DE2905153A1 - Rotary piston car air conditioning compressor - has inlet in end wall coaxial with drive shaft via ducts through shaft and rotor bearings - Google Patents

Abstract

The rotary piston compressor is particularly intended for the air-conditioning system of a motor vehicle. It comprises a housing (1, 2, 3) of which one end wall (2) contains an outlet (17) and an inlet (16) for the oil-carrying gaseous medium. A piston (5) forms working chambers with cyclically varying volume in the housing and is rotatably carried on a drive shaft (4) in a bearing (40) in the end wall (2). The inlet is at least approximately co-axial with the shaft (4) and connects with a passage extending through the bearing (40) and/or with ducts (41, 42, 43) in the shaft (4) extending through the rotor bearing on this shaft.

Description

Rotationskolben-Kompressor, insbe- Rotary piston compressor, especially

sondere für Fahrzeug-Klimaanlagen Die Erfindung betrifft einen Rotationskolben-Kompressor gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, wie ihn im Prinzip die deutsche Patentanmeldung P 28 09 571.8 für den Sonderfall eines Kompressors der innenachsigen Bauart mit Kämmeingriff und außenliegenden Kurvenerzeugungspunkten beschreibt. Dort steht der Kolben über ein Zahnradritzel mit einem feststehenden, innenverzahnten Zahnkranz in Kämmeingriff, wobei das Kolbenprofil aus einer Anzahl N durch eine Epitrochoide bestimmten Bögen besteht und die Innenkontur des Umfangsteils des Gehäuses nach der inneren Hüllkurve des Kolbens verläuft sowie eine Anzahl N + 1 Bögen aufweist, die die bei dem Umlauf des Kolbens von den Kolbenbögen nacheinander beaufschlagten Arbeitsräume des Kompressors bilden. Über ihnen individuell zugeordnete, durch den Druck in ihnen betätigte Ein- und Auslaßventilanordnungen stehen die Arbeitsräume in Verbindung mit einem Einlaß- bzw. Auslaßringsammelraum, die in die Seitenwand des Gehäuses eingearbeitet und durch eine ringscheibenförmige Dichtung getrennt sind. special for vehicle air conditioning systems The invention relates to a rotary piston compressor according to the preamble of the main claim, as in principle the German patent application P 28 09 571.8 for the special case of a compressor of the in-axis design with Describes meshing engagement and external curve generation points. That's where it stands Piston via a pinion gear with a fixed, internally toothed ring gear in meshing engagement, the piston profile consisting of a number N by an epitrochoid There are certain arcs and the inner contour of the peripheral part of the housing according to runs along the inner envelope of the piston and has a number of N + 1 arcs, which acted upon by the piston arcs one after the other as the piston rotates Form working spaces of the compressor. Above them individually assigned, through the Pressure in them actuated inlet and outlet valve arrangements are the working spaces in communication with an inlet and outlet annulus plenum, which is in the side wall incorporated into the housing and separated by an annular disk-shaped seal are.

Bei diesem Rotationskolben-Kompressor trägt die Seitenwand des Gehäuses in vorteilhafter Weise sowohl den Einlaß als auch den Auslaß, und zwar in Gestalt von axial neben den Ringsammelräumen angeordneten Stutzen. Die Einlaß- und Auslaßventilanordnungen befinden sich auf einem gemeinsamen ringscheibenförmigen Ventilträger, der in einem der Ringsammelräume angeordnet ist.In this rotary piston compressor, the side wall of the housing carries advantageously both the inlet and the outlet, namely in shape arranged axially next to the annular collecting spaces Support. The inlet and exhaust valve assemblies are located on a common washer-shaped Valve carrier, which is arranged in one of the annular collecting spaces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationskolben-Kompressor der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung - der also nicht notwendigerweise alle Einzelmerkmale des Kompressors nach der genannten deutschen Patentanmeldung aufweisen muß -zu schaffen, bei dem ohne zusätzliche Maßnahmen die Schmierung der verschiedenen Lager sichergestellt ist. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Hauptanspruchs; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung ist immer dann mit Vorteil einsetzbar, wenn ein zu komprimierendes gas- oder dampfförmiges Medium mit Ölbeimengungen vorliegt. Wenn in der folgenden Beschreibung auf einen Kältemittelkompressor für Klimaanlagen Bezug genommen wird, handelt es sich also nur um ein Ausführungsbeispiel bzw. - um den bevorzugten Anwendungsfall, ohne daß hierdurch der Einsatz der Erfindung in anderen Fällen ausgeschlossen werden soll.The invention is based on the object of a rotary piston compressor the genus specified in the preamble of the main claim - that is not necessarily the one all individual features of the compressor according to the aforementioned German patent application Must have to create, in which the lubrication of the without additional measures different camp is ensured. The inventive solution to this problem is characterized by the features of the main claim; advantageous configurations of the invention are the subject of the subclaims. The invention is always with Can be used advantageously when a gaseous or vaporous medium to be compressed is also present There is oil admixture. When referring to a refrigerant compressor in the following description Reference is made to air conditioning systems, so it is only an exemplary embodiment or - to the preferred application, without the use of the invention should be excluded in other cases.

Kältemittel-Kompressoren, wie sie in Fahrzeug-Klimaanlagen Einsatz finden, haben die Aufgabe, ein Öl-Kältemittel-Gemisch, wobei als Kältemittel in der Regel halogenisierte Kohlenwasserstoffe Einsatz finden, im Kältemittelkreislauf hinter einem Verdampfer zu komprimieren und dann einem Kondensator zuzuführen. Da man daran interessiert ist, die Ölbeimengungen zu dem Kältemittel in den übrigen Teilen der Anlage möglichst gering zu halten, ist das erfindungsgemäße Vorsehen von Strömungswegen für das einströmende Öl-Kältemittel-Gemisch über Lager des Kompressors nicht nur hinsichtlich der selbsttätigen Schmierung dieser Lager, sondern auch hinsichtlich des Niederschlagens von Öl und damit der Verringerung des Ölanteils in dem definierten Gemisch von Vorteil.Refrigerant compressors such as those used in vehicle air conditioning systems find, have the task of producing an oil-refrigerant mixture, with as refrigerant in Usually halogenated hydrocarbons are used in the refrigerant circuit to compress behind an evaporator and then to feed a condenser. There one is interested in the oil admixtures to the refrigerant in the rest The provision according to the invention is to keep parts of the system as small as possible of flow paths for the inflowing oil-refrigerant mixture via bearings of the compressor not only with regard to the automatic lubrication of these bearings, but also with regard to the precipitation of oil and thus the reduction of the oil content in the defined Mixture advantageous.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren erläutert, von denen Figur 1 einen Axialschnitt durch einen Klimakompressor für die Klimaanlage eines Fahrzeugs wiedergibt, während Figur 2 den in Figur 1 mit II-II bezeichneten Querschnitt, Figur 3 die in Figur 1 mit III bezeichnete Ansicht und Figur 4 die in Figur 3 mit IV-IV bezeichnete Schnittansicht wiedergeben.An embodiment of the invention is described below with reference to the Figures explained, of which Figure 1 is an axial section through a Air conditioning compressor for the air conditioning system of a vehicle, while FIG. 2 shows the one in FIG II-II designated cross-section, FIG. 3 the view designated in FIG. 1 with III and FIG. 4 reproduce the sectional view designated by IV-IV in FIG. 3.

In dem aus den beiden Seitenwänden 1 und 2 sowie dem Mantel 3 bestehenden Gehäuse läuft der auf der angetriebenen Exzenterwelle 4 befindliche Kolben 5 um. Dabei werden in diesem Ausführungsbeispiel fünf Arbeitsräumen 6 bis 10 durch einen entsprechenden Verlauf der Innenwand 11 des Gehäusemantels3 in Verbindung mit vier Kolbenbögen 12 bis 15 gebildet, die durch eine Epitrochoide bestimmt sind. Die Innenkontur 11 des Mantelteils 3 des Gehäuses verläuft entsprechend der äußeren Hüllkurve des Kolbens 5 bei den Bewegungen desselben.In the one consisting of the two side walls 1 and 2 and the jacket 3 The piston 5 located on the driven eccentric shaft 4 rotates around the housing. In this embodiment, five work spaces 6 to 10 are through one corresponding course of the inner wall 11 of the housing jacket 3 in connection with four Piston arches 12 to 15 are formed, which are determined by an epitrochoid. The inside contour 11 of the shell part 3 of the housing runs according to the outer envelope of the Piston 5 during the movements of the same.

Im Rahmen der Erfindung interessiert besonders die Ausbildung der Zufuhr des Arbeitsmittels für den Kompressor. In Figur 3 erkennt man auf dem in Figur 1 rechten Seitenteil 2 den Saug- oder Einlaßstutzen 16 sowie den Auslaßstutzen 17 für das Medium; an diesen Stutzen sind im Betrieb des Kompressors verständlicherweise Leitungen oder dergleichen dicht angeschlossen. Die beiden Stutzen 16 und 17 münden in je einen Ringsammelraum 18 bzw. 19 (siehe insbesondere Figur 1) ein, die in axialer Richtung nebeneinander liegen, durch die Dichtungsscheibe 20 gegeneinander abgedichtet sind und von denen der Ringsammelraum 18 demgemäß einen Einlaß-Ringsammelraum, dagegen der Raum 19 einen Auslaß-Ringsammelraum darstellt. Wie Figur 1 erkennen läßt, durchsetzt der Auslaßstutzen 17 gleichsam den Einlaß-Ringsammelraum 18 dicht, so daß er in den Auslaß-Ringsammelraum 19 einmündet.In the context of the invention, the training of the particular interests Supply of the working medium for the compressor. In Figure 3 you can see on the in Figure 1 right side part 2 the suction or inlet port 16 and the outlet port 17 for the medium; Understandably, these nozzles are in operation of the compressor Lines or the like are tightly connected. The two nozzles 16 and 17 open in each case an annular collecting space 18 and 19 (see in particular FIG. 1), which in axial Direction are side by side, sealed against each other by the sealing washer 20 are and of which the annular collecting space 18 is accordingly an inlet annular collecting space, on the other hand the space 19 represents an outlet ring collecting space. As Figure 1 shows, interspersed the outlet port 17, as it were, the inlet annular plenum 18 tight, so that it is in the outlet ring collecting chamber 19 opens.

Die beiden Ringsammelräume 18 und 19 sind durch Unterteilung einer einzigen Kammer 21 mittels der Dichtungsscheibe 20 gewonnen; die Kammer 21 ihrerseits setzt sich zusammen aus einander zugekehrten Ausnehmungen 22 und 23 in der Seitenwand 2 sowie der ringförmigen Abdeckung 24, die mit der Seitenwand 2 verschraubt ist.The two ring collecting spaces 18 and 19 are divided by a single chamber 21 obtained by means of the sealing washer 20; chamber 21 for its part is composed of facing recesses 22 and 23 in the side wall 2 and the annular cover 24, which is screwed to the side wall 2.

Am Boden der Ausnehmung 22 und damit des Auslaß-Ringsammelraums 19 befindet sich der allen Einlaß- und Auslaßventilen gemeinsame ringscheibenförmige Ventilträger 25. Wie Figur 4 erkennen läßt, ragt der Ventilträger 25 mit Vorsprüngen in Ausnehmungen 26 der Seitenwand 2 unter Bildung einer formschlüssigen Verbindung hinein. Der Ventilträger bildet örtliche Rohrstutzen 27, die unter dichtem Abschluß gegen den Auslaß-Ringsammelraum 19 über den Kanal 28 eine Verbindung zwischen einem der Arbeitsräume 6 bis 10 einerseits und der Einlaß-Ringsammelleitung 18 andererseits herstellen, wenn infolge eines Unterdrucks in dem betreffenden Arbeitsraum das Einlaßventil 29 geöffnet wird. Dieses Ventil besteht, wie übrigens auch die Auslaßventile 30, im wesentlichen aus einer federnden Zunge 29r - beim Auslaßventil ist diese Zunge mit 30' bezeichnet -, und in dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel weisen diese Zungen tangential in entgegengesetzten Richtungen, so daß sie mittels derselben Befestigungsmittel 31 am Ventilträger 25 festgelegt werden können.At the bottom of the recess 22 and thus of the annular outlet collecting space 19 is the annular disk-shaped common to all inlet and outlet valves Valve carrier 25. As can be seen in FIG. 4, the valve carrier 25 protrudes with projections in recesses 26 of the side wall 2 with the formation of a form-fitting connection into it. The valve support forms local pipe sockets 27, which are tightly sealed against the outlet ring collecting chamber 19 via the channel 28 a connection between one the working spaces 6 to 10 on the one hand and the inlet ring manifold 18 on the other hand produce when the inlet valve as a result of a negative pressure in the working space in question 29 is opened. This valve, like the exhaust valves 30, essentially from a resilient tongue 29r - this tongue is at the outlet valve denoted by 30 '-, and have in the embodiment shown in the figures these tongues tangentially in opposite directions so that they are by means of the same Fastening means 31 can be set on the valve support 25.

Ein dem Kanal 28 entsprechender Verbindungskanal zwischen dem Auslaß-Ringsammelraum 19 einerseits und einem der Arbeitsräume des Kompressors andererseits ist in Figur 4 mit 32 bezeichnet. Sobald während der Verringerung des Volumens dieses Arbeitsraums der Druck in ihm genügend hoch ansteigt, öffnet sich automatisch das Auslaßventil 30, und das komprimierte Arbeitsmedium kann in den Auslaß-Ringsammelraum 19 und von diesem in den Auslaßstutzen 17 ausgestoßen werden.A connecting channel corresponding to the channel 28 between the outlet annular collecting space 19 on the one hand and one of the working spaces of the compressor on the other hand is shown in FIG 4 denoted by 32. Once while reducing the volume of this work space the pressure in it rises sufficiently high, the outlet valve opens automatically 30, and the compressed working medium can in the outlet annular plenum 19 and are ejected from this into the outlet port 17.

Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, sind derartige Paare von Ein- und Auslaßventilen in der Anzahl der Arbeitsräume 6 bis 10 entsprechender Anzahl gleichmäßig über den Umfang des Ventilträgers 25 verteilt angeordnet. Ihr Aufbau ist identisch mit dem eben anhand der Ventile 29 und 30 beschriebenen und braucht daher nicht nochmals erläutert zu werden. Unmittelbar unter dem Auslaßstutzen 17 liegt das in Figur 1 deutlich erkennbare Auslaßventil 33. Auch hier erkennt man eine rohrstutzenartige Ausbildung 34 des Ventilträgers 25, die formschlüssig in der Ausnehmung 35 des Seitenteils 2 gehalten ist. Die Ausnehmungen 26 und 35 sowie die Längen der rohrstutzenartigen Bereiche, die in diese Ausnehmungen hineinragen, sind so aufeinander abgestimmt, daß das Seitenteil 2 eine ebene Auflagefläche 36 für den Kolben 5 bildet.As FIGS. 2 and 3 show, such pairs of inputs and Outlet valves in the number of working spaces 6 to 10 corresponding number evenly Arranged distributed over the circumference of the valve carrier 25. Their structure is identical with the one just described with reference to the valves 29 and 30 and therefore does not need to to be explained again. Immediately below the outlet port 17 is in Figure 1 clearly recognizable outlet valve 33. Here, too, one recognizes a pipe socket-like Training 34 of the valve carrier 25, which is positively locked in the recess 35 of the side part 2 held is. The recesses 26 and 35 and the lengths of the Pipe socket-like areas that protrude into these recesses are so on top of one another coordinated that the side part 2 forms a flat support surface 36 for the piston 5.

Setzt man die durch den Pfeil 37 in Figur 2 angedeutete Bewegungsrichtung des Kolbens 5 voraus, so liegt der jeweilige Einlaßkanal 28 in der in Bewegungsrichtung des Kolbens ersten, dagegen der jeweilige Auslaßkanal 32 in der in Bewegungsrichtung des Kolbens zweiten Hälfte des jeweiligen sichelförmigen Arbeitsraumes. Dies trägt den gegensinnigen Änderungen der Volumen der beiden Hälften jedes Arbeitsraums durch den Kolben Rechnung.If one sets the direction of movement indicated by the arrow 37 in FIG of the piston 5 ahead, the respective inlet channel 28 lies in the direction of movement of the piston first, on the other hand the respective outlet channel 32 in the direction of movement of the piston second half of the respective sickle-shaped working space. This contributes the opposite changes in the volume of the two halves of each working space the piston bill.

Betrachtet man nun nochmals Figur 1, so erkennt man, daß der Kolben 5 über ein Nadellager 38 drehbar auf der Exzenterwelle 4 gelagert ist, die ihrerseits in der Seitenwand 1 mittels des Rollenlagers 39 und in der Seitenwand 2 mittels des Kugellagers 40 gelagert ist. Pür die Erfindung ist ferner von Bedeutung die Anordnung des Einlaßstutzens 16 gleichsam in axialer Verlängerung der Exzenterwelle 4, die mit dem axial verlaufenden Kanal 41 sowie Querkanälen 42 und 43 versehen ist, die in den Bereich des Nadellagers 38 bzw. des Rollenlagers 39 einmünden. Der Einlaßstutzen 16 mündet in die einen größeren Durchmesser besitzende Kammer 44, so daß das einströmende Kältemittel-Gemisch auf die Bestandteile des Lagers 40 auftrifft und sich Öl niederschlägt.If one now looks again at FIG. 1, one recognizes that the piston 5 is rotatably mounted on the eccentric shaft 4 via a needle bearing 38, which in turn in the side wall 1 by means of the roller bearing 39 and in the side wall 2 by means of the ball bearing 40 is mounted. For the invention is also of importance Arrangement of the inlet port 16 as it were in the axial extension of the eccentric shaft 4, which are provided with the axially extending channel 41 and transverse channels 42 and 43 which open into the area of the needle bearing 38 or the roller bearing 39. Of the Inlet port 16 opens into the larger diameter chamber 44, so that the inflowing refrigerant mixture impinges on the components of the bearing 40 and oil precipitates.

Das Gemisch durchströmt also dieses Lager, das Lager umgebende Eanäle 45 sowie über die Kanäle 41 und 42 das Nadellager 38, wird dann in dem im Kolben 5 vorgesehenen Hohlraum 46 gleichsam gesammelt oder aufgefangen und durch Kanäle 47 dem Einlaß-Ringsammelraum 18 zugeführt, von wo es über die.Einlaßventile in die beschriebenen Arbeitskammern einströmt. Auch das Rollenlager 39 wird von durch den Einlaß 16 zugeführtem Öl über die Kanäle 41 und 43 benetzt und somit dauernd geschmiert. Durch die Umlenkungen erfolgt ein besonders inniger Kontakt der mit Öl zu benetzenden Oberflächen mit dem zugeführten Gemisch.The mixture therefore flows through this bearing, the channels surrounding the bearing 45 and through the channels 41 and 42 the needle bearing 38 is then in the in the piston 5 provided cavity 46 as it were collected or captured and through channels 47 supplied to the inlet annular plenum 18, from where it is fed into the described working chambers flows in. The roller bearing 39 is of by the Oil fed to inlet 16 is wetted via channels 41 and 43 and is thus permanently lubricated. The deflections result in particularly intimate contact with those to be wetted with oil Surfaces with the supplied mixture.

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Claims (5)

AN SrRÜORE t U Rotationskolben-Kompressor, insbesondere für Fahrzeug-Klimaanlagen, mit einem Einlaß für ein Ölbeimengungen aufweisendes, zu komprimierendes gas- oder dampfförmiges Medium an einer Stirnwand eines feststehenden Gehäuses, in dem ein Kolben unter Bildung von Arbeitsräumen veränderlichen Volumens umläuft, der auf einer antreibenden Welle drehbai gelagert ist, de£ ein Lager in der Gehäusestirnwand zugeordnet ist, und mit einem am Gehäuse vorgesehenen Auslaß für das-komprimiete Medium, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (16) zumindest ungefähr in der Verlängerung der Welle (4) verläuft und sich ein anschließender Einströmungsweg durch das Lager (40) in der Gehäusestirnwand (2) und/oder durch Kanäle (41,42,43) in der Welle (4) durch die Drehlagerung (38) für den Kolben (5) auf der Welle (4) erstreckt. AN SrRÜORE t U rotary piston compressor, especially for vehicle air conditioning systems, with an inlet for an oil admixture having to be compressed gas or vaporous medium on an end wall of a fixed housing in which a Piston revolves to form working spaces of variable volume, which on a driving shaft is rotatably mounted, de £ a bearing in the housing end wall is assigned, and with an outlet provided on the housing for the compressed Medium, characterized in that the inlet (16) is at least approximately in the extension the shaft (4) and a subsequent inflow path through the bearing (40) in the housing end wall (2) and / or through channels (41,42,43) in the shaft (4) extends through the pivot bearing (38) for the piston (5) on the shaft (4). 2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) einen Hohlraum (46) umschließt, in den das Medium nach Passieren der Lager (38,40) einströmt und in den zumindest ein Kanal (47) in der Gehäusestirnwand (2) einmündet, der zu einer in dieser angeordneten Einlaßventilanordnung (29) führt. 2. Compressor according to claim 1, characterized in that the piston (5) encloses a cavity (46) into which the medium after passing the bearings (38,40) flows in and into which at least one channel (47) opens into the housing end wall (2), which leads to an inlet valve arrangement (29) arranged in this. 3. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (47) in einen von zwei Ringsammeiräumen (18,19) einmündet, die in axialer Richtung aufeinanderfolgend in die Stirnwand (2) eingearbeitet und durch eine im wesentlichen ringscheibenförmige Dichtung (20) getrennt sind. 3. Compressor according to claim 2, characterized in that the channel (47) opens into one of two ring collecting spaces (18, 19), in the in the axial direction successively incorporated into the end wall (2) and through a substantially annular disc-shaped seal (20) are separated. 4. Kompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Einlaß-und Auslaßventilanordnungen (29,33) auf einem in einem der Ringsammelräume (18,19) befindlichen ringscheibenförmigen Ventilträger (33) angeordnet sind.4. Compressor according to claim 3, characterized in that inlet and Outlet valve arrangements (29,33) located on one of the annular collecting spaces (18,19) annular disc-shaped valve carrier (33) are arranged. 5. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Kanal (43) in der Welle (4) zu einem Lager (39) für diese in der anderen Stirnwand (i) des Gehäuses führt.5. Compressor according to one of claims 1 to 4, characterized in that that at least one channel (43) in the shaft (4) to a bearing (39) for this in the other end wall (i) of the housing leads.