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Patent Searching and Data


Title:
RECIPROCATING PISTON MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/047985
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a reciprocating piston machine, such as an air-conditioning compressor for motor vehicles, comprising a housing, a rotatably driven shaft, a shaft sealing device, particularly a sliding ring seal, at least one radial shaft bearing, especially a radial rolling bearing, and at least one axial shaft bearing, above all an axial rolling bearing. A bearing bush that protrudes into the housing and accommodates at least the radial shaft bearing is disposed within an opening in the housing.

Inventors:
HINRICHS JAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2005/001869
Publication Date:
May 11, 2006
Filing Date:
October 20, 2005
Export Citation:
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Assignee:
LUK FAHRZEUG HYDRAULIK (DE)
HINRICHS JAN (DE)
International Classes:
F04B27/10
Foreign References:
DE10203073A12002-09-19
US2929551A1960-03-22
US4444549A1984-04-24
DE4211695A11992-10-15
US3552886A1971-01-05
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Claims:
Patentansprüche
1. Hubkolbenmaschine, wie Klimakompressor für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse(1), mit einer drehantreibbaren Welle (23), mit einer Wellenabdichtvorrichtung, insbesondere einer Gleitringdichtung (35, 37), mit mindestens einer radialen Wellenlagerung, insbesondere ei¬ nem Radialwälzlager (31), mit mindestens einer axialen Wellenlagerung, insbesondere ei¬ nem axialen Wälzlager (25), wobei in dem Gehäuse (1) innerhalb einer Öffnung (3) eine in das Gehäuse (1) hineinragende Lagerhülse (5) angeordnet ist, die mindestens das radiale Wellenlager (31) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (5) einen ersten Bund (15) aufweist, der in axialer Richtung, gehäuseseitig gesehen von innen nach außen, innerhalb des Gehäuses (1) auf einer ringförmigen Aufnahmefläche (17) in einer Ausneh¬ mung (9) innerhalb des Gehäuses (1) zur Anlage kommt, so dass auf die Lagerhülse (5), gehäuseseitig gesehen, von innen nach außen wirkende Axialkräfte (19) formschlüssig vom Gehäuse (1) aufgenommen werden können.
2. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Anlage¬ bund (15) ein zweiter, durchmesserkleinerer Bund (13), gehäuseseitig gesehen von innen nach außen, axial vorgelagert ist, der eine Öffnung (3) des Gehäuses (1) durchgreift.
3. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bund (15) mit dem zweiten Bund (13) einen gemeinsamen gestuften Bund darstellt, der die Öffnung (3) des Gehäuses (1) formschlüssig in radialer und axialer Richtung durchgreift.
4. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Außenbereich des zweiten Bundes (13) mit dem radialen Innenbereich (7) der Öffnung (3) des Gehäuses (1) einen gemeinsamen Bereich (21) zur Einbringung einer Schweißnaht darstellt.
5. Hubkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Lagerhülse (5) auf einer axialen Stirnfläche (27) innerhalb des Gehäuses (1) die axiale Wellenlagerung (25) aufnimmt.
6. Hubkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Lagerhülse (5) innerhalb einer radialen Ausnehmung (29) die radiale Wellen¬ lagerung (31) aufnimmt.
7. Hubkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Lagerhülse (5) innerhalb einer weiteren radialen Ausnehmung (33) die Gleit¬ ringdichtung (35, 37) aufnimmt.
8. Hubkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Lagerhülse (5) zwischen den, Bereichen (29, 33), in denen die radiale Wellen¬ lagerung (31) und die Gleitringdichtung (35, 37) angeordnet sind, Schmiermittelöffnungen (39) für die Gleitringdichtung (35, 37) und das Radialwellenlager (31) aufweist.
9. Hubkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Lagerhülse (5) radial außen innerhalb des Gehäuses (1) eine Nut (41) auf¬ weist, welche als Schmiermittelauffangnut dient und die Schmiermittelöffnungen (39) ent¬ hält.
10. Hubkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Lagerhülse (5) außerhalb des Gehäuses (1) einen Bereich (42) zur Aufnah¬ me eines Wälzlagers (45) einer Riemenscheibe (47) aufweist.
Description:
Hubkolbenmaschine

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine, wie Klimakompressor für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, mit einer drehantreibbaren Welle, mit einer Wellenabdichtvorrichtung, insbe¬ sondere einer Gleitringdichtung, mit mindestens einer radialen Wellenlagerung, insbesondere einem Radialwälzlager, mit mindestens einer axialen Wellenlagerung, insbesondere einem a- xialen Wälzlager, wobei in dem Gehäuse innerhalb einer Öffnung eine in das Gehäuse hinein¬ ragende Lagerhülse angeordnet ist, die mindestens das radiale Wellenlager aufnimmt.

Derartige Hubkolbenmaschinen sind bekannt.

Dabei wird die Lagerhülse und das Gehäuse beispielsweise durch eine Schweißnaht miteinander verbunden, wobei die Schweißnaht in einem Bereich mit hohen wechselnden Belastungen an¬ geordnet ist und bei Versagen der Schweißnaht die Möglichkeit besteht, dass sich Teile des Ge¬ häuses lösen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Hubkolbenmaschine aufzuzeigen, die diese Nachteile nicht aufweist.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Hubkolbenmaschine, wie Klimakompressor für Kraftfahrzeu¬ ge, mit einem Gehäuse, mit einer drehantreibbaren Welle, mit einer Wellenabdichtvorrichtung, insbesondere einer Gleitringdichtung, mit mindestens einer radialen Wellenlagerung, insbeson¬ dere einem Radialwälzlager, mit mindestens einer axialen Wellenlagerung, insbesondere einem axialen Wälzlager, wobei in dem Gehäuse innerhalb einer Öffnung eine in das Gehäuse hinein¬ ragende Lagerhülse angeordnet ist, die mindestens das radiale Wellenlager aufnimmt, wobei die Lagerhülse einen ersten Bund aufweist, der in axialer Richtung, gehäuseseitig gesehen von in¬ nen nach außen, innerhalb des Gehäuses auf einer ringförmigen Auflagefläche in einer Aus¬ nehmung innerhalb des Gehäuses zur Anlage kommt, so dass auf die Lagerhülse, gehäuseseitig gesehen, von innen nach außen wirkende Axialkräfte formschlüssig vom Gehäuse aufgenom¬ men (in das Gehäuse eingeleitet) werden können.

Bevorzugt wird eine Hubkolbenmaschine, bei welcher dem ersten Anlagebund ein zweiter, durchmesserkleinerer Bund, gehäuseseitig gesehen von innen nach außen, axial vorgelagert ist, der eine Öffnung des Gehäuses durchgreift. Weiterhin wird eine Hubkolbenmaschine bevorzugt,

bei welcher der erste Bund mit dem zweiten Bund einen gemeinsamen gestuften Bund darstellt, der die Öffnung des Gehäuses formschlüssig in radialer und axialer Richtung durchgreift.

Eine erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass der radiale Außenbereich des zweiten Bundes mit dem radialen Innenbereich der Öffnung des Gehäuses einen gemeinsamen Bereich zur Einbringung einer Schweißnaht darstellt. Das hat den Vorteil, dass die Schweißnaht im Hinblick auf Axialkräfte der axialen Wellenlagerung im Bereich geringer Beanspruchung liegt, da die Axialkräfte durch den ersten Bund in das Gehäuse eingeleitet wer¬ den können. Selbst bei einem Versagen der Schweißnaht würde die Lagerhülse durch die Axial¬ kräfte formschlüssig innerhalb des Gehäuses festgehalten.

Weiterhin wird eine Hubkolbenmaschine bevorzugt, bei welcher die Lagerhülse auf einer axialen Stirnfläche innerhalb des Gehäuses die axiale Wellenlagerung aufnimmt. Weiterhin wird eine Hubkolbenmaschine bevorzugt, bei welcher die Lagerhülse innerhalb einer radialen Ausneh¬ mung die radiale Wellenlagerung aufnimmt. Auch wird eine Hubkolbenmaschine bevorzugt, bei welcher die Lagerhülse innerhalb einer weiteren radialen Ausnehmung eine Gleitringdichtung aufnimmt.

Eine weitere erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass die Lagerhülse zwischen den Bereichen, in denen die Gleitringdichtung und die radiale Wellenlage¬ rung angeordnet sind, Schmiermittelöffnungen für die Gleitringdichtung und das radiale Wellen¬ lager aufweist. Auch wird eine Hubkolbenmaschine bevorzugt, bei welcher die Lagerhülse radial außen innerhalb des Gehäuses eine Nut aufweist, welche als Schmiermittelauffangnut dient und die Schmiermittelöffnungen enthält.

Eine weitere erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass die Lagerhülse außerhalb des Gehäuses einen Bereich zur Aufnahme eines Wälzlagers einer Rie¬ menscheibe aufweist.

Insgesamt weist die Verwendung einer derartigen Lagerhülse in Kombination mit einem Klimakompressorgehäuse den Vorteil auf, dass ein kleines Lagerhülsenbauteil einfacher zu spannen und zu bearbeiten ist als ein großes Gehäuse und dass die Innenlagersitze und die Au- ßenlagersitze in einer Spannung bearbeitet werden können und damit engere Toleranzen und ein besserer Lauf der Maschine ermöglicht wird.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben:

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Lagerhülse im Querschnitt in einem Teil des Gehäuses.

Figur 2 zeigt im Schnitt einen Kompressor im Bereich der erfindungsgemäßen Lagerhülse.

Figur 3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Lagerhülse und das entsprechende Gehäuse.

In einem Gehäuseabschnitt 1 eines Klimakompressors ist in einer Öffnung 3 eine Lagerhülse 5 eingesetzt. Die Öffnung 3 weist einen durchmesserkleineren Teil 7 und durchmessergrößeren Teil 9 auf, so dass die Öffnung 3 sich praktisch als eine gestufte ringförmige Öffnung darstellt. Im Bereich 11 ist der durchmessergrößere Teil 9 der Stufenbohrung des Gehäuses durch eine radi¬ al nach außen verlaufende Hinterschneidung noch etwas erweitert. In diese gestufte Ausneh¬ mung 3 des Gehäuses 1 greift die Lagerhülse 5 mit einem durchmesserkleineren Bund 13 und mit einem durchmessergrößeren Bund 15 ein, so dass sich eine axiale Anlagefläche 17 zwi¬ schen der Lagerhülse 5 und dem Gehäuseteil 1 ergibt. Da auf die Lagerhülse 5 in Richtung des Pfeils 19 Axialkräfte über ein Axialwellenlager aus dem Triebwerk des Kompressors wirken, wird auf der Anlagefläche 17 die Lagerhülse 5 formschlüssig gegen das Gehäuse 1 gepresst. Somit werden über die Anlagefläche 17 die Axialkräfte aus dem Kompressortriebwerk in das Gehäuse 1 eingeleitet. Dadurch liegt der durchmesserkleinere Bund 7 des Gehäuses bzw. der durchmes¬ serkleinere Bund 13 der Lagerhülse 5 in einem Bereich, in dem keine Axialkräfte mehr wirken. Somit ist dieser Bereich 21 zwischen dem Gehäusebund 7 und dem Lagerhülsenbund 13 als Be¬ reich geringer Beanspruchung erfindungsgemäß dazu geeignet, hier eine Schweißnaht zur Ver¬ bindung der Lagerhülse 5 mit dem Gehäuse 1 herzustellen. Selbst wenn unter irgendwelchen Umständen die Schweißnaht in diesem Bereich 21 schadhaft werden würde, so sorgen die Axi¬ alkräfte des Triebwerks in Pfeilrichtung 19 dafür, dass die Lagerhülse 5 durch die Axialkräfte formschlüssig gegen das Gehäuse 1 gepresst werden und damit die Funktion zwischen der La¬ gerhülse 5 und dem Gehäusel aufrecht erhalten wird.

In Figur 2 ist ein Querschnitt durch den entsprechenden Teil des Klimakompressors mit dem Gehäuseteil 1 und der Lagerhülse 5 dargestellt. Die Lagerhülse 5 wird von einer Antriebswelle 23 durchgriffen, welche mit einem axialen Wellenlager 25 auf einer axialen Abschlussfläche 27 der Lagerhülse 5 gelagert ist. Weiterhin ist im Bereich 29 der Lagerhülse 5 die Welle 23 mit einem

radialen Wälzlager 31 gelagert. In einem vorderen Bereich 33 der Lagerhülse 5 ist eine Gleitring¬ dichtung mit einem festen Teil 35 und mit einem rotierenden Teil 37 angeordnet. Zwischen dem Bereich 29 des Radialwälzlagers und dem Bereich 33 der Gleitringdichtung sind innerhalb der Hülse 5 Schmiermitteldurchtrittsöffnungen 39 angeordnet, die vom Innenraum der Hülse 5 nach außen in eine um die Hülse 5 umlaufende Nut 41 einmünden. Die Nut 41 dient dabei im Trieb¬ raum des Kompressors als Schmiermittelauffangnut und leitet über die Öffnungen 39 das Schmiermittel in den Bereich der Lagerhülse zwischen der Gleitringdichtung 35/37 und dem Ra¬ dialwälzlager 31. Somit wird sowohl die Gleitringdichtung 35/37 als auch das Radialwälzlager 31 innerhalb der Lagerhülse 5 mit Schmiermittel versorgt. Auf dem Außenumfang 43 der Lagerhülse 5 außerhalb des Gehäuses 1 ist ein Wälzlager 45 angeordnet, welches die Riemenscheibe 47 lagert. Somit können bei Herstellung der Lagerhülse 5 sowohl die Lagerflächen für das Radial¬ wälzlager 31 als auch das Radialwälzlager 45 in einer Spannung hergestellt werden und damit eine toleranzgünstige Bearbeitung realisiert werden. Dabei ist durch die Aufteilung des Kom¬ pressorgehäuses in einen großen Gehäuseteil 1 und einen kleineren Lagerhülsenteil 5 gewähr¬ leistet, dass für die Bearbeitung der Lagersitze ein kleines Bauteil verwendet werden kann, wel¬ ches leichter zu spannen und zu bearbeiten ist als ein großes einteiliges Gehäuse, welches an¬ sonsten diese entsprechenden Lagersitze aufweisen müsste.

In Figur 3a ist die Lagerhülse 5 und das komplette Gehäusebauteil 1 separat und in Figur 3b im zusammengebauten Zustand dargestellt. Im Bereich 21 zwischen dem Gehäuse 1 und der La¬ gerhülse 5 wird die entsprechende Schweißnaht angebracht, wobei vorzugsweise in diesem Be¬ reich eine Laserschweißung vorzunehmen ist, die auf einem sehr schmalen Bereich mit einer großen Tiefe, wie im Querschnitt von Figur 1 im Bereich 21 zu erkennen, hergestellt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung der entsprechenden Gestaltung der Lagerhülse 5 und des Gehäuseteils 1 führen damit durch die bessere Bearbeitbarkeit der Hülse 5 zu einer Kostenre¬ duktion und durch die entsprechende Positionierung der Stufenbunde und der Schweißnaht zu einer Erhöhung der Bauteilsicherheit. Auch bei einem Versagen der Schweißnaht wird durch den Formschluss zwischen der Hülse 5 und dem Gehäuse 1 in Richtung der Axialkräfte 19 eine si¬ chere, formschlüssige Verbindung gewährleistet.

Bezugszeichenliste

I Gehäuse Klimakompressor 3 Öffnung im Gehäuse

5 Lagerhülse

7 durchmesserkleinerer Teil der Öffnung

9 durchmessergrößerer Teil der Öffnung

I 1 Hinterschneidungsbereich der Stufenbohrung 13 durchmesserkleinerer Bund der Lagerhülse 15 durchmessergrößerer Bund der Lagerhülse

17 axiale Anlagefläche der Lagerhülse

19 Richtung der Axialkräfte

21 Bereich geringer Beanspruchung durch Axialkräfte (Schweißnahtbereich)

23 Antriebswelle

25 axiales Wellenlager

27 axiale Abschlussfläche der Lagerhülse

29 Bereich für radiales Wälzlager

31 radiales Wälzlager

33 Bereich der Lagerhülse für Gleitringdichtung

35 fester Teil der Gleitringdichtung

37 rotierender Teil der Gleitringdichtung

39 Schmiermitteldurchtrittsöffnungen

41 umlaufende Schmiermittelauffangnut

43 Außenumfang der Lagerhülse außerhalb des Gehäuses

45 Wälzlager für Riemenscheibe

47 Riemenscheibe