DE3812487A1 - Drehkolbenkompressor mit variabler verdraengung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenkompressor mit variabler Verdrängung für eine Fahrzeug-, insbesondere eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage.

Speziell betrifft die Erfindung einen Drehkolbenkompressor mit variabler Verdrängung, welcher eine Zylinderanordnung umfaßt, die einen Zylinderkörper aufweist, in dem eine Bohrung vorgesehen ist, deren Enden durch Stirnwände ver­ schlossen sind, die an dem Zylinderkörper befestigt sind. In der Bohrung ist ein drehbarer Rotor angeordnet, welcher zusammen mit der Bohrung mindestens eine halbmondförmige Kammer definiert, der ein gasförmiges Kältemittel zuführbar ist, wobei der Rotor mit mindestens einem Flügel versehen ist, der ausfahrbar in den Rotor eingepaßt ist und dessen freie Kante in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche der Bohrung steht, wenn sich der Rotor dreht. Dabei läuft der Flügel durch die halbmondförmige Kammer und die Menge des dabei komprimierten Kältemittels wird in Abhängigkeit von der erforderlichen Kühlleistung der Klimaanlage variiert.

Üblicherweise wird ein Drehkolbenkompressor des vorstehend beschriebenen Typs von der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs angetrieben, wobei die Temperatur für die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs auf einen Wert einstellbar ist, bei dem sich der Fahrer und die Passagiere bei den herrschenden Umgebungsbedingungen wohl fühlen. Wenn der Kühlleistungsbedarf der Klimaanlage hoch wird, muß der Kompressor mit maximaler Kühl- bzw. Förderleistung arbeiten, während der Kompressor bei sinkendem Kühlleistungsbedarf vorzugsweise mit niedrigerer Kühl- bzw. Förderleistung arbeitet. Sobald die Temperatur des klimatisierten Raumes einen angenehmen Wert erreicht, arbeitet der Kompressor vor­ zugsweise mit der minimalen Förderleistung, bei der diese angenehme Temperatur aufrechterhalten werden kann.

Die JP-OS 60-1 93 328, die auf einer Anmeldung der Anmelderin basiert, beschreibt einen verbesserten Kompressor des vor­ stehend beschriebenen Typs, bei dem die Kompressionsphase durch den bzw. die Rotorflügel in Abhängigkeit vom Ansaug­ druck des Kältemittels variabel ist, wobei dieser Ansaug­ druck in einer Ansaugkammer des Kompressors wirksam ist, die mit einem Verdampfer der Klimaanlage verbunden ist, so daß die Menge des von dem Kompressor in den Kühlkreislauf abgegebenen komprimierten Kältemittels in Abhängigkeit von dem Kühlleistungsbedarf der Klimaanlage variabel ist. Im einzelnen besitzt dieser bekannte Kompressor eine ringförmige Platte, die drehbar zwischen einer der Stirnwände der Zylinderanordnung und dem Zylinderkörper angeordnet ist. Die drehbare Platte besitzt dabei einen bogenförmigen Schlitz, der sich in Drehrichtung des Flügels erstreckt und sich zu der halbmondförmigen Kammer öffnet. Der Flügel läuft durch die halbmondförmige Kammer in der Weise hindurch, daß er diese in einen vorderen und einen hinteren Teil unterteilt, wobei das Volumen des vorderen Teils allmählich abnimmt, während das Volumen des hinteren Teils allmählich zunimmt. Während der Flügel längs des bogenförmigen Schlitzes in der ringförmigen Platte vorrückt, kann ein Teil des im vorderen Teil der halbmondförmigen Kammer befindlichen Kältemittels über den bogenförmigen Schlitz in den hinteren Teil der­ selben entweichen, so daß die eigentliche Kompressions­ phase erst unmittelbar nach dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Flügel den bogenförmigen Schlitz in der ringförmigen Platte passiert hat. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist es möglich, die Dauer des Kompressionshubes und damit die Förderleistung durch Verdrehen der ringförmigen Platte in Drehrichtung des Flügels in Abhängigkeit vom Kältemittel­ druck in der Ansaugkammer des Kompressors zu variieren.

Bei dem bekannten Kompressor wird das Verstellen der ring­ förmigen Platte mit Hilfe eines Kolbens bewirkt, der gleit­ verschieblich von einer zylindrischen Bohrung aufgenommen wird. Der Kolben unterteilt die Bohrung dabei in zwei Kammern, von denen die eine (eine erste Kammer) ständig in Verbindung mit einer Auslaßkammer steht, welcher das komprimierte Kältemittel aus der halbmondförmigen Kammer zugeführt wird, während die andere (eine zweite Kammer) eine Druckfeder aufnimmt, um den Kolben in Richtung auf die erste Kammer vorzuspannen, wobei diese zweite Kammer außerdem mit einem Ölvorrat in Verbindung steht, der unter einem Druck steht, welcher dem Auslaßdruck des Kältemittels entspricht. Die Zufuhr von Drucköl zu der zweiten Kammer wird durch ein Rückschlagventil gesteuert, welches in einem Ölkanal zwischen dem Ölvorrat und der zweiten Kammer angeordnet ist. Das Rückschlagventil wird in Abhängigkeit von Druckänderungen in der Ansaugkammer derart betätigt, daß bei Absinken des An­ saugdrucks eine größere Ölmenge zu der zweiten Kammer fließen kann, während bei Ansteigen des Ansaugdrucks der Querschnitt des Ölkanals verringert wird. Dabei wird der Kolben in der Bohrung verlagert, bis ein dynamisches Gleichgewicht zwischen den Drücken in den beiden Kammern erreicht ist, wobei die ringförmige Platte in Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens verstellt wird. Um die richtige Verstellung der ringförmigen Platte zu erreichen, muß der Innendruck in der ersten Kammer exakt auf einem Wert gehalten werden, der dem Auslaßdruck entspricht. Das gasförmige Kältemittel, welches der zweiten Kammer zugeführt wird, hat jedoch die Tendenz, aus dieser in einen Bereich mit niedrigerem Druck zu ent­ weichen, und zwar hauptsächlich aufgrund eines unvermeid­ lichen Mikrospalts zwischen einer Oberfläche der ringförmigen Platte und der angrenzenden Oberfläche der damit in Kontakt stehenden Stirnwand. Der dynamische Druckausgleich zwischen den beiden Kammern wird also erst dann erreicht, wenn der Kolben weiter in Richtung auf die erste Kammer verschoben ist, als dies den tatsächlichen Druckverhältnissen entsprechen würde.

Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend aufge­ zeigten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Kompressor dahingehend zu verbessern, daß die Kühl- bzw. Förderleistung exakt in Abhängigkeit von dem Druck des gasförmigen Kältemittels in einer Ansaugkammer des Kompressors steuerbar ist. Dabei wird gleichzeitig ange­ strebt, eine wirksame Abdichtung zwischen einer drehbaren ringförmigen Platte und einem Gegenelement zu schaffen, um ein Lecken des Kältemittels aus einem Hochdruckbereich in einen Niederdruckbereich zu vermeiden.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Kompressor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

In Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Dichtungseinrichtungen einen Dichtungsring umfassen, der in einer Ringnut angeordnet ist, die in die Oberfläche der Stirnwand eingearbeitet ist, die in Kontakt mit der ringförmigen Platte steht.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Dichtungseinrichtungen so ausgebildet sind, daß sie den mit der ringförmigen Platte fest verbundenen Zapfen zum Verbinden der Platte mit dem Kolben umgeben.

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

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Aus­ führungsform eines Drehkolbenkompressors gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Kompressor gemäß Fig. 1 längs der Linie A-A in dieser Figur;

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Kompressor gemäß Fig. 1 längs der Linie B-B in dieser Figurf;

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Kompressor gemäß Fig. 1 längs der Linie C-C in dieser Figur und

Fig. 5 einen Teilquerschnitt zur Erläuterung einer Ventilbetätigungsvorrichtung für den Kompressor gemäß Fig. 1 bis 4.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen Drehkolbenkompressor mit variabler Verdrängung gemäß der Erfindung. Der Kompressor umfaßt ein vorderes Gehäuse 1 und ein hinteres Gehäuse 2, die mittels geeigneter Verbindungseinrichtung, wie z.B. Schrauben und Muttern (nicht gezeigt) starr miteinander verbunden sind. In einer durch die beiden miteinander ver­ bundenen Gehäuse 1, 3 gebildeten inneren Kammer ist eine Zylinderanordnung montiert, welche einen Zylinderkörper 3 umfaßt, der eine Bohrung in Form eines elliptischen Zylinders aufweist, die an den Enden durch eine vordere Stirnwand 4 bzw. eine hintere Stirnwand 5 verschlossen ist. In der Zylinder­ bohrung ist ein zylindrischer Rotor 6 angeordnet, der zu einer Drehbewegung in Richtung des in Fig. 2 eingezeichneten Pfeils - im Uhrzeigersinn - antreibbar ist. Der Rotor 6 besitzt an seinen stirnseitigen Enden Achsstummel 6 a, 6 b, die mittels zugehöriger Lager in den Stirnwänden 4, 5 gelagert sind. Der Rotor 6 ist ferner mit mehreren Flügeln 7 versehen (beim Ausführungsbeispiel vier Stück), welche radial verstellbar in den Rotor 6 eingepaßt sind und bei umlaufenden Rotor 6 in Kontakt mit der Innenfläche der zylindrischen Bohrung stehen, während ihre Enden in engem Kontakt mit den Innenflächen der Stirnwände 4 und 5 stehen. Wie Fig. 2 zeigt, ist der Rotor 6 mit vier Schlitzen 8 versehen, die in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind, wobei in jeden Schlitz 8 einer der Flügel 7 gleitverschieblich einge­ setzt ist.

Wie Fig. 2 ferner zeigt, besitzt jeder der Schlitze 8 am Boden bzw. am inneren Ende einen verbreiterten Bereich, der als Schmierölkanal dient, welchem das Schmieröl aus einer Ab­ scheidekammer 2 a zuführbar ist. Jeder der Schlitze 8 steht also mit einem Ölvorrat in einer Abscheidekammer 2 a in Ver­ bindung, die in dem hinteren Gehäuse 2 ausgebildet ist, und zwar über eine Ringnut 5 a, die in der hinteren Stirnwand 5 vorgesehen ist, über einen Lagerteil an dem Achsstummel 6 b und über einen Kanal 22, der durch die hintere Stirnwand 5 hindurchgeführt ist. Da das Schmieröl in der Ölabscheide­ kammer 2 a durch das komprimierte Kältemittel unter einem Druck gehalten wird, werden die Flügel 7 durch das in die Schlitze 8 eingeführte Schmieröl nach außen gedrückt. Diese Auswärtsbewegung wird durch Zentrifugalkräfte unterstützt, die bei rotierendem Rotor 6 an den Flügeln 7 wirksam sind. Auf diese Weise kann ein ständiger Kontakt zwischen der freien Außenkante der Flügel 7 und der Innenfläche der Bohrung des Zylinderkörpers 3 aufrechterhalten werden, so daß die durch die Bohrung definierte Kammer durch die Flügel 7 in halbmondförmige Kammern R 1 und R 2 unterteilt wird. Weiter­ hin ist an der Innenseite der vorderen Stirnwand 4 eine Ring­ nut 4 a vorgesehen, die an das innere Ende der Schlitze 8 an­ grenzt, so daß das Schmieröl den Schlitzen 8 über die Ring­ nut 4 a zuführbar ist.

Wie aus Fig. 1 und 2 deutlich wird, ist der zylindrische Körper 3 mit einem Paar von Ansaugschlitzen 9, 10 versehen, die in axialer Richtung des zylindrischen Körpers 3 ver­ laufen. Ansaugöffnungen 11 und 12, die mit den Ansaugschlitzen 9 bzw. 10 in Verbindung stehen, sind bezüglich der Achse des zylindrischen Körpers 3 symmetrisch zueinander angeordnet und öffnen sich in die Bohrung des zylindrischen Körpers 3. In der Nachbarschaft der Ansaugschlitze 9 und 10 sind längs des Umfangs des zylindrischen Körpers 3 zwei symmetrisch zueinander angeordnete Auslaßkammern 3 a und 3 b vorgesehen, welche mit Auslaßöffnungen 13 bzw. 14 in Verbindung stehen. Die Auslaßöffnungen 13 und 14 sind mittels Blattventilen 15 bzw. 16 verschließbar, die im Inneren der Auslaßkammern 3 a, 3 b angeordnet sind. Die Blattventile 15, 16 bestehen aus elastischen Ventilblättern, deren Auslenkung durch Anschlag­ platten 17 bzw. 18 begrenzt wird. Das Innere der beiden Auslaßkammern 3 a und 3 b steht mit der Ölabscheidekammer 2 a über Öffnungen 19 in Verbindung (in Fig. 1 ist nur eine dieser Öffnungen gezeigt), die in der hinteren Stirnwand 5 vorgesehen sind. Die Abscheidekammer 2 a selbst steht mit den übrigen Teilen einer Klimaanlage über eine Auslaßöffnung 20 in Verbindung.

Zwischen der vorderen Stirnwand 4 und dem Rotor 6 ist eine ringförmige Platte 21 angeordnet. Die ringförmige Platte 21 wird von einer ringförmigen Aussparung 35 in der Innenfläche der vorderen Stirnwand 4 aufgenommen und läßt sich mit Hilfe eines nachstehend noch zu beschreibenden Antriebsmechanismus in der einen oder anderen Richtung bezüglich des Achsstummels 6 a verdrehen. Die ringförmige Platte 21 besitzt ferner zwei bogenförmige Schlitze 21 a und 21 b, die symmetrisch zur Achse des zylindrischen Körpers 3 angeordnet sind. Die bogenförmigen Schlitze 21 a, 21 b können sowohl mit den Ansaugschlitzen 9 und 10 als auch mit den Kammern R 1 und R 2 über einen Bereich in Verbindung stehen, innerhalb dessen die ringförmige Platte 21 bezüglich des Achsstummels 6 a verdrehbar ist. Was die Positionen der ringförmigen Platte 21 anbelangt, so wird diejenige Position, in der die bogenförmigen Schlitze 21 a und 21 b den Ansaugschlitzen 9, 10 am nächsten benachbart sind, als erste Position bezeichnet, während diejenige Position, in der die bogenförmigen Schlitze 21 a und 21 b von den Ansaug­ schlitzen 9 und 10 am weitesten entfernt sind, als zweite Position bezeichnet wird. Wie Fig. 4 zeigt, sind in der vor­ deren Stirnwand 4 Einlaßöffnungen 23 und 24 vorgesehen, die den Ansaugschlitzen 9, 10 zugeordnet sind. In dem vorderen Gehäuse 1 ist eine Ansaugkammer 1 a ausgebildet, welche über eine Einlaßöffnung 41 mit den übrigen Teilen der Klimaanlage in Verbindung steht und über die Einlaßöffnungen 23 und sowie die bogenförmigen Schlitze 21 a und 21 b mit den Ansaug­ schlitzen 9 und 10 und den halbmondförmigen Kammern R 1 und R 2 verbunden ist.

Nachstehend soll nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 4 ein Antriebsmechanismus für die ringförmige Platte 21 näher erläutert werden. Im einzelnen ist in einer Bohrung 25 a der vorderen Stirnwand 4 angrenzend an die ringförmige Platte 21 ein Kolben 25 angeordnet. Der Kolben 25 ist in der Bohrung 25 a in axialer Richtung, nämlich im wesentlichen tangential zu der ringförmigen Platte 21 gleitverschieblich. Ein an der ringförmigen Platte 21 befestigter Zapfen 26 greift locker durch einen bogenförmigen Schlitz 27 in der vorderen Stirnwand 4 hindurch in eine Öffnung des Kolbens 25 ein. Die Bohrung 25 a ist durch den Kolben 25 in eine erste Kammer S 1 und eine zweite Kammer S 2 unterteilt. Der Kolben 25 ist dabei mittels einer Druckfeder 28 in Richtung auf die erste Kammer S 1 vorgespannt. Die Druckfeder 28 befindet sich in der zweiten Kammer S 2. Wie Fig. 1 und 2 zeigen, steht die erste Kammer S 1 über einen Kanal 29 mit einer der Auslaß­ kammern 3 b in Verbindung, während aus Fig. 1 und 5 deutlich wird, daß die zweite Kammer S 2 mit dem Ölvorrat in der Ab­ scheidekammer 2 a über einen Kanal 30 in Verbindung steht. Die zweite Kammer S 2 steht außerdem über eine Öffnung 31 mit der Ansaugkammer 1 a in Verbindung.

Wie Fig. 5 zeigt, ist im Inneren der Ansaugkammer 1 a ein Ventil-Betätigungsmechanismus vorgesehen, der aus einem Rück­ schlagventil 32 und einem Kolben 33 besteht. Die eine Seite des Kolbens 33 steht unter der Wirkung einer Druckfeder 34. Auf dieser Seite des Kolbens 33 ist außerdem der Atmosphären­ druck wirksam. Die Summe der Kraft aufgrund des Atmosphären­ drucks und der Druckfeder 34 wirkt derart auf die eine Stirn­ fläche des Kolbens 33 ein, daß dieser die Tendenz hat, das Rückschlagventil 32 zum Öffnen des Kanals 30 zu betätigen. Auf das andere Ende des Kolbens 33 wirken in der entgegen­ gesetzten Richtung die Kräfte ein, die sich aufgrund des Druckes in der Ansaugkammer 1 a (Ansaugdruck) und der Druckes in der Abscheidekammer 2 a (Auslaßdruck) ergeben. Diese Kräfte versuchen den Kolben 33 derart zu verstellen, daß das Rück­ schlagventil 32 den Kanal 30 schließt. Aufgrund des beschrie­ benen Aufbaus kann eine gesteuerte Drosselwirkung für den Kanal 30 erreicht werden, und zwar aufgrund einer dynamischen Balance zwischen den entgegengesetzt gerichteten Kräften bzw. Drücken an den beiden Enden des Kolbens 33.

Wie Fig. 3 zeigt, ist im Boden der Aussparung 35, die zur Auf­ nahme der ringförmigen Platte 21 in der vorderen Stirnwand 4 ausgebildet ist, eine Ringnut 35 a ausgebildet, welche den Achsstummel 6 a und den bogenförmigen Schlitz 27 umgibt. In die Ringnut 35 a ist ein Dichtring 36 eingelegt, um eine fluiddichte Trennung zwischen dem Hochdruckbereich und dem Niederdruckbereich herbeizuführen. In der vorderen Stirnwand 4 ist ferner ein Zwischenkanal 37 ausgebildet, welcher mit der Ringnut 35 a über mehrere Kanäle 38 kommuniziert. Der Zwischen­ kanal 37 kommuniziert mit dem Ölvorrat in der Abscheidekammer 2 a über Kanäle 39 und 40, die in der vorderen Stirnwand 4 und in dem zylindrischen Körper 3 ausgebildet sind, so daß das Öl aus dem Ölvorrat der Ringnut 35 a zugeführt wird. Die exakte Funktion der Dichtungseinrichtungen wird weiter unten noch näher erläutert.

Während einer Anfangsphase des Betriebes des Kompressors sind der Ansaugdruck in der Ansaugkammer 1 a und der Auslaßdruck in den Auslaßkammern 3 a bzw. 3 b gleich. Kurz nachdem der Kom­ pressor gestartet ist, wird der Kanal 30 durch Betätigung des Rückschlagventils 32 mit der zweiten Kammer S 2 verbunden, da der Druck in der Ansaugkammer 1 a niedrig ist. Der Kolben 25 nimmt dabei eine Position ein, in der das eine Ende des Kol­ bens 25 in Kontakt mit dem inneren Ende der ersten Kammer S 1 steht, und zwar aufgrund einer ausgewählten Federwirkung der Druckfeder 28. Unter diesen Bedingungen bzw. Voraussetzungen nimmt die ringförmige Platte 21 die oben definierte erste Stellung ein, in der die bogenförmigen Schlitze 21 a und 21 b in Drehrichtung des Rotors 6 stärker gegen die Einlaßöffnungen 23 und 24 und den Ansaugschlitzen 9 und 10 versetzt sind. Das gasförmige Kältemittel strömt aus der Ansaugkammer 1 a in die halbmondförmige Kammer R 1, deren Größe während dieser Phase zunimmt. Diese halbmondförmige Kammer R 1 gelangt beim Weiterdrehen des Rotors 6 allmählich in den Kompressions­ betrieb. Während eines gewissen Zeitintervalls, nachdem die Kammer R 1 in den Kompressionsbetrieb gelangt ist, stehen die bogenförmigen Schlitze 21 a und 21 b noch in Verbindung mit der halbmondförmigen Kammer, wodurch für dieses Zeitintervall ein ins Gewicht fallender Druckanstieg des gasförmigen Kälte­ mittels verhindert wird. Mit anderen Worten wird also das Anfangsvolumen der halbmondförmigen Kammer R 1, wenn diese vollständig geschlossen wird, auf einen Minimalwert begrenzt, so daß der Kompressor mit minimaler Kühlleistung bzw. Förder­ leistung arbeitet. Folglich wird die Belastung einer Brenn­ kraftmaschine, welche den Kompressor antreibt, während einer Anfangsphase des Betriebes verringert.

Aufgrund eines kontinuierlichen Betriebes des Kompressors mit minimaler Förderleistung ändert sich die dynamische Druck­ differenz über dem Rückschlagventil 32 derart, daß dieses in eine Stellung bewegt wird, in der es den Kanal 30 schließt. Hierdurch wird die Zufuhr von Schmieröl zu der zweiten Kammer S 2 durch den Kanal 30 gesperrt und der Kolben 25 wird in Richtung auf die zweite Kammer verschoben, so daß ein neues dynamisches Druckgleichgewicht zwischen der ersten Kammer S 1, die mit der Auslaßkammer 3 b über den Kanal 29 in Verbindung steht, und der zweiten Kammer S 2 geschaffen wird, aus der das eingeströmte Schmieröl allmählich über die Öffnung 31 in die Ansaugkammer 1 a abfließt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Aufgrund dieser Verlagerung des Kolbens 25 dreht sich die ringförmige Platte 21 im Uhrzeigersinn - in Fig. 4 - in ihre zweite Stellung, so daß wesentliche Teile der bogenförmigen Schlitze 21 a, 21 b mit den Einlaßöffnungen 23 und 24 und den Ansaugkanälen 9 und 10 fluchten. Aus diesem Grund wird die Verbindung zwischen den bogenförmigen Schlitzen 21 a und 21 b einerseits und der halbmondförmigen Kammer R 1 unmittelbar nach dem Zeitpunkt gesperrt, in dem die Kammer R 1 von der Expansionsphase in die Kompressionsphase gelangt ist, so daß das gasförmige Kältemittel in der halbmondförmigen Kammer R 1 sofort komprimiert wird. Mit anderen Worten wird das Volumen der geschlossenen halbmondförmigen Kammer R 1 also auf den Maximalwert erhöht, so daß der Kompressor nunmehr mit maximaler Förderleistung arbeiten kann.

Sobald die Raumtemperatur in dem zu kühlenden Raum (beispiels­ weise der Fahrgastzelle) sich dem vorgegebenen gewünschten Wert aufgrund dieses Betriebes mit maximaler Förderleistung nähert, sinkt der Druck in der Ansaugkammer 1 a wegen der Abnahme der erforderlichen Kühlleistung ab und das Rückschlag­ ventil 32 öffnet daraufhin den Kanal 30 in dem entsprechenden Maße. Dies hat zur Folge, daß das Schmieröl aus der Abscheide­ kammer 2 a in die zweite Kammer S 2 fließt und einen Druck auf das betreffende Ende des Kolbens 25 ausübt. Da die Menge des in die zweite Kammer S 2 einfließenden Öls größer ist als die als Leckstrom durch die Öffnung 31 abfließende Ölmenge, verschiebt sich der Kolben 25 in Richtung auf die erste Kammer S 1 bis ein anderes dynamisches Druckgleichgewicht geschaffen ist, wobei die ringförmige Platte 21 in eine Zwischenstellung zwischen ihren beiden Endstellungen bewegt wird, so daß der Kompressor mit einer entsprechend verringerten mittleren Förderleistung arbeitet. Die Klimaanlage arbeitet daher insgesamt mit mittlerer Kühlleistung.

Wie oben ausgeführt, kann die Förderleistung des Kompressors durch Steuerung des dynamischen Gleichgewichts zwischen den Drücken in den beiden Kammern S 1 und S 2 in Abhängigkeit von Änderungen des Ansaugdruckes in der Ansaugkammer 1 a ge­ ändert werden, wobei dieser Ansaugdruck im wesentlichen der Temperatur des zu kühlenden Raums entspricht.

Es ist zu beachten, daß unter hohem Druck stehendes gas­ förmiges Kältemittel, welches in die erste Kammer S 1 einge­ leitet wird, die Tendenz haben dürfte, von dort in einen Niederdruckbereich zu entweichen, wie z.B. zu den bogen­ förmigen Schlitzen 21 a und 21 b, und zwar über einen unver­ meidlichen Mikrospalt zwischen den Oberflächen der ring­ förmigen Platte 21 und der vorderen Stirnwand 4, die in engem Kontakt miteinander stehen. Diese Leckströmung des gasförmigen Kältemittels bewirkt einen Druckabfall in der ersten Kammer S 1, welcher eine übermäßige Verlagerung des Kolbens 25 in Richtung auf diese erste Kammer S 1 zur Folge hat. Weiterhin wird dadurch die ringförmige Platte 21 über­ mäßig verdreht, was zu einem unerwünschten Absinken der Förderleistung des Kompressors führt. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß Schmieröl, welches unter einem Druck steht, der dem Druck in der Auslaßkammer 3 a ent­ spricht, direkt zu den Dichtungseinrichtungen geleitet, welche die Ringnut 35 a und den darin befindlichen Dichtring 36 um­ fassen, wobei die Druckölzufuhr über die Kanäle 40 und 39, den Zwischenkanal 37 und die Kanäle 38 erfolgt. Aufgrund der Wirkung dieser "Öldichtung" können die Dichtungseinrichtungen das Lecken von unter hohem Druck stehenden gasförmigem Kälte­ mittel aus der ersten Kammer S 1 zuverlässig verhindern. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß der Dichtring 36 und die Ringnut 35 a vorzugsweise so angeordnet sind, daß sie den Zapfen 26 umgeben, der in den Kolben 25 eingreift, da das Lecken des gasförmigen Kältemittels aus der ersten Kammer S 1 wahrscheinlich in diesem Bereich auftritt.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die vor­ liegende Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Beispielsweise kann die ringförmige Aussparung 4 a in der vorderen Stirnwand 4 mit der Nut 35 a in Verbindung stehen, so daß das unter hohem Druck stehende Schmieröl dem Dichtring 36 über den Kanal 22, die Ringnut 5 a in der hinteren Stirnwand 5, den inneren Teil der Schlitze 8 und die ringförmige Aussparung 4 a zugeführt wird.

Claims (3)

1. Drehkolbenkompressor mit variabler Verdrängung für eine Fahrzeug-, insbesondere eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
Es ist eine Zylinderanordnung vorgesehen, welche einen Zylinderkörper (3) umfaßt, der eine Bohrung besitzt, die an den einander gegenüberliegenden Enden des Zylinder­ körpers (3) durch Stirnwände (4,5) verschlossen ist;
es ist ein Rotor (6) vorgesehen, der in der Bohrung des Zylinderkörpers (3) angeordnet ist und in der Bohrung mindestens eine halbmondförmige Kammer (R 1, R 2) zur Auf­ nahme eines gasförmigen Kältemittels definiert, wobei der Rotor (6) mindestens einen Flügel (7) aufweist, der aus­ fahrbar in den Rotor (6) eingepaßt ist, derart, daß eine freie Kante des Flügels (7) bei umlaufendem Rotor in Kontakt mit der Innenwand der Bohrung steht, so daß das Kältemittel in der halbmondförmigen Kammer (R 1, R 2) durch den Flügel (7) komprimierbar ist;
die Zylinderanordnung umfaßt eine Auslaßkammer (3 a, 3 b) zur Aufnahme des komprimierten, aus der halbmondförmigen Kammer (R 1, R 2) austretenden Kältemittels und eine Ansaug­ kammer (1 a) zur Aufnahme des aus dem Kreislauf der Klima­ anlage zurückfließenden Kältemittels vor dem Einführen desselben in die halbmondförmige Kammer (R 1, R 2);
es ist eine ringförmige Platte (21) vorgesehen, welche zwischen einer der Stirnwände (4) und dem angrenzenden Ende des Zylinderkörpers (3) derart angeordnet ist, daß eine Oberfläche der ringförmigen Platte (21) in engem Kontakt mit der zugeordneten Oberfläche der Stirnwand (4) steht, wobei die ringförmige Platte (21) gegenüber der zugeordneten Oberfläche dieser Stirnwand (4) gleitver­ schieblich zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verdrehbar ist;
die ringförmige Platte (21) besitzt einen bogenförmigen Schlitz (21 a, 21 b) zum Einstellen des maximalen Volumens der halbmondförmigen Kammer (R 1, R 2) für den Zeitpunkt des Beginns der Kompression des in der halbmondförmigen Kammer (R 1, R 2) befindlichen Kältemittels durch den Drosseleffekt des Schlitzes (21 a, 21 b), der sich ent­ sprechend der Winkelposition der ringförmigen Platte (21) zwischen deren erster und deren zweiter Position ändert;
es sind Antriebseinrichtungen (25 bis 27) vorgesehen, mit deren Hilfe die ringförmige Platte (21) in Abhängigkeit von einer Änderung der erforderlichen Kühlleistung der Klimaanlage verstellbar ist und die eine hydraulische Betätigungsanordnung mit einem Kolben (25) umfassen, der gleitverschieblich in einer Zylinderbohrung (25 a) angeord­ net ist und diese in eine erste Zylinderkammer (S 1) und eine zweite Zylinderkammer (S 2) unterteilt, wobei die erste Zylinderkammer (S 1) in Verbindung mit der Auslaß­ kammer (3 a, 3 b) steht, die mit dem komprimierten Kälte­ mittel aus der halbmondförmigen Kammer (R 1, R 2) gefüllt ist, und wobei die zweite Zylinderkammer (S 2) in Ver­ bindung mit einem unter Druck stehenden Schmierölvorrat steht, dessen Druck dem Auslaßdruck des Kältemittels aus der halbmondförmigen Kammer (R 1, R 2) entspricht, wobei der Kolben (25) mit der ringförmigen Platte (21) über einen an dieser befestigten Zapfen (26) verbunden ist, so daß die Bewegung des Kolbens (25) auf die ringförmige Platte (21) übertragen wird und ein Schwenken derselben zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Stellung bewirkt;
es ist eine Ventileinrichtung (32) vorgesehen, mit deren Hilfe die Ölmenge steuerbar ist, die über einen Ölkanal (30) aus dem Ölvorrat in die zweite Zylinderkammer (S 2) einleitbar ist;
es ist eine Ventilbetätigungsvorrichtung (33, 34) vorge­ sehen, mit deren Hilfe die Ventileinrichtung (32) betätig­ bar ist und die einen Kolben (33) umfaßt, dessen eines Ende dem Ansaugdruck für das aus der Klimaanlage in die Ansaugkammer (1 a) zurückfließende Kältemittel ausgesetzt ist, derart daß die Ventileinrichtung (32) in Abhängigkeit von einer Änderung des Kältemitteldrucks betätigbar ist;
es sind Dichtungseinrichtungen (35 a, 36) vorgesehen, um Hochdruck- und Niederdruckbereiche des Kompressors fluid­ dicht zu trennen, wobei die Dichtungseinrichtungen (35 a, 36) zwischen den Oberflächen der ringförmigen Platte (21) und der Stirnwand (4) vorgesehen sind, die in Kontakt miteinander stehen; und
es sind Ölversorgungseinrichtungen (37 bis 40) vorgesehen, mit deren Hilfe Öl aus dem Ölvorrat, welcher unter dem Auslaßdruck des Kältemittels aus der halbmondförmigen Kammer (R 1, R 2) steht, den Dichtungseinrichtungen (35 a, 36) zuführbar ist.

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtungen einen Dichtring (36) umfassen, der in einer Ringnut (35 a) angeordnet ist, die in einer der miteinander in Kontakt stehenden Oberflächen der Stirnwand (4) und der ringförmigen Platte (21) vorgesehen ist.

3. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtungen (35 a, 36) derart ausge­ bildet sind, daß sie den an der ringförmigen Platte (21) befestigten Zapfen (26) umschließen, der zum Verbinden des Kolbens (25) der Antriebseinrichtungen mit der ringförmigen Platte (21) dient.