Die Erfindung betrifft einen Spiralverdichter mit einem Verdichtergehäuse, einer Hochdruckkammer, einer Niederdruckkammer, welche über einen Ölrückführungskanal mit der Hochdruckkammer fluidisch verbunden ist, wobei in dem Ölrückführungskanal eine Ölrückführungs-Drossel vorgesehen ist, einer an einer angetriebenen Exzentereinheit angeordneten und orbitierenden Verdrängerspirale, welche in eine feststehende Spirale eingreift, wobei zwischen der orbitierenden Verdrängerspirale und dem Verdichtergehäuse eine Gleitscheibe angeordnet ist, und einer an die Verdrängerspirale angrenzende Gegendruckkammer, welche über einen Gasverbindungskanal mit der Hochdruckkammer fluidisch verbunden ist, wobei in dem Gasverbindungskanal eine Gasverbindungs-Drossel vorgesehen ist. Derartige Spiralverdichter sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der EP 3 404 264 Al, hinlänglich bekannt und umfassen eine Hochdruckkammer, eine Niederdruckkammer, eine orbitierende

Verdrängerspirale und eine mit der Verdrängerspirale zusammenwirkende, feststehende Spirale. Zwischen der orbitierenden Verdrängerspirale und einem Verdichtergehäuse ist eine Gleitscheibe angeordnet. Die orbitierende Verdrängerspirale greift in die feststehende Spirale derart ein, dass zwischen der Verdrängerspirale und der feststehenden Spirale Verdichtungskammern gebildet werden, welche ein Arbeitsfluid aufnehmen. Zwischen dem Verdichtergehäuse und der Verdrängerspirale ist eine Gegendruckkammer vorgesehen. Der in der Gegendruckkammer herrschende und auf die Verdrängerspirale wirkende Druck verursacht eine resultierende Kraft in axialer Richtung, wodurch die Verdrängerspirale gegen die feststehende Spirale gedrückt wird und somit die Spiralen zueinander abgedichtet werden.

Der in der Gegendruckkammer herrschende Druck wird durch eine fluidische Verbindung zwischen der Gegendruckkammer und der Hochdruckkammer aufgebaut, wobei das unter hohem Druck stehende Fluid über einen die Hochdruckkammer mit der Gegendruckkammer verbindenden Gasverbindungskanal in die Gegendruckkammer strömt. In dem Gasverbindungskanal ist eine Gasverbindungs-Drossel angeordnet, welche den Massenstrom des in die Gegendruckkammer strömenden Fluids steuert. Nachteilhaft an einer derartigen Gasverbindungs-Drossel ist, dass diese durch eine separate Komponente gebildet wird, wobei durch das Vorsehen einer derartigen separaten Gasverbindungs-Drossel sowohl die Herstellungs- als auch die Montagekosten des Spiralverdichters erhöht wird.

Des Weiteren umfasst der Spiralverdichter einen Ölrückführungskanal, welcher die Hochdruckkammer mit der Niederdruckkammer fluidisch verbindet. Dabei wird ein zur Schmierung der Komponenten in dem Spiralverdichter vorgesehenes Öl aus dem verdichteten Fluid über einen in der Hochdruckkammer angeordneten Abscheider abgetrennt und über den Ölrückführungskanal in die Niederdruckkammer zurückgeführt, so dass das zurückgeführte Öl erneut zur Schmierung der Komponenten verwendet werden kann. Zur Steuerung des Rückflussmassenstroms des abgetrennten Öls ist im Ölrückführungskanal eine Ölrückführungs-Drossel angeordnet. Die Ölrückführungs-Drossel wird durch eine separate Komponente gebildet, welche durch einen zusätzlichen Herstellungsprozess hergestellt und bei der Montage aufwendig in den Ölrückführungskanal montiert werden muss, wodurch der Herstellungs- und der Montageaufwand des Spiralverdichters erhöht wird.

Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Spiralverdichter bereitzustellen, welcher einen reduzierten Herstellungs- und Montageaufwand aufweist. Diese Aufgabe wird durch einen Spiralverdichter mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.

Dadurch, dass der Ölrückführungskanal und/oder der Gasverbindungskanal sich durch die Gleitscheibe erstreckt, wobei die Gleitscheibe die Ölrückführungs-Drossel und/oder die Gasverbindungs-Drossel aufweist, wird die Herstellung und die Montage des Spiralverdichters vereinfacht und dadurch die Herstellungs- und Montagekosten reduziert. Dabei übernimmt die Gleitscheibe die Drosselfunktion im Ölrückführungskanal und/oder im Gasverbindungskanal, wobei die Ölrückführungs-Drossel oder die Gasverbindungs-Drossel durch eine einfach und kostengünstig hergestellte Öffnung in der Gleitscheibe ausgeführt ist und keine zusätzlichen Bauteile zur Ausführung der Ölrückführungs-Drossel und/oder der Gasverbindungs- Drossel erforderlich sind. Damit wird durch die Gleitscheibe die Reduzierung der Gleitreibung zwischen der orbitierenden Verdrängerspirale und dem Verdichtergehäuse sowie die Drosselung des in die Gegendruckkammer strömenden Fluids und/oder des in die Niederdruckkammer rückströmenden Öls erzielt. Vorzugsweise ist die Ölrückführungs-Drossel oder die Gasverbindungs- Drossel eine an der Gleitscheibe vorgesehene Öffnung, wobei die Öffnung einen kleineren Durchmesser als der Ölrückführungskanal oder der Gasverbindungskanal aufweist. Dadurch kann die Gleitscheibe auf eine einfache und kostengünstige Weise mit der Ölrückführungs-Drossel und/oder der Gasverbindungs-Drossel ausgestattet werden, wobei durch einen einfachen und kostengünstigen Herstellungsprozess, beispielsweise mittels eines Lasers, eine derartige Drossel hergestellt werden kann. Damit wird eine Drossel für den Ölrückführungskanal und/oder für den Gasverbindungskanal geschaffen, wobei keine zusätzlichen Komponenten, welche die Herstellungs- und Montagekosten erhöhen würden, benötigt werden. Vorzugsweise erstreckt sich der Ölrückführungskanal und/oder der Gasverbindungskanal zumindest abschnittsweise durch die feststehende Spirale. In einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich der Gasverbindungskanal ausgehend von der Hochdruckkammer über einen Gaskanal in der feststehenden Spirale, durch die Gleitscheibe und über einen Gaskanal im Verdichtergehäuse zur Gegendruckkammer. In einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich der Ölrückführungskanal ausgehend von der Hochdruckkammer über einen Ölkanal in der feststehenden Spirale, durch die Gleitscheibe und über einen Ölkanal im Verdichtergehäuse zur Niederdruckkammer.

Dadurch, dass die Gleitscheibe unmittelbar an die feststehende Spirale angrenzt und die feststehende Spirale unmittelbar an die

Hochdruckkammer angrenzt, kann der Ölrückführungskanal und/oder der Gasverbindungskanal auf direktem Wege ausgehend von der

Hochdruckkammer zur Gegendruckkammer oder der Niederdruckkammer geleitet werden.

Vorzugsweise weist die Hochdruckkammer eine Ölabscheidekammer auf, in welcher ein Ölabscheider angeordnet ist, wobei am tiefsten Punkt der Ölabscheidekammer ein Einlass des Ölrückführungskanals angeordnet ist. Der Ölabscheider trennt das in dem Gas gelöste Öl ab, wobei das ölfreie Gas aufsteigt und durch einen Auslass in einen Kühlkreislauf strömt. Das abgetrennte Öl sinkt auf den Boden der Ölabscheidekammer ab und strömt über den Ölrückführungskanal wieder in die Niederdruckkammer. Ausgehend von der Niederdruckkammer kann das Öl zur Schmierung der Komponenten des Spiralverdichters verwendet werden.

Vorzugsweise ist ein Einlass des Gasverbindungskanals in Strömungsrichtung des Gas-Öl-Gemisches vor dem Ölabscheider angeordnet. Dadurch wird das Gas mit darin gelöstem Öl in die Gegendruckkammer gefördert, wodurch die an die Gegendruckkammer angrenzenden Komponenten, insbesondere Lagerelemente, durch das Öl geschmiert werden. Alternativ kann der Einlass des Gasverbindungskanals in Strömungsrichtung des Gas-Öl-Gemisches nach dem Ölabscheider angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist im Ölrückführungskanal und/oder Gasverbindungskanal ein Filter vorgesehen. In dem zurückführenden Öl und/oder im in die Gegendruckkammer strömenden Gas können Partikel enthalten sein, welche beispielsweise durch einen Verschleiß der zueinander bewegten Komponenten entstehen. Die Partikel können zu einem Verstopfen der Ölrückführungs-Drossel bzw. der Gasverbindungs-Drossel oder zu einem abrasiven Verschleiß der relativ zueinander bewegenden Komponenten führen. Durch den Filter können die Partikel aus dem Öl bzw. dem Gas herausgefiltert werden und ein Verstopfen des Ölrückführungskanals bzw. des Gasverbindungskanals sowie der abrasive Verschleiß der relativ zueinander bewegten Komponenten verhindert werden.

Vorzugsweise weist die Verdrängerspirale an der der Gleitscheibe zugewandten Seite eine umlaufende Nut auf, in welcher ein Gleitring angeordnet ist, wobei der Gleitring an der Gleitscheibe anliegt. Dadurch kann die Reibung zwischen der Gleitscheibe und der Verdrängerspirale während der orbitierenden Bewegung der Verdrängerspirale reduziert werden. Vorzugsweise ist die Gleitscheibe senkrecht zu einer Längsachse formschlüssig mit dem Antriebsgehäuse verbunden. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Verdichtergehäuse mindestens einen Fixierungsbolzen auf und die Gleitscheibe eine zum Fixierungsbolzen korrespondierende Fixierungsöffnung auf. Durch den Fixierungsbolzen können ein Verdrehen und eine radiale Verschiebung der Gleitscheibe zuverlässig verhindert werden. Der Fixierungsbolzen kann ein separates, in eine Öffnung des Verdichtergehäuses eingepresstes Bauteil sein oder einstückig mit dem Verdichtergehäuse hergestellt sein. Vorzugsweise weist die Gleitscheibe mindestens eine Führungsöffnung auf, durch welche sich ein am Verdichtergehäuse befestigter und die orbitierenden Verdrängerspirale führender Führungsstift erstreckt. Der Führungsstift greift exzentrisch in eine Öffnung der Verdrängerspirale ein, wodurch die Verdrängerspirale während der orbitierenden Bewegung durch den Führungsstift geführt wird, wobei eine Rotationsbewegung der Verdrängerspirale durch den Führungsstift verhindert wird. Vorzugsweise weist die Ölrückführungs-Drossel und/oder die Gasverbindungs-Drossel einen Durchmesser auf, welcher um ein Vielfaches kleiner ist als der Durchmesser des Fixierungsbolzens oder des Führungsstifts. Durch die Größe des Durchmessers der Ölrückführungs- Drossel und/oder der Gasverbindungs-Drossel kann der Öl- bzw. Gasmassenstrom gesteuert werden.

Vorzugsweise ist die orbitierende Verdrängerspirale über die

Exzentereinheit mit einer Rotorwelle eines Rotors eines Elektromotors verbunden, wobei der Elektromotor in der Niederdruckkammer angeordnet ist. Durch die Anordnung des Elektromotors in der Niederdruckkammer wird der Elektromotor gekühlt und dadurch die Lebensdauer des Spiralverdichters erhöht.

Es wird somit ein Spiralverdichter für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs geschaffen, welcher einen von der Hochdruckkammer zur Gegendruckkammer erstreckenden Gasverbindungskanal und/oder einen von der Hochdruckkammer zur Niederdruckkammer erstreckenden Ölrückführungskanal aufweist, wobei eine im Gasverbindungskanal angeordnete Gasverbindungs- und/oder eine im Ölrückführungskanal angeordnete Ölrückführungs-Drossel auf eine einfache und kostengünstige Weise durch die Gleitscheibe bereitgestellt wird und dadurch die Montage- und Herstellungskosten des Spiralverdichters reduziert werden. Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters ist in der Figur dargestellt und nachfolgend beschrieben.

Figur 1 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters, und

Figur 2 zeigt eine Draufsicht einer Gleitscheibe des Spiralverdichters aus Figur 1. Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beschrieben.

Der Spiralverdichter 2 umfasst ein mehrteiliges Verdichtergehäuse 10 mit einem ersten Verdichtergehäuseteil 12, einem axial an das erste Verdichtergehäuseteil 12 anschließenden, zweiten Verdichtergehäuseteil 14 und einem an das zweite Verdichtergehäuseteil 14 anschließenden, dritten Verdichtergehäuseteil 16. Das erste Verdichtergehäuseteil 12, das zweite Verdichtergehäuseteil 14 und das dritte Verdichtergehäuseteil 16 begrenzen eine Motorraum 18. Das zweite Verdichtergehäuseteil 14 und das dritte Verdichtergehäuseteil 16 begrenzen einen Verdichterraum 20.

In dem Motorraum 18 ist ein Elektromotor 22 mit einem Stator 24 und einem Rotor 26 angeordnet. Der Rotor 26 ist auf einer Rotorwelle 28 befestigt. Die Rotorwelle 28 erstreckt sich ausgehend von dem Motorraum 18 durch eine zentrale Öffnung 29 des zweiten Verdichtergehäuseteils 14 in den Verdichterraum 20. Die Rotorwelle 28 ist über zwei endseitige Wellenlagerabschnitte 30, 34 um eine Rotorwellendrehachse drehbar in zwei Wellenlagern 40, 42 gelagert. Das erste Wellenlager 40 ist in dem Motorraum 18 angeordnet und lagert den ersten Wellenlagerabschnitt 30. Das zweite Wellenlager 42 ist in dem Verdichterraum 20 angeordnet und lagert den zweiten Wellenlagerabschnitt 34. An der dem Motorraum 18 zugewandten Seite des zweiten Wellenlagers 42 ist ein Wellendichtring 43 vorgesehen, der auf der radialen Innenseite an der Rotorwelle 28 anliegt und auf der radialen Außenseite durch das zweite Verdichtergehäuseteil 14 gestützt wird. Der Wellendichtring 43 dichtet den Motorraum 18 fluidisch gegenüber einer Gegendruckkammer 82 des Verdichterraums 20 ab. In dem Verdichterraum 20 ist eine Verdichtereinheit 58 angeordnet, welche eine orbitierende Verdrängerspirale 60 und eine feststehende Spirale 62 aufweist. Die orbitierende Verdrängerspirale 60 ist über ein

Exzenterwellenlager 64 an einer an der Rotorwelle 28 befestigten Exzentereinheit 50 angeordnet und liegt über eine Gleitscheibe 70 an einer dem Verdichterraum 20 zugewandten Fläche des zweiten

Verdichtergehäuseteils 14 an, wobei die Verdrängerspirale 60 an der der Gleitscheibe 70 zugewandten Seite einen in einer umlaufende Nut 140 angeordneten Gleitring 142 aufweist. Die feststehende Spirale 62 ist fest in dem Verdichtergehäuse 10 angeordnet, wobei die feststehende Spirale 62 axial durch das zweite Verdichtergehäuseteil 14 und das dritte Verdichtergehäuseteil 16 gestützt wird. Im Betrieb des Spiralverdichters 2 wird ein Kältemittel durch einen Verdichtereinlass 85 in den Motorraum 18 des Spiralverdichter 2 eingeleitet, wobei das Kältemittel durch den Motorraum 18 in den Verdichterraum 20 strömt. Durch eine Rotation der Rotorwelle 28 und damit des Exzenters 50 um die Rotordrehachse wird eine orbitierende Bewegung der Verdrängerspirale 60 erzeugt. Die orbitierende Verdrängerspirale 60 und die feststehende Spirale 62 sind derart ausgebildet, dass diese eine Verdichtungskammer 63 begrenzen und durch die orbitierende Bewegung der Verdrängerspirale 60 ein Kältemittel von einem radial außenliegenden Einlass 66 der Verdichtungskammer 63 zu einem radial innenliegenden Auslass 68 der Verdichtungskammer 63 gefördert und dabei verdichtet wird. Der Verdichterraum 20 weist eine Hochdruckkammer 80 und eine Gegendruckkammer 82 auf. Die Hochdruckkammer 80 ist durch das dritte Verdichtergehäuseteil 16 und durch die feststehende Spirale 62 begrenzt und fluidisch zwischen dem Auslass 68 und einem Verdichterauslass 84 angeordnet, wobei das Kältemittel ausgehend vom Auslass 68 über die Hochdruckkammer 80 zum Verdichterauslass 84 strömt. Ausgehend vom Verdichterauslass 84 strömt das Kältemittel in einen Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeugs. Die Hochdruckkammer 80 weist eine Ölabscheidekammer 86 auf, welche fluidisch unmittelbar vor dem Verdichterauslass 84 angeordnet ist und einen Ölabscheider 88 aufweist. Der Ölabscheider 88 ist als Zyklon-Abscheider ausgeführt, wobei das Kältemittel durch den Ölabscheider 88 zum Verdichterauslass 84 strömt und das von dem Kältemittel gelöste Öl sich am Boden der Ölabscheidekammer 86, d.h. am untersten Punkt der Ölabscheidekammer 86, absetzt.

Zur Abführung des in der Ölabscheidekammer 86 abgesetzten Öls ist am Boden der Ölabscheidekammer 86 ein Einlass 89 eines Ölrückführungskanal 90 vorgesehen, welcher die Ölabscheidekammer 86 und damit die Hochdruckkammer 80 mit einer Niederdruckkammer 87 fluidisch verbindet, wobei der Motorraum 18 die Niederdruckkammer 87 bildet. Der Ölrückführungskanal 90 erstreckt sich durch das dritte Verdichtergehäuseteil 16, die feststehende Spirale 62 und durch das zweite Verdichtergehäuseteil 14, wobei im Ölrückführungskanal 90 ein Filter 130 angeordnet ist.

Die Gegendruckkammer 82 ist durch das zweite Verdichtergehäuseteil 14 und die orbitierende Verdrängerspirale 60 begrenzt, wobei der in der Gegendruckkammer 82 herrschende Druck auf die axial verschiebbare, orbitierende Verdrängerspirale 60 wirkt und daraus eine Axialbelastung auf die Verdrängerspirale resultiert. Diese Axialbelastung führt zu einer verbesserten Abdichtung zwischen den Stirnflächen der orbitierenden Verdrängerspirale 60 und der feststehenden Spirale 62. Die Gegendruckkammer 82 ist über einen Gasverbindungskanal 100 mit der Hochdruckkammer 80 fluidisch verbunden. Der Gasverbindungskanal 100 verläuft ausgehend von der Hochdruckkammer 80 durch die feststehende Spirale 62 und durch das zweite Verdichtergehäuseteil 14. Im dem Gasverbindungskanal 100 ist eine Gasverbindungs-Drossel angeordnet, welche den Massenstrom des in die Gegendruckkammer 82 strömenden Gases steuert.

Erfindungsgemäß verläuft der Ölrückführungskanal 90 und der Gasverbindungskanal 100 durch die zwischen dem zweiten Verdichtergehäuseteil 14 und der feststehenden Spirale 62 angeordneten Gleitscheibe 70, wobei die Gleitscheibe 70, welche in Figur 2 gezeigt ist, eine Ölrückführungs-Drossel 92 und eine Gasverbindungs-Drossel 96 aufweist. Hierfür weist die Gleitscheibe 70 in ihrem radial äußeren Bereich eine erste Bohrung 94 und zur ersten Bohrung 94 in Umfangsrichtung beabstandet eine zweite Bohrung 98 auf. Die erste Bohrung 94 weist einen kleineren Durchmesser als der sonstige Verlauf der Ölrückführungsleitung 90 auf, so dass die erste Bohrung 94 die Ölrückführungs-Drossel 92 bildet. Die zweite Bohrung 98 weist einen kleineren Durchmesser als der sonstige Verlauf der Gasverbindungsleitung 100 auf, so dass die zweite Bohrung 98 die Gasverbindungs-Drossel 96 bildet. Damit wird durch die Ölrückführungs- Drossel 92 der Ölmassenstrom durch den Ölrückführungskanal 90 gesteuert und durch die Gasverbindungs-Drossel 96 der Gasmassenstrom in die Gegendruckkammer 82 gesteuert.

Des Weiteren weist die Gleitscheibe 70 im radial äußeren Bereich zwei Fixierungsöffnungen 102, 104 und im radial inneren Bereich sechs Führungsöffnungen 110, 112, 114, 116, 118, 120 auf, wobei die Fixierungsöffnungen 102, 104 und die Führungsöffnungen 110, 112, 114, 116, 118, 120 einen wesentlich größeren Durchmesser als die Bohrungen 94, 98 aufweisen. In die beiden Fixierungsöffnungen 102, 104 greift jeweils ein am zweiten Verdichtergehäuseteil 14 befestigter Fixierungsbolzen 103 ein, wodurch die Gleitscheibe 70 senkrecht zu einer Längsachse 106 des Spiralverdichters 2 fixiert wird. Die sechs Führungsöffnungen 110, 112, 114, 116, 118, 120 durchdringt jeweils ein am zweiten

Verdichtergehäuseteil 14 befestigter Führungsstift 122, wobei die Führungsstifte 122 exzentrisch in jeweils eine an der Verdrängerspirale 60 vorgesehene Führungsbohrungen 124 eingreifen. Die Führungsbohrungen 124 weisen einen größeren Durchmesser als die Führungsstifte 122 auf, wobei die Führungsstifte 122 während der orbitierenden Bewegung der Verdrängerspirale 60 an der jeweiligen Innenumfangsfläche der Führungsbohrung 124 gleiten. Zur Reduzierung der Reibung zwischen den Führungsstiften 122 und der Verdrängerspirale 60 ist in den Führungsbohrungen 124 jeweils eine Gleitlagerhülse 126 angeordnet.

Es wird somit ein Spiralverdichter 2 geschaffen, welcher durch einen reduzierten Herstellungs- und Montageaufwand hergestellt werden kann, wobei die Ölrückführungs-Drossel 92 und die Gasverbindungs-Drossel 96 auf eine einfache und kostengünstige Weise durch die Gleitscheibe 70 bereitgestellt werden und dazu keine zusätzlichen Komponenten und damit verbundene Herstellungs- und Montageschritte erforderlich sind.

Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen denkbar sind. So kann beispielsweise die Gleitscheibe 70, das Verdichtergehäuse 10 oder die Verdichtereinheit 58 anders ausgeführt sein.