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Patent Searching and Data


Title:
CO¿2? COMPRESSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/011276
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a CO¿2? compressor for an air conditioning unit of a motor vehicle comprising a sealing device assigned to the drive shaft of the CO¿2? compressor and shaped in the form of sliding ring. The CO¿2? compressor (1) is characterized by a lubricating device (15), whereby the sealing device (13) is fed a flow of lubricant provoked by centrifugal forces.

Inventors:
HINRICHS JAN (DE)
KUHN PETER (DE)
OBRIST FRANK (AT)
Application Number:
PCT/EP2000/007569
Publication Date:
February 15, 2001
Filing Date:
August 04, 2000
Export Citation:
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Assignee:
LUK FAHRZEUG HYDRAULIK (DE)
HINRICHS JAN (DE)
KUHN PETER (DE)
OBRIST FRANK (AT)
International Classes:
F04B39/02; F04B39/00; F16J15/34; F16N7/22; (IPC1-7): F16J15/34
Foreign References:
EP1024319A22000-08-02
DE4132164A11993-01-14
DE19712480A11998-10-01
US5658127A1997-08-19
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
Gleiss, Alf-olav (Maybachstrasse 6A Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. CO2Kompressor für eine Klimaanlage eines Kraft fahrzeugs mit einer der Antriebswelle des CO2 Kompressors zugeordneten, als Gleitring ausgebilde ten Dichtungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Schmiereinrichtung (15), bei welcher der Dichtungs einrichtung (13) eine durch Fliehkräfte bewirkte Schmiermittelströmung zugeführt wird.
2. CO2Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein mit dem Schmiermittel zusammen wirkendes, im Betrieb des CO2Kompressors (1) ro tierbares Bauteil als Fliehkraftpumpe zur Erzeugung der Schmiermittelströmung vorgesehen ist.
3. CO2Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil ein innerhalb des CO2Kompressors (1) vorgesehener Flansch (7) ist.
4. CO2Kompressor nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitring dichtung einen mit der Antriebswelle (3) rotieren den Gleitring (19) und eine diesem zugeordnete Mit nehmereinrichtung (53) aufweist, die Teil einer Kopplungseinrichtung ist.
5. CO2Kompressor nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer einrichtung (53) mit einem von der Antriebswelle (3) des CO2Kompressors (1) angetriebenen Bauteil, vorzugweise dem Flansch (7) drehfest gekoppelt ist.
6. CO2Kompressor nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer einrichtung (53) eine Federeinrichtung (Federpaket (23)) umfaßt, die wenigstens eine Zunge (55a, 55b) der Mitnehmereinrichtung (53) mit einer Vorspan nungskraft beaufschlagt.
7. CO2Kompressor nach einem der vorherigen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerein richtung (53) mindestens einen mit dem Gleitring (21) zusammenwirkenden Mitnehmerarm (57a, 57b) auf weist.
8. CO2Kompressor nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer einrichtung (53) aus einem Flachmaterial, vorzugs weise aus Blech, herstellbar ist.
9. CO2Kompressor nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer einrichtung (53) in einem StanzBiegeverfahren, insbesondere Tiefziehverfahren, herstellbar ist.
10. CO2Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitneh mereinrichtung (53) einstückig ausgebildet ist.
11. CO2Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dich tungseinrichtung (13) einen feststehenden, mit ei nem Gehäuseteil (Gehäuse (5)) des CO2Kompressors gekoppelten Gegenring (21) und eine die Kopplung bewirkende Kopplungseinrichtung aufweist.
12. CO2Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopp lungseinrichtung einen Zweiflach (63) und/oder min destens einen Paßstift (81 ; 81a, 81b, 81c) umfaßt.
13. CO2Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dich tungseinrichtung (13) eine als Gehäuse ausgebildete Hülse (31) aufweist.
14. CO2Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichet durch eine der Antriebs welle (3) zugeordnete zweite Lagereinrichtung (47), die ein außerhalb der CO2Atmosphäre angeordnetes Lager aufweist.
15. CO2Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager der zweiten Lagereinrichtung (47) abgedichtet und/oder fettgeschmiert ist.
16. CO2Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Lagereinrichtung (47) und der Dichteinrich tung (13) ein Entlastungsraum (49) vorgesehen ist.
17. CO2Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlas tungsraum (49) einen Entlastungskanal (51) auf weist, der vorzugsweise eine Verbindung zwischen dem Entlastungsraum (49) und der Atmosphäre her stellt.
Description:
<BR> <P>CO2-Kompressor Beschreibung Die Erfindung betrifft einen CO2-Kompressor für ei- ne Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs mit einer Gleitringdichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

CO-Kompressoren der hier angesprochenen Art sind bekannt. Nachteilig ist, daß sich häufig ein hoher Verschleiß der einen Gleit-und einen Gegenring um- fassenden Gleitringdichtung einstellt, der insbe- sondere darauf beruht, daß der mit einer Federkraft beaufschlagte Gleitring und der Gegenring mit einer relativ hohen Kraft gegeneinander angepreßt werden müssen, damit sich im Bereich der zwischen dem Ge- gen-und Gleitring liegenden Dichtfläche ausrei- chende Anpreßkräfte einstellen und ein CO2-Austritt verhindert werden kann. In der Regel ist bei einer Gleitringdichtung der Gegenring feststehend ausge- bildet, während der Gleitring mit der Antriebswelle des Kompressors rotiert und mit einer Federkraft beaufschlagt ist. Es sind jedoch auch Ausgestaltun- gen bekannt, bei denen der Gleitring feststeht und der Gegenring rotiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen CO2-Kompressor zur Verfügung zu stellen, der sich durch einen re- duzierten Verschleiß auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein CO2-Kompressor vorgeschlagen, der die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Er zeichnet sich dadurch aus, daß eine Schmiereinrichtung vorgesehen ist, die ei- ne Schmiermittelströmung erzeugt. Diese wird durch Fliehkräfte aufgebaut. Es ist damit auf einfache Weise möglich, im Bereich der Gleitringdichtung ei- ne Schmierung sicherzustellen. Insbesondere kann auf aufwendige Einrichtungen zur Erzeugung der Schmiermittelströmung verzichtet werden.

Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des CO2- Kompressors, das sich durch ein im Betrieb des CO2- Kompressors rotierendes, als Fliehkraftpumpe wir- kendes Bauteil auszeichnet, das mit dem Schmiermit- tel so zusammenwirkt, daß durch im Betrieb des CO2- Kompressors gegebene Rotation des Bauteils das Schmiermittel so verwirbelt wird, daß Fliehkräfte eine von der Drehachse des Flansches nach außen fließende Strömung aufbauen. Bei Rotation des Bau- teils wird das Schmiermittel durch die Fliehkräfte und Verwirbelungen also nach außen verlagert und gelangt somit an die Innenseite des CO2-Kompressors beziehungsweise dessen Gehäuses, so daß ein Flüs- sigkeitsring aufgebaut wird, der einen von der Drehzahl des Bauteils und der Flüssigkeitsmenge ab- hängigen, leichten Überdruck zeigt. Dieser Über- druck im Flüssigkeitsring bewirkt, daß ein Öl-CO2- Gemisch von außen über geeignete Öffnungen im Inne- ren des CO2-Kompressors geführt wird, so daß eine Schmiermittelströmung entsteht, die zur Gleitring- dichtung geführt wird. Es wird deutlich, daß ein derartiger CO2-Kompressor einfach aufgebaut ist und sich durch eine effektive Schmiermittelströmung auszeichnet. Diese kann im übrigen auch so geführt werden, daß Lagereinrichtungen des CO2-Kompressors mitversorgt werden.

Bevorzugt wird überdies ein Ausführungsbeispiel des CO2-Kompressors, das sich dadurch auszeichnet, daß das rotierbare Bauteil ein innerhalb des CO2- Kompressors vorgesehener Flansch ist. Dieser dient beispielsweise dem Antrieb einer Kompressoreinheit des CO2-Kompressors und wird daher auch als Mitneh- merflansch bezeichnet. Die Kompressoreinheit kann auf übliche Weise ausgestaltet sein, beispielsweise als Axialkolbenpumpe. Der Flansch ist im Inneren des CO2-Kompressors angeordnet und wirkt, wie oben beschrieben, so mit dem Schmiermittel zusammen, daß durch den Betrieb des CO2-Kompressors gegebene Ro- tation des Flansches durch Fliehkräfte eine von der Drehachse des Flansches nach außen wirkende Strö- mung aufgebaut wird, wobei auch von dem Flansch verursachte Verwirbelungen auf das Schmiermittel wirken, die ebenfalls zur Strömung beitragen. Bei Rotation des Flansches wird also der erwähnte Flüs- sigkeitsring aufgebaut, welcher letztlich die Schmiermittelströmung bewirkt.

Bevorzugt wird außerdem ein Ausführungsbeispiel des CO2-Kompressors, das sich dadurch auszeichnet, daß die Gleitringdichtung eine Mitnehmereinrichtung aufweist, die den mit der Antriebswelle rotierenden Gleitring erfaßt und in Rotation versetzt. Trotz der hohen Anpreßkräfte, die bei einem CO2- Kompressor erforderlich sind, wird damit eine syn- chrone Rotation des Gleitrings mit der Antriebswel- le sichergestellt, wodurch im Bereich zwischen An- triebswelle und Gleitring insofern kein Verschleiß entsteht.

Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des CO2- Kompressors, bei dem die Mitnehmereinrichtung mit einem von der Antriebswelle des CO2-Kompressors an- getriebenen Flansch drehfest gekoppelt ist.

Weiterhin wird ein Ausführungsbeispiel des CO2- Kompressors bevorzugt, bei dem die Mitnehmerein- richtung eine Federeinrichtung umfaßt, die eine Zunge der Mitnehmereinrichtung mit einer Vorspan- nungskraft beaufschlagt. Eine derartige Ausgestal- tung vereinfacht die Montage der Gleitringdichtung sehr, da die Zunge der Mitnehmereinrichtung quasi selbständig, spätestens nach einer Umdrehung der Mitnehmereinrichtung einrastet. Beispielsweise kann die Zunge in einen Flansch eingreifen, der von der Antriebswelle in Rotation versetzt wird.

Bevorzugt wird außerdem ein Ausführungsbeispiel des CO2-Kompressors, bei dem die Mitnehmereinrichtung mindestens einen, mit dem Gleitring zusammenwirken- den Mitnehmerarm aufweist.

Bevorzugt wird außerdem ein Ausführungsbeispiel des CO2-Kompressors, bei dem die Mitnehmereinrichtung aus einem flachen Material, vorzugsweise aus Blech herstellbar ist.

Außerdem wird ein Ausführungsbeispiel eines CO2- Kompressors bevorzugt, bei dem die Mitnehmerein- richtung in einem Stanz-Biegeverfahren, damit auf einfache, kostengünstige Weise, herstellbar ist.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des CO2-Kompressors ist die Mitnehmereinrichtung aus einem Stück hergestellt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CO2-Kompressors zeichnet sich dadurch aus, daß die Gleitringdichtung einen feststehenden, mit einem Gehäuseteil des CO2-Kompressors gekoppelten Gegen- ring und eine die Kopplung bewirkende Kopplungsein- richtung aufweist. Damit kann eine starre Kopplung zwischen Gehäuse und Gegenring realisiert werden, so daß Reibungskräfte zwischen Gehäuse und Gegen- ring ausgeschlossen sind.

Bevorzugt wird außerdem ein Ausführungsbeispiel des CO2-Kompressors, das sich dadurch auszeichnet, daß die Kopplungseinrichtung ein Zweiflach und/oder mindestens einen Kopplungsstift umfaßt.

Weiterhin wird ein Ausführungsbeispiel des CO2- Kompressors bevorzugt, das sich dadurch auszeich- net, daß die Gleitringdichtung eine als Gehäuse ausgebildete Hülse aufweist, die es ermöglicht, die Gleitringdichtung als komplette Montageeinrichtung in den CO2-Kompressor einzubauen.

Außerdem wird ein Ausführungsbeispiel des CO2- Kompressors bevorzugt, bei dem eine der Antriebs- welle zugeordnete Lagereinrichtung vorgesehen ist, die Lagereinrichtung ein außerhalb der CO2- Atmosphäre angeordnetes Lager aufweist, das damit den schädlichen Einflüssen dieses Mediums entzogen ist.

Außerdem wird ein Ausführungsbeispiel des CO2- Kompressors bevorzugt, das sich dadurch auszeich- net, daß das Lager abgedichtet und fettgeschmiert ist. Die Abdichtung führt zu einem zusätzlichen Schutz des Lagers und dazu, daß das Schmiermittel von dem CO2 nicht beeinträchtigt werden kann.

Weiterhin wird ein Ausführungsbeispiel des CO2- Kompressors bevorzugt, bei dem zwischen Lagerein- richtung und Dichteinrichtung ein Entlastungsraum vorgesehen ist. Dieser dient der Entkopplung des Lagers von der CO2-Atmosphäre.

Schließlich wird ein Ausführungsbeispiel des CO2- Kompressors bevorzugt, bei dem der Entlastungsraum einen Entlastungskanal aufweist. Dieser stellt vor- zugsweise eine Verbindung zwischen dem Entlastungs- raum und der Atmosphäre her, so daß dort eindrin- gendes CO2 ohne weiteres austreten kann und ein Druckaufbau vermieden wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich- nung näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 einen Ausschnitt eines CO2-Kompressors im Längsschnitt ; Figur la ein Detail aus Figur 1 ; Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Gegen- rings einer Gleitringdichtung ; Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines Gleit- rings einer Gleitringdichtung und Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer Mit- nehmereinrichtung.

Die Darstellung gemäß Figur 1 gibt im Längsschnitt einen Teil eines CO2-Kompressors 1 wieder, der für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird und eine Antriebswelle 3 umfaßt. Diese wird auf übliche Weise, beispielsweise über eine Riemen- scheibe von der Brennkraftmaschine des Kraftfahr- zeugs in Rotation versetzt. Die Antriebswelle ist hier lediglich abschnittsweise dargestellt. Die Riemenscheibe wird auf das linke, hier nicht darge- stellte Ende der Antriebswelle 3 aufgesetzt und auf bekannte Weise drehfest mit dieser verbunden. Die Antriebswelle ragt in ein Gehäuse 5 des CO2- Kompressors 1 und treibt aber einen Flansch 7, mit dem sie drehfest verbunden ist, eine in einem Triebraum 9 untergebrachte Fördereinrichtung an, die beispielsweise als Axialkolbenmaschine ausge- bildet sein kann. Einzelheiten der Fördereinrich- tung sind hier nicht wiedergegeben. Sie sind dem Fachmann bekannt.

In dem Triebraum 9 befindet sich im Betrieb des CO2-Kompressors 1 C02 unter einem hohen Überdruck.

Dieser wirkt über Bohrungen lla und llb, die den Flansch 7 durchdringen, bis zu einer Dichtungsein- richtung 13, die den Triebraum 9 gegenüber der Um- gebung dichtend verschließt.

Die Dichtungseinrichtung 13 weist eine Gleitring- dichtung auf, die einen hier mit der Antriebswelle 3 rotierenden und mit einer Federkraft beaufschlag- ten Gleitring 19 und einen feststehenden, mit einem Gehäuseteil des CO2-Kompressors 1 gekoppelten Ge- genring 21 umfaßt sowie eine die Kopplung zwischen Gegenring 21 und Gehäuseteil bewirkende Kopplungs- einrichtung.

Der Dichteinrichtung 13 ist eine Schmiereinrichtung 15 zugeordnet, die eine durch Pfeile 17a bis 17e angedeutete Schmiermittelströmung erzeugt.

Die Dichtungseinrichtung 13 ist als Gleitringdich- tung ausgebildet, die einen synchron mit der An- triebswelle 3 in Rotation versetzbaren Gleitring 19 und einen mit dem Gehäuse 5 feststehenden Gegenring 21 umfaßt. Der Gleitring 19 und der Gegenring 21 werden durch ein Federpaket 23 gegeneinander- gepreßt. Sie berühren sich im Bereich einer als Dichtfläche dienenden Gleitfläche 25, auf der die Drehachse 27 der Antriebswelle senkrecht steht. Die Gleitfläche 25 ist eine konzentrisch um die An- triebswelle 3 herum verlaufende Ringfläche. Diese dichtet letztlich den Triebraum 9 gegenüber der Um- gebung ab. Es ist erforderlich, den Gleitring 19 mit einer hohen Kraft gegen den Gegenring 21 anzu- pressen, weil die CO2-Moleküle relativ klein sind und daher bei den hohen im Betrieb des CO2- Kompressors 1 auftretenden Druckwerten leicht Dichtflächen überwinden.

Der Gleitring 19 ist gegenüber der Umfangsfläche der Antriebswelle mittels einer geeigneten Dich- tung, hier mittels eines O-Rings 29 abgedichtet.

Die Dichtungseinrichtung 13 umfaßt bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein auch als Cartridge bezeichnete Hülse 31, die den Gleitring 19 und den Gegenring 21 umgibt und die drehfest mit dem Gegenring 21 verbunden ist. Der Gegenring 21 ist über eine geeignete Dichtung, hier aber einen zweiten O-Ring 33 gegenüber der Hülse 31 abgedich- tet, die ihrerseits über einen dritten O-Ring 35 gegenüber dem Gehäuse 5 abgedichtet wird.

Insgesamt ergibt sich hiermit, daß der Triebraum 9 über den ersten O-Ring 29 gegenüber der Antriebs- welle 3 und aber die als Dichtfläche wirkende Gleitfläche 25, den zweiten O-Ring 33 und den drit- ten O-Ring 35 gegenüber der Atmosphäre abgedichtet wird.

Die Schmiereinrichtung 15 ist so ausgebildet, daß aus dem Triebraum 9 CO2 mit Öl als Schmiermittel- strömung am Gleitring 19 und am Gegenring 21 vor- beiströmt und dabei die Gleitfläche 25 schmiert.

Der Flansch 7 stützt sich hier an dem Gehäuse 5 ü- ber eine erste Lagereinrichtung 37, die beispiels- weise ein Wälzlager 39 umfaßt, ab. Der Flansch 7 kann sich daher gegenüber dem Gehäuse 5 drehen.

Die erste Lagereinrichtung 37 liegt in dem Bereich der vom Triebraum 9 ausgehenden Schmiermittelströ- mung.

Anhand von Figur 1 soll die Schmiermittelströmung näher erläutert werden.

Ausgangspunkt für die von Fliehkräften verursachte Schmiermittelströmung ist ein im Betrieb des CO2- Kompressors 1 in Rotation versetzbares Bauteil. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich hier um den Flansch 7. Dieser be- grenzt den Triebraum 9, in dem eine geeignete Kom- pressoreinheit, beispielsweise eine Axialkolbenpum- pe, untergebracht ist und die aber den Flansch 7, der daher auch als Mitnehmerflansch bezeichnet wird, angetrieben wird. Der Flansch 7 wirkt mit dem im Triebraum 9 vorhandenen Schmiermittel, bei- spielsweise einem Öl, zusammen, welches gemeinsam mit dem im Triebraum 9 vorhandenen CO2 bei einer Rotation des Flansches 7 nach außen geschleudert wird und quasi einen Flüssigkeitsring auf der In- nenfläche bildet, die den Triebraum 9 umgibt. Durch die Fliehkräfte wird das Schmiermittel so nach au- ßen geschleudert, daß in dem Flüssigkeitsring ein Überdruck aufgebaut wird. Dieser bewirkt, daß das Schmiermittel-gegebenenfalls gemeinsam mit dem CO2-zu der Dichtungseinrichtung 13 geführt wird.

Die in Figur 1 dargestellte Schmiereinrichtung, die also das rotierende Bauteil beziehungsweise hier den Flansch 7 umfaßt, aber den der Flüssigkeitsring aufgebaut wird, schließt mindestens einen vom Flüs- sigkeitsring in Richtung zur Drehachse 27 verlau- fenden Kanal, beispielsweise eine Bohrung 12 ein, über die das unter einem Überdruck stehende Medium aus dem Flüssigkeitsring in Richtung zur Dichtungs- einrichtung 13 gedrückt wird. Durch einen Pfeil 16 wird die in der Bohrung 12 verlaufende Schmiermit- telströmung angedeutet.

Das innerhalb der Bohrung 12 nach innen strömende Medium kann zwei Teilströme bilden, die durch die Pfeile 17a und 17b angedeutet sind. Die Schmiermit- telströmung gelangt im weiteren Verlauf zur Hülse 31. Eine Teilströmung verläuft im Inneren der Hül- se, was durch die Pfeile 17c, 17d und 17e angedeu- tet ist. Dieser Teilstrom führt am Gegenring 21 und am Gleitring 19 vorbei, wobei insbesondere die Gleitfläche 25 geschmiert wird. Der Gleitring 19 und der Gegenring 21 umgeben, ebenso wie die Hülse 31, die Antriebswelle 3. Ebenso verläuft die Schmiermittelströmung ringförmig um den Gleitring 19 und den Gegenring 21 herum, so daß die Dichtflä- che 25 vollständig geschmiert aber auch gekühlt wird.

Der im Inneren der Hülse 31 verlaufende Schmiermit- telstrom tritt durch die Bohrungen lla und llb in den Triebraum 9 aus. Damit schließt sich der Kreis- lauf : Das hierher gelangende Schmiermittel kann nun wiederum durch das rotierende Bauteil, hier durch den Flansch 7, nach außen geschleudert werden und zu dem Flüssigkeitsring gelangen, der das Schmier- mittel unter einem Überdruck durch die Hülse 31 preßt.

Die Hülse 31 liegt dichtend an dem sich gegenüber der Hülse 31 drehenden Flansch 7 an. Die Bohrungen lla und llb sind in einem solchen Abstand zur Dreh- achse 27 angeordnet, daß sie eine Fluidverbindung zwischen der als Gehäuse für die Gleitringdichtung wirkenden Hülse 31 und dem Triebraum 9 bilden und sicherstellen, daß eine geschlossene Schmiermittel- strömung entsteht und eine sichere Schmierung der als Dichtung wirkenden Gleitfläche 25 gewährleistet ist.

Aus Figur 1 ist erkennbar, daß in einem in axialer Richtung gemessenen Abstand zum Flansch 7 ein Ein- laß 41 in der Hülse 31 vorgesehen ist, aber den das CO2-Öl-Gemisch in das Innere der Hülse 31 eintreten kann. Die Schmiermittelströmung ist so geführt, daß sie, wie durch den Pfeil 17c angedeutet, unmittel- bar auf die zu schmierende Gleitfläche 25 auftrifft und hierbei im wesentlichen radial von außen nach innen in Richtung auf die Drehachse 27 verläuft. Es erfolgt dann eine Umlenkung, so daß die Schmiermit- telströmung mehr oder weniger parallel zur Mit- telachse 27 durch die Hülse 31 verläuft, was der Pfeil 17e zeigt. Sie tritt dann, wie gesagt, über die Bohrungen lla, llb in den Triebraum 9 aus. Bei dem hier gewählten Verlauf der Schmiermittelströ- mung, die an der Gleitringdichtung entlangströmt, kann auch eine Kühlung der Dichtungseinrichtung 13 gewährleistet werden.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbei- spiel verläuft die Schmiermittelströmung entspre- chend dem Pfeil 17b innerhalb der Bohrung 12 letzt- lich bis zur Gleitfläche 25. Innerhalb der Bohrung 12 verläuft die Strömung etwa senkrecht zur Dreh- achse 27. Es schließt sich dann ein Strömungsbe- reich an, der durch den Pfeil 17b angedeutet ist.

Hier verläuft die Schmiermittelströmung von der ersten Lagereinrichtung 37 zum Einlaß 41 der Hülse 31 unter einem Winkel, der hier etwa 45° beträgt.

In Figur 1 ist ein Spalt 43 wiedergegeben, der zwi- schen dem Gehäuse 5 und dem Flansch 7 ausgebildet ist, und innerhalb dessen ein Teil der Schmiermit- telströmung verlaufen kann. Dies ist durch den Pfeil 17a angedeutet. Die hier gegebene Strömung verläuft im wesentlichen radial nach innen in Rich- tung auf die Drehachse 27. Der Spalt 43 steht in Fluidverbindung mit einem die Hülse 31 umgebenden Ringspalt 45, in dem sich die im Spalt 43 gegebene Teilströmung fortsetzt und außen um die Hülse 31 herum verläuft, bis auch sie den Einlaß 41 er- reicht. Diese Teilströmung ist nicht zwingend er- forderlich. Sie trägt jedoch zur zusätzlichen Küh- lung der Hülse 31 bei.

Durch einen Pfeil P wird angedeutet, daß die Schmiermittelströmung von einem Bereich radial au- ßerhalb der Lagereinrichtung 37 ausgeht, nämlich von dem oben angesprochenen Flüssigkeitsring und dann nach innen zur Dichtungseinrichtung 13 ver- läuft. Schließlich tritt die Schmiermittelströmung über die Bohrungen lla, llb durch den Flansch 7 wieder in den Triebraum 9 ein, was durch den Pfeil P'angedeutet ist.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß für das Grundprinzip der hier dargestellten Schmiermittel- strömung die Anzahl der Bohrungen 12 nicht unmit- telbar von Bedeutung ist. Vorzugsweise werden, um eine gleichmäßige Strömung zu gewährleisten, etwa vier Bohrungen vorgesehen, durch die das Schmier- mittel von dem Flüssigkeitsring nach innen zur Dichtungseinrichtung 13 gelangen kann.

Figur 1 zeigt, daß bei dem hier dargestellten Aus- führungsbeispiel die Antriebswelle 3 gegenüber dem Gehäuse 5 aber eine zweite Lagereinrichtung 47 ab- gestützt wird. Diese ist in einem Abstand zur Dich- tungseinrichtung 13 außerhalb der CO2-Atmosphäre angeordnet, so daß hier ein zwischenliegender Ent- lastungsraum 49 gebildet wird, der die zweite La- gereinrichtung 47 und die Dichtungseinrichtung trennt. Der Entlastungsraum 49 dient dazu, daß aus der Dichtungseinrichtung 13 austretendes CO2 bezie- hungsweise CO2-Ölgemisch nicht unmittelbar, insbe- sondere nicht unter hohem Druck, auf die zweite La- gereinrichtung 47 trifft und diese beeinträchtigt.

Eine in der zweiten Lagereinrichtung 47 vorgesehene Fettschmierung hat dadurch eine erhöhte Lebensdau- er. Diese kann noch dadurch gesteigert werden, daß der Entlastungsraum aber einen das Gehäuse 5 durch- dringenden Entlastungskanal 51 mit einem unter ei- nem geringeren Druck stehenden Bereich, insbesonde- re der Umgebung, hier mit der Atmosphäre, verbunden wird, so daß ein zu großer Druckaufbau im Entlas- tungsraum 49 sicher vermieden wird. Die Lebensdauer der zweiten Lagereinrichtung 47 kann auch noch da- durch erhöht werden, daß diese abgedichtet ist.

Die zweite Lagereinrichtung 47 kann nahe der hier nicht dargestellten, mit der Antriebswelle 3 dreh- fest gekoppelten Riemenscheibe angeordnet werden, vorzugsweise unmittelbar unter der Riemenscheibe plaziert werden. Dadurch ergibt sich eine sehr ge- ringe Wellendurchbiegung beziehungsweise Durchbie- gung der Antriebswelle 3, so daß eine Belastung der Wellendichtung beziehungsweise Dichtungseinrichtung 13 auf ein Minimum reduziert wird. Insbesondere wird vermieden, daß der Gegenring 21 und der Gleit- ring 19 im Bereich der als Dichtfläche dienenden Gleitfläche 25 gegeneinander verkantet werden, wo- durch hohe Reibkräfte und Verschleißerscheinungen auftreten.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß mit der zwei- ten Lagereinrichtung 47, die hier lediglich durch ein technisches Symbol angedeutet ist, eine flie- gende Lagerung der Antriebswelle 3 realisierbar ist, bei der alle Lagereinrichtungen der Antriebs- welle auf einer Seite des Gehäuses 5 angeordnet sind, nämlich auf der Seite der Riemenscheibe.

Oben wurde bereits ausgeführt, daß die den Gleit- ring 19 und den Gegenring 21 umfassende Gleitring- dichtung der Dichtungseinrichtung 13 im Bereich der Gleitfläche 25 den Durchtritt von CO2 verhindern soll. Daher werden der Gleitring 19 und der Gegen- ring 21 mit hohen Kräften gegeneinandergedrückt, wobei hier das Federpaket 23 für elastische Anpreßkräfte sorgt. Wegen der hohen in der Gleit- fläche 25 wirkenden Kräfte muß verhindert werden, daß der Gegenring 21 gegenüber der Hülse 31 bezie- hungsweise dem Gehäuse 5 und/oder der Gleitring 19 gegenüber der Antriebswelle 3 durchdreht. Die ange- sprochenen O-Ringe 29,33,35 reichen nicht in al- len Fällen aus, die erforderlichen Kräfte aufzu- bringen. Daher ist vorteilhafterweise vorgesehen, einen Formschluß zwischen der Antriebswelle einer- seits und/oder dem feststehenden Gehäuse anderer- seits vorzusehen und damit eine Kopplungseinrich- tung zu realisieren.

In Figur 1 ist eine der Kopplungseinrichtung zuge- ordnete Mitnehmereinrichtung 53 vorgesehen, die den Gleitring 19 drehfest mit der Antriebswelle 3 kop- pelt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbei- spiel ist die Kopplung nicht unmittelbar mit der Antriebswelle 3 selbst vorgesehen, sondern mit dem starr mit der Antriebswelle 3 gekoppelten Flansch 7. Die Mitnehmereinrichtung 53 weist hierzu mindes- tens eine, vorzugsweise zwei Zungen 55a und 55b auf, von der hier lediglich die Zunge 55a sichtbar ist. Diese greift in eine geeignete, am Flansch 7 vorgesehene Vertiefung, hier in eine der Bohrungen, nämlich in die Bohrung llb ein, die den Flansch 7 durchdringt. Damit wird die Mitnehmereinrichtung 53 drehfest über den Flansch 7 mit der Antriebswelle 3 gekoppelt. Die Drehbewegung wird über mindestens einen, vorzugsweise zwei Mitnehmerarme 57a, 57b auf den Gleitring 19 übertragen, von dem hier ein ers- ter Mitnehmerarm 57a dargestellt ist. Dieser greift in eine Vertiefung im Gleitring 19 ein, die hier als Nut 59 ausgebildet ist.

Bereits aus der Darstellung gemäß Figur 1 wird deutlich, daß die Mitnehmereinrichtung 53 aus einem Flachmaterial, vorzugsweise aus einem Blech, her- stellbar ist, das in sich federnd ist. Beim Zusam- menbau des CO2-Kompressors 1, insbesondere beim Koppeln der Antriebswelle 3 mit dem Flansch 7, kann die Mitnehmereinrichtung 53 in einer beliebigen Stelle mit dem Flansch 7 in Berührung treten, da die Zunge 55a aus der in Figur 1 dargestellten Po- sition nach links, also in Richtung zur Dichtungs- einrichtung 13 zurückgedrängt werden kann. Wird nun die Antriebswelle 3 gegenüber dem Flansch 7 ge- dreht, greift schließlich die Zunge 55a in die Boh- rung llb ein und schnappt in diese hinein, so daß sie die in Figur 1 dargestellte Position einnimmt.

Um das Einschnappen der Zunge 55a der Mitnehmerein- richtung 53 in der Bohrung llb zu erleichtern, kann die Außenkontur der Zunge 55a vorzugsweise abgerun- det beziehungsweise U-förmig ausgeformt sein. Dies ist aus der Detaildarstellung in Figur la ersicht- lich, die die in Figur 1 dargestellte Zunge 55a in seitlicher Ansicht wiedergibt, die gemäß Figur 1 einer Unteransicht entspricht. Wesentlich ist, daß die Zunge 55a im übrigen auch so ausgebildet ist, daß sie bei Übertragung eines Drehmoments nicht un- gewollt aus der Bohrung llb herausrutscht.

Die Federwirkung beziehungsweise Vorspannkraft, die auf die Zunge 55a wirkt, wird einerseits durch die Eigenelastizität der Mitnehmereinrichtung 53 be- reitgestellt, andererseits aber auch durch die hier als Federpaket 23 ausgebildete Federung, die auch dazu dient, den Gleitring 19 gegen den Gegenring 21 anzupressen, der sich an der Hülse 31 abstützt, die wiederum an einer geeigneten Schulter 61 innerhalb des Gehäuses 5 anliegt. Die Gleitringdichtung wird also zwischen der Schulter 61 und dem Flansch 7 e- lastisch federnd eingespannt.

Zur Vervollständigung der Kopplungseinrichtung ist der Gegenring 21 gegenüber dem Gehäuse 5 drehfest angeordnet. Die drehfeste Fixierung des Gegenrings 21 am Gehäuse 5 kann, wie unten näher erläutert wird, einerseits durch eine drehfeste Befestigung an der Hülse 31 erfolgen, die im Gehäuse 5 fixiert ist, oder andererseits unmittelbar am Gehäuse 5 selbst.

Figur 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der drehfesten Kopplung zwischen dem Gegenring 21 und der Hülse 31. Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der-in Figur 1-linken Seite des Gegen- rings 21, also der Seite, die der Gleitfläche 25 gegenüberliegt.

Bei dem hier wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist der Gegenring 21 mit einem der Kopplungsein- richtung zugeordneten Zweiflach 63 versehen, dessen -in horizontaler Richtung gemessene-Ausdehnung ge- ringer ist als der Durchmesser des Gegenrings 21.

Auf seiner oberen und unteren Seite ist der Zwei- flach mit einer Abflachung versehen. Der Zweiflach springt gegenüber der Stirnseite 65 des Gegenrings 21 vor und greift in eine entsprechend ausgeformte Vertiefung in der Hülse 31, die auf geeignete, be- kannte Weise drehfest im Gehäuse 5 verankert ist.

Figur 2 gibt lediglich eine Prinzipskizze wieder, aus der die Ausgestaltung des Gegenrings 21 er- sichtlich ist. Daher stimmen die Maße mit denen ge- mäß Figur 1 nicht überein.

Der Gegenring 21 weist eine zentrale Öffnung 67 auf, durch die die Antriebswelle 3 hindurchgreift.

Die Maße der Öffnung 67 sind so gewählt, daß die hier nicht dargestellte Antriebswelle 3 innerhalb des Gegenrings 21 drehbar ist. In Figur 2 ist noch der zweite O-Ring 33 angedeutet.

Figur 3 zeigt den zweiten Ring der Gleitringdich- tung, nämlich den Gleitring 19, der ebenfalls eine zentrale Öffnung 69 aufweist, die von der Antriebs- welle 3 durchdrungen wird, die hier allerdings nicht dargestellt ist.

Der hier dargestellte Gleitring 19 ist auf seiner Außenseite mit zwei hier als Nuten 59a und 59b aus- gebildeten Ausnehmungen versehen, in die die Mit- nehmerarme 57a und 57b der Mitnehmereinrichtung 53 eingreifen, die anhand von Figur 1 erläutert wur- den.

Die in Figur 3 linke Stirnseite 71 des Gleitrings 19 bildet mit der in Figur 2 rechten Stirnseite 73 des Gegenrings 21 die als Dichtfläche dienende Gleitfläche 25 aus, die anhand von Figur 1 näher erläutert wurde.

Die rechte Stirnfläche 75 des Gleitrings 19 tritt mit dem anhand von Figur 1 erläuterten Federpaket 23 in Eingriff ; sie ist dem Flansch 7 zugewandt, der anhand von Figur 1 erläutert wurde. Sie weist außerdem in Richtung der Mitnehmereinrichtung 53, wie anhand von Figur 1 näher erläutert wurde und die in Figur 4 perspektivisch dargestellt ist. Der bei den Erläuterungen zu Figur 1 angesprochene 0- Ring 23 ist hier nicht wiedergegeben.

Die in Figur 4 dargestellte Mitnehmereinrichtung 53 weist einen Grundkörper 77 auf, von dem einerseits die anhand von Figur 1 erläuterten Zungen 55a und 55b ausgehen, andererseits die Mitnehmerarme 57a und 57b. Der Grundkörper 77 weist eine zentrale Öffnung 79 auf, durch die die Antriebswelle 3 hin- durchgreift, so daß diese formschlüssig mit dem Flansch 7 verbunden werden kann und ein Drehmoment von der Antriebswelle 3 auf den Flansch 7 übertrag- bar ist.

Aus der perspektivischen Ansicht gemäß Figur 4 ist ersichtlich, daß die Mitnehmerarme 57a, 57b gegen- aber dem Grundkörper 77 um ca. 90° abgewinkelt sind, um in die Nuten 59a, 59b des angrenzenden Gleitrings 19 einzugreifen. Auf der gegenüberlie- genden Seite des Grundkörpers 77 befinden sich die Zungen 55a, 55b, die in die Bohrungen lla, llb im Flansch 7 eingreifen sollen.

Figur 4 ist eindeutig zu entnehmen, daß die Mitneh- mereinrichtung 53 einstückig ausgebildet und aus einem Flachmaterial herstellbar ist. Dabei kann je- des ausreichend feste, möglichst auch noch elasti- sche Material Verwendung finden. Vorzugsweise wird ein Blech eingesetzt (Stahl oder Titan oder der- gleichen), das in einem Stanz-Biegeverfahren bezie- hungsweise Tiefziehverfahren einfach umgeformt wer- den kann, so daß die Herstellungskosten relativ ge- ring sind.

Für die Grundfunktion der Mitnehmereinrichtung 53 ist es wesentlich, daß diese einerseits drehfest mit der Antriebswelle, beziehungsweise hier mit dem von der Antriebswelle 3 in Rotation versetzten Flansch 7 in Eingriff tritt und andererseits dreh- fest mit dem Gleitring 19 gekoppelt ist. Es wird deutlich, daß es dabei auf die Anzahl der Mitneh- merarme 57a, 57b beziehungsweise der Zungen 55a, 55b nicht ankommt, ebenfalls auch nicht auf deren Anordnung.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbei- spiel der Mitnehmereinrichtung 53 sind je zwei Mit- nehmerarme 57a, 57b und Zungen 55a, 55b einander gegenüberliegend angeordnet. Sie sind dabei auf ei- ner gedachten Durchmesserlinie positioniert. Diese Durchmesserlinien schneiden sich hier unter einem Winkel von 90°. Bei der Schnittdarstellung in Figur 1 wird nur beispielhaft davon ausgegangen, daß auch einem Mitnehmerarm 57a eine Zunge llb gegenüberlie- gend angeordnet ist. Eine derartige Ausgestaltung ist jedoch selbstverständlich ohne weiteres eben- falls brauchbar. In diesem Falle würde dann dem Mitnehmerarm 57b die Zunge 55b gegenüberliegend an- geordnet sein. Für die Grundfunktion der Mitnehmer- einrichtung 53 spielt, wie gesagt, die Anordnung der Mitnehmerarme und Zungen keine wesentliche Rol- le.

Entscheidend ist jedoch, daß der Grundkörper 77 der Mitnehmereinrichtung 53 in sich federnd ausgebildet ist und damit eine bestimmte Vorspannungskraft auf die Zungen 55a, 55b ausübt. Diese kann jedoch auch oder zusätzlich durch das Federpaket 23 aufgebracht werden, so daß die Zungen 55a und 55b mit einer in Richtung des Flansches 7 wirkenden Vorspannkraft beaufschlagt werden. Durch diese Vorspannkraft ist sichergestellt, daß bei einer Montage zunächst auf die Positionierung der Mitnehmereinrichtung 53 ge- genüber dem Flansch 7 beziehungsweise den Bohrungen lla, llb nicht geachtet zu werden braucht. Nach dem Aufsetzen des Flansches 7 auf die Stirnseite der Antriebswelle 3 rasten die Zungen 55a, 55b, die zu- nächst von der linken Seite des Flansches 7 zurück- gedrängt werden, schließlich in die Bohrungen lla, llb ein und stellen damit die drehfeste Kopplung zwischen dem Flansch 7 und der Mitnehmereinrichtung beziehungsweise dem Gleitring 19 her. Damit ist die Montage wesentlich vereinfacht.

Nach allem wird deutlich, daß die beiden Ringe der Gleitringdichtung mittels der Kopplungseinrichtung drehfest mit dem Gehäuse 5 einerseits beziehungs- weise der Antriebswelle 3 andererseits gekoppelt sind, wobei der Gegenring 21 aber den Zweiflach 63 und aber die Hülse 31 mit dem Gehäuse 5 gekoppelt ist und der Gleitring 19 aber der Mitnehmereinrich- tung 53 mit dem drehfest mit der Antriebswelle 3 gekoppelten Flansch 7 so verbunden ist, daß ein Schlupf ausgeschlossen ist. Bei einer Relativdre- hung der Antriebswelle 3 gegenüber dem Gehäuse 5 ist also eine Verlagerung der Ringe der Gleitring- dichtung gegenüber dem Gehäuse 5 beziehungsweise gegenüber der Antriebswelle 3 ausgeschlossen, so daß die zugehörigen O-Ringe 23,33 und 35 insoweit keinem Verschleiß unterworfen sind. Eine Relativ- drehung findet ausschließlich im Bereich der Gleit- fläche 25 statt, die durch die Schmiermittelströ- mung gegen zu großen Verschleiß geschützt ist. Wei- terhin sorgt die zweite Lagereinrichtung 47 dafür, daß die Gleitfläche 25 im wesentlichen senkrecht auf der Drehachse 27 steht und daß die rechte Stirnfläche 73 des Gegenrings 21 parallel verläuft zur linken Stirnfläche 71 des Gleitrings 19. Da- durch wird einerseits eine optimale Dichtung des Triebraums 9 beziehungsweise der Schmiermittelströ- mung gegenüber der Umgebung beziehungsweise dem Entlastungsraum 49 gewährleistet, andererseits der Verschleiß auf ein Minimum reduziert.

Allen anhand der Figuren 1 bis 4 dargestellten Aus- führungsbeispielen ist gemeinsam, daß die Schmier- mittelströmung von der Gleitfläche 25 aus gesehen nach innen verläuft und durch ein als Fliehkraft- pumpe wirkendes, rotierendes Bauteil, hier den Flansch 7 erzeugt wird. Dieser schleudert das im Triebraum 9 vorhandene CO2-Schmiermittel-Gemisch aufgrund von Fliehkräften und gegebenenfalls auch von Verwirbelungen so nach außen, daß ein Flüssig- keitsring aufgebaut wird, innerhalb dessen ein Ü- berdruck aufgebaut wird. Dieser hängt unter anderem von der Drehzahl des Bauteils und dessen Ausgestal- tung sowie von Temperatur und Viskosität des Schmiermittels ab. Er kann beispielsweise 3 mbar bis ca. 200 mbar, vorzugsweise 10 mbar bis 50 mbar betragen.

Die Schmiermittelströmung dient einerseits dazu, im Bereich der Gleitfläche 25 für eine Schmierung zu sorgen, andererseits dazu, diesen Bereich der Dich- tungseinrichtung 13 beziehungsweise der Gleitring- dichtung zu kühlen. Dabei ist festzustellen, daß bei steigender Drehzahl des CO2-Kompressors 1 ei- nerseits die Wärmeentwicklung im Bereich der Gleit- fläche 25 zunimmt, aber andererseits auch die Stär- ke der Schmiermittelströmung und damit die Kühlung.

Wesentlicher Vorteil bei dem hier dargestellten CO2-Kompressor 1 ist, daß die Schmiermittelströmung durch Fliehkraft und Verwirbelung des Flansches er- zeugt wird und durch geeignete Bohrungen 12,15, 43,45, lla in das Triebraumzentrum mit "niedrigerem"Druck zurückgeführt wird, und nicht, wie bei bekannten Einrichtungen, allein durch Schwerkraft. Dort nämlich war es von entscheidender Bedeutung, den CO2-Kompressor in einer bestimmten Montageposition anzubringen, um eine ausreichende Schmierung und Kühlung sicherzustellen. Bei dem hier beschriebenen CO2-Kompressor 1 ist es möglich, diesen in beliebigen Montagepositionen anzuordnen, da auf jeden Fall die Schmiermittelströmung sicher- gestellt werden kann, damit also auch die Schmie- rung und Kühlung.