DE19808251A1 - Kompressor, insbesondere für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Kompressor, insbesondere für eine Klimaanlage eines KraftfahrzeugsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kompressor, insbeson
dere für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, ge
mäß Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Kompressor,
insbesondere für eine Klimaanlage eines Kraftfahr
zeugs, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 13 sowie
einen Kompressor, insbesondere für eine Klimaanlage
eines Kraftfahrzeugs, gemäß Oberbegriff des An
spruchs 25.
Kompressoren der hier angesprochenen Art, die auch
als Klimakompressoren bezeichnet werden, sind be
kannt. Sie weisen eine in ein Gehäuse eingeschlos
sene Pumpeneinheit auf. Das Gehäuse ist mehrteilig
ausgebildet. Die einzelnen Gehäuseteile sind mit
einander verschraubt. Da im Inneren der hier ange
sprochenen Kompressoren ein hoher Überdruck
herrscht, werden die Gehäuseteile mit einem Flansch
ausgestattet. Im Bereich des Flansches werden
Schrauben vorgesehen, um das Gehäuse druckdicht ab
zuschließen. Durch die überstehenden Flansche bauen
herkömmliche Kompressoren relativ groß. Es ist im
übrigen erforderlich, geeignetes Verschraubungsma
terial einzusetzen, um bei allen Betriebsbedingun
gen eine sichere Funktion des Kompressors zu ge
währleisten.
Üblicherweise sind die bekannten Klimakompressoren
in Kraftfahrzeugen als Axialkolbenfördereinrichtun
gen ausgebildet und umfassen jeweils mindestens
einen in einem Zylinderblock beweglichen Kolben,
der das zu komprimierende Medium aus einem Saugbe
reich in einen Druckbereich fördert. Dazu wird der
Kolben in eine Hin- und Herbewegung versetzt, die
von einer um eine Drehachse rotierenden Taumel
scheibe bewirkt wird. Diese wirkt mit einer mit dem
mindestens einen Kolben gekoppelten Aufnahmescheibe
zusammen, die drehfest im Gehäuse des Kompressors
angeordnet ist und sich über eine Stützeinrichtung
an einem drehfesten Widerlager abstützt. Das Wider
lager dient dazu, das Drehmoment, das von der ro
tierenden Taumelscheibe auf die Aufnahmescheibe
übertragen wird, abzufangen. Es hat sich herausge
stellt, daß Kompressoren herkömmlicher Art im Be
reich der Abstützung der Aufnahmescheibe aufwendig
aufgebaut sind und eine Vielzahl von Teilen umfas
sen. Außerdem ist häufig eine Schwächung der Auf
nahmescheibe durch die Stützeinrichtung gegeben.
Bekannte Kompressoren dieser Art haben weiterhin
den Nachteil, daß ein Mitnehmer, über den die An
triebswelle mit der Taumelscheibe gekoppelt ist,
die Antriebswelle umgreift oder die Drehmomentüber
tragung von der Antriebswelle auf die Taumelscheibe
mit Hilfe von Stiften oder durch Verpressen er
folgt. Dies führt zu einem relativ großen Bauraum
bedarf.
Bei Kompressoren der hier angesprochenen Art dient
ein zweites Gehäuseteil als Deckel für das erste
Gehäuseteil, der auf einer geeigneten Dichtfläche,
beispielsweise auf dem Zylinderblock oder einer
Ventilplatte der Druckmittelfördereinrichtung an
liegt. Das zweite Gehäuseteil ist mit mindestens
zwei Dichtstegen versehen, die der Dichtfläche zu
gewandt sind und wenigstens zwei Druckkammern ge
geneinander und gegenüber der Umgebung abdichten.
Es hat sich herausgestellt, daß eine gleichmäßige
Flächenpressung unter den beiden Dichtstegen nicht
immer erreichbar ist und daß durch eine elastische
Bauteilverformung, das heißt durch eine Verformung
des als Deckel dienenden ersten Gehäuseteils,
Dichtverluste eintreten.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Kompres
sor zu schaffen, der einen einfachen und kompakten
Aufbau sowie insbesondere geringe Dichtungsverluste
aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Kompressor vor
geschlagen, der die in Anspruch 1 genannten Merk
male zeigt. Der Kompressor zeichnet sich dadurch
aus, daß er mindestens zwei Gehäuseteile aufweist
von denen ein erstes einen Hohlraum umschließt, in
dem die Druckmittelfördereinrichtung eingesetzt
ist. Das erste Gehäuseteil zeigt einen ersten Wand
bereich, dessen Wandstärke auf einen hohen Druck im
Inneren des Gehäuses ausgelegt ist. In einem zwei
ten Wandbereich des ersten Gehäuseteils ist eine
reduzierte Wandstärke vorgesehen, die dem im Hohl
raum gegebenen Druck nicht ausgesetzt ist. Er dient
unmittelbar dem Verschluß des Gehäuses. Es bedarf
also keiner zusätzlicher Montageteile, um das Ge
häuse des Kompressors zu verschließen, so daß eine
kompakte Bauweise realisierbar ist.
Bevorzugt wird eine Ausführungsform des Kompres
sors, die sich dadurch auszeichnet, daß das Gehäuse
durch einen Schweißvorgang verschlossen wird. Das
Gehäuse des Kompressors wird dadurch komplettiert
und verschlossen, daß im Bereich des zweiten Wand
bereichs eine Verschweißung vorgenommen wird, so
daß das Gehäuse ohne Einsatz weiterer Hilfsmittel
druckdicht abgeschlossen ist.
Bevorzugt wird weiterhin eine Ausführungsform des
Kompressors, die sich dadurch auszeichnet, daß das
Gehäuse durch einen Verformungsvorgang, insbeson
dere durch Umbördeln, verschlossen wird. Auch hier
kann das Gehäuse des Kompressors dadurch vervoll
ständigt und druckdicht abgeschlossen werden, daß
der zweite Wandbereich des ersten Gehäuseteils ei
nem Verformungsvorgang unterworfen wird, durch den
das Gehäuse unmittelbar abgeschlossen wird und der
den Einsatz zusätzlicher Montagemittel, beispiels
weise die Verwendung von Schrauben, unnötig macht.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übri
gen Unteransprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Kompressor
vorgeschlagen, der die in Anspruch 13 genannten
Merkmale umfaßt. Dadurch, daß die Stützeinrichtung
der Aufnahmescheibe einen von dieser entspringen
den, einstückig mit der Aufnahmescheibe ausgebilde
ten Vorsprung umfaßt, der mit einem einzigen Ab
stützelement zusammenwirkt, ergibt sich eine auf
ein Minimum reduzierte Teilezahl. Das Abstützele
ment weist eine erste Gleitfläche auf, die mit ei
ner ersten Lagerfläche des Widerlagers zusammen
wirkt, über das sich die Aufnahmescheibe beispiels
weise am Gehäuse des Kompressors abstützt. Der Vor
sprung und das Abstützelement sind über eine zweite
Gleitfläche formschlüssig miteinander verbunden,
wodurch einerseits ein sicherer Halt des Abstütze
lements am Vorsprung gewährleistet ist und zusätz
liche Sicherungseinrichtungen entfallen können und
andererseits über die Gleitfläche eine Relativbewe
gung der beiden Teile zueinander möglich ist, ohne
daß es zu einer hohen Belastung käme. Bei einer an
deren Ausführungsform des Kompressors ist alterna
tiv oder zusätzlich zu der oben beschriebenen
Stützeinrichtung vorgesehen, daß der Mitnehmer und
die Antriebswelle - vorzugsweise durch Schweißen,
Löten und/oder Kleben - stoffschlüssig miteinander
verbunden oder einstückig ausgebildet sind. Diese
Ausführungsform macht ein Umgreifen der Antriebs
welle durch den Mitnehmer nicht erforderlich, so
daß sich ein geringerer Bauraumbedarf einstellt. Es
zeigt sich außerdem, daß aufgrund dieser Bauform
die Taumelscheibe weiter ausschwenken kann, wodurch
der Kompressor kürzer baut.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Un
teransprüchen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ferner ein Kompres
sor der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der
die in Anspruch 25 aufgeführten Merkmale umfaßt.
Der Kompressor zeichnet sich dadurch aus, daß das
zweite Gehäuseteil auf seiner, der Dichtfläche zu
gewandten Seite einen ersten umlaufenden inneren
Dichtsteg aufweist, der in einer ersten Ebene ange
ordnet ist, sowie einen zweiten gegenüber dem er
sten Dichtsteg nach außen versetzten weiteren
Dichtsteg umfaßt, der in einer zweiten Ebene liegt.
Die beiden Ebenen sind so zueinander versetzt, daß
beim Aufsetzen des zweiten Gehäuseteils auf die
Dichtfläche der erste Dichtsteg diese vor dem zwei
ten Dichtsteg berührt. Es ist damit möglich, auch
im Betrieb des Kompressors eine gleichmäßige Flä
chenpressung unter dem inneren und äußeren Dicht
steg zu gewährleisten, auch wenn bei dem Zusammen
bau des Gehäuses und bei einem hohen Innendruck im
Kompressor eine elastische Bauteilverformung gege
ben ist.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel
des Kompressors, das sich dadurch auszeichnet, daß
das zweite Gehäuseteil in sich elastisch ausgebil
det ist und damit praktisch als Federelement wirkt.
Es ist dadurch besonders effektiv möglich, auch im
Betrieb des Kompressors gleichmäßige Flächenpres
sungen und damit optimale Dichtungsverhältnisse zu
gewährleisten
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übri gen Unteransprüchen.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übri gen Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgendem anhand der Zeich
nung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Aus
führungsbeispiel eines Kompressors mit
verschweißtem Gehäuse;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Aus
führungsbeispiel eines Kompressors mit
verschweißtem Gehäuse;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines Kompressors mit
einem durch einen Verformungsvorgang her
gestellten Gehäuse;
Fig. 4 einen Querschnitt durch den in Fig. 1
dargestellten Kompressor;
Fig. 5 eine Detailvergrößerung einer abgewandel
ten Ausführungsform der Stützeinrichtung
im Längsschnitt und
Fig. 6 eine Detailvergrößerung einer abgewandel
ten Ausführungsform der Stützeinrichtung
im Querschnitt.
Fig. 1 zeigt einen Kompressor 1 für eine Klimaan
lage eines Kraftfahrzeugs im Längsschnitt. Es ist
erkennbar, daß der Kompressor 1 eine Druckmittel
fördereinrichtung 3 umfaßt, die als Axialkolbenma
schine ausgebildet ist. Die genaue Ausgestaltung
der Druckmittelfördereinrichtung ist für die hier
beschriebene Erfindung irrelevant. Wesentlich ist,
daß im Inneren des Kompressors ein hoher Überdruck
gegeben ist.
Die Funktionsweise und der Grundaufbau des hier
dargestellten Kompressors 1 sind grundsätzlich be
kannt, so daß darauf nur kurz eingegangen wird. Die
Druckmittelfördereinrichtung 3 wird auf geeignete
Weise, beispielsweise von der Brennkraftmaschine
des Kraftfahrzeugs über eine Riemenscheibe 5 ange
trieben, die eine Antriebswelle 7 in Rotation ver
setzt. Das der Riemenscheibe 5 abgewandte Ende der
Antriebswelle 7 wird von einem Festlager 9 geführt;
an ihrem der auch als Antriebsrad bezeichneten Rie
menscheibe 5 zugewandten Ende ist ein Loslager 11
vorgesehen. Mit der Antriebswelle 7 ist über einen
Mitnehmer 8 eine Taumelscheibe 13 drehfest gekop
pelt, die über eine Lagereinrichtung 15 auf eine
Aufnahmescheibe 17 wirkt. Mit dieser ist mindestens
ein Kolben 19 über eine Pleuelstange 20 gekoppelt.
Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel weist
mehrere Kolben auf. Ein zweiter Kolben 19' ist un
terhalb des ersten Kolbens wiedergegeben. Der Kol
ben wird von der Aufnahmescheibe 17 entlang seiner
Mittelachse 21 hin und her bewegt. Entsprechend
wird der Kolben 19' über eine Pleuelstange 20' ent
lang seiner Mittelachse 21' hin und her bewegt. Da
bei wird das zu komprimierende Medium über eine ge
eignete Rückschlagventilanordnung 23 in einen auch
als Hochdruckraum bezeichneten Druckraum 25 geför
dert, von wo es zu einem Verbraucher gelangt, näm
lich zu der Klimaanlage des Kraftfahrzeugs. Die
Mittelachse 21 des Kolbens 19 fällt in der in Fig.
1 dargestellten Funktionsstellung des Kompressors
mit der Längsachse des Pleuels 20 zusammen.
Die Kolben 19 und 19' werden in einem Zylinderblock
27 geführt, der die Kolben 19 und 19' aufnehmende
Bohrungen 29 und 29' aufweist. Bei dem hier darge
stellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Bohrun
gen im wesentlichen parallel zur Mittelachse 30 der
Druckmittelfördereinrichtung 3, die auch die
Drehachse der Antriebswelle 7 darstellt. In den Zy
linderblock 27 ist das Festlager 9 integriert.
Der Kompressor 1 weist ein Gehäuse 31 auf, welches
bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwei
Gehäuseteile umfaßt, nämlich ein erstes Gehäuseteil
33 und ein zweites Gehäuseteil 35. Das erste Gehäu
seteil 33 umschließt einen auch als Triebraum be
zeichneten Hohlraum 37, in den die Druckmittelför
dereinrichtung 3, also deren Taumelscheibe 13, Auf
nahmescheibe 17 sowie deren Zylinderblock 27 einge
bracht sind. Das zweite Gehäuseteil 35 dient als
Deckel für das erste Gehäuseteil 33.
Das erste Gehäuseteil 33 weist einen ersten Wandbe
reich 39 auf, der mit dem im Innenraum 37 herr
schenden Druck beaufschlagt wird und der in einem
zweiten Wandbereich 41 übergeht, auf den der im
Hohlraum 37 herrschende Druck nicht einwirken kann.
Um dies zu erreichen, ist im Übergangsbereich zwi
schen den Wandbereichen 39 und 41 eine Dichtungs
einrichtung 43 vorgesehen, die eine umlaufende Nut
45 umfaßt. In diese ist ein hier nicht dargestell
ter O-Ring eingesetzt, der mit einer Schulter 47
des Zylinderblocks 27 zusammenwirkt, so daß der im
Hohlraum 37 herrschende Druck von dem zweiten Wand
bereich 41 abgeschirmt wird.
Die Wandstärke im ersten Wandbereich 39 ist, wie
aus dem Längsschnitt gemäß Fig. 1 ersichtlich, we
sentlich größer als im zweiten Wandbereich 41. Der
erste Wandbereich 39 ist so ausgelegt, daß er die
nach außen wirkenden Druckkräfte sicher abfangen
kann, außerdem die senkrecht dazu wirkenden axialen
Kräfte, die in Richtung der Drehachse 30 wirken.
Üblicherweise ist das erste Gehäuseteil 33 zylin
drisch ausgebildet.
Der zweite Wandbereich 41 ist so lang gewählt, daß
er sich über den Zylinderblock 27 hinweg erstreckt
und die Schulter 47 umgibt, außerdem eine Ventil
platte 49 einschließt, die flächig auf dem Zylin
derblock 27 anliegt. Der zweite Wandbereich 41 er
streckt sich über die Ventilplatte 49 hinweg und
überspannt einen Teilbereich des zweiten Gehäuse
teils 35, das das Gehäuse 31 quasi als Deckel ab
schließt. Das zweite Gehäuseteil 35 zeigt in seiner
Umfangsfläche 51 eine Vertiefung 53, deren Tiefe im
wesentlichen der Dicke des zweiten Wandbereichs 41
entspricht, so daß die Umfangsfläche 51 des zweiten
Gehäuseteils 35 praktisch mit der Außenfläche 55
des ersten Gehäuseteils 39 fluchtet. Das Ende des
zweiten Wandbereichs 41 und das Ende der Vertiefung
53 sind so abgeschrägt, daß sich eine umlaufende,
V-förmige Nut 57 ergibt, die in einem Abstand zur
Ventilplatte 49 angeordnet ist.
In Fig. 1 ist noch eine Dichtungseinrichtung D
dargestellt, die in die Fläche des zweiten Gehäuse
teils 35 eingebracht ist, die auf der Ventilplatte
49 aufliegt. Sie weist eine Nut N auf, in die ein
Dichtring eingelegt ist. Dieser ist allerdings hier
nicht wiedergegeben. Durch die Dichtungseinrichtung
D wird sichergestellt, daß der im Druckraum 25 ge
gebene Druck nicht den zweiten Wandbereich 41 er
reichen kann. Damit sollen radial nach außen auf
diesen Wandbereich wirkende Druckkräfte vermieden
werden. Zur Sicherheit ist hier noch eine Entla
stungsbohrung E vorgesehen, über die unter den
zweiten Wandbereich 41 gelangendes Kühlmittel an
die Umgebung austreten kann. Es ist damit ausge
schlossen, daß der zweite Wandbereich 41 mit einem
Überdruck beaufschlagt wird, der nach außen wir
kende Kräfte aufbauen könnte.
Fig. 2 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel
des in Fig. 1 dargestellten Kompressors. Der in
Fig. 2 im Längsschnitt wiedergegebene Kompressor
1' weist jedoch weitgehend übereinstimmende Teile
auf, wie der Kompressor 1, so daß auf die Beschrei
bung zu Fig. 1 verwiesen wird. Übereinstimmende
Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Der Kompressor 1' gemäß Fig. 2 umfaßt ein Gehäuse
31', welches eine Druckmittelfördereinrichtung 3
einschließt, die in einem Hohlraum 37 untergebracht
ist. Die Druckmittelfördereinrichtung 3 zeigt eine
Taumelscheibe 13, eine Aufnahmescheibe 17 sowie
einen Zylinderblock 27', dessen Aufbau von dem des
Kompressors 1 abweicht. Die Druckmittelförderein
richtung 3 wird über eine Antriebswelle 7 von einer
Riemenscheibe 5 angetrieben.
Das Gehäuse 31' weist einen ersten Gehäuseabschnitt
33 auf, welches den Hohlraum 37 umschließt. Dieser
ist kleiner als der des Kompressors 1, weil der Zy
linderblock 27' eine Schulter 47 aufweist, deren
Abstand zur Ventilplatte 49 größer ist als bei dem
Zylinderblock 27 des Kompressors 1. Daher ist auch
der erste Wandbereich 39' des ersten Gehäuseteils
33' - gemessen von der Riemenscheibe 5 - kürzer als
der erste Wandbereich 39 des Kompressors 1. Der er
ste Wandbereich 39' zeigt wiederum eine Dichtungs
einrichtung 43, die dafür sorgt, daß der im Hohl
raum 37 herrschende Druck nicht auf einen zweiten
Wandbereich 41 des ersten Gehäuseteils 33' einwir
ken kann. Daher ist auch die Wandstärke des zweiten
Wandbereichs 41 wesentlich geringer als die des er
sten Wandbereichs 39'. Letzterer muß den nach außen
wirkenden Druck im Hohlraum 37 voll abfangen, wäh
rend der zweite Wandbereich 41 keinen nach außen
wirkenden Druckkomponenten unterworfen ist und aus
schließlich Axialspannungen abfangen muß, die im
wesentlichen in Richtung der Drehachse 30 verlau
fen.
Das zweite Gehäuseteil 35' weist einen Wandab
schnitt 59 auf, der einen Freiraum 61 umschließt.
In diesen ist die Ventilplatte 49 eingebracht. Auch
der Zylinderblock 27' ragt in diesen Freiraum 61
hinein.
Der zweite Wandbereich 41 und der Wandabschnitt 59
sind so ausgebildet, daß diese miteinander fluch
ten. Sie sind auch gleich dick. Ihre einander zuge
wandte Stirnseiten sind so abgeschrägt, daß eine
umlaufende V-förmige Nut 57 gebildet wird. In die
Fläche des zweiten Gehäuseteils 35', die auf der
Ventilplatte 49 aufliegt, ist eine Dichtungsein
richtung D eingebracht, die beispielsweise einen in
eine hier dargestellte Nut N eingelegten Dichtring
umfaßt, der hier nicht wiedergegeben ist. Durch die
Dichtungseinrichtung D wird sichergestellt, daß ein
im Bereich des zweiten Gehäuseteils 35' vorhandener
Überdruck, der beispielsweise im Druckraum 25 gege
ben ist, auf den Wandabschnitt 59 nicht einwirken
kann.
Der Wandabschnitt 59 und der zweite Wandbereich 41
überspannen vollständig den Bereich des Zylinder
blocks 27'. Unterhalb - in Richtung der Drehachse 30
gesehen - der V-förmigen Nut 57 ist der Freiraum 61
gegeben, der über eine Entlastungsbohrung 65 mit
der Umgebung in Verbindung steht. Sollte also auf
grund eines Lecks der im Inneren des Kompressors 1'
gegebene Druck über die Dichtungseinrichtungen 43
und D in den Bereich des zweiten Wandbereichs 41
beziehungsweise des Wandabschnitts 59 gelangen, so
wird dieser über die Entlastungsbohrung 65 abge
baut. Damit wird ausgeschlossen, daß der zweite
Wandbereich 41 und der Wandabschnitt 59 mit einem
Überdruck beaufschlagt werden, der nach außen wir
kende Kräfte aufbauen könnte.
Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kom
pressoren 1, 1' wird das Gehäuse 31 mit Hilfe eines
Schweißvorgangs geschlossen. Dieser wird im Bereich
der V-förmigen umlaufenden Nut 57 durchgeführt, wo
bei der zweite Wandbereich des ersten Gehäuseteils
33 beziehungsweise 33' sicher mit dem zweiten Ge
häuseteil 35 beziehungsweise 35' verbunden wird.
Über die im Bereich der Nut 57 gegebene Verbin
dungsstelle hinweg können axiale Kräfte, das heißt
in Richtung der Drehachse 30 wirkende Kräfte sicher
abgefangen werden, so daß das Gehäuse 31 druckdicht
verschlossen wird, ohne daß es irgendwelcher zu
sätzlicher Verbindungsmittel bedürfte. Die Verbin
dung der Gehäuseteile ist sowohl bei dem Kompressor
gemaß Fig. 1 gewährleistet, bei dem der zweite
Wandbereich 41 unmittelbar mit dem zweiten Gehäuse
teil 35 verbunden wird, als auch bei dem Kompressor
1' gemäß Fig. 2, bei dem das zweite Gehäuseteil
35' einen Wandabschnitt 59 aufweist, der mit dem
zweiten Wandbereich 41 verschweißt wird.
Bei beiden Ausführungsformen der Kompressoren 1 und
1' ist es wesentlich, daß die beiden Gehäuseteile
33 und 35 in axialer Richtung gesehen fest aufein
ander gepreßt werden, damit eine Abdichtung der
Dichtungseinrichtungen 43 und D sichergestellt ist.
Nur so ist gewährleistet, daß die dünnwandigen Be
reiche des Gehäuses 31 nicht mit dem Druck des Kom
pressors beaufschlagt werden. Die dünnwandigen Ge
häusebereiche können daher so ausgelegt werden, daß
diese ausschließlich axiale Kräfte aufnehmen.
Es ist möglich, vor dem Verschweißen die dünnwandi
gen Bereiche des Gehäuses 31, also den zweiten
Wandbereich 41 und gegebenenfalls den Wandabschnitt
59, einer Vorerwärmung zu unterwerfen, um eine
Längsdehnung zu erreichen. Dann wird die Ver
schweißung der Gehäuseteile durchgeführt und eine
sichere Verbindung hergestellt. Wenn sich an
schließend die dünnwandigen Bereiche zusammenzie
hen, werden hohe axiale Kräfte aufgebaut, die eine
sichere Verbindung der Gehäuseteile und einen dich
ten Abschluß der Dichtungseinrichtungen 43 und D
sicherstellen.
Zur Verbindung der Gehäuseteile kann beispielsweise
ein Laser-Schweißverfahren eingesetzt werden. In
diesem Fall kann auf die V-förmige Nut verzichtet
werden; es ist dann möglich, die zu verschweißenden
Wandbereiche "auf Stoß" anzuordnen. Jedoch können
auch andere Verfahren Verwendung finden. Wesentlich
ist, daß die Verschweißung nicht nur bei Stahl
sondern auch bei der Verwendung von Aluminiumgehäu
sen durchführbar ist. In allen Fällen ist sicherge
stellt, daß das Gehäuse 31 sehr klein baut, weil
auf äußere Flansche verzichtet werden kann, die der
Aufnahme von Schraubverbindungen dienen. Es zeigt
sich auch, daß der Hohlraum 37 voll genutzt werden
kann und damit sehr klein ist, da auch auf die
Durchführung von Schrauben zur Herstellung einer
innenliegenden Schraubverbindung verzichtet werden
kann.
Der hier dargestellte Kompressor baut daher nicht
nur sehr klein, er ist im übrigen auch sehr leicht.
Das Grundprinzip der unmittelbaren Verbindung der
Gehäuseteile wird auch bei einem Ausführungsbei
spiel eines Kompressors 10 realisiert, der in Fig.
3 im Längsschnitt dargestellt ist. Grundsätzlich
ist der Kompressor gleich aufgebaut wie die anhand
der Fig. 1 und 2 erläuterten Kompressoren. Glei
che Teile sind daher mit gleichen Bezugsziffern
versehen.
Der in Fig. 3 dargestellte Kompressor 10 weist ein
Gehäuse 31'' auf. Ein erstes Gehäuseteil 33''
schließt Teile einer Druckmittelfördereinrichtung 3
ein, die eine Taumelscheibe 13, eine Aufnahme
scheibe 17 und einen Zylinderblock 27'' umfaßt. Der
Hohlraum 37 im Inneren des ersten Gehäuseteils 33''
ist so groß, daß er lediglich die Taumelscheibe 13
und die Aufnahmescheibe 17 einschließt, wie dies
auch bei dem Ausführungsbeispiel des Kompressors 1'
gemäß Fig. 2 der Fall ist.
Die Druckmittelfördereinrichtung 3 wird auch bei
dem Kompressor 10 über eine Riemenscheibe 5 und
eine Antriebswelle 7 angetrieben.
Das erste Gehäuseteil 33'' zeigt einen ersten Wand
bereich 39'', der so stark ausgebildet ist, daß er
den im Hohlraum 37 gegebenen Innendruck standhält.
An den ersten Wandbereich 39'' schließt sich ein
zweiter Wandbereich 41'' an, der wesentlich dünner
ist als der erste Wandbereich und der nicht mit dem
Innendruck beaufschlagt wird. Der erste Wandbereich
39'' liegt dicht an dem Zylinderblock 27'' an. Es
ist möglich, hier eine Dichtungseinrichtung vorzu
sehen, wie sie anhand der Fig. 1 und 2 beschrie
ben wurde.
Der zweite Wandbereich 41'' wird um einen Kragen 67
des Zylinderblocks 27'' herumgebördelt, also einem
Verformungsvorgang unterworfen. Damit wird der
Hohlraum 37 druckdicht abgeschlossen.
Auf der dem Hohlraum 37 gegenüberliegenden Seite
des Zylinderblocks 27'' ist wiederum eine Ventil
platte 49 vorgesehen, die von einem zweiten Gehäu
seteil 35'' gegen den Zylinderblock 27'' gepreßt
wird. Dazu ist das zweite Gehäuseteil 35'' mit ei
nem Wandbereich 59'' versehen, der sich über die
Ventilplatte 49 hinweg bis über eine Schulter 69
des Zylinderblocks 27'' erstreckt. Zur Befestigung
des zweiten Gehäuseteils 35'' am Zylinderblock 27''
wird der Wandabschnitt 59'' verformt und um die
Schulter 69 herumgebördelt. Auch hier kann eine
Dichtungseinrichtung vorgesehen werden.
Das Gehäuse 31'' des Kompressors 10 zeigt hier
quasi drei Gehäuseteile, nämlich das erste Gehäuse
teil 33'', das zweite Gehäuseteil 35'' und den Zy
linderblock 27'', der hier quasi ein Zwischenele
ment bildet. Durch den Verformungsvorgang werden
die beiden Gehäuseteile 33'' und 35'' druckdicht
mit dem Zylinderblock 27'' verbunden, so daß ein
komplettes Gehäuse 31'' für den Kompressor 10 aus
gebildet ist. Der zweite Wandbereich 41'' und der
Wandabschnitt 59'' sind keinerlei nach außen wir
kenden Druckkräften unterworfen. Sie nehmen aus
schließlich axiale, in Richtung der Drehachse 30
wirkende Kräfte auf.
Es zeigt sich, daß durch den Verformungsvorgang,
der den zweiten Wandbereich 41'' des ersten Gehäu
seteils 33'' und den Wandabschnitt 59'' des zweiten
Gehäuseteils 35'' betrifft, ein druckdichtes Ge
häuse geschaffen werden kann, ohne daß es des Ein
satzes zusätzlicher Montageelemente bedürfte. Auch
der Kompressor 10, der anhand von Fig. 3 erläutert
wurde, baut daher sehr klein. Er ist im übrigen
sehr leicht ausgebildet.
Nach allem wird deutlich, daß durch das hier darge
stellte Konstruktionsprinzip ein einfacher Aufbau
realisiert ist: Der zweite Wandbereich des ersten
Gehäuseteils wird unmittelbar dazu verwendet, das
Gehäuse eines Kompressors zu bilden. Es ist dabei
möglich, diesen zweiten Wandbereich unmittelbar mit
einem zweiten Gehäuseteil 35 (siehe Fig. 1) oder
mit einem von diesem zweiten Gehäuseteil 35' ausge
henden Wandabschnitt 59 zu verbinden (siehe Fig.
2).
Es ist auch möglich, die Gehäuseteile eines Kom
pressors 10 mit dünnwandigen Wandteilen auszustat
ten (zweiter Wandbereich 41'' des ersten Gehäuse
teils 33''; Wandabschnitt 59'' des zweiten Gehäuse
teils 35'') und diese Wandteile durch einen Umfor
mungsvorgang mit einem Zwischenelement, hier mit
dem Zylinderblock 27'' zu verbinden, um ein Gehäuse
31'' zu realisieren. In allen Fällen werden also
unmittelbar Elemente der Gehäuseteile zur Realisie
rung des fertigen Gehäuses herangezogen, so daß auf
zusätzliche Montageelemente, Flansche und Schrauben
beziehungsweise Muttern, verzichtet werden kann.
Wesentlich ist in allen Fällen, daß die dünnwandi
gen Gehäuseteile nicht mit dem hohen Innendruck des
Kompressors beaufschlagt werden und damit eben dünn
ausgebildet sein können. Die Wandstärke muß aus
schließlich auf die axialen Kräfte abgestimmt wer
den, so daß minimale Wandstärken ausreichen.
Die anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Aus
führungsbeispiele des Kompressors weisen jeweils
eine Aufnahmescheibe 17 auf, die über eine Lager
einrichtung 15 mit einer Taumelscheibe 13 gekoppelt
ist. Die Aufnahmescheibe 17 ist drehfest im Gehäuse
3 angeordnet und stützt sich über eine Stützein
richtung 127 an einem Widerlager 129 ab, welches
drehfest im Gehäuse 31 vorgesehen ist. Das Widerla
ger 129 weist zwei Lagerflächen auf, von denen in
den Fig. 1 bis 3 eine Lagerfläche 145 wiederge
geben ist.
Im folgenden wird der Grundaufbau und die Funktion
der Aufnahmescheibe 17 anhand der Fig. 1 näher er
läutert. Wird die Antriebswelle 7 über die Riemen
scheibe 5 in Rotation versetzt, dreht sich die Tau
melscheibe 13 gegenüber der Aufnahmescheibe 17, die
sich am drehfesten Widerlager 129 abstützt, also
der Drehung der Taumelscheibe 13 nicht folgt. Die
Aufnahmescheibe 17 führt gemeinsam mit der Taumel
scheibe 13 eine Taumelbewegung durch, so daß die
Kolben 19 und 19' in Richtung ihrer Mittelachse 21
und 21' hin und her bewegt werden. Dadurch wird ein
Medium über eine Rückschlagventileinrichtung 23 in
einen Druckraum 25 gefördert und gelangt von dort
zu einem Verbraucher.
Fig. 1 zeigt, daß die Aufnahmescheibe 17 sich in
einem Vorsprung 137 fortsetzt, der Teil der Stütz
einrichtung 127 ist und mit einem Abstützelement
139 zusammenwirkt, welches seinerseits Teil der
Stützeinrichtung 127 ist. Die Dicke des Vorsprungs
137 entspricht der der Aufnahmescheibe 17, so daß
eine besonders hohe Festigkeit gegeben ist. Das Ab
stützelement 139 umfaßt eine Gleitfläche, die auf
der Lagerfläche 145 des Widerlagers 129 entlang
gleitet. In der Darstellung gemäß Fig. 1 befindet
sich das Abstützelement 139 in seiner maximal nach
links ausgelenkten Position. Durch einen gestri
chelten Kreis 141 ist die maximal nach rechts aus
gelenkte Position des Abstützelements 139 angedeu
tet, wodurch die entgegengesetzte Schwenkposition
der Taumelscheibe 13 angedeutet werden soll. In der
hier dargestellten Position befindet sich der obere
Kolben 19 in seiner maximal in den Zylinderblock 27
angehobenen Position (oberer Totpunkt), während
sich der untere Kolben 19' praktisch in seiner ma
ximalen Einwärtsposition (unterer Totpunkt) befin
det.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch den in Fig.
1 dargestellten Kompressor 1. Gleiche Teile sind
mit gleichen Bezugsziffern versehen, so daß inso
fern auf die Beschreibung gemäß Fig. 1 verwiesen
wird.
Die Querschnittsdarstellung läßt erkennen, daß der
Kompressor 1 sieben in Umfangsrichtung gleichmäßig
zueinander beabstandete Pleuel 20, 20', 20'' und so
weiter umfaßt. Aus der Darstellung ist ersichtlich,
daß sich die Aufnahmescheibe 17 in einem Vorsprung
137 fortsetzt, der Teil der Stützeinrichtung 127
ist. Der Vorsprung 137 ist einstückig mit der Auf
nahmescheibe 17 verbunden. Er wirkt mit dem Abstüt
zelement 139 zusammen, welches mit einer ersten
Gleitfläche 143 auf einer Lagerfläche 145 des Wi
derlagers 129 entlanggleitet. Der Vorsprung 137 und
das Abstützelement 139 sind formschlüssig miteinan
der verbunden. In ihrem Berührungsbereich ist eine
zweite Gleitfläche 147 ausgebildet, die vorzugs
weise kugelförmig gewölbt ist. Dabei ist der Vor
sprung 137 mit einer - vorzugsweise kugelförmig - ge
wölbten Vertiefung versehen, in die eine Vorwölbung
des - vorzugsweise als Kugelabschnitt ausgebildeten -
Abstützelements 139 eingreift. Damit ist eine Mit
nahme des Abstützelements 139 bei der Hin- und Her
bewegung des Vorsprungs 137 gewährleistet. Es be
darf also keiner zusätzlichen Sicherungselemente,
um die beiden Teile der Stützeinrichtung 127 mit
einander zu koppeln.
Auf der dem Abstützelement 139 gegenüberliegenden
Seite des Vorsprungs 137 ist eine dritte Gleitflä
che 149 vorgesehen, die mit der in Fig. 1 darge
stellten Lagerfläche 145 des Widerlagers 129 zusam
menwirkt.
Fig. 4 läßt erkennen, daß die erste Lagerfläche
131 und die zweite Lagerfläche 145 des Widerlagers
129 im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
Es ist auch möglich, daß sie einen spitzen Winkel
miteinander einschließen, der sich in Richtung zur
Aufnahmescheibe 17 öffnet. Die Darstellung zeigt
auch, daß die Lagerflächen und eine gedachte, die
Drehachse 30 schneidende Linie 151 einen Winkel α
einschließen. Es handelt sich hier um einen spitzen
Winkel von ca. 12°.
Es ist jedoch auch möglich, die Lagerflächen paral
lel zu der radial verlaufenden Linie 151 anzuord
nen. Diese Ausgestaltung ist hier nicht separat
dargestellt.
Fig. 5 zeigt den Vorsprung 137 der Stützeinrich
tung 127 in einer abgewandelten Ausführungsform.
Dieser zeichnet sich dadurch aus, daß seine dritte
Gleitfläche 149 nicht gerade, sondern gekrümmt aus
gebildet ist. Es ist also möglich, eine Kipp- be
ziehungsweise Schwenkbewegung des Vorsprungs 137
gegenüber der ersten Lagerfläche 131 zuzulassen.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen
sein, daß senkrecht zu der in Fig. 6 vorgesehenen
Krümmung ebenfalls eine Wölbung der dritten Gleit
fläche 149 vorgesehen ist. Denkbar ist auch eine
Ausführungsform, die nur eine der in den Fig. 5
und 6 dargestellten Wölbungen aufweist. Diese Aus
führungsform ist in Fig. 6 wiedergegeben, die den
Vorsprung 137 im Querschnitt zeigt. In beiden Fäl
len ist die zweite Gleitfläche 147 erkennbar. Das
Abstützelement 139 ist hier jedoch nicht wiederge
geben. Es ist in Fig. 6 lediglich gestrichelt an
gedeutet.
Durch die zusätzliche in Fig. 6 dargestellte Wöl
bung der dritten Gleitfläche 149 ist auch eine
Schwenkbewegung gegenüber einer senkrecht auf der
Bildebene in Fig. 6 stehenden Geraden möglich.
Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die
beiden Lagerflächen 131 und 145 und/oder die Gleit
flächen 143, 147 und 149 eine besonders wider
standsfähige Schicht aufweisen. Es ist auch mög
lich, die Lagerflächen 131 und 145 des Widerlagers
129 mit einem widerstandsfähigen Metallstreifen zu
belegen. Dies ist insbesondere dann als kostengün
stige Realisierung zu bevorzugen, wenn das Gehäuse
31 des Kompressors 1, 1', 10 aus einem relativ wei
chen Material, beispielsweise aus Aluminium, be
steht, so daß ein Verschleiß der Lagerflächen des
Widerlagers 129 zu befürchten ist. Denkbar ist es
jedoch, ein siliciumhaltiges Aluminium zur Herstel
lung des Gehäuses zu verwenden, so daß die Lager
flächen von sich aus relativ widerstandsfähig sind.
In diesem Fall kann auf eine Belegung der Lagerflä
chen verzichtet werden.
Auch die Gleitflächen können mit einer widerstands
fähigen Schicht versehen werden, die auch als Ver
schleißschicht bezeichnet werden kann. Insbesondere
bietet es sich an, die erste Gleitfläche 143 des
Abstützelements 139 mit einer derartigen Ver
schleißschicht zu versehen. Es ist jedoch auch mög
lich, das Abstützelement 139 aus einem widerstands
fähigen Material, beispielsweise aus Stahl, herzu
stellen und damit den Verschleiß beim Zusammenwir
ken mit dem Widerlager 129 auf ein Minimum zu redu
zieren.
Die spezielle anhand der Fig. 5 und 6 darge
stellte Ausführungsform der dritten Gleitfläche 149
kann nicht nur bei einem anhand von Fig. 4 erläu
terten Ausführungsbeispiel verwendet werden, bei
dem die Lagerflächen des Widerlagers 129 einen Win
kel a mit einer gedachten Linie 151 einschließen.
Es ist vielmehr möglich, auch eine gewölbte Gleit
fläche bei einem Vorsprung vorzusehen, der mit ei
nem Widerlager zusammenwirkt, dessen Lagerflächen
parallel zu der angesprochenen Linie 151 verlaufen.
Nach allem wird deutlich, daß bei dem hier wieder
gegebenen Aufbau des Kompressors eine optimale Ab
stützung der Aufnahmescheibe 17 an einem Widerlager
129 eines Gehäuses 31 möglich ist. Fig. 4 läßt er
kennen, daß das Widerlager 129 einstückig mit dem
Gehäuse 31 ausgebildet werden kann, also einen Teil
des Gehäuses darstellt, so daß insofern ein sehr
einfacher und kostengünstiger Aufbau gegeben ist.
Aus den Schnittdarstellungen in der Fig. 5 und Fig.
1 wird deutlich, daß der Vorsprung 137 einstüc
kig mit der Aufnahmescheibe 17 ausgebildet ist, daß
also keine Schwächung der Aufnahmescheibe 17 bezie
hungsweise des Vorsprungs 137 gegeben ist, wie dies
beim Stand der Technik häufig der Fall ist. Es
zeigt sich auch, daß die Stützeinrichtung 127 sehr
einfach aufgebaut ist und lediglich ein Abstützele
ment 139 aufweist, das über die zweite Gleitfläche
147 formschlüssig am Vorsprung 137 gehalten ist.
Denkbar ist es auch, die Gleitfläche umgekehrt zu
krümmen und am Vorsprung eine kugelabschnittsförmig
ausgebildete Vorwölbung vorzusehen, die in ein Ab
stützelement eingreift, das mit einer entsprechen
den Vertiefung versehen ist. Auch hier ist eine Re
lativbewegung zwischen Vorsprung und Abstützelement
möglich, wie dies bei der hier dargestellten Aus
führungsform der Fall ist. Gleichzeitig bleibt si
chergestellt, daß die Stützeinrichtung einfach auf
gebaut und damit kostengünstig und funktionssicher
realisierbar ist.
Durch die kompakte Ausbildung der Stützeinrichtung
wird sichergestellt, daß das in die Aufnahmescheibe
129 eingeleitete Drehmoment sicher abgefangen wird.
Es ergibt sich also eine optimale Krafteinleitung
in die Aufnahmescheibe.
Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungs
form der Stützeinrichtung 127 ergibt sich eine Be
sonderheit: Der Vorsprung 137 stützt sich über das
Abstützelement 139 besonders gut an der zugehörigen
zweiten Lagerfläche 145 ab. Durch die Rotation der
Taumelscheibe 13, beispielsweise gegen den Uhrzei
gersinn in Fig. 4, wird ein Drehmoment in die Auf
nahmescheibe eingeleitet, so daß der Vorsprung 137
gegen die zweite Lagerfläche 145 gepreßt wird. Bei
der hier gewählten Ausgestaltung ist also die be
vorzugte Drehrichtung der Taumelscheibe 13 festge
legt. Sie verläuft gemäß Fig. 4 gegen den Uhrzei
gersinn. Dreht sich der Kompressor also in entge
gengesetzter Richtung, muß die Stützeinrichtung 127
quasi spiegelbildlich ausgebildet werden, um eine
optimale Drehmomentabstützung zu gewährleisten. Im
Zusammenspiel mit dem Abstützelement 139 und dem
Widerlager 129 ergeben sich besonders geringe Flä
chenpressungen, daher also die bevorzugte Drehrich
tung des Kompressors.
Im folgenden wird anhand von Fig. 1 eine besonders
vorteilhafte Verbindung der Antriebswelle 7 und der
Taumelscheibe 13 mit Hilfe des Mitnehmers 8 näher
beschrieben. Der Mitnehmer 8 greift in eine quer
zur Drehachse 30 der Antriebswelle 7 verlaufende
Ausnehmung 121 ein, deren Basis vorzugsweise eben
ausgebildet ist und zum Beispiel durch einen Fräs
vorgang in die Umfangsfläche der Antriebswelle 7
eingearbeitet ist. Der Mitnehmer 8 ist durch
Schweißen, Reibschweißen, Kleben, Löten oder der
gleichen mit der Antriebswelle 7 verbunden. Das in
der Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt
also eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem
Mitnehmer 8 und der Antriebswelle 7. Die Berüh
rungsfläche 122 zwischen Mitnehmer 8 und Antriebs
welle 7 kann ohne weiteres auch anders ausgebildet
werden. Es ist beispielsweise auch möglich, den
Mitnehmer oder die Antriebswelle mit einer Kugel
fläche und das jeweilige Gegenstück mit einer ent
sprechenden Vertiefung zu versehen. Auch kann der
Mitnehmer eine teilzylindrische Ausnehmung aufwei
sen, die auf die Außenfläche der Antriebswelle 7
aufgesetzt und mit dieser verbunden wird.
Es ist jedoch auch möglich, die Antriebswelle und
den Mitnehmer einstückig auszubilden und damit die
über die Riemenscheibe 5 in die Antriebswelle 7
eingeleiteten Antriebskräfte auf die Taumelscheibe
13 zu übertragen.
Aus der Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 wird ohne
weiteres deutlich, daß der Mitnehmer 8 ohne irgend
welche Hilfsmittel (Bolzen oder Stifte) mit der An
triebswelle 7 so gekoppelt ist, so daß ein Drehmo
ment von der Riemenscheibe 5 auf die Taumelscheibe
13 übertragen werden kann. Diese ist drehfest und
in axialer Richtung auf der Antriebswelle 7 ver
schieblich gelagert. Dabei ist ein Umgreifen der
Antriebswelle 7 durch den Mitnehmer 8 oder ein Ver
pressen der beiden Bauteile miteinander nicht er
forderlich, so daß sich ein geringerer Bauraumbe
darf einstellt, als dies bei herkömmlichen Kompres
soren der Fall ist. Dadurch, daß der Mitnehmer
selbst sehr klein baut, kann die Taumelscheibe wei
ter ausschwenken, so daß auch der Kompressor an
sich kleiner ist als herkömmliche Kompressoren.
Der Mitnehmer 8' der in den Fig. 2 und 3 darge
stellten Ausführungsbeispiele ist vorzugsweise
ebenfalls stoffschlüssig mit der Antriebswelle 7
verbunden oder einstückig mit dieser ausgebildet,
wobei - wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt - ge
gebenenfalls auf die Ausnehmung 121 in der An
triebswelle verzichtet werden kann.
Im folgenden wird auf die konstruktive Ausgestal
tung des zweiten Gehäuseteils 35 des in Fig. 1 dar
gestellten Kompressors 1 näher eingegangen. Im
zweiten Gehäuseteil 35 ist der auch als Hochdruck
raum bezeichnete erste Druckraum 25 angeordnet. Er
ist auch im wesentlichen kreisringförmig ausgebil
det und läuft in dem zweiten Gehäuseteil 35 um.
Dieses ist mit einem zweiten Druckraum 80 versehen,
der den Ansaugdruckraum darstellt und der bei
spielsweise konzentrisch zum ersten Druckraum 25
gegenüber diesem nach innen versetzt verläuft.
Die beiden Druckräume 25 und 80 sind durch einen
ersten Dichtsteg 82 gegeneinander abgedichtet.
Durch einen zweiten Dichtsteg 84 ist der erste
Druckraum 25 gegenüber der Atmosphäre abgedichtet.
Der zweite Dichtsteg 84 ist mit einer ersten Dich
tungseinrichtung D versehen, die beispielsweise
eine umlaufende Nut N umfaßt, in die beispielsweise
ein O-Ring eingelegt werden kann. Der erste Dicht
steg 82 ist mit einer zweiten - in Fig. 1 nicht
dargestellten - Dichtungseinrichtung versehen, die
ebenfalls eine umlaufende Nut umfassen kann. Hier
kann beispielsweise auch eine Flachdichtung vorge
sehen sein, wobei dann auf die Nut im ersten Dicht
steg 82 verzichtet werden kann.
Die Dichtstege 82 und 84 liegen auf der dem Zylin
derblock 27 abgewandten Oberfläche der Ventilplatte
49, die als Dichtfläche 86 dient, an. Das zweite
Gehäuseteil 35 wirkt damit als Deckel für das erste
Gehäuseteil 33 des Gehäuses 31.
Aus der in Fig. 1 wiedergegebenen Schnittdarstel
lung ist zwar nicht ersichtlich, daß die Dichtstege
82 und 84 in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.
Es ist hier aber vorgesehen, daß der äußere zweite
Dichtsteg 84, der den ersten Druckraum 25 gegenüber
der Atmosphäre abdichtet, in einer ersten Ebene an
geordnet ist. Der gegenüber dem zweiten Dichtsteg
84 radial nach innen versetzte erste Dichtsteg 82,
der die beiden Druckräume 25 und 80 voneinander
trennt, ist in einer zweiten Ebene angeordnet. Die
zweite Ebene ist gegenüber der ersten so versetzt,
daß beim Aufsetzen des zweiten Gehäuseteils 35 auf
die Dichtfläche 86 der erste Dichtsteg 82 die
Dichtfläche 86 vor dem zweiten Dichtsteg 84 be
rührt. Der erste Dichtsteg 82 springt gegenüber dem
zweiten Dichtsteg 84 etwas vor. Die Ebenen sind zu
einander um etwa 0,04 mm bis 0,12 mm, vorzugsweise
um 0,06 bis 0,10 mm, insbesondere um 0,08 mm, ge
geneinander versetzt.
Dies ist selbstverständlich auch dann der Fall,
wenn bei einer abgewandelten Ausführungsform des
Kompressors 1 das als Deckel dienende zweite Gehäu
seteil 35 unmittelbar auf einer Dichtfläche auf
liegt, die von dem Zylinderblock 27 gebildet wird.
Grundsätzlich sind auch andere Dichtflächen denk
bar, die beispielsweise durch das erste Gehäuseteil
33 gebildet werden. Wesentlich ist in jedem Fall,
daß die Dichtstege gegeneinander so versetzt sind,
daß der innenliegende Dichtsteg, der erste Dicht
steg 82, die Dichtfläche vor dem außenliegenden
Dichtsteg, dem zweiten Dichtsteg 84, berührt.
Beim Zusammenbau des Gehäuses 31 werden die beiden
Gehäuseteile 33 und 35 so gegeneinandergepreßt, daß
beide Dichtstege 82 und 84 druckdicht an der Dicht
fläche 86 anliegen. Für das hier beschriebene
Grundprinzip der in versetzten Ebenen angeordneten
Dichtstege 82 und 84 ist letztlich belanglos, wie
die beiden Gehäuseteile 33 und 35 zur Vervollstän
digung des Gehäuses 31 miteinander verbunden wer
den. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
ist eine umlaufende V-Nut 57 angedeutet, im Bereich
derer die beiden Gehäusehälften miteinander ver
schweißt werden können. Bei einem Laserschweißver
fahren kann auf diese Nut verzichtet werden. Denk
bar ist es jedoch auch, beide Gehäusehälften mit
einem Flansch zu versehen und auf bekannte Weise
mit Hilfe von Schrauben miteinander zu verbinden
beziehungsweise zu verspannen. Auch eine Verbindung
mit Hilfe von Nieten, Stiften oder durch Kleben
oder Löten ist selbstverständlich möglich, sofern
sichergestellt ist, daß die beiden Gehäuseteile 33
und 35 so gegeneinandergepreßt werden, daß an der
Dichtfläche 86 die erforderliche Flächenpressung
gegeben ist.
Besonders günstig ist es, wenn der zweite Dichtsteg
84 nachgiebig im zweiten Gehäuseteil 35 gelagert
ist, beispielsweise dadurch, daß dieses in sich
elastisch ausgebildet ist. Damit kann eine optimale
Dichtwirkung der beiden Dichtstege 82 und 84 im
fertig zusammengebauten Zustand des Gehäuses 31, in
dem die beiden Gehäuseteile 33 und 35 miteinander
verspannt sind, gewährleistet werden. Dies bei auch
bei einem sehr hohen Innendruck im Kompressor 1,
der im Bereich des Hochdruckraums einen Auslaßdruck
von 10 bar bis 200 bar liefern kann. Der Auslaß
druck liegt bei einem bevorzugten Ausführungsbei
spiel in einem Bereich von 80 bar bis 120 bar.
Schließlich kann durch die nachgiebige Lagerung des
zweiten Dichtungssteges beziehungsweise die elasti
sche Ausgestaltung des zweiten Gehäuseteils auch
eine Setzbewegung der Elemente der Pumpeneinheit 3
ausgeglichen werden, die durch die verspannten Ge
häuseteile 33 und 35 im Inneren des Gehäuses 31
festgespannt und gehalten wird.
Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Kom
pressoren 1' beziehungsweise 10 besteht gegenüber
dem in Fig. 1 dargestellten Kompressor 1 die Be
sonderheit, daß der äußere, zweite Dichtsteg 84'
unmittelbar in den Wandabschnitt 59 übergeht.
Zusammenfassend ist festzuhalten, daß ein Kompres
sor, der bereits nur eine der anhand der Fig. 1
bis 6 beschriebenen konstruktiven Ausgestaltungen
aufweist, gegenüber bekannten Kompressoren einen
vereinfachten und kompakteren Aufbau aufweist. Be
vorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Kompres
sors, bei dem das erste Gehäuseteil einen ersten
Wandbereich umfaßt, dessen Wandstärke auf einen ho
hen Druck im Hohlraum ausgelegt ist und einen an
den ersten Wandbereich angrenzenden zweiten Wandbe
reich aufweist, dessen Wandstärke gegenüber der
Wandstärke im ersten Wandbereich reduziert ist, der
dem im Hohlraum gegebenen Innendruck nicht ausge
setzt ist und der unmittelbar dem Verschluß des Ge
häuses dient. Das zweite Gehäuseteil eines derartig
gestalteten Kompressors kann beispielsweise zwei,
in versetzten Ebenen angeordnete Dichtstege (inne
rer und äußerer Dichtsteg) aufweisen, die wenig
stens zwei Druckkammern gegeneinander und gegenüber
der Umgebung abdichten. Beim Aufsetzen des zweiten
Gehäuseteils auf das erste, den Hohlraum um
schließenden ersten Gehäuseteil beziehungsweise auf
die Dichtfläche einer am Zylinderblock anliegenden
Dichtplatte, berührt der erste, innere Dichtsteg
die Dichtfläche vor dem zweiten, äußeren Dichtsteg.
Hierdurch werden in einfacher Weise durch hohen
Druck in den Druckräumen beziehungsweise -kammern
entstehende Verformung des zweiten Gehäuseteils
ausgeglichen und Dichtverluste praktisch vollstän
dig vermieden. Nach allem wird deutlich, daß ein
einfacher Aufbau des Kompressors sowie eine kom
pakte, insbesondere kurze Bauweise beispielsweise
allein schon dadurch erreicht wird, wenn der Mit
nehmer und die Antriebswelle stoffschlüssig oder
einstückig ausgebildet sind. Eine Vereinfachung des
Aufbaus des Kompressors wird insbesondere auch da
durch erreicht, daß die mit einem drehfesten Wider
lager zusammenwirkende Stützeinrichtung der Aufnah
mescheibe einen von dieser entspringenden Vorsprung
und ein Abstützelement umfaßt, wobei das Abstütze
lement eine erste Gleitfläche aufweist, die mit ei
ner Lagerfläche des Widerlagers zusammenwirkt, und
wobei der Vorsprung und das Abstützelement über
eine zweite Gleitfläche formschlüssig miteinander
verbunden sind. Aus allem wird deutlich, daß jedes
Ausführungsbeispiel eines aus den Ansprüchen her
vorgehenden Kompressors, die Aufgabe löst und einen
einfachen und kompakten Aufbau aufweist.
Claims (29)
1. Kompressor für eine Klimaanlage eines Kraftfahr
zeugs, mit einer von einem mehrteiligen Gehäuse
eingeschlossenen Druckmittelfördereinrichtung, da
durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (31; 31'; 31'')
aus mindestens zwei Gehäuseteilen
(33, 35; 33', 35'; 33'', 35'') besteht, von denen das
erste Gehäuseteil einen die Druckmittelförderein
richtung (3) aufnehmenden Hohlraum (37) umschließt,
einen ersten Wandbereich (39; 39'; 39'') umfaßt, des
sen Wandstärke auf einen hohen Druck im Hohlraum
(37) ausgelegt ist, und einen an den ersten Wandbe
reich (39; 39'; 39'') angrenzenden zweiten Wandbe
reich (41; 41'') aufweist, dessen Wandstärke gegen
über der Wandstärke im ersten Wandbereich reduziert
ist, der dem im Hohlraum gegebenen Innendruck nicht
ausgesetzt ist und der unmittelbar dem Verschluß
des Gehäuses dient.
2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Gehäuse (31; 31') durch einen
Schweißvorgang verschlossen wird.
3. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Gehäuse (31) ein zweites Ge
häuseteil (35; 35'; 35'') umfaßt, daß der zweite
Wandbereich (41) des ersten Gehäuseteils (33) das
zweite Gehäuseteil (35) zumindest bereichsweise
überspannt und daß der zweite Wandbereich (41) mit
dem zweiten Gehäuseteil (35) verschweißt wird.
4. Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gehäu
seteil (35') einen Wandabschnitt (59) aufweist, der
einen Freiraum (61) umgibt und dessen Verlauf auf
den des zweiten Wandbereichs (41) des ersten Gehäu
seteils (33') abgestimmt ist.
5. Kompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß eine Dichtungseinrichtung (D) vorgesehen
ist, die den Wandabschnitt (59) von dem im Inneren
des Gehäuses herrschenden Druck abschirmt.
6. Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandabschnitt
(59) mit dem zweiten Wandbereich (41) verschweißbar
ist.
7. Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wandbe
reich (41) des ersten Gehäuseteils (33; 33') des
fertigen Gehäuses (31) unter Vorspannung steht.
8. Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, gekennzeichnet durch eine Entlastungsbohrung
(E; 65) durch die das von dem Kompressor geförderte
Medium, welches unter den zweiten Wandbereich (41)
und/oder den Wandabschnitt (59) gelangt, abströmen
kann.
9. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Gehäuse (31'') durch einen Verfor
mungsvorgang, insbesondere durch Umbördeln, ver
schlossen wird.
10. Kompressor nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gehäuse (31'') ein zweites Gehäu
seteil (35'') aufweist, an dem das erste Gehäuse
teil (33'') durch Umbördeln des zweiten Wandbe
reichs (41'') befestigt wird.
11. Kompressor nach Anspruch 91 dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gehäuse (31'') ein Zwischenele
ment (Zylinderblock (27'')) aufweist, an das das
erste Gehäuseteil (33'') durch Umbördeln befestig
bar ist.
12. Kompressor nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das zweite Gehäuseteil (35')
einen Wandabschnitt (59) aufweist, der einen Frei
raum (61) umgibt, daß die Wandstärke des Wandab
schnitts (59) so ausgelegt ist, daß dieser am er
sten Gehäuseteil (33') oder an dem Zwischenelement
(Zylinderblock (27'')) durch Umbördeln befestigbar
ist.
13. Kompressor, insbesondere für eine Klimaanlage
eines Kraftfahrzeugs, mit einer um eine Drehachse
(30) rotierenden, von einer Antriebswelle angetrie
benen Taumelscheibe (13), wobei die Antriebswelle
über einen Mitnehmer mit der Taumelscheibe gekop
pelt ist, mit mindestens einem in einem Zylinder
block (27) angeordneten Kolben (19; 19'; . . .) und mit
einer eine Verlagerung des Kolbens in Richtung sei
ner Längsachse bewirkenden Aufnahmescheibe (17),
die eine mit einem drehfesten Widerlager (129) zu
sammenwirkende Stützeinrichtung (127) umfaßt, ins
besondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützeinrichtung (127) einen von der Auf
nahmescheibe (17) entspringenden, vorzugsweise ein
stückig mit dieser verbundenen Vorsprung (137) und
ein Abstützelement (139) umfaßt, daß das Abstütze
lement (139) eine erste Gleitfläche (143) aufweist,
die mit einer Lagerfläche (zweite Lagerfläche
(145)) des Widerlagers (129) zusammenwirkt, und daß
der Vorsprung (137) und das Abstützelement (139)
über eine zweite Gleitfläche (147) formschlüssig
miteinander verbunden sind und/oder daß der Mitneh
mer (8) und die Antriebswelle (7) stoffschlüssig
miteinander verbunden oder einstückig ausgebildet
sind.
14. Kompressor nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zweite Gleitfläche (147) - vor
zugsweise kugelförmig - gewölbt ist.
15. Kompressor nach einem der vorhergehenden An
sprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der
Vorsprung (137) eine Vertiefung und das Abstützele
ment (139) eine in die Vertiefung eingreifende Vor
wölbung aufweist.
16. Kompressor nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstütz
element (139) als Kugelabschnitt ausgebildet ist.
17. Kompressor nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager
(129) eine erste Lagerfläche (131) aufweist, die
mit dem Vorsprung (137) zusammenwirkt.
18. Kompressor nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung
(137) eine dritte Gleitfläche (149) aufweist, die
mit der ersten Lagerfläche (131) zusammenwirkt.
19. Kompressor nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte
Gleitfläche (149) - vorzugsweise in zwei Ebenen - ge
wölbt ist.
20. Kompressor nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite La
gerfläche (145) und/oder die erste Lagerfläche
(131) eine widerstandsfähige Schicht aufweisen.
21. Kompressor nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und
zweite Lagerfläche (131, 145) im wesentlichen paral
lel zueinander verlaufen.
22. Kompressor nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und
zweite Lagerfläche (131, 145) einen vorzugsweise
spitzen Winkel miteinander einschließen.
23. Kompressor nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
und/oder zweite Lagerfläche (131, 145) parallel zu
einer gedachten, die Drehachse (30) schneidenden
Linie (151) verlaufen oder einen Winkel (α) mit
dieser einschließen.
24. Kompressor nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer
(8) und die Antriebswelle (7) durch Schweißen,
Reibschweißen, Löten und/oder Kleben verbunden
sind.
25. Kompressor für eine Klimaanlage eines Kraft
fahrzeugs, mit einem wenigstens zwei Gehäuseteile
umfassenden Gehäuse, wobei das Gehäuse eine Druck
mittelfördereinrichtung aufnimmt und ein zweites
Gehäuseteil als Deckel für ein erstes Gehäuseteil
ausgebildet ist, der auf einer Dichtfläche anliegt
und Dichtungsstege aufweist, die wenigstens zwei
Druckkammern gegeneinander und gegenüber der Umge
bung abdichten, insbesondere nach einem der Ansprü
che 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein er
ster umlaufender innerer Dichtsteg (82) in einer
ersten Ebene angeordnet ist, ein zweiter gegenüber
diesem nach außen versetzter zweiter Dichtsteg
(84, 84') in einer zweiten Ebene angeordnet ist und
daß die beiden Ebenen so zueinander versetzt sind,
daß beim Aufsetzen des zweiten Gehäuseteils
(35, 35'; 35'') auf die Dichtfläche (86) der erste
Dichtsteg (82) diese vor dem zweiten Dichtsteg
(84, 84') berührt.
26. Kompressor nach Anspruch 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß der zweite Dichtsteg (84, 84') nach
giebig im zweiten Gehäuseteil (35, 35'; 35'') gela
gert ist.
27. Kompressor nach einem der vorhergehenden An
sprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß das
zweite Gehäuseteil (35, 35'; 35'') in sich elastisch
ausgebildet ist und quasi als Federelement wirkt.
28. Kompressor nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtstege
(82; 84, 84') mit Dichtungseinrichtungen (D) versehen
sind.
29. Kompressor nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Ebenen der Dichtstege (82; 84, 84') um 0,04 mm bis
0,12 mm, vorzugsweise um 0,06 mm bis 0,10 mm, ins
besondere um 0,08 mm, gegeneinander versetzt sind.
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