DE102024111797A1 - Scroll compressor for compressing high-pressure refrigerant - Google Patents
Scroll compressor for compressing high-pressure refrigerantInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Scrollverdichter zur Verdichtung von Hochdruck-Kältemittel, insbesondere für die Anwendung im Automotive-Bereich, mit einem Antriebsraum (10), in dem ein Antrieb (11) angeordnet ist, und mit einem durch eine Gehäusezwischenwand (15) vom Antriebsraum (10) getrennten Verdichtungsraum (20), in dem eine orbitierende Verdrängerspirale (21) angeordnet ist, die in eine Gegenspirale (22) derart eingreift, dass zwischen der Verdrängerspirale (21) und der Gegenspirale (22) wenigstens eine variable Verdichtungskammer (30) zur Verdichtung des Hochdruck-Kältemittels gebildet ist, wobei zwischen der Verdrängerspirale (21) und der Gegenspirale (22) ein axialer Spalt ausgebildet ist, der durch eine Spitzendichtung (23, 24) abgedichtet ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der Verdrängerspirale (21) und der Gehäusezwischenwand (15) eine Druckkammer (40) ausgebildet ist, die zumindest temporär mit der Verdichtungskammer (30) fluidverbindbar oder fluidverbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Fahrzeugklimaanlage mit einem solchen Scrollverdichter. The invention relates to a scroll compressor for compressing high-pressure refrigerant, in particular for use in the automotive sector, comprising a drive chamber (10) in which a drive (11) is arranged, and a compression chamber (20) separated from the drive chamber (10) by a housing partition (15), in which an orbiting displacer spiral (21) is arranged, which engages in a counter spiral (22) such that at least one variable compression chamber (30) for compressing the high-pressure refrigerant is formed between the displacer spiral (21) and the counter spiral (22), wherein an axial gap is formed between the displacer spiral (21) and the counter spiral (22), which is sealed by a tip seal (23, 24). The invention is characterized in that a pressure chamber (40) is formed between the displacement spiral (21) and the housing partition (15), which is fluidly connectable or fluidly connected to the compression chamber (30), at least temporarily. Furthermore, the invention relates to a vehicle air conditioning system with such a scroll compressor.
Description
Die Erfindung betrifft einen Scrollverdichter zur Verdichtung von Hochdruckkältemittel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Fahrzeugklimaanlage mit einem solchen Scrollverdichter. Ein Scrollverdichter der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus
Bei der Verdichtung von Kohlenstoffdioxid entstehen hohe Verdichtungsdrücke, insbesondere von mehr als 40 bar, die auf die Verdrängerspirale und die Gegenspirale wirken. Die daraus resultierenden Axialkräfte belasten insbesondere die Verdrängerspirale und ein zwischen der Verdrängerspirale und der Gehäusezwischenwand angeordnetes Axialgleitlager. Das Axialgleitlager unterliegt aufgrund dieser hohen Axialkräfte einem hohen Verschleiß.The compression of carbon dioxide generates high compression pressures, particularly exceeding 40 bar, which act on the displacer spiral and the counter-spiral. The resulting axial forces place a particular load on the displacer spiral and an axial sliding bearing located between the displacer spiral and the housing partition. Due to these high axial forces, the axial sliding bearing is subject to significant wear.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Scrollverdichter zur Verdichtung von Hochdruckkältemittel anzugeben, der einen geringen Verschleiß aufweist und gleichzeitig eine gute Abdichtung zwischen Verdrängerspirale und Gegenspirale gewährleistet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeugklimaanlage mit einem solchen Scrollverdichter anzugeben.The object of the invention is to provide a scroll compressor for compressing high-pressure refrigerants, which exhibits low wear and simultaneously ensures a good seal between the displacement spiral and the counter-spiral. Furthermore, it is an object of the invention to provide a vehicle air conditioning system with such a scroll compressor.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf den Scrollverdichter durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 und im Hinblick auf die Fahrzeugklimaanlage durch den Gegenstand des Patentanspruchs 13 gelöst.According to the invention, this problem is solved with regard to the scroll compressor by the subject matter of claim 1 and with regard to the vehicle air conditioning system by the subject matter of claim 13.
Konkret wird die Aufgabe gelöst durch einen Scrollverdichter zur Verdichtung von Hochdruckkältemittel, insbesondere für die Anwendung im Automotive-Bereich, der einen Antriebsraum aufweist, in dem ein Antrieb angeordnet ist. Ferner weist der Scrollverdichter einen durch eine Gehäusezwischenwand von Antriebsraum getrennten Verdichtungsraum auf, in dem eine orbitierende Verdrängerspirale angeordnet ist. Die orbitierende Verdrängerspirale greift derart in eine Gegenspirale ein, dass zwischen der Verdrängerspirale und der Gegenspirale wenigstens eine variable Verdichtungskammer zur Verdichtung des Hochdruckkältemittels gebildet ist. Dabei ist zwischen der Verdrängerspirale und der Gegenspirale ein axialer Spalt ausgebildet, der durch eine Spitzendichtung abgedichtet ist. Erfindungsgemäß ist zwischen der Verdrängerspirale und der Gehäusezwischenwand eine Druckkammer ausgebildet, die zumindest temporär mit der Verdichtungskammer fluidverbindbar oder fluidverbunden ist.Specifically, the problem is solved by a scroll compressor for compressing high-pressure refrigerants, particularly for automotive applications, which has a drive chamber in which a drive unit is located. Furthermore, the scroll compressor has a compression chamber separated from the drive chamber by a housing partition, in which an orbiting displacer spiral is arranged. The orbiting displacer spiral engages with a counter-spiral such that at least one variable compression chamber for compressing the high-pressure refrigerant is formed between the displacer spiral and the counter-spiral. An axial gap is formed between the displacer spiral and the counter-spiral, which is sealed by a tip seal. According to the invention, a pressure chamber is formed between the displacer spiral and the housing partition, which is fluidly connectable to or fluidly connected with the compression chamber, at least temporarily.
Die vorliegende Erfindung ergänzt also einen Scrollverdichter, dessen Verdrängerspirale und Gegenspirale gegeneinander durch eine Spitzendichtung abgedichtet ist, durch eine Druckkammer zwischen der Verdrängerspirale und der Gehäusezwischenwand. Eine solche Druckkammer ähnelt einer Technologie, die auch als Backpressure-System bezeichnet wird. Die Druckkammer, die mit der Verdichtungskammer zumindest temporär fluidverbindbar ist, kann also mit dem sich in Verdichtung befindenden Kältemittel beaufschlagt werden. Damit wird der Druck des Kältemittels, der in der Verdichtungskammer erzeugt wird, genutzt, um einen Gegendruck auf die Verdrängerspirale auszuüben, und so die Belastung des Axiallagers reduziert.The present invention thus supplements a scroll compressor, whose displacement spiral and counter-spiral are sealed against each other by a tip seal, with a pressure chamber between the displacement spiral and the housing partition. Such a pressure chamber is similar to a technology also known as a backpressure system. The pressure chamber, which can be at least temporarily fluidically connected to the compression chamber, can therefore be pressurized with the refrigerant undergoing compression. The pressure of the refrigerant generated in the compression chamber is thus used to exert a back pressure on the displacement spiral, thereby reducing the load on the axial bearing.
Generell entstehen in der Verdichtungskammer hohe Drücke, die dazu führen, dass die Verdrängerspirale in Richtung der Gehäusezwischenwand gedrängt wird. Durch die Druckkammer kann nun ein Gegendruck erzeugt werden, der axial gegen den Verdichtungsdruck zwischen der Verdrängerspirale und der Gegenspirale wirkt. Das reduziert den Anpressdruck der Verdrängerspirale gegen die Gehäusezwischenwand, so dass ein Verschleiß, der insbesondere im Bereich eines Axialgleitlagers zwischen der Gehäusezwischenwand und der Verdrängerspirale auftritt, reduziert wird.Generally, high pressures are generated in the compression chamber, causing the displacer spiral to be forced towards the housing partition. The pressure chamber then generates a counter-pressure that acts axially against the compression pressure between the displacer spiral and the counter-spiral. This reduces the contact pressure of the displacer spiral against the housing partition, thus reducing wear, which occurs particularly in the area of an axial sliding bearing between the housing partition and the displacer spiral.
Bei dem Scrollverdichter wird das zu verdichtende Kältemittel in einem radial äußeren Bereich der Verdrängerspirale in die Verdichtungskammer eingeleitet, durch die Verdichtungskammer dann spiralförmig zu einem Zentrum der Gegenspirale geführt und auf dem Weg dorthin verdichtet. Da sich der Druck des Kältemittels vom radial äußeren Einlassbereich zum radial inneren Auslassbereich erhöht, wirken auf die unterschiedlichen Verdichtungskammern der Verdrängerspirale und der Gegenspirale in radialer Richtung unterschiedliche Differenzdrücke. Um diese großen Druckdifferenzen abzudichten, wird eine Spitzendichtung eingesetzt.In a scroll compressor, the refrigerant to be compressed is introduced into the compression chamber at a radially outer point of the displacement spiral. It then flows spirally through the compression chamber to the center of the counter-spiral and is compressed along the way. Since the refrigerant pressure increases from the radially outer inlet to the radially inner outlet, the different compression chambers of the displacement spiral and the counter-spiral act upon each other in a radial direction. Different pressure differentials occur in the direction of the pressure difference. A top seal is used to seal these large pressure differences.
Im Allgemeinen kann vorgesehen sein, dass die Verdrängerspirale ein erstes Spitzendichtungselement aufweist, das einen axialen Spalt zwischen der Verdrängerspirale und einem Gegenspiralboden abdichtet. Ferner kann die Gegenspirale ein zweites Spitzendichtungselement aufweisen, das gegen einen Verdrängerspiralboden, insbesondere einen axialen Spalt zwischen der Gegenspirale und dem Verdrängerspiralboden, abdichtet. Der axiale Spalt zwischen der Verdrängerspirale und der Gegenspirale kann also einerseits zwischen einer freien Endfläche von Spiralwänden der Verdrängerspirale und dem Gegenspiralboden, und andererseits zwischen einer freien Endfläche von Spiralwänden der Gegenspirale und dem Verdrängerspiralboden ausgebildet sein. Die Spitzendichtung, die diesen axialen Spalt abdichtet, kann insbesondere zweiteilig ausgebildet sein und ein erstes Spitzendichtungselement und ein zweites Spitzendichtungselement umfassen, wobei das erste Spitzendichtungselement der Verdrängerspirale und ein zweites Spitzendichtungselement der Gegenspirale zugeordnet ist.In general, the displacer spiral can be provided with a first tip sealing element that seals an axial gap between the displacer spiral and a counter-spiral base. Furthermore, the counter-spiral can have a second tip sealing element that seals against a displacer spiral base, in particular an axial gap between the counter-spiral and the displacer spiral base. The axial gap between the displacer spiral and the counter-spiral can thus be formed, on the one hand, between a free end face of spiral walls of the displacer spiral and the counter-spiral base, and on the other hand, between a free end face of spiral walls of the counter-spiral and the displacer spiral base. The tip seal that seals this axial gap can, in particular, be designed in two parts and comprise a first tip sealing element and a second tip sealing element, wherein the first tip sealing element is associated with the displacer spiral and a second tip sealing element with the counter-spiral.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verdrängerspirale wenigstens einen Durchgangskanal aufweist, der eine Fluidverbindung zwischen der Verdichtungskammer und der Druckkammer herstellt. Der Durchgangskanal ist vorzugsweise so angepasst, dass die Druckkammer mit Hochdruckkältemittel aus dem Verdichtungsraum beaufschlagbar ist. Der Durchgangskanal ermöglicht so die Überleitung des in der Verdichtungskammer entstehenden Drucks auf die Druckkammer, so dass der Druck entsprechend auf die Verdrängerspirale wirken kann. Insbesondere wirkt der Druck zwischen der Verdrängerspirale und der Gehäusezwischenwand. Indem der Durchgangskanal in der Verdrängerspirale ausgebildet ist, ist auch sichergestellt, dass ein ausreichend hoher Druck, der durch die Verdichtung in der Verdichtungskammer erzeugt wird, an die Druckkammer gelangt und die entsprechende Kraftreduzierung auf die Verdrängerspirale bewirken kann, um Reibungskräfte im Bereich des Axialgleitlagers zu reduzieren.In a preferred embodiment of the invention, the displacer spiral has at least one through-channel that establishes a fluid connection between the compression chamber and the pressure chamber. The through-channel is preferably adapted so that the pressure chamber can be pressurized with high-pressure refrigerant from the compression chamber. The through-channel thus enables the transfer of the pressure generated in the compression chamber to the pressure chamber, so that the pressure can act accordingly on the displacer spiral. In particular, the pressure acts between the displacer spiral and the housing partition. By forming the through-channel in the displacer spiral, it is also ensured that a sufficiently high pressure, generated by the compression in the compression chamber, reaches the pressure chamber and can effect the corresponding force reduction on the displacer spiral in order to reduce frictional forces in the area of the axial sliding bearing.
Bei einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Scrollverdichters ist der Durchgangskanal in einem derartigen Abschnitt der Verdrängerspirale ausgebildet, in dem der Durchgangskanal im aktivierten Zustand des Scrollverdichters bei Erreichen von 70 % - 100 %, insbesondere von 90 % - 100 %, insbesondere von 95 %, des relativen Verdichtungskammervolumens geöffnet ist und während einer an die Öffnung anschließenden Rotation der Verdrängerspirale um einen Rotationswinkel von 120° - 360°, insbesondere von 255° - 315°, insbesondere von 270°, geöffnet bleibt. Besonders bevorzugt ist es bei dieser Variante, wenn die Verdrängerspirale einen einzigen, also nur einen, Durchgangskanal aufweist.In a further preferred embodiment of the scroll compressor according to the invention, the through-channel is formed in a section of the displacement spiral in such a way that, in the activated state of the scroll compressor, the through-channel is open when 70%–100%, in particular 90%–100%, and in particular 95%, of the relative compression chamber volume is reached, and remains open during a subsequent rotation of the displacement spiral by a rotation angle of 120°–360°, in particular 255°–315°, and in particular 270°. In this embodiment, it is particularly preferred if the displacement spiral has a single, i.e., only one, through-channel.
Generell gilt, dass der Durchgangskanal vorzugsweise in einem Verdrängerspiralboden ausgebildet ist. Die Verdrängerspiralwände sind vorzugsweise frei von Durchgängen.Generally, the through-channel is preferably formed in a displacement spiral base. The displacement spiral walls are preferably free of through-passes.
Die Anordnung des Durchgangskanals in einem Abschnitt, insbesondere einem Bodenabschnitt der Verdrängerspirale, so dass bei einem bestimmten Verdichtungskammervolumen die Öffnung des Durchgangskanals bewirkt wird, bedeutet im Wesentlichen, dass der Durchgangskanal in diesem Öffnungszustand nicht durch das Spiralelement bzw. eine Spiralwandung der Gegenspirale abgedeckt ist. Vielmehr bietet der Durchgangskanal im Öffnungszustand eine freie Fluidverbindung zwischen der Verdichtungskammer und der Druckkammer. Bei der Erfindung ist insbesondere vorgesehen, dass der Öffnungszustand des Durchgangskanals für eine bestimmte Zeit bzw. über einen bestimmten Rotationswinkel der Verdrängerspirale aufrechterhalten wird. Mit anderen Worten kann die Verdrängerspirale nach dem Öffnen des Durchgangskanals um weitere 120° - 360°, insbesondere weitere 255° - 315°, insbesondere um weitere 270°, gedreht werden, währenddessen der Durchgangskanal geöffnet bleibt. Dabei liegt der Nullpunkt des Rotationswinkels, also ein Rotationswinkel von 0°, dann vor, wenn die Verdichtung zwischen der Verdrängerspirale und der Gegenspirale beginnt. Der Startpunkt der Verdichtung bildet also im Wesentlichen die 0°-Winkelausrichtung.The arrangement of the through-channel in a section, particularly a bottom section, of the displacement spiral, such that the through-channel opens at a specific compression chamber volume, essentially means that the through-channel is not covered by the spiral element or a spiral wall of the counter-spiral in this open state. Rather, in the open state, the through-channel provides a free fluid connection between the compression chamber and the pressure chamber. The invention particularly provides that the open state of the through-channel is maintained for a specific time or over a specific rotation angle of the displacement spiral. In other words, after the through-channel has opened, the displacement spiral can be rotated by a further 120°–360°, particularly a further 255°–315°, and especially a further 270°, while the through-channel remains open. The zero point of the rotation angle, i.e., a rotation angle of 0°, occurs when the compression begins between the displacer spiral and the counter-spiral. The starting point of the compression is therefore essentially the 0° angle alignment.
Die zuvor beschriebene Gestaltung der Verdrängerspirale und insbesondere die Positionierung des Durchgangskanals sind vorteilhaft, weil auf diese Weise der Druck in der Druckkammer gezielt eingestellt werden kann. Dabei wird der Druck durch die Position des Durchgangskanals so eingestellt, dass eine ausreichende Gegenkraft aus der Druckkammer auf die Verdrängerspirale wirkt, um verschleißbedingter Abnutzung entgegenzuwirken. Die Gegenkraft ist vorzugsweise so eingestellt oder einstellbar, dass sie von der Verdrängerspirale auf das Axialgleitlager wirkende Reibungskraft reduziert und so den Verschleiß am Axialgleitlager mindert. Dabei ist die Gegenkraft vorzugsweise so eingestellt, dass ein beständiger Kontakt zwischen der Verdrängerspirale und der Gehäusezwischenwand beibehalten wird, um eine gute Führung der Verdrängerspirale durch das Axialgleitlager zu gewährleisten.The previously described design of the displacer spiral, and in particular the positioning of the through-channel, is advantageous because it allows for precise control of the pressure in the pressure chamber. The pressure is adjusted by the position of the through-channel to ensure that a sufficient counterforce from the pressure chamber acts on the displacer spiral to counteract wear-related abrasion. This counterforce is preferably set or adjustable to reduce the frictional force exerted by the displacer spiral on the axial sliding bearing, thereby minimizing wear on the axial sliding bearing. Furthermore, the counterforce is preferably set to maintain constant contact between the displacer spiral and the housing partition wall to ensure proper guidance of the displacer spiral by the axial sliding bearing.
In einer Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Durchgangskanal in der Verdrängerspirale so angeordnet ist, dass im Betrieb durch die orbitierende Bewegung der Verdrängerspirale der Durchgangskanal temporär zumindest abschnittsweise in einer ersten Verdichtungskammer und anschließend temporär zumindest abschnittsweise in einer zweiten Verdichtungskammer angeordnet ist. Bei dieser Variante ist es bevorzugt, wenn lediglich ein einziger Durchgangskanal in der Verdrängerspirale, insbesondere im Verdrängerspiralboden, ausgebildet ist. Zwischen der Verdrängerspirale und der Gegenspirale sind vorzugsweise wenigstens zwei Verdichtungskammern, nämlich eine erste Verdichtungskammer und eine zweite Verdichtungskammer, ausgebildet. Beide Verdichtungskammern sind variabel, ändern ihr Volumen also durch die Drehung der orbitierenden Verdrängerspirale. Insbesondere wandern die Verdichtungskammern durch die orbitierende Bewegung der Verdrängerspirale radial nach innen, wodurch sich deren Volumen reduziert. Der Druck in den Verdichtungskammern wird dabei erhöht, so dass das Hochdruckkältemittel auf diese Weise verdichtet wird. Im Zentrum der Gegenspirale vereinigen sich die Verdichtungskammern und lösen sich dadurch auf. Das Hochdruckkältemittel wird dann über eine Öffnung in der Gegenspirale ausgestoßen.In one embodiment of the invention, the through-channel in the displacement spiral can be arranged such that, during operation, the orbiting movement of the displacement spiral The through-channel is temporarily arranged, at least partially, in a first compression chamber and subsequently, at least partially, in a second compression chamber. In this variant, it is preferred if only a single through-channel is formed in the displacement spiral, particularly in the base of the displacement spiral. Preferably, at least two compression chambers, namely a first compression chamber and a second compression chamber, are formed between the displacement spiral and the counter-spiral. Both compression chambers are variable, meaning their volume changes due to the rotation of the orbiting displacement spiral. In particular, the compression chambers migrate radially inward due to the orbiting movement of the displacement spiral, thereby reducing their volume. The pressure in the compression chambers is thereby increased, thus compressing the high-pressure refrigerant. At the center of the counter-spiral, the compression chambers merge and thus dissolve. The high-pressure refrigerant is then expelled through an opening in the counter-spiral.
Der Durchgangskanal bewegt sich durch die orbitierende Bewegung der Verdrängerspirale auf einer festgelegten Bahn. Dabei überschneidet sich die festgelegte Bahn der Durchgangsöffnung mit der ersten Verdichtungskammer und der zweiten Verdichtungskammer. Diese Überschneidung kann so eingestellt sein, dass die Durchgangsöffnung temporär zumindest abschnittsweise in der ersten und anschließend in der zweiten Verdichtungskammer angeordnet ist. Auf diese Weise wird jeweils eine Fluidverbindung mit der Druckkammer hergestellt, wobei die Fluidverbindung einerseits zur ersten Verdichtungskammer und andererseits zur zweiten Verdichtungskammer besteht. Durch die Positionierung des Durchgangskanals kann die Gegenkraft auf die Verdrängerspirale eingestellt werden. Die Gegenkraft ist vorzugsweise so eingestellt oder einstellbar, dass sie von der Verdrängerspirale auf das Axialgleitlager wirkende Reibungskraft reduziert und so den Verschleiß am Axialgleitlager mindert. Dabei kann die Gegenkraft so eingestellt sein, dass ein beständiger Kontakt zwischen der Verdrängerspirale und der Gehäusezwischenwand beibehalten wird, um eine gute Führung der Verdrängerspirale durch das Axialgleitlager zu gewährleisten.The through-channel moves along a defined path due to the orbiting motion of the displacer spiral. This defined path of the through-channel overlaps with the first and second compression chambers. This overlap can be adjusted so that the through-channel is temporarily located, at least partially, in the first and then in the second compression chamber. In this way, a fluid connection is established with the pressure chamber in each case, with the fluid connection existing with the first compression chamber on one side and with the second compression chamber on the other. The counterforce on the displacer spiral can be adjusted by positioning the through-channel. The counterforce is preferably set or adjustable to reduce the frictional force exerted by the displacer spiral on the axial sliding bearing, thereby reducing wear on the axial sliding bearing. The counterforce can be adjusted so that a constant contact between the displacer spiral and the housing partition is maintained to ensure good guidance of the displacer spiral by the axial sliding bearing.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Verdrängerspirale einen ersten Durchgangskanal und einen zweiten Durchgangskanal aufweist. Dabei kann der erste Durchgangskanal im Wesentlichen in einem mittleren Abschnitt und der zweite Durchgangskanal in einem Anfangsbereich der Verdrängerspirale ausgebildet sein. Beide Durchgangskanäle sind vorzugsweise im Verdrängerspiralboden angeordnet. Diese Variante ermöglicht eine alternative Einstellung des Drucks in der Druckkammer, um einen Gegendruck auf die Verdrängerspirale zu bewirken und so Verschleiß zu reduzieren. Die Variante mit zwei Durchgangskanälen stellt also eine alternative Funktionsweise bereit, wobei jedoch die Wirkung ähnlich wie bei den vorgenannten Varianten ist.Alternatively or additionally, the displacement spiral can have a first and a second through-channel. The first through-channel can be located primarily in a central section, and the second through-channel in an initial region of the displacement spiral. Both through-channels are preferably arranged in the base of the displacement spiral. This variant allows for alternative pressure adjustment in the pressure chamber to create back pressure on the displacement spiral and thus reduce wear. The variant with two through-channels therefore provides an alternative operating principle, although the effect is similar to that of the variants mentioned above.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scrollverdichters gleitet die Verdrängerspirale über eine Mittelplatte, die zwischen der Gehäusezwischenwand und der Verdrängerspirale angeordnet ist. Zwischen der Mittelplatte und der Verdrängerspirale kann das Axialgleitlager angeordnet sein. Die Mittelplatte kann im Wesentlichen als zusätzliches Element der Gehäusezwischenwand ausgebildet sein oder auf der Gehäusezwischenwand aufliegen. Die Mittelplatte, auch „Center Plate“ genannt, ist vorzugsweise durch eine ebene Platte gebildet, die sich insbesondere durch eine ebene Oberfläche auszeichnet. Auf der ebenen Oberfläche gleitet die Verdrängerspirale bei ihrer orbitierenden Bewegung. Insofern ist die Mittelplatte vorzugsweise aus einem Material gebildet, das eine geringe Gleitreibung bietet.In a preferred embodiment of the scroll compressor according to the invention, the displacement spiral slides over a center plate arranged between the housing partition and the displacement spiral. The axial sliding bearing can be arranged between the center plate and the displacement spiral. The center plate can essentially be designed as an additional element of the housing partition or rest on the housing partition. The center plate, also called the "center plate," is preferably formed by a flat plate, which is characterized in particular by a flat surface. The displacement spiral slides on this flat surface during its orbiting movement. Therefore, the center plate is preferably made of a material that offers low sliding friction.
Das Axialgleitlager kann insbesondere durch einen entsprechenden Gleitring gebildet sein, der im oder am Boden der Verdrängerspirale und zwischen der Verdrängerspirale und der Mittelplatte angeordnet ist. Vorzugsweise befindet sich das Axialgleitlager in einem radial außenliegenden Bereich des Verdrängerspiralbodens.The axial sliding bearing can be formed, in particular, by a corresponding sliding ring arranged in or on the base of the displacer spiral and between the displacer spiral and the central plate. Preferably, the axial sliding bearing is located in a radially outer region of the displacer spiral base.
Die Verdrängerspirale kann in ihrem Bodenbereich ferner mehrere zylinderförmige Sacklöcher aufweisen, die jeweils mit in der Gehäusezwischenwand angeordneten Stiften zusammenwirken, um so einen Antirotationsmechanismus zu bilden. Im Allgemeinen kann also zwischen der Mittelplatte und der Verdrängerspirale ein Antirotationsmechanismus angeordnet sein. Eine bevorzugte Variante eines solchen Antirotationsmechanismus ist ein sogenanntes Pin-Ring-System. Dabei umfasst die Verdrängerspirale in ihrem Verdrängerspiralboden entsprechende Sacklöcher mit kreisförmigem Durchmesser, wobei an der Mittelplatte entsprechende Stifte ausgebildet sind, die in die Sacklöcher im Verdrängerspiralboden eingreifen. Die Stifte verhindern zusammen mit den Sacklöchern, dass sich die Verdrängerspirale rotierend bewegt. Durch das Pin-Ring-System wird die Verdrängerspirale vielmehr in eine orbitierende Bewegung gedrängt. Andere Ausgestaltungen von Antirotationsmechanismen sind ebenfalls möglich.The displacer spiral can further have several cylindrical blind holes in its base region, each of which interacts with pins arranged in the housing partition to form an anti-rotation mechanism. In general, an anti-rotation mechanism can thus be arranged between the intermediate plate and the displacer spiral. A preferred variant of such an anti-rotation mechanism is a so-called pin-ring system. In this system, the displacer spiral includes corresponding blind holes with a circular diameter in its base, with corresponding pins formed on the intermediate plate that engage in the blind holes in the base of the displacer spiral. The pins, together with the blind holes, prevent the displacer spiral from rotating. Instead, the pin-ring system forces the displacer spiral into an orbiting motion. Other embodiments of anti-rotation mechanisms are also possible.
Im Hinblick auf die Spitzendichtung ist vorzugsweise vorgesehen, dass diese derart angeordnet ist, dass sie, vorzugsweise ausschließlich, geschlossene Bauteilbereiche überstreicht. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass die Spitzendichtung, insbesondere beide Spitzendichtungselemente, über Flächen der Verdrängerspirale bzw. der Gegenspirale gleiten, die öffnungsfrei sind. Auf diese Weise ist eine durchgehende Dichtigkeit gewährleistet. Ferner ist auf diese Weise sichergestellt, dass die Spitzendichtung ausschließlich über glatte Flächen streift, wodurch der Verschleiß der Spitzendichtung gering ist und darüber hinaus über die gesamte Spitzendichtung gleichmäßig wirkt.With regard to the tip seal, it is preferably provided that it is arranged such that it covers, preferably exclusively, closed component areas. In other words, it is provided that the tips The seal, in particular both tip sealing elements, slide over surfaces of the displacement spiral and the counter spiral that are free of openings. This ensures continuous sealing. Furthermore, this method ensures that the tip seal only rubs against smooth surfaces, thus minimizing wear on the tip seal and ensuring uniform action across the entire tip seal.
Generell ist es vorteilhaft, wenn die Spitzendichtung ein Kunststoffmaterial aufweist oder daraus besteht. Besonders bevorzugt sind Materialien wie beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyphenylensulfid (PPS) oder Polyetheretherketon (PEEK). Das Kunststoffmaterial kann durch Füllstoffe angereichert sein.Generally, it is advantageous if the tip seal is made of or consists of a plastic material. Materials such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyphenylene sulfide (PPS), or polyetheretherketone (PEEK) are particularly preferred. The plastic material may be enriched with fillers.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Spitzendichtung eine Dicke zwischen 1 mm und 3 mm, insbesondere 2 mm, aufweist. Als Dicke wird in diesem Zusammenhang die Höhe der Spitzendichtung bezeichnet, die von der jeweiligen Spiralwand der Verdrängerspirale bzw. Gegenspirale ausgeht und sich bis zum gegenüberliegenden Boden der Gegenspirale bzw. Verdrängerspirale erstreckt.Furthermore, the tip seal may be designed to have a thickness between 1 mm and 3 mm, in particular 2 mm. In this context, thickness refers to the height of the tip seal, extending from the respective spiral wall of the displacer spiral or counter-spiral to the opposite base of the counter-spiral or displacer spiral.
Im Hinblick auf das Axialgleitlager ist es vorteilhaft, wenn dieses ebenfalls ein Kunststoffmaterial aufweist oder daraus besteht. Für das Axialgleitlager kommen vorzugsweise Kunststoffe wie Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyphenylensulfid (PPS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketon (PEK) oder Polyaryletherketon (PAEK) zum Einsatz. Es ist ebenfalls bevorzugt, wenn derartige Kunststoffmaterialien jeweils durch Füllstoffe angereichert sind. Ferner ist es denkbar, ein Kunststoffmaterial aus einer Kombination der zuvor genannten Kunststoffe zu verwenden.With regard to the axial sliding bearing, it is advantageous if it also comprises or consists of a plastic material. Preferably, plastics such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyphenylene sulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK), polyetherketone (PEK), or polyaryletherketone (PAEK) are used for the axial sliding bearing. It is also preferred if such plastic materials are enriched with fillers. Furthermore, it is conceivable to use a plastic material made from a combination of the aforementioned plastics.
Vorzugsweise hat das Axialgleitlager einen rechteckigen Querschnitt. Der rechteckige Querschnitt weist vorzugsweise eine lange und eine kurze Querschnittsseite auf, wobei das Seitenverhältnis zwischen der kurzen Querschnittsseite und der langen Querschnittsseite vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,6 beträgt. Die lange Querschnittsseite stellt dabei den Kontakt zur Verdrängerspirale oder zur Mittelplatte her. Die kurze Querschnittsseite bildet die radiale Außenumfangsfläche bzw. die radiale Innenumfangsfläche des Axialgleitlagers.Preferably, the axial sliding bearing has a rectangular cross-section. The rectangular cross-section preferably has a long and a short side, with the aspect ratio between the short and long sides preferably being between 0.2 and 0.6. The long side makes contact with the displacer spiral or the center plate. The short side forms the radial outer circumferential surface or the radial inner circumferential surface of the axial sliding bearing.
Generell gilt in einer bevorzugten Ausführungsform, dass der Scrollverdichter konfiguriert ist, um Hochdruckkältemittel, insbesondere CO2, auf einen Druck von wenigstens 40 bar, insbesondere wenigstens 50 bar, insbesondere wenigstens 60 bar, vorzugsweise bis höchstens 180 bar, zu verdichten. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Scrollverdichter konfiguriert ist, um das Hochdruckkältemittel auf einen Druck zwischen 60 bar und 180 bar, insbesondere zwischen 90 bar und 150 bar, vorzugsweise auf 120 bar, zu verdichten.In a preferred embodiment, the scroll compressor is generally configured to compress high-pressure refrigerant, particularly CO₂ , to a pressure of at least 40 bar, particularly at least 50 bar, and more specifically at least 60 bar, preferably up to a maximum of 180 bar. It is particularly preferred that the scroll compressor be configured to compress the high-pressure refrigerant to a pressure between 60 bar and 180 bar, particularly between 90 bar and 150 bar, and preferably to 120 bar.
Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage, insbesondere Fahrzeugklimaanlage mit CO2 als Kältemittel, wobei die Fahrzeugklimaanlage einen zuvor beschriebenen Scrollverdichter aufweist.A subordinate aspect of the invention relates to a vehicle air conditioning system, in particular a vehicle air conditioning system with CO2 as a refrigerant, wherein the vehicle air conditioning system has a scroll compressor as previously described.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Scrollverdichters nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel; -
2 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Scrollverdichters nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel; -
3 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Scrollverdichters nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel; und -
4A - 4C Detailansichten unterschiedlicher Varianten von Axialgleitlagern für einen erfindungsgemäßen Scrollverdichter nach bevorzugten Ausführungsbeispielen.
-
1 a cross-sectional view of a scroll compressor according to the invention in a preferred embodiment; -
2 a cross-sectional view of a scroll compressor according to the invention in a further preferred embodiment; -
3 a cross-sectional view of a scroll compressor according to the invention in a further preferred embodiment; and -
4A - 4C Detailed views of different variants of axial sliding bearings for a scroll compressor according to the invention, based on preferred embodiments.
In den
Die Trennung zwischen dem Antriebsraum 10 und dem Verdichtungsraum 20 erfolgt durch eine Gehäusezwischenwand 15. Die Gehäusezwischenwand 15 kann insbesondere in einem Gehäusehauptteil 14a angeordnet sein, der durch einen Gehäusedeckel 14b axial geschlossen ist. Der Gehäusedeckel 14b bildet eine Außenbegrenzung des Verdichtungsraums 20.The separation between the drive chamber 10 and the compression chamber 20 is achieved by a housing partition 15. The housing partition 15 can, in particular, be arranged in a main housing part 14a, which is axially closed by a housing cover 14b. The housing cover 14b forms an outer boundary of the compression chamber 20.
Im Antriebsraum 10 ist ein Antrieb 11 angeordnet, der vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet ist. Der Antrieb 11 treibt eine Antriebswelle 12 an, die sich durch die Gehäusezwischenwand 15 in den Verdichtungsraum 20 erstreckt. Die Antriebswelle 12 ist gegenüber der Gehäusezwischenwand 15 entsprechend abgedichtet und in einem Wälzlager 13 gelagert, das in der Gehäusezwischenwand 15 fixiert ist.A drive 11, preferably an electric motor, is arranged in the drive chamber 10. The drive 11 drives a drive shaft 12, which extends through the housing partition 15 into the compression chamber 20. The drive shaft 12 is appropriately sealed against the housing partition 15 and supported in a rolling bearing 13, which is fixed in the housing partition 15.
Die Antriebswelle 12 weist einen Exzenterzapfen auf, der in eine orbitierende Verdrängerspirale 21 eingreift. Die orbitierende Verdrängerspirale 21 ist zusammen mit einer Gegenspirale 22 im Verdichtungsraum 20 angeordnet. Die Verdrängerspirale 21 umfasst eine oder mehrere spiralförmige Wände (Spiralwände), die in die Gegenspirale 22 eingreifen. Die Gegenspirale 22 hat entsprechende gegenläufig ausgerichtete spiralförmige Wände (Spiralwände). So sind die Verdrängerspirale 21 und die Gegenspirale 22 ineinandergreifend angeordnet. Die Gegenspirale 22 ist dabei mit dem Gehäuse 14 fest verbunden. Die Gegenspirale 22 führt im Betrieb des Scrollverdichters vorzugsweise keine Bewegung aus. The drive shaft 12 has an eccentric pin that engages with an orbiting displacement spiral 21. The orbiting displacement spiral 21 is arranged together with a counter-spiral 22 in the compression chamber 20. The displacement spiral 21 comprises one or more spiral walls that engage with the counter-spiral 22. The counter-spiral 22 has corresponding, counter-rotating spiral walls. Thus, the displacement spiral 21 and the counter-spiral 22 are arranged in an interlocking configuration. The counter-spiral 22 is rigidly connected to the housing 14. The counter-spiral 22 preferably does not move during operation of the scroll compressor.
Durch den Exzenterzapfen 19 wird die Verdrängerspirale 21 in eine orbitierende Bewegung überführt. Um sicherzustellen, dass die Verdrängerspirale 21 nicht auf einer Kreisbahn rotiert, ist ein Antirotationsmechanismus 50 vorgesehen, der bei den hier gezeigten Ausführungsbeispielen als Pin-Ring-System ausgebildet ist. Dazu sind in der Verdrängerspirale 21 mehrere zylinderförmige Sackbohrungen oder Sacköffnungen vorgesehen, die zum Antriebsraum 10 hin geöffnet sind. In diese Sacköffnungen greifen Stifte ein, die in einer Mittelplatte 16 fixiert sind. Die Mittelplatte 16 befindet sich zwischen der Verdrängerspirale 21 und der Gehäusezwischenwand 15. Um ein gutes Gleiten der Stifte entlang der Innenwände der Sackbohrungen zu gewährleisten, sind die Innenwände der Sackbohrungen vorzugsweise mit einem Ringelement 28 ausgestattet. Das Ringelement 28 ist in der Sackbohrung der Verdrängerspirale 21 vorzugsweise reib- und/oder formschlüssig fixiert.The eccentric pin 19 imparts an orbiting motion to the displacer spiral 21. To ensure that the displacer spiral 21 does not rotate in a circular path, an anti-rotation mechanism 50 is provided, which in the embodiments shown here is designed as a pin-ring system. For this purpose, several cylindrical blind bores or blind openings are provided in the displacer spiral 21, which open towards the drive chamber 10. Pins, fixed in a central plate 16, engage in these blind openings. The central plate 16 is located between the displacer spiral 21 and the housing intermediate wall 15. To ensure smooth sliding of the pins along the inner walls of the blind bores, the inner walls of the blind bores are preferably equipped with a ring element 28. The ring element 28 is preferably frictionally and/or positively locked in the blind bore of the displacer spiral 21.
Zwischen der Verdrängerspirale 21 und der Gegenspirale 22 sind ein oder mehrere Verdichtungskammern 30 gebildet. Die Verdichtungskammern sind durch die jeweiligen Böden der Verdrängerspirale 21 und der Gegenspirale 22 sowie durch die Spiralwände der Verdrängerspirale 21 und der Gegenspirale 22 begrenzt. Die Verdichtungskammern 30 sind variabel, ändern also ihr Volumen im Betrieb des Scrollverdichters. Diese Volumenänderung wird genutzt, um ein Kältemittel zu verdichten.Between the displacement spiral 21 and the counter-spiral 22, one or more compression chambers 30 are formed. The compression chambers are bounded by the respective bottoms of the displacement spiral 21 and the counter-spiral 22, as well as by the spiral walls of the displacement spiral 21 and the counter-spiral 22. The compression chambers 30 are variable, meaning their volume changes during operation of the scroll compressor. This volume change is used to compress a refrigerant.
Das Kältemittel wird üblicherweise von einem radial äußeren Randbereich des Verdichtungsraums 20 in die Verdichtungskammern 30 eingeleitet. Das Kältemittel wird durch die orbitierende Bewegung der Verdrängerspirale 21 zwischen den Spiralwänden von Verdrängerspirale 21 und Gegenspirale 22 verdichtet und dabei gleichzeitig in Richtung zum Zentrum der Gegenspirale 22 befördert. Im Zentrum der Gegenspirale 22 ist die maximale Verdichtung erreicht und das verdichtete Kältemittel kann über eine Auslassöffnung 25 in einen Hochdruckbereich 29 entweichen. Der Hochdruckbereich 29 kann im Gehäusedeckel 14b ausgebildet sein. Vom Hochdruckbereich 29 ausgehend kann das verdichtete Kältemittel dann den Scrollverdichter verlassen.The refrigerant is typically introduced into the compression chambers 30 from a radially outer edge region of the compression chamber 20. The refrigerant is compressed by the orbiting motion of the displacement spiral 21 between the spiral walls of the displacement spiral 21 and the counter-spiral 22, and simultaneously conveyed towards the center of the counter-spiral 22. Maximum compression is reached at the center of the counter-spiral 22, and the compressed refrigerant can escape through an outlet opening 25 into a high-pressure region 29. The high-pressure region 29 can be formed in the housing cover 14b. From the high-pressure region 29, the compressed refrigerant can then exit the scroll compressor.
Bei den hier dargestellten Ausführungsbeispielen in den
Der erfindungsgemäße Scrollverdichter ist insbesondere zur Anwendung bei der Verdichtung von Hochdruckkältemitteln, insbesondere CO2, vorgesehen. Bei derartigen Kältemitteln entstehen in der Verdichtungskammer 30 sehr hohe Drücke, die bis zu 180 bar betragen können. Der Druck des Kältemittels wirkt dabei auf die Verdrängerspirale 21 und die Gegenspirale 22 derart, dass die Verdrängerspirale 21 und die Gegenspirale 22 auseinandergedrückt werden. Um zu verhindern, dass sich die Verdrängerspirale 21 unter diesem Druck von der Gegenspirale 22 abhebt und so die Dichtwirkung der Spitzendichtung 23, 24 nachlässt oder aufgehoben wird, ist die Verdrängerspirale 21 durch das Axialgleitlager 17 abgestützt.The scroll compressor according to the invention is particularly intended for use in the compression of high-pressure refrigerants, especially CO₂ . With such refrigerants, very high pressures, which can reach up to 180 bar, are generated in the compression chamber 30. The pressure of the refrigerant acts on the displacer spiral 21 and the counter spiral 22 such that the displacer spiral 21 and the counter spiral 22 are forced apart. To prevent the displacer spiral 21 from lifting away from the counter spiral 22 under this pressure, thereby reducing or eliminating the sealing effect of the tip seal 23, 24, the displacer spiral 21 is supported by the axial sliding bearing 17.
Durch den in der Verdichtungskammer 30 zwischen der Verdrängerspirale 21 und der Gegenspirale 22 entstehenden Druck ergibt sich eine in axiale Richtung wirkende Verdichterkraft FV, die die Verdrängerspirale 21 gegen die Gehäusezwischenwand 15, konkret die Mittelplatte 16, drängt. Obwohl die Mittelplatte 16 vorzugsweise eine glatte Oberfläche aufweist, um das Gleiten der Verdrängerspirale 21 in ihrer orbitierenden Bewegung auf der Mittelplatte 16 zu erleichtern, wird das zwischen der Verdrängerspirale 21 und der Gehäusezwischenwand 15, insbesondere der Mittelplatte 16, angeordnete Axialgleitlager 17 bei Bewegung der Verdrängerspirale 21 einer hohen Reibungskraft ausgesetzt, was zu einem hohen Verschleiß führen würde.The pressure generated in the compression chamber 30 between the displacer spiral 21 and the counter-spiral 22 results in an axially acting compression force F<sub>V</sub> , which forces the displacer spiral 21 against the housing partition 15, specifically the intermediate plate 16. Although the intermediate plate 16 preferably has a smooth surface to facilitate the sliding of the displacer spiral 21 in its orbiting motion on the intermediate plate 16, the axial sliding bearing 17 arranged between the displacer spiral 21 and the housing partition 15, in particular the intermediate plate 16, is subjected to a high frictional force when the displacer spiral 21 moves, which would lead to high wear.
Um diesen Verschleiß zu reduzieren, ist bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen des Scrollverdichters vorgesehen, dass zwischen der Verdrängerspirale 21 und der Gehäusezwischenwand 15 eine Druckkammer 40 ausgebildet ist, die zumindest temporär mit der Verdichtungskammer 30 fluidverbindbar oder fluidverbunden ist. Durch diese Fluidverbindung wird Kältemittel, das durch die Verdrängerspirale 21 auf einen hohen Druck verdichtet ist, in die Druckkammer 40 geleitet, so dass das unter Druck stehende Kältemittel rückseitig auf die Verdrängerspirale 21 drückt. Der in der Druckkammer 40 herrschende Fluiddruck erzeugt so eine axiale Gegenkraft FG, die auf die Verdrängerspirale 21 wirkt und diese entlastet. Die auf das Axialgleitlager 17 wirkende Reibungskraft wird so reduziert, wodurch sich der Verschleiß des Axialgleitlager 17 mindert.To reduce this wear, in the embodiments of the scroll compressor according to the invention, it is provided that there is a space between the displacement spiral 21 and the housing space. Wall 15 forms a pressure chamber 40, which is at least temporarily fluidly connected to or fluidly connected to the compression chamber 30. Through this fluid connection, refrigerant, which has been compressed to a high pressure by the displacement coil 21, is directed into the pressure chamber 40, so that the pressurized refrigerant presses against the back of the displacement coil 21. The fluid pressure prevailing in the pressure chamber 40 thus generates an axial counterforce F G , which acts on the displacement coil 21 and relieves it. The frictional force acting on the axial sliding bearing 17 is thus reduced, thereby decreasing the wear of the axial sliding bearing 17.
In
Die in den
So ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Durch den Rückführkanal 34 ist ein im Wesentlichen konstanter Grunddruck in der Druckkammer 40 einstellbar. Der den Grunddruck übersteigende Spitzendruck wird in der Druckkammer 40 dadurch abgebaut, dass der Durchgangskanal 33 in vorbestimmten Positionen während der orbitierenden Bewegung der Verdrängerspirale 21 eine direkte Verbindung zwischen der Verdichtungskammer 30 und der Druckkammer 40 herstellt. A substantially constant base pressure can be set in the pressure chamber 40 via the return channel 34. The peak pressure exceeding the base pressure is reduced in the pressure chamber 40 by the passage channel 33 establishing a direct connection between the compression chamber 30 and the pressure chamber 40 at predetermined positions during the orbiting movement of the displacement spiral 21.
Bei der Variante gemäß
Ein vorteilhafter Aspekt des erfindungsgemäßen Scrollverdichters besteht darin, den Verschleiß im Bereich des Axialgleitlagers 17 zu reduzieren. Auf das Axialgleitlager 17 wirken mehrere Kräfte. Einerseits wirkt die Verdichterkraft FV auf das Axialgleitlager 17, die sich aus dem in der Verdichterkammer 30 zwischen der Verdrängerspirale 21 und der Gegenspirale 22 erzeugten Kältemitteldruck ergibt. Zudem wirkt ein umlaufendes Kippmoment auf die Verdrängerspirale 21, welche das Axialgleitlager 17 zusätzlich belastet. Um das Axialgleitlager 17 dennoch stabil zu halten, sind unterschiedliche Varianten der Axialgleitlagerung vorgesehen. In allen Varianten ist jedoch die Einstellung des Drucks in der Druckkammer 40 ein entscheidender Faktor. Indem der Druck in der Druckkammer 40 so eingestellt wird, dass die Gegenkraft FG die Verdichterkraft FV nicht übersteigt, ist gewährleistet, dass die Verdrängerspirale 21 kontinuierlich an der Gehäusezwischenwand 15 bzw. der Mittelplatte 16 anliegt und so gut geführt ist.An advantageous aspect of the scroll compressor according to the invention is the reduction of wear in the area of the axial sliding bearing 17. Several forces act on the axial sliding bearing 17. On the one hand, the compressor force F V acts on the axial sliding bearing 17, which results from the refrigerant pressure generated in the compressor chamber 30 between the displacement spiral 21 and the counter spiral 22. In addition, a rotating tilting moment acts on the Displacement spiral 21 places an additional load on the axial sliding bearing 17. To maintain the stability of the axial sliding bearing 17, different versions of the axial sliding bearing are provided. In all versions, however, the pressure setting in the pressure chamber 40 is a crucial factor. By adjusting the pressure in the pressure chamber 40 so that the counterforce F G does not exceed the compressor force F V , it is ensured that the displacement spiral 21 continuously bears against the housing intermediate wall 15 or the center plate 16 and is thus well guided.
In
Die Variante gemäß
Im Allgemeinen kann bei allen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein, dass der Scrollverdichter zusätzlich einen Ausgleichsmechanismus aufweist, der im Bereich des Exzenterzapfens 19 angeordnet ist und Vibrationen im Scrollverdichter reduziert, die durch Gaskräfte und Fertigungstoleranzen auftreten können. Ein solcher Ausgleichsmechanismus, auch Swing-Link genannt, ist beispielhaft in
Der hier beschriebene Scrollverdichter eignet sich insbesondere als Verdichtungsmaschine für eine Fahrzeugklimaanlage, die CO2 als Kältemittel nutzt. Insbesondere im Hinblick auf die Elektromobilität ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass der Antrieb 11 des Scrollverdichters durch einen Elektromotor gebildet ist. Der Antrieb 11 ist vorzugsweise ebenfalls im Gehäuse 14, insbesondere im Gehäusehauptteil 14a, des Scrollverdichters angeordnet.The scroll compressor described here is particularly suitable as a compression machine for a vehicle air conditioning system that uses CO₂ as a refrigerant. Especially with regard to electromobility, it is preferably provided that the drive 11 of the scroll compressor is formed by an electric motor. The drive 11 is preferably also arranged in the housing 14, in particular in the main housing part 14a, of the scroll compressor.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- AntriebsraumEngine compartment
- 1111
- Antriebdrive
- 1212
- Antriebswelledrive shaft
- 1313
- WälzlagerRolling bearings
- 1414
- GehäuseHousing
- 14a14a
- GehäusehauptteilMain housing part
- 14b14b
- GehäusedeckelHousing cover
- 1515
- GehäusezwischenwandHousing partition
- 1616
- Mittelplattecenter plate
- 1717
- AxialgleitlagerAxial plain bearing
- 1818
- ÜberhangOverhang
- 1919
- Exzenterzapfeneccentric pin
- 2020
- VerdichtungsraumCongestion area
- 2121
- VerdrängerspiraleDisplacement spiral
- 2222
- GegenspiraleCounter-spiral
- 2323
- erste Spitzendichtungfirst top seal
- 2424
- zweite Spitzendichtungsecond top seal
- 2525
- Auslassöffnungoutlet opening
- 2626
- Lagernutbearing groove
- 2727
- Radialflanschradial flange
- 2828
- RingelementRing element
- 2929
- HochdruckbereichHigh-pressure area
- 3030
- VerdichtungskammerCompression chamber
- 3131
- erster Durchgangskanalfirst through channel
- 3232
- zweiter Durchgangskanalsecond through channel
- 3333
- Durchgangskanalthrough channel
- 3434
- RückführkanalReturn channel
- 3535
- Drosselthrottle
- 4040
- Druckkammerpressure chamber
- 5050
- AntirotationsmechanismusAntirotation mechanism
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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|---|---|---|---|
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| R082 | Change of representative |
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