DE10135726A1 - Taumelscheibenkompressor - Google Patents

Abstract

Ein Taumelscheibenkompressor, insbesondere zum Einbau in eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, weist eine in einem Kurbelgehäuse auf einer Antriebswelle zwischen einer Position maximaler Verkippung und einer Position minimaler Verkippung verschwenkbar angeordneten Taumelscheibe auf. Der Grad der Verkippung ist mittels des Innendrucks der Kurbelkammer veränderbar. Zur Verbesserung der Regelgeschwindigkeit ist die Taumelscheibe von einem Beaufschlagungsmittel in Richtung minimaler Verkippung zumindest mittelbar beaufschlagt.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Taumelscheibenkompressor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Taumelscheibenkompressoren finden häufig Einsatz in den Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen. Hier wird zumeist die Antriebswelle des Taumelscheibenkompressors, welcher die Taumelscheibe trägt, an den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs gekoppelt, so dass die Drehzahl des Kompressors proportional zur Drehzahl des Verbrennungsmotors ist. Um die Leistung des Taumelscheibenkompressors verändern zu können, ist die Taumelscheibe schwenkbar auf der Antriebswelle angeordnet, wodurch das Hubvolumen verändert werden kann. Die Veränderung des Kippwinkels der Taumelscheibe erfolgt über eine Veränderung des Kurbelgehäusedrucks. Hierfür ist die Kurbelkammer zumeist über ein Regelventil mit der Druckkammer verbunden, so dass der Kurbelkammerdruck geregelt und somit das Hubvolumen gezielt verändert werden kann. Da, wie oben erwähnt, der Kompressor direkt an den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, ändert sich die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebswelle des Kompressors ständig und teilweise auch relativ schnell. Um einen optimalen und störungsfreien Betrieb des Kompressors zu gewährleisten, ist es deshalb notwendig, das Hubvolumen des Kompressors schnell und präzise steuern zu können, um somit die Drehzahlschwankungen auszugleichen.
• Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Taumelscheibenkompressor dahingehend weiterzubilden, dass eine schnellere und stabilere Regelung erreicht werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch einen Taumelscheibenkompressor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Bei Versuchen hat sich herausgestellt, dass eine höhere Regelungsgeschwindigkeit und ein sehr stabiles Regelverhalten dadurch erzielt werden kann, dass die Taumelscheibe mechanisch dahingehend vorgespannt wird, dass sie mit einer vom Kurbelkammerdruck unabhängigen Kraft beaufschlagt wird, wobei diese Kraft die Taumelscheibe in Richtung minimaler Verkippung zwingt. Unter minimaler Verkippung wird hierbei diejenige Position verstanden, bei der die Taumelscheibe "am senkrechtesten" bezüglich der Antriebswelle steht. Bei Verkippung Null steht die Taumelscheibe also senkrecht zur Antriebswelle.
• Diese erfindungsgemäße Weiterbildung hat den weiteren Vorteil, dass der Taumelscheibenkompressor in ausgeschaltetem Zustand sich in der Stellung des minimalen Hubvolumens befindet. Wird nun der Kompressor mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt (was in der Regel mittels einer Magnetkupplung geschieht), so startet der Kompressor mit minimalem Hub, es erfolgt also ein weicher Start, was sich günstig auf die Lebensdauer des Kompressors auswirkt.
• Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
• Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 einen Taumelscheibenkompressor im Querschnitt,
• Fig. 2 eine Teilansicht des Kompressors aus Fig. 1.
• Fig. 1 zeigt einen Taumelscheibenkompressor. In das Gehäuse 10 ragt entlang der Achse B-B die Antriebswelle 20, welche mit dem Motor eines Kraftfahrzeugs verbindbar ist. Die Antriebswelle 20 durchdringt das Kurbelgehäuse 11 und ist in einem Lager 14, welches im Zylinderblock 12 angeordnet ist, drehbar gehalten. Auf der Antriebswelle 20 ist das Übertragungselement 22 starr angeordnet. Dieses Übertragungselement 22 dient zur Übertragung der Drehbewegung der Antriebswelle 20 auf die Taumelscheibe 32. Hierzu ist das Übertragungselement 22 mit dem Taumelscheibenelement 30 mittels des Hebelarmes 24 verbunden, welcher drehbeweglich am ersten und zweiten Gelenkpunkt 22A, 30A gehalten ist.
• Auf der Antriebswelle 20 ist die Hülse 26 axial verschiebbar angeordnet. Die Hülse 26 weist an ihrem hinteren Ende den Federanschlag 26A auf, an welchem die Druckfeder 27 aufliegt. Das dem Federanschlag 26A abgewandte Ende der Druckfeder 27 ist innerhalb des Übertragungselements 22 aufgenommen (nicht dargestellt). Somit wird die Hülse 26 von der Druckfeder 27 vom Übertragungselement 22 weggedrückt.
• An ihrem vorderen Ende weist die Hülse 26 einen konvexen Bereich 26B auf. Dieser steht in Kontakt mit einer Durchbrechung 31 des Taumelscheibenelements 30, wobei die Durchbrechung 31 hierfür einen hohzylinderförmigen Abschnitt aufweist. Dadurch, dass der konvexe Bereich 26B der Hülse 26 in den Konus der Durchbrechung 31 des Taumelscheibenelements 30 gedrückt wird, wirkt die Kraft der Druckfeder 27 dahingehend, dass unter Abwesenheit anderer Kräfte die Taumelscheibe 32 in eine Position gezwungen wird, bei der sie senkrecht zur Achse B-B steht. Es können natürlich Anschläge vorgesehen werden, die ein völliges Aufrichten der Taumelscheibe verhindern, falls dies im Einzelfall zweckmäßig ist.
• Bei laufendem Kompressor kann nun die Taumelscheibe 32 in gewohnter Weise über eine Regelung des Kurbelkammerdrucks verschwenkt werden. Bei einem Kompressorhub von 20 bis 40 cm³ hat sich eine Federrate zwischen 50 und 250 N/mm als besonders vorteilhaft erwiesen. In diesem Fall ergibt sich ein Regelbereich von 15 bis 4 bar von Minimalhub bis Maximalhub. BEZUGSZEICHENLISTE 10 Gehäuse
  20 Antriebswelle
  22 Übertragungselement
  22A erster Gelenkpunkt
  24 Hebelarm
  26 Führungshülse
  26A Federanschlag
  26B konvexer Bereich
  30 Taumelscheibenelement
  30A zweiter Gelenkpunkt
  31 Durchbrechung
  32 Taumelscheibe
  34 Auflagefläche
  34A hohzylinderförmiger Abschnitt
  40 Kolben
  42 Backen
  44 Gleitsteine
  A-A Taumelscheibenebene
  B-B Antriebsachse
  

Claims (8)

1. Taumelscheibenkompressor, insbesondere zum Einbau in eine Kraftfahrzeug- Klimaanlage, mit einer in einem Kurbelgehäuse auf einer Antriebswelle zwischen einer Position maximaler Verkippung und einer Position minimaler Verkippung verschwenkbar angeordneten Taumelscheibe, wobei der Innendruck der Kurbelkammer veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe von einem Beaufschlagungsmittel in Richtung minimaler Verkippung zumindest mittelbar beaufschlagt wird.

2. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beaufschlagungsmittel eine Feder ist.

3. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder eine Druckfeder ist.

4. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder verwendet wird, deren Federrate zwischen 50 bis 250 N/mm liegt.

5. Taumelscheibenkompressor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Antriebswelle eine Hülse angeordnet ist, die von der Feder beaufschlagt wird und die mit der Taumelscheibe zusammenwirkt.

6. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe Teil eines Taumelscheibenelements ist, welches eine zentrale Durchbrechung aufweist, in die die Hülse hineinragt.

7. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung einen hohzylinderförmiger Abschnitt und die Hülse einen Konvexen Bereich aufweisen.

8. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Kompressorhub 20 bis 40 cm² beträgt.