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Die
Erfindung betrifft einen elektrisch angetriebenen Taumelscheibenkompressor
mit wenigstens einer Leitungsdurchführung im Kompressorgehäuse, insbesondere
für eine
mit CO2-Kältemittel (R744-Kältemittel)
betriebene Kraftfahrzeug-Klimaanlage.
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Aus
der
DE 102 31 211
A1 ist ein Taumelscheibenkompressor bekannt, bei dem der
Antrieb über
einen Elektromotor erfolgt, dessen Abtriebswelle zugleich die Antriebswelle
für die
Taumelscheibe ist. Der Elektromotor ist im gleichen Gehäuse wie
die Taumelscheibe angeordnet. Damit ist der Vorteil verbunden, dass
die Abtriebs- bzw. Antriebswelle vollständig innerhalb des Gehäuses angeordnet
ist, so dass eine aufwändige
Wellenabdichtung entfallen kann. Insbesondere bei einer mit CO
2-Kältemittel
betriebenen Klimaanlage ist dieses von Vorteil, da der Kältemittel-Kreislauf
mit erheblich höheren
Drücke als
bei einem der bisherigen Kältemittel
(z. B. FKW-Kältemittel
R134a) vonstatten geht.
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Die
Antriebswelle erstreckt sich bei einem solchen Taumelscheibenkompressor
zwischen einem hinteren Lager, das an der elektromotorseitigen Stirnseite
des Kompressorgehäuses
an einem Abschlussdeckel angeordnet ist, bis zu einem vorderen Lager
in der Kurbelkammer, das im Bereich eines Zylinderblockes angeordnet
ist. Der Abschlussdeckel ist mit dem Kompressorgehäuse verschraubt
und mit wenigstens einem Dichtungsring (O-Ring) gegenüber diesem
abgedichtet. Die Gasansaugung kann über einen Gasansaugstutzen
im Abschlussdeckel, insbesondere koaxial zur Abtriebswelle, erfolgen
und über
den Anordnungsraum des Elektromotors, die Kurbelkammer und mehrere
Hohlkolben mit Ansaugventilen in die diesen jeweils zugeordneten
und im Zylinderblock ausgebildeten Kompressionszylinder gelangen.
Das bedeutet, dass im Anordnungsraum des Elektromotors Ansaugdruck
herrscht.
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Zur
Stromversorgung und Steuerung des Elektromotors sind Leitungsdurchführungen
durch das Kompressorgehäuse
erforderlich. Bekannt sind dazu im Abschlussdeckel integrierte Glasdurchführungen,
durch die die erforderlichen elektrischen Leitungen als integraler
Bestandteil dichtend geführt sind.
Problematisch ist dabei die Verbindung der Leitungen mit dem Elektromotor
bzw. dessen Anschlüssen,
da der zur Verfügung stehende
Freiraum im Anordnungsraum des Elektromotors gering ist und der mit
den Leitungen verbundene Abschlussdeckel bei der Montage hinderlich
ist. Eine Möglichkeit
zur Montageerleichterung besteht in der Verlängerung des Kompressorgehäuses, um
den Freiraum zu vergrößern. Dieser
erhöhte
Aufwand ist jedoch unerwünscht.
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Ferner
ist aus der
DE 19703
902 A1 eine Anordnung zur Durchführung einer Leiterbahnfolie
zwischen Gehäuseteilen
bekannt, mit der elektrische Verbindungen zwischen einem elektrischen
Gerät und
einem externen Bauteil herstellbar sind, wobei sich die Leiterbahnen
in oder auf der Leiterbahnfolie befinden. Diese ist sowohl am elektrischen
Gerät als auch
am externen Bauteil eingespannt, wobei sie jeweils zwischen aneinanderliegenden
Gehäuseteilen eingespannt
ist und über
ein elastisches Bauteil zumindest an einem Gehäuseteil anliegt. Das elastische
Bauteil kann eine Gummischicht oder ein Gummielement sein, das die
Leiterbahnfolie festsitzend formschlüssig umgibt oder das aufgespritzt
ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, bei einem elektrisch angetriebenen Taumelscheibenkompressor nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 des wenigstens eine Leitungsdurchführung im
Kompressorgehäuse
so zu gestalten, dass der Anschluss der durchgeführten elektrischen Leitungen
an den Elektromotor erheblich erleichtert ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Taumelscheibenkompressor nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Die
Erfindung besteht darin, dass die Durchführung von elektrischen Leitungen
zur Versorgung und Steuerung des im Kompressorgehäuse angeordneten
Elektromotors bei einem elektrisch angetriebenen Taumelscheibenkompressor
zwischen dem Kompressorgehäuse
und einem dieses dichtend verschließenden Abschlussdeckel an der
Stirnseite des Anordnungsraumes für den Elektromotor und damit an
der Stirnseite des Kompressorgehäuses
angeordnet ist, und dass die Leitungen vom Abschlussdeckel getrennt,
also unverbunden mit diesem, sind. Damit ist eine erleichterte Montage
der Leitungsverbindung unabhängig
vom Abschlussdeckel ermöglicht,
da dieser erst nach der Positionierung der Leitungen am Kompressorgehäuse und
nach der Verbindung derselben mit dem Elektromotor dicht am Kompressorgehäuse angeordnet
werden kann.
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In
bevorzugter Ausführung
ist zwischen dem Abschlussdeckel und dem Kompressorgehäuse ein Dichtungsring
aus einem elastischen Material angeordnet, in den die Leitungen,
insbesondere in einer Flachbandanordnung, integriert sind, wobei
die Anordnung der Leitungen in radialer Richtung vorgenommen ist.
Das Dichtungsmaterial umgibt dabei die Flachbandleitung formschlüssig und
dicht. Dieses Bauteil ermöglicht
neben seiner Dichtfunktion eine erleichterte Anordnung von elektrischen
Leitungen im Bereich einer vorgesehenen Leitungsdurchführung an
einem Gehäuse,
insbesondere einem Kompressorgehäuse,
und trägt
zur Reduzierung der Bauteilevielfalt bei. Überdies führt die Verwendung eines derartigen
Dichtungsringes auch zu einer Reduzierung der Herstellungskosten
der Kompressoren.
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Zur
Aufnahme des Dichtungsringes weist das Kompressorgehäuse eine
Nut auf. Diese ist an dessen Rand stirnseitig ausgebildet. Damit
der Abschlussdeckel dichtend mit dem Kompressorgehäuse verbunden
werden kann, ist dieses im vorgesehenen Anordnungsbereich der Flachbandleitung
mit einer in radialer Richtung ausgebildeten Einsenkung versehen,
die die Flachbandleitung formschlüssig aufnimmt.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In
den zugehörigen
Zeichnungen zeigen:
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1: einen elektrisch angetriebenen
Taumelscheibenkompressor in einem Längsschnitt mit einer Leitungsdurchführung,
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2: die Leitungsdurchführung als
Einzelheit ohne Dichtungsring,
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3: einen Ausschnitt aus der
Stirnseitenansicht des Kompressorgehäuses,
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4: einen Ausschnitt aus einem
Dichtungsring, im Bereich der Leitungsdurchführung geschnitten, und
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5: einen Querschnitt durch
den Dichtungsring.
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Der
in 1 gezeigte, weitgehend
schematisch dargestellte, elektrisch betriebene Taumelscheibenkompressor
für CO2-Kältemittel
weist im wesentlichen ein Kompressorgehäuse 1, einen über die
Ansteuerfrequenz regelbaren Elektromotor 2, eine mit diesem
verbundene Antriebswelle 3, einen Kurbelgehäuseraum 4 für eine an
der Antriebswelle 3 drehfest angeordnete Taumelscheibe 5,
einen Zylinderblock 6 mit mehreren Kompressionszylindern 7 und
in diesen angeordneten und mit der Taumelscheibe 5 wirkverbundenen
hohlzylindrischen Hubkolben 8 mit jeweils einem Ansaugventil 9 auf.
Die Ansaugung des CO2-Kältemittels erfolgt über einen
Ansaugstutzen 10, der an einem motorseitig angeordneten
Abschlussdeckel 11 koaxial zur Antriebswelle 3 ausgebildet
ist. Vom Ansaugstutzen 10 erstreckt sich eine Ansaugbohrung 12 in
die Motorkammer 13 hinein. Das über den Ansaugstutzen 10 und
die Ansaugbohrung 12 angesaugte CO2-Kältemittel
strömt
durch die Motorkammer 13 und verlässt diese über Durchlassbohrungen 14,
die in einer die Motorkammer 13 vom Kurbelgehäuseraum 4 trennenden
Zwischenwand 15 eingebracht sind, und gelangt in den Kurbelgehäuseraum 4.
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Zwischen
dem dichtend am Kompressorgehäuse 1 angeordneten
Abschlussdeckel 11 und der Stirnseite des Kompressorgehäuses 1 ist
in einer vorbestimmten Position eine Leitungsdurchführung 16 für eine Flachbandleitung 17 zum
elektrischen Anschluss des Elektromotors 2 ausgebildet.
Dazu ist der Rand des Kompressorgehäuses 1 stirnseitig
mit einer in radialer Richtung ausgebildeten Einsenkung 18 zur
Aufnahme der Flachbandleitung 17 und mit einer konzentrischen
Nut 19 zur Aufnahme eines Dichtungsringes 20 versehen,
was in den 2 und 3 verdeutlicht dargestellt
ist. Der Querschnitt der Einsenkung 18 entspricht im wesentlichen
dem Querschnitt der Flachbandleitung 17. In den Dichtungsring 20 sind
die in der Flachbandleitung 17 zusammengefassten Leitungen
dichtend integriert und in radialer Richtung durch diesen geführt, wobei
der Gummi des Dichtungsringes 20 stoffschlüssig mit
dem Folienmaterial der Flachbandleitung 17 verbunden ist.
Die Leitungen sind im Innern des Kompressorgehäuses 1 an einem nicht
weiter dargestellten Steckverbinder 21 mit dem Elektromotor 2 verbunden.
Der Abschlussdeckel 11 ist innenseitig mit einer mit der
Nut 19 korrespondierenden Nut 22 geringerer Tiefe
als die der Nut 19, ebenfalls zur Aufnahme des Dichtungsringes 20,
versehen.
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In
den 4 und 5 ist der Dichtungsring 20 ausschnittsweise
in zwei verschiedenen Ansichten gezeigt.
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Bei
der Montage des Taumelscheibenkompressors wird der Dichtungsring 20 am
Kompressorgehäuse 1 in
die Nut 19 eingelegt, wobei die Flachbandleitung 17 in
die Einsenkung 18 eingedrückt wird. Anschließend wird
die elektrische Verbindung mit dem Steckverbinder hergestellt, was
unbehindert erfolgen kann. Dann wird der Abschlussdeckel 11 aufgeschraubt
(nicht gezeigt), wobei der Dichtungsring 20 in die Nut 22 eingreift.
Der Dichtungsring wird dabei in dem durch die beiden Nuten 19 und 22 gebildeten Raum
verpresst, so dass das Kompressorgehäuse 1 dichtend verschlossen
wird. Damit ist auch die Leitungsdurchführung 16 abgedichtet.
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- 1
- Kompressorgehäuse
- 2
- Elektromotor
- 3
- Antriebswelle
- 4
- Kurbelkammer
- 5
- Taumelscheibe
- 6
- Zylinderblock
- 7
- Kompressionszylinder
- 8
- Hubkolben
- 9
- Ansaugventil
- 10
- Ansaugstutzen
- 11
- Abschlussdeckel
- 12
- Ansaugbohrung
- 13
- Motorkammer
- 14
- Durchlassbohrung
- 15
- Zwischenwand
- 16
- Leitungsdurchführung
- 17
- Flachbandleitung
- 18
- Einsenkung
- 19
- Nut
- 20
- Dichtungsring
- 21
- Steckverbinder
- 22
- Nut