EP4226044B1

EP4226044B1 - Filter- und drosseleinheit für einen scrollkompressor sowie scrollkompressor für einen kältemittelkreislauf

Info

Publication number: EP4226044B1
Application number: EP20789083.1A
Authority: EP
Inventors: Lukas LÖHMER
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2020-10-08
Filing date: 2020-10-08
Publication date: 2025-12-03
Anticipated expiration: 2040-10-08
Also published as: WO2022073611A1; ES3056911T3; EP4226044A1; FI4226044T3; US20230374988A1; DK4226044T3; US12203473B2; PL4226044T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Filter- und Drosseleinheit für einen Scrollkompressor mit einem Gehäuse mit Gehäusewänden und einer als Drossel oder Blende dienenden Öffnung, die in einer der Gehäusewände ausgebildet ist, sowie einen Scrollkompressor für einen Kältemittelkreislauf mit einem Antrieb, einer mittels des Antriebs antreibbaren Exzentereinheit, über die eine orbitierende Verdrängerspirale bewegbar ist, welche in eine feststehende Statorspirale greift, zumindest einem Verdrängerraum zwischen der Statorspirale und der Verdrängerspirale, einer Hochdruckkammer, in die der zumindest eine Verdrängerraum mündet, einer Niederdruckkammer, die in den zumindest einen Verdrängerraum mündet, einem Ölrückführungskanal, über den die Hochdruckkammer mit der Niederdruckkammer fluidisch verbunden ist, einer Gegendruckkammer, die an der von der Statorspirale abgewandten Seite der Verdrängerspirale ausgebildet ist, und einem Gasverbindungskanal, über den die Gegendruckkammer mit der Hochdruckkammer fluidisch verbunden ist.
Solche Scrollkompressoren werden insbesondere zur Verdichtung von Kältemitteln in Kälte- und Klimakreisläufen von Kraftfahrzeugen verwendet. Das in den Scrollkompressor eintretende, entspannte Kältemittel befindet sich im gasförmigen Zustand und strömt zumindest bei elektromotorisch angetriebenen Scrollkompressoren üblicherweise motorseitig in das Gehäuse ein, so dass der Elektromotor vom Kältemittel durchströmt wird. Auch nimmt das Kältemittel zur Schmierung notwendiges Öl im Motorraum auf, welches üblicherweise in einem Ölabscheider am Scrollkompressor vom Kältemittel getrennt wird und zur Schmierung in den Scrollkompressor zurückgeführt wird. Das verdichtete Kältemittel gelangt über einen Austritt zurück in den Kältemittelkreislauf.
Derartige Scrollkompressoren sind beispielsweise aus der EP 3 404 264 A1 bekannt und umfassen eine Hochdruckkammer, eine Niederdruckkammer, eine orbitierende Verdrängerspirale und eine mit der Verdrängerspirale zusammenwirkende, feststehende Statorspirale. Die orbitierende Verdrängerspirale greift in die Statorspirale derart ein, dass zwischen der Verdrängerspirale und der Statorspirale Verdrängungsräume gebildet werden, in denen das zu verdichtende Medium aufgenommen und verdichtet wird. Zwischen dem Lagergehäuse des Kompressors und der Verdrängerspirale ist eine Gegendruckkammer vorgesehen. Der in der Gegendruckkammer herrschende und auf die Verdrängerspirale wirkende Druck verursacht eine resultierende Kraft in axialer Richtung, wodurch die Verdrängerspirale gegen die feststehende Spirale gedrückt wird und somit die Spiralen zueinander abgedichtet werden.
Zur Verwirklichung des Anpressdrucks in der Gegendruckkammer besteht eine fluidische Verbindung zwischen der Hochdruckkammer und der Gegendruckkammer über einen Gasverbindungskanal, wodurch das unter hohem Druck stehende Fluid aus der Hochdruckkammer auch in der Gegendruckkammer anliegt. In dem Gasverbindungskanal ist eine Gasverbindungs-Drossel oder Blende angeordnet, welche den Massenstrom des in die Gegendruckkammer strömenden Fluids steuert und den Druck reduziert.
Des Weiteren umfasst der Scrollkompressor einen Ölrückführungskanal, welcher die Hochdruckkammer mit der Niederdruckkammer fluidisch verbindet. Dabei wird ein zur Schmierung der Komponenten in dem Scrollkompressor vorgesehenes Öl aus dem verdichteten Fluid über einen in der Hochdruckkammer angeordneten Abscheider abgetrennt und über den Ölrückführungskanal in die Niederdruckkammer zurückgeführt, so dass das zurückgeführte Öl erneut zur Schmierung der Komponenten verwendet werden kann. Zur Druckreduzierung des zurückgeführten Öls ist im Ölrückführungskanal eine Ölrückführungs-Drossel angeordnet.
Des Weiteren ist aus der US 2005/0129556 A1 ein Scrollkompressor bekannt, bei dem in der Ölrückführungsleitung zusätzlich zur Drossel noch ein Filterelement angeordnet ist, um Schmutzstoffe aus dem Öl zu filtern.
Auch ist aus der CN 203035552 U ein Filter- und Drosselsystem bekannt, bei dem ein hohlzylindrisches Filterelement in einem Kunststoffgehäuse gehalten wird. Am zur Druckseite gewandten Ende ist innerhalb dieses Filterelementes ein Kapillarrohr 13 angeordnet, über welches die Zuströmung erfolgt und welches als Drosselelement dient.
Nachteilig an den bekannten Scrollkompressoren ist, dass entweder gar keine Filterung des zurückgeführten Gases und Öls stattfindet oder der Aufwand zur Herstellung und Montage des Filterelementes und der Drossel sehr hoch ist. Zusätzlich ist eine Verstopfung der Filterelemente in den Rückführungskanälen zu befürchten.
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Filter- und Drosseleinheit bereitzustellen, die einfach herstellbar und mit geringem Aufwand in einem Scrollkompressor montiert werden kann. Des Weiteren soll ein Verstopfen der Filterelemente im Scrollkompressor verhindert werden.
Diese Aufgaben werden durch eine Filter- und Drosseleinheit mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 und einen Scrollkompressor für einen Kältemittelkreislauf mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 8 gelöst.
Die erfindungsgemäße Filter- und Drosseleinheit für einen Scrollkompressor weist ein Gehäuse mit Gehäusewänden auf, die eine Außenwand der Filter- und Drosseleinheit bilden und somit die Einheit axial und radial begrenzen. In einer dieser begrenzenden Wände ist eine als Drossel oder Blende dienende Öffnung ausgebildet. Des Weiteren ist innerhalb der Gehäusewände, und somit ebenfalls zumindest radial durch die Gehäusewände begrenzt, ein Filterelement angeordnet, welches plattenförmig ausgeführt ist und die Filter- und Drosseleinheit zu einer axialen Seite begrenzt. So ist das Filterelement einfach erreichbar und in das Gehäuse montierbar. Durch die plattenförmige Ausbildung wird insbesondere bei liegend angeordneten Kompressoren eine Oberfläche durch das Filterelement geschaffen, die senkrecht zur Gravitationskraft angeordnet werden kann, so dass ohne äußere Kräfte eine Selbstreinigung des Filterelementes erfolgt. Die ausgefilterten Feststoffe setzen sich auch während des Betriebes nicht am Filterelement fest. Entsprechend wird eine Einheit aus Drossel oder Blende und Filterelement geschaffen, die einfach als Ganzes in eine entsprechende Aufnahme am Scrollkompressor eingesetzt werden kann, wodurch die Montage deutlich vereinfacht wird. Des Weiteren wird die Herstellung vereinfacht, da die Gehäusewand direkt durch die Ausbildung der Öffnung als Drossel oder Blende dient, ohne dass hierzu zusätzliche Bauteile montiert werden müssen.
Der erfindungsgemäße Scrollkompressor weist einen Antrieb auf, der insbesondere durch einen Elektromotor gebildet werden kann. Durch diesen wird eine Exzentereinheit angetrieben, die mit einer Verdrängerspirale bewegungsgekoppelt ist, so dass dies eine orbitierende, also exzentrische Rotationsbewegung ausführt. Die Verdrängerspirale ist zumeist auf einer Gleitscheibe angeordnet und greift in eine feststehende Statorspirale, die mit der Verdrängerspirale einen oder mehrere Verdrängerräume begrenzt, die bei Rotation der Verdrängerspirale entlang der Statorspirale reduziert werden, so dass eine Kompression des Mediums in den umlaufenden Verdrängerräumen erfolgt. Der letzte Verdrängerraum mündet in einer Hochdruckkammer, in die das verdichtete Medium beispielsweise über ein Auslassventil strömt. Der Scrollkompressor weist zusätzlich eine Niederdruckkammer auf, die in den äußeren Verdrängerraum mündet und als Einlass dient, wobei auch der gesamte Raum, in dem der Elektromotor angeordnet werden kann, die Niederdruckkammer bildet. Diese wird entsprechend vom gesamten umfassten Raum des Scrollkompressors gebildet, in dem das zu verdichtende Fluid in einem entspannten Zustand vorhanden ist, in dem es auch in den Scrollkompressor strömt. Des Weiteren ist ein Ölrückführungskanal ausgebildet, über den die Hochdruckkammer mit der Niederdruckkammer fluidisch verbunden ist, wobei die fluidische Verbindung üblicherweise nicht direkt, sondern über eine Ölabscheidekammer erfolgt. Zusätzlich weist der Scrollkompressor eine Gegendruckkammer auf, die an der von der Statorspirale abgewandten Seite der Verdrängerspirale ausgebildet ist, wobei ein Gasverbindungskanal die Gegendruckkammer mit der Hochdruckkammer fluidisch verbindet, um einen Gegendruck zu erzeugen, durch den die Verdrängerspirale gegen die Statorspirale belastet wird. Im Gasverbindungskanal und/oder im Ölrückführungskanal wird erfindungsgemäß eine Filter- und Drosseleinheit angeordnet, die ein Gehäuse mit Gehäusewänden aufweist, welche die Filter- und Drosseleinheit nach außen begrenzen. In einer dieser begrenzenden Wände der Filter- und Drosseleinheit ist eine als Drossel oder Blende dienende Öffnung ausgebildet. Des Weiteren ist innerhalb eines durch die Gehäusewände begrenzten Raumes ein Filterelement angeordnet, das plattenförmig ausgeführt ist und die Filter- und Drosseleinheit zu einer axialen Seite begrenzt. Diese Ausbildung einer Filter- und Drosseleinheit ermöglicht ein einfaches Einsetzen der Einheit aus Filter und Drossel oder Blende in eine entsprechende Aufnahmeöffnung im Scrollkompressor in einem Montageschritt. Die Befestigung kann durch einfaches Einpressen erfolgen. Dabei bleibt die Einheit aus Drossel oder Blende und Filter leicht zugänglich und austauschbar.
Bezüglich der Filter- und Drosseleinheit ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse eine axial begrenzende Gehäusewand, in der die als Drossel oder Blende dienende Öffnung ausgebildet ist, und eine ringförmige, radial begrenzende Gehäusewand aufweist, die sich von der axial begrenzenden Gehäusewand axial erstreckt. Es wird entsprechend ein im Wesentlichen topfförmiges Bauteil geschaffen, dessen Gehäuse nicht weiter montiert werden muss, sondern einteilig hergestellt werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist das Filterelement als Filtersieb ausgebildet, welches radial durch ein Dichtelement begrenzt ist, welches im Gehäuse befestigt ist. Durch das Dichtelement wird sichergestellt, dass kein Öl oder Gas am Filterelement vorbeiströmen kann. Das Sieb weist eine ausreichende Filterwirkung bei hoher Haltbarkeit auf. Des Weiteren kann das Filtersieb über das Dichtelement einfach im Gehäuse befestigt werden.
Vorzugsweise ist das Gehäuse als Stanzteil ausgebildet, in dem das Filterelement mit dem Dichtelement formschlüssig befestigt ist. Die Ausführung als Stanzteil ist ebenso besonders kostengünstig wie die formschlüssige Befestigung des Filterelementes mit dem Dichtelement. Diese Befestigung kann beispielsweise durch einfaches Umformen des axialen Endes der ringförmigen Gehäusewand erfolgen.
In einer weiterführenden Ausführungsform liegt das Dichtelement mit einer ersten axialen Seite gegen die axial begrenzende Gehäusewand an und mit seiner entgegengesetzten axialen Seite gegen einen sich zumindest teilweise nach radial innen erstreckenden Kragen der radial begrenzenden Gehäusewand an. So kann auf einfache Weise die formschlüssige Verbindung zwischen dem Dichtelement und dem Gehäuse hergestellt werden.
Eine dichte Verbindung wird erreicht, wenn das Dichtelement zwischen dem Kragen und der axial begrenzenden Gehäusewand axial verpresst ist, wodurch sichergestellt wird, dass das Gas oder das Öl ausschließlich über das Filterelement strömen kann, welches von der Dichtung umgeben ist.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das Filtersieb radial außen mit einem Kunststoff des Dichtelementes umspritzt ist, so dass das Filtersieb mit dem Dichtelement als ein Teil in das Gehäuse eingesetzt und dort befestigt werden kann, was die Montage und Herstellung zusätzlich erleichtert. Alternativ könnte das Filtersieb zwischen zwei verpressten Dichtelementen innerhalb des Gehäuses eingesetzt werden oder zwischen dem Kragen und einem Dichtelement befestigt werden.
In einer weiterführenden Ausbildung des erfindungsgemäßen Scrollkompressors erstreckt sich der Gasverbindungskanal und/oder der Ölrückführungskanal zumindest abschnittsweise durch die Statorspirale. Diese Kanäle können auf einfache Weise bereits bei der Herstellung der Spirale eingebracht werden, so dass keine zusätzliche Bearbeitung notwendig ist.
In einer hierzu weiterführenden bevorzugten Ausführungsform ist die Filter- und Drosseleinheit in der Statorspirale befestigt. Insbesondere kann die Filter- und Drosseleinheit einfach bereits vor der Montage der Statorspirale im Gehäuse des Kompressors in die entsprechenden Kanäle eingeschoben werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Filter- und Drosseleinheit in einer Einlassöffnung an einer Deckscheibe der Statorspirale eingepresst ist, wobei das Filterelement plattenförmig ausgebildet ist und die Hochdruckkammer begrenzt. In diesem Fall erstreckt sich das Filterelement auf gleicher Höhe mit der die Hochdruckkammer begrenzenden Wandfläche der Deckscheibe der Statorspirale, so dass eine gemeinsame Wandfläche gebildet wird. Somit besteht kein Raum, in dem sich die ausgefilterten Schmutzstoffe vor dem Filterelement absetzen können. Stattdessen werden diese bei der üblichen liegenden Bauweise des Kompressors aufgrund der Gravitationskraft immer von der Oberfläche des Filterelementes wieder in den Hochdruckraum fallen, wodurch ein Verstopfen des Filterelementes verhindert wird.
Vorzugsweise erstreckt sich der Gasverbindungskanal von der Hochdruckkammer durch die Statorspirale und ein Lagergehäuseteil zur Gegendruckkammer. So müssen wenige Bauteile bei der Montage exakt zueinander ausgerichtet werden, in denen der Kanal einfach hergestellt werden kann.
Vorzugsweise ist die Hochdruckkammer mit einer Ölabscheidekammer verbunden, in welcher ein Ölabscheider angeordnet ist. Dieser ermöglicht die Abscheidung und Rückführung des Öls in die Niederdruckkammer, so dass die Ölbelastung nachfolgender Komponenten geringgehalten werden kann.
Der Ölrückführungskanal erstreckt sich vorzugsweise ausgehend von einem tiefsten Punkt der Ölabscheidekammer durch ein Kopfgehäuseteil, die Statorspirale und das Lagergehäuseteil zur Niederdruckkammer erstreckt. Eine solche Aufteilung und Anordnung stellt eine vollständige Rückführung des Öls sicher und ermöglicht eine einfache Herstellung und Montage.
Vorzugsweise ist die Einlassöffnung des Gasverbindungskanals in Strömungsrichtung des Gases vor dem Ölabscheider angeordnet, so dass in die Gegendruckkammer und damit in das Lagergehäuse ein Gas-Ölgemisch gelangt, wodurch sichergestellt wird, dass die dort vorhandenen Lager und beweglichen Teile ausreichend geschmiert werden.
Es wird somit eine Filter- und Drosseleinheit sowie ein Scrollkompressor für einen Kältemittelkreislauf eines Kraftfahrzeugs mit einer derartigen Filter- und Drosseleinheit geschaffen, die einfach hergestellt und montiert werden können. So werden Kosten sowohl bei der Herstellung der Filter- und Drosseleinheit als auch bei deren Montage am Kompressor reduziert. Des Weiteren wird eine Selbstreinigung des Filterelementes erreicht, wodurch auch ein Verstopfen der Rückführleitungen verhindert wird.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Filter- und Drosseleinheit sowie eines erfindungsgemäßen Scrollkompressors ist in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Drossel- und Filtereinheit.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Filter- und Drosseleinheit aus Figur 1 in geschnittener Darstellung.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Scrollkompressors für einen Kältemittelkreislauf eines Kraftfahrzeugs mit einer in den Figuren 1 und 2 dargestellten Filter- und Drosseleinheit in geschnittener Darstellung.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Filter- und Drosseleinheit 10 weist ein Gehäuse 12 auf, welches aus einer axial begrenzenden Gehäusewand 14, die im radial inneren Bereich im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwas dünner ausgeführt ist, sowie einer ringförmigen, die Filter- und Drosseleinheit 10 radial begrenzenden Gehäusewand 16 besteht, die sich axial vom radial äußeren Rand der axial begrenzenden Gehäusewand 14 aus erstreckt. Dieses Gehäuse kann besonders einfach aus Blech durch Stanzen und Umbiegen hergestellt werden.
In dem inneren dünneren Bereich der axial begrenzenden Gehäusewand 14 ist eine als Drossel oder Blende dienende schmale Öffnung 18 ausgebildet. Im Inneren der radial begrenzenden Gehäusewand 16 ist ein ringförmiges Dichtelement 20 zwischen der axial begrenzenden Gehäusewand 14 und einem als Kragen 22 ausgebildeten axialen Endabschnitt der ringförmigen radial begrenzenden Gehäusewand 16, der nach radial innen gebogen ist, eingeklemmt und axial verpresst. Entsprechend liegt die erste axiale Seite des Dichtelementes 20 gegen die axial begrenzende Wand 14 und die entgegengesetzte axiale Seite des Dichtelementes 20 gegen den Kragen 22 an.
An der offenen Seite des Gehäuses 12 ist ein als Filtersieb ausgebildetes Filterelement 24 angeordnet, welches plattenförmig ausgebildet ist und dessen radial äußerer Rand entweder vom Kunststoff des Dichtelementes 20 umspritzt ist oder axial zwischen zwei Dichtelementen 20 oder zwischen dem Kragen 22 und dem Dichtelement 20 eingeklemmt ist. Entsprechend kann Öl oder Kältemittel über das Filterelement 24 in das Gehäuse 12 einströmen, so dass Feststoffe aus dem Öl- oder Kältemittelstrom ausgefiltert werden, und über die als Drossel oder Blende dienende Öffnung wieder aus der Filter- und Drosseleinheit 10 ausströmen, wobei der Druck hinter der Öffnung 18 kleiner ist als der Druck vor der Öffnung 18. Auch wird der Massenstrom durch die Querschnittsverengung deutlich reduziert.
In der Figur ist ein erfindungsgemäßer Scrollkompressor 26 dargestellt, der ein mehrteiliges Verdichtergehäuse 28 mit einem ersten Motorgehäuseteil 30 und einem sich axial daran anschließenden Kopfgehäuseteil 32 aufweist, wobei das Motorgehäuseteil 30 einen Antrieb 34 in Form eines Elektromotors umgibt und das Kopfgehäuseteil 32 einen Verdichterraum 36 umgibt.
Der Antrieb 34 weist einen Stator 38 mit Wicklungen 40 und einen innenliegenden Rotor 42 mit Permanentmagneten 44 auf, der auf einer Welle 46 befestigt ist. Die Welle 46 und damit der Rotor 26 sind einerseits über ein Kugellager 48 gelagert, welches in einer Aufnahmeöffnung an einer axial begrenzenden Rückwand 50 des Motorgehäuseteils 30 angeordnet ist und andererseits über ein zweites Kugellager 52 gelagert, welches in einer Aufnahme eines Lagergehäuseteils 54 angeordnet ist, das an der zur Rückwand 50 axial entgegengesetzten Seite im radial Inneren des Motorgehäuseteils 30 befestigt ist. Zwischen dem Rotor 42 und dem zweiten Kugellager 52 ist im Lagergehäuseteil 54 ein Wellendichtring 56 angeordnet, über den ein Motorraum 58, in dem der Antrieb 34 angeordnet ist, gegenüber eine Gegendruckkammer 60 abgedichtet wird, die an der zum Motorraum 58 entgegengesetzten axialen Seite des Lagergehäuseteils 54 ausgebildet ist.
An der zum Elektromotor 34 entgegengesetzten Seite der Rückwand 50 ist ein Elektronikraum 62 ausgebildet, in dem eine Platine 64 mit der Leistungselektronik 66 befestigt ist. Diese ist mit den Wicklungen 40 des Stators 38 verbunden, so dass dieser gesteuert bestromt werden kann. Die Stromversorgung der Leistungselektronik 66 erfolgt über einen Stecker 68, der sich parallel zur Motorachse von der Rückwand 50 aus erstreckt. Der Elektronikraum 62 wird durch einen Deckel 70 verschlossen.
Auf dem zum Verdichterraum 36 weisenden Ende der Welle 46 ist eine Exzentereinheit 72 ausgebildet, auf deren Ausgangszapfen 74 ein Exzenterwellenlager 76 angeordnet ist, auf dem eine orbitierende Verdrängerspirale 78 exzentrisch gelagert ist, welche mit einer Statorspirale 80 korrespondiert, die im Kopfgehäuseteil 32 und am Lagergehäuseteil 54 befestigt ist, so dass bei exzentrischer Drehung der Verdrängerspirale 78 deren Wände 82 an den Wänden 84 der Statorspirale 80 unter Bildung von mehreren Verdrängerräumen 86 entlanggleiten, wodurch die Verdrängerräume 86 in ihrer Ausdehnung verringert werden und so das aus einer Niederdruckkammer 88 angesaugte Kältemittel komprimiert wird. Der Einlass von der Niederdruckkammer 88 in die Verdrängerräume 86 ist radial zwischen dem Kopfgehäuseteil 32 und der feststehenden Statorspirale 80 ausgebildet, so dass das Kältemittel aus der Niederdruckkammer 88 nach radial innen durch die Verdrängerräume 86 in Richtung eines Auslasses 90, der an einer Deckscheibe 91 der Statorspirale 80 ausgebildet ist, in eine Hochdruckkammer 92 über ein als Blattfederelement ausgeführtes Rückschlagventil 94 gefördert wird. Die Versorgung der Niederdruckkammer 88 mit dem Kältemittel erfolgt über einen nicht sichtbaren Verdichtereinlass, über den das Kältemittel in den Motorraum 58 strömt, der als Niederdruckkammer 88 dient.
Zwischen dem Lagergehäuseteil 54 und der Statorspirale 80 sowie der orbitierenden Verdrängerspirale 78 ist eine Gleitscheibe 96 angeordnet, die im radial äußeren Bereich zwischen dem Kopfgehäuseteil 32 und dem Motorgehäuseteil 30 eingeklemmt ist. Diese Gleitscheibe 96 weist auch Öffnungen auf, durch die mehrere in der Figur nicht sichtbare Zapfen aus dem Lagergehäuseteil 54 in entsprechende Aufnahmen 98 der orbitierenden Verdrängerspirale 78 ragen, auf denen Gleitbuchsen 100 angeordnet sind, über die die Verdrängerspirale 78 zusätzlich gleitend gelagert ist. Zusätzlich weist die Verdrängerspirale 78 an der der Gleitscheibe 96 zugewandten Seite einen in einer umlaufenden Nut 102 angeordneten Gleit- und Dichtring 104 auf. Entsprechend ist die Verdrängerspirale 78 zur Welle 46 und zum Lagergehäuseteil 54 gleitend geführt angeordnet.
Die Hochdruckkammer 92 des Scrollkompressors 26 ist fluidisch mit einer Ölabscheidekammer 106 verbunden, in der ein Ölabscheider 108 in Form eines Zyklons angeordnet ist, so dass das leichtere, gasförmige Kältemittel zu einem Verdichterauslass 110 strömt, während das flüssige und schwerere Öl im Zyklon vom Kältemittel getrennt wird und zu einem tiefsten Punkt der Ölabscheidekammer 106, der durch einen Boden 112 gebildet wird, tropft.
Zur Abführung des in der Ölabscheidekammer 106 abgesetzten Öls ist am Boden 112 der Ölabscheidekammer 106 der Anfang eines Ölrückführungskanals 114 vorgesehen, welcher die Ölabscheidekammer 106 und damit die Hochdruckkammer 92 mit der Niederdruckkammer 88 beziehungsweise dem Motorraum 58 fluidisch verbindet. Der Ölrückführungskanal 114 erstreckt sich durch das Kopfgehäuseteil 32, die feststehende Statorspirale 80, die Gleitscheibe 96 und durch das Lagergehäuseteil 54 in den Motorraum 58.
Erfindungsgemäß ist die Filter- und Drosseleinheit 10 in eine Einlassöffnung 116 des Ölrückführungskanals 114 an der Deckscheibe 91 der Statorspirale 80 eingepasst, insbesondere eingepresst, so dass das Öl mit verringertem Druck und gefiltert in den Motorraum 58 zurückgeführt wird.
Des Weiteren erstreckt sich ein Gasverbindungskanal 118 von der Hochdruckkammer 92 durch die Statorspirale 80, die Gleitscheibe 96 und durch das Lagergehäuseteil 54 in die Gegendruckkammer 60, in der entsprechend ein zur Hochdruckkammer 92 reduzierter, jedoch zur Niederdruckkammer 88 erhöhter Druck vorliegt, wodurch die orbitierende Verdrängerspirale 78 gegen die Statorspirale 80 belastet wird, was zu einer verbesserten Abdichtung zwischen den Stirnflächen der orbitierenden Verdrängerspirale 78 und der feststehenden Statorspirale 80 führt.
Um diesen Druck einzustellen, befindet sich auch an einer Einlassöffnung 120 in den Gasverbindungskanal 118 an der Deckscheibe 91 der Statorspirale 80 eine erfindungsgemäße Filter- und Drosseleinheit 10, deren Öffnung 18 entsprechend groß ausgebildet wird und die in die Einlassöffnung 120 eingepresst werden kann. Zusätzlich wird durch das Filterelement 24 ein Eindringen von Schmutzstoffen in die Gegendruckkammer 60 verhindert, wodurch die dort angeordneten Kugellager 52, Exzenterwellenlager 76, Gleitbuchsen 100 und die Gleitscheibe 96 und der Gleit- und Dichtring 104 geschützt werden.
Sowohl an der Einlassöffnung 120 des Gasverbindungskanals 118 als auch an der Einlassöffnung 116 des Ölrückführungskanals 114 befindet sich somit etwa in einer Ebene mit der Deckscheibe 91 des Statorgehäuseteils 80 die Filterfläche des Filterelementes 24. Somit setzen sich dort ausgefilterte Schmutzstoffe nicht im Ölrückführungskanal 116 oder im Gasverbindungskanal 120 ab und setzt diese zu, sondern fällt aufgrund der Gravitationskraft in die Hochdruckkammer 92. Es findet somit eine Selbstreinigung statt. Entsprechend bleibt die Funktionalität des Ölrückführungskanals 116 und des Gasverbindungskanals 120 über eine lange Zeit erhalten. Des Weiteren können die Filter- und Drosseleinheiten 10 auf einfache Weise ausgebaut und ausgetauscht werden, da sie gut zugänglich und einfach montierbar und demontierbar sind. Auch können verschiedene gewünschte Gegendrücke durch Filter- und Drosseleinheiten 10 mit verschiedenen Öffnungsweiten eingestellt werden.
Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen denkbar sind. So kann der Scrollkompressor einen beliebigen Antrieb aufweisen oder die Gehäuseteilungen verändert werden. Auch kann die Filter- und Drosseleinheit anders in den Einlassöffnungen befestigt werden als durch Einpressen.

Claims

Filter- und Drosseleinheit (10) für einen Scrollkompressor (26) mit einem Gehäuse (12) mit Gehäusewänden (14, 16),
einer als Drossel dienenden Öffnung (18), die in einer der Gehäusewände (14, 16) ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

innerhalb der Gehäusewände (14, 16) des Gehäuses (12) ein Filterelement (24) angeordnet ist, das plattenförmig ausgeführt ist und die Filter- und Drosseleinheit (10) zu einer axialen Seite begrenzt.
Filter- und Drosseleinheit für einen Scrollkompressor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (12) eine axial begrenzende Gehäusewand (14), in der die als Drossel oder Blende dienende Öffnung (18) ausgebildet ist, und eine ringförmige, radial begrenzende Gehäusewand (16) aufweist, die sich von der axial begrenzenden Gehäusewand (14) aus axial erstreckt.
Filter- und Drosseleinheit für einen Scrollkompressor nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Filterelement (24) als Filtersieb ausgebildet ist, welches radial durch ein Dichtelement (20) begrenzt ist, welches im Gehäuse (12) befestigt ist.
Filter- und Drosseleinheit für einen Scrollkompressor nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (12) als Stanzteil ausgebildet ist, in dem das Filterelement (24) über das Dichtelement (20) formschlüssig befestigt ist.
Filter- und Drosseleinheit für einen Scrollkompressor nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dichtelement (20) mit einer ersten axialen Seite gegen die axial begrenzende Gehäusewand (14) anliegt und mit seiner entgegengesetzten axialen Seite gegen einen sich zumindest teilweise nach radial innen erstreckenden Kragen (22) der radial begrenzenden Gehäusewand (16) anliegt.
Filter- und Drosseleinheit für einen Scrollkompressor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dichtelement (20) zwischen dem Kragen (22) und der axial begrenzenden Gehäusewand (16) axial verpresst ist.
Filter- und Drosseleinheit für einen Scrollkompressor nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Filterelement (24) radial außen mit einem Kunststoff des Dichtelementes (20) umspritzt ist.
Scrollkompressor (26) für einen Kältemittelkreislauf mit
einem Antrieb (34),

einer mittels des Antriebs (34) antreibbaren Exzentereinheit (72), über die eine orbitierende Verdrängerspirale (78) bewegbar ist, welche in eine feststehende Statorspirale (80) greift,

zumindest einem Verdrängerraum (86) zwischen der Statorspirale (80) und der Verdrängerspirale (78),

einer Hochdruckkammer (92), in die der zumindest eine Verdrängerraum (86) mündet,

einer Niederdruckkammer (88), die in den zumindest einen Verdrängerraum (86) mündet,

einem Ölrückführungskanal (114), über den die Hochdruckkammer (92) mit der Niederdruckkammer (88) fluidisch verbunden ist,

einer Gegendruckkammer (60), die an der von der Statorspirale (80) abgewandten Seite der Verdrängerspirale (78) ausgebildet ist,

einem Gasverbindungskanal (118), über den die Gegendruckkammer (60) mit der Hochdruckkammer (92) fluidisch verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

im Gasverbindungskanal (118) und/ oder im Ölrückführungskanal (114) eine Filter- und Drosseleinheit (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.
Scrollkompressor für einen Kältemittelkreislauf nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich der Gasverbindungskanal (118) und/oder der Ölrückführungskanal (114) zumindest abschnittsweise durch die Statorspirale (80) erstrecken.
Scrollkompressor für einen Kältemittelkreislauf nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Filter- und Drosseleinheit (10) in der Statorspirale (80) befestigt ist.
Scrollkompressor für einen Kältemittelkreislauf nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Filter- und Drosseleinheit (10) in einer Einlassöffnung (116, 120) an einer Deckscheibe (91) der Statorspirale (80) eingepresst ist, wobei das Filterelement (24) plattenförmig ausgebildet ist und die Hochdruckkammer (92) begrenzt.
Scrollkompressor für einen Kältemittelkreislauf nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Gasverbindungskanal (118) sich von der Hochdruckkammer (92) durch die Statorspirale (80) und ein Lagergehäuseteil (54) zur Gegendruckkammer (60) erstreckt.
Scrollkompressor für einen Kältemittelkreislauf nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hochdruckkammer (92) mit einer Ölabscheidekammer (106) verbunden ist, in welcher ein Ölabscheider (108) angeordnet ist.
Scrollkompressor für einen Kältemittelkreislauf nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ölrückführungskanal (114) sich ausgehend von einem tiefsten Punkt der Ölabscheidekammer (106) durch ein Kopfgehäuseteil (32), die Statorspirale (80) und das Lagergehäuseteil (54) zur Niederdruckkammer (88) erstreckt.
Scrollkompressor für einen Kältemittelkreislauf nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einlassöffnung (120) des Gasverbindungskanals (118) in Strömungsrichtung des Gases vor dem Ölabscheider (108) angeordnet ist.