DE2908432A1

DE2908432A1 - Waermepumpen-antriebsaggregat mit einem kompressor und einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2908432A1
Application number: DE19792908432
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl Ing Gaschler; Peter Dipl Ing Hofbauer; Cornelia Schwarz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1979-03-05
Filing date: 1979-03-05
Publication date: 1980-09-11
Also published as: US4372257A; IT8020347A0; FR2451010A1; SE8000684L; FR2451010B3; IT1130281B; GB2045359A; GB2045359B

Description

2808432

VOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT 5180 Wolfsburg

_ 3 —

K 2693/1 TO2-pt-hu-sa

Wärmepumpen-Antriebsaggregat mit einem Kompressor und einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft ein 'Wärmepumpen-Antriebsaggregat gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ein Antriebsaggregat in dieser Kompaktbauweise, wie es die deutsche Patentanmeldung P 28 44 664.2 beschreibt, bietet den Torteil, da.ß für Brennkraftmaschine und Kompressor ein einziger Zylinderblock Verwendung finden kann, der also aus der Serienfertigung für Brennkraftmaschinen genommen werden kann. Es ist verständlicherweise erwünscht, auch für den Zylinderkopf im Bereich des Kompressors auf ein Serienteil zurückgreifen zu können. Man ist also bestrebt, einen einteiligen Zylinderkopf für das gesamte Wärmepumpen-Antriebsaggregat zu verwenden. Diese Forderungen bedeuten aber, daß die im Zylinderkopf getroffenen Maßnahmen für die Unterbringung von Ventilen der Brennkraftmaschine keinen Einfluß auf die Funktion des Kompressors haben dürfen, da andernfalls erhebliche Nacharbeit an demjenigen Bereich des Zylinderkopfes erforderlich wäre, der den oder die Zylinder des Kompressors abdeckt.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Wärmepumpen-Antriebsaggregat gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs so auszubilden, daß auch ein für Brennkraftmaschinen serienmäßiger einteiliger Zylinderkopf Verwendung finden kann, ohne daß im Bereich des Kom-

Q30037/0220

Vorsitzender Vorstand: Toni Schmucker, Vorsitzender ■ Prol. Dr. techn. Ernst Fiala ■ Dr. jur. Peter Frerlc · Günter Hartwich

des AufsicMsrats: Hars· "~>zner · Dr. rer.pol. Werner P. Schmidt · Gottlieb M.'Strobl ■ Prof. Dr. rer. pol. Friedrich Thom£e

Hans Β·γγ·!13·:π· Sitz aer Goseilschait: Wolfsburg Amtsgericht Wolfsburg HRB

pressors eine wesentliche Nacharbeit erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet, durch die Merkmale des Hauptanspruchs; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .

Bei der Erfindung wird also eine Ventilplatte je Kompressor zylinder versenkt in demjenigen Raum des Zylinderblocks angeordnet, der zur Bildung des Kompressorzylinders herangezogen wird. Dies macht es möglich, auf eine Nacharbeit an dem zugehörigen Bereich des gemeinsamen Zylinderkopfes zu verzichten, da die dort in der Regel durch Gießen erzeugte Formgebung für den Einsatz bei einer Brennkraftmaschine be.i~ halten werden kann, lediglich dafür zu sorgen ist, daß der Zylinderkopf dort auch ohne eingesetzte Ventile einen dichten Abschluß gewährleistet. Zu diesem Zweck wird es in der Regel genügen, auf für die Brennkraftmaschine übliche Ventilführungen in dem den oder die Zylinder des Kompressors abdeckenden Bereich des Zylinderkopfes zu verzichten .

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren erläutert, von denen Figur 1 einen Längsschnitt durch das Wärmepumpen-Antriebsaggregat darstellt, während Figur 2 zwar ebenfalls einen Längsschnitt, aber beschränkt auf die hier interessierenden Einzelheiten wiedergibt.

Betrachtet man zunächst Figur 1 und beschränkt man sich bei der Beschreibung auf die wesentlichen Bestandteile des dort dargestellten Wärmepumpen-Antriebsaggregats, so erkennt man einen der Brennkraftmaschine und dem Kompressor gemeinsamen Zylinderblock 1 sowie einen ebenfalls gemeinsamen Zylinderkopf 2, wobei der Zylinderblock 1 in diesem Ausführungsbeispiel zwei Maschinenzylinder 3 und 4 sowie einen Kompressorzylinder 5 bildet. Außerdem nimmt der Zylinderblock 1 über in diesem Ausführungsbeispiel vier Lager 6 bis 9» deren Aufbau im Rahmen der Erfindung nicht interessiert, die axis den beiden drehfest

030037/02 2 0

zusammengesetzten Kurbelwellenteilen 10 und 11 bestehende gemeinsame Kurbelwelle 12 auf. In vorteilhafter ¥eise liegen die Verbindung 15 zwischen den beiden Kurbelwellenteilen (gebildet durch zusammenwirkende Innen- und Außenverzahnung) sowie Bestandteile der Gleitringdichtung 14 innerhalb des Kurbelwellenlagers 8, so daß hierdurch keine Vergrößerung der axialen Länge des Antriebsaggregats auftritt.

Unterhalb der Kurbelwelle 12 finden sich zwei Ölsammelräume 15 und 16, so daß auch die Ölkreisläufe für die Brennkraftmaschine und den Kompressor voneinander getrennt sind.

Die Zylinder 3 und 4 d-er Brennkraftmaschine haben eine vorgegebene Höhe, d.h. eine vorgegebene Erstreckung senkrecht zur Kurbelwellenachse 17. Im Bereich der Zylinder 3 und 4 erkennt man die üblichen Ein- und Auslaßventile 18 bis 21 nebst zugehörigen, in den Zylinderkopf 2 eingearbeiteten Ventilführungen 22 bis 25. Die Zu- und Abführungskanäle zu den Zylindern 3 und 4 der Brennkraftmaschine sind ebenfalls, wie bei 26 bis 29 dargestellt, in den Zylinderkopf 2 eingearbeitet .

Betrachtet man nun die entsprechenden Verhältnisse im Bereich des Kompressorzylinders 5» so erkennt man, daß am Zylinderkopf 2, ausgenommen den Verzicht auf Ventilführungen, keine Abänderungen vorgenommen sind. Die Kanäle 30 und 31 sind in gleicher Form wie im Bereich der Maschinenzylinder vorhanden und dienen der Zu- und Abfuhr des Kältemittels. Die entsprechenden Ventile dagegen sind, wie bei 32 dargestellt, auf der Ventilplatte 33 angeordnet, die versenkt innerhalb des zur Gewinnung des Zylinders 5 dienenden Raumes im Zylinderblock 1 festgelegt ist. Hierzu dient der Einsatz 34, der sich bis in die Ebene der Zylinderkopfdichtung 35 erstreckt und die Ventilplatte 33 gegen den Absatz 36 des Zylindermantels drückt. Die Zylinderkopfdichtung 35 ist im Bereich des Kompressors durch die umlaufende Runddichtung 37 verstärkt.

Betrachtet man nun das Ausführungsbeispiel nach Figur 2, so ist dort

030037/022 0 "

der gemeinsame Zylinderblock wiederum mit 1 und der gemeinsame Zylinderkopf wiederum mit 2 bezeichnet; ferner findet man die Zylinderkopfdichtung 35 und die Runddichtung 37 wieder. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Ventilplatte 40 aber nicht mittels eines Einsatzes, der sie gegen eine Stufe im Material des Zylinderblocks 1 drückt, gehalten, sondern mittels der Schraube 41 am Zylinderkopf 2. !Diese ist in denjenigen Materialbereich des Zylinderkopfes 2 eingeschraubt, der sonst zur Aufnahme einer Ventilführung dient. Selbstverständlich muß durch eine Zwischenwand 42 zwischen Ventilplatte 40 und Zylinderkopfdichtung 35 für eine dichte Trennung der beiden Kanäle 30 und 31 gesorgt werden.

Gemeinsam ist beiden beschriebenen Konstruktionen, daß sowohl für den Zylinderblock als auch für den Zylinderkopf Serienteile aus der Brennkraftmaschinenfertigung verwendet werden können, ohne daß umfangreiche Änderungsarbeiten vorgenommen werden müssen. Dabei erfordert die Unterbringung der Ventile für den Kompressor keinen zusätzlichen Platz.

Es ist möglich, in Abweichung von den figürlich dargestellten Ausführungsbeispielen die Ventilplatte exzentrisch anzuordnen, also beispielsweise die Stufe 36 in Figur 1 rechts tiefer auszuarbeiten als links, wo ein Dichtguerschnitt verbleiben muß. Zur Unterbringung größerer Ventilquerschnitte kann es zweckmäßig sein, in die Vand des Kompressorzylinders als Kanäle wirkende Vertiefungen einzuarbeiten. Sind jeweils mehrere Einlaß- und Auslaßventile für den Kompressorzylinder 5 vorhanden, muß die Trennwand 43 in. Figur 1 so verlaufen, daß sie alle Einlaßventile gegen alle Auslaßventile des Kompressorzylinders abdichtet.

G30037/0220

L e e r s e

ite

Claims

ANSPRÜCHE

\1 .y Wärmepumpen-Antriebsaggregat mit einem Kompressor und einer diesen antreibenden Brennkraftmaschine, die konstruktiv au einer Baueinheit mit einem Räume sowohl für Kompressor- als auch Maschinenzylinder bildenden Zylinderblock zusammengefaßt sind mit Lagern für eine gemeinsame, gegebenenfalls aus mehreren Teilen zusammengesetzte Kurbelwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume für alle Zylinder (3,4,5) die gleiche Höhe besitzen und in die Räume zur Bildung der Kompressorzylinder (5) eine Ventilplatte (33) dichtend eingelassen ist.
2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Zylinderblock (1) ein allen Zylindern (3*4,5) gemeinsamer, die Ventile (18-21 ) der Brennkraftmaschine aufnehmender und mit Ventilführungen (22-25) für diese Ventile versehener Zylinderkopf (2) befestigt ist, dessen die Kompressorzylinder (5) abdekkender Bereich durch Verzicht auf Ventilführungen abgedichtet ist.
3· Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (33) gegen einen Absatz (36) am Zylinderblock (1) mittels eines bis in die Trennebene zwischen Zylinderblock (1) und Zylinderkopf (2) reichenden Einsatzes (34) gedrückt ist.

030037/0220

Vorsitzender Vorstand: Toni Schmucker, Vorsitzender · Prof. Dr. techn. Ernst Fi*la · Dr. jur. Peter Frerk · Günler Hartwich

des Aufsichtsrats: Horst Münzner · Dr. rer.pol. Werner P. Schmidt · Gottlieb M.Strcbl · Prof. Dr. rer. pol. Friedrich Thornee

Hans Birnbaum SKi der Gesollschaft: Wolisburg Amtsgericht Wolfsburg HRB 215
4. Antriebsaggregat nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tentilplatte (40) an dem Zylinderkopf (2) befestigt ist.
5. Antriebsaggregat nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß
die Befestigung durch sumindest eine Stange (41) erfolgt, die in einen für eine Ventilfohrung vorgesehenen Bereich des Zylinderkopfes (2) eingesetzt ist.

030037/0220