DE2166411B2 - Taumelscheibenkompressor zur Klimatisierung von Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Taumelscheibenkompressor zur Klimatisierung von Fahrzeugen, dessen Gehäuse aus zwei in axialer Richtung miteinander verbundenen, endseitig durch Zylinderköpfe abgeschlossenen Zylinderblöcken besteht, die je außer drei gleichmäßig verteilten Axialbohrungen, in denen durch eine Taumelscheibe bewegbare Doppelkolben an-{geordnet sind, zwei beiderseits der oberen Axialbohrung Kühlmittel-Ansaug- und Förderräume aufweisen, die je an eine Saug- bzw. an eine Entladeleitung eines Kühlkreises angeschlossen sind.

Kompressoren zur Klimatisierung von Fahrzeugen sollen selbst ausreichend kühlbar sein, was jedoch gewisse Schwierigkeiten bereitet Taumelscheibenkompressoren, von denen die Erfindung ausgeht, sind, was ihre Kühlung betrifft, so ausgebildet, daß die in einem vorderen und in einem hinteren Zylinderblock vorgesehenen, Kühlmittel führenden Räume der Saug- bzw. der Förderseite je miteinander verbunden sind. Dementsprechend müssen zum Abdichten der Kühlmittel führenden Räume und zum Abdichten der Taumelscheibenkammern je getrennte Abdichtmittel vorgesehen lein, und zwar in der Ebene, in der die beiden Zylinderblöcke einander stumpf stoßend miteinander verbunden sind. Dies kann nicht nur zu Störungen führen, weil die eine oder die andere Dichtung nicht mehr einwandfrei abdichtet, es ist auch schwierig, die Zylinderblöcke ⁶S to zu gestalten, daß auch bei neuen Dichtungen ein einwandfreies Abdichten erzielt wird. Hinzu kommt, daß sich die beiden miteinander verbundenen Zylinderblökke nicht gleichmäßig kohlen lassen, weil das Kühlmittel im Regelfall der Saugkammer über e.nen Stutzen zugeführt und über einen anderen Stutzen aus der Forderkammer abgeführt wird (s. DT-PS 350135). Bw gleichmäßige Kühlung der beiden Zylinderblöcke läßt sich zwar dann erreichen, wenn den vom Kühlmittel durchflossenen Räumen der beiden Zylinderkopfe das Kuhlmittel über eine Leitung zugeführt bzw. eine Leitung abgeführt wird, die in die vom Kühlmittel durchflossenen Kammern dort münden, wo sich die Trenneoene zwischen den beiden Zylinderblöcken befindet (US-PS 3 352 485) Dies erschwert jedoch wiederum das Abdichten der beiden Zyiinderblöcke gegeneinander in de. Ebene, in der sie stumpf aneinander stoßend miteinander verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Taumelscheibenkompressoren der eingangs erwähnten Gattung die beiden Zylinderuiöcke in der gemeinsamen Ebene einfach und sicher nach außen und zum Taumelscheibenraum abzudichten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ertindungsgemaß vorgeschlagen, die Kühlmittel-Ansaug- und -Förderdurchgänge zur Verbindungsebene der beiden Zylinderblöcke hin abgeschlossen auszubilden und je für sich nahe der Verbindungsebene über den Außenumfang der Zylinderblöcke mit der Ansaug- bzw. der Förderleitung zu verbinde!.. Erreicht wird dadurch nicht nur eine erhebliche Vereinfachung der Abdichtung zwischen den beiden Zylinderblöcken, es wird auch eine gleichmäßigere Kühlung des Kompressors erzielt.

Erforderlich ist es nun nur noch, die Kühlmittel-Ansaugöffnungen bzw. die Kühlmiltel-Förderöffnungen der beiden Zylinderblöcke an die Saugseite bzw. die Förderseite des Kühlkreises anzuschließen. Es sind nun Verteilerkörper bekannt, die ein in einer Rohrleitung bewegtes Medium zwei Verbraucherstellen zuführen, die je eine Axialbohrung aufweisen, in die zwei weitere, in der gleichen Radialebene liegenden Bohrungen münden. Diese an sich bekannten Verteilerstücke sollen nun so ausgebildet werden, daß in ihnen liegende Querbohrungen mit den Kühlmittel-Zufuhr- bzw. Kühlmittel-Abfuhr-Öffnungen fluchten. Empfohlen wird nun weiterhin, mindestens das den Ansaugkammern des Kompressors zugeordnete Ansatzstück auch noch so auszubilden, daß der Querschnitt der zwischen den Querbohrungen liegenden Axialbohrung kleiner ist als der Querschnitt der an den Einlaß angeschlossenen Axialbohrung. Dies hat den Vorteil, daß das angesaugte Kühlmittel auch dann gleichmäßig in die Kühlmittel-Ansaugkammern der beiden Zylinderblöcke hineinverteilt wird, wenn nur ein Strang des Kühlkreises bis nahe an den Kompressor herangeführt werden soll, um an Leitungslängen zu sparen. Grundsätzlich könnte mar nämlich den beiden Einlaßöffnungen der beiden Kühlmittel-Ansaugkammern das Kühlmittel über zwei Lei tungen zuführen, die über eine Art Kniestück an eine Leitung des Kühlkreises angeschlossen sind, dann erhöht dies jedoch den Aufwand, was unerwünscht ist.

Die Erfindung wird an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen nachstehend erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht zweier Zylinderblöcke,

F i g. 2 eine Vorderansicht des vorderen Zylinderblocks nach Fig. 1,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch einen Kompressoi etwa nach der Linie A-B der F i g. 2,

F i g. 4 einen Schnitt durch einen Kompressor etwt

nach der Linie /t-Cder F i g, 2,

Fig.5 einen Teilschnitt durch ein bekanntes Verteilerstück,

F i g, 6 einen Teilschnitt durch einen Kompressor mit . einem Ansatzstück an der Kühlmittel-Saugseite.

Der Kompressor besteht im wesentlichen aus zwei Zylinderblöcken, d. h. aus einem hinteren Zylinderblock

101 und einem vorderen Zylinderblock 102, die, gleichachsig angeordnet, miteinander verbunden sind. Weiterhin sind noch zwei Zylinderköpfe 103 und 104 (F i g. 3) vorgesehen, die gleichachsig an den äußeren C:den der beiden Zylinderblöcke 101 bzw. 102 festgelegt iiad. Diese vier Teile sind fest miteinander verbunden und bleiben immer in einer vorgeschriebenen Lage. Zwischen dem vorderen Zylinderkopf 104 und dem vorderen Zylinderblock 102 ist eine Ventilklappe 106 angeordnet, eine weitere Ventilklappe 105 ist zwischen dem hinteren Zylinderblock 101 und dem hinteren Zylinderkopf 103 vorgesehen. Eine Antriebswelle 107 erstreckt sich koaxial durch die Zylinderblöcke, -köpfe und -klappen und steht in unmittelbarer Verbindung mit einem nicht dargestellten Antriebsteil des Antriebsmotors eines Fahrzeuges und wird dabei von Nadellagern 108 getragen, die sich an den äußeren Enden der Zyiinderblöcke 101 und 102 befinden. Nahe der Verbindungsebene der beiden Zylinderblöcke 101 und 102 trägt diese Antriebswelle 107 eine Taumelscheibe 109. Die beiden Zylinderblöcke 101 und 102 sind beide mit jeweils drei Bohrungen 110 versehen, die gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Sämtliche Bohrungen 110 ve" jo laufen im wesentlichen parallel zur Drehachse der Antriebswelle 107 und nehmen je doppeltwirkende Kolben 111 in sich auf.

Jeder Kolben 111 besteht aus zwei Endköpfen, die an der Innenwand einer Bohrung 110 während des Gleilens der Kolben anliegen und aus einem Bindestück zwischen den beiden Köpfen. Das Bindestück hat an jeiner eine * Seite eine Ausnehmung, die den Randbereich der Taumelscheibe 109 aufnimmt. Diese Ausnehmung des Bindestückes ist mit den beiden Flächen der Taumelscheibe 109 über Kugeln 112 und Käfige 113 verbunden. Auf Grund dieser Verbindung verursacht der Umlauf der Taumelscheibe 109 das Gleiten der Kolben 111 innerhalb der Bohrungen 110 in entgegengesetzten Richtungen.

Zwei Drucklager 114 liegen zwischen der Nabe der Taumelscheibe 109 und den Zylinderblöcken 101 und 102, um den durch die Pumptätigkeit der Kolben erzeugten axialen Längsdruck aufzunehmen.

Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, sind zwischen den gleichmäßig verteilten Bohrungen UO und den Außenwänden der Zylinderblock^ ⁴OJ und 102 Teilkammern gebildet. Die untere Teilkammer 115 dient als Reservekammer für ein Schmiermittel, während die beiden anderen Teilkammern 118 und 119 jedes Zylinderblocks als Durchgänge für ein Kühlmittel dienen, und die mit Ansaugkammern 116 und Förderkammern 117 der Zyfinderköpfe 103 bzw. 104 verbunden sind. Wie aus den F i g. 1 und 3 ersichtlich, sind die Durchgänge 118 und 119 nahe der Ebene geschlossen, an der die Zylinderblöcke 101 und 102 stumpf aneinanderiiegen. Sie stehen in Verbindung mit je einer Einlaßöffnung 120 (F i g. 2 und 3) und je einer Auslaßöffnung 121 (Fi g. 1 und 2\ die in die Umfangsflächen der Zylinderblöcke 101 und

102 münden. Die Einlaß und Auslaßöffnungen 120,121 münden in den Ansatzstücken 122 bzw. 123 vorgesehenen Ein· und Auslaßöffwngen 124 bzw. 125.

Nachdem das Kühlmittel durch eine nicht dargestellte Kühlleitung des Kühlkreises geflossen ist, lauft e: zurück in den Kompressor, wird durch die Eingapgsöff nungen 120 eingeleitet und gleichmäßig in den Durch gangen 118 verteilt, die in beiden Zylinderblöcken 10! und 102 vorgesehen sind. Um einen für den Umlauf dei Taumelscheibe 109 notwendigen Raum zur Verfügunf zu stellen, besteht jeder Kühlmittel-Durchgang 118 au! einer Teilkammer 126 mit verhältnismäßig kleinen Querschnitt und aus einer Teilkammer 127 mit größe rem Querschnitt, die beide miteinander verbunden sind Wenn das Kühlmittel durch die Eingangsöffnungen 121 einfließt, wird es zunächst in die kleineren Teilkam mern 126 gelenkt und gezwungen, seine Fließrichtuni zu ändern. Auf Grund dieser zwangsweisen Richtungs änderung wird der ölanteil im Kühlmittel vom Kühl mittel durch die Wirkung der Trägheit der Masse ge trennt. Bei der Einführung des Kühlmittels in die größe ren Teilkammern 127 verlangsamt sich der Fluß de! Kühlmittels plötzlich, was auf Jie plötzliche Erweite rung des Querschnittsraumes z\. jckzuführen ist, unc die schwereren ölteilchen werder auf Grund dei Schwerkraft von den Kühlmittelteilchen getrennt.

Das von seinem mit ihm verbundenen Kühlmittel ge trennte und am boden der Teilkammern 127 angesam meltc öl wird durch ölrinnen 129 in ein Wellenbohr loch 128 geleitet und gelangt von dort zu weiteren zi schmierenden Teilen, beispielsweise zu den Nadella gern 108.

Nachdem das Kühlmittel von seinem ölbestandtei getrennt ist, wird das nun ölfreie Kühlmittel in di< Saugkammern 116 beider Zylinderköpfe 103,104 gelei tet. und zwar durch die den größeren Teilkammern 12Ϊ zugeordneten Ventilklappen 105 bzw. 106. Von dor wird das Kühlmittel durch die Tätigkeit eines nicht dar gestellten Pumpventils in die Bohrungen 110 geleitet.

Das verdichtete Kühlmittel wird dann durch ein ge eignetes Förderventil 134 bzw. 135 in die Förderkam mern 117 der Zylinderköpfe 103 und 104 geleitet, dam über die Ventilklappen 105 bzw. 106 in die Durchgang« 119 und schließlich über die Auslässe 121 zu den Aus laßöffnungen 125, die mit dem Kühlkreis verbündet sind. Den Weg des Kühlmittels veranschaulichen di« Pfeile in F i g. 1, die gestrichelten Pieile zeigen die Füh rung im Bereich des Saugsystems, die ausgezogene! Pfeile den Weg im Bereich des Fördersystems.

Die Teilkammer 115 für die Aufnahme des Schmier mittels ist durch zwei Trennwände 140 in Kämmen aufgeteilt, die über öffnungen 142fc miteinander in Ver bindung stehen, wenn zwei Trennwände 140 über einei Boden 141 eine besondere Kammer 143 bilden, ^:n di< di,; Taumelscheibe 1G9 eingreift.

Aus den F i g. 1 und 3 ist deutlich erkennbar, daß dii Durchgänge 113 und 119 bzw. deren Teilkammern zui Verbindungsebene der beiden ZylinderbJöcke 10t unc 102 hin abgeschlossen sind, wodurch sich die Abdich tur.g der beiden Zylinderblöcke gegeneinander erheb lieh vereinfacht, es bedarf lediglich der Anordnunj eines Dichtringes 131, um eine einwandfreie Abdich tung in diesem Bereich zu erzielen.

F i g. 5 zeigt ein an sich bekannte« Verteilerstück 50 das eine Bohrung 51 aufweist, von der zwei Querboh rungen 52 und j3 ausgehen. Die Bohrung 51 und ihi zwischen den Querbohrungen 52 und 53 liegende: Stück 54 weisen den gleichen Querschnitt A auf. Ström in die Leitung 51 ein Medium, z. B. ein Kühlmittel, ein dann bewegt es sich in Richtung auf den Bohrungstei 54 hin, passiert also, grob ausgedrückt, die Querboh rung 52 und fließt zur Querbohrung 53, so daß, würde

man diese Querbohrung 53 mit der Einlaßöffnung 120 eines vorderen Zylinderkopfes 102 verbinden, die Durchgangsöffnung des hinteren Zylinderkopfes 102 nicht voll bzw. gleichmäßig beaufschlagt wird. Praktisch heißt dies, daß der Zufluß zu den Teilkammern 126 und 127 des hinteren Zylinderblockes 101 unbefriedigend ist. Ordnet man ein solches Verteilerstück 50 als Ansatzstück 150 dem Kompressor zu, dann weist dieses Ansatzstück außer einer Bohrung 151 zwei Querbohrungen 152 und 153 auf, jedoch ist der Querschnitt B des Bohrungsteils 154, der eine Verlängerung der Bohrung 151 darstellt, kleiner als der Querschnitt A der Bohrung 151. Ist also ein solches Ansatzstück 150 dem Saugsystem des Kompressors zugeordnet, dann fließt das durch die Kühlleitungen geflossene Kühlmittel in die Bohrung 151 hinein in Richtung auf die Querbohrung 152 und da nun der Querschnitt B des Bohrungs teils 154 kleiner ist als der Querschnitt der Bohrung 151. trifft ein Teil des Kühlmittels gegen die dadurch nach innen vorspringende Wand im Bereich der Querbohrung 152, ändert seine Flußrichtung und fließt durch die Querbohrung 152 in die Einlaßöffnung 120 des hinteren Zylinderblocks 101. Der andere Teil des Kühlmittels bewegt sich direkt durch den Bohrungsteil 154 kleineren Querschnitts und gelangt durch die Querbohrung 153 in die Einlaßöffnung 120 des Zylinderblocks 102. Es läßt sich also wegen des unterschiedlichen Querschnitts die Verteilung des Kühlmittels zum vorderen und hinteren Zylinderblock gleichmäßig durchführen.

Die volumetrische Füllung des Kompressors wird vergleichmäßigt, wodurch sich ein ausgeglichener Druckverlauf erzielen läßt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Tauineischeibenkompressor zur Klimatisierung von Fahrzeugen, dessen Gehäuse aus zwei in axia- s ler Richtung miteinander verbundenen, endseitig durch Zylinderköpfe abgeschlossenen Zylinderblökken besteht, die je außer drei gleichmäßig verteilten Axialbohrungen, in denen durch eine Taumelscheibe bewegbare Doppelkolben angeordnet sind, zwei ic beiderseits der oberen Axialbohrung Kühlmittel-Ansaug- und -Förderntume aufweisen, die je an eine Saug- bzw. an eine Enlladeleitung eines Kühlkreises angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrnittel-Ansaug- und -Förderdurchginge (118; 119) zur Verbindungsebene der beiden Zylinderblöcke (101, 102) hin abgeschlossen ausgebildet und je für sich nahe der Verbindungsebene über den Außenumfang der Zylinderblöcke mit der Ansaug- bzw. Förder-Leitung (124; 125) verbunden sind.

2. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang der Zylinderblöcke Verteilerstücke (122; 123) als Ansatzstücke (150) ausgebildet und so angeordnet sind, daß in ihnen liegende Querbohrungen (152,153) mit den Ansaug- bzw. Förderöffnungen (120, 121) der Durchgänge (118; 119]i fluchter, und daß mindestens das den Ansaug-Durchgängen (118) zugeordnete Ansatzstücke (15C, so ausgebildet ist, daß der Querschnitt (B) der zwischen den Querbohrungen (152, 153) liegenden Axialbohriing (154) ueiner ist als der Querschnitt (A) der an den Einlnß a !geschlossenen Axialbohrung (151).

35