DE3043121C2 - Hermetisch abgedichteter Radialkolbenverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdichter gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge erfordern kleine Verdichter geringen Gewichtes, die sich leicht an den Motor anschließen lassen, und die von demselben Riemensystem angetrieben werden können, das das Gebläse, den Unterbrecher sowie die Servolenkung betreibt. Für diesen Zweck hat sich besonders ein Radialverdichter als geeignet erwiesen, bei welchem eine Mehrzahl von Kolben innerhalb von radial angeordneten Zylindern um die Kurbelwelle hin- und hergehen. Solche Verdichter stellen einen Massenartikel dar, der äußerst einfach im Aufbau sein muß, damit er kostengünstig hergestellt werden kann. Man geht daher immer mehr von der verhältnismäßig schweren Bauweise ab, etwa gemäß US-PS 39 10 164, und geht über zu einer Konstruktion, bei der das äußere Gehäuse vorzugsweise aus Stahlblech besteht. Diese einfache und unaufwendige Bauweise ist zwar kostengünstig herstellbar. Sie hat jedoch den Nachteil, daß beim Zusammenfügen der beiden Teile des Außengehäuses entlang einer dichtenden Grenz- \ fläche Probleme entstehen. Es hat sich nämlich immer ' wieder gezeigt, daß ^s sehr schwierig ist, diese Grenzfläche flüssigkeitsdicht bzw. gasdicht zu machen, und zwar ungeachtet des Verfahrens zum Verbinden der beiden Gehäuseteile an der genannten Grenzfläche. Selbst eihß Verstärkung des Materiales, aus dem das Außengehäu

se besteht, hat keine Abhilfe geschaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei Verdichtern der eingangs genannten Art geschilderten Probleme bezüglich des Dichtens und bezüglich der Festigkeit in den Griff zu bekommen, und Verdichter entsprechend zu gestalten, daß das Außengehäuse dem im Inneren herrschenden Druck standhält.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.

to Der Erfinder hat zunächst erkannt, daß durch den im Inneren des Außengehäuses herrschenden Druck eine gewisse Aufblähung des Außengehäuses stattfindet, das immer wieder feine Haarrisse hervorruft und zu einem Bruch der gesamten Naht führen kann. Statt nun die Stoßstelle zu verstärker, hat der Erfinder zu dem beanspruchten Mittel der Verbindungsstäbe gegriffen, was das Problem gelöst hat

US-PS 39 10 164 betrifft zwar ebenfalls einen Verdichter ähnlich gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches; bei jener schweren Bauweise tritt das hier angesprochene Problem jedoch gar nicht auf.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt.

F i g. 1 zeigt in perspektivischer Explosionsdarstellung einen Teil eines Kreuzjoch-Radialverdichters mit erfindungsgemäß gestaltetem Gehäuse und Kurbelwellengehäuse.

F i g. 2 zeigt den Verdichter in einem Querschnitt entlang der Achse der Kurbelwelle.

F i g. 3 zeigt in Teilschnittansicht den Gegenstand von Fig. 2 gemäß der Schnittlinie 3-3 mit einem Verbindungsstab und mit hülsenförmigen Nieten.

Der in den Zeichnungen dargestellte, erfindungsgemäße Verdichter umfaßt ein Paar Kurbelwellengehause-Häiften 6, 8 aus gegossenem Aluminium mit halbzylindrischen Aussparungen 10. Die halbzylindrischen Aussparungen 10 sind derart angeordnet, daß ihre Achsen senkrecht zur Achse der Kurbelwelle 12 verlaufen; in zusammengebautem Zustand der beiden Kurbelwellengehäuse-Hälften 6 und 8 bilden die Aussparungen 10 Zylinder 14, in welchen die Kolben lö haufen.

Die Kolben 16 sind Bestandteil eines integralen, zweiendigen Kolben-Joch-Elementes 18. Die Kolben 16 werden in jeweils gestanzte Stahlzylinderauskleidungen 22 eingeführt. Diese sind von im wesentlichen zylindrischer Gestalt und haben kurze Flansche 24 an ihren einander gegenüberliegenden Enden. In Fig. 1 ist eine der vier Ventüplatten 26 wiedergegeben, die derart gestaltet sind, daß sie auf Schultern 24 in Zylinderauskleidung 22 sitzen kann, und eire der Auslaßnieten 28. Aufgrund der Tatsache, daß die vorliegende Erfindung Kurbelwellengehäuse mit äußerem Gehäuse ,infaßt, sind die bewegten Teile des Verdichters in Fig. 1 nur in Umrißlinien wiedergegeben.

Aus F i g. 2 lassen sich weitere Einzelheiten des Aufbaus des Verdichters erkennen. Die Kurbelwelle 12 ist in einem Lager 30 gelagert. Sie weist einen Schmiermittelkanal 32 auf. Kolbenringe 34 sind im Schnappsitz um die Kolben 16 herumgelegt und an den Kolben 16 sind mittels Nieten 38 Saugventile 36 angeschlossen.

Schnappringe 40 halten die Ventüplatten 26 an Ort und Stelle. Die Abgabeventile 42 sind an die Yentilplatten 26 durch Ventilhalter 43 und Nieten 44 verbunden. Zylinderauskleidungen 22 sind mittels ihrer Flansche 24 festgehalten, die ihrerseits zwischen Schultern auf den Kurbelwellengehäuse-Hälften 6 und 8 und den Ventil* platten 26 sitzen. Jede Kurbelwellengehäuse-Hälfte 6, 8 •umfaßt Rippen 46 mit flachen Ansehlußflächen 48, die

bei zusammengebauten Kurbelwellengehäuse-Hälften flächig aneinander anliegen. Um jede Leckage zwischen der Hochdruckkammer und der Niederdruckkammer auszuschließen, müssen die einander zugewandten Flächen 48 der Rippen 46 gleichförmig gestaltet und planparallel sein. Die Kurbelwellengehäuse-Hälften 6,8 sind mittels hülsenförmiger Nieten 50 aneinander angeschlossen, deren jede einen erweiterten Kopf 52 umfaßt. Jede Niete erstreckt sich durch die Bohrung 54 in den Kurbelwellengehäuse-Hälften 6,8, die bei deren Zusammenbau aufeinander ausgerichtet sind. Dabei liegen die Köpfe 42 der Nieten an Augen 56 der Rippen der Kurbeiweliengehäuse-Hälfte 6 an. Das gegenüberliegende Ende 57 des hülsenförmigen Niets 50 ist derart vernietet, daß es die Außenfläche 58 von Kurbelwellengehäuse-Hälfte 8 umfaßt und einen flanschartigen Teil bildet, so wie in F i g. 3 dargestellt, so daß die Kurbelwellengehäuse-Hälften 6, 8 einwandfrei aneinander befestigt sind. Die hülsenförmigen Nieten 50 dienen ferner zum Abdichten der Grenzflächen zwischen den Kurbelwel-Jengehäuse-Hälften 6_; 8 im Rereifh dtr Bohrungen 54, so daß eine Leckage zwischen der Hochdruc'. kammer und der Niederdruckkammer verhindert wird.

Das montierte Kurbelwellengehäuse ist von einem äußeren Gehäuse eingeschlossen, das einen Frontdeckel 60 und einen rückwärtigen Deckel 62 umfaßt, deren jeder aus gestanztem Stahl hergestellt ist. Frontdeckel 60 ist etwas größer, als der rückwärtige Deckel 62 und liegt an der Vorderfläche von Kurbelwellengehäuse-Hälfte 6 an. wobei sich der hülsenförmige Kurbelwellenlagerbereich 64 durch eine Bohrung 66 im Frontdeckel 60 hindurcherstreckt. Ein O-Ring 68 dichtet die Grenzfläche zwischen dem vorderen Gehäuseteil 60 und der Kurbelwellengehäuse-Hälfte 6 im Bereich der Bohrung 66 ab; eine Mutter 70 hält den vorderen Gehäusebereich des Kurbelwellengehäuses zusammen.

Das rückwärtige Gehäuse 62 liegt gegen Kurbeiwel-Iengehäuse-Hälfie 8 an und umfaßt eine axiale Einlaßkammer 72, die am nach rückwärts weisenden hülsenförmigen Tei' 74 des rückwärtigen Kurbelwellengehäuse-Teiles 8 rundum anliegt. O-Ring 76. der zwischen rückwärtigem Gehäusebereich 62 und rückwärtiger Fläche des Kurbelwellengehäuse-Abschnittes 8 eingepreßt ist. dient dem Abdichten der Einlaßkammer 72 gegen die Auslaßkammer 94. Die Auslaßkammer 94 isi zwischen Gehäuse 60,62 und KurbeK ellengehäuse 6,8 gebildet. Ein Einlaßstutzen 78 steht mit dem Innenraum von Kammer 72 in Verbindung; ein Auslaßstutzen 80 steht mit dem Innenraum von Gehäuse 60,62 in Verbindung.

Die Gehäusehälften 60 und 62 sind mittels vierstählerner Verb^:ndungsstäbe 82 zusammengehalten. Diese sind an der inneren Fläche 84 des Gehäusefrontteiles 60 angeschweißt, durch hülsenförmige Nieten 50 hindurchgeführt, und erstrecken sich durch die Bohrungen 86 im rückwärtigen Gehäuseteil 62 (siehe F i g. 3). Bei fest zusammengespannten Gehäuseteilen 60 und 62 wird die gesamte Einheit durch Schweißnähte 88 zwischen den Verbindungsstäben 82 und der Außenfläche 90 des rückwärtigen Gehäuseteiles 62 zusammengehalten. Das vordere und das rückwärtige Gehäuseteil 60, 62 sind ebenfalls auf ihrem gesamten Umfang ihrer gemeinsamen Grenzfläche durch eine Schweißraupe 92 zusammengeschweißt. Wenn auch die Verbindungsstäbe 82 derart dargestellt sind, als wären sie an Ort und Stelle geschweißt, so gibt es andere Befestigungsmöglichkeiten, wie etwa Nieten, Siebern mittels Muttern, usw. Wesentlich ist hierbei nur, daß der Innenraum des Gehäuses 60, 62 abgedichtet bleibt. Bei zusammengebautem Verdichter ist die Auslaßkammer 94 zwischen Gehäuse 60,62 und Kurbelwellengehäuse 6,8 gebildet, wobei die Einlaßkammer 72 mittels O-Ringes 76 hiergegen abgedichtet ist. Durch hülsenförmige Nieten 50 wird Leckage zwischen der vorerwähnten Hochdruckkammer 94 und der Niederdruckkammer 92 im Bereich der Bohrungen 54 unterbunden, und zwar weil die Nieten 50 die Bohrungen 54 auskleiden und dichtend mit den Kurbelwellengehäuse-Hälften 6,8 vernietet sind.

Beim Zusammenbau des Verdichters werden die Kolben-Joch-Elemente 18 mit ihren Ringen 34 und-den Zylinder-Auskleidungen 22 vormontiert. Diese Einheit wird auf der Kurbelwelle montiert. Sodann wird das Kleidelement 20 als Einheit in die Kurbelwellengehäuse-Hälfte 6 eingebaut, gefolgt von der zweiten Joch-Zylinder-Auskleidungs-Untereinheit. Die andere Hälfte 8 des Kurbelwellengehäuses wird sodann über diese Einheit plaziert, die hülsenförmigen Nieten 50 werden in die Bohrungen 54 eingebracht und 'K-e gegenüberliegenden Enden mit Kurbelweüengeha.'se-Hälfte 6 vernietet, so daß die Hälften 6 und 8 zuverlässig aneinander befestigt sind; die Ventileinheiten werden sodann eingebaut.

Die Verbindungsstäbe 82 werden an der inneren Fläche 84 ues Gehäuseabschnittes 60 angeschweißt, und das zusammengeDaute Kurbelwellengehäuse mit O-Ring 68 wird über die Verbindungsstäbe 82 in Gehäuseteil 60 eingesetzt, wobei die Stäbe 02 mittels der hülsenförmigen Nieten 50 geführt werden. Nun wird Mutter 70 aufgeschraubt. Diese dient zum Festhalten der Einheit in Gehäuse 60 und O-Ring 68. Nach dem Einsetzen von O-Ring 76 wird der rückwärtige Gehäuseabschnitt 62 über die zusammengebaute Kurbelwellengehäuse-Einheit plaziert und in den Frontgehäuseteil 60 derart eingelegt, daß die Verbindungsstäbe 82 durch die Bohrungen 86 hindurchragen (siehe F i g. 3). Die Enden der Verbindungsstäbe 82 werden sodann an der Außenfläche 90 des rückwärtigen Gehäuseabschnittes 62 angeschweißt und die Grenzfläche zwischen Gehäuseabschn'tt 60 und 62 wird mittels der Schweißraupe 92 versiegelt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hermetisch abgedichteter Radialkolbenverdichter mit einem geteilten Kurbelwellengehäuse und mit einem Außengehäuse, das das Kurbelwellengehäuse unter Bildung einer Druckkammer umgibt und ebenfalls aus Teilen besteht, die unter Bildung einer flüssigkeits- oder gasdichten Verbindung, beispielsweise durch eine Schweißnaht, zusammengefügt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von innerhalb der Auslaßkammer (94) liegenden Verbindungsstäben (82) an den Außengehäuse-Hälften (60,62) angreift und diese zusammenspannt.

2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelwellengehäuse (6, 8) eine Mehrzahl von Bohrungen (54) aufweist, durch welche die Verbindungsstäbe (82) hindurchgeführt sind, und daß in jede Bohrung (54) Nieten (50) eingeführt sind, die die Kurbelwellengehäuse-Hälften (6, 8) rund um &<* Bohrungen (54) abdichten und als Buchsen für die Verbindungsstäbe (82) dienen.

3. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nieten (50) als einziges Verbindungsmittel zum Zusammenhalten der Kurbelwel-Iengehäuse-Hälften (6,8) dienen.

4. Verdichter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen (50) der Abdichtung der Grenzfläche zwischen den Kurbelwellengehäuse-Hälften (6, 8) und den Bohrungen (54) dienen.

5. Verdienter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen als 'lohle Nieten (50) ausgebildet sind und als alipiniges Mittel zum gegenseitigen Verbinden der beiden K rbelwellengehäuse-Hälften(6,8)dienen.