Die Erfindung geht aus von einem Kompressorgehäuse mit Druckbegrenzung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie einem Verfahren zum Betrieb eines Kältemittelverdichters.

Stand der Technik Gehäusebauteile von Kompressoren wie beispielsweise in Klimaanlagen von

Fahrzeugen eingesetzt werden, sind so ausgelegt, dass sie in der Regel das Doppelte des maximalen Betriebsdruck aushalten, ohne zu bersten. Der maximale Betriebsdruck wird durch ein Druckbegrenzungselement festgelegt. Es sind unterschiedliche Ausführungen von Druckbegrenzungselement bekannt. Zu unter- scheiden sind Gehäusekomponenten mit Druckräumen, die mit Ansaugdruck

(Niederdruck) oder mit Auslassdruck (Hochdruck) beaufschlagt werden. Die Erfindung bezieht sich auf mit Niederdruck beaufschlagte Gehäusebauteile. Das für die Druckabsicherung relevante Druckbegrenzungselement ist i.a. außerhalb des Kompressors im Kältekreislauf verbaut, idealerweise dort wo der Niederdruck entsteht. Dieses ist das Expansionsorgan.

Als Verbindungselemente der Gehäusebauteile werden Schrauben verwendet, die den im Berstfall wirkenden Kräften Stand halten. Bei Kompressoren für den Betrieb mit dem Kältemittel R744 sind durch die höheren Drücke im Betrieb die Schraubenkräfte deutlich größer als es bei einem Betrieb mit dem Kältemittel

R134a ist, somit sind Schrauben mit größerem Gewindedurchmesser erforderlich. Die Schraubenkräfte führen lokal zu hohen Verformungen und damit Spannungen insbesondere bei Wandstärken- und damit gewichtsoptimierten Aluminiumgehäusen. Ultrahochfeste Schraubverbindungen sind beispielsweise aus der DE 102008041391 A1 bekannt und nach Festigkeitsklasse 14.8//15.8//16.8 gemäß VDA 235-205 normiert. Ultrahochfeste Schrauben sind durch ihre Materialqualität definiert, wobei die Schrauben im vorgespannten Zustand vorliegen können. Bei der Verwendung von ultrahochfesten Schrauben werden bei gleichem Kraftan- schluss weniger Schrauben benötigt, oder es können Schrauben mit kleineren Abmessungen eingesetzt werden. Dieses bringt Bauraum- und Gewichtsvorteile. Das führt zu Kosteneinsparungen bei allen Verbindungen. Aus der WO 9956019A1 ist eine Hydraulikpumpe bekannt, die eine interne Druckbegrenzung erlaubt. Dabei wird ein in einem Gehäuse angeordneter Deckel auf einem Flansch mit Schrauben befestigt und die Schrauben so vorgespannt, dass ab einem gewählten Druck der Deckel einen Spaltbreit abhebt und den Überdruck so abbaut. Dabei entsteht keine Leckage nach außen.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Gehäuse für einen Klima- Kompressor zur Verfügung zu stellen, das im Leichtbau ausgeführt ist und einen zusätzlichen Überdruckabbau ohne Zerstörungen ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Gehäuse eines Klima- Kompressors bestehend aus mindestens zwei Gehäusebauteilen, wobei die mindesten zwei Gehäusebauteile gegeneinander gedichtet und mit Schrauben miteinander verbunden sind, wobei die Gehäusebauteile aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung bestehen und die Schrauben ultrahochfeste Schrauben sind.

Es ist von Vorteil, wenn zwischen den Gehäusebauteilen eine ausreichend hohe Flächenpressung besteht, um ein Abheben der Flansche zu vermeiden.

Es kann auch von Vorteil sein, wenn zwischen den Gehäusebauteilen eine elastische Dichtung verbaut ist. Es ist von Vorteil, wenn die Wandungen der Gehäusebauteile im Bereich der Flachdichtung im Mittel weniger als 10 mm dick sind. Zum Vergleich, die Wandung bei R134a ist 4-5 mm dick. Der erfindungsgemäße Kompressor hat 7-8 mm Wandstärke im Bereich der Flachdichtungen. Das Gehäuse hat erheblich unter- schiedliche Wandstärken vom Bereich der Schraubenkopfauflage bis zum Bereich der Flachdichtung. Der eingeklemmte Zylinderblock ist als massive Scheibe ausgeführt und der Zylinderkopf, der die Gewindesackbohrungen enthält hat wiederum dünne Wandungen.

Dabei sind die Schrauben bevorzugt ultrahochfeste Schrauben der Festigkeits- klasse 14.8//15.8//1 6.8 nach VDA 235-205.

Vorteilhafterweise haben die Schrauben einen Durchmesser von M7 oder M8 mm.

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der beispielhaften Ausführungsform, Figur 2 weitere Details.

Der erfindungsgemäße Klimakompressor 1 besteht aus Gehäuseteilen 2, die mit ultrahochfesten Schrauben 3 miteinander verbunden sind. Dabei ist eine Variante die Verbindung von zwei Gehäusebauteilen oder aber von mehreren Gehäusebauteilen mit einer sich nahezu entlang der Bauhöhe des Kompressors erstre- ckenden Schraube 3 wie in Figur 2 ausgeführt. Die Gehäuseteil und ihre Verbindungen und Dichtungen müssen bei der Verwendung von R744 bis zu 100 bar Innendruck standhalten. Die Gehäuseteile 2 sitzen mit Flachdichtungen gegeneinander gedichtet aufeinander. Um eine gleichmäßige Verpressung der Flachdichtung zu erreichen, entspricht die Anzahl der Schrauben mindestens der der Kolben, da sie zwischen den Kolben angeordnet sind, wenn man einen Kolbenverdichter verwendet. Bei Kol- benzahlen kleiner 6 sind auch mehrere Schrauben zwischen den Kolben vorstellbar.

Der Einsatz ultrahochfester Schrauben und die Auslegung der Schraubenverbindung erfolgt in der Art, dass bei Überschreiten eines definierten Druckes die Flächenpressung der Flachdichtungen zwischen den Gehäusebauteilen nicht aus- reicht, um abzudichten, so dass es zur Leckage und damit zu keinem weiteren signifikanten Druckanstieg kommt. Damit ist eine Sicherheitsfunktion realisiert, die als Zusatzfunktion zu weiteren Überdruckbauteilen oder als alleinige Sicherheitsfunktion dient. Im Gegensatz zum Einsatz von Standardschrauben ermöglichen UHF-Schrauben aufgrund ihrer höheren Bruchdehnung und ihrer höheren Streck- grenze ein reversibles Verhalten der beschriebenen Druckbegrenzungseinrichtung.

Die Schrauben sind in der Art auszulegen, dass sie dem Berstdruck standhalten, damit Bauteil- und Montagetoleranzen aufgefangen werden können, um die beschriebene Sicherheitsfunktion gewährleisten zu können. Der Berstdruck sollte um Faktor 1 ,1 bis 1 ,8 oberhalb des Ansprechdrucks der Sicherheitsfunktion liegen.

Bainitisch vergütete Schrauben (UHF-Schrauben) haben bei hohen Festigkeiten hohe Bruchdehnungen. Dadurch lassen sich insbesondere Schraubenverbindung mit großen Klemmlängen und unterschiedlichen Materialpaarungen und Wärmedehnung auslegen. So werden Gehäuseteile aus Aluminium mit der ultrahochfes- ten Stahlschraube verbunden.

Beim Einsatz ultrahochfester Schrauben kann der Schraubendurchmesser kleiner gewählt werden als bei Standardschrauben. Dadurch ist die ultrahochfeste

Schraube weicher als eine Standardschraube geringerer Festigkeit und entsprechend größerem Gewindedurchmesser. Durch den kleineren Gewindedurchmes- ser muss die ultrahochfesten Schraube geringere mechanische und thermische Schraubenzusatzkräfte aufnehmen, was gleichzeitig zu einer geringen Belastung des Gehäuses im Schraubenkopfauflagebereich und im Mutterngewinde führt.

Die Vorteile beim Einsatz ultrahochfester Schrauben für die Verbindung von Ge- häuseteilen eines Kältemittelverdichters sind dabei der geringerer Bauraum durch geringeren Durchmesser der ultrahochfesten Schrauben, deren höhere Nachgiebigkeit und das geringere Gewicht, der gesamten Baugruppe.

Beim Betrieb des Kältemittelverdichter ist es wichtig, dass sich bei Gehäusebau- teilen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung in Verbindung mit ultrahochfesten Schrauben eine reversible Druckbegrenzungsfunktion durch Entlastung der Trennfuge zwischen den Gehäusebauteilen darstellen lässt, um Drücke zwischen dem maximalen Betriebsdruck und dem Berstdruck abzubauen.

Bezugszeichenliste Kompressor

Gehäusebauteile

Schraube

Flachdichtung