DE3643592A1 - Mehrkolben-taumelscheibenkompressor mit interner schmierung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrkolben-Taumelscheiben­ kompressor mit internen Schmiereinrichtungen für eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraft­ fahrzeug.

Die US-PS 44 03 921 beschreibt einen Mehrscheiben-Taumel­ scheibenkompressor mit internen Schmiereinrichtungen. Im einzelnen besitzt der bekannte Kompressor eine Zy­ linderblockeinheit aus zwei Hälften bzw. aus zwei Zy­ linderblöcken, zwischen denen eine Taumelscheibenkammer ausgebildet ist, wobei in den Zylinderblöcken jeweils dieselbe Anzahl von Zylinderbohrungen vorgesehen ist, wobei die Zylinderbohrungen konzentrisch zur Mittel­ achse der Zylinderblockeinheit angeordnet sind und wo­ bei die Zylinderbohrungen des einen Zylinderblockes fluchtend gegenüber den Zylinderbohrungen des anderen Zylinderblockes ausgerichtet sind und wobei die Taumel­ scheibenkammer zwischen den Zylinderblöcken liegt. Für jedes Paar von fluchtenden Zylinderbohrungen ist jeweils ein gemeinsamer Kolben vorgesehen. Eine Taumelscheibe, die in der Taumelscheibenkammer angeordnet ist, steht in Gleitkontakt mit den Kolben, so daß diese in den zu­ geordneten Zylinderbohrungen bei einer Drehung der Tau­ melscheibe zu einer Hin- und Herbewegung angetrieben werden. Eine Welle durchgreift eine axiale Bohrung der Zylinderblockeinheit, geht durch die Taumelscheibenkam­ mer hindurch und trägt dort die fest montierte Taumel­ scheibe. Radiallager in den axialen Bohrungsteilen der Zylinderblöcke dienen der drehbaren Lagerung der Welle. Außerdem sind zwei Drucklager vorgesehen, welche zu beiden Seiten der Taumelscheibe angeordnet sind und die Welle umgeben. An den Stirnflächen der Zylinder­ blockeinheit sind tellerförmige Gehäuseelemente mon­ tiert, welche an der betreffenden Stirnfläche jeweils eine Ansaugkammer und eine Auslaßkammer definieren. Dabei befindet sich zwischen den Gehäuseelementen und den Stirnflächen der Zylinderblockeinheit jeweils ein plattenförmiges Ventilelement, so daß jede der Zylinder­ bohrungen mit den Ansaug- und Auslaßkammern über Ansaug­ und Auslaß-Zungenventilelemente der Ventilanordnung in Verbindung steht.

Bei dem bekannten Kompressor werden die Zylinderblöcke, die Gehäuseelemente und die plattenförmigen Ventilan­ ordnungen mittels langer Schrauben zusammengehalten, welche Bohrungen am Umfang der genannten Bauteile durch­ greifen, wobei diese Bohrungen mit der Taumelscheiben­ kammer und den Ansaugkammern in Verbindung stehen. Der Taumelscheibenkammer kann ein schmierölhaltiges Kälte­ mittel von einem Verdampfer einer Klimaanlage zuge­ führt werden. Das schmierölhaltige Kältemittel wird den Ansaugkammern aus der Taumelscheibenkammer über die Bohrungen für die Schrauben zugeführt.

Bei dem betrachteten, konventionellen, vorbekannten Taumelscheibenkompressor ist es beabsichtigt, die be­ weglichen Teile dadurch mit dem im Kältemittel enthal­ tenen Schmieröl zu schmieren, daß das Kältemittel in die Taumelscheibenkammer eingeleitet wird. Da die Gleit­ flächen zwischen der Taumelscheibe und den Kolben sich innerhalb der Taumelscheibenkammer befinden, werden diese Gleitflächen auch tatsächlich geschmiert, wenn man das schmierölhaltige Kältemittel in die Taumelschei­ benkammer einleitet. Weiterhin sind auch die Drucklager seitlich von der Taumelscheibe innerhalb der Taumel­ scheibenkammer angeordnet, so daß auch diese durch das im Kältemittel enthaltene Schmieröl geschmiert werden. Da ferner die in den Zylinderblöcken vorgesehenen Teil­ stücke der Axialbohrung, in denen sich die Radiallager befinden, in Verbindung mit der Taumelscheibenkammer stehen, kann das schmierölhaltige Kältemittel auch die Radiallager erreichen, um diese zu schmieren.

Bei der vorstehend betrachteten konventionellen Aus­ bildung des internen Schmiermittelsystems wird jedoch ein großer Teil des schmierölhaltigen Kältemittels, welches der Taumelscheibenkammer zugeführt wird, über die Schraubenbohrungen der Zylinderblöcke direkt in die Ansaugkammern geleitet, ohne daß eine ausreichende Zirkulation des Kältemittels in der Taumelscheibenkammer erreicht wird, so daß es letztlich nicht möglich ist, eine ausreichende Schmierung der beweglichen Teile des Kompressors zu erreichen. Aus diesem Grund kann bei hohen Drehzahlen des Kompressors ein Fressen der beweg­ lichen Teile eintreten.

Die US-PS 43 81 178 beschreibt ebenfalls einen Mehr­ kolben-Taumelscheibenkompressor, bei dem jedoch die internen Schmiereinrichtungen gegenüber dem Kompressor gemäß der vorstehend betrachteten US-PS 44 03 921 ver­ bessert sind. Das schmierölhaltige Kältemittel wird nämlich aus der Taumelscheibenkammer nicht nur über die Bohrungen für die Schrauben zu der Ansaugkammer geleitet; vielmehr stehen auch die in den Zylinder­ blöcken vorgesehenen Teile der axialen Bohrung in Ver­ bindung mit den Ansaugkammern, so daß ein Teil des Kältemittels aus der Taumelscheibenkammer über die axialen Bohrungen der Zylinderblöcke abfließt. Das schmierölhaltige Kältemittel soll also zwischen den Wälzkörpern der Drucklager und der Radiallager hin­ durch von der Taumelscheibenkammer zu den Ansaugkammern fließen, um eine wirksame Schmierung der Druck- und der Radiallager zu erreichen. Trotzdem wird gemäß der US-PS 43 81 178 keine effektive Schmierung der Drucklager und der Radiallager erreicht, da ein großer Teil des Kälte­ mittels die Tendenz hat, von der Taumelscheibenkammer über die Bohrungen für die Schrauben zu den Ansaug­ kammern zu fließen, da die Teilstücke der Axialbohrung in den Zylinderblöcken einen hohen Strömungswiderstand bieten. Obwohl also der zuletzt besprochene Kompressor im Prinzip verbesserte Schmiereinrichtungen aufweist, ist es bei hohen Drehzahlen dennoch möglich, daß die beweglichen Teile fressen.

Ausgehend von dem vorstehend erläuterten Stand der Tech­ nik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen ver­ besserten Mehrkolben-Taumelscheibenkompressor anzugeben, bei dem die internen Schmiereinrichtungen so ausgebildet sind, daß die beweglichen Teile zwangsweise und auch bei hohen Drehzahlen ausreichend mit dem im Kältemittel ent­ haltenen Schmieröl geschmiert werden.

Diese Aufgabe wird gemäß einer ersten Lösungsvariante durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patent­ anspruchs 1 und gemäß einer zweiten Lösungsvariante durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patent­ anspruchs 2 gelöst.

Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Kompressoren bzw. ihrer internen Schmiereinrichtungen, daß nicht nur eine zuverlässige Schmierung aller beweg­ lichen Teile erfolgt, sondern daß gleichzeitig die Flä­ che vergrößert wird, an der die Elemente der Zylinder­ blockanordnung in Kontakt mit dem Kältemittel stehen, so daß der Kühleffekt für die Zylinderbohrungen und die Kolben verbessert wird, wodurch ein Fressen der Kolben zuverlässig vermieden werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Taumelscheibenkompressors können die beweglichen Teile zwei Drucklager umfassen, welche die Welle umge­ ben und zu beiden Seiten der Taumelscheibe angeordnet sind, sowie zwei Radiallager, welche in Abschnitten der axialen Bohrung der Zylinderblöcke angeordnet sind, um die Welle in der axialen Bohrung drehbar zu lagern. Fer­ ner hat jeder der Kolben vorzugsweise einen Schlitz zur Aufnahme eines Randbereiches der Trommel, und die Taumel­ scheibe steht mit den einzelnen Kolben jeweils über ein Paar von Schuhen in Verbindung, die zwischen den einan­ der gegenüberliegenden Flanken des Schlitzes und den einander gegenüberliegenden Hauptflächen des Taumel­ scheibenrandes gleitverschieblich beweglich sind und damit ebenfalls zu den beweglichen Teilen gehören. Be­ sonders vorteilhaft ist es, wenn die Schuhe als halbku­ gelförmige Elemente ausgebildet sind, deren Kugelfläche in Gleitkontakt mit einer dazu komplementär ausgebilde­ ten Aussparung in der betreffenden Flanke des Schlitzes des Kolbens steht und wenn ihre kreisscheibenförmige flache Oberfläche in Gleitkontakt mit der betreffenden Seitenfläche des Randbereichs der Taumelscheibe steht.

Günstig ist es ferner, wenn die Kanäle durchgehende Ka­ näle in jedem der Zylinderblöcke umfassen, wobei sich das eine Ende der durchgehenden Kanäle zu der betreffen­ den Ansaugkammer öffnet, während sich das andere Ende angrenzend an das betreffende Drucklager zu der Taumel­ scheibenkammer öffnet, so daß die Kältemittelströmung radial nach innen gegen die Drucklager gerichtet ist, wobei es vorteilhaft ist, wenn die Kanäle ferner von den durchgehenden Kanälen abzweigende Kanäle umfassen, die sich zu der axialen Bohrung des betreffenden Zylin­ derblocks öffnen, derart, daß die Kältemittelströmung gegen die Radiallager in den betreffenden Bereichen der axialen Bohrung gerichtet wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle zusätzliche Nuten um­ fassen, die an den die Taumelscheibenkammer begrenzen­ den Stirnflächenbereichen der Zylinderblöcke in radialer Richtung derart angeordnet sind, daß sie zu den in der Taumelscheibenkammer endenden Öffnungen der durchgehen­ den Kanäle führen, so daß das Kältemittel jeder dieser Öffnungen zugeführt wird.

Weiterhin ist es auch günstig, wenn jede der Ansaug­ kammern in dem betreffenden Gehäuseelement innerhalb der zugeordneten Auslaßkammer angeordnet ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Mehr­ kolben-Taumelscheibenkompressors gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine wei­ tere abgewandelte Ausführungsform eines Mehrkolben-Taumelscheiben­ kompressors gemäß der Erfindung.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Tau­ melscheibenkompressor 10 mit einer Zylinderblockeinheit 12, welche aus zwei Zylinderblöcken 14 und 16 und zwei tellerförmigen Zylinderköpfen 18, 20 zusammengebaut ist, wobei zwischen den Stirnflächen der Zylinderblöcke bzw. der Zylinderblockeinheit 12 und den Zylinderköpfen 18, 20 jeweils eine scheibenförmige Ventilplatte 22, 24 angeord­ net ist. Wie Fig. 1 und 2 zeigen, sind die genannten Teile durch fünf lange Schrauben 26 zusammengehalten, welche von dem Zylinderkopf 18 bis in den Zylinderkopf 20 reichen und dabei die Zylinderblockeinheit 12 und die Ventilplatten 22, 24 durchgreifen. Jede Schraube 26 besitzt einen Kopf 28, einen Schaft 30 und einen Gewin­ deteil 32, wobei der Schaft 30 fluchtende Bohrungen im Zylinderkopf 18, der Ventilplatte 22, dem Zylinderblock 12 und der Ventilplatte 24 durchgreift. Außerdem liegt der Kopf 28 über einen O-Ring dichtend an der Schrauben­ bohrung an, während der Gewindeteil 32 in eine Gewinde­ bohrung des Zylinderkopfs 20 eingeschraubt ist. Die Zylinderblöcke 14, 16 besitzen an ihren einander zuge­ wandten Stirnflächen jeweils eine Aussparung, und die beiden Aussparungen bilden bei zusammengebauter Zylinder­ blockeinheit 12 gemeinsam eine Taumelscheibenkammer 36, in der eine Taumelscheibe 38 angeordnet ist. Beim Aus­ führungsbeispiel sind in jedem Zylinderblock 14, 16 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen voneinander fünf Zylinderbohrungen 40 vorgesehen. Gemäß Fig. 2 sieht man nur die fünf Zylinderbohrungen 40 des Zylin­ derblocks 16; der Zylinderblock 14 ist jedoch ebenso ausgebildet. Die fünf Zylinderbohrungen 40 des Blockes 16 fluchten mit denjenigen des Blockes 14, und jedes Paar fluchtender Zylinderbohrungen 40 der Blöcke 14 und 16 nimmt gleitverschieblich einen gemeinsamen Kol­ ben 42 auf, der mit der Taumelscheibe 38 in Eingriff steht.

An der Zylinderblockeinheit 12 ist ein Ansaugstutzen 44 montiert, welcher mit einem Verdampfer einer Klima­ anlage verbindbar ist, um der Taumelscheibenkammer 36 ein schmierölhaltiges Kältemittel zuzuführen. Wie Fig. 1 zeigt, ist in dem Ansaugstutzen 44 ein gestrichelt an­ gedeuteter Einlaßkanal vorgesehen, der sich in zwei Zweige teilt, die beide in die Taumelscheibenkammer 36 führen, derart, daß bewegliche Teile in und zwischen den Zylinderblöcken 14 und 16 gleichmäßig durch das mit dem Kältemittel transportierte Schmieröl geschmiert wer­ den. Dabei ist zwischen den Zylinderblöcken 14 und 16 eine Dichtung 46 angeordnet, welche verhindert, daß das Kältemittel zwischen den ringförmigen Resten der Stirn­ flächen austritt. Ferner ist der Zylinderblock 16 mit einstückig angeformten Halterungen 48 versehen, die da­ zu dienen, den Kompressor als Teil der Klimaanlage an einer geeigneten Halterung eines Fahrzeugs, insbeson­ dere eines Automobils, zu befestigen.

Die Zylinderblöcke 14 und 16 haben jeweils eine axiale Mittelbohrung zur Aufnahme einer Welle 50, die mittels Radiallagern 52 in den axialen Bohrungen der Zylinder­ blöcke 14 und 16 gelagert ist. Die Taumelscheibe 38 ist in der Taumelscheibenkammer 36 fest auf der Welle 50 montiert. Im einzelnen ist das eine Ende der Welle 50 mit Hilfe des einen Lagers 52 in der axialen Bohrung des Blockes 16 gelagert, während das andere Ende der Welle 50 mit einem Gewinde 54 versehen ist, welches nach außen über den Zylinderkopf 18 vorsteht. Das mit dem Gewinde 54 versehene Wellenende kann mit einem Fahr­ zeugmotor zum Antreiben des Kompressors verbunden wer­ den. Da die Taumelscheibe 38 bekanntlich beim Betrieb des Kompressors axialen Druckkräften unterworfen ist, sind rechts und links von der Taumelscheibe an den in­ neren Stirnflächen der Blöcke 14 und 16 Drucklager 56 vorgesehen.

Der Zylinderkopf 18 ist mit einer ringförmigen Trenn­ wand 58 versehen, welche so angeordnet ist, daß sich eine innere Ansaugkammer 60 und eine äußere, ringför­ mige Auslaßkammer 62 ergeben. In entsprechender Weise ist der Zylinderkopf 20 mit einer ringförmigen Trenn­ wand 63 versehen, so daß sich auch hier wieder eine innen liegende Ansaugkammer 64 und eine dieselbe um­ gebende, ringförmige Auslaßkammer 66 ergeben. An dem Zylinderkopf 18 ist ferner eine Buchse 68 angeformt, welche die Welle 50 umgibt und in der eine Dichtungs­ anordnung 70 angeordnet ist, um die Ansaugkammer 60 von außen derart abzudichten, daß verhindert wird, daß das Kältemittel aus der Ansaugkammer 60 durch den Ring­ spalt zwischen der Welle 50 und der Buchse 68 aus­ tritt.

Weiterhin ist zwischen jedem Zylinderkopf 18, 20 und der angrenzenden Stirnfläche der Zylinderblockeinheit 12 jeweils eine ringförmige Dichtung 72 vorgesehen.

Die scheibenförmigen Ventilplatten 22, 24 sind in kon­ ventioneller Weise ausgebildet und können identisch sein. Jede Ventilplatte 22, 24 besitzt einen ringförmi­ gen Grundkörper 74, auf dessen beiden Seiten jeweils ein ringförmiges Ventilelement 76 bzw. 78 angeordnet ist, welches auf einem dünnen Metallmaterial, wie z.B. rostfreiem Stahl, besteht.

Der Grundkörper 74 ist mit jeweils fünf Ansaugöffnungen 80 und Auslaßöffnungen 82 versehen, die konzentrisch zur Mitte des Grundkörpers 74 angeordnet sind und in Umfangsrichtung gleichmäßige Abstände voneinander haben, wobei jede Ansaugöffnung 80 in radialer Richtung mit der zugeordneten Auslaßöffnung 82 fluchtet und wobei die Paare von Ansaug- und Auslaßöffnungen 80, 82 jeweils mit der Querschnittsfläche einer zugeordneten Zylinderboh­ rung 40 fluchten. Ferner liegen sämtliche Ansaugöffnungen 80 auf einer Fläche, die den Abmessungen der Ansaugkam­ mer 60, 64 entspricht, während alle Auslaßöffnungen 82 mit den Auslaßkammern 62 bzw. 66 fluchten.

Das ringförmige Ventilelement 76 umfasst fünf Ventil­ federn 84, die vorzugsweise durch Stanzen des Ventil­ elements hergestellt werden. Die Ventilfedern 84 sind konzentrisch zum Mittelpunkt des Ventilelements 76 an­ geordnet, derart, daß jede mit einer der Auslaßöffnungen 82 fluchtet. Ferner besitzt das Ventilelement 76 fünf Öffnungen 86, welche konzentrisch zur Mitte des Ventil­ elements 76 angeordnet sind und mit den Ansaugöffnungen 80 fluchten.

Das ringförmige Ventilelement 78 umfasst ebenfalls fünf, durch Stanzen hergestellte Ventilfedern 88, die konzen­ trisch angeordnet sind und von denen jede mit einer der Ansaugöffnungen 88 fluchtet. Ferner besitzt das Ventil­ element 78 fünf Öffnungen 90, die mit den Auslaßöffnungen 82 fluchten.

Die Ventilplatten 22 und 23 umfassen ferner ringförmige Federtellerelemente 92 mit fünf Anschlagelementen 94, die konzentrisch zum Mittelpunkt des betreffenden Ele­ ments 92 angeordnet sind, derart, daß die Anschlagele­ mente 94 jeweils mit einer zugeordneten Ventilfeder 84 für eine Auslaßöffnung fluchten. Das Federtellerelement 92 besitzt dabei fünf Öffnungen 96, welche mit den An­ saugöffnungen 80 und den Öffnungen 86 des Ventilelements 76 fluchten. Falls erforderlich, können die Ventilplatten 22, 23 außerdem ringförmige Federtellerelemente (nicht gezeigt) für die den Ansaugöffnungen zugeordneten Ventil­ federn umfassen.

Beim Ausführungsbeispiel steht jede der Ansaugkammern 60, 64 mit der Taumelscheibenkammer 36 über die axiale Mittelbohrung des angrenzenden Zylinderblockes 14, 16 und die Mittelöffnung der zugeordneten Ventilplatte 22 bzw. 24 in Verbindung. Genauer gesagt, stehen die An­ saugkammern 60, 64 mit der Taumelscheibenkammer 36 über die Zwischenräume zwischen den Elementen der Radial­ lager 52 und der Drucklager bzw. Axiallager 56 in Ver­ bindung. Ferner stehen die Ansaugkammern 60, 64 und die Auslaßkammern 62, 66 mit den entsprechenden blattförmigen Ventilfedern 88, 84 in Verbindung. Weiterhin können die Auslaßkammern 64, 66 über eine geeignete Verbindung (nicht gezeigt) mit einem Kondensator der Klimaanlage verbunden werden, um diesem das komprimierte Kältemittel zuzuführen.

Wie Fig. 1 und 2 zeigen, besitzen die Kolben 42 an ihrer der Welle 50 zugewandten Seite eine Aussparung 98. Die Aussparung 98 dient dazu, zu verhindern, daß die Kolben 42 bei ihrer Hin- und Herbewegung in Kontakt mit den Axiallagern 56 gelangen. Die Kolben 42 besitzen ferner in der Mitte der Aussparung 98 einen Schlitz 100 zur Aufnahme des Randbereichs der Taumelscheibe 38. Ge­ mäß Fig. 1 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Randes der Taumelscheibe 38 und der Flanken des Schlitzes 100 jeweils halbkugelförmige Schuhe 102 vorgesehen. Die Flanken des Schlitzes 100 haben eine kugelförmige Aus­ sparung 104, welche komplementär zur kugelförmigen Ober­ fläche der Schuhe 102 ausgebildet ist. Die kugelförmige Fläche der Schuhe 102 steht in Gleitkontakt mit der je­ weils zugeordneten kugelförmigen Aussparung 104, während die flache, kreisförmige Oberfläche der Schuhe in Gleit­ kontakt mit der angrenzenden Seitenfläche des Randbe­ reichs der Taumelscheibe 38 steht, so daß die Kolben 42 in den fluchtenden Zylinderbohrungen 40 der Zylinder­ blöcke 14 und 16 durch Drehung der Taumelscheibe 38 zu einer Hin- und Herbewegung antreibbar sind.

In den Kompressor 10 sind gemäß Fig. 1 und 2 erfindungs­ gemäß Kanäle eingebaut, um das schmierölhaltige Kälte­ mittel aus der Taumelscheibenkammer 36 in die Ansaug­ kammern 60 und 64 zu leiten. Zu den genannten Kanälen gehören die Kanäle 106 und 108 in den Zylinderblöcken 14 bzw. 16. Beim Ausführungsbeispiel sind in jedem Zy­ linderblock 14, 16 jeweils fünf durchgehende Kanäle 106 bzw. 108 vorgesehen, welche konzentrisch zur Mittelachse des Kompressors und angrenzend an die Welle 50 angeord­ net sind und im wesentlichen parallel zu derselben ver­ laufen. Die Kanäle 106, 108 sind in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen angeordnet, beginnen in der Nähe des zugeordneten Drucklagers 56 und enden in der zugeordneten Ansaugkammer 60, 64. Weiterhin sind abzwei­ gende Kanäle 110 vorgesehen, welche ausgehend von den durchgehenden Kanälen 106 zur axialen Mittelbohrung des Zylinderblockes 14 führen, sowie abzweigende Kanäle 112, welche ausgehend von den durchgehenden Kanälen 108 zu der axialen Bohrung des Zylinderblockes 16 führen. Vor­ zugsweise sind außerdem Kanäle in Form von radial ver­ laufenden Nuten 114 an den die Taumelscheibenkammer 36 bildenden Stirnflächen der Zylinderblöcke 14 und 16 vorgesehen, derart, daß jede Nut zu einem zugeordneten, durchgehenden Kanal 106 bzw. 108 führt.

Im Betrieb bewirkt die Drehung der Taumelscheibe 38, daß die Kolben 42 in ihren zugeordneten Paaren von fluchtenden Zylinderbohrungen 40 hin- und herbewegt werden, derart, daß in der einen Zylinderbohrung 40 ein Kompressionshub erfolgt, während in der anderen Boh­ rung ein Saughub erfolgt. Jede Zylinderbohrung 40, in der der Saughub stattfindet, saugt das schmierölhaltige Kältemittel aus der Taumelscheibenkammer 36 durch die zugeordnete Ansaugöffnung 80 an, wobei die betreffende Ventilfeder 88 in die Offenstellung bewegt wird. Ande­ rerseits wird aus jeder Zylinderbohrung 40, in der ein Kompressionshub abläuft, das komprimierte Kältemittel mit dem Schmieröl über die zugeordnete Auslaßöffnung 82 in die Auslaßkammer gepresst, wobei die betreffende Ventilfeder 84 öffnet.

Das komprimierte Kältemittel wird dem Kondensator der angeschlossenen Klimaanlage zugeführt und von dort über den Verdampfer der Klimaanlage zu dem Kompressor 10 zurückgeleitet. Das zurückkehrende Kältemittel wird über den Ansaugstutzen 44 in die Taumelscheibenkammer 36 geleitet und fließt in der Taumelscheibenkammer von deren Umfang zu deren Mitte, nämlich zu der Welle 50, wie dies in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet ist, und zwar aufgrund der Anordnung der durchgehenden Kanäle 106, 108 in der Nähe der Welle 50.

Wie oben ausgeführt, hat das schmierölhaltige Kältemit­ tel, welches über den Ansaugstutzen 44 in die Taumel­ scheibenkammer 36 gelangt, die Tendenz, zur Mitte der Taumelscheibenkammer 36 zu fließen, wodurch die beweg­ lichen Teile des Kompressors 10 einschließlich der Druck­ lager 56, der Radiallager 52 und der halbkugelförmigen Schuhe 102 durch das im Kältemittel enthaltene Schmier­ öl ausreichend geschmiert werden. Außerdem sieht man ohne weiteres, daß aufgrund der Anordnung der anderen Öffnung der durchgehenden Kanäle 106, 198 in der Nähe der zugeordneten Drucklager 56 und aufgrund der Existenz der abzweigenden Kanäle 110, die zu den axialen Mittelboh­ rungen der Zylinderblöcke 14 und 16 führen, die Radial­ lager 52 und die Drucklager 56 zwangsläufig durch das im Kältemittel enthaltene Schmieröl geschmiert werden. Weiterhin dienen die Nuten 112 dazu, das Kältemittel mit dem darin enthaltenen Schmieröl zwangsläufig zu den durchgehenden Kanälen 106, 108 zu leiten, so daß auch hierdurch eine zwangsläufige Schmierung der Radial­ lager und der Drucklager gewährleistet ist.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er­ findung. In Fig. 3 sind entsprechende Elemente mit den­ selben Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1 und 2, wobei die Bezugszeichen jedoch mit einem Strich versehen sind.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel besitzt der Zylinder­ kopf 18′ eine ringförmige Trennwand 58′, in der eine ringförmige Auslaßkammer 62′ ausgebildet ist. Die Trenn­ wand 58′ bildet ferner eine ringförmige Ansaugkammer 60′, welche die Auslaßkammer 58′ umgibt, sowie eine zu­ sätzliche Kammer 114, welche die Welle 50 umgibt, wobei die Kammern 60′ und 114 in Verbindung mit einem Kanal 116 stehen, der in der Trennwand 58′ vorgesehen ist. Die Ansaugkammer 60′ steht folglich, wie beim Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2, in Verbindung mit der Taumelscheibenkammer 36. Andererseits besitzt auch der Zylinderkopf 20′ eine ringförmige Trennwand 63′, in der eine ringförmige Auslaßkammer 66′ ausgebildet ist. In entsprechender Weise bildet die Trennwand 63′ eine ringförmige Ansaugkammer 64′, welche die Auslaßkammer 66′ umgibt, sowie eine zusätzliche Kammer 118, welche die Welle 50 umgibt, wobei die beiden Kammern 64′ und 118 über einen Kanal 120 in der Trennwand 63′ in Ver­ bindung miteinander stehen. Folglich steht die Ansaug­ kammer 64′ auch in Verbindung mit der Taumelscheiben­ kammer 36.

Die Ventilplatten 22′ und 24′ sind im wesentlichen mit den Ventilplatten 22 und 24 identisch, mit dem Unter­ schied, daß die Ansaugöffnungen 80′ in dem ringförmigen Grundkörper 74′ bezüglich der Auslaßöffnungen 82′ außen angeordnet sind und daß die Ventilelemente 76′ und 78′ und das Federtellerelement 92′ so ausgebildet sind, daß berücksichtigt wird, daß die Ansaugöffnungen 80′ außen und die Auslaßöffnungen 82′ innen liegen.

Bezüglich des zweiten Ausführungsbeispiels ist zu be­ merken, daß die Ansaugkammern 60′ und 64′ zusätzlich über die Bohrungen für die Schrauben 26 mit der Taumel­ scheibenkammer 36 in Verbindung stehen, da diese Boh­ rungen sich an den Punkten 122 bzw. 124 zu den Ansaug­ kammern 60′ bzw. 64′ öffnen, andererseits aber in den Bohrungsbereichen 126 und 128 in den Zylinderblöcken 14 und 16 einen deutlich eingeschränkten Querschnitt haben. Ein zweites wichtiges Merkmal des zweiten Aus­ führungsbeispiels besteht darin, wie die Kanäle ausge­ bildet sind, um das schmierölhaltige Kältemittel aus der Taumelscheibenkammer 36 zu den Ansaugkammern 60′ und 64′ zu führen. Im einzelnen umfassen diese Kanäle fünf durchgehende Kanäle 106′ und 108′ in den Zylin­ derblöcken 14 bzw. 16. Die fünf durchgehenden Kanäle 106′, 108′ sind jeweils konzentrisch zur Mittelachse des betreffenden Zylinderblocks 14′, 16′ angeordnet, wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Das eine Ende der durchgehenden Kanäle 106′, 108′ öffnet sich jedoch zu einer zugeordneten Bohrung für eine der Schrauben 26, so daß die durchgehenden Kanäle 106′, 108′ in Verbin­ dung mit den zugeordneten Ansaugkammern 60′, 64′ stehen, während das andere Ende der Kanäle 106′, 108′, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, in der Taumelscheibenkammer 36 in der Nähe der Drucklager 56 liegt. Ferner sind wieder abzweigende Kanäle 110′ vorgesehen, welche von den durchgehenden Kanälen 106′ ausgehen und in der axia­ len Bohrung des Zylinderblocks 14 münden, sowie abzwei­ gende Kanäle 112′, welche von den durchgehenden Kanälen 108′ ausgehen und in der axialen Bohrung des Zylinder­ blocks 16 enden. Beim Arbeiten des Kompressors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die beweglichen Teile einschließlich der halbkugelförmigen Schuhe, der Radiallager und der Drucklager wieder zwangsläufig und ausreichend durch das im Kältemittel enthaltene Schmier­ öl geschmiert, und zwar wegen der Querschnittsbeschrän­ kungen der Bohrungen für die Schrauben 26 und wegen der Anordnung der durchgehenden Kanäle und der davon abzwei­ genden Kanäle in den Zylinderblöcken 14 und 16.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, kann bei einem erfindungsgemäßen Mehrkolben-Taumelschei­ benkompressor aufgrund der internen Schmiereinrichtungen eine zwangsläufige ausreichende Schmierung aller wesent­ lichen Elemente durch das im Kältemittel enthaltene Schmieröl erreicht werden, so daß auch bei hoher Kompres­ sordrehzahl kein Fressen der Lager, der Schuhe bzw. Gleit­ stücke usw. zu befürchten ist. Weiterhin besitzen die Zylinderblöcke gemäß der Erfindung aufgrund der durch­ gehenden und der davon abzweigenden Kanäle größere Kon­ taktflächen für die Kältemittelströmung, so daß die Küh­ lung der Zylinderblöcke verbessert und damit ein Klemmen bzw. Fressen der Kolben vermieden wird.

Während bei den vorstehend betrachteten Ausführungsbei­ spielen die Zylinderbohrungen in der zusammengesetzten Zylinderblockeinheit auf beiden Seiten der Taumelscheibe liegen, welche zwischen den Zylinderblöcken angeordnet ist, versteht es sich, daß die Erfindung auch bei einem Mehrkolben-Taumelscheibenkompressor realisiert werden kann, bei dem im Zylinderblock nur auf einer Seite Zylinderbohrungen vorgesehen sind, welche konzentrisch zur Mittelachse des Zylinderblockes angeordnet sind, wobei wieder eine zwangsläufige und ausreichende Schmie­ rung der beweglichen Teile mit dem im Kältemittel ent­ haltenen Schmieröl erreicht wird.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel besteht ferner die Möglichkeit, die Taumelscheibenkammer mit der Ansaug­ kammer mit Hilfe eines durchgehenden Kanals zu verbin­ den, der direkt in der zugeordneten Ansaugkammer mündet, wobei dann die Ansaugkammern, falls erforderlich, nicht in Verbindung mit den Bohrungen für die Schrauben stehen müssen.

Ferner wird aus der vorstehenden Beschreibung deutlich, daß dem Fachmann, ausgehend von den beschriebenen Aus­ führungsbeispielen, zahlreiche Möglichkeiten für Ände­ rungen und/oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müsste.

Claims (8)

1. Mehrkolben-Taumelscheibenkompressor mit internen Schmiereinrichtungen für eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch folgende Merk­ male:

• es ist eine Zylinderblockanordnung (12) vorgesehen, in der eine Taumelscheibenkammer (36) zur Aufnahme einer Taumelscheibe (38) vorgesehen ist und in der Zylinderbohrungen (40) konzentrisch zur Mittelachse der Zylinderblockanordnung (12) vorgesehen sind, wo­ bei jede Zylinderbohrung (40) einen Kolben (42) auf­ nimmt, der in Gleitkontakt mit der Taumelscheibe (38) steht, so daß der Kolben (42) in der zugeordneten Zylinderbohrung (40) bei einer Drehung der Taumel­ scheibe (38) hin- und herbewegt wird, wobei der Taumelscheibenkammer (36) ein schmierölhaltiges Käl­ temittel von einem Verdampfer der Klimaanlage zuführ­ bar ist, wobei die Taumelscheibe (38) fest auf einer Welle (50) montiert ist, welche durch eine axiale Bohrung in der Zylinderblockanordnung (12) hindurch in die Taumelscheibenkammer (36) hineinragt und welche mit einem Antriebsmotor des Fahrzeugs zur Erzeugung einer Drehbewegung der Taumelscheibe (38) verbindbar ist;
• an der Zylinderblockanordnung (12) sind Gehäuseele­ mente (18, 20) vorgesehen, um eine Ansaugkammer (60, 64) zu bilden, welche mit den Zylinderbohrungen (40) über ein Ventilelement (22, 24) in Verbindung steht, sowie eine Auslaßkammer (62, 66), welche mit den Zy­ linderbohrungen (40) über das Ventilelement (22, 24) in Verbindung steht, wobei die Ansaugkammer (60, 64) über die axiale Bohrung der Zylinderblockanordnung (12) in Verbindung mit der Taumelscheibenkammer (36) steht und wobei die Auslaßkammer (62, 66) mit einem Kondensator der Klimaanlage verbindbar ist, um die­ sem ein komprimiertes Kältemittel zuzuführen; und
• in der Zylinderblockanordnung (12) sind Kanäle (106, 108, 110, 112, 114) vorgesehen, um das schmierölhaltige Kältemittel aus der Taumelscheibenkammer (36) derart zu der Ansaugkammer (60, 64) zu führen, daß die Strö­ mung des Kältemittels so geführt wird, daß beweg­ liche, von der Zylinderblockanordnung (12) als Ele­ ment des Kompressors umfasste Teile (52, 56, 102) zwangsweise geschmiert werden.

2. Mehrkolben-Taumelscheibenkompressor mit internen Schmiereinrichtungen für eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, gekenn­ zeichnet durch folgende Merkmale:

• es ist eine Zylinderblockanordnung (12) vorgesehen, welche aus zwei Zylinderblöcken (14, 16) derart zu­ sammengebaut ist, daß sich zwischen diesen eine Tau­ melscheibenkammer (36) ergibt, wobei die beiden Zylinderblöcke (14, 16) jeweils dieselbe Anzahl von Zylinderbohrungen (40) haben, wobei die Zylinder­ bohrungen (40) bezüglich einer Mittelachse der Zy­ linderblockanordnung (12) konzentrisch angeordnet sind und wobei die Zylinderbohrungen (40) des einen Zylinderblockes (14) fluchtend bezüglich der Zylin­ derbohrungen (40) des anderen Zylinderblockes (16) angeordnet und ausgerichtet sind und wobei die Tau­ melscheibenkammer (36) zwischen den Zylinderblöcken (14, 16) liegt;
• jedem Paar von fluchtenden Zylinderbohrungen (40) ist ein gemeinsamer Kolben (42) zugeordnet; eine Taumelscheibe (38) ist derart in der Taumel­ scheibenkammer (36) angeordnet, daß sie in Gleit­ kontakt mit den Kolben (42) steht, so daß diese in den paarweise fluchtenden Zylinderbohrungen (40) hin- und herbewegt werden, wenn sich die Taumel­ scheibe (38) dreht;
• es ist eine Welle (50) vorgesehen, welche eine axiale Bohrung der Zylinderblockanordnung (12) der­ art durchgreift, daß sie durch die Taumelscheiben­ kammer (36) hindurchgeht und auf welcher die Tau­ melscheibe (38) fest montiert ist;
• es sind zwei tellerförmige Gehäuseelemente (18, 20) vorgesehen, welche an den äußeren Stirnflächen der Zylinderblockanordnung (12) derart montiert sind, daß dort zwischen jedem Gehäuseelement und der an­ grenzenden Stirnfläche der Zylinderblockanordnung (12) jeweils eine Ansaugkammer (60, 64) und eine Aus­ laßkammer (62, 66) erhalten wird;
• zwischen jedem der tellerförmigen Gehäuseelemente (18, 20) und der zugeordneten Stirnfläche der Zylin-­ derblockanordnung (12) ist jeweils eine plattenför­ mige Zungenventilanordnung (22, 24) angeordnet, so daß jede der Zylinderbohrungen (40) jeweils über zugeordnete Ansaug- und Auslaßventilelemente der Zungenventilanordnung in Verbindung mit den ent­ sprechenden Ansaugkammern (60, 64) und Auslaßkammern (62, 66) steht; und
• in der Zylinderblockanordnung (12) sind Kanäle (106, 108, 110, 112, 114) vorgesehen, um das schmierölhaltige Kältemittel aus der Taumelscheibenkammer (36) der­ art zu der Ansaugkammer (60, 64) zu führen, daß die Strömung des Kältemittels so geführt wird, daß be­ wegliche, von der Zylinderblockanordnung (12) als Element des Kompressors umfasste Teile (52, 56, 102) zwangsweise geschmiert werden.

3. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Teile zwei Drucklager (56) um­ fassen, welche die Welle (50) umgeben und zu beiden Seiten der Taumelscheibe (38) angeordnet sind, sowie zwei Radiallager (52), welche in Abschnitten der axialen Bohrung der Zylinderblöcke (14, 16) angeord­ net sind, um die Welle (50) in der axialen Bohrung der Zylinderblockanordnung (12) drehbar zu lagern.

4. Kompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kolben (42) einen Schlitz (100) zur Aufnahme eines Randbereichs der Taumelscheibe (38) aufweist, daß die Taumelscheibe (38) mit den ein­ zelnen Kolben (42) jeweils derart über ein Paar von Schuhen (102) in Verbindung steht, daß die Schuhe zwischen den einander gegenüberliegenden Flanken des Schlitzes (100) und den einander gegenüberlie­ genden Hauptflächen des Taumelscheibenrandbereichs gleitverschieblich beweglich sind, und daß die Schuhe (102) zu den beweglichen Teilen gehören.

5. Kompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuhe (102) als halbkugelförmige Elemente ausgebildet sind, deren Kugelfläche in Gleitkontakt mit einer dazu komplementär ausgebildeten Aussparung (104) in der betreffenden Flanke des Schlitzes (100) des Kolbens (42) steht, und daß ihre kreisscheiben­ förmige, flache Oberfläche in Gleitkontakt mit der betreffenden Seitenfläche des Randbereichs der Tau­ melscheibe (38) steht.

6. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle durchgehende Kanäle (106, 108) in jedem der Zylinderblöcke (14, 16) umfassen, wobei sich das eine Ende der durchgehenden Kanäle (106, 108) zu der betreffenden Ansaugkammer (60, 64) öffnet, während sich das andere Ende angrenzend an das be­ treffende Drucklager (56) zu der Taumelscheiben­ kammer (36) öffnet, so daß die Kältemittelströmung radial nach innen gegen die Drucklager (56) gerich­ tet ist, und daß die Kanäle ferner von den durch­ gehenden Kanälen (106, 108) abzweigende Kanäle (110, 112) umfassen, die sich zu der axialen Bohrung des betreffenden Zylinderblocks (14, 16) öffnen, derart, daß die Kältemittelströmung zu den Radiallagern (52) in den betreffenden Bereichen der axialen Boh­ rung gerichtet wird.

7. Kompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle zusätzliche Nuten (114) umfassen, die an den die Taumelscheibenkammer (36) begrenzen­ den Stirnflächenbereichen der Zylinderblöcke (14, 16) in radialer Richtung derart angeordnet sind, daß sie zu den in der Taumelscheibenkammer (36) endenden Öffnungen der durchgehenden Kanäle (106, 108) führen, so daß das Kältemittel jeder dieser Öffnungen zuge­ führt wird.

8. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Ansaugkammern (60, 64) in dem betreffen­ den Gehäuseelement (18, 20) innerhalb der zugeordne­ ten Auslaßkammer (62, 66) angeordnet ist.