DE102024203305A1

DE102024203305A1 - Cycle process device, axle assembly, vehicle and process

Info

Publication number: DE102024203305A1
Application number: DE102024203305.7A
Authority: DE
Inventors: Axel Rohm; Jörg BENDER; Joel Kring; Johannes Och; Uwe Grossgebauer; Sebastian Neugebauer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2024-04-11
Filing date: 2024-04-11
Publication date: 2025-10-16

Abstract

Kreisprozessvorrichtung (10), insbesondere eine Wärmepumpe, für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, umfassend:
zumindest zwei Wärmetauscher (11a, 11b) zum Übertragen von thermischer Energie, eine Kompressoreinheit (12) zum Komprimieren eines Fluids, eine Expansionsventil (13) zur Reduzierung eines Drucks des Fluids, ein Gehäuse (14) zur Aufnahme der Kompressoreinheit (12). Cyclic process device (10), in particular a heat pump, for a vehicle, in particular an electric vehicle or a hybrid vehicle, comprising:
at least two heat exchangers (11a, 11b) for transferring thermal energy, a compressor unit (12) for compressing a fluid, an expansion valve (13) for reducing a pressure of the fluid, a housing (14) for accommodating the compressor unit (12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kreisprozessvorrichtung, ein Achsaggregat, ein Fahrzeug und ein Verfahren.The present invention relates to a cycle process device, an axle assembly, a vehicle and a method.

Kreisprozessvorrichtungen, insbesondere Wärmepumpen, sind bekannt. Wärmepumpen beispielsweise bestehen aus einem Verdichter, der mechanisch oder elektrisch angetrieben werden kann und der ein gasförmiges Fluid ansaugt, um dieses zu komprimieren und anschließend mittels einer Leitung oder Verschlauchung an einen Wärmetauscher, beispielsweise einen sog. Kondensator, zuzuführen. Im Kondensator wird dem Fluid thermische Energie entzogen. Dadurch kühlt das Fluid ab, bis es die Siedelinie unterschreitet, wodurch das Fluid eine Phasenänderung vollzieht und zumindest teilweise flüssig wird. Das flüssige Fluid wird anschließend durch ein sog. Expansionsventil entspannt. Anschließend wird das Fluid einem weiteren Wärmetauscher, einen sog. Verdampfer zugeführt und dem Fluid wieder Energie zugeführt, sodass dieses wieder in den gasförmigen Zustand übergeht. Der Verdichter saugt das Fluid an und damit beginnt der Prozess von neuem.Cyclic process devices, particularly heat pumps, are well known. Heat pumps, for example, consist of a compressor that can be mechanically or electrically driven and that draws in a gaseous fluid to compress it and then feeds it via a line or hose to a heat exchanger, for example a condenser. In the condenser, thermal energy is extracted from the fluid. This causes the fluid to cool until it falls below the boiling point, causing the fluid to undergo a phase change and become at least partially liquid. The liquid fluid is then expanded by an expansion valve. The fluid is then fed to another heat exchanger, a evaporator, and energy is added to the fluid so that it returns to the gaseous state. The compressor draws in the fluid, and the process begins again.

Es ist bekannt, solche Vorrichtungen bzw. Systeme aus standardisierten Komponenten oder aus modifizierten einzelnen Komponenten zusammenzubauen. Des Weiteren werden die einzelnen Komponenten mit Leitungen, insbesondere Schläuche oder Rohre verbunden. Die Systeme weisen daher einen großen Bauraumbedarf auf, da die Einzelkomponenten und Standardkomponenten nur unzureichend in Form und Größe angepasst werden können. Somit fällt die Leistungsdichte gering und das Gewicht hoch aus. Darüber hinaus sind zahlreiche Schnittstellen erforderlich, die Fehlerquellen darstellen oder eine unvermeidbare Leckage aufweisen, sodass diese Systeme regelmäßige Wartung benötigen und Fluid in die Umwelt gelangen kann.It is known to assemble such devices or systems from standardized components or from modified individual components. Furthermore, the individual components are connected with lines, especially hoses or pipes. These systems therefore require a large amount of installation space, as the individual and standard components cannot be adequately adapted in terms of shape and size. This results in low power density and high weight. Furthermore, numerous interfaces are required, which represent sources of error or inevitably result in leakage. These systems require regular maintenance and can cause fluid to escape into the environment.

Es hat sich somit herausgestellt, dass ein Bedarf besteht, eine verbesserte, insbesondere kompaktere, Kreisprozessvorrichtung bereitzustellen.It has therefore become apparent that there is a need to provide an improved, particularly more compact, cycle process device.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kreisprozessvorrichtung bereitzustellen. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Achsaggregat, ein Fahrzeug und ein Verfahren bereitzustellen.The object of the present invention is to provide a cycle process device. It is also the object of the present invention to provide an axle assembly, a vehicle, and a method.

Im Rahmen der Erfindung wird die Aufgabe mit Blick auf die Kreisprozessvorrichtung durch den unabhängigen Anspruch 1, das Achsaggregat durch den unabhängigen Anspruch 8, das Fahrzeug durch den unabhängigen Anspruch 9, und das Verfahren durch den unabhängigen Anspruch 10 gelöst.Within the scope of the invention, the object is achieved with regard to the cycle process device by independent claim 1, the axle assembly by independent claim 8, the vehicle by independent claim 9, and the method by independent claim 10.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Kreisprozessvorrichtung, insbesondere eine Wärmepumpe, für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, umfassend: zumindest zwei Wärmetauscher zum Übertragen von thermischer Energie, eine Kompressoreinheit zum Komprimieren eines, insbesondere gasförmigen, Fluids, eine Expansionsventil zum Regeln eines Drucks des Fluids, ein Gehäuse zur Aufnahme der Kompressoreinheit.One aspect of the present invention relates to a cycle device, in particular a heat pump, for a vehicle, in particular an electric vehicle or a hybrid vehicle, comprising: at least two heat exchangers for transferring thermal energy, a compressor unit for compressing a fluid, in particular a gaseous fluid, an expansion valve for regulating a pressure of the fluid, a housing for accommodating the compressor unit.

Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik kann auf diese Art und Weise eine Kreisprozessvorrichtung bereitgestellt werden, die eine kompaktere, insbesondere platzsparende, Bauform und einen effizienteren Betrieb ermöglicht. Anders gesagt, lässt sich ein sehr kompakter Kältekreis mit geringer Füllmenge und hoher Leistungsdichte erzielen. Des Weiteren können durch die kompaktere Bauform Leckagen und Korrosion von Fluidleitungen vermindert bzw. vermieden werden, da die Abstände zwischen den einzelnen Komponenten des Wärmetausches und somit die Fluidleitungen verkürzt werden können.In contrast to the known prior art, this method makes it possible to provide a cycle process device that enables a more compact, particularly space-saving, design and more efficient operation. In other words, a very compact refrigeration circuit with a low charge volume and high power density can be achieved. Furthermore, the more compact design can reduce or prevent leaks and corrosion of fluid lines, as the distances between the individual components of the heat exchanger, and thus the fluid lines, can be shortened.

Die Kreisprozessvorrichtung ist vorzugsweise eine Wärmepumpe für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Die Kreisprozessvorrichtung umfasst zumindest zwei Wärmetauscher. Die Wärmetauscher können auch als Wärmeüberträger bezeichnet werden. Vorzugsweise sind die zwei Wärmetauscher als ein Verdampfer zum Verdampfen eines Fluids und/oder als ein Kondensator zum Verflüssigen eines Fluids ausgebildet. Die beiden Wärmetauscher sind dazu ausgestaltet, thermische Energie von einem Kältemittelkreis auf wenigstens einen Kühlmittelkreis zu übertragen. Beispielsweise können die Wärmetauscher jeweils mit einem Kühlkreislauf eines Thermomanagementsystems eines Fahrzeugs thermisch gekoppelt sein. Insbesondere können ein Hochtemperaturkreis mit dem Kondensator und ein Niedertemperaturkreis mit dem Verdampfer thermisch gekoppelt sein.The cycle device is preferably a heat pump for a vehicle, in particular an electric vehicle or a hybrid vehicle. The cycle device comprises at least two heat exchangers. The heat exchangers can also be referred to as heat transfer devices. The two heat exchangers are preferably designed as an evaporator for evaporating a fluid and/or as a condenser for liquefying a fluid. The two heat exchangers are configured to transfer thermal energy from a refrigerant circuit to at least one coolant circuit. For example, the heat exchangers can each be thermally coupled to a cooling circuit of a thermal management system of a vehicle. In particular, a high-temperature circuit can be thermally coupled to the condenser and a low-temperature circuit to the evaporator.

Zum Gehäuse ist folgendes zu bemerken: Als Gehäuse wird derjenige Teil der Kreisprozessvorrichtung bezeichnet, der außen liegt und den eingeschlossenen Raum schützen soll. Er wird durch die Gesamtheit der außen liegenden Wandabschnitte gebildet. Insbesondere kann es einen Gehäuseabschnitt geben, der die Kompressoreinheit aufnimmt. Der die Kompressoreinheit aufnehmende Gehäuseabschnitt weist wenigstens eine Öffnung auf, insbesondere um weitere Bauteile der Kreisprozessvorrichtung ein- oder anbauen zu können. Der Gehäuseabschnitt zum Verschließen der Öffnung wird auch als Deckel bezeichnet. Üblicherweise wird aber der Begriff Gehäuse auch für den die Kompressoreinheit aufnehmende Gehäuseabschnitt alleine verwendet. In der vorliegenden Erfindung ist mit „außerhalb des Gehäuses“ in Bezug auf die Wärmetauscher gemeint „außerhalb des die Kompressoreinheit aufnehmende Gehäuseabschnitts“. „Innerhalb des Gehäuses“ kann heißen „innerhalb eines Deckels“ oder „innerhalb des die Kompressoreinheit aufnehmende Gehäuseabschnitts“ oder „innerhalb eines weiteren Gehäuseabschnitts“.The following should be noted regarding the housing: The housing is the part of the cycle device that is located on the outside and is intended to protect the enclosed space. It is formed by the entirety of the external wall sections. In particular, there may be a housing section that accommodates the compressor unit. The housing section that accommodates the compressor unit has at least one opening, in particular to allow the installation or attachment of further components of the cycle device. The housing section that closes the opening is also referred to as the cover. However, the term housing is also commonly used for the housing section that accommodates the compressor unit. used alone. In the present invention, "outside the housing" with respect to the heat exchangers means "outside the housing section accommodating the compressor unit.""Inside the housing" can mean "inside a cover" or "inside the housing section accommodating the compressor unit" or "inside another housing section."

Die Kompressoreinheit ist insbesondere dazu ausgestaltet, ein Fluid zu komprimieren. Die Kompressoreinheit kann vorzugsweise eine Antriebseinheit umfassen. Die Antriebseinheit kann beispielsweise als ein Elektromotor ausgebildet sein. Die Antriebseinheit kann mit der Kompressoreinheit im Gehäuse, insbesondere im die Kompressoreinheit aufnehmenden Gehäuseabschnitt, angeordnet sein. Die Kompressoreinheit und die Antriebseinheit sind vorzugsweise einteilig, d.h. in einem Gehäuseabschnitt oder zumindest nebeneinander angeordnet, ausgebildet. Alternativ kann die Antriebseinheit außerhalb des Gehäuses angeordnet sind und mit der Kompressoreinheit mechanisch gekoppelt sein.The compressor unit is particularly designed to compress a fluid. The compressor unit can preferably comprise a drive unit. The drive unit can be designed, for example, as an electric motor. The drive unit can be arranged with the compressor unit in the housing, in particular in the housing section accommodating the compressor unit. The compressor unit and the drive unit are preferably formed as one piece, i.e., arranged in a housing section or at least adjacent to one another. Alternatively, the drive unit can be arranged outside the housing and mechanically coupled to the compressor unit.

Der die Kompressoreinheit aufnehmende Gehäuseabschnitt ist vorzugsweise einteilig ausgebildet. Einteilig heißt dabei, dass er nicht zerstörungsfrei in zwei oder mehr Teile geteilt werden kann. Er kann aber aus mehreren Teilen erzuegt worden sein und die Teile unlösbar miteinander verbunden worden sein.The housing section accommodating the compressor unit is preferably constructed as a single piece. Single piece means that it cannot be divided into two or more parts without damaging them. However, it can be constructed from multiple parts, and the parts can be permanently connected to one another.

Die Kreisprozessvorrichtung weist des Weiteren zumindest ein Expansionsventil zum Regeln eines Drucks des Fluids auf. Das Expansionsventil kann ein Ventil, eine Blende und/oder eine Drossel aufweisen. Unter dem Begriff der Regelung kann ein Regeln oder ein Steuern einer einzustellenden Größe, beispielsweise eines Drucks, verstanden werden. Eine Regelung kann beispielsweise das Aufrechterhalten eines Sollwerts bzw. eines vorgegebenen Werts durch fortlaufende Eingriffe bzw. Anpassungen, die auf Basis von Messungen eines Istwerts oder eines Messwerts dieser Größe vorgenommen werden. Anders gesagt, hat der Regler die Aufgabe, eine zu regelnde Größe zu messen und diese mit einem Sollwert zu vergleichen. Bei Abweichungen kann eine Stellgröße so verändert werden, dass der Sollwert und der Istwert der zur regelnden Größe übereinstimmen bzw. die Differenz zwischen den beiden Werten minimiert wird. Unter einer Steuerung ist ein Vorgang zu verstehen, bei dem eine Steuergröße durch eine andere Größe beeinflusst wird. Abweichungen vom eingestellten Wert, die infolge Störungen eintreten, werden nicht erfasst, um für eine Korrektur ausgenutzt zu werden. Unter Steuerung versteht man somit einen Vorgang, bei dem durch eine Eingangsgröße eine Ausgangsgröße in einem Gerät oder einer Anlage in bestimmter Weise beeinflusst wird.The cycle device further comprises at least one expansion valve for regulating the pressure of the fluid. The expansion valve may comprise a valve, an orifice, and/or a throttle. The term "regulation" can be understood as the regulation or control of a variable to be set, for example, a pressure. Regulation can, for example, involve maintaining a setpoint or a predetermined value through continuous interventions or adjustments based on measurements of an actual value or a measured value of this variable. In other words, the controller's task is to measure a variable to be controlled and compare it with a setpoint. In the event of deviations, a manipulated variable can be changed so that the setpoint and the actual value of the variable to be controlled match, or the difference between the two values is minimized. Open-loop control is a process in which a controlled variable is influenced by another variable. Deviations from the set value that occur as a result of disturbances are not recorded in order to be used for correction. Control is therefore understood as a process in which an input variable influences an output variable in a device or system in a certain way.

Das Gehäuse, insbesondere der die Kompressoreinheit aufnehmende Gehäuseabschnitt, kann vorzugsweise aus Aluminium hergestellt sein. Das Gehäuse, insbesondere der die Kompressoreinheit aufnehmende Gehäuseabschnitt, kann durch Tiefziehen, Rollformen, Druckgießverfahren, oder andere Fertigungsverfahren hergestellt sein. Das Gehäuse ist vorzugsweise hermetisch dicht ausgebildet, insbesondere fluiddicht, vorzugsweise gasdicht. Das bedeutet, dass nichts nach innen eintreten oder nach außen austreten kann. Insbesondere kann das Gehäuse geschweißt und/oder gelötet werden. Das Gehäuse ermöglicht es, dass die Kreisprozessvorrichtung als eine Einheit handhabbar ist. Anders gesagt kann die Kreisprozessvorrichtung beispielsweise als eine Wärmepumpe ausgestaltet sein und als eine Einheit in einem Fahrzeug montiert werden. Weiterhin kann es im Gehäuse einen fluiddichten bzw. gasdichten Bereich geben, in dem die Kompressoreinheit und andere Bauteile des Kältekreises angeordnet sind und einen weiteren Bereich, in dem z.B. elektrische Bauteile wie eine Steuereinrichtung angeordnet sein können. Die Steuereinrichtung ist dann außerhalb des gasdichten Bereiches.The housing, in particular the housing section accommodating the compressor unit, can preferably be made of aluminum. The housing, in particular the housing section accommodating the compressor unit, can be manufactured by deep drawing, roll forming, die casting, or other manufacturing methods. The housing is preferably hermetically sealed, in particular fluid-tight, preferably gas-tight. This means that nothing can enter or escape to the outside. In particular, the housing can be welded and/or soldered. The housing enables the cycle device to be handled as a single unit. In other words, the cycle device can be designed, for example, as a heat pump and mounted as a single unit in a vehicle. Furthermore, the housing can contain a fluid-tight or gas-tight area in which the compressor unit and other components of the refrigeration circuit are arranged, and another area in which, for example, electrical components such as a control device can be arranged. The control device is then outside the gas-tight area.

Die zwei Wärmetauscher, insbesondere der Kondensator und/oder der Verdampfer sind vorzugsweise in dem Gehäuse angeordnet. Zusätzlich können weitere Komponenten im Gehäuse angeordnet sein. Das bedeutet, dass die beiden Wärmetauscher zumindest abschnittsweise von dem Gehäuse umschlossen sind. Des Weiteren sind die zwei Wärmetauscher bevorzugt integral mit dem Gehäuse ausgebildet. Das bedeutet, dass die zwei Wärmetauscher zumindest abschnittsweise Teil des Gehäuses sind bzw. das Gehäuse ausbilden. Anders gesagt, kann eine Außenwand eines Wärmetauschers eine Außenwand des Gehäuses bilden. Die zwei Wärmetauscher können zumindest abschnittsweise einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet sein. Insbesondere können die zwei Wärmetauscher von dem Gehäuse nicht zerstörungsfrei getrennt werden. Alternativ können die beiden Wärmetauscher formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden sein. Bevorzugt ist wenigstens einer der beiden Wärmetauscher außerhalb des die Kompressoreinheit aufnehmenden Gehäuseabschnitts aber innerhalb des Gehäuses angeordnet. Beispilesweise kann wenigstens einer der Wärmetauscher in einem Deckel oder einem endseitigen Gehäuseabschnitt angeordnet sein.The two heat exchangers, in particular the condenser and/or the evaporator, are preferably arranged in the housing. Additional components can also be arranged in the housing. This means that the two heat exchangers are at least partially enclosed by the housing. Furthermore, the two heat exchangers are preferably formed integrally with the housing. This means that the two heat exchangers are at least partially part of the housing or form the housing. In other words, an outer wall of a heat exchanger can form an outer wall of the housing. The two heat exchangers can be formed integrally with the housing, at least partially. In particular, the two heat exchangers cannot be separated from the housing without destruction. Alternatively, the two heat exchangers can be connected to the housing in a form-fitting, force-fitting, and/or material-fitting manner. Preferably, at least one of the two heat exchangers is arranged outside the housing section accommodating the compressor unit but inside the housing. For example, at least one of the heat exchangers can be arranged in a cover or an end housing section.

Vorteilhafterweise kann ein Gehäuseabschnitt, insbesondere der die Kompressoreinheit aufnehmende Gehäuseabschnitt, wenigstens eine Öffnung aufweisen und einer der Wärmetauscher in einem Deckel zum Verschließen der Öffnung angeordnet sein. In einer ersten Ausgestaltung weist der Gehäuseabschnitt genau eine Öffnung auf. In einer zweiten Ausgestaltung weist der Gehäuseabschnitt genau zwei Öffnungen auf und zwei Wärmetauscher sind in jeweils einem Deckel zum Verschließen der Öffnungen angeordnet. In einer weiterne Ausgestaltung weist der Gehäuseabschnitt mehr als zwei Öffnungen auf und zwei Wärmetauscher sind in jeweils einem Deckel zum Verschließen zweier der Öffnungen angeordnet. Alternativ kann auch einer der als Deckel verwendeten Gehäuseabschnitte eine Öffnung aufweisen, die mit dem Expansionsventil verschlossen ist.Advantageously, a housing section, in particular the housing section accommodating the compressor unit, can have at least one opening and one of the heat exchangers can be arranged in a cover for closing the opening. In a first embodiment, the housing section has exactly one opening. In a second embodiment, the housing section has exactly two openings, and two heat exchangers are arranged in a cover, each for closing the openings. In a further embodiment, the housing section has more than two openings, and two heat exchangers are arranged in a cover, each for closing two of the openings. Alternatively, one of the housing sections used as a cover can also have an opening that is closed by the expansion valve.

In einer Ausführungsform ist die Kompressoreinheit und/oder das Expansionsventil zumindest abschnittsweise integral mit dem Gehäuse ausgestaltet. Beispielsweise kann eine Außenwand der Kompressoreinheit und/oder des Expansionsventils eine Außenwand des Gehäuses bilden. Anders gesagt sind die Kompressoreinheit und/oder das Expansionsventil jeweils Teil des Gehäuses bzw. bilden Teil des Gehäuses. Die Kompressoreinheit und oder das Expansionsventil können zumindest abschnittsweise einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet sein. Insbesondere können die Kompressoreinheit und/oder das Expansionsventil von dem Gehäuse nicht zerstörungsfrei getrennt werden. Alternativ können die Kompressoreinheit und/oder das Expansionsventil formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden sein. Insbesondere können die Kompressoreinheit und/oder das Expansionsventil zumindest abschnittsweise integral mit einem Gehäuseabschnitt ausgestaltet sein.In one embodiment, the compressor unit and/or the expansion valve are/is designed to be at least partially integral with the housing. For example, an outer wall of the compressor unit and/or the expansion valve can form an outer wall of the housing. In other words, the compressor unit and/or the expansion valve are each part of the housing or form part of the housing. The compressor unit and/or the expansion valve can be designed to be at least partially integral with the housing. In particular, the compressor unit and/or the expansion valve cannot be separated from the housing without destruction. Alternatively, the compressor unit and/or the expansion valve can be connected to the housing in a form-fitting, force-fitting and/or material-fitting manner. In particular, the compressor unit and/or the expansion valve can be designed to be at least partially integral with a housing section.

Vorzugsweise kann am oder im Gehäuse wenigstens ein Kühlabschnitt, insbesondere ein Kühlkanal ausgebildet sein. In einer Ausführungsform weist das Gehäuse, insbesondere der die Kompressoreinheit aufnehmende Gehäuseabschnitt, einen Kühlabschnitt auf, wobei der Kühlabschnitt vorzugsweise zumindest abschnittweise eine Außenfläche, insbesondere eine Mantelfläche, des Gehäuses umfasst. Der Kühlabschnitt ist dazu ausgestaltet, zumindest einen Bereich der Kreisprozessvorrichtung zu kühlen. Der Kühlabschnitt kann beispielsweise sich in Umfangsrichtung über die gesamte Mantelfläche bzw. Außenfläche des Gehäuses erstrecken.Preferably, at least one cooling section, in particular a cooling channel, can be formed on or in the housing. In one embodiment, the housing, in particular the housing section accommodating the compressor unit, has a cooling section, wherein the cooling section preferably encompasses at least in sections an outer surface, in particular a jacket surface, of the housing. The cooling section is designed to cool at least one region of the cycle device. The cooling section can, for example, extend circumferentially over the entire jacket surface or outer surface of the housing.

Vorzugsweise ist der Kühlabschnitt im Bereich der Kompressoreinheit, insbesondere im Bereich eines Antriebseinheit der Kompressoreinheit, angeordnet. Dadurch kann die Kompressoreinheit bzw. die Antriebseinheit direkt gekühlt werden. Alternativ oder zusätzlich kann in der Kreisprozessvorrichtung eine Elektronik angeordnet sein und der Kühlabschnitt kann dazu ausgestaltet sein, die Elektronik zu kühlen. Die Elektronik kann beispielweise ringförmig oder kreisbogenförmig in einer im Wesentlichen zylindrischen Kreisprozessvorrichtung im Bereich der Außenwand angeordnet sein.The cooling section is preferably arranged in the region of the compressor unit, in particular in the region of a drive unit of the compressor unit. This allows the compressor unit or the drive unit to be cooled directly. Alternatively or additionally, electronics can be arranged in the cycle device, and the cooling section can be designed to cool the electronics. The electronics can, for example, be arranged in a ring-shaped or circular arc-shaped manner in the region of the outer wall of a substantially cylindrical cycle device.

Alternativ kann das Gehäuse einen Kühlabschnitt aufweisen, der in der Gehäusewand angeordnet ist. Bevorzugt kann der Kühlabschnitt in dem Gehäuseabschnitt angeordnet sein, in dem sich die Kompressoreinheit und/oder die Antriebseinheit der Kompressoreinheit und/oder eine Elektronik angeordnet ist.Alternatively, the housing may have a cooling section arranged in the housing wall. The cooling section may preferably be arranged in the housing section in which the compressor unit and/or the drive unit of the compressor unit and/or electronics are located.

Vorzugsweise kann der Kühlabschnitt Teil eines Kühlkreises der Kreisprozessvorrichtung sein. Die Kreisprozessvorrichtung selbst hat einen Kältekreis. Dieser ist insbesondere über Wärmetauscher, an wenigstens einen Kühlkreis angeschlossen. Üblicherweise werden dabei eine elektrische Traktionsmaschine, ein Wechselrichter, eine Batterie und andere Komponenten eines Kraftfahrzeugs gekühlt. Auf die beschriebene Art und Weise kühlt sich die Kreisprozessvorrichtung selbst.Preferably, the cooling section can be part of a cooling circuit of the cycle device. The cycle device itself has a cooling circuit. This is connected, in particular via heat exchangers, to at least one cooling circuit. Typically, an electric traction motor, an inverter, a battery, and other components of a motor vehicle are cooled in this way. The cycle device cools itself in the manner described.

Die Kühlung des Gehäuses, insbesondere der Kompressoreinheit, kann über eine Kühlmittelkühlung sichergestellt werden, die mit einen Kühlmittelkreis eines Kühlsystems verbunden und bspw. als Mantelkühlung ausgeführt ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Kühlabschnitt ein Spaltrohr aufweisen. Das Kühlmittel kann vorzugsweise aus einem Kondensatorrücklauf entnommen werden. Alternativ kann der gesamte Volumenstrom des Kondensatorrücklaufs zur Kühlung verwendet werden. Durch die Energiezufuhr nach der Kreisprozessvorrichtung direkt in das Kühlmittel sind optimale energetische Verhältnisse an den Wärmetauschern sichergestellt und somit der höchste Wirkungsgrad erreichbar. Weiter kann bspw. das Kühlwasser aus dem Vorlauf zum Kondensator, oder aus dem Vorlauf zum Verdampfer verwendet werden. Falls eine elektronische Steuereinheit bzw. eine Leistungselektronik Teil der Kreisprozessvorrichtung ist, kann diese vor oder parallel zur Kompressoreinheit durchströmt werden, damit die gesamte Verlustleistung an das Kühlmittel übertragen werden kann. Der Kühlabschnitt bringt den Vorteil, dass die Temperatur des Kältemittels vor der Kompressoreinheit nicht zusätzlich erhöht wird, und damit die Dichte des Kältemittels nicht reduziert wird. Somit reduziert sich die Antriebsleistung der Kompressoreinheit entsprechend und daraus folgend auch die abzuführende Verlustleistung.Cooling of the housing, in particular of the compressor unit, can be ensured by a coolant cooling system connected to a coolant circuit of a cooling system and designed, for example, as a jacket cooling system. Additionally or alternatively, the cooling section can have a can. The coolant can preferably be taken from a condenser return. Alternatively, the entire volume flow of the condenser return can be used for cooling. By supplying energy directly into the coolant after the cycle device, optimal energy conditions are ensured at the heat exchangers, thus achieving the highest efficiency. Furthermore, the cooling water from the flow to the condenser or from the flow to the evaporator can be used, for example. If an electronic control unit or power electronics is part of the cycle device, it can flow through it upstream of or parallel to the compressor unit so that the entire power loss can be transferred to the coolant. The cooling section has the advantage that the temperature of the refrigerant upstream of the compressor unit is not further increased, and thus the density of the refrigerant is not reduced. This reduces the drive power of the compressor unit accordingly, and consequently also the power loss to be dissipated.

Der Kühlabschnitt ist vorzugsweise in einem Kühlkreislauf der Kreisprozessvorrichtung angeordnet. Wie bereits beschrieben kann ein Hochtemperaturkreis und/oder ein Niedertemperaturkreis vorhanden sein. Ist der Kühlabschnitt im Hochtemperaturkreis angeordnet liegt er in Strömungsrichtung bevorzugt nach dem Kondensator. Er kühlt den Kompressor und/oder die Antriebseinrichtung und/oder die Elektronik also erst nach dem Passieren des Kondensators. Ist der Kühlabschnitt im Hochtemperaturkreis angeordnet liegt er in Strömungsrichtung bevorzugt vor dem Verdampfer. Das Kühlmedium kann so Wärme an das Kältemittel abgeben bevor es zum Verdampfer gelangt.The cooling section is preferably arranged in a cooling circuit of the cyclic process device. As already described, a high-temperature circuit and/or a low-temperature circuit can be present. If the cooling section is arranged in the high-temperature circuit, it is preferably located downstream of the condenser in the flow direction. It therefore cools the compressor and/or the drive system and/or the electronics only after passing through the condenser. If the cooling section is located in the high-temperature circuit, it is preferably located upstream of the evaporator in the direction of flow. This allows the cooling medium to transfer heat to the refrigerant before it reaches the evaporator.

Insbesondere können ein Hochtemperaturkreis mit dem Kondensator und ein Niedertemperaturkreis mit dem Verdampfer thermisch gekoppelt seinIn particular, a high-temperature circuit can be thermally coupled to the condenser and a low-temperature circuit to the evaporator

In einer Ausführungsform weist das Gehäuse eine im Wesentlichen zylindrische Geometrie auf. Insbesondere weist das Gehäuse zumindest abschnittsweise eine zylindrische Geometrie auf. Das bedeutet, dass das Gehäuse zumindest abschnittsweise eine Mittellängsachse aufweist, die durch einen Mittelpunkt eines Querschnitts eines zylindrischen Körpers verläuft. Es ist ferner denkbar, dass an der zylindrischen Geometrie weitere Formen oder Elemente angeordnet sind bzw. vorstehen. Des Weiteren kann das Gehäuse zumindest einen sich über einen Umfang erstreckenden stufenartigen Absatz aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Gehäuse abschnittsweise eine polygonale Geometrie aufweisen. Vorzugsweise sind die zwei Wärmetauscher und/oder die Kompressoreinheit an die Geometrie des Gehäuses angepasst bzw. weisen eine zumindest abschnittsweise korrespondierende Geometrie auf.In one embodiment, the housing has a substantially cylindrical geometry. In particular, the housing has a cylindrical geometry at least in sections. This means that the housing has, at least in sections, a central longitudinal axis that runs through a center point of a cross-section of a cylindrical body. It is also conceivable for further shapes or elements to be arranged on or protrude from the cylindrical geometry. Furthermore, the housing can have at least one step-like shoulder extending over a circumference. Alternatively or additionally, the housing can have a polygonal geometry in sections. Preferably, the two heat exchangers and/or the compressor unit are adapted to the geometry of the housing or have a geometry that corresponds to it at least in sections.

Unter der Formulierung „im Wesentlichen“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Abweichung zwischen +/-15%, insbesondere zwischen +/-10%, insbesondere zwischen +/-5% verstanden werden.In the context of the present invention, the term “essentially” can be understood to mean a deviation between +/-15%, in particular between +/-10%, in particular between +/-5%.

In einer Ausführungsform ist zumindest einer der zwei Wärmetauscher als Plattenwärmetauscher ausgebildet, insbesondere wobei Plattenelemente des Plattenwärmetauschers in eine radiale und/oder axiale Richtung geschichtet sind. Die Formulierung „in eine radiale Richtung geschichtet“ bedeutet, dass die Platten in radiale Richtung von einer Mittellängsachse weg geschichtet sind. Mit anderen Worten sind die Platten jeweils in Richtung der Mittellängsachse zugewandt. Dabei ist es möglich, dass die einzelnen Platten im Querschnitt eine kreisbogenförmige Form aufweisen. In one embodiment, at least one of the two heat exchangers is designed as a plate heat exchanger, in particular wherein plate elements of the plate heat exchanger are layered in a radial and/or axial direction. The phrase "layered in a radial direction" means that the plates are layered in a radial direction away from a central longitudinal axis. In other words, the plates each face toward the central longitudinal axis. It is possible for the individual plates to have a circular arc shape in cross-section.

Die Formulierung „in eine axiale Richtung geschichtet“ bedeutet, dass die Platten in Richtung der Mittellängsachse geschichtet sind. Mit anderen Worten ist die Mittellängsachse orthogonal zu den Platten angeordnet. Das bedeutet, dass die Mittellängsachse die Platten durchdringt.The phrase "layered in an axial direction" means that the plates are layered along the central longitudinal axis. In other words, the central longitudinal axis is arranged orthogonally to the plates. This means that the central longitudinal axis penetrates the plates.

In einer Ausführungsform grenzt die Kompressoreinheit in axialer Richtung des Gehäuses an zumindest einen der beiden Wärmetauscher an. Insbesondere grenzt die Kompressoreinheit direkt bzw. unmittelbar an zumindest einen der beiden Wärmetauscher an. Die Begriffe direkt und unmittelbar bedeuten, dass zumindest abschnittsweise kein weiteres Element bzw. keine weitere Komponente oder Bauteil zwischen der Kompressoreinheit und dem Wärmetauscher angeordnet ist. Es ist möglich, dass zwischen der Kompressoreinheit und dem Wärmetauscher ein Spalt bzw. ein Freiraum oder eine Fluidleitung angeordnet ist. Es ist ferner möglich, dass die Kompressoreinheit und der Wärmetauscher sich zumindest abschnittsweise berühren bzw. in Kontakt sind.In one embodiment, the compressor unit borders on at least one of the two heat exchangers in the axial direction of the housing. In particular, the compressor unit borders directly or immediately on at least one of the two heat exchangers. The terms "direct" and "immediate" mean that, at least in some sections, no further element or component is arranged between the compressor unit and the heat exchanger. It is possible for a gap or free space or a fluid line to be arranged between the compressor unit and the heat exchanger. It is also possible for the compressor unit and the heat exchanger to touch or be in contact with each other, at least in some sections.

In einer Ausführungsform sind die zwei Wärmetauscher in axialer Richtung zumindest abschnittsweise parallel zueinander angeordnet. Das bedeutet, dass die Wärmetauscher vorzugsweise nebeneinander angeordnet sind. Insbesondere können die Wärmetauscher parallel zu einer Mittellängsachse nebeneinander angeordnet sein. Mit anderen Worten sind die zwei Wärmetauscher auf derselben Seite der Kompressoreinheit und zumindest abschnittsweise in axialer Richtung überlappend angeordnet. Vorzugsweise sind die Wärmetauscher als Plattenwärmetauscher ausgebildet. Es ist ferner möglich, dass die Wärmetauscher zumindest abschnittsweise versetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch ist eine kompakte Form der Kreisprozessvorrichtung möglich.In one embodiment, the two heat exchangers are arranged parallel to one another in the axial direction, at least in sections. This means that the heat exchangers are preferably arranged next to one another. In particular, the heat exchangers can be arranged next to one another parallel to a central longitudinal axis. In other words, the two heat exchangers are arranged on the same side of the compressor unit and overlap at least in sections in the axial direction. The heat exchangers are preferably designed as plate heat exchangers. It is also possible for the heat exchangers to be arranged offset from one another, at least in sections. This enables a compact form of the cycle device.

Vorzugsweise können die Wärmetauscher an unterschiedlichen Seiten der Kompressoreinheit angeordnet sein. Die Wärmetauscher und die Kompressoreinheit können bspw. in einer L-Form angeordnet sein. Bevorzugt ist die Kompressoreinheit in einer axialen Richtung der Kreisprozessvorrichtung zwischen den zwei Wärmetauschern angeordnet. Genauer gesagt ist die Kompressoreinheit in axialer Richtung von jeweils einem Wärmetauscher umschlossen bzw. wird jeweils von einem Wärmetauscher begrenzt. In anderen Worten kann die Kompressoreinheit sandwichartig zwischen den Wärmetauschern angeordnet sein. Die Kompressoreinheit grenzt demnach in axialer Richtung jeweils an einen Wärmetauscher an. Die Kompressoreinheit und wenigstens einer der oder beide Wärmetauscher sind vorzugsweise direkt bzw. unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet. Anders gesagt können die Wärmetauscher und die Kompressoreinheit axial hintereinanderliegend im Gehäuse angeordnet sein. Dabei ist die Anordnung des als Kondensators ausgestalteten Wärmetauschers an einem Ausgang der Kompressoreinheit und daran anschließend der als Verdampfer ausgestaltete Wärmetauscher vorteilhaft. Insbesondere deshalb, da das Expansionsventil in Strömungsrichtung eines Fluids nach dem Kondensator platziert werden kann. Vorzugsweise ist jeweils ein Wärmetauscher im Bereich eines axialen Endes des Gehäuses angeordnet ist.Preferably, the heat exchangers can be arranged on different sides of the compressor unit. The heat exchangers and the compressor unit can, for example, be arranged in an L-shape. Preferably, the compressor unit is arranged in an axial direction of the cycle device between the two heat exchangers. More precisely, the compressor unit is enclosed in the axial direction by a heat exchanger or is delimited by a heat exchanger. In other words, the compressor unit can be arranged in a sandwich-like manner between the heat exchangers. The compressor unit therefore borders on a heat exchanger in the axial direction. The compressor unit and at least one of the or both heat exchangers are preferably arranged directly or immediately adjacent to one another. In other words, the heat exchangers and the compressor unit can be arranged axially one behind the other in the housing. In this case, the arrangement of the heat exchanger designed as a condenser at an outlet of the compressor unit and the heat exchanger designed as an evaporator following thereon is advantageous. This is particularly true since the expansion valve is arranged downstream of the condenser in the flow direction of a fluid. capacitor can be placed. Preferably, a heat exchanger is arranged in the region of each axial end of the housing.

Direkt neben der Kompressoreinheit angeordnet heißt, dass kein anderes Bauteil der Kreisprozessvorrichtung zwischen der Kompressoreinheit und dem Wärmetauscher angeordnet ist. In einer Ausgestaltung kann ein Spalt oder allgemeiner Abstand zwischen der Kompressoreinheit und dem Wärmetauscher vorhanden sein. Alternativ können sich die Kompressoreinheit und der Wärmetauscher zumindest punktuell, insbesondere in einem flächigen Bereich, berühren.Arranged directly next to the compressor unit means that no other component of the cycle device is arranged between the compressor unit and the heat exchanger. In one embodiment, a gap or general distance may be present between the compressor unit and the heat exchanger. Alternatively, the compressor unit and the heat exchanger may touch at least at certain points, particularly in a flat area.

In einer Ausführungsform umfasst das Gehäuse, insbesondere der die Kompressoreinheit aufnehmende Gehäuseabschnitt, zumindest eine Fluidleitung und/oder bildet eine Fluidleitung aus, die dazu ausgestaltet ist, die zwei Wärmetauscher, die Kompressoreinheit und/oder das Expansionsventil fluidisch zu verbinden. Anders gesagt, kann in dem Gehäuse zumindest eine Fluidleitung integriert sein. Ferner kann das Gehäuse mehrere Fluidleitungen aufweisen oder ausbilden. Durch die zumindest eine Fluidleitung ist es möglich, die Verwendung externer Fluidleitungen zu vermindern bzw. auf externe Fluidleitungen zu verzichten. Die zumindest eine Fluidleitung kann für ein Fluid, beispielsweise ein Kältemittel und/oder für ein Kühlmittel, vorgesehen sein. Das Fluid ein Gas und/oder eine Flüssigkeit sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Gehäuse zumindest einen Anschluss für zumindest eine Fluidleitung aufweisen.In one embodiment, the housing, in particular the housing section accommodating the compressor unit, comprises at least one fluid line and/or forms a fluid line that is designed to fluidically connect the two heat exchangers, the compressor unit, and/or the expansion valve. In other words, at least one fluid line can be integrated into the housing. Furthermore, the housing can have or form a plurality of fluid lines. The at least one fluid line makes it possible to reduce the use of external fluid lines or to dispense with external fluid lines. The at least one fluid line can be provided for a fluid, for example a refrigerant and/or a coolant. The fluid can be a gas and/or a liquid. Alternatively or additionally, the housing can have at least one connection for at least one fluid line.

Vorzugsweise kann das Gehäuse, insbesondere der die Kompressoreinheit aufnehmende Gehäuseabschnitt, zwei Fluidleitungen umfassen und/oder zwei Fluidleitungen ausbilden. Vorzugsweise sind die Fluidleitungen in einem Abschnitt parallel und/oder direkt nebeneinander angeordnet. Die Fluidleitungen können im parallelen Bereich gerade oder gebogen angeordnet sein. Insbesondere können sie in einem Teil des parallelen Abschnitts halbkreisförmig angeordnet sein. Auch eine Mäanderstruktur ist möglich. Die Fluidleitungen sind bevorzugt dazu ausgestaltet, die zwei Wärmetauscher, die Kompressoreinheit und/oder das Expansionsventil fluidisch zu verbinden. Dadurch wird ein interner Wärmetauscher gebildet. Vorteilhafterweise kann die Fluidleitung, die mit dem Ausgang des Kondensators verbunden ist, radial außen angeordnet sein. In dieser Fluidleitung fließt bei Betrieb der Kreisprozessvorrichtung flüssiges Kältemittel. Bevorzugt kann die Fluidleitung, die mit dem Ausgang des Verdampfers verbunden ist, radial innen angeordnet sein. In dieser Fluidleitung ist das Kältemittel gasförmig. Dann kann das flüssige Kältemittel Wärme an das gasförmige Kältemittel abgeben.The housing, in particular the housing section accommodating the compressor unit, can preferably comprise two fluid lines and/or form two fluid lines. The fluid lines are preferably arranged parallel and/or directly adjacent to one another in one section. The fluid lines can be arranged straight or curved in the parallel region. In particular, they can be arranged semicircularly in part of the parallel section. A meandering structure is also possible. The fluid lines are preferably designed to fluidically connect the two heat exchangers, the compressor unit, and/or the expansion valve. This forms an internal heat exchanger. Advantageously, the fluid line connected to the outlet of the condenser can be arranged radially on the outside. Liquid refrigerant flows in this fluid line during operation of the cycle device. Preferably, the fluid line connected to the outlet of the evaporator can be arranged radially on the inside. The refrigerant is gaseous in this fluid line. The liquid refrigerant can then transfer heat to the gaseous refrigerant.

Dabei kann der mit dem Verdampfer verbundene Einlass der Kompressoreinrichtung auf einer dem Einlass des Verdampfers abgewandten Seite angeordnet sein. Dieser „Umweg“ wird gewählt, um wie beschrieben einen internen Wärmetauscher erzeugen zu können, der dabei aber platzsparend angeordnet ist. Die Fluidleitung führt dann vorzugsweise außen an der Kompressorvorrichtung vorbei.The inlet of the compressor device connected to the evaporator can be located on a side facing away from the evaporator inlet. This "detour" is chosen to create an internal heat exchanger, as described, while still being arranged in a space-saving manner. The fluid line then preferably runs outside the compressor device.

Der Begriff Wärmetauscher ohne den Zusatz „intern“ bezeichnet die weiter oben beschriebenen Wärmetauscher, insbesondere den Verdampfer und/oder Kondensator, die innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Der interne Wärmetauscher ist der durch Fluidleitungen gebildete Wärmetauscher.The term "heat exchanger" without the suffix "internal" refers to the heat exchangers described above, in particular the evaporator and/or condenser, which are located within the housing. The internal heat exchanger is the heat exchanger formed by fluid lines.

In einer Ausführungsform umfasst die Kompressoreinheit einen Scrollkompressor, einen Rollkolbenkompressor oder einen Turboverdichter. Andere geeignete Kompressortypen sind ebenfalls möglich. Der gewählte Kompressor kann vorzugsweise einteilig mit dem Gehäuse integriert werden, um eine einteilige Kreisprozessvorrichtung bereitstellen zu können.In one embodiment, the compressor unit comprises a scroll compressor, a rotary piston compressor, or a turbo compressor. Other suitable compressor types are also possible. The selected compressor can preferably be integrated as one piece with the housing to provide a one-piece cycle device.

In einer Ausführungsform umfasst die Kreisprozessvorrichtung zumindest eine Schnittstelle zum Übertragen elektrischer Energie und/oder zum Übertragen eines Signals. Beispielsweise kann über diese Schnittstelle der Kompressor mit Strom versorgt oder eine Signalverbindung mit einer Steuereinheit bereitgestellt werden.In one embodiment, the cycle device comprises at least one interface for transmitting electrical energy and/or for transmitting a signal. For example, this interface can be used to supply power to the compressor or provide a signal connection to a control unit.

In einer Ausführungsform umfasst das Gehäuse zumindest teilweise Aluminium. Anders gesagt ist das Gehäuse zumindest teilweise aus Aluminium gefertigt. Andere geeignete Metalle bzw. Legierungen können ebenfalls verwendet werden. Das Gehäuse bzw. seine Teile können vorzugsweise durch Tiefziehen und/oder durch Rollformen, und/oder einem anderen geeigneten Verfahren, bspw. Druckgießen, Strangpressen hergestellt werden.In one embodiment, the housing comprises at least partially aluminum. In other words, the housing is at least partially made of aluminum. Other suitable metals or alloys can also be used. The housing or its parts can preferably be manufactured by deep drawing and/or roll forming, and/or another suitable process, e.g., die casting or extrusion.

Vorzugsweise kann in dem Gehäuse eine elektrische Steuereinrichtung angeordnet sein. Die Steuereinrichtung kann zum Steuern der Kreisprozessvorrichtung ausgebildet sein. In einer Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung in einem fluiddichten, insbesondere gasdichten, Bereich des Gehäuses angeordnet. Alternativ kann die Steuereinrichtung im Gehäuse, aber außerhalb eines fluiddichten Bereichs des Gehäuses angeordnet sein. Insbesondere ist die Steuereinrichtung in einem Gehäuseabschnitt angeordnet, vorzugsweise in dem Gehäuseabschnitt, der die Kompressoreinheit aufweist bzw. beherbergt.Preferably, an electrical control device can be arranged in the housing. The control device can be designed to control the cycle device. In one embodiment, the control device is arranged in a fluid-tight, in particular gas-tight, region of the housing. Alternatively, the control device can be arranged in the housing but outside a fluid-tight region of the housing. In particular, the control device is arranged in a housing section, preferably in the housing section that has or houses the compressor unit.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Achsaggregat mit einer Kreisprozessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen.A further aspect of the present invention relates to an axle assembly with a circular pro Process device according to one of the preceding embodiments.

Das Achsaggregat kann vorzugsweise eine elektrische Maschine als Traktionsantrieb aufweisen. Weiterhin kann das Achsaggregat einen Wechselrichter zum Versorgen der elektrischen Maschine mit Wechselstrom aufweisen. Weiterhin kann das Achsaggregat ein Getriebe zum Übersetzen des von der elektrischen Maschine abgegebenen Drehmomentes aufweisen. Das Getriebe kann ein Reducergetriebe umfassen. Weiterhin kann das Getriebe ein Differential umfassen. Vorzugsweise können das Reducergetriebe und das Differential integriert ausgebildet sein.The axle assembly can preferably comprise an electric motor as the traction drive. Furthermore, the axle assembly can comprise an inverter for supplying the electric motor with alternating current. Furthermore, the axle assembly can comprise a transmission for converting the torque output by the electric motor. The transmission can comprise a reduction gear. Furthermore, the transmission can comprise a differential. The reduction gear and the differential can preferably be integrated.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Achsaggregat nach der vorhergehenden Ausführungsform und/oder einer Kreisprozessvorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen.A further aspect of the present invention relates to a vehicle having an axle assembly according to the preceding embodiment and/or a cycle process device according to one of the preceding embodiments.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung einer Kreisprozessvorrichtung in einem Achsaggregat, insbesondere nach der vorhergehenden Ausführungsform und/oder in einem Fahrzeug, insbesondere nach der vorhergehenden Ausführungsform.A further aspect of the present invention relates to a use of a cycle process device in an axle assembly, in particular according to the preceding embodiment and/or in a vehicle, in particular according to the preceding embodiment.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kreisprozessvorrichtung, insbesondere nach einem vorhergehenden Ausführungsformen, umfassend den Schritt: Herstellen einer Kreisprozessvorrichtung, wobei zumindest zwei Wärmetauscher integral mit einem Gehäuse ausgestaltet werden.A further aspect of the present invention relates to a method for producing a cycle process device, in particular according to a preceding embodiment, comprising the step: producing a cycle process device, wherein at least two heat exchangers are designed integrally with a housing.

Im Rahmen einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Wärmepumpe bereitgestellt, die ein Gehäuse umfasst, wobei im Gehäuse mindestens ein Verdichter, mindestens ein elektrischer Antriebsmotor, mindestens ein Verdampfer und mindestens einen Kondensator sowie mindestens ein Expansionsventil aufgenommen sind. Die Wärmetauscher sind beide kühlmittelgeführt. Der Verdichter ist zentrales Element, an welches auf der einen Seite der bewegliche Teil des Verdichters, dessen Antrieb und Lagerung und der Motor anschließt. Wahlweise kann daran noch eine Elektronik zur Steuerung und Betrieb des Antriebsmotors angebaut sein. Auf der gegenüberliegenden Seite des Verdichters sind die Wärmetauscher (Kondensator und Verdampfer) positioniert und das mindestens eine Expansionsventil. Besonders vorteilhaft zeigt sich eine Ausführung der Wärmetauscher, die auf einer kreisförmigen Grundform aufbaut und die Grundform des Kompressorgehäuses fortführt. Das bedeutet, dass der Kondensator und Verdampfer aus einer kreissegmentförmigen Grundform gebildet sein können. Die Übertragerflächen bzw. die Leistung des Kondensators ist vorzugsweise größer als die Übertragerflächen bzw. die Leistung des Verdampfers. Dies kann über die Anpassung der Kreissegmentverhältnisse von Verdampfer und Kondensator erreicht werden, indem der Verdampfer einen kleineren Segmentwinkel aufweist, als der Kondensator, um die Länge der Wärmetauscher in axialer Richtung gleich ausführen zu können. Darüber hinaus kann das Expansionsventil zwischen den beiden Wärmetauscher integriert werden. In einer Abwandlung ist es möglich, den Kondensator und den Verdampfer halbkreisförmig auszuführen und direkt aneinander zu positionieren, jedoch den Verdampfer entsprechend axial kürzer zu gestalten, damit die Leistungsverhältnisse passen und das Expansionsventil axial auf der Seite des Verdampfers vorgesehen wird. Die Kältemittelführung bzw. Kältemittelleitung ist dabei besonders vorteilhaft in das Gehäuse integriert, sodass keine zusätzlichen Leitungen, oder Schläuche erforderlich sind. Der Verdichter saugt das Kältemittel radial außen an, komprimiert es und entlässt es in eine Hochdruckkammer, die im radial Inneren angeordnet ist und die mit dem Einlass des Kondensators fluidverbunden ist. Das heiße, unter hohem Druck stehende, gasförmige Kältemittel strömt durch den Kondensator und gibt thermische Energie an das Kühlmittel ab. Anschließend strömt das Fluid zum Expansionsventil, der Druck fällt und damit sinkt das Temperaturniveau im Kältemittel. Als nächstes durchströmt es den Verdampfer, wo das Fluid thermische Energie aus dem Kühlmittel aufnimmt. Der Verdampfer entlässt das Kältemittel anschließend gasförmig in den Ansaugbereich des Verdichters. Der Ansaugbereich weist somit eine Verbindung zum Verdampfer auf, die vorzugsweise im Gehäuse integriert ist, oder innerhalb des Gehäuses gebildet wird, jedoch keine Verbindung zum Hochdruckbereich besitzt. Damit lässt sich ein sehr kompakter Kältekreis mit geringer Füllmenge und hoher Leistungsdichte erzielen.Within the scope of one embodiment of the invention, a heat pump is provided which comprises a housing, wherein at least one compressor, at least one electric drive motor, at least one evaporator, at least one condenser, and at least one expansion valve are accommodated in the housing. Both heat exchangers are coolant-guided. The compressor is the central element, to which the movable part of the compressor, its drive and bearings, and the motor are connected on one side. Optionally, electronics for controlling and operating the drive motor can also be attached. On the opposite side of the compressor, the heat exchangers (condenser and evaporator) and the at least one expansion valve are positioned. A particularly advantageous design of the heat exchangers is based on a circular basic shape and continues the basic shape of the compressor housing. This means that the condenser and evaporator can be formed from a circular segment-shaped basic shape. The transfer surfaces or the output of the condenser is preferably larger than the transfer surfaces or the output of the evaporator. This can be achieved by adjusting the circular segment ratios of the evaporator and condenser, whereby the evaporator has a smaller segment angle than the condenser in order to keep the length of the heat exchangers the same in the axial direction. In addition, the expansion valve can be integrated between the two heat exchangers. In a modification, it is possible to design the condenser and evaporator in a semicircular shape and position them directly next to each other, but to make the evaporator axially shorter so that the performance ratios are correct and the expansion valve is arranged axially on the evaporator side. The refrigerant guide or refrigerant line is particularly advantageously integrated into the housing, so that no additional lines or hoses are required. The compressor draws in the refrigerant radially from the outside, compresses it, and discharges it into a high-pressure chamber located radially inward and fluidly connected to the condenser inlet. The hot, highly pressurized, gaseous refrigerant flows through the condenser and transfers thermal energy to the coolant. The fluid then flows to the expansion valve, the pressure drops, and with it the temperature level in the refrigerant. Next, it flows through the evaporator, where the fluid absorbs thermal energy from the coolant. The evaporator then releases the refrigerant in gaseous form into the compressor's intake area. The intake area thus has a connection to the evaporator, which is preferably integrated into the housing or formed within the housing, but has no connection to the high-pressure area. This allows for a very compact refrigeration circuit with a low charge and high power density.

Die Kühlung des Antriebes wird vorzugsweise mittels des Kältemittels sichergestellt, indem das Gas vor dem Eintritt in den Verdichter durch die Antriebsmaschine, bzw. dessen Stator geleitet wird und dabei Wärmeenergie aufnimmt. In einer Abwandlung kann die Kühlung des Antriebes auch über eine Kühlmittelkühlung sichergestellt werden, die mit dem Kühlmittelkreis des Kühlsystems verbunden ist und bspw. als Mantelkühlung ausgeführt ist. Zur Reduktion des Kältemittelvolumens ist es denkbar, eine Art Spaltrohrausführung der Antriebsmaschine zu verwenden, die den Statorraum vom Kältemittel gefüllten Raum trennt. Damit kann der der Rotor mittels Kältemittel gekühlt werden. Eine Kombination aus Mantelkühlung und Spaltrohr ermöglicht eine optimale Kühlung der Antriebsmaschine.The drive is preferably cooled using refrigerant, whereby the gas is passed through the drive motor or its stator before entering the compressor, absorbing heat energy in the process. Alternatively, the drive can also be cooled using a coolant cooling system connected to the coolant circuit of the cooling system and designed, for example, as a jacket cooling system. To reduce the refrigerant volume, it is conceivable to use a type of canned drive motor, which separates the stator space from the refrigerant-filled space. This allows the rotor to be cooled using refrigerant. A combination of jacket cooling and can cooling enables optimal cooling of the drive motor.

Eine zweite Ausführung kann eine kreisförmige Grundform der Wärmetauscher aufweisen, wobei die Wärmetauscher axial angrenzend im Gehäuse angeordnet sind. A second embodiment may have a circular basic shape of the heat exchangers, wherein the heat exchangers are arranged axially adjacent in the housing.

Dabei ist die Anordnung des Kondensators an einer Hochdruckseite der Kompressoreinheit und daran anschließend der Verdampfer vorteilhaft. So kann das Expansionsventil innerhalb des Verdampfers vor dem Eingang in den Verdampfer platziert werden. Vorteilhaft ist hierbei die günstige Strömungsführung innerhalb des Wärmetauschers.The condenser is advantageously located on the high-pressure side of the compressor unit, followed by the evaporator. This allows the expansion valve to be placed inside the evaporator, upstream of the evaporator inlet. This provides a favorable flow pattern within the heat exchanger.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer Kreisprozessvorrichtung, insbesondere einer Kreisprozessvorrichtung wie beschrieben, in einem Fahrzeug, mit den Schritten:

- Bereitstellen einer Kreisprozessvorrichtung mit einer Kompressoreinheit und wenigstens zwei Wärmetauschern, bei die Kompressoreinheit und die zwei Wärmetauscher als Montageeinheit ausgebildet sind, und
- Montage der Kreisprozessvorrichtung im Fahrzeug.

A further aspect of the present invention relates to a method for assembling a cycle process device, in particular a cycle process device as described, in a vehicle, comprising the steps:

- Providing a cycle device with a compressor unit and at least two heat exchangers, in which the compressor unit and the two heat exchangers are designed as an assembly unit, and
- Installation of the cycle device in the vehicle.

Eine Montageeinheit liegt vor, wenn die Kompressoreinheit und die Wärmetauscher fest miteinander verbunden sind und gemeinsam montiert werden. Sie werden also vor der Montage miteinander verbunden, nach der Montage müssen keine Schritte zur Verbindung der Bauteile der Montageeinheit mehr vollzogen werden. Es wird aber üblicherweise notwendig sein die Kreisprozessvorrichtung mit dem Kraftfahrzeug zu verbinden, bspw. mit einem Wassereinlass oder -auslass oder eine elektrische Verbindung zur Steuereinheit.An assembly unit exists when the compressor unit and the heat exchangers are firmly connected and mounted together. They are therefore connected before assembly; after assembly, no further steps are required to connect the components of the assembly unit. However, it will usually be necessary to connect the cycle device to the vehicle, for example, with a water inlet or outlet, or an electrical connection to the control unit.

Vorteilhafterweise kann die Kreisprozessvorrichtung an Montagepunkten verbunden werden, die ausschließlich an dem Gehäuseabschnitt vorhanden sind, in dem die Kompressoreinheit angeordnet ist. Die Kompressoreinheit ist das schwerste Bauteil der Kreisprozessvorrichtung. So wird das schwerste Bauteil direkt gelagert und gehalten.Advantageously, the cycle device can be connected to mounting points that are present exclusively on the housing section in which the compressor unit is located. The compressor unit is the heaviest component of the cycle device. This allows the heaviest component to be directly supported and held.

Alternativ kann die Kreisprozessvorrichtung an Montagepunkten verbunden werden von denen wenigstens einer an einem Gehäuseabschnitt vorhanden sind, in dem ein Wärmetauscher angeordnet ist. Durch die Formung der äußeren Gehäuseabschnitte, insbesondere der Deckel, mit einer Art Vorsprung zur Mitte hin kann auch eine Lagerung des mittleren bzw. die Kompressoreinheit aufnehmenden Gehäuseabschnitts erreicht werden.Alternatively, the cycle device can be connected at mounting points, at least one of which is provided on a housing section in which a heat exchanger is arranged. By shaping the outer housing sections, in particular the cover, with a kind of projection toward the center, a mounting of the middle housing section, or the section that accommodates the compressor unit, can also be achieved.

Vorteilhafterweise können zwischen der Kreisprozessvorrichtung und den Haltepunkten am Fahrzeug elastische Elemente, bspw. Gummielemente, angeordnet werden. Dadurch können Schwingungen der Kreisprozessvorrichtung vom restlichen Fahrzeug weggehalten werden.Advantageously, elastic elements, such as rubber elements, can be arranged between the circulating process device and the support points on the vehicle. This can keep vibrations of the circulating process device away from the rest of the vehicle.

Einzelne Merkmale und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können mit anderen Merkmalen in anderen Ausführungsform kombiniert werden und so neue Ausführungsformen bilden. Vorteile und Weiterbildungen, die für die Merkmale oder Ausführungsformen genannt sind, gelten analog auch für die neuen Ausführungsformen. Weiterbildungen und Vorteile, die in Zusammen-hang mit der Vorrichtung genannt sind, gelten analog auch für das Verfahren und andersherum.Individual features and embodiments of the present invention can be combined with other features in other embodiments to form new embodiments. Advantages and developments mentioned for the features or embodiments also apply analogously to the new embodiments. Developments and advantages mentioned in connection with the device also apply analogously to the method, and vice versa.

Im Folgenden wird die Offenbarung beispielhaft unter Bezugnahme auf die bei-gefügten Figuren beschrieben, in denen zeigen

1: eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kreisprozessvorrichtung;
2: eine weitere Schnittansicht der Kreisprozessvorrichtung gemäß 1;
3: eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kreisprozessvorrichtung;
4: eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kreisprozessvorrichtung;
5: eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kreisprozessvorrichtung;
6: eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kreisprozessvorrichtung;
7: eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kreisprozessvorrichtung;
8: eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kreisprozessvorrichtung;
9: eine Schnittansicht der Kreisprozessvorrichtung gemäß 8; und
10: eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kreisprozessvorrichtung.

In the following, the disclosure is described by way of example with reference to the accompanying figures, in which

1 : a sectional view of an embodiment of a cycle device according to the invention;
2 : another sectional view of the cycle device according to 1 ;
3 : a sectional view of an embodiment of a cycle device according to the invention;
4 : a perspective view of an embodiment of a cycle device according to the invention;
5 : a perspective view of an embodiment of a cycle device according to the invention;
6 : a perspective view of an embodiment of a cycle device according to the invention;
7 : a perspective view of an embodiment of a cycle device according to the invention;
8 : a perspective view of an embodiment of a cycle device according to the invention;
9 : a sectional view of the cycle device according to 8 ; and
10 : a sectional view of an embodiment of a cycle device according to the invention.

1 zeigt eine Schnittansicht einer Kreisprozessvorrichtung 10. Die Kreisprozessvorrichtung 10 ist in eine Längsrichtung L geschnitten dargestellt. Die Kreisprozessvorrichtung 10 umfasst zwei Wärmetauscher 11a und 11b, eine Kompressoreinheit 12, ein Expansionsventil 13 und ein Gehäuse 14 mit Gehäuseabschnitten 14a und 14b. Die Kreisprozessvorrichtung 10 ist als eine Wärmepumpe ausgestaltet. Das Gehäuse 14 weist eine im Wesentlichen zylindrische Geometrie auf. Die beiden Wärmetauscher 11a und 11b, die Kompressoreinheit 12 und das Expansionsventil 13 sind in dem Gehäuse 14 angeordnet bzw. mit dem Gehäuse 14 integral ausgebildet. 1 shows a sectional view of a cycle device 10. The cycle device 10 is shown cut in a longitudinal direction L. The cycle device 10 comprises two heat exchangers 11a and 11b, a compressor unit 12, an expansion valve 13 and a housing 14 with housing sections 14a and 14b. The cycle device 10 is designed as a heat pump. The housing 14 has a substantially cylindrical geometry. The two heat exchangers 11a and 11b, the compressor unit 12, and the expansion valve 13 are arranged in the housing 14 or are formed integrally with the housing 14.

An einem in Längsrichtung L axialen Ende des Gehäuses 14 ist die Kompressoreinheit 12 angeordnet. Die Kompressoreinheit 12 weist eine Antriebseinheit 16 auf. Die Antriebseinheit 16 ist Teil der Kompressoreinheit 12. Die Antriebseinheit 16 ist am axialen Ende im Gehäuse 14 angeordnet. Die Antriebseinheit 16 kann beispielsweise ein Elektromotor sein. Die Antriebseinheit 16 ist dazu vorgesehen, einen Verdichter bzw. einen Kompressor anzutreiben. Die Kompressoreinheit 12 ist zumindest abschnittsweise einteilig bzw. integral mit dem Gehäuse 14 ausgebildet. In axialer Richtung L grenzen an die Kompressoreinheit 12 die beiden Wärmetauscher 11a und 11b an.The compressor unit 12 is arranged at an axial end of the housing 14 in the longitudinal direction L. The compressor unit 12 has a drive unit 16. The drive unit 16 is part of the compressor unit 12. The drive unit 16 is arranged at the axial end in the housing 14. The drive unit 16 can be an electric motor, for example. The drive unit 16 is intended to drive a compressor. The compressor unit 12 is formed, at least in sections, as one piece or integrally with the housing 14. In the axial direction L, the two heat exchangers 11a and 11b border the compressor unit 12.

Die beiden Wärmetauscher 11a und 11b sind als ein Verdampfer und ein Kondensator ausgebildet. Die beiden Wärmetauscher 11a und 11b grenzen aneinander an. Genauer gesagt grenzen die beiden Wärmetauscher 11a und 11b in eine Richtung orthogonal zur Längsachse L der Kreisprozessvorrichtung 10 aneinander an. Anders gesagt, sind die beiden Wärmetauscher 11a und 11b in eine radiale Richtung gegenüberliegend angeordnet. Die beiden Wärmetauscher 11a und 11b bilden jeweils im Wesentlichen einen Halbkreis aus. Die beiden Wärmetauscher 11a und 11b sind fluidisch voneinander getrennt. Die beiden Wärmetauscher 11a und 11b sind jeweils als ein Plattenwärmetauscher ausgebildet. Die Plattenelemente 17 erstrecken sich in Längsrichtung L der Kreisprozessvorrichtung 10. Die Plattenelemente 17 weisen im Querschnitt eine kreisbogenförmige Geometrie auf. Zwischen den Plattenelementen 17 sind Spalte 18 ausgebildet. Die Spalte 18 sind dazu ausgestaltet, von einem Kältemittel und/oder einem Kühlmittel durchströmt zu werden. Die Spalte 18 zwischen den Plattenelementen 17 weisen ebenfalls eine kreisbogenförmige Geometrie auf. Die Spalte 18 erstrecken zwischen axialer Richtung L der Kreisprozessvorrichtung 10. Die Spalte 18 sind mittels zumindest eines Kanals miteinander fluidleitend verbunden. Der Kanal erstreckt sich vorzugsweise quer bzw. orthogonal zu den Spalten 18. Insbesondere erstreckt sich der zumindest eine Kanal quer oder orthogonal zu Längsrichtung L der Kreisprozessvorrichtung 10.The two heat exchangers 11a and 11b are designed as an evaporator and a condenser. The two heat exchangers 11a and 11b are adjacent to one another. More precisely, the two heat exchangers 11a and 11b are adjacent to one another in a direction orthogonal to the longitudinal axis L of the cycle device 10. In other words, the two heat exchangers 11a and 11b are arranged opposite one another in a radial direction. The two heat exchangers 11a and 11b each essentially form a semicircle. The two heat exchangers 11a and 11b are fluidically separated from one another. The two heat exchangers 11a and 11b are each designed as a plate heat exchanger. The plate elements 17 extend in the longitudinal direction L of the cycle device 10. The plate elements 17 have a circular arc-shaped geometry in cross-section. Gaps 18 are formed between the plate elements 17. The gaps 18 are designed to be flowed through by a refrigerant and/or a coolant. The gaps 18 between the plate elements 17 also have a circular arc-shaped geometry. The gaps 18 extend between the axial direction L of the cycle device 10. The gaps 18 are fluidically connected to one another by means of at least one channel. The channel preferably extends transversely or orthogonally to the gaps 18. In particular, the at least one channel extends transversely or orthogonally to the longitudinal direction L of the cycle device 10.

Weiterhin ist eine Gaszuführung 15 im Gehäuse 14 ausgebildet.Furthermore, a gas supply 15 is formed in the housing 14.

2 zeigt einen Querschnitt der Kreisprozessvorrichtung 10 gemäß 1. Die beiden Wärmetauscher 11a und 11b weisen jeweils mehrere Plattenelemente 17 auf. Genauer gesagt umfassen die beiden Wärmetauscher 11a und 11b jeweils sieben Plattenelemente 17. Alternativ können die Wärmetauscher 11a und 11b beliebig viele Plattenelemente 17 umfassen. Es ist möglich, dass einer der beiden Wärmetauscher 11a oder 11b eine größere Übertragungsfläche aufweist als der andere Wärmetauscher 11a oder 11b. Genauer gesagt erstrecken sich die einzelnen Plattenelemente 17 eines der beiden Wärmetauscher 11a oder 11b weiter in die Längsrichtung L der Kreisprozessvorrichtung 10 als Plattenelemente 17 eines anderen Wärmetauschers 11a oder 11b. Der Wärmetauscher 11a mit der kürzeren Übertragungsfläche ist der Verdampfer. Der andere Wärmetauscher 11b ist der Kondensator. 2 shows a cross section of the cycle device 10 according to 1 . The two heat exchangers 11a and 11b each have a plurality of plate elements 17. More precisely, the two heat exchangers 11a and 11b each comprise seven plate elements 17. Alternatively, the heat exchangers 11a and 11b can comprise any number of plate elements 17. It is possible for one of the two heat exchangers 11a or 11b to have a larger transfer area than the other heat exchanger 11a or 11b. More precisely, the individual plate elements 17 of one of the two heat exchangers 11a or 11b extend further in the longitudinal direction L of the cycle device 10 than plate elements 17 of another heat exchanger 11a or 11b. The heat exchanger 11a with the shorter transfer area is the evaporator. The other heat exchanger 11b is the condenser.

3 zeigt eine weitere Schnittansicht der Ausführungsform der Kreisprozessvorrichtung 10 gemäß 1. In 3 ist die Anordnung des Expansionsventils 13 dargestellt. Das Expansionsventil 13 ist teilweise an einer Mantelfläche des Gehäuses angeordnet. Das Expansionsventil 13 ist in Strömungsrichtung eines Fluids, insbesondere eines Kältemittels, vor dem als Verdampfer ausgebildeten Wärmetauscher 11a angeordnet. Das Expansionsventil 13 ist abschnittsweise mit dem Gehäuse einteilig bzw. integral ausgebildet. Alternativ kann das Expansionsventil 13 ein externes Bauteil sein. 3 shows a further sectional view of the embodiment of the cycle device 10 according to 1 . In 3 The arrangement of the expansion valve 13 is shown. The expansion valve 13 is arranged partially on a lateral surface of the housing. The expansion valve 13 is arranged upstream of the heat exchanger 11a, which is designed as an evaporator, in the flow direction of a fluid, in particular a refrigerant. The expansion valve 13 is formed in sections as one piece or integrally with the housing. Alternatively, the expansion valve 13 can be an external component.

Die Kreisprozessvorrichtung 10 weist Anschlusselemente 19 auf. In der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform weist die Kreisprozessvorrichtung 10 vier Anschlusselemente 19 auf. Die Anschlusselemente 19 sind gasdicht ausgeführt und können beispielsweise mit dem Gehäuse 14 verschweißt sein. Drei Anschlusselemente 19 sind an einem in Längsrichtung L axialen Ende am Gehäuse 14 angeordnet. Genauer gesagt sind die Anschlusselement 19 an einer Stirnfläche des Gehäuses 14 angeordnet. Die Anschlusselemente 19 erstrecken sich parallel zur Längsrichtung L von dem Gehäuse 14 weg. Die Anschlusselemente 19 sind an dem der Kompressoreinheit 12 gegenüberliegenden axialen Ende angeordnet. Das bedeutet, dass die Anschlusselemente 19 an dem axialen Ende angeordnet sind, an dem die Wärmetauscher 11a und 11b angeordnet sind. Die Anschlusselemente 19 sind auf der Stirnfläche des axialen Endes des angeordnet. Die Anschlusselemente 19 sind vorzugsweise als Eingang und/oder Ausgang für ein Kühlmittel vorgesehen. Ein weiteres Anschlusselement 19 ist an einer Mantelfläche des Gehäuses 14 angeordnet. Das weitere Anschlusselement 19 erstreckt sich von der Mantelfläche des Gehäuses 14 weg. Das weitere Anschlusselement 19 kann als Eingang oder Ausgang für ein Kühlmittel ausgebildet sein.The cycle device 10 has connecting elements 19. In the 1 and 2 In the embodiment shown, the cycle device 10 has four connection elements 19. The connection elements 19 are designed to be gas-tight and can, for example, be welded to the housing 14. Three connection elements 19 are arranged on an axial end in the longitudinal direction L on the housing 14. More precisely, the connection elements 19 are arranged on an end face of the housing 14. The connection elements 19 extend away from the housing 14 parallel to the longitudinal direction L. The connection elements 19 are arranged at the axial end opposite the compressor unit 12. This means that the connection elements 19 are arranged at the axial end at which the heat exchangers 11a and 11b are arranged. The connection elements 19 are arranged on the end face of the axial end of the housing 14. The connection elements 19 are preferably provided as an inlet and/or outlet for a coolant. A further connection element 19 is arranged on a lateral surface of the housing 14. The additional connection element 19 extends away from the outer surface of the housing 14. The additional connection element 19 can be designed as an inlet or outlet for a coolant.

Das Gehäuse 14 weist einen Kühlabschnitt 20 auf. Der Kühlabschnitt 20 ist als ein Kanal ausgebildet, der sich in eine Umfangsrichtung des Gehäuses 14 erstreckt. Der Kanal ist im Bereich des Mantels des Gehäuses 14 angeordnet. Der Kanal bzw. Kühlabschnitt 20 ist integral mit einer Außenwand des Gehäuses 14 ausgebildet. Der Kanal ist im Bereich der Kompressoreinheit 12 angeordnet. Der Kühlabschnitt 20 ist dazu ausgestaltet, die Kompressoreinheit 12, insbesondere die Antriebseinheit 16, im Betrieb der Kreisprozessvorrichtung 10 zu kühlen.The housing 14 has a cooling section 20. The cooling section 20 is formed as a channel which extends in a circumferential direction of the housing ses 14. The channel is arranged in the region of the casing of the housing 14. The channel or cooling section 20 is formed integrally with an outer wall of the housing 14. The channel is arranged in the region of the compressor unit 12. The cooling section 20 is designed to cool the compressor unit 12, in particular the drive unit 16, during operation of the cycle device 10.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Kreisprozessvorrichtung10. In 4 ist das Expansionsventil 13 ebenso wie in der Ausführungsform gemäß 3 an einem axialen Ende im Bereich der Wärmetauscher 11a und 11b angeordnet. Des Weiteren weist die Kreisprozessvorrichtung 10 in 4 drei Anschlusselemente 19 auf, die an einem axialen Ende angeordnet sind und ein Anschlusselement 19 das an der Mantelfläche im Bereich der Kompressoreinheit 12 angeordnet ist. Das weitere Anschlusselement 19 ist zu der Erstreckung des Kühlabschnitt 20 in Umfangsrichtung mittig angeordnet. Der Kühlabschnitt 20 ist an einem dem Anschlusselement 19 an der Mantelfläche gegenüberliegenden Bereich an der Mantelfläche des Gehäuses 14 angeordnet. Das weitere Anschlusselement 19 ist gegenüber dem Kühlabschnitt 20 in Umfangsrichtung mittig angeordnet. 4 shows another embodiment of a cycle device10. In 4 The expansion valve 13 is the same as in the embodiment according to 3 at one axial end in the area of the heat exchangers 11a and 11b. Furthermore, the cycle device 10 has 4 three connection elements 19 arranged at one axial end and one connection element 19 arranged on the casing surface in the region of the compressor unit 12. The further connection element 19 is arranged centrally in the circumferential direction relative to the extent of the cooling section 20. The cooling section 20 is arranged in an area on the casing surface of the housing 14 opposite the connection element 19 on the casing surface. The further connection element 19 is arranged centrally in the circumferential direction relative to the cooling section 20.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Kreisprozessvorrichtung 10, wobei die hier gezeigte Kreisprozessvorrichtung, ähnlich der in 4 gezeigten Ausführungsform, die Kreisprozessvorrichtung 10 drei Anschlusselemente 19 an einem axialen Ende und ein Anschlusselement 19 an einer Mantelfläche im Bereich der Kompressoreinheit 12 aufweist. Ferner ist in 5 der Kühlabschnitt 20 dargestellt. Der Kühlabschnitt 20 erstreckt sich kreisbogenförmig entlang der Kreisprozessvorrichtung 10. Der Kühlabschnitt 20 bildet einen Teil der Mantelfläche des Gehäuses 14. Der Kühlabschnitt 20 erstreckt sich im Wesentlichen über einen halben Umfang der Kreisprozessvorrichtung 10. Im Gegensatz zu der in 4 gezeigten Ausführungsform ist in 5 im Bereich des Anschlusselement 19 an der Mantelfläche der Kühlabschnitt 20 angeordnet. 5 shows a further embodiment of a cycle process device 10, wherein the cycle process device shown here, similar to the one in 4 shown embodiment, the cycle device 10 has three connection elements 19 at one axial end and one connection element 19 on a lateral surface in the region of the compressor unit 12. Furthermore, in 5 the cooling section 20 is shown. The cooling section 20 extends in a circular arc along the cycle device 10. The cooling section 20 forms part of the outer surface of the housing 14. The cooling section 20 extends essentially over half the circumference of the cycle device 10. In contrast to the 4 The embodiment shown is in 5 The cooling section 20 is arranged in the area of the connecting element 19 on the jacket surface.

6 und 7 zeigen eine Ausführungsform der Kreisprozessvorrichtung 10, bei der die Wärmetauscher 11a und 11b in Längsrichtung L aneinander angrenzen. Vorzugsweise ist der Wärmetauscher 11b, der als Kondensator vorgesehen ist, zwischen der Kompressoreinheit 12 und dem Wärmetauscher 11a angeordnet, der als Verdampfer vorgesehen ist. Das Expansionsventil 13 ist im Übergangsbereich zwischen den beiden Wärmetauschern 11a und 11b an der Mantelfläche des Gehäuses 14 angeordnet bzw. in das Gehäuse 14 integriert. Das Gehäuse 14 weist vier Gehäuseabschnitte 14c, 14d, 14e und 14f auf. Im Gehäuseabschnitt 14b ist die Kompressoreinheit mit Kompressor und Antriebseinrichtung angeordnet, im Gehäuseabschnitt 14c der Wärmetauscher 11, im Gehäuseabschnitt 14d der Wärmetauscher 11a und im Gehäuseabschnitt 14e das Expansionsventil 13. Die zwei Anschlusselemente 19 sind in Längsrichtung L an einem axialen Ende im Bereich des Wärmetauschers 11a angeordnet, der als Verdampfer vorgesehen ist, und zwei weitere Anschlusselemente 19 sind an der Mantelfläche des Gehäuses 14 in dem Bereich des Wärmetauschers 11b angeordnet, der als Kondensator vorgesehen ist. Die Anschlüsse 19 im Bereich des als Kondensator vorgesehenen Wärmetauschers 11b sind gegenüberliegend am Gehäuse 14 angeordnet. Der Kühlabschnitt 20 erstreckt sich in Umfangsrichtung über die gesamte Mantelfläche bzw. Außenfläche des Gehäuses 14. Der Kühlabschnitt 20 bildet einen vergrößerten Durchmesser des zylindrischen Gehäuses 14 zwischen dem als Kondensator vorgesehenen Wärmetauscher 11b und der Kompressoreinheit 12 aus. 6 and 7 show an embodiment of the cycle device 10 in which the heat exchangers 11a and 11b are adjacent to one another in the longitudinal direction L. Preferably, the heat exchanger 11b, which is provided as a condenser, is arranged between the compressor unit 12 and the heat exchanger 11a, which is provided as an evaporator. The expansion valve 13 is arranged in the transition area between the two heat exchangers 11a and 11b on the outer surface of the housing 14 or is integrated into the housing 14. The housing 14 has four housing sections 14c, 14d, 14e, and 14f. The compressor unit with compressor and drive device is arranged in the housing section 14b, the heat exchanger 11 in the housing section 14c, the heat exchanger 11a in the housing section 14d, and the expansion valve 13 in the housing section 14e. The two connection elements 19 are arranged in the longitudinal direction L at one axial end in the region of the heat exchanger 11a, which is provided as an evaporator, and two further connection elements 19 are arranged on the outer surface of the housing 14 in the region of the heat exchanger 11b, which is provided as a condenser. The connections 19 in the region of the heat exchanger 11b, which is provided as a condenser, are arranged opposite one another on the housing 14. The cooling section 20 extends circumferentially over the entire outer surface or outer surface of the housing 14. The cooling section 20 forms an enlarged diameter of the cylindrical housing 14 between the heat exchanger 11b, which is provided as a condenser, and the compressor unit 12.

8 und 9 zeigen eine Ausführungsform der Kreisprozessvorrichtung 10, bei der die Kompressoreinheit 12 zwischen den beiden Wärmetauschern 11a und 11b angeordnet ist. Das bedeutet, dass die beiden Wärmetauscher 11a und 11b im Bereich der gegenüberliegenden axialen Enden der Kreisprozessvorrichtung 10 angeordnet sind. Genauer gesagt, sind die beiden Wärmetauscher 11a und 11b koaxial angeordnet. Die Kompressoreinheit 12 ist in der Schnittansicht gemäß 9 ausgeblendet. Die Kreisprozessvorrichtung 10 weist eine zylindrische Geometrie auf. Das Gehäuse 14 der in den 8 und 9 dargestellten Ausführungsform ist teilweise ausgeblendet. Der Wärmetauscher 11b, der als Kondensator vorgesehen ist, ist an der Hochdruckseite der Kompressoreinheit 12 angeordnet. Der Wärmetauscher 11a, der als Verdampfer vorgesehen ist, ist an der Niederdruckseite der Kompressoreinheit 12 angeordnet. Jeder der beiden Wärmetauscher 11a und 11b weist zwei Anschlüsse 19 auf. Die Anschlüsse 19 sind jeweils an gegenüberliegenden Stirnseiten an den axialen Enden der Kreisprozessvorrichtung 10 angeordnet. Die Anschlüsse 19 können als Eingang und Ausgang für einen Kühlkreislauf ausgestaltet sein. Die Wärmetauscher 11a und 11b sind als Plattenwärmetauscher ausgebildet. Die Plattenelemente 17 der beiden Wärmetauscher 11 sind in axialer Richtung gestapelt. Die Plattenelemente 17 sind kreisförmig ausgebildet. Die beiden Wärmetauscher 11a und 11b sind mittels Fluidleitungen 21 miteinander verbunden. Die Fluidleitungen 21 erstrecken sich abschnittsweise entlang einer Innenseite der Außenwand. Die Fluidleitungen 21 können sich in Längsrichtung L, in eine zur Längsrichtung L orthogonale Richtung, in eine radiale Richtung und/oder in eine Umfangsrichtung erstrecken. Ferner weist die Kreisprozessvorrichtung 10 ein Expansionsventil 13 auf. Das Expansionsventil 13 ist in den 8 und 9 nicht dargestellt. Das Expansionsventil 13 ist in Strömungsrichtung eines Fluids vor dem als Verdampfer vorgesehenen Wärmetauscher 11 angeordnet. 8 and 9 show an embodiment of the cycle device 10, in which the compressor unit 12 is arranged between the two heat exchangers 11a and 11b. This means that the two heat exchangers 11a and 11b are arranged in the region of the opposite axial ends of the cycle device 10. More precisely, the two heat exchangers 11a and 11b are arranged coaxially. The compressor unit 12 is shown in the sectional view according to 9 The cycle device 10 has a cylindrical geometry. The housing 14 of the 8 and 9 The embodiment shown is partially hidden. The heat exchanger 11b, which is provided as a condenser, is arranged on the high-pressure side of the compressor unit 12. The heat exchanger 11a, which is provided as an evaporator, is arranged on the low-pressure side of the compressor unit 12. Each of the two heat exchangers 11a and 11b has two connections 19. The connections 19 are each arranged on opposite end faces at the axial ends of the cycle device 10. The connections 19 can be designed as an inlet and outlet for a cooling circuit. The heat exchangers 11a and 11b are designed as plate heat exchangers. The plate elements 17 of the two heat exchangers 11 are stacked in the axial direction. The plate elements 17 are circular. The two heat exchangers 11a and 11b are connected to one another by means of fluid lines 21. The fluid lines 21 extend in sections along an inner side of the outer wall. The fluid lines 21 can extend in the longitudinal direction L, in a direction orthogonal to the longitudinal direction L, in a radial direction and/or in a circumferential direction. Furthermore, the cycle device 10 has an expansion valve 13. The expansion valve 13 is in the 8 and 9 not shown. The expansion valve 13 is arranged in the flow direction of a fluid in front of the heat exchanger 11 provided as an evaporator.

10 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der Kreisprozessvorrichtung 10 nach den 8 und 9. Dabei sind Fluidleitungen 22 und 23 radial außerhalb der Kompressoreinheit 12 bevorzugt in der Wand des Gehäuseabschnitts 14b vorgesehen. Die Fluidleitung 22, die radial außen liegt, ist bevorzugt mit dem Ausgang des als Kondensator ausgebildeten Wärmetauscher 11b verbunden. In der Fluidleitung 22 fließt bei Betrieb der Kreisprozessvorrichtung 10 dann flüssiges Kältemittel. 10 shows a modification of the embodiment of the cycle device 10 according to the 8 and 9 Fluid lines 22 and 23 are provided radially outside the compressor unit 12, preferably in the wall of the housing section 14b. The fluid line 22, which is located radially outside, is preferably connected to the outlet of the heat exchanger 11b, which is designed as a condenser. Liquid refrigerant then flows in the fluid line 22 during operation of the cycle device 10.

Die Fluidleitung 23, die radial innen liegt, ist bevorzugt mit dem Ausgang des als Verdampfer ausgebildeten Wärmetauschers 11a verbunden. In der Fluidleitung 23 fließt bei Betrieb der Kreisprozessvorrichtung 10 dann gasfärmiges Kältemittel. Dann kann das flüssige Kältemittel Wärme an das gasförmige Kältemittel abgeben.The fluid line 23, which is located radially inward, is preferably connected to the outlet of the heat exchanger 11a, which is designed as an evaporator. Gaseous refrigerant then flows in the fluid line 23 during operation of the cycle device 10. The liquid refrigerant can then transfer heat to the gaseous refrigerant.

Die Fluidleitungen 22 und 23 sind direkt nebeneinander angeordnet. In der Ausgestaltung nach 10 haben sie eine ringsegmentförmige Ausgestaltung. Andere Formen sind ebenfalls möglich. Die Fluidleitungen 22 und 23 bilden in der beschriebenen Anorndung einen internen Wärmetauscher 24.The fluid lines 22 and 23 are arranged directly next to each other. In the embodiment according to 10 They have a ring-segment-shaped design. Other shapes are also possible. In the described arrangement, the fluid lines 22 and 23 form an internal heat exchanger 24.

Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind möglich und können von Fachpersonen bei der Anwendung des beanspruchten Gegenstands aus dem Studium der Figuren, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche verstanden und ausgeführt werden. Insbesondere können die jeweiligen Teile/Funktionen des jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsform auch miteinander kombiniert werden. In den Ansprüchen schließt das Wort „umfassend“ andere Elemente oder Schritte nicht aus und der unbestimmte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in voneinander abhängigen Ansprüchen genannt werden, bedeutet nicht, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhaft sein kann. Etwaige Bezugszeichen in den Ansprüchen sollten nicht als Einschränkung des Umfangs der Ansprüche ausgelegt werden.Other embodiments of the present invention are possible and can be understood and carried out by those skilled in the art when applying the claimed subject matter from a study of the figures, the disclosure, and the appended claims. In particular, the respective parts/functions of the respective embodiment described above can also be combined with one another. In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements or steps, and the indefinite article "a" or "an" does not exclude a plurality. The mere fact that certain measures are recited in mutually dependent claims does not mean that a combination of these measures cannot be advantageous. Any reference signs in the claims should not be interpreted as limiting the scope of the claims.

BezugszeichenReference symbol

LL: LängsrichtungLongitudinal direction
1010: KreisprozessvorrichtungCyclic process device
11a11a: Wärmetauscher (Verdampfer)Heat exchanger (evaporator)
11b11b: Wärmetauscher (Kompressor)Heat exchanger (compressor)
1212: KompressoreinheitCompressor unit
1313: ExpansionsventilExpansion valve
1414: GehäuseHousing
14a14a: GehäuseabschnittHousing section
14b14b: GehäuseabschnittHousing section
14c14c: GehäuseabschnittHousing section
14d14d: GehäuseabschnittHousing section
14e14e: GehäuseabschnittHousing section
1515: GaszuführungGas supply
1616: Antriebseinheitdrive unit
1717: PlattenelementPlate element
1818: Spaltgap
1919: Anschlusselementconnecting element
2020: KühlabschnittCooling section
2121: FluidleitungFluid line
2222: FluidleitungFluid line
2323: FluidleitungFluid line
2424: interner Wärmetauscherinternal heat exchanger

Claims

Cyclic process device (10), in particular a heat pump, for a vehicle, in particular an electric vehicle or a hybrid vehicle, comprising: - at least two heat exchangers (11) for transferring thermal energy, - a compressor unit (12) for compressing a fluid, - an expansion valve (13) for reducing a pressure of the fluid, - a housing (14) for accommodating the at least two heat exchangers (11), - wherein the two heat exchangers (11) are formed at least partially integrally with the housing (14).

Cyclic process device (10) according to Claim 1 , wherein the compressor unit (12) and/or the expansion valve (13) are designed at least in sections integrally with the housing (14).

Cyclic process device (10) according to Claim 1 or 2 , wherein the housing (14) has a cooling section (20), wherein the cooling section (20) preferably comprises at least in sections an outer surface, in particular a lateral surface, of the housing (14).

Cycle process device (10) according to one of the preceding claims, wherein the compressor unit (12) in the axial direction of the housing (14) adjacent to at least one of the two heat exchangers (11a, 11b).

Cycle device (10) according to one of the preceding claims, wherein the two heat exchangers (11a, 11b) are designed as an evaporator for evaporating a fluid and/or as a condenser for liquefying a fluid.

Cycle process device (10) according to one of the preceding claims, wherein the compressor unit (12) is arranged in an axial direction of the cycle process device (10) between the two heat exchangers (11a, 11b).

Cycle device (10) according to one of the preceding claims, wherein the housing (14) comprises and/or forms at least one fluid line (21, 22, 23), wherein the fluid line (21, 22, 23) is designed to fluidically connect the two heat exchangers (11a, 11b), the compressor unit (12) and/or the expansion valve (13).

Axle assembly with a cycle process device (10) according to one of the Claims 1 until 7 .

Vehicle with an axle assembly according to Claim 8 and/or a cycle device (10) according to one of the Claims 1 until 7 .

Method for producing a cycle process device, in particular according to one of the Claims 1 until 7 , comprising: producing a cycle device, wherein at least two heat exchangers (11a, 11b) are designed integrally with a housing (14).