitung durch die Einlassöffnung 19 in den Hohlraum 18 ein, durchströmt diesen, kühlt dabei den Stapelaktor 5 und gelangt vorgewärmt über die Auslassöffnung 20 und die Bypassleitung 21 zum Ansaugventil 8 und über dieses in den Kompressionsraum 3. In diesem wird das auf der Saugseite des Kompressors einen Druck von etwa 35 bis 45 bar und eine Temperatur von ca. 20°C aufweisende CO2-Kältemittel auf einen Druck von etwa 110 bar verdichtet. Mit diesem Druck und einer durch die Verdichtung erhöhten Temperatur von etwa 100°C wird das Kältemittel über das Hochdruck-Auslassventil 9 in den Kältemittelkreislauf gedrückt und zu einem Gaskühler gefördert. Die Kälteleistung des Kompressors ist vom CO2-Kältemittelmassenstrom direkt abhängig und wird durch die Versorgungsspannung, die die Hubgröße bestimmt, und die Ansteuerfrequenz, die die Hubzahl je Zeiteinheit bestimmt, geregelt. Beide werden durch das elektronische Steuergerät vorgegeben, das aus dem Kältemittelkreislauf Steuersignale, insbesondere Temperatur- und Druckwerte, erhält und verarbeitet.If the compressor is put into operation by switching on the air conditioning system, the stack actuator leads 5 with the lifting piston 6 oscillating movements. As a result, CO 2 refrigerant is sucked out of the refrigerant circuit and enters from a suction line (not shown) and connected to an evaporator through the inlet opening 19 in the cavity 18 flows through it, thereby cooling the stack actuator 5 and comes preheated through the outlet opening 20 and the bypass line 21 to the intake valve 8th and into the compression space 3 , In this, the CO 2 refrigerant, which has a pressure of approximately 35 to 45 bar and a temperature of approximately 20 ° C., is compressed to a pressure of approximately 110 bar on the suction side of the compressor. With this pressure and a temperature of about 100 ° C increased by the compression, the refrigerant is released via the high pressure outlet valve 9 pressed into the refrigerant circuit and conveyed to a gas cooler. The cooling capacity of the compressor is directly dependent on the CO 2 refrigerant mass flow and is regulated by the supply voltage, which determines the stroke size, and the control frequency, which determines the number of strokes per unit of time. Both are specified by the electronic control unit, which receives and processes control signals, in particular temperature and pressure values, from the refrigerant circuit.

2 zeigt einen Kompressor in Doppelhubbauweise. Bei dieser Bauweise ist der im Gehäuse 22 ausgebildete Kompressionsraum in zwei Kompressionsräume 23.1 und 23.2 geteilt, zwischen denen ein mit einem Stapelaktor 24 fest verbundener Hubkolben 25, in radialer Richtung abgedichtet, angeordnet ist, so dass der eine Kompressionsraum 23.1 stapelaktorseitig und der andere Kompressionsraum 23.2 auf der dem Stapelaktor 24 abgewandten Seite des Hubkolbens 25 gebildet ist. Beide Kompressionsräume 23.1 und 23.2 sind jeweils mit einem Ansaugventil 26 und einem Hochdruck-Auslassventil 27 versehen, so dass durch eine Bewegung des Hubkolbens 25 das in der Bewegungsrichtung vor diesem im jeweiligen Kompressionsraum 23.1 bzw. 23.2 befindliche Kältemittel verdichtet und gleichzeitig Kältemittel in den hinter diesem (25) befindlichen Kompressionsraum 23.2 bzw. 23.1 angesaugt wird. Die Kompressionsräume 23.1 und 23.2 sind über je einen Niederdruck(Ansaug-)- Leitungsabzweig und einen Hochdruck-Leitungsabzweig in den Kältemittelkreislauf der Klimaanlage eingebunden. 2 shows a compressor in double stroke design. With this design, it is in the housing 22 trained compression room in two compression rooms 23.1 and 23.2 shared, between which one with a stack actuator 24 firmly connected reciprocating piston 25 , sealed in the radial direction, is arranged so that the one compression space 23.1 stack actuator side and the other compression space 23.2 on the the stack actuator 24 opposite side of the reciprocating piston 25 is formed. Both compression spaces 23.1 and 23.2 are each with a suction valve 26 and a high pressure exhaust valve 27 provided so that by movement of the reciprocating piston 25 that in the direction of movement before this in the respective compression space 23.1 respectively. 23.2 located refrigerant compresses and at the same time refrigerant in the behind this ( 25 ) located compression space 23.2 respectively. 23.1 is sucked in. The compression rooms 23.1 and 23.2 are integrated into the refrigerant circuit of the air conditioning system via a low pressure (intake) line branch and a high pressure line branch.

Die vorbeschriebenen Ausführungen eines Kompressors mit einem Stapelaktor 5 bzw. 24 und einem mit diesem wirkverbundenen Kompressionsraum 3 bzw. wirkverbundenen Kompressionsräumen 23.1 und 23.2 können als Modul ausgeführt sein, von denen mehrere zu einer Kompressoreinheit 28 baukastenartig zusammengefügt sind. Eine solche Kompressoreinheit 28 mit drei Kompressoren 29 ist in 3 gezeigt. Diese (29) sind in einer aus drei Teilen 30.1, 30.2 und 30.3 bestehenden Halterung 30 aufgenommen und über entsprechende Leitungsabzweige in den Kältemittelkreislauf der Klimaanlage eingebunden. Die Halterung 30 weist ein Grundteil 30.1 mit zwei an die Form der Kompressoren 29 angepassten Aufnahmewannen 31 und einer angepassten Auflagefläche 32 und zwei über jeweils ein Scharniergelenk 33 mit dem Grundteil 30.1 verbundene Klemmteile 30.2 und 30.3 auf. In diesen (30.2 und 30.3) sind jeweils zwei Aufnahmewannen 31 ausgebildet, die im dargestellten Schließzustand der Halterung 30 die Kompressoren 29 klemmend umschließen.The above-described designs of a compressor with a stack actuator 5 respectively. 24 and a compression space connected with this 3 or functionally related compression spaces 23.1 and 23.2 can be designed as a module, several of which form a compressor unit 28 are assembled in a modular manner. Such a compressor unit 28 with three compressors 29 is in 3 shown. This ( 29 ) are in one of three parts 30.1 . 30.2 and 30.3 existing bracket 30 recorded and integrated into the refrigerant circuit of the air conditioning system via appropriate line branches. The bracket 30 has a basic part 30.1 with two to the shape of the compressors 29 customized receptacles 31 and an adapted contact surface 32 and two each with a hinge joint 33 with the base part 30.1 connected clamping parts 30.2 and 30.3 on. In these ( 30.2 and 30.3 ) are two receptacles 31 formed in the shown closed state of the bracket 30 the compressors 29 clasp tightly.

11
Gehäusecasing
22
Antriebsraumdrive space
33
Kompressionsraumcompression chamber
44
Zwischenwandpartition
55
Stapelaktorstack actuator
66
Hubkolbenreciprocating
77
Ventildeckelvalve cover
88th
Ansaugventilintake valve
99
Hochdruck-AuslassventilHigh pressure outlet valve
1010
AbschlussplatteEnd plate
1111
AbschlussplatteEnd plate
1212
Ringspaltannular gap
1313
Druckfedercompression spring
1414
Gehäusedeckelhousing cover
1515
Stempelstamp
1616
Dichtungpoetry
1717
Kolbenringpiston ring
1818
Hohlraumcavity
1919
Einlassöffnunginlet port
2020
Auslassöffnungoutlet
2121
Bypassleitungbypass line
2222
Gehäusecasing
23.123.1
Kompressionsraumcompression chamber
23.223.2
Kompressionsraumcompression chamber
2424
Stapelaktorstack actuator
2525
Hubkolbenreciprocating
2626
Ansaugventilintake valve
2727
Hochdruck-AuslassventilHigh pressure outlet valve
2828
Kompressoreinheitcompressor unit
2929
Kompressorcompressor
30.130.1
Grundteilbase
30.230.2
Klemmteilclamping part
30.330.3
Klemmteilclamping part
3131
Aufnahmewannereceptacle
3232
Auflageflächebearing surface
3333
Scharniergelenkhinge

Claims (11)

Kompressor für einen geschlossenen Kältemittelkreislauf, mit einem Kompressorgehäuse, wenigstens einem in diesem ausgebildeten Kompressionsraum mit wenigstens einem Ansaugventil und einem Hochdruck-Auslassventil, einem in diesem hin- und herbewegbaren Hubkolben und einem im Kompressorgehäuse angeordneten Antrieb für den Hubkolben, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein piezoelektrischer Stapelaktor (5, 24) ist, der sich in Stapelrichtung proportional zu einer anliegenden Versorgungsspannung oszillierend ausdehnt und kontrahiert und der mit dem einen freien Ende mit dem Hubkolben (6, 25) verbunden und mit dem anderen freien Ende am Kompressorgehäuse (1, 22) abgestützt ist und mit diesem einen Ringspalt (12) ausbildet.Compressor for a closed refrigerant circuit, with a compressor housing, at least one compression chamber formed in it with at least one suction valve and a high-pressure outlet valve, a reciprocating piston movable therein and a drive for the reciprocating piston arranged in the compressor housing, characterized in that the drive a piezoelectric stack actuator ( 5 . 24 ) is who expands and contracts in an oscillating manner in the stacking direction in proportion to an applied supply voltage and the one free end with the reciprocating piston ( 6 . 25 ) and with the other free end on the compressor housing ( 1 . 22 ) is supported and with this an annular gap ( 12 ) trains. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapelaktor (5, 24) in einem Antriebsraum (2) angeordnet ist, der durch eine Zwischenwand (4) vom Kompressionsraum (3; 23.1, 23.2) getrennt ist, dass an den beiden Enden des Stapelaktors (5, 24) jeweils ein Abschlusselement (10, 11) angeordnet ist, von denen das dem Hubkolben (6, 25) abgewandte Abschlusselement (11) am Kompressorgehäuse (1, 22) anliegt und das andere über ein Bewegungsübertragungsglied (15) fest mit dem Hubkolben (6, 25) verbunden und über Federmittel (13) an der Zwischenwand (4) abgestützt ist.Compressor according to claim 1, characterized in that the stack actuator ( 5 . 24 ) in a drive room ( 2 ) is arranged, which is separated by an intermediate wall ( 4 ) from the compression space ( 3 ; 23.1 . 23.2 ) is separated that at the two ends of the stack actuator ( 5 . 24 ) one final element each ( 10 . 11 ) is arranged, of which the piston ( 6 . 25 ) facing end element ( 11 ) on the compressor housing ( 1 . 22 ) and the other via a motion transmission link ( 15 ) firmly with the reciprocating piston ( 6 . 25 ) connected and via spring means ( 13 ) on the partition ( 4 ) is supported. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsübertragungsglied eine Kolbenstange (15) ist, die über Dichtmittel (16) in der Zwischenwand (4) bewegbar geführt ist.Compressor according to claim 2, characterized in that the movement transmission member is a piston rod ( 15 ) which is about sealant ( 16 ) in the partition ( 4 ) is movably guided. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolben (6, 25) mit Kolbenringen (17) gegenüber der Wandung des Kompressionsraumes (3; 23.1, 23.2) abgedichtet ist.Compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the reciprocating piston ( 6 . 25 ) with piston rings ( 17 ) opposite the wall of the compression space ( 3 ; 23.1 . 23.2 ) is sealed. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (12) von einem Kühlmedium durchflossen ist, oder dass die den Antriebsraum (2) umgebende Wandung des Kompressorgehäuses (1) hohl und von dem Kühlmedium durchflossen ist.Compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the annular gap ( 12 ) is flowed through by a cooling medium, or that the drive room ( 2 ) surrounding wall of the compressor housing ( 1 ) is hollow and the cooling medium flows through it. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (12) oder der in der Wandung des Kompressorgehäuses (1) ausgebildete Hohlraum (18) über eine Kältemittelleitung und das Ansaugventil (8) mit dem Kompressionsraum (3) verbunden ist.Compressor according to claim 5, characterized in that the annular gap ( 12 ) or in the wall of the compressor housing ( 1 ) trained cavity ( 18 ) via a refrigerant line and the intake valve ( 8th ) with the compression space ( 3 ) connected is. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium das Kältemittel, insbesondere CO2-Kältemittel, ist.Compressor according to claim 5, characterized in that the cooling medium is the refrigerant, in particular CO 2 refrigerant. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mehrere in Antriebsräumen (2) angeordnete Stapelaktoren (5, 24) und diesen zugeordnete und parallelgeschaltete Kompressionsräume (3; 23.1, 23.2) mit jeweils einem Hubkolben (6, 25) aufweist.Compressor according to claim 1 or 2, characterized in that this several in drive rooms ( 2 ) arranged stack actuators ( 5 . 24 ) and compression rooms assigned to them and connected in parallel ( 3 ; 23.1 . 23.2 ) with one reciprocating piston each ( 6 . 25 ) having. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Kompressor mit einem Kompressionsraum (3; 23.1, 23.2) und einem diesem zugeordneten Hubkolben (6, 25) und einem Stapelaktor (5, 24) ein Modul bildet, und dass mehrere Module baukastenartig zu einer Kompressoreinheit (28) zusammengefügt sind.Compressor according to claim 1 or 2, characterized in that in each case a compressor with a compression space ( 3 ; 23.1 . 23.2 ) and a piston assigned to it ( 6 . 25 ) and a stack actuator ( 5 . 24 ) forms a module and that several modules form a modular unit to form a compressor unit ( 28 ) are put together. Kompressor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Ansaugventilen (8, 26) und den Hochdruck-Auslassventilen (9, 27) verbundene Kältemittelleitungen jeweils außerhalb des Kompressors zusammengeführt sind.Compressor according to claim 8 or 9, characterized in that with the intake valves ( 8th . 26 ) and the high pressure exhaust valves ( 9 . 27 ) connected refrigerant lines are each brought together outside the compressor. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaug- (8, 26) und die Hochdruck-Auslassventile (9, 27) Überdruckventile sind.Compressor according to claim 1, characterized in that the suction ( 8th . 26 ) and the high pressure exhaust valves ( 9 . 27 ) Relief valves are.
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