DE19822615A1 - Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühl- und Heiz­ vorrichtung für ein Fahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug, die in der Lage ist, die Kühlung und die Erwärmung unter Verwendung eines Kühlmittel-Kom­ pressors und einer in den Kompressor integrierten Vis­ kosfluid-Kupplung zu bewirken.

Eine Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug, die in der Lage ist, die Kühlung und die Erwärmung unter Ver­ wendung eines Kühlmittel-Kompressors und einer in den Kompressor integrierten Viskosfluid-Kupplung zu bewir­ ken, und die eine ausgezeichnete Montierbarkeit, ein verringertes Gewicht und niedrige Kosten aufweist, ist bereits bekannt (Japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 5-8633).

Diese Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug umfaßt einen Kühlkreislauf, der einen Kühlmittel-Kompressor mit einer Ansaugkammer, einer Auslaßkammer und einer Verdichtungskammer zum Verdichten eines Kühlmittels in der Verdichtungskammer und zum Ausgeben des Kühlmit­ tels, einen Verflüssiger, ein Entspannungsventil und einen Verdampfer aufweist. Außerdem umfaßt diese Kühl- und Heizvorrichtung eine Eingangswelle, die in Wirkver­ bindung mit einem Motor steht, eine Viskos­ fluid-Kupplung, um die Eingangswelle mittels eines viskosen Fluids an eine Antriebswelle des Kühlmittel-Kompressors zu kuppeln, Blockiermittel zum wahlweisen Blockieren der Drehung der Antriebswelle, und eine Wärmetauschvor­ richtung, die auf der Wärme beruhend arbeitet, welche in der Viskosfluid-Kupplung aufgrund einer Relativ-Dreh­ bewegung zwischen der blockierten Antriebswelle und der Eingangswelle erzeugt wird.

Das Blockieren der Antriebswelle wird durch eine Sperre bewirkt, welche durch ein erregtes Solenoid entgegen der Rückstellkraft einer Feder betätigt wird, um in Eingriff mit dem hinteren Ende der Antriebswelle zu ge­ langen.

Wenn die Antriebswelle des Kühlmittel-Kompressors frei­ gegeben wird, dann wird bei dieser Kühl- und Heizvor­ richtung die Drehung der Eingangswelle, welche durch den Motor gedreht wird, aufgrund der Viskosreibung des viskosen Fluids in der Viskosfluid-Kupplung auf die An­ triebswelle übertragen, und die Antriebswelle dreht sich. Dadurch bewirkt der Kühlmittel-Kompressor den Verdichtungsvorgang und verursacht die Zirkulation des verdichteten Kühlmittels durch den Kühlkreislauf, um den Fahrgastraum des Fahrzeuges zu kühlen. In diesem Fall sind die Eingangswelle und die Antriebswelle auf­ grund der Viskosfluid-Kupplung kaum relativ zueinander verdrehbar, so daß keine Wärme durch das viskose Fluid erzeugt wird und kein Wärmetausch zwischen der Viskos­ fluid-Kupplung und der Wärmetauschvorrichtung bewirkt wird, mit dem Ergebnis, daß der Fahrgastraum des Fahr­ zeuges nicht erwärmt wird.

Wird die Antriebswelle des Kühlmittel-Kompressors bloc­ kiert, dann wird die Drehung der Eingangswelle nicht auf die Antriebswelle übertragen, während die Eingangs­ welle durch den Motor gedreht wird. Dadurch sind die Eingangswelle und die Antriebswelle aufgrund der Vis­ kosfluid-Kupplung relativ zueinander verdrehbar und es wird Wärme durch die Scherwirkung erzeugt, der das vis­ kose Fluid unterworfen wird. Die dadurch erzeugte Wärme wird in der Wärmetauschvorrichtung getauscht, und der Fahrgastraum des Fahrzeuges wird erwärmt. In diesem Fall dreht sich die Antriebswelle nicht, so daß der Kühlmittel-Kompressor den Verdichtungsvorgang nicht durchführt und kein verdichtetes Kühlmittel durch den Kühlkreislauf zirkuliert, mit dem Ergebnis, daß der Fahrgastraum des Fahrzeuges nicht gekühlt wird.

Auf diese Weise wird bei dieser Kühl- und Heizvorrich­ tung für ein Fahrzeug die Antriebswelle wahlweise bloc­ kiert oder freigegeben, so daß der Kühlmittel-Kompres­ sor oder die Wärmetauschvorrichtung wahlweise betrieben werden, um den Fahrgastraum des Fahrzeuges zu kühlen oder zu erwärmen.

Bei der vorstehend beschriebenen, bekannten Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug weist jedoch die Vis­ kosfluid-Kupplung keinen veränderlichen Mechanismus auf, und das durch die Viskosfluid-Kupplung übertragene Drehmoment kann nicht verändert werden. Somit ändert sich die Drehgeschwindigkeit des Kühlmittel-Kompressors in Abhängigkeit einer Änderung der Drehgeschwindigkeit des Motors. Dadurch ist es für den Kühlmittel-Kompressor erforderlich, die Qualität der Teile hin­ sichtlich einer Benutzung über einen breiten Drehge­ schwindigkeitsbereich hinweg zu garantieren, von einer niederen Geschwindigkeit bis zu einer hohen Geschwin­ digkeit. Insbesondere ist es erforderlich, zur Lagerung der Antriebswelle oder dergleichen teure Lager zu ver­ wenden, die dafür ausgelegt sind, hohen Belastungen standzuhalten, so daß sie in einem Bereich hoher Dreh­ geschwindigkeit geeignet verwendet werden können, was einen Anstieg der Herstellungskosten hervorruft.

Ferner bedeutet die Tatsache, daß die Viskos­ fluid-Kupplung keinen veränderlichen Mechanismus aufweist, daß keine veränderliche Eigenschaft in der Wärme­ tauschvorrichtung vorgesehen ist, die auf der Wärme be­ ruhend arbeitet, welche in der Viskosfluid-Kupplung er­ zeugt wird. Dies führt zu dem Ergebnis, daß in einem Bereich mit hoher Geschwindigkeit des Motors das visko­ se Fluid übermäßig erhitzt wird. Dies hat zur Folge, daß das viskose Fluid vorzeitig verschlechtert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die vorstehend genannten Probleme zu lösen und eine Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, die eine Viskosfluid-Kupplung mit einem verän­ derlichen Mechanismus umfaßt, um die Kosten für Lager oder dergleichen für einen Kühlmittel-Kompressor zu verringern und um das viskose Fluid in der Viskos­ fluid-Kupplung davor zu bewahren, vorzeitig degradiert, ther­ misch zersetzt oder sonstwie verschlechtert zu werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug, die in ei­ nern Kühlkreislauf mit einem Verflüssiger, einem Ent­ spannungsventil und einem Verdampfer vorgesehen ist und die folgendes umfaßt:
einen Kühlmittel-Kompressor mit einer Verdichtungskam­ mer, einer Ansaugkammer, welche mit dem Verdampfer in Verbindung steht, einer Auslaßkammer, welche mit dem Verflüssiger in Verbindung steht, einer Antriebswelle und mit einem von der Antriebswelle angetriebenen Ele­ ment zum Verdichten eines Kühlmittels in der Verdich­ tungskammer;
eine Eingangswelle, die mit einem Motor in Wirkverbin­ dung steht;
eine Viskosfluid-Kupplung, um die Eingangswelle mittels eines viskosen Fluids an die Antriebswelle des Kühlmit­ tel-Kompressors zu kuppeln;
Blockiermittel, um wahlweise die Drehung der Antriebs­ welle zu blockieren;
eine Wärmetauschvorrichtung zum Austausch von Wärme, die bei blockierter Antriebswelle in der Viskos­ fluid-Kupplung aufgrund einer Relativ-Drehbewegung zwischen der Antriebswelle und der Eingangswelle erzeugt wird;
wobei die Viskosfluid-Kupplung eine Durchflußregelvor­ richtung zur Steuerung oder Regelung der Menge an vis­ kosem Fluid, welche in der Viskosfluid-Kupplung arbei­ tet, um das auf die Antriebswelle übertragene Drehmo­ ment zu ändern zur Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle und damit der Leistung des Kühlmit­ tel-Kompressors, sowie um die Menge an erzeugter Wärme zu ändern zur Veränderung der Leistung der Wärme­ tauschvorrichtung.

Bei dieser Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug kann die Menge an viskosem Fluid in der Viskos­ fluid-Kupplung durch die Viskosfluid-Durchflußregelvorrich­ tung gesteuert oder geregelt werden, so daß durch Steuerung oder Regelung der Menge an viskosem Fluid das auf die Antriebswelle übertragene Drehmoment geändert wird, um dabei die Drehgeschwindigkeit der Antriebswel­ le und dadurch die Leistung des Kühlmittel-Kompressors zu ändern, sowie um die Menge an erzeugter Wärme zu än­ dern zur Veränderung der Leistung der Wärmetauschvor­ richtung.

Betrachtet man die Leistung des Kühlmittel-Kompressors, so heißt das, daß sich die Viskos-Reibungskraft des viskosen Fluids erhöht mit einem Anstieg der Menge an viskosem Fluid, selbst wenn die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle unverändert bleibt, und folglich wird ein erhöhtes Drehmoment auf die Antriebswelle übertragen, und es ist deshalb möglich, die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle und die Leistung des Kühlmittel-Kompres­ sors zu steigern. Wenn andererseits die Menge an visko­ sem Fluid verringert wird, dann wird die Reibungskraft des viskosen Fluids verringert, selbst wenn die Drehge­ schwindigkeit der Eingangswelle unverändert bleibt. Da­ durch wird ein verringertes Drehmoment auf die An­ triebswelle übertragen, wodurch die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle sinkt und die Leistung des Kühlmit­ tel-Kompressors sich verringert.

Da es möglich ist, eine vorgegebene Kühlleistung im Fahrgastraum aufrecht zu erhalten, selbst wenn die Lei­ stung des Kühlmittel-Kompressors mit einem Anstieg der Drehgeschwindigkeit des Motors sinkt, ist es bei diesem Kühlmittel-Kompressor von Vorteil, die Menge an visko­ sem Fluid zu verringern, um das auf die Antriebswelle übertragene Drehmoment zu reduzieren, so daß die Dreh­ geschwindigkeit der Antriebswelle abnimmt und die Lei­ stung des Kühlmittel-Kompressors absinkt, wenn der Mo­ tor mit einer hohen Geschwindigkeit läuft. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle niedriger als die Drehgeschwindigkeit des Motors zu halten, wenn der Motor mit einer hohen Dreh­ geschwindigkeit läuft. Dadurch ist es möglich, die Ko­ sten für die Lager zur Lagerung der Antriebswelle zu senken. Zusätzlich ist es möglich, die Lebensdauer des Kühlmittel-Kompressors zu verlängern und die Zuverläs­ sigkeit des Kühlmittel-Kompressors selbst zu verbes­ sern, da die Bestandteile nicht unter den harten Bedin­ gungen hoher Drehgeschwindigkeiten betrieben werden, bei denen die Teile dazu neigen, leicht zu zerbrechen. Außerdem kann, selbst wenn ein Kühlmittel-Kompressor vom Typ mit konstanter Leistung verwendet wird, die Leistung des Kühlmittel-Kompressors geändert werden. Durch Verwendung eines Kühlmittel-Kompressors vom Typ mit konstanter Leistung ist es daher möglich, das Ge­ wicht und die Kosten des Kompressors selbst zu verrin­ gern.

Betrachtet man die Leistung der Wärmetauschvorrichtung, so kann die Menge an Wärme, die durch die Scherwirkung, der das viskose Fluid unterworfen wird, erzeugt wird, erhöht werden, indem die Menge an viskosem Fluid erhöht wird, selbst wenn die Drehgeschwindigkeit der Eingangs­ welle konstant ist, so daß die Leistung der Wärme­ tauschvorrichtung erhöht werden kann. Wenn andererseits die Menge an viskosem Fluid verringert wird, verringert sich die Menge an Wärme, die durch die Scherwirkung auf das viskose Fluid erzeugt wird, so daß die Leistung der Wärmetauschvorrichtung abnimmt.

Dadurch kann bei der Viskosfluid-Kupplung, wenn der Mo­ tor mit hoher Geschwindigkeit läuft, die Menge an vis­ kosem Fluid in der Viskosfluid-Kupplung verringert wer­ den, um übermäßige, durch das viskose Fluid erzeugte Wärme zu vermeiden und das viskose Fluid davor zu be­ wahren, vorzeitig degradiert, thermisch zersetzt oder sonstwie verschlechtert zu werden.

Bei dieser Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug werden, mit anderen Worten gesagt, der Kühlmittel-Kom­ pressor oder die Wärmetauschvorrichtung wahlweise be­ trieben, um den Fahrgastraum zu kühlen oder zu erwär­ men, und zwar durch die Auswahl zwischen Blockieren oder Freigeben der Antriebswelle, ähnlich wie bei der eingangs beschriebenen, bekannten Kühl- und Heizvor­ richtung für ein Fahrzeug.

Wird die Antriebswelle des Kühlmittel-Kompressors frei­ gegeben, dann wird die Drehung der Eingangswelle, die vom Motor gedreht wird, aufgrund der Viskosreibung des viskosen Fluids in der Viskosfluid-Kupplung auf die An­ triebswelle übertragen, so daß die Antriebswelle sich dreht. Dadurch bewirkt der Kühlmittel-Kompressor den Verdichtungsvorgang und verursacht die Zirkulation des verdichteten Kühlmittels durch den Kühlkreislauf, um den Fahrgastraum des Fahrzeuges zu kühlen. In diesem Fall erlaubt die Viskosfluid-Kupplung kaum eine Rela­ tivdrehung zwischen der Eingangswelle und der Antriebs­ welle, so daß keine Wärme durch das viskose Fluid er­ zeugt wird und keine Wärme über die Wärmetauschvorrich­ tung ausgetauscht wird, mit dem Ergebnis, daß der Fahr­ gastraum des Fahrzeuges nicht erwärmt wird.

Wird die Antriebswelle des Kühlmittel-Kompressors bloc­ kiert, dann wird die Drehung der Eingangswelle nicht auf die Antriebswelle übertragen, obwohl die Eingangs­ welle vom Motor gedreht wird. Dadurch erlaubt die Vis­ kosfluid-Kupplung eine Relativdrehung zwischen der Ein­ gangswelle und der Antriebswelle, und es wird Wärme durch die Scherwirkung auf das viskose Fluid erzeugt. Die so erzeugte Wärme wird über die Wärmetauschvorrich­ tung ausgetauscht, und der Fahrgastraum des Fahrzeuges wird erwärmt. Das heißt, die Viskosfluid-Kupplung ar­ beitet als ein Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ. In diesem Fall wird die Antriebswelle nicht gedreht, so daß der Kühlmittel-Kompressor keinen Verdichtungsvor­ gang bewirkt und kein verdichtetes Kühlmittel durch den Kühlkreislauf zirkuliert, mit dem Ergebnis, daß der Fahrgastraum des Fahrzeuges nicht gekühlt wird.

Vorzugsweise umfaßt die Viskosfluid-Kupplung einen er­ sten Rotor, der an der Eingangswelle befestigt ist, ei­ nen zweiten Rotor, der an der Antriebswelle in einer dem ersten Rotor gegenüberliegenden Anordnung mit einem vorgegebenen Spalt befestigt ist, eine Arbeitskammer, die das viskose Fluid enthält, und eine Speicherkammer, die mit der Arbeitskammer über eine Rückfuhrleitung und eine Zufuhrleitung in Verbindung steht; und die Durch­ flußregelvorrichtung weist ein Durchflußregelventil auf zur Steuerung oder Regelung des Öffnungsgrads der Rück­ fuhrleitung und/oder Zufuhrleitung als Reaktion auf die Drehgeschwindigkeit des Motors.

Bei dieser Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug dreht sich der an der Eingangswelle befestigte erste Rotor, wenn die Antriebswelle freigegeben wird, so daß der zweite Rotor sich aufgrund der Viskosreibung des viskosen Fluids dreht und das Drehmoment auf die An­ triebswelle übertragen wird, um diese zu drehen, wo­ durch der Kühlmittel-Kompressor betrieben wird. In die­ sem Fall ist es möglich, die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle zu ändern und damit die Leistung des Kühlmittel-Kompressors als Reaktion auf die Drehge­ schwindigkeit des Motors, indem der Öffnungsgrad der Rückfuhrleitung oder der Zufuhrleitung, welche die Ar­ beitskammer mit der Speicherkammer verbinden, durch das Durchflußregelventil in Abhängigkeit von der Drehge­ schwindigkeit des Motors gesteuert oder geregelt wird, um die Menge an viskosem Fluid in der Arbeitskammer zu steuern oder zu regeln. Durch eine angemessene Regelung des Öffnungsgrades des Durchflußregelventils bezüglich der Drehgeschwindigkeit des Motors ist es daher mög­ lich, die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle ord­ nungsgemäß zu regeln oder die Leistung des Kühlmittel- Kompressors ordnungsgemäß zu regeln. Dies ermöglicht es, den Betrieb unter den harten Bedingungen hoher Drehgeschwindigkeiten zu vermeiden, bei denen die Teile dazu neigen, leicht zu zerbrechen.

Wenn die Antriebswelle blockiert wird, dreht sich der zweite Rotor nicht, obwohl sich der an der Eingangswel­ le befestigte erste Rotor dreht. Folglich tritt eine Relativdrehung zwischen dem ersten Rotor und dem zwei­ ten Rotor auf, und durch Scherwirkung auf das viskose Fluid zwischen den zwei Rotoren wird Wärme erzeugt. Da der Öffnungsgrad der Rückfuhrleitung oder der Zufuhr­ leitung, welche die Arbeitskammer mit der Speicherkam­ mer verbinden, durch das Durchflußregelventil in Abhän­ gigkeit der Drehgeschwindigkeit des Motors gesteuert oder geregelt wird, um die Menge an viskosem Fluid zu steuern oder zu regeln, ist es in diesem Falle möglich, die Menge an Wärme, die durch das viskose Fluid erzeugt wird, zu ändern und somit die Leistung der Wärme­ tauschvorrichtung. Durch passende Regelung des Öff­ nungsgrades des Durchflußregelventils in Abhängigkeit der Drehgeschwindigkeit kann die Menge an Wärme, welche durch das viskose Fluid erzeugt wird, geregelt werden. Dadurch ist es möglich, übermäßige Wärme zu vermeiden, welche durch das viskose Fluid erzeugt wird, und das viskose Fluid davor zu bewahren, vorzeitig verschlech­ tert zu werden.

Das Durchflußregelventil kann derart ausgestaltet sein, daß es den Öffnungsgrad sowohl der Rückfuhrleitung als auch der Zufuhrleitung steuert oder regelt. Oder das Durchflußregelventil kann ein einfaches Ventil sein, welches eine dieser Leitung öffnet und schließt.

Vorzugsweise ist das Blockiermittel als Zufuhrmittel für flüssiges Kühlmittel ausgebildet, um von einer Kühlmittelleitung zwischen dem Verflüssiger und dem Entspannungsventil flüssiges Kühlmittel der Ansaugkam­ mer des Kühlmittel-Kompressors zuzuführen.

Soll bei dieser Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahr­ zeug die Antriebswelle blockiert werden, um den Betrieb des Kühlmittel-Kompressors einzustellen, dann wird das flüssige Kühlmittel durch die Zufuhrmittel aus der Kühlmittelleitung zwischen dem Verflüssiger und dem Entspannungsventil, welche Teile des Kühlkreislaufes sind, der Ansaugkammer des Kühlmittel-Kompressors zuge­ führt. Um das flüssige Kühlmittel aus der Kühlmittel­ leitung zwischen dem Verflüssiger und dem Entspannungs­ ventil der Ansaugkammer des Kühlmittel-Kompressors zu­ zuführen, ist es möglich, eine Zweigleitung mit einem steuerbaren Ventil und einer Pumpe vorzusehen, die von der Kühlmittelleitung zwischen dem Verflüssiger und dem Entspannungsventil abzweigt und mit der Ansaugkammer des Kühlmittel-Kompressors verbunden ist.

Dann wird das flüssige Kühlmittel von der Ansaugkammer in die Verdichtungskammer eingesaugt und darin verdich­ tet. Das Verdichten des flüssigen Kühlmittels erzeugt einen sehr hohen Druck, verglichen mit einem gasförmi­ gen Kühlmittel, das verdichtet wird, so daß ein sehr großes Drehmoment erforderlich ist, um die Antriebswel­ le des Kühlmittel-Kompressors zu drehen. Folglich dreht sich die Antriebswelle nicht, sondern bleibt blockiert, wenn sich die Eingangswelle dreht, während das flüssige Kühlmittel der Ansaugkammer zugeführt wird.

Deshalb braucht im Kühlmittel-Kompressor kein eigen­ ständiges Teil vorgesehen sein, um die Antriebswelle zu blockieren, und der Kühlmittel-Kompressor selber wird mit verringertem Gewicht und verminderten Kosten ver­ wirklicht.

Vorzugsweise weist die Eingangswelle eine erste Leitung auf, die sich in axialer Richtung erstreckt und mit ei­ ner Öffnung versehen ist, welche an einer Stirnfläche derselben auf der Seite der Antriebswelle ausgebildet ist, und die Antriebswelle weist eine zweite Leitung auf, die sich in axialer Richtung erstreckt und mit ei­ ner Öffnung versehen ist, welche an einer Stirnfläche derselben auf der Seite der Eingangswelle ausgebildet ist;
wobei ein Verbindungsstück derart vorgesehen ist, daß ein Ende des Verbindungsstückes flüssigkeitsdicht in die Öffnung der ersten oder der zweiten Leitung einge­ preßt oder einstückig damit ausgebildet ist und daß das andere Ende des Verbindungsstückes flüssigkeitsdicht und relativ verdrehbar mit der Öffnung der jeweils an­ deren der ersten bzw. zweiten Leitung in Eingriff steht, wobei das Verbindungsstück eine Verbindungslei­ tung aufweist, die sich in axialer Richtung durch das Verbindungsstück erstreckt, um die erste Leitung und die zweite Leitung gegenseitig zu verbinden; wobei derjenige erste oder zweite Rotor, der die erste bzw. zweite Leitung aufweist, in die ein Ende des Ver­ bindungsstückes flüssigkeitsdicht eingepreßt oder die mit diesem einstückig ausgebildet ist, mit der Verbin­ dungsleitung in Verbindung steht und einen Hohlraum aufweist, der sich zumindest in radialer Richtung er­ streckt; und
wobei das flüssige Kühlmittel von der Kühlmittelleitung zwischen dem Verflüssiger und dem Entspannungsventil der ersten oder der zweiten Leitung zugeführt werden kann.

Bei dieser Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug wird das flüssige Kühlmittel von der Kühlmittelleitung zwischen dem Verflüssiger und dem Entspannungsventil, welche Teile des Kühlkreislaufes sind, der ersten Lei­ tung in der Eingangswelle oder der zweiten Leitung in der Antriebswelle zugeführt, wenn die Antriebswelle blockiert ist, und insbesondere wenn der Motor mit ho­ her Geschwindigkeit läuft und die Temperatur des visko­ sen Fluids ansteigt. Wenn das flüssige Kühlmittel bei­ spielsweise der ersten Leitung zugeführt werden soll, dann wird die erste Leitung in der Stirnfläche der Ein­ gangswelle auf der der Antriebswelle abgewandten Seite geöffnet, und diese Öffnung wird mit einem Ende der Zweigleitung verbunden, die ein Öffnungs- und Schließ­ ventil aufweist, welches von der Kühlmittelleitung zwi­ schen dem Verflüssiger und dem Entspannungsventil ab­ zweigt, durch Eingriff mit dem anderen Ende der Zweig­ leitung. Ein Ende der Zweigleitung ist mittels einer Lippendichtung oder dergleichen an der Öffnung flüssig­ keitsdicht befestigt, in einer Weise, daß ein Verdrehen relativ zueinander möglich ist. Um andererseits das flüssige Kühlmittel der zweiten Leitung zuzuführen, wird das flüssige Kühlmittel von der Kühlmittelleitung zwischen dem Verflüssiger und dem Entspannungsventil durch die Zweigleitung der Ansaugkammer zugeführt, und die Ansaugkammer steht in Verbindung mit der zweiten Leitung der Antriebswelle.

Dann wird das flüssige Kühlmittel von der ersten Lei­ tung oder von der zweiten Leitung durch die Verbin­ dungsleitung des Verbindungsstückes einem Hohlraum in dem Rotor zugeführt, der auf der Seite angeordnet ist, auf der ein Ende des Verbindungsstückes eingepreßt oder einstückig ausgebildet ist. Das dem Rotor zugeführte, flüssige Kühlmittel wird aufgrund der Wärme des visko­ sen Fluids, das auf eine hohe Temperatur aufgeheizt ist, verdampft. Dem viskosen Fluid wird aufgrund der Verdampfungswärme beim Verdampfen des flüssigen Kühl­ mittels Wärme entzogen, d. h. die Temperatur des visko­ sen Fluids nimmt ab und das viskose Fluid wird davor bewahrt, über seinen Grenzwert hinaus übermäßig erwärmt zu werden, und wird davor bewahrt, zu einem frühen Zeitpunkt verschlechtert zu werden.

Das in dem Hohlraum des Rotors verdampfte, gasförmige Kühlmittel strömt durch die Verbindungsleitung des Ver­ bindungsstückes von der ersten Leitung oder der zweiten Leitung aus auf die Seite, die der Seite gegenüber­ liegt, an der das flüssige Kühlmittel zugeführt wird. Das gasförmige Kühlmittel, das aus der ersten Leitung strömt, wird direkt zu der Kühlmittelleitung zwischen dem Kühlmittel-Kompressor und dem Verflüssiger geführt. Das gasförmige Kühlmittel, das aus der zweiten Leitung strömt, wird durch die Ansaugkammer, die Verdichtungs­ kammer und die Auslaßkammer im Kühlmittel-Kompressor zu der Kühlmittelleitung zwischen dem Kühlmittel-Kom­ pressor und dem Verflüssiger geführt.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der nachfol­ genden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispie­ le unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen nä­ her erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Kühl- und Heizvor­ richtung für ein Fahrzeug gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 2 einen Längsschnitt eines Bereiches der Kühl- und Heizvorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild, das den Aufbau des Kühlkreislaufes gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel zeigt, wenn der Kühl­ mittel-Kompressor in Betrieb ist;

Fig. 4 ein Blockschaltbild, das den Aufbau des Kühlkreislaufes gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel zeigt, wenn die Viskos­ fluid-Kupplung als ein Wärmegenerator vom Viskos­ fluid-Typ betrieben wird;

Fig. 5 einen Längsschnitt einer Kühl- und Heizvor­ richtung für ein Fahrzeug gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 6 einen Längsschnitt eines Bereiches der Kühl- und Heizvorrichtung von Fig. 5;

Fig. 7 einen Querschnitt eines Bereiches der Kühl- und Heizvorrichtung längs der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 einen ausschnittsweise dargestellten Längs­ schnitt der Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug;

Fig. 9 ein Blockschaltbild, das den Aufbau des Kühlkreislaufes gemäß dem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel zeigt, wenn die Viskos­ fluid-Kupplung als Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ betrieben wird und das viskose Fluid ge­ kühlt wird;

Fig. 10 einen Längsschnitt einer Kühl- und Heizvor­ richtung für ein Fahrzeug gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung; und

Fig. 11 ein Blockschaltbild, das den Aufbau des Kühlkreislaufes gemäß dem dritten Ausfüh­ rungsbeispiel zeigt, wenn die Viskos­ fluid-Kupplung als Wärmegenerator vom Viskosfluid- Typ betrieben wird und das viskose Fluid ge­ kühlt wird.

Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen be­ schrieben.

Eine Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug umfaßt eine Viskosfluid-Kupplung 1 und einen Kompressor 2 vom Taumelscheiben-Typ (Kühlmittel-Kompressor), welcher als Typ mit konstanter Leistung und mit der Viskos­ fluid-Kupplung 1 integriert ausgebildet ist. Der Kompressor 2 ist in einem Kühlkreislauf angeordnet, welcher einen Verflüssiger 43, ein Entspannungsventil 44 und einen Verdampfer 45 umfaßt, wie in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist.

Bei dieser Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug sind eine hintere Stirnfläche eines vorderen Gehäuses 3 und eine vordere Stirnfläche eines Zylinderblockes 4 über eine Zwischenplatte 5 mittels Bolzen oder Schrau­ ben 6 miteinander verbunden. Eine hintere Stirnfläche des Zylinderblockes 4 und eine vordere Stirnfläche ei­ nes hinteren Gehäuses 7 sind mittels Bolzen oder Schrauben 8 miteinander verbunden. Die Viskos­ fluid-Kupplung 1 umfaßt das vordere Gehäuse 3, und der Tau­ melscheiben-Kompressor 2 umfaßt den Zylinderblock 4 und das hintere Gehäuse 7.

Bei der Viskosfluid-Kupplung 1 sind eine vordere Platte 9 und eine hintere Platte 10 unter Zwischenlage eines O-Ringes in das vordere Gehäuse 3 eingebracht. Ein ver­ tiefter Bereich, der in der hinteren Stirnfläche der vorderen Platte 9 ausgebildet ist, bildet zusammen mit einer ebenen, vorderen Fläche der hinteren Platte 10 eine Arbeitskammer 11. Die hintere Platte 10 weist eine Rückfuhröffnung 10a, die als Rückfuhrleitung dient und mit einem zentralen oberen Teil der Arbeitskammer 11 in Verbindung steht, und eine Zufuhröffnung 10b auf, die als Zufuhrleitung dient und mit einem zentralen unteren Teil der Arbeitskammer 11 in Verbindung steht, wobei beide Öffnungen durch die Wand der hinteren Platte 10 hindurch, von der ebenen vorderen Fläche zur hinteren Stirnfläche derselben gehend, ausgebildet sind.

Bogenförmige Kühlrippen 9a springen im äußeren Randbe­ reich der vorderen Fläche der vorderen Platte 9 nach vorne vor und bilden zusammen mit dem äußeren Randbe­ reich der Innenfläche des vorderen Gehäuses 3 einen vorderen Wassermantel FW, welcher als eine vordere Wär­ meaufnahmekammer dient und in Nachbarschaft zum vorde­ ren Teil der Arbeitskammer 11 steht. Zudem bilden die obere Seite der hinteren Platte 10 und der obere Be­ reich der vorderen Stirnfläche der Zwischenplatte 5 ei­ nen hinteren Wassermantel RW, welcher als eine hintere Wärmeaufnahmekammer dient und in Nachbarschaft zum hin­ teren Teil der Arbeitskammer 11 steht. Außerdem bilden der untere Bereich der hinteren Fläche der hinteren Platte 10 und der untere Bereich der vorderen Stirnflä­ che der Zwischenplatte 5 eine Speicherkammer SR. Die Speicherkammer SR steht über die Rückfuhröffnung 10a der hinteren Platte 10 in Verbindung mit einem zentra­ len oberen Teil der Arbeitskammer 11 und ferner über die Zufuhröffnung 10b der hinteren Platte 10 in Verbin­ dung mit einem zentralen unteren Teil der Arbeitskammer 11. Zusätzlich sind eine Wasser-Einlaßöffnung und eine Wasser-Auslaßöffnung, welche nicht dargestellt sind, benachbart zueinander in der äußeren Randfläche des vorderen Gehäuses 3 ausgebildet, wobei die Wasser-Ein­ laßöffnung und die Wasser-Auslaßöffnung jeweils mit dem vorderen und dem hinteren Wassermantel FW bzw. RW in Verbindung stehen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Wasser-Einlaßöffnung und die Wasser-Auslaßöffnung mit dem Heizkreislauf verbunden.

Ein Lager 12, das eine Wellenabdichtvorrichtung ent­ hält, ist in einer Nabe 9b der vorderen Platte 9, be­ nachbart zur Arbeitskammer 11, vorgesehen, und ein Paar von Lagern 13 ist in einer Nabe 3a des vorderen Gehäu­ ses 3 vorgesehen. Eine Eingangswelle 14 wird drehbar von diesen Lagern 12 und 13 gelagert. Eine Riemenschei­ be 15, die über einen Riemen mit einem Motor verbunden ist (nicht dargestellt), ist an dem vorderen Ende der Eingangswelle 14 mittels eines Bolzens oder einer Schraube 15a befestigt. Außerdem ist ein schlanker Ab­ schnitt 14a mit einem verringerten Durchmesser am hin­ teren Ende der Eingangswelle 14 ausgebildet, und eine Nabe eines ersten Rotors 16 in Form einer ebenen Schei­ be ist auf dem schlanken Abschnitt 14a befestigt. Der erste Rotor 16 ist in der Arbeitskammer 11 drehbar. Ei­ ne Antriebswelle 17 des Taumelscheiben-Kompressors 2 ist koaxial konzentrisch zu der Eingangswelle 14 in der Speicherkammer SR und in dem Zylinderblock 4 angeord­ net. Eine Nabe eines zweiten Rotors 18 in Form einer ebenen Scheibe ist an dem vorderen Ende der Antriebs­ welle 17 befestigt. Der zweite Rotor 18 ist in der Ar­ beitskammer 11 drehbar. Die hintere Stirnfläche des er­ sten Rotors 16 und die vordere Stirnseite des zweiten Rotors 18 liegen einander in der Arbeitskammer 11 über einen vorgegebenen Spalt C gegenüber (siehe Fig. 6). Außerdem ist in der Arbeitskammer 11 und in der Spei­ cherkammer SR ein Silikonöl enthalten, das als viskoses Fluid dient.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Durchfluß­ regel- oder -steuervorrichtung 20 zum Steuern oder Regeln der Menge des viskosen Fluids in der Speicherkammer SR in einem unteren Bereich des vorderen Gehäuses 3 angeord­ net. Wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist, umfaßt die Durchflußregelvorrichtung 20 ein im wesentlichen zylin­ drisches Trägerelement 21, welches am vorderen Gehäuse 3 befestigt ist, ein Durchflußregelventil 23, welches gleitend durch einen stabförmigen Trägerstift 22 gela­ gert wird, um sich in der Speicherkammer SR auf- und ab zu bewegen zur Steuerung oder Regelung des Öffnungs­ grads der Zufuhröffnung 10b, ein Verschlußelement 25, welches zusammen mit dem Durchflußregelventil 23 einen geschlossenen Arbeitsraum 24 in dem Trägerelement 21 bildet, eine Feder 26, welche in dem Arbeitsraum 24 zwischen dem Verschlußelement 25 und dem Durchflußre­ gelventil 23 angeordnet ist, um das Durchflußregelven­ til 23 nach oben vorzuspannen, d. h. in die Richtung zum Verringern des Öffnungsgrades der Zufuhröffnung 10b, sowie eine Unterdruckvorrichtung 28, um das Innere des Arbeitsraumes 24 über eine in dem Verschlußelement 25 ausgebildete Öffnung 25a und eine an das Verschlußele­ ment 25 angeschlossene Rohrleitung 27 zu evakuieren. Die Unterdruckvorrichtung 28 wird mittels eines Steuer­ signals von einer CPU (Central Processing Unit, zentra­ le Recheneinheit) betrieben (nicht dargestellt), welche auch die Drehgeschwindigkeit des Motors erfaßt.

In dem Taumelscheiben-Kompressor 2 ist im Zylinderblock 4 eine Taumelscheibenkammer 31 ausgebildet, wie in Fig. 1 dargestellt. Das hintere Gehäuse 7, das über eine Ventilplatte 32 an der hinteren Stirnfläche des Zylin­ derblocks 4 angebracht ist, bildet eine Ansaugkammer 33 im äußeren Randbereich und eine Auslaßkammer 34 im in­ neren Randbereich. Das hintere Gehäuse 7 bildet im mittleren Bereich eine Verbindungskammer 35, die mit der Taumelscheibenkammer 31 in Verbindung steht über eine im Zylinderblock 4 ausgebildete Leitung 4a und die mit der Ansaugkammer 33 in Verbindung steht über eine im hinteren Gehäuse 7 ausgebildete Leitung (nicht dar­ gestellt).

Das hintere Ende der Antriebswelle 17 wird von einem Radiallager 36 in der zentralen, axialen Bohrung des Zylinderblocks 4 gelagert. Der im wesentlichen mittlere Abschnitt der Antriebswelle 17 wird von einem Radialla­ ger 37 mit einer Wellenabdichtvorrichtung in der Nabe 5a der Zwischenplatte 5 gelagert.

Eine Taumelscheibe 38 ist für eine Drehung in der Tau­ melscheibenkammer 31 an der Antriebswelle 17 befestigt und ist durch den Zylinderblock 4 über Drucklager 39 axial gelagert. Eine Mehrzahl paralleler Bohrungen 40 (Verdichtungskammern) ist im Zylinderblock 4 um die An­ triebswelle 17 herum ausgebildet. Ein einfach-wirkender Kolben 42 ist in jede Bohrung 40 eingeführt und darin linear beweglich, wobei der Kolben 42 über ein Paar von Schuhen 41 an der Taumelscheibe 38 verankert ist.

Die Ventilplatte 32 weist Ansaugöffnungen 32a auf, um die Ansaugkammer 33 über Ansaugventile (nicht darge­ stellt) mit den Bohrungen 40 zu verbinden, und Auslaß­ öffnungen 32b, um die Auslaßkammer 34 mit den Bohrungen 40 über Auslaßventile (nicht dargestellt) zu verbinden, deren Öffnungsgrad mittels Sprengringe (nicht darge­ stellt) begrenzt ist.

Wie in Fig. 3 dargestellt, ist die Kühl- und Heizvor­ richtung für ein Fahrzeug mit der vorstehend genannten Ausgestaltung in einen Kühlkreislauf eingebaut, welcher den Verflüssiger 43, das Entspannungsventil 44 und den Verdampfer 45 umfaßt. Das bedeutet, daß eine mit dem Verdampfer 45 des Kühlkreislaufes verbundene Kühlmit­ telleitung mit der Ansaugkammer 33 des Taumel­ scheiben-Kompressors 2 verbunden ist und daß eine mit dem Ver­ flüssiger 43 verbundene Kühlmittelleitung mit der Aus­ laßkammer 34 des Taumelscheiben-Kompressors 2 verbunden ist. Bei diesem Kühlkreislauf verbindet ferner eine er­ ste Zweigleitung 46 die Kühlmittelleitung, die sich zwischen dem Verflüssiger 43 und dem Entspannungsventil 44 erstreckt, mit derjenigen Kühlmittelleitung, die sich zwischen dem Verdampfer 45 und dem Taumel­ scheiben-Kompressor 2 erstreckt. Ein Öffnungs-/Schließventil 47 und eine Pumpe 48 sind in der ersten Zweigleitung 46 angeordnet. Das Öffnungs-/Schließventil 47 und die Pum­ pe 48 werden gemäß der Steuerung der CPU betrieben. Die erste Zweigleitung 46, das Öffnungs-/Schließventil 47 und die Pumpe 48 bilden für flüssiges Kühlmittel ein Zufuhrmittel, welches als Blockiermittel zum Blockieren der Antriebswelle 17 wirkt. Statt der Verwendung des Zufuhrmittels für flüssiges Kühlmittel als Blockiermit­ tel ist es auch möglich, andere Mittel zu verwenden, wie beispielsweise eines, das später beim dritten Aus­ führungsbeispiel beschrieben werden wird, d. h. Mittel zu verwenden, bei denen eine Sperre entgegen einer Rückstellkraft einer Feder vorspringt, wenn ein So­ lenoid erregt wird, um so in Eingriff mit der hinteren Stirnfläche der Antriebswelle 17 gebracht zu werden.

Bei dieser Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug wird die Kupplungsfunktion der Viskosfluid-Kupplung 1 eingeschaltet oder abgeschaltet und ihre Leistung ver­ ändert, indem der Öffnungsgrad der Zufuhröffnung 10b durch das Durchflußregelventil 23 gesteuert oder gere­ gelt wird, um die Menge an viskosem Fluid in der Ar­ beitskammer 11 der Viskosfluid-Kupplung zu steuern oder zu regeln, so daß die Funktion der Viskosfluid-Kupplung 1 als ein Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ hinsicht­ lich Einschalten, Ausschalten und Ändern seiner Lei­ stung gesteuert oder geregelt werden kann, und so daß der Taumelscheiben-Kompressor 2 hinsichtlich Einschal­ ten, Ausschalten und Ändern seiner Leistung gesteuert oder geregelt werden kann.

Das heißt, um den Taumelscheiben-Kompressor 2 einzu­ schalten, während das Fahrzeug beispielsweise im Sommer betrieben wird, führt der Fahrgast den Vorgang einer "Anforderung von Kühlung" aus, so daß, wie in Fig. 3 gezeigt ist, die CPU das Öffnungs- und Schließventil 47 schließt, um die Pumpe 48 außer Betrieb zu setzen. In Fig. 3 zeigen Pfeile mit gestrichelter Linie den Durch­ fluß des gasförmigen Kühlmittels im Kühlkreislauf an, und Pfeile mit durchgezogener Linie zeigen der Durch­ fluß des flüssigen Kühlmittels an (gleiches gilt auch in den Fig. 4, 9 und 11). Daher wird das flüssige Kühl­ mittel vom Verflüssiger 43 nicht über die Zweigleitung 46 der Ansaugkammer 33 des Taumelscheiben-Kompressors 2 zugeführt. Das heißt, die Zufuhrmittel für flüssiges Kühlmittel als Blockiermittel werden nicht tätig, und die Antriebswelle 17 der Taumelscheiben-Kompressors 2 wird freigegeben. Auf den Vorgang der "Anforderung von Kühlung" hin bewirkt die CPU bei der Unterdruckvorrich­ tung 28, daß diese das Innere des Arbeitsraumes 24 über die Rohrleitung 27 und über die Öffnung 25a evakuiert. Dadurch bewegt sich das Durchflußregelventil 23 entge­ gen der Rückstellkraft der Feder 26 nach unten, wodurch die Zufuhröffnung 10b geöffnet wird und das viskose Fluid aus der Speicherkammer SR in die Arbeitskammer 11 fließt (der Zustand ist in Fig. 2 dargestellt). Im Er­ gebnis wird die Viskoskupplungsfunktion der Viskos­ fluid-Kupplung 1 eingeschaltet. Andererseits wird die Drehung des Motors über den Riemen und die Riemenschei­ be 15 auf die Eingangswelle 14 übertragen, so daß die Eingangswelle 14 sich dreht, ebenso wie der an der Ein­ gangswelle 14 befestigte erste Rotor 16. Daher dreht sich der zweite Rotor 18 aufgrund der Viskosreibung des viskosen Fluids, und ein Drehmoment wird auf die An­ triebswelle 17 übertragen, um letztere zu drehen.

Im Taumelscheiben-Kompressor 2 wird daher das zurück­ strömende gasförmige Kühlmittel aus dem Verdampfer 45 der Ansaugkammer 33 zugeführt. Da sich die Kolben 42 mit der Drehung der Antriebswelle 17 über die Taumel­ scheibe 38 linear in den Bohrungen 40 bewegen, gelangt das gasförmige Kühlmittel aus der Ansaugkammer 33 über die Ansaugöffnung 32a in die Bohrungen 40, wenn sich die Fassungsvermögen der Bohrungen 40 vergrößern. Da­ nach wird das verdichtete, gasförmige Kühlmittel von den Bohrungen 40 durch die Auslaßöffnungen 32b in die Auslaßkammer 34 ausgeschoben, wenn sich die Fassungs­ vermögen der Bohrungen 40 verringern. Das verdichtete, gasförmige Kühlmittel in der Auslaßkammer 34 wird an den Verflüssiger 43 abgegeben und fließt durch das Ent­ spannungsventil 44 in den Verdampfer 45. In diesem Fall wird die Umgebungsluft durch den Verdampfer 45 gekühlt, was auf der latenten Wärme beruht, um dabei das Innere des Fahrgastraumes eines Fahrzeuges zu kühlen.

Während der Taumelscheiben-Kompressor 2 in Betrieb ist, werden die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 17 des Taumelscheiben-Kompressors 2 und damit die Leistung des Taumelscheiben-Kompressors 2 angemessen geregelt, indem die Menge an viskosem Fluid in der Arbeitskammer 11 der Viskosfluid-Kupplung 1, d. h. die Leistung der Viskos­ kupplungsfunktion der Viskosfluid-Kupplung 1, in Abhän­ gigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Motors geeignet geregelt wird.

Das heißt die CPU betätigt die Unterdruckvorrichtung 28 geeignet in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Motors, die in die CPU eingegeben wird. Die Saug­ kraft der Unterdruckvorrichtung 28 wird so gesteuert, daß sie mit einem Anstieg der Drehgeschwindigkeit des Motors schwächer wird, so daß das Durchflußregelventil 23 durch die Rückstellkraft der Feder 26 angehoben und der Öffnungsgrad der Zufuhröffnung 10b verringert wer­ den. Dadurch verringert sich die Menge an viskosem Fluid, das von der Speicherkammer SR durch die Zufuhr­ öffnung 10b der Arbeitskammer 11 zugeführt wird. Folg­ lich sinkt die Viskosreibungskraft des viskosen Fluids in der Arbeitskammer 11, so daß das von der Eingangs­ welle 14 auf die Antriebswelle 17 übertragene Drehmo­ ment und die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 17 abnehmen. Folglich nimmt die Leistung der Taumelschei­ ben-Kompressors 2 ab. Wenn andererseits die Drehge­ schwindigkeit des Motors abnimmt, steigt die Saugkraft der Unterdruckvorrichtung 28 und das Durchflußregelven­ til 23 wird entgegen der Rückstellkraft der Feder 26 abgesenkt, um den Öffnungsgrad der Zufuhröffnung 10b zu vergrößern. Dadurch steigt die Menge an viskosem Fluid, das von der Speicherkammer SR durch die Zufuhröffnung 10b der Arbeitskammer 11 zugeführt wird, und die Vis­ kosreibungskraft des viskosen Fluids steigt in der Ar­ beitskammer 11. Folglich nimmt das von der Eingangswel­ le 14 auf die Antriebswelle 17 übertragene Drehmoment zu, und die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 17 nimmt zu. Dadurch steigt die Leistung des Taumelschei­ ben-Kompressors 2.

In einem Bereich mit hoher Geschwindigkeit des Motors wird, wenn die Geschwindigkeit des Motors größer ist als ein Wert, bei dem ein maximal übertragbares Drehmo­ ment durch die Viskosfluid-Kupplung 1 erzeugt wird, da die Antriebswelle 17 gegenüber der Eingangswelle 14 ei­ nen Schlupf aufweist, die Drehgeschwindigkeit der An­ triebswelle 17 kleiner als die Drehgeschwindigkeit des Motors.

Auf diese Weise kann die Menge an viskosem Fluid in der Arbeitskammer 11 der Viskosfluid-Kupplung 1 in Abhän­ gigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Motors ord­ nungsgemäß gesteuert oder geregelt werden, indem der Öffnungsgrad der Zufuhröffnung 10b durch das Durchfluß­ regelventil 23 gesteuert oder geregelt wird, wie oben beschreiben, so daß die Drehgeschwindigkeit der An­ triebswelle 17 des Taumelscheiben-Kompressors 2 und da­ mit die Leistung des Taumelscheiben-Kompressors 2 ge­ eignet gesteuert oder geregelt werden kann. Wenn der Motor mit höherer Geschwindigkeit läuft, kann daher die Drehgeschwindigkeit des Taumelscheiben-Kompressors 2 niedriger gehalten werden als die Drehgeschwindigkeit des Motors, so daß es möglich ist, die Kosten der Ra­ diallager 36 und 37 oder derjenigen zur Lagerung der Antriebswelle 17 zu verringern. Darüber hinaus kann vermieden werden, den Kompressor unter den harten Be­ dingungen hoher Geschwindigkeit zu betreiben, bei denen die Teile dazu neigen, leicht zerbrochen zu werden. Es ist somit möglich, die Lebensdauer des Taumel­ scheiben-Kompressors 2 zu verlängern und die Zuverlässigkeit des Taumelscheiben-Kompressors 2 selbst zu verbessern. Da die Leistung des Taumelscheiben-Kompressors 2 geändert werden kann, selbst wenn ein Taumelscheiben-Kompressors 2 vom Typ mit konstanter Leistung verwendet wird, ist es möglich, das Gewicht und die Kosten des Taumelschei­ ben-Kompressors 2 durch Verwendung des Kühl­ mittel-Kompressors 2 vom Typ mit konstanter Leistung zu ver­ ringern.

Während der Taumelscheiben-Kompressor 2 in Betrieb ist, tritt keine nennenswerte Relativdrehung zwischen dem ersten Rotor 16 und dem zweiten Rotor 18 in der Viskos­ fluid-Kupplung 1 auf, d. h., der erste Rotor 16 und der zweite Rotor 18 drehen sich zumeist synchron miteinan­ der, so daß das zwischen den beiden Rotoren 16 und 18 eingebrachte viskose Fluid keine Wärme erzeugt, und es wird keine Wärme mit dem Wasserkreislauf durch den vor­ deren und durch den hinteren Wassermantel FW bzw. RW ausgetauscht.

Um den in Betrieb befindlichen Taumelscheiben-Kom­ pressor 2 abzuschalten, führt der Fahrgast den Vorgang "keine Kühlung" aus, so daß die CPU den Betrieb der Un­ terdruckvorrichtung 28 nicht mehr fortsetzt und das In­ nere des Arbeitsraumes 24 nicht länger evakuiert, son­ dern zur Umgebungsluft hin geöffnet wird. Dadurch wird das Durchflußregelventil 23 durch die Rückstellkraft der Feder 26 angehoben, um die Zufuhröffnung 10b zu verschließen (Fig. 1). In diesem Fall, wenn das viskose Fluid nicht länger von der Speicherkammer SR durch die Zufuhröffnung 10b der Arbeitskammer 11 zugeführt wird, fließt das viskose Fluid in der Arbeitskammer 11 sofort nahezu vollständig durch die Rückfuhröffnung 10a in die Speicherkammer SR, da die Rückfuhröffnung 10a ständig offen ist. Im Ergebnis wird die Viskoskupplungsfunktion der Viskosfluid-Kupplung 1 abgeschaltet, die Drehung der Eingangswelle 14 wird nicht länger auf die An­ triebswelle 17 übertragen und der Taumel­ scheiben-Kompressor 2 wird ausgeschaltet.

Wenn es gewünscht wird, die Viskosfluid-Kupplung 1 als Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ zu betreiben, wäh­ rend das Fahrzeug beispielsweise im Winter betrieben wird, führt der Fahrgast den Vorgang "Anforderung von Wärme" aus, und die CPU öffnet das Öffnungs- und Schließventil 47 und betreibt die Pumpe 48, wie in Fig. 4 gezeigt. So wird das flüssige Kühlmittel vom Verflüs­ siger 43 durch die erste Zweigleitung 46 der Ansaugkam­ mer 33 des Taumelscheiben-Kompressors 2 zugeführt. Au­ ßerdem aktiviert die CPU aufgrund des Vorgangs "Anforderung von Wärme" die Unterdruckvorrichtung 28, um das Durchflußregelventil 23 entgegen der Rückstell­ kraft der Feder 26 abzusenken, zum Öffnen der Zufuhr­ öffnung 10b. Die Viskoskupplungsfunktion der Viskos­ fluid-Kupplung 1 wird dadurch aktiviert. Das Drehmoment der Eingangswelle 14 wird auf die Antriebswelle 17 übertragen, und die Antriebswelle 17 dreht sich. Folg­ lich wird das der Ansaugkammer 33 zugeführte, flüssige Kühlmittel in den Bohrungen 40 aufgenommen und in den Bohrungen 40 verdichtet. In diesem Fall erzeugt das Verdichten des flüssigen Kühlmittels jedoch einen sehr hohen Druck, verglichen mit dem Verdichten des gasför­ migen Kühlmittels, und ein sehr großes Drehmoment ist erforderlich, um die Antriebswelle 17 des Taumelschei­ ben-Kompressors 2 zu drehen. Daher wird, selbst wenn die Eingangswelle 14 sich in dem Zustand dreht, wenn das flüssige Kühlmittel der Ansaugkammer 33 zugeführt wird, die Antriebswelle 17 nicht gedreht, sondern bloc­ kiert. In anderen Worten, die Zufuhrmittel für das flüssige Kühlmittel wirken als Blockiermittel, und die Antriebswelle 17 des Taumelscheiben-Kompressors 2 wird blockiert. In diesem Fall wird die Saugkraft der Unter­ druckvorrichtung 28 gesteuert oder geregelt, um den Öffnungsgrad der Zufuhröffnung 10b, wie gefordert, ge­ eignet einzustellen, so daß die Leistung der Viskos­ kupplungsfunktion der Viskosfluid-Kupplung 1 in einem Bereich eingestellt werden kann, in dem die Antriebs­ welle 17 sich nicht dreht, während das flüssige Kühl­ mittel durch den Taumelscheiben-Kompressor 2 verdichtet wird. Zusätzlich wird, während das flüssige Kühlmittel durch den Taumelscheiben-Kompressor 2 verdichtet wird, das vom Verflüssiger 43 her fließenden flüssige Kühl­ mittel nahezu vollständig in die erste Zweigleitung 46 eingeleitet, statt zu dem Kreislauf mit dem Entspan­ nungsventil 44 zu fließen, da das Saugen durch die Pum­ pe 48 erfolgt und nicht durch den Taumel­ scheiben-Kompressor 2 und von dem Entspannungsventil ein hoher Strömungswiderstand 44 erzeugt wird.

In der Viskosfluid-Kupplung 1 dreht sich der zweite Ro­ tor 18 daher nicht, da die Antriebswelle 17 blockiert bleibt, obwohl sich der an der Eingangswelle 14 befe­ stigte erste Rotor 16 dreht. Folglich findet eine Rela­ tivdrehung zwischen dem ersten Rotor 16 und dem zweiten Rotor 18 statt, und Wärme wird durch die Scherwirkung auf das viskose Fluid zwischen den beiden Rotoren 16 und 18 erzeugt. Die Wärme wird bezüglich des Wasser­ kreislaufes durch den vorderen und den hinteren Wasser­ mantel FW bzw. RW ausgetauscht. Das erwärmte, zirkulie­ rende Wasser wird zu einem Heizkreislauf geführt, um das Innere des Fahrgastraums des Fahrzeuges zu erwär­ men. Das heißt, die Viskosfluid-Kupplung 1 arbeitet als Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ.

Während die Viskosfluid-Kupplung 1 als Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ betrieben wird, kann die Menge an Wärme, die von dem viskosen Fluid erzeugt wird, und da­ mit die Heizleistung des als Wärmegenerators vom Vis­ kosfluid-Typ, geeignet gesteuert oder geregelt werden durch geeignetes Steuern oder Regeln der Menge an vis­ kosem Fluid in der Arbeitskammer 11 der Viskos­ fluid-Kupplung 1, abhängig von der Drehgeschwindigkeit des Motors.

Das heißt, die CPU betätigt die Unterdruckvorrichtung 28 angemessen in Abhängigkeit von der Drehgeschwindig­ keit des Motors, die in die CPU eingegeben wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors ansteigt, verringert sich die von der Unterdruckvorrichtung 28 erzeugte Saugkraft, um das Durchflußregelventil 23 mit der Rück­ stellkraft der Feder 26 anzuheben zur Verringerung des Öffnungsgrads der Zufuhröffnung 10b. Dies verringert die Menge an viskosem Fluid in der Arbeitskammer 11. Folglich sinkt die Wärmemenge, die durch die Scherwir­ kung auf das viskose Fluid erzeugt wird, und die Lei­ stung der Viskosfluid-Kupplung 1 als Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ sinkt. Wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors sich verringert, vergrößert sich andererseits die von der Unterdruckvorrichtung 28 erzeugte Saug­ kraft, um das Durchflußregelventil 23 entgegen der Rückstellkraft der Feder 26 abzusenken zur Erhöhung des Öffnungsgrads der Zufuhröffnung 10b. Dies erhöht die Menge an viskosem Fluid in der Arbeitskammer 11. Folg­ lich erhöht sich die Wärmemenge, die durch die Scher­ wirkung auf das viskose Fluid erzeugt wird, und die Leistung der Viskosfluid-Kupplung 1 als Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ steigt.

Auf diese Weise wird die Menge an viskosem Fluid in der Arbeitskammer 11 der Viskosfluid-Kupplung 1 in Abhän­ gigkeit der Drehgeschwindigkeit des Motors geeignet ge­ regelt, so daß die Menge an Wärme, die durch die Scher­ wirkung auf das viskose Fluid erzeugt wird, und die Leistung der Viskosfluid-Kupplung 1 als Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ ordnungsgemäß gesteuert oder gere­ gelt werden können, indem der Öffnungsgrad der Zufuhr­ öffnung 10b durch das Durchflußregelventil 23 geregelt wird. Selbst wenn der Motor mit einer hohen Geschwin­ digkeit läuft, ist es deshalb möglich, das viskose Fluid davor zu bewahren, übermäßig erhitzt zu werden und vorzeitig verschlechtert zu werden, indem die Menge an Wärme, die durch das viskose Fluid erzeugt wird, be­ grenzt wird.

Während die Viskosfluid-Kupplung 1 als Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ betrieben wird, dreht sich die An­ triebswelle 17 nicht, und deshalb führt der Taumel­ scheiben-Kompressor 2 keine Verdichtungsarbeit durch, und kein verdichtetes Kühlmittel zirkuliert in den Ver­ flüssiger 43, so daß das Innere des Fahrgastraumes nicht gekühlt wird.

Um die Funktion der als Wärmegenerator vom Viskos­ fluid-Typ betriebenen Viskosfluid-Kupplung 1 abzuschalten, führt der Fahrgast den Vorgang "keine Wärme" aus, so daß die CPU den Betrieb der Unterdruckvorrichtung 28 einstellt, um das Absaugen des Inneren des Arbeitsrau­ mes 24 zu beenden und ihn zur Umgebungsluft hin zu öff­ nen. Dadurch wird das Durchflußregelventil 23 aufgrund der Rückstellkraft der Feder 26 angehoben, um die Zu­ fuhröffnung 10b zu verschließen (Fig. 1), wobei es na­ hezu dem gesamten viskosen Fluid in der Arbeitskammer 11 ermöglicht wird, durch die Rückfuhröffnung 10a rasch in die Speicherkammer SR zu fließen. Im Ergebnis wird die Funktion der Viskosfluid-Kupplung 1 als Wärmegene­ rator vom Viskosfluid-Typ abgeschaltet.

Die Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem in Fig. 5 bis 9 dargestellten zweiten Ausführungs­ beispiel gleicht der Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, außer daß eine Kühleinrichtung für ein tatsächliches Abkühlen des viskosen Fluids hinzugefügt ist.

Das heißt, die Eingangswelle 14 weist eine erste Lei­ tung 51 auf, die in axialer Richtung durch die Ein­ gangswelle 14 hindurch ausgebildet und mit Öffnungen versehen ist, welche an den vorderen und hinteren Stirnflächen der Eingangswelle 14 ausgebildet sind. Das vordere Ende der ersten Leitung 51 durchdringt einen Bolzen 15a, der die Riemenscheibe 15 an der Eingangs­ welle 14 befestigt. Die Antriebswelle 17 weist eine zweite Leitung 52 auf, die sich von einem Punkt in der Nähe ihres hinteren Endes in axialer Richtung nach vor­ ne erstreckt und die mit einer Öffnung versehen ist, die in der Stirnfläche der Antriebswelle 17 auf der Seite zur Eingangswelle 14 hin (vordere Stirnfläche der Antriebswelle 17) ausgebildet ist. Eine Leitung 53 ist in der Antriebswelle 17 und in der Taumelscheibe 38 in der Nähe des hinteren Endes der zweiten Leitung 52 aus­ gebildet, um die zweite Leitung 52 mit der Taumelschei­ benkammer 31 zu verbinden, wobei sich die Leitung 53 senkrecht zur zweiten Leitung 52 erstreckt und sich zur Taumelscheibenkammer 31 hin öffnet.

Ein Ende eines Verbindungsstückes 54 ist flüssigkeits­ dicht in die hintere Öffnung der ersten Leitung 51 ein­ gepreßt, wobei das Verbindungsstück 54 eine sich axial hindurch erstreckende Verbindungsleitung 54a aufweist, um die erste Leitung 51 und die zweite Leitung 52 mit­ einander zu verbinden. Dieses Ende des Verbindungsstüc­ kes 54 kann einstückig mit der hinteren Stirnfläche der Eingangswelle 14 ausgebildet sein. Das andere Ende des Verbindungsstückes 54 steht flüssigkeitsdicht und rela­ tiv verdrehbar in Eingriff mit der Öffnung am vorderen Ende der zweiten Leitung 52. Der Eingriff des Verbin­ dungsstückes 54 mit der zweiten Leitung 52 wird erzielt durch passende Labyrinth-Rillen 54b, die in der äußeren Randfläche dieses Endabschnittes des Verbindungsstückes 54 und in entgegengesetzter Weise in der inneren Rand­ fläche der zweiten Leitung 52 ausgebildet sind, mit ei­ nem vorgegebenen Spalt dazwischen, wie in Fig. 6 ge­ zeigt.

Der erste Rotor 16 ist an der Antriebswelle 14 mit der ersten Leitung 51, in welche ein Ende des Verbindungs­ stückes 54 eingepreßt ist, befestigt. Er umfaßt einen vorderen Haupt-Rotorkörper 16a und einen hinteren Ne­ ben-Rotorkörper 16b, der gegenüberliegend zu dem Haupt-Rotorkörper 16a mit einem vorgegebenen Spalt dazwischen angeordnet ist, wie in Fig. 6 gezeigt. Wie auch in Fig. 7 zu sehen ist, ist ferner ein ringförmiger Hohlraum 16d zwischen dem Haupt-Rotorkörper 16a und dem Neben-Rotorkörper 16b ausgebildet, wobei der äußere Randbe­ reich des ringförmigen Hohlraumes 16d flüssigkeitsdicht durch ein Dichtungselement 16c abgedichtet ist. Der im ersten Rotor 16 ausgebildete Hohlraum 16d steht in Ver­ bindung mit der Verbindungsleitung 54a des Verbindungs­ stückes 54 über vier Leitungen 55, die in der Eingangs­ welle 14 und in dem Verbindungsstück 54 ausgebildet sind und sich in radialer Richtung in einem in Umfangs­ richtung gleichen Abstand erstrecken.

Wie in Fig. 9 dargestellt, ist die erste Leitung 51 der Eingangswelle 14 mit einer zweiten Zweigleitung 57 ver­ bunden, die ein Öffnungs- und Schließventil 56 aufweist und von der Kühlmittelleitung zwischen dem Taumelschei­ ben-Kompressor 2 und dem Verflüssiger 43 abzweigt. Das steuerbare Öffnungs- und Schließventil 56 wird von der CPU gesteuert, was nicht dargestellt ist. Wie in Fig. 8 dargestellt ist, ist die zweite Zweigleitung 57 mit der ersten Leitung 51 verbunden, indem sie mittels einer Lippendichtung 59 flüssigkeitsdicht und relativ ver­ drehbar mit einem Ende einer Röhre 58 in Eingriff steht, welche mit ihrem anderen Ende an der sich durch den Bolzen 15a erstreckenden ersten Leitung 51 be­ festigt ist. Die Lippendichtung 59 ist an der inneren Randfläche der zweiten Zweigleitung 57 befestigt. Die zweite Leitung 52 der Antriebswelle 17 steht über die Leitung 53, die Taumelscheibenkammer 31, die Leitung 4a und die Verbindungsleitung 35 mit der Ansaugkammer 33 in Verbindung. Die erste Zweigleitung 46 steht auf die­ selbe Weise mit der Ansaugkammer 33, wie im oben be­ schriebenen ersten Ausführungsbeispiel in Verbindung.

In sonstiger Hinsicht ist die Ausgestaltung die gleiche wie im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel.

Die in Rede stehende Kühle und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug wird in gleicher Weise wie das erste Ausfüh­ rungsbeispiel betrieben und weist auch die folgenden Funktionen und Vorteile auf.

Wird die Viskosfluid-Kupplung 1 als Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ betrieben, während das Fahrzeug bei­ spielsweise im Winter in Betrieb ist, dann arbeiten die Zufuhrmittel für das flüssige Kühlmittel als Blockier­ mittel, und das flüssige Kühlmittel wird von der ersten Zweigleitung 46 der Ansaugkammer 33 zugeführt, wie in Fig. 9 dargestellt. In diesem Fall wird das in der zweiten Zweigleitung 57 vorgesehene Öffnungs- und Schließventil 56 geöffnet. Das der Ansaugkammer 33 zu­ geführte, flüssige Kühlmittel wird dann der zweiten Leitung 52 der Antriebswelle 17 zugeführt, und zwar durch die Verbindungskammer 35, die Leitung 4a, die Taumelscheibenkammer 31 und die Leitung 53.

Das flüssige Kühlmittel wird dann von der zweiten Lei­ tung 52 dem Hohlraum 16d des ersten Rotors 16 zuge­ führt, der auf der Seite angeordnet ist, auf der ein Ende des Verbindungsstückes 54 eingepreßt ist, und zwar durch die Verbindungsleitung 54a im Verbindungsstück 54 und die Leitungen 55. Das dem Hohlraum 16d des ersten Rotors 16 zugeführte, flüssige Kühlmittel wird durch die Wärme des viskosen Fluids verdampft, welches auf eine hohe Temperatur aufgeheizt ist. Die Wärme des vis­ kosen Fluids wird in Verdampfungswärme verwandelt, wenn das flüssige Kühlmittel verdampft, so daß die Tempera­ tur des viskosen Fluids verringert wird und es möglich ist, das viskose Fluid zuverlässig davor zu bewahren, über seinen Grenzwert hinaus übermäßig erhitzt zu wer­ den. Folglich wird das viskose Fluid davor bewahrt, rasch verschlechtert zu werden.

Das in dem Hohlraum 16d des ersten Rotors 16 verdampf­ te, gasförmige Kühlmittel strömt aus den Leitungen 55 und der Verbindungsleitung 54a im Verbindungsstück 54 heraus zur ersten Leitung 51, welche auf der Seite an­ geordnet ist, die der Seite gegenüberliegt, an der das flüssige Kühlmittel zugeführt wird. Das gasförmige Kühlmittel aus der ersten Leitung 51 zirkuliert durch die Röhre 58 und die zweite Zweigleitung 57 in den Ver­ flüssiger 43.

Die Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem in Fig. 10 und 11 dargestellten, dritten Ausfüh­ rungsbeispiel gleicht der Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem vorstehend beschriebenen, zwei­ ten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, daß ein Mit­ tel als Blockier- oder Verriegelungsmittel zum Blockie­ ren bzw. Verriegeln der Antriebswelle 17 verwendet wird, bei dem eine Sperre beispielsweise durch Erregung eines Solenoids entgegen einer Rückstellkraft einer Fe­ der so vorspringt, daß sie mit der hinteren Stirnfläche der Antriebswelle 17 in Eingriff kommt, statt daß die Zufuhrmittel für das flüssige Kühlmittel verwendet wer­ den, und das flüssige Kühlmittel wird der ersten Lei­ tung 51 der Eingangswelle 14 zugeführt, um das viskose Fluid zu kühlen.

Das heißt, eine Rastvertiefung 60 ist auf der hinteren Stirnseite der Antriebswelle 17 ausgebildet, und ein als Sperre ausgestalteter Rastbolzen 62, der auf die Erregung eines im hinteren Gehäuse 7 vorgesehenen So­ lenoids 61 hin entgegen der Rückstellkraft einer Feder 63 vorwärts springen oder sich nach vorne bewegen kann, gelangt in Eingriff mit der Rastvertiefung 60. Das So­ lenoid 61 wird durch die CPU gesteuert, was nicht dar­ gestellt ist.

Wie aus Fig. 11 deutlich wird, steht die erste Leitung 51 der Eingangswelle 14 in Verbindung mit der ersten Zweigleitung 46, die mit einem Öffnungs- und Schließ­ ventil 47 und einer Pumpe 48 versehen von der Kühlmit­ telleitung zwischen dem Verflüssiger 43 und dem Ent­ spannungsventil 44 abzweigt. Die Verbindung der ersten Zweigleitung 46 mit der ersten Leitung 51 wird bewirkt durch einen flüssigkeitsdichten und relativ verdrehba­ ren Eingriff des einen Endes der Röhre 58 mit der er­ sten Zweigleitung 46 über eine Lippendichtung 59, wobei die Röhre 58 an ihrem anderen Ende an der Öffnung der sich durch den Bolzen 15a erstreckenden ersten Leitung 51 befestigt ist, in gleicher Weise wie im zweiten Aus­ führungsbeispiel, wie in Fig. 8 gezeigt.

In übriger Hinsicht ist die Ausgestaltung die gleiche wie im oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel und weist Vorgänge und Auswirkungen auf, die im wesent­ lichen die gleichen wie diejenigen im zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel sind.

Zuerst erregt die CPU das Solenoid 61, um die Antriebs­ welle 17 zu blockieren, so daß die Viskosfluid-Kupplung 1 als Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ arbeitet. Der Rastbolzen 62 springt vor oder bewegt sich nach vorne, entgegen der Rückstellkraft der Feder 63, und gelangt in Eingriff mit der Rastvertiefung 60 in der Antriebs­ welle 17, d. h. die Antriebswelle 17 wird gesperrt.

Um das viskose Fluid wirklich zu kühlen, während die Viskosfluid-Kupplung 1 als Wärmegenerator vom Viskos­ fluid-Typ arbeitet, öffnet die CPU das Öffnungs- und Schließventil 47 und schaltet die Pumpe 48 an. Dies er­ laubt dem flüssigen Kühlmittel, von der ersten Zweig­ leitung 46 der ersten Leitung 51 der Eingangswelle 14 zugeführt zu werden. Das der ersten Leitung 51 zuge­ führte, flüssige Kühlmittel wird in den Hohlraum 16d des ersten Rotors 16 eingeleitet und wird aufgrund der Wärme des viskosen Fluids, welches auf eine hohe Tempe­ ratur aufgeheizt ist, verdampft. Das in dem Hohlraum 16d des ersten Rotors 16 verdampfte, gasförmige Kühl­ mittel fließt aus der zweiten Leitung 52 auf der Seite heraus, die der Seite gegenüberliegt, auf der das flüs­ sige Kühlmittel zugeführt wird, und zirkuliert durch die Taumelscheibenkammer 31, die Leitung 4a, die Ver­ bindungskammer 35, die Ansaugkammer 33, die Bohrungen 40, die Auslaßkammer 34 und die Kühlmittelleitung zwi­ schen dem Taumelscheiben-Kompressor 2 und dem Verdamp­ fer 43 in den Verdampfer 43.

In den vorstehend beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsbeispielen ist das Verbindungsstück 54 in die erste Leitung 51 der Eingangswelle 14 eingepreßt, und der Hohlraum 16d ist im ersten Rotor 16 ausgebil­ det, der an der Eingangswelle 14 befestigt ist. Es ist selbstverständlich jedoch ebenso möglich, das Verbin­ dungsstück 54 in die zweite Leitung 52 der Antriebswel­ le 17 einzupressen und/oder einen Hohlraum im zweiten Rotor auszubilden, der an der Antriebswelle 17 befe­ stigt ist.

In den vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Aus­ führungsbeispielen kann ferner ein Teilabschnitt der Zweigleitung 46, die zwischen dem Verflüssiger 43 und dem Entspannungsventil 44 abzweigt, an einer weiter oben gelegenen Stelle angeordnet sein, um die große po­ tentielle Energie oder Lageenergie auszunutzen, und die Pumpe 48 in der Zweigleitung 46 kann entfallen.

Der Kühlmittel-Kompressor ist selbstverständlich nicht auf einen Taumelscheiben-Kompressor beschränkt.

Claims (4)

1. Kühl- und Heizvorrichtung für ein Fahrzeug, die in einem Kühlkreislauf mit einem Verflüssiger (43), einem Entspannungsventil (44) und einem Verdampfer (45) vorgesehen ist und die folgendes umfaßt:
einen Kühlmittel-Kompressor (2) mit einer Verdich­ tungskammer (40), einer Ansaugkammer (33), welche mit dem Verdampfer (45) in Verbindung steht, einer Auslaßkammer (34), welche mit dem Verflüssiger (43) in Verbindung steht, einer Antriebswelle (17) und mit einem von der Antriebswelle (17) angetrie­ benen Element (42) zum Verdichten eines Kühlmit­ tels in der Verdichtungskammer (40);
eine Eingangswelle (14), die mit einem Motor in Wirkverbindung steht;
eine Viskosfluid-Kupplung (1), um die Eingangswel­ le (14) mittels eines viskosen Fluids an die An­ triebswelle (17) des Kühlmittel-Kompressors (2) zu kuppeln;
ein Blockiermittel (46, 47, 48; 60, 62), um wahl­ weise die Drehung der Antriebswelle (17) zu bloc­ kieren;
eine Wärmetauschvorrichtung (9, 9a, 10, FW, RW) zum Austausch von Wärme, die bei blockierter Antriebs­ welle (17) in der Viskosfluid-Kupplung (1) auf­ grund einer Relativ-Drehbewegung zwischen der An­ triebswelle (17) und der Eingangswelle (14) er­ zeugt wird;
wobei die Viskosfluid-Kupplung (1) eine Durchfluß­ regelvorrichtung (20) aufweist zur Steuerung oder Regelung der Menge an viskosem Fluid, welche in der Viskosfluid-Kupplung arbeitet, um das auf die Antriebswelle (17) übertragene Drehmoment zu än­ dern zur Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle (17) und damit der Leistung des Kühlmittel-Kompressors (2), und um die Menge an erzeugter Wärme zu ändern zur Veränderung der Lei­ stung der Wärmetauschvorrichtung (9, 9a, 10, FW, RW).

2. Kühl- und Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosfluid-Kupplung (1) einen ersten Rotor (16), der an der Eingangswelle (14) befestigt ist, einen zweiten Rotor (18), der an der Antriebswelle (17) in einer dem ersten Ro­ tor (16) gegenüberliegenden Anordnung mit einem vorgegebenen Spalt befestigt ist, eine Arbeitskam­ mer (11), die das viskose Fluid enthält, und eine Speicherkammer (SR) aufweist, die mit der Arbeits­ kammer (11) über eine Rückfuhrleitung (10a) und eine Zufuhrleitung (10b) in Verbindung steht, wo­ bei der erste Rotor (16) und der zweite Rotor (18) in der Arbeitskammer (11) drehbar angeordnet sind, und
wobei die Durchflußregelvorrichtung (20) ein Durchflußregelventil (23) aufweist zur Steuerung oder Regelung des Öffnungsgrads der Rückfuhrlei­ tung (10a) und/oder der Zufuhrleitung (10b) als Reaktion auf die Drehgeschwindigkeit des Motors.

3. Kühl- und Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blockiermittel (46, 47, 48) als Zufuhrmittel für flüssiges Kühl­ mittel ausgebildet ist, um von einer Kühlmittel­ leitung zwischen dem Verflüssiger (43) und dem Entspannungsventil (44) flüssiges Kühlmittel der Ansaugkammer (33) des Kühlmittel-Kompressors (2) zuzuführen.

4. Kühl- und Heizvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle (14) eine erste Leitung (51) aufweist, die sich in axialer Richtung darin erstreckt und mit einer Öffnung versehen ist, welche an einer Stirnfläche derselben auf der Seite der Antriebswelle (17) ausgebildet ist, und daß die Antriebswelle (17) eine zweite Leitung (52) aufweist, die sich in axialer Richtung darin erstreckt und mit einer Öffnung versehen ist, welche an einer Stirnfläche derselben auf der Seite der Eingangswelle (14) ausgebildet ist;
wobei ein Verbindungsstück (54) derart vorgesehen ist, daß ein Ende des Verbindungsstückes (54) flüssigkeitsdicht in die Öffnung der ersten oder der zweiten Leitung (51, 52) eingepreßt oder ein­ stückig damit ausgebildet ist und daß das andere Ende des Verbindungsstückes (54) flüssigkeitsdicht und relativ verdrehbar mit der Öffnung der jeweils anderen der ersten bzw. zweiten Leitung (51, 52) in Eingriff steht, wobei das Verbindungsstück (54) eine Verbindungsleitung (54a) aufweist, die sich in axialer Richtung durch das Verbindungsstück (54) erstreckt, um die erste Leitung (51) und die zweite Leitung (52) gegenseitig zu verbinden;
wobei derjenige erste Rotor (16) oder zweite Rotor (18), der die erste bzw. zweite Leitung (51 bzw. 52) aufweist, in die ein Ende des Verbindungsstüc­ kes (54) flüssigkeitsdicht eingepreßt oder die mit diesem einstückig ausgebildet ist, mit der Verbin­ dungsleitung (54a) in Verbindung steht und einen Hohlraum (16d) aufweist, der sich zumindest in ra­ dialer Richtung erstreckt; und
wobei das flüssige Kühlmittel von der Kühlmittel­ leitung zwischen dem Verflüssiger (43) und dem Entspannungsventil (44) der ersten oder der zwei­ ten Leitung (51, 52) zugeführt werden kann.