DE29623653U1 - Kompressorkolben - Google Patents

Kompressorkolben

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DE29623653U1
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Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
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Description

TIEDTKE — BÜHLING ^ KINNE" Si' PARTNER (GbR>
&Ggr; Tiedtke - Bühling - Kinne, POB 201918, D -80019 München Patentanwälte / Vertreter beim EPA'
Dipl.-Ing. Harro Tiedtke * Dipl.-Chem. Gerhard Bühling * Dipl.-Ing. Reinhard Kinne * Dipl.-Ing. Hans-Bemd Pellmann * Dipl.-Ing. Klaus Grams * Dipl.-Biol. Dr. Annette Link Dipl.-Ing. Aurel Vollnhals * Dipl.-Ing. Thomas J.A. Leson * Dipl.-Ing. Hans-Ludwig Trösch * Dipl.-Ing. Dr. Georgi Chivarov * Dipl.-Ing. Matthias Grill * Dipl.-Ing. Alexander Kühn * Dipl.-Chem. Dr. Andreas Oser * Dipl.-Ing. Rainer Böckelen *
Bavariaring 4, D-80336 München
24. November 1998
DE 22975
Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Kariya-shi, Japan
„Kompressorkolben"
Telefon: 089 - 544690
Telefax(G3): 089 - 532611 Telefax(G4): 089 - 5329095 postoffice@tbk- patent.com Deutsche Bank (München) Kto. 286 1060 (BLZ 700 700 10) Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 (BLZ 700 800 00) Postbank (München) Kto. 670 - 43 - 804 (BU 700 100 80) Dai-Ichi-Kangyo Bank (München) Kto. 51 042 (BLZ 700 207 00) Sanwa Bank (Düsseldorf) Kto. SOO 047 (BLZ 301 307 00)
DE 22975 Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenkompressor, der eine Rotation einer Drehwelle in eine hin und her gehende Bewegung eines Kolbens mit einem Antriebskörper wie einer Taumelscheibe umwandelt.
Kompressoren werden für Klimaanlagen in Fahrgasträumen von Fahrzeugen verwendet. Typischerweise werden dafür Kompressoren der Kolbenbauart verwendet. Der Kolbenkompressor hat einen Antriebskörper wie eine Taumelscheibe (Schrägscheibe) für einen sich hin und her bewegenden Kolben. Der Antriebskörper wird in einem Kurbelgehäuse durch eine Drehwelle gelagert und wandelt die Drehung der Drehwelle in eine lineare hin und her gehende Bewegung des Kolbens in einer Zylinderbohrung um. Die hin und her gehende Bewegung der Kolben saugt Kühlmittelgas aus einer Ansaugkammer in die Zylinderbohrung, komprimiert das Gas in der Zylinderbohrung und stößt das Gas in eine Auslaßkammer aus.
Der typische Kolbenkompressor saugt das Kühlmittelgas aus einem externen Kühlmittelkreislauf durch das Kurbelgehäuse in eine Ansaugkammer ein. In einem solchen Kompressor, in dem das Kurbelgehäuse einen Abschnitt eines Kühlmittelgaskanals bildet, schmiert das Kühlmittelgas, das durch das Kurbelgehäuse geht, verschiedene Teile in dem Kurbelgehäuse wie den Kolben und den Antriebskörper mit dem Schmieröl, das in dem Gas schwebend gehalten wird.
Es gibt auch einen Kompressor einer Bauart, der ein Kühlmittelgas aus einem externen Kühlmittelkreislauf ansaugt, ohne daß die Gasströmung durch sein Kurbelgehäuse verläuft. Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 60-175783 offenbart einen solchen Kompressor. In einem solchen Kompressor, in dem das Kurbelgehäuse nicht einen Abschnitt des
Kühlmittelgaskanals bildet, werden die verschiedenen Teile in dem Kurbelgehäuse hauptsächlich durch Schmieröl geschmiert, das in einem durchblasenden Gas enthalten ist. Das durchblasende Gas bezieht sich auf das Kühlmittelgas in der Zylinderbohrung, das durch den Raum, der zwischen der Außenumfangsoberflache des Kolbens und der Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung definiert wird, in das Kurbelgehäuse leckt, wenn der Kolben das Kühlmittelgas in der Zylinderbohrung komprimiert.
Die Menge an durchblasendem Gas oder an Schmieröl, die in das Kurbelgehäuse geliefert wird, wird durch die Dimension des Spielraumes, der zwischen der Außenumfangsoberflache des Kolbens und der Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung definiert ist, bestimmt. Dementsprechend ist es notwendig, die Dimension des Spielraums zu erhöhen, um eine ausreichende Menge Schmieröl zu liefern, um die verschiedenen Teile'in dem Kurbelgehäuse zufriedenstellend zu schmieren. Jedoch verschlechtert ein großer Spielraum zwischen dem Kolben und der Zylinderbohrung die Kompressionseffizienz des Kompressors.
Um mit diesem Problem zurecht zu kommen, sind Kompressoren aus dem Stand der Technik bekannt, die eine Konstruktion haben, wie sie in den Figuren 22 und 23 gezeigt ist. Der Kompressor, der in Figur 22 gezeigt ist, hat eine Taumelscheibe 124, die als Antriebskörper dient und die auf einer Drehwelle (nicht gezeigt) montiert ist, um sich zusammen mit der Welle zu drehen. Schuhe 125 sind zwischen der Taumelscheibe 124 und dem hinteren Abschnitt eines Einkopfkolbens 122 angeordnet. Jeder Schuh 125 hat eine sphärische Oberfläche, die gleitfähig mit einer Rückhalteausnehmung 122a des Kolbens 122 in Eingriff ist, und eine flache Oberfläche, die auf der vorderen oder hinteren Oberfläche der Taumelscheibe«124 gleitet. Wenn die Drehwelle und die Taumelscheibe 124 gemeinsam drehen, dient die Taumelscheibe 124 dazu, den Kolben 122 in einer Zylinderbohrung 123 mittels der Schuhe 125 hin und her zu bewegen.
Der Kompressor, der in Figur 23 gezeigt ist, hat eine Schrägscheibe 128, die auf einer Drehwelle (nicht gezeigt) montiert ist, und die sich relativ zu der Welle dreht. Die Drehung der Drehwelle ruft eine oszillierende Bewegung der Schrägscheibe 128 hervor. Eine Stange 129 hat an ihren beiden Enden einen sphärischen Körper 129a. Jeder sphärische Körper 129a wird entweder in einer Rückhalteausnehmung 128a der Schrägscheibe 128 oder in einer Rückhalteausnehmung 126a eines Kolbens 126 gleitfähig gehalten. Die Drehung der Drehwelle bringt die Schrägscheibe 128 zum Oszillieren. Die Oszillation wird durch die Stange 129 auf den Kolben 126 übertragen und bewegt den Kolben 126 in einer Zylinderbohrung 127 hin und her.
In den obigen Kompressoren ist in der äußeren Umfangsoberflache eines jeden Kolbens 122, 126 eine ringförmige Nut 121 ausgebildet. Schmieröl, das an den inneren Umfangsoberflachen der Zylinderbohrungen 123, 127 haftet, sammelt sich in den Nuten 121, wenn die Kolben 122, 126 hin und her gehen. Die Nuten 121 liegen zum Innenraum des Kurbelgehäuses bloß, da sie sich von den Zylinderbohrungen 123, 127 erstrecken, wenn sich die Kolben 122, 126 zum unteren Totpunkt bewegen. Dementsprechend wird das in den Nuten 121 gesammelte Schmieröl zur Taumelscheibe 124 und zur Schrägscheibe 128 (das heißt zum Kurbelgehäuse) ausgestoßen, wenn sich die Nuten 121 außerhalb der Zylinderbohrungen 123, 127 befinden. Die Kupplung zwischen der Taumelscheibe 124 und der Schrägscheibe 128, der damit verbundenen Kolben 122, 126 und anderen Teilen werden durch das Schmieröl geschmiert. Somit können bei Kompressoren, die eine derartige Konstruktion haben, die verschiedenen Teile im Kurbelgehäuse zufriedenstellend geschmiert werden, ohne Vergrößern der Abmessung des Spielraumes zwischen den Kolben 122, 126 und den jeweiligen Zylinderbohrungen 123, 127, oder ohne der Reduzierung des Kompressionswirkungsgrades des Kompressors.
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Jedoch haben die Kompressoren, die in den Figuren 22 und 23 gezeigt sind, die folgenden Nachteile.
Wenn sich die Kolben 122, 126 dem unteren Totpunkt nähern, wird die Länge der Kolben 122, 126, die in den dazugehörigen Zylinderbohrungen 123, 127 verbleibt, gering. Die Kolben 122,
126 gehen in den dazugehörigen Bohrungen 123, 127 in einer solchen Art und Weise hin und her, daß sie durch die inneren Urafangsoberflachen der Zylinderbohrungen 123, 127 gelagert werden. Folglich wird die Lagerung durch die Bohrungen 123, instabil und bewirkt eine lose Passung, wenn die Länge der Kolben 122, 126, die sich in den dazugehörigen Bohrungen 123,
127 befinden, klein ist, das heißt, wenn der Abschnitt der Kolben 122, 126, der von den dazugehörigen Bohrungen 123, 127 gelagert wird, klein wird. Wie in den Figuren 22 und 23 übertrieben dargestellt ist, führt dies zu einer Störung zwischen den Kanten der Nuten 121 in den Kolben 122, 126 und den Kanten der dazugehörigen Bohrungen 123, 127. Dies behindert nicht nur die gleichmäßige Hin und herbewegung der Kolben 122, 126, sondern kann auch einen Schleifverschleiß hervorrufen und die Kanten der Nuten 121 in den Kolben 122, 126 und die.Kanten der dazugehörigen Bohrungen 123, 127 beschädigen.
In dem Kompressor, der in Figur 22 gezeigt ist, wird die Drehbewegung der Taumelscheibe 124 mittels der Schuhe 125 in eine hin und her gehende Bewegung des Kolbens 122 umgewandelt. Die Korapressionsreaktions- und Trägheitskraft des Kolbens 122 wirken durch den Kolben 122 auf die Taumelscheibe 124, beispielsweise, wenn sich der Kolben 122 vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt, um das Kühlmittelgas zu komprimieren. Die Kraft der Taumelscheibe 124 wirkt auf den Kolben 122 als eine Reaktionskraft und ein Teil der Reaktionskraft, die auf den Kolben 122 wirkt, wird in eine Richtung aufgebracht, in der der Kolben 122 die innere Umfangsoberflache der Bohrung 123 preßt, aufgrund der Tatsache, daß die Taumelscheibe 124 im Bezug zu einer Ebene senkrecht zur
Achse der Drehwelle geneigt ist. Somit schlägt die Nut 121 des Kolbens 122 in dem Kompressor, der in Figur 22 gezeigt ist, die Kante der Zylinderbohrung 123 mit einem stärkeren Stoß und verursacht das Problem, daß der Schleifverschleiß und die Beschädigung im Vergleich zu dem Kompressor, der in Figur 23 gezeigt ist, an Bedeutung zunimmt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kompressorkolben für einen Kompressor und einen Kompressor der Kolbenbauart zu schaffen, die in der Lage sind, daß sich die Kolben gleichmäßig bewegen, während ferner eine ausreichende Menge an Schmieröl an Bauteile, die die Kolben antreiben, geliefert wird.
Um die obige Aufgabe zu lösen, bewegt sich ein Kolben eines Kompressors gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totopunkt in einer Zylinderbohrung mittels eines Antriebskörpers, der auf einer Drehwelle in einem Kurbelgehäuse montiert ist, während der Drehung der Drehwelle hin und her. Der Kolben hat eine äußere Umfangsoberflache, die an einer inneren Umfangsoberflache der Zylinderbohrung gleitet. Die äußere Umfangsoberflache des Kolbens ist mit einer Nut versehen, die sich in der Achsenrichtung des Kolbens erstreckt.
Dementsprechend sammelt sich Schmieröl, das an der inneren Umfangsoberflache der Zylinderbohrung haftet, während der hin und her gehenden Bewegung des Kolbens in der Nut. Wenn die Nut während der hin und her gehenden Bewegung des Kolbens aus der Zylinderbohrung zum Innenraum des Kurbelgehäuses hin bloßliegt, wird das Schmieröl in der Nut in den Innenraum des Kurbelgehäuses geliefert. Das Schmieröl schmiert den Antriebskörper und andere Teile in dem Kurbelgehäuse. Der Kolben bewegt sich gleichmäßig, da sich die in der Achsialrichtung erstreckende Nut des Kolbens nicht mit der
Kante der Zylinderbohrung stört. Die Nut vermindert ferner den Gleitwiderstand zwischen dem Kolben und der Zylinderbohrung.
Figur 1 ist eine Querschnittansicht, die ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kompressors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben zeigt, der sich im oberen Totpunkt befindet. 10
Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht, die den Kolben zeigt, der sich zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt befindet.
Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht, die den Kolben zeigt, der sich im unteren Totpunkt befindet.
Figur 5 ist eine vergrößerte Teilansicht im Querschnitt, die den Kolben zeigt.
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Figur 6 (a) ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Drehwinkel der Drehwelle (Position des Kolbens) und dem Niveau der Seitenkraft, die auf den Kolben wirkt, zeigt.
Figur 6 (b) ist eine schematische Zeichnung, die die optimale Position zum Vorsehen einer zweiten Nut zeigt.
Figur 7 ist eine.vergrößerte Querschnittansicht, die die Neigung des Kolbens, der sich im oberen Totpunkt befindet, in einer übertriebenen Art darstellt.
Figur 8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben gemäß einer ersten Abwandlung zeigt.
Figur 9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben gemäß einer zweiten Abwandlung zeigt.
Figur 10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben gemäß einer dritten Abwandlung zeigt.
Figur 11 (a) ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben gemäß einer vierten Abwandlung zeigt.
Figur 11 (b) ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben gemäß einer fünften Abwandlung zeigt. 10
Figur 11 (c) ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben gemäß einer sechsten Abwandlung zeigt.
Figur 12 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben gemäß einer siebten Abwandlung zeigt.
Figur 13 ist eine Querschnittansicht, die ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kompressors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Figur 14 ist eine Querschnittansicht entlang einer Linie 14-14 in Figur 13.
Figur 15 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie 15-15 aus Figur 13.
Figur 16 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie 16-16 aus Figur 14.
Figur 17 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie 17-17 aus Figur 13.
Figur 18 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben zeigt.
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Figur 19 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben gemäß einer ersten Abwandlung zeigt.
Figur 20 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben gemäß einer zweiten Abwandlung zeigt.
Figur 21 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben gemäß einer dritten Abwandlung zeigt.
Figur 22 ist eine vergrößerte Teilansicht im Querschnitt, die einen herkömmlichen Kompressor zeigt.
Figur 23 ist eine vergrößerte Teilansicht im Querschnitt, die einen anderen herkömmlichen Kompressor zeigt.
Im Nachfolgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kolbenkompressors mit variabler Verdrängung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in Figur 1 gezeigt ist, ist ein Frontgehäuse 1 an dem vorderen Ende eines Zylinderblocks 2 befestigt. Ein Rückgehäuse 3 ist am hinteren Ende des Zylinderblocks 2 befestigt, wobei eine Ventilplatte 4 dazwischen angeordnet ist. Das Frontgehäuse 1, der Zylinderblock 2 und das Rückgehäuse 3 bilden das Gehäuse des Kompressors. Eine Ansaugkammer 3a und eine Ausstoßkammer 3b werden zwischen dem Rückgehäuse 3 und der Ventilplatte 4 gebildet. Kühlmittelgas, das von einem externen Kühlmittelkreislauf (nicht gezeigt) angeliefert wird, wird durch eine Ansaugöffnung 3c direkt in die Ansaugkammer 3a gesaugt.
Die Ventilplatte 4 ist mit Ansaugöffnungen 4a, Ansaugventilen 4b, Auslaßöffnungen 4c und Auslaßventilen 4d versehen. Ein Kurbelgehäuse 5 wird zwischen dem Frontgehäuse 1 und dem Zylinderblock 2 gebildet. Eine Drehwelle 6 ist durch ein Paar
Lager 7 im Frontgehäuse 1 und im Zylinderblock 2 drehbar gelagert und erstreckt sich durch das Kurbelgehäuse 5. Eine Lagerbohrung 2b ist in der Mitte des Zylinderblocks 2 ausgebildet. Das hintere Ende der Drehwelle 6 ist in die Stützbohrung 2b eingesetzt und wird durch die innere Umfangsoberflache der Bohrung 2b mittels des Lagers 7 gelagert.
Eine Stützplatte 8 ist an der Drehwelle 6 befestigt. Eine Taumelscheibe 9, die als Antriebskörper dient, wird durch die Drehwelle 6 so in dem Kurbelgehäuse 5 gelagert, daß sie in Bezug zur Achse L der Welle 6 verschieblich und neigbar ist. Die Taumelscheibe 9 ist durch einen Gelenkmechanismus 10 mit der Stützplatte 8 verbunden. Der Gelenkmechanismus 10 wird durch einen Lagerarm 19 gebildet, der auf der Stützplatte 8 ausgebildet ist, und ein Paar Führungszapfen 20, die auf der Taumelscheibe 9 ausgebildet sind. Die Führungszapfen 20 sind verschieblich in einem Paar Führungsbohrungen 19a eingepaßt, die in dem Lagerarm 19 ausgebildet sind. Der Gelenkmechanismus 10 dreht die Taumelscheibe 9 zusammen mit der Drehwelle 6. Der Gelenkmechanismus 10 führt ferner die Bewegung und die Neigung der Taumelscheibe 9 in der Richtung der Achse L.
Eine Vielzahl an Zylinderbohrungen 2a sind in dem Zylinderblock 2 um die Drehwelle 6 herum ausgebildet. Die Bohrungen 2a erstrecken sich entlang der Richtung der Achse L. Ein hohler, einköpfiger Kolben 11 wird in jeder Zylinderbohrung 2a gehalten. In dem hinteren Abschnitt des Kolbens 11 ist eine Nut 11a ausgebildet. Ein Paar Schuhe 12 ist in den gegenüberliegenden Innenwänden der Nut 11a in einer solchen Art und Weise eingepaßt, daß deren halbkugelförmigen Abschnitte relativ verschieblich sind. Die Taumelscheibe 9 wird zwischen den flachen Abschnitten der Schuhe 12 verschieblich gehalten. Die Drehbewegung der Taumelscheibe 9 wird in eine lineare hin und her gehende Bewegung der Kolben 11 umgewandelt und bewirkt, daß sich jeder Kolben 11 im Inneren der Zylinderbohrung 2a vor und zurück bewegt. Während des Ansaugtakts des Kolbens 11, in
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dem sich dieser vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt bewegt, strömt das Kühlmittelgas durch die Ansaugöffnung 4a, stößt gegen und öffnet das Ansaugventil 4b und gelangt in die Zylinderbohrung 2a. Während des Kompressionstakts des Kolbens 11, in dem sich dieser vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt, wird das Kühlmittelgas in der Zylinderbohrung 2a komprimiert und in die Auslaßkammer 3b ausgestoßen, wenn es durch die Auslaßöffnung 4c strömt und das Auslaßventil 4d aufstößt.
Ein Achsiallager 21 ist zwischen der Stützplatte 8 und dem Frontgehäuse 1 angeordnet. Eine Kompressionsreaktionskraft wirkt auf den Kolben 11, wenn das Kühlmittelgas komprimiert wird. Die Kompressionsreaktionskraft wird durch den Kolben 11, die Taumelscheibe 9, die Stützplatte 8 und das Achsiallager 21 vom Frontgehäuse 1 aufgenommen.
Wie in den Figuren 1 bis 4 gezeigt ist, ist ein Drehbeschränkungsbauteil 22 im hinteren Abschnitt des Kolbens 11 integriert vorgesehen. Das Drehbeschränkungsbauteil 22 hat eine Umfangsoberflache, deren Durchmesser gleich demjenigen der inneren Umfangsoberflache des Frontgehäuses 1 ist. Die Umfangsoberflache des Drehbeschränkungsbauteils 22 berührt die innere Umfangsoberflache des Frontgehäuses 1, um eine Drehung des Kolbens 11 um seine Mittelachse S zu verhindern.
Wie in Figur 1 gezeigt ist, verbindet ein Versorgungskanal 13 die Auslaßkammer 3b mit dem Kurbelgehäuse 5. Ein elektromagnetisches Ventil 14 ist im hinteren Gehäuse 3 im Versorgungskanal 13 angeordnet vorgesehen. Die Aktivierung eines Solenoids 14a in dem elektromagnetischen Ventil 14 bewirkt, daß ein Ventilkörper 14b eine Ventilbohrung 14c schließt. Die Deaktivierung des Solenoids 14a bewirkt, daß der Ventilkörper 14b die Ventilbohrung 14c öffnet.
Ein Druckablaß- bzw. -freigabekanal 6a ist in der Welle 6 ausgebildet. Der Freigabekanal 6a hat einen Einlaß, der zum Kurbelgehäuse 5 offen ist, und einen Auslaß, der zum Inneren der Lagerbohrung 2b hin offen ist. Eine Druckablaß - bzw. freigabebohrung 2c verbindet den Innenraum der Lagerbohrung 2b mit der Ansaugkammer 3a.
Wenn das Solenoid 14a aktiviert wird und der Versorgungskanal 13 geschlossen ist, wird das Hochdruckkühlmittelgas in der Auslaßkammer 3b nicht zum Kurbelgehäuse 5 geleitet. In diesem Zustand strömt das Kühlmittelgas in dem Kurbelgehäuse 5 weiterhin durch den Druckfreigabekanal 6a und die Druckfreigabebohrung 2c in die Ansaugkammer 3a aus. Dies bewirkt, daß sich das Druckniveau in dem Kurbelgehäuse 5 dem niedrigen Druck in der Ansaugkammer 2a nähert. Daher wird die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Kurbelgehäuses 5 und dem Innenraum der Zylinderbohrungen 2a klein und bewirkt, daß die Neigung der Taumelscheibe 9 maximal wird, wie in Figur 1 gezeigt ist. Dies hat zur Folge, daß die Verdrängung des
-20 Kompressors maximal wird.
Wenn das. Solenoid 14a deaktiviert wird und der Versorgungskanal 13 somit geöffnet wird, wird das Hochdruckkühlmittelgas in der Auslaßkammer 3b zum Kurbelgehäuse 5 geleitet und erhöht den Druck in dem Kurbelgehäuse 5. Folglich wird die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des -Kurbelgehäuses 5 und dem Innenraum der Zylinderbohrungen 2a groß und bewirkt, daß die Neigung der Taumelscheibe 9 minimal wird. Daraus folgt, daß die Verdrängung des Kompressors minimal wird.
Der Anschlag eines Stoppers 9a, der auf einer vorderen Oberfläche der Taumelscheibe 9 vorgesehen ist, gegen die Stützplatte 8, verhindert, daß sich die Taumelscheibe 9 über die vorbestimmte maximale Neigung hinaus neigt. Der Anschlag der Taumelscheibe 9 und eines Rings 15, der auf der Drehwelle
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vorgesehen ist, beschränkt die Taumelscheibe 9 an der minimalen Neigung.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird der Druck im Inneren des Kurbelgehäuses 5 durch Öffnen und Schließen des Versorgungskanals 13 entsprechend der Aktivierung und Deaktivierung des Solenoids 14a des elektromagnetischen Ventils 14 eingestellt. Eine Veränderung des Drucks im Inneren des Kurbelgehäuses 5 ändert auch die Differenz zwischen dem Druck in dem Kurbelgehäuse 5, der auf die Vorderseite der Kolben 11 (linke Seite in Figur 1) wirkt, und dem Druck in den Zylinderbohrungen 2a, der auf die Rückseite der Kolben 11 (rechte Seite in Figur 1) wirkt. Dies ändert die Neigung der Taumelscheibe 9. Die Änderung der Neigung der Schrägscheibe ändert den Bewegungshub der Kolben 11 und stellt die Verdrängung des Kompressors ein. Der Solenoid 14a des elektromagnetischen Ventils 14 wird durch einen Regler (nicht gezeigt) gesteuert und wahlweise in Abhängigkeit von Daten wie denjenigen der Kühllast erregt und enterregt. Mit anderen Worten, die Verdrängung des Kompressors wird in Abhängigkeit von der Kühllast eingestellt.
Wie in den Figuren 1 bis 5 gezeigt ist, wird eine ringförmige Nut 16, die als Sammelvorrichtung dient, in der vorderen äußeren Umfangsoberflache eines jeden Kolbens gebildet und erstreckt sich in der Umfangsrichtung. Wie in Figur 4 gezeigt ist, wird die erste Nut 16 an einer Position gebildet, wo die Nut 16 nicht zum Innenraum des Kurbelgehäuses 5 hin bloßliegt, wenn sich der Kolben 11 am unteren Totpunkt befindet. Die Figuren 1 bis 4 zeigen die Taumelscheibe 9 in ihrem maximal geneigten Zustand.
Eine zweite Nut 17, die als Verbindungsvorrichtung dient, ist auch in der äußeren Umfangsoberflache des Kolbens 11 ausgebildet und erstreckt sich entlang seiner Mittelachse S.
Das Grundende der zweiten Nut 17 befindet sich in der Nähe der
ersten Nut 16. Die zweite Nut 17 befindet sich auf der Umfangsoberflache des Kolbens 11 an einer nachstehend beschriebenen Position. Wie in Figur 6 (b) gezeigt ist, wenn man den Kolben 11 so betrachtet, daß die Drehrichtung R der Drehwelle 6 im Urzeigersinn (in dieser Zeichnung wird der Kolben 11 von seiner Rückseite betrachtet) ist, erstreckt sich eine imaginäre gerade Linie M so, daß sie die Achse L der Drehwelle 6 und die Achse S des Kolbens 11 schneidet. Unter den zwei Schnittpunkten Pl, P2, an denen sich die gerade Linie M und die Umfangsoberflache des Kolbens 11 schneiden, wird auf die Position des Schnittpunktes Pl, der sich an der entfernteren Seite der Umfangsoberfläche im Bezug zur Achse L des Kolbens 11 befindet, als 12 Uhr Position Bezug genommen. In diesem Fall befindet sich die zweite Nut 17 innerhalb eines Bereiches E, der zwischen den Positionen gebildet ist, die der 9 Uhr und 10:30 Uhr Position der Umfangsoberfläche des Kolbens 11 entsprechen.
Wie in Figur 2 gezeigt ist, wird die Position und die Länge der zweiten Nut 17 so bestimmt, daß sie nicht von der Zylinderbohrung 2a zum Inneren des Kurbelgehäuses 5 hin bloßliegt, wenn sich der Kolben 11 in die Nähe des oberen Totpunkts bewegt. Die zweite Nut 17 ist nicht mit der ersten Nut 16 verbunden. Wie in Figur 5 gezeigt ist, ist eine innere Bodenoberfläche 18, die am entfernten Ende der Nut 17 gebildet ist, in einer solchen Art und Weise abgeschrägt, daß sie gleichmäßig und kontinuierlich mit der Umfangsoberfläche des Kolbens 11 verbunden ist.
Die Oberfläche des Kolbens 11 wird unter Verwendung eines spitzenlosen Schleifverfahrens geschliffen. Das spritzenlose Schleifverfahren, das nicht dargestellt ist, schleift das Werkstück, oder den Kolben 11, der auf einer Auflage gehalten wird, durch gemeinsames Drehen mit einem Schleifrad ohne Verwendung eines Spannfutters zum Halten des Kolbens 11.
Deshalb wird die Drehachse des Kolbens 11, der auf der Auflage
plaziert ist, instabil, wenn eine Vielzahl an zweiten Nuten 17 in der Umfangsoberflache des Kolbens 11 vorgesehen sind. Dies behindert ein Präzisionsschleifen. Dementsprechend ist es wünschenswert, daß die Anzahl der zweiten Nuten 17 minimiert wird, um ein genaues Schleifen zu ermöglichen, wenn das Spitzenlose Schleifverfahren verwendet wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kolben 11 mit nur einer einzigen zweiten Nut 17 versehen, deren Breite und Tiefe minimiert, aber zur Versorgung mit Schmieröl in das Kurbelgehäuse 5 ausreichend sind.
In dem oben beschriebenen Kompressor wird das Kühlmittelgas in der Ansaugkammer 3a in die Zylinderbohrung 2a eingesaugt, wenn sich jeder Kolben 11 während des Ansaugtakts vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt bewegt. Während diesem Arbeitstakt haftet ein Teil des Schmieröls, das in dem Kühlmittelgas schwebt, an der inneren Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a. Im Gegensatz dazu, wenn jeder Kolben 11 während des Kompressionstakts vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt wird, wird das Kühlmittelgas in der Zylinderbohrung 2a komprimiert und anschließend in die Auslaßkammer 3b ausgestoßen. Während diesem Takt leckt ein Teil des Kühlmittelgases in der Bohrung 2a durch einen engen Spielraum K, der zwischen der äußeren Umfangsoberflache des Kolbens 11 und der inneren Umfangsoberflache der Bohrung 2a ausgebildet ist, als Durchblaßgas in das Kurbelgehäuse 5 hinein. Etwas Schmieröl, das in dem Durchblaßgas enthalten ist, haftet an der inneren Umfangsoberflache der Bohrung 2a.
Das Schmieröl, das an der inneren Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a haftet, wird durch die Kante 16a der ersten Nut 16 des Kolbens 11 entfernt, wenn sich der Kolben 11 hin und her bewegt, und wird in der ersten Nut 16 gesammelt.
Während dem Kompressionstakt des Kolbens 11 erhöht das Kühlmittelgas, das von der Zylinderbohrung 2a leckt
(Durchblaßgas), den Druck in der ersten Nut 16. Die zweite Nut 17 wird durch die innere Umfangsoberfläche der Zylinderbohrung 2a nur dann vollständig geschlossen, wenn sich der Kolben 11 in der Nähe des oberen Totpunkts befindet. Ansonsten liegt zumindest ein Teil der zweiten Nut 17 zum Innenraum des Kurbelgehäuses 5 hin bloß. Deshalb ist der Druck in der zweiten Nut 17 gleich oder etwas höher als der Druck in dem Kurbelgehäuse 5. Die erste Nut 16 ist durch den schmalen Spielraum K mit der zweiten Nut 17 verbunden. Dementsprechend strömt das Schmieröl in der ersten Nut 16 durch den Spielraum K aufgrund der Differenz zwischen dem Druck in der ersten Nut 16 und dem Druck in der zweiten Nut 17 während des Kompressionstakts des Kolbens 11 in die zweite Nut 17. Das Schmieröl, das in die zweite Nut 17 gelangt, strömt durch den Abschnitt der zweiten Nut 17, der zum Innenraum des Kurbelgehäuses 5 bloßliegt, in das Kurbelgehäuse 5 hinein. Das Schmieröl wird durch den Kupplungsabschnitt zwischen der Taumelscheibe 9 und dem Kolben 11, das heißt, zwischen der Taumelscheibe und den Schuhen 12 und zwischen den Schuhen 12 und dem Kolben 11 geliefert. Dies schmiert diese Abschnitte zufriedenstellend.
Wenn die Neigung der Taumelscheibe 9 klein wird, kann die zweite Nut 17 nicht zum Innenraum der Zylinderbohrung 2a hin bloßliegen, sogar wenn sich der Kolben 11 im unteren Totpunkt befindet. In diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch der Abstand zwischen dem entfernten Ende der zweiten Nut 17 und der hinteren Kante des Kolben 11 kurz. Somit wird das Schmieröl in der zweiten Nut 17 durch den Spielraum K leicht zum Kurbelgehäuse 5 ausgestoßen. Dies schmiert den Kupplungsabschnitt zwischen der Taumelscheibe 9 und dem Kolben 11 neben anderen Teilen zufriedenstellend.
Auf diese Art und Weise wird das von der ersten Nut 16, die als Sammelvorrichtung dient, gesammelte Schmieröl durch die zweite
Nut 17, die als eine Verbindungsvorrichtung dient, zum Kurbelgehäuse 5 geliefert.
Während der hin und her gehenden Bewegung des Kolbens 11 wird die Reaktionskraft von der inneren Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a (im Nachfolgenden wird darauf als Seitenkraft Bezug genommen), die durch die Kompressionsreaktionskraft und die Trägheitskraft des Kolbens 11 erzeugt wird, durch den Kolben 11 aufgenommen. Daher ist es vorzuziehen, daß die zweite Nut 17 an einer Position vorgesehen ist, in der der Einfluß der Seitenkraft minimal ist (die Position entspricht dem Bereich E, wie in Figur 6 (b) gezeigt ist) .
Genauer gesagt wird, wie in den Figuren 2 und 7 gezeigt ist, die Kompressionsreaktionskraft, die auf den Kolben 11 wirkt, maximal, wenn sich der Kolben 11 in der Nähe des oberen Totpunkts befindet. Die Kompressionsreaktionskraft und die Trägheitskraft des Kolbens 11 wirken auf die Taumelscheibe 9.
Dementsprechend nimmt der Kolben 11 eine große Reaktionskraft Fs in Abhängigkeit von der resultierenden Kraft Fo der Kompressionsreaktionskraft und der Trägheitskraft der Taumelscheibe 9 auf, die in Bezug zu einer Ebene geneigt ist, die senkrecht zur Mittelachse L der Drehwelle 6 ist. In Abhängigkeit von der Neigung der Taumelscheibe 9 wird die Reaktionskraft Fs in eine Kraftkomponente fi, die entlang der Bewegungsrichtung des Kolbens 11 ausgerichtet ist, und eine Kraftkomponente f2, die zur Mittelachse L der Drehwelle 6 orientiert ist, unterteilt. Die Kraftkomponente £2 wirkt als eine Kraft, die die Rückseite des Kolbens 11 in die Richtung der Kraftkomponente f2 neigt. Somit wird die Umfangsoberflache der Rückseite des Kolbens 11 gegen die innere Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a in der Nähe seiner Öffnung durch eine Kraft gepreßt, die der Kraftkomponente f2 entspricht. Mit anderen Worten, die Umfangsoberflache der Rückseite des Kolbens 11 nimmt eine große Reaktionskraft (Seitenkraft) Fa auf, die
der Kraftkomponente f2 von der inneren Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a in der Nähe ihrer Öffnung entspricht.
Die Position, in der die Seitenkraft Fa auf den Kolben 11 wirkt, variiert, wenn sich der Kolben 11 bewegt. Wenn sich die Taumelscheibe 9 beispielsweise um 90 Grad in die Richtung des Pfeils R aus dem Zustand, der in Figur 2 gezeigt ist, zu dem Zustand, der in Figur 3 gezeigt ist, dreht, dehnt sich das komprimierte Kühlmittelgas, das sich in der Zylinderbohrung 2a befindet, wieder aus, wenn sich der Kolben 11 vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt bewegt. Wenn sich die Taumelscheibe 9 dem Zustand, der in Figur 3 gezeigt ist, nähert, wird die Wiederausdehnung des komprimierten Kühlmittelgases in der Zylinderbohrung 2a vollendet und das Ansaugen des Kühlmittelgases in die Zylinderbohrung 2a wird begonnen. In diesem Zustand wirkt die Kompressionsreaktionskraft nicht auf die Taumelscheibe 9 und die Kraft Fo, die auf den Kolben 11 wirkt, wird hauptsächlich durch die Trägheitskraft gebildet. Demgemäß nimmt der Kolben die Reaktionskraft Fs auf, die hauptsächlich durch die Trägheitskraft gebildet wird. In Abhängigkeit von der Neigung der Taumelscheibe 9 wird die Reaktionskraft Fs in eine Kraftkomponente fi, die entlang der Bewegungsrichtung des Kolbens 11 ausgerichtet ist, und eine Kraftkomponente f2, die zur Drehrichtung R der Taumelscheibe 9 ausgerichtet ist, unterteilt. Die Kraftkomponente f2 wirkt als eine Kraft, die die Rückseite des Kolbens 11 in die Richtung der Kraftkomponente f2 neigt. Somit nimmt der Kolben 11 eine Seitenkraft Fa auf, die der Kraftkomponente f2 von der inneren Umfangsoberfläche der Zylinderbohrung 2a in der Nähe seiner Öffnung entspricht. Wie später beschrieben wird, ist die Kraft Fo, die auf die Taumelscheibe 9 wirkt, im Wesentlichen 0, wenn sich die Taumelscheibe 9 in dem Zustand befindet, der in Figur 3 gezeigt ist. Somit wirkt praktisch keine Seitenkraft Fa auf den Kolben 11.
Wenn die Taumelscheibe 9 weiter um 90 Grad in die Richtung des Pfeils R aus dem Zustand, der in Figur 3 gezeigt ist, in den Zustand, der in Figur 4 gezeigt ist, dreht, befindet sich der Kolben 11 im unteren Totpunkt. In diesem Zustand wird die Ausrichtung der Kraftkomponente f2, die auf den Kolben 11 wirkt, entgegengesetzt zu jener aus Figur 2 (der Zustand, in dem sich der Kolben 11 im oberen Totpunkt befindet). Dementsprechend nimmt der Kolben 11 eine Seitenkraft Fa, die in der entgegengesetzten Richtung zu jener aus Figur 2 ausgerichtet ist, von der inneren Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a in der Nähe seiner Öffnung auf. Das Niveau der Seitenkraft Fa ist größer als das aus Figur 2.
Wie in Figur 2 und in Figur 7 gezeigt ist, nimmt der vordere Abschnitt des Kolbens 11 eine Seitenkraft Fb auf, die der Kraftkomponente f2 von der inneren Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a an deren Innenseite entspricht. Jedoch ist die erste Nut 16 an der Vorderseite des Kolbens 11 vorgesehen. Die zweite Nut 17 ist an einer Position vorgesehen, die zumindest näher an der Rückseite des Kolbens 11 als die erste Nut 16 ist. Dementsprechend wirkt die Seitenkraft Fb nicht direkt auf den Bereich zwischen dem Grundende und dem entfernten Ende der zweiten Nut 17 entlang der gesamten Umfangsoberflache des Kolbens 11. Deshalb muß die Seitenkraft Fb, die auf die Vorderseite des Kolbens 11 wirkt, nicht berücksichtigt werden, wenn die optimale Position der zweiten Nut im Bezug zur Umfangsrichtung des Kolbens 11 bestimmt wird.
Figur 6 (a) zeigt einen Graph, der das Verhältnis zwischen dem Drehwinkel der Drehwelle 6 (das heißt der Position des Kolbens 11) und dem Niveau der Seitenkraft Fa, die auf den Kolben 11 wirkt, zeigt. In diesem Diagramm entspricht der Drehwinkel der Drehwelle 6 Null Grad, wenn sich der Kolben 11 im oberen Totpunkt befindet. Die schematischen Zeichnungen, die unterhalb der Abszisse des Graphen vorgesehen sind, zeigen die Orientierung der Seitenkraft Fa, die auf den Kolben 11 wirkt,
in Entsprechung zu dem Drehwinkel der Drehwelle 6, die entlang der Abszisse gezeigt ist. Die schematischen Zeichnungen zeigen, daß sich die Orientierung des Abschnittes des Kolbens 11, auf den die Seitenkraft Fa wirkt, in der Drehrichtung R der Drehwelle 6 ändert, wenn sich die Drehwelle 6 und die Taumelscheibe 9 drehen. Mit anderen Worten, die Seitenkraft Fa wirkt sequentiell entlang des gesamten Umfangs des Kolbens 11, wenn der Kolben 11 einmal zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt hin und her geh, um die Ansaug- und Kompressionstakte durchzuführen.
Wie in Figur 6 (a) gezeigt ist, wird der Wert der Seitenkraft Fa negativ, wenn sich die Drehwelle 6 um 90 Grad vom Zustand, in dem sich der Kolben im oberen Totpunkt befindet, dreht, das heißt, wenn sich die Taumelscheibe 9 aus dem in Figur 2 gezeigten Zustand in den in Figur 3 gezeigten Zustand dreht. Dies zeigt, daß sich die Orientierung einer jeden Kraft, die in Figur 3 gezeigt ist, umkehrt, bevor die Taumelscheibe 9 den in Figur 3 gezeigten Zustand erreicht.
Der Graph aus Figur 6 (a) zeigt, daß die Seitenkraft, die auf den Kolben 11 wirkt, maximal wird, wenn der Drehwinkel der Drehwelle 6 Null Grad (= 360 Grad) wird, das heißt, wenn sich der Kolben 11 im oberen Totpunkt befindet. Wie in Figur 6 (b) gezeigt ist, entspricht die Position der Umfangsoberflache des Kolbens 11, die die maximale Seitenkraft Fa aufnimmt, der 6 Uhr Position. Wenn eine große Seitenkraft Fa auf die Position, die der 6 Uhr Position entspricht, wirkt, wird ein Bereich El, der sich zwischen den Positionen erstreckt, die der 3 Uhr und der Uhr Position entsprechen, um die 6 Uhr Position auf der Umfangsoberflache des Kolbens 11 herum, stark gegen die innere Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a gepreßt. Deshalb preßt die Kante der zweiten Nut 17 die innere Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a stark, wenn die zweite Nut 17 innerhalb des Bereichs El vorgesehen ist, und kann somit einen Schleifverschleiß oder eine Beschädigung des Kolbens 11 und der
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Zylinderbohrung 2a verursachen. Dementsprechend ist es vorzuziehen, daß die zweite Nut 17 auf der Umfangsoberflache des Kolbens 11 innerhalb eines Bereiches mit Ausnahme des Bereiches El, der sich zwischen der 3 Uhr und der 9 Uhr Position befindet, das heißt, innerhalb eines Bereiches E2, der sich zwischen der 9 Uhr und der 3 Uhr Position erstreckt, vorgesehen wird.
Um den Einfluß der Seitenkraft Fa weiter zu vermeiden, ist es vorzuziehen, daß die zweite Nut 17 in einem Bereich vorgesehen wird, der eine minimale Seitenkraft Fa innerhalb des Bereichs E2 aufnimmt, der sich zwischen der 9 Uhr und der 3 Uhr Position auf der Umfangsoberflache des Kolbens 11 erstreckt. Der Graph aus Figur 6 (a) zeigt, daß die Seitenkraft Fa, die auf den Kolben 11 wirkt, während des Ansaugtakts des Kolbens 11 (wenn sich der Drehwinkel der Drehwelle 6 zwischen 0 Grad und 180 Grad befindet) relativ kleiner ist, als während des Kompressionstakts des Kolbens 11 (wenn sich der Drehwinkel der Drehwelle 6 zwischen 180 Grad und 360 Grad liegt).
Nachdem das Wiederausdehnen des zurückgebliebenen Kühlmittelgases in der Zylinderbohrung 2a während dem Ansaugtakt vollständig beendet wurde, ist die Taumelscheibe 9 frei von einer Kompressionsreaktionskraft und die Kraft, die auf den Kolben 11 wirkt, wird hauptsächlich durch die Trägheitskraft gebildet. Genauer gesagt, wie in Figur 6 (a) gezeigt ist, wenn der Drehwinkel der Drehwelle 6, 90 Grad entspricht (wenn sich die Taumelscheibe 9 in dem Zustand, der in Figur 3 gezeigt ist, befindet), gibt es fast keine Seitenkraft Fa, die auf die Umfangsoberflache des Kolbens 11 in der Position, die der 9 Uhr Position entspricht, wirkt. Dementsprechend wird die Seitenkraft Fa, die auf den Kolben wirkt, während des Ansaugtakts relativ kleiner als während des Kompressionstakts, indem die Kompressionsreaktionskraft erzeugt wird. Mit anderen Worten ist die Seitenkraft Fa, die innerhalb des Bereichs E2, der sich zwischen der 9 Uhr und der 3 Uhr
Position auf der Umfangsoberfläche des Kolbens 11 befindet, die auf den Bereich zwischen der 9 Uhr und der 12 Uhr Position wirkt, relativ kleiner als die Seitenkraft Fa, die in dem Bereich zwischen der 12 Uhr und der 3 Uhr Position wirkt. 5
Wie zusätzlich in Figur 6 (a) gezeigt ist, wirkt eine relativ große Seitenkraft Fa auf die Umfangsoberfläche des Kolbens 11 in einer Position, die der 12 Uhr Position entspricht, wenn der Kolben 11 im unteren Totpunkt angeordnet ist. Wenn sich der Kolben 11 dem unteren Totpunkt nähert, wird die Länge des Kolbens 11, die von der Zylinderbohrung 2a abgestützt wird, kurz. Somit besteht eine Tendenz für den Kolben 11, instabil zu werden. Deshalb ist es vorzuziehen, daß die zweite Nut 17 nicht auf der Umfangsoberfläche des Kolbens 11 in der Nähe der 12 Uhr Position vorgesehen ist.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Nut 17 in dem Bereich E vorgesehen, der sich zwischen der 9 Uhr Position und der 10:30 Uhr Position auf der Umfangsoberfläche des Kolbens 11 erstreckt, wie in Figur 6 (b) gezeigt ist.
Die folgenden Vorteile werden anhand des ersten Ausführungsbeispiels, das die obige Konstruktion hat, erhalten.
(1) Das in der ersten Nut 16 gesammelte Schmieröl wird mittels der zweiten Nut 17, die sich auf dem Kolben 11 so erstreckt, daß sie entlang der Mittelachse S verläuft, wirksam zum Kolbengehäuse 5 geliefert. Deshalb werden verschiedene Teile in dem Kurbelgehäuse 5, wie der Kupplungsabschnitt zwischen der Taumelscheibe 9 und dem Kolben 11, zufriedenstellend geschmiert, sogar wenn das Kühlmittelgas aus dem externen Kühlmittelkreislauf, ohne durch die Ansaugkammer 3a zu strömen, in die Ansaugkammer 3a eingesaugt wird.
(2) Die ringförmige erste Nut 16, die in der Umfangsrichtung des Kolbens 11 gebildet ist, liegt nicht zur Innenseite der
Zylinderbohrung 2a bloß, sogar wenn sich der Kolben 11 im unteren Totpunkt befindet. Somit stört sich die erste Nut 16 nicht mit der Kante der Zylinderbohrung 2a. Die zweite Nut 17, die sich in der Richtung der Achse S des Kolbens 11 erstreckt, stört sich auch nicht mit der Kante der Zylinderbohrung 2a. Dementsprechend bewegt sich der Kolben 11 gleichmäßig hin und her. Des weiteren werden ein Schleifverschleiß und eine Beschädigung des Kolbens 11 und der Zylinderbohrung 2a verhindert.
10
(3) Die ringförmige erste Nut 16 sammelt das an der gesamten inneren Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a haftende Öl. Somit ist es möglich, die Menge an Schmieröl, die in das Kurbelgehäuse 5 geliefert wird, zu maximieren.
(4) In dem Kompressor dieses Ausführungsbeispiels wird die Drehbewegung der Taumelscheibe 9 in eine hin und her gehende Bewegung des Kolbens 11 umgewandelt. In einem solchen Kompressor wird der Kolben 11 durch die Kompressionsreaktionskraft, die auf die Taumelscheibe 9 wirkt, und die Trägheitskraft des Kolbens 11 gegen die Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a gepreßt. Dementsprechend ist es insbesondere effektiv, die Konstruktion der vorliegenden Erfindung in einem Kompressor einer solchen Bauart zu verwirklichen.
(5) Die erste Nut 16 und die zweite Nut 17 sind nicht direkt auf der Umfangsoberflache des Kolbens 11 miteinander verbunden. Die Nuten 16, 17 stehen durch den engen Spielraum K, der zwischen dem Kolben 11 und der Zylinderbohrung 2a gebildet wird, miteinander in Verbindung. Dementsprechend strömt das Kühlmittelgas in der ersten Nut 16 in einem Zustand, der von dem Spielraum K eingeschränkt ist, in die zweite Nut 17. Dies verlangsamt die Strömung des Kühlmittelgases. Somit, wenn sich der Kolben 11 in der Nähe des oberen Totpunkts befindet, wird verhindert, daß das Hochdruckkühlmittelgas in der
Zylinderbohrung 2a abrupt durch die Nuten 16, 17 in die Zylinderbohrungen 2a strömt. Folglich wird eine Abnahme des Kompressionswirkungsgrades des Kompressors letztlich verhindert.
5
(6) Die innere Bodenoberfläche am entfernten Ende der zweiten Nut 17 ist eine abgeschrägte Oberfläche, die allmählich mit der Umfangsoberflache des Kolbens 11 verbunden ist. Somit wird verhindert, daß sich die entfernte Kante der zweiten Nut 17 mit der Kante der Zylinderbohrung 2a stört, wenn sich der Kolben 11 vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt. Folglich bewegt sich der Kolben 11 gleichmäßig, während ein Schleifverschleiß und eine Beschädigung des Kolbens 11 und der Zylinderbohrung 2a wirksam verhindert werden.
(7) Die zweite Nut 17 ist auf der Umfangsoberflache des Kolbens 11 an einer Position ausgebildet (die Position entspricht dem Bereich E in Figur 6 (b)), in der der Einfluß der Seitenkraft Fa, der durch die Kompressionsreaktionskraft und die . Trägheitskraft des Kolbens 11 erzeugt wird, minimal ist.
Dementsprechend wird verhindert, daß der Abschnitt der zweiten Nut 17 im Kolben 11 stark durch die Zylinderbohrung 2a gepreßt wird. Dies verhindert weiterhin wirksam einen Schleifverschleiß und eine Beschädigung des Kolbens 11 und der Zylinderbohrung 2a.
(8) Da der Kolben 11, der hohl ist, ein leichtes Gewicht hat, ist die Trägheitskraft des Kolbens 11 klein. Wenn die Trägheitskraft klein ist, wird ein Schleifverschleiß und eine Beschädigung des Kolbens 11 und der Zylinderbohrung 2a weiterhin wirksam verhindert.
(9) Die thermische Ausdehnung des Kolbens 11 findet statt, wenn durch den Betrieb des Kompressors die Temperatur des Kompressors allmählich zunimmt. Die thermische Ausdehnungsrate in hohlen Gegenständen ist etwas kleiner als diejenige von
massiven Gegenständen. Der Kolben 11 in diesem Ausführungsbeispiel ist hohl. Dies verhindert, daß der Spielraum K, der zwischen der Umfangsoberflache des Kolbens 11 und der inneren Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a gebildet ist, aufgrund der thermischen Ausdehnung des Kolbens 11 klein wird. Somit wird eine Zunahme des Gleitwiderstandes zwischen dem Kolben 11 und der Zylinderbohrung 2a verhindert.
(10) Der Kompressor dieses Ausführungsbeispiels ist ein Kompressor der variablen Verdrängungsbauart, dessen Verdrängungsvolumen gesteuert werden kann. In einem solchen Kompressor ist eine Kupplung, die eine Antriebskraft überträgt und abkoppelt, zwischen einer externen Anziehungsquelle und der Drehwelle des Kompressors nicht vorgesehen. Die externe Antriebskraft und der Kompressor sind direkt miteinander verbunden. Somit wird der Kompressor dieses Ausführungsbeispiels so lange betrieben, wie sich die externe Antriebsquelle bewegt. Eine zufriedenstellende Schmierung eines jeden Teils ist in einem solchen Kompressor wichtig. Mit anderen Worten, es ist sehr effektiv, den Kolben 11 dieses Ausführungsbeispiels, der mit der ersten Nut 16 und der zweiten Nut 17 versehen ist, in einem Kompressor der variablen Verdrängungsbauart zu verwenden.
Das obige erste Ausführungsbeispiel kann auch wie nachstehend beschrieben abgewandelt werden.
Eine erste abgewandelte Form wird nun beschrieben. Wie in einer übertriebenen Art in Figur 7 gezeigt ist, wird der Kolben 11 in der Zylinderbohrung 2a in einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn, wie in der Zeichnung gezeigt ist, geneigt, wenn sich der Kolben 11 nahe des oberen Totpunktes befindet. Dies bewirkt, daß die untere Seite der ersten Nut 16, von der Zeichnung aus gesehen, zur inneren Seite der Zylinderbohrung 2a geöffnet ist. Folglich leckt das Hochdruckkühlmittelgas, das in der Zylinderbohrung 2a
komprimiert ist, in die erste Nut 16 und senkt den
Kompressionswirkungsgrad.
Somit ist die erste Nut 16 in der ersten abgewandelten Form nur auf der oberen Hälfte der Umfangsoberflache des Kolbens 11
vorgesehen, wie in Figur 8 gezeigt ist. Mit anderen Worten, die erste Nut 16 wird in der Umfangsoberflache des Kolbens 11 nur
innerhalb eines Bereiches E 2 gebildet, der sich zwischen der 9 Uhr und der 3 Uhr Position befindet, wie in Figur 6 (b) gezeigt ist. Diese Konstruktion verhindert, daß die erste Nut 16 zur
Innenseite der Zylinderbohrung 2a geöffnet wird, sogar wenn
sich der Kolben 11 nahe des oberen Totpunktes befindet und wie
in Figur 7 gezeigt, geneigt ist. Folglich leckt das
Hochdruckkühlmittelgas, das in der Zylinderbohrung 2a
komprimiert ist, nicht in die erste Nut 16. Somit wird eine
Abnahme des Kompressionswirkungsgrades des Kompressors
verhindert.
Eine zweite abgewandelte Form wird nun beschrieben. In der
zweiten abgewandelten Form ist die zweite Nut 17 mit der ersten Nut 16, wie in Figur 9 gezeigt ist, verbunden. Dies ermöglicht, daß das Schmieröl in der ersten Nut 16 gleichmäßig in die
zweite Nut 17 fließt.
Eine dritte abgewandelte Form wird nun beschrieben. In dem
dritten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das entfernte Ende
der zweiten Nut 17 zur hinteren Umfangskante des Kolbens 11 und die zweite Nut 17 ist immer direkt mit dem Kurbelgehäuse 5
verbunden. Dies verhindert eine Störung zwischen dem entfernten Ende der zweiten Nut 17 und der Kante des der Zylinderbohrung
2a, wenn sich der Kolben 11 vom oberen Totpunkt zum unteren
Totpunkt bewegt. Folglich bewegt sich der Kolben 11 gleichmäßig weiter hin und her und ein Schleifverschleiß und eine
Beschädigung des Kolbens 11 und der Zylinderbohrung 2a wird
weiterhin sicher verhindert. Zusätzlich gelangt das Schmieröl
in der zweiten Nut 17 weiterhin gleichmäßig in das
Kurbelgehäuse 5. Wie mit der doppelt-punktiert gestrichelten Linie in Figur 10 gezeigt ist, kann in der dritten abgewandelten Form die zweite Nut 17 weiter mit der ersten Nut 16 verbunden sein, um die erste Nut 16 in derselben Art und Weise wie in der oben beschriebenen zweiten abgewandelten Form mit dem Kurbelgehäuse 5 konstant zu verbinden.
Nun wird eine vierte abgewandelte Form beschrieben. Wie in der Figur 11 (a) gezeigt ist, sind in dem vierten Ausführungsbeispiel eine Vielzahl (3 in der Zeichnung) an langgestreckten Löchern wie Nuten 16a, 16b und 16c entlang der Umfangsrichtung des Kolbens 11 angeordnet. Die zweite Nut 17 wird durch eine Vielzahl an Nuten 17a, 17b, 17c gebildet, von denen jede jeweils der Nut 16a, 16b, 16c entspricht. Wie in der doppelt gestrichelten Linie in Figur 11 (a) gezeigt ist, kann sich zumindest eine der drei Nuten 17a, 17b, 17c, die die zweite Nut 17 bilden, zur hinteren Umfangskante des Kolbens 11 erstrecken, so daß sie konstant mit dem Kurbelgehäuse 5 verbunden ist.
Wie in Figur 11 (b) gezeigt ist, sind in einer fünften abgewandelten Form die Nuten 17a, 17b, 17c der vierten abgewandelten Form jeweils mit den entsprechenden Nuten 16a, 16b, 16c verbunden. Wie durch die doppelt-punktiert gestrichelte Linie in Figur 11 (b) gezeigt ist, kann zumindest eine der drei Nuten 17a, 17b, 17c, die die zweite Nut 17 bilden, zur hinteren Umfangskante des Kolbens 11 verlängert werden, so daß sie konstant mit dem Kurbelgehäuse 5 verbunden ist.
Wie in Figur 11 (c) gezeigt ist, sind in einer sechsten abgewandelten Form die Seitennuten 17a, 17c in der Mitte mit der Mittelnut 17b in der zweiten Nut 17 der vierten abgewandelten Form verbunden. Wie mit der doppelt punktiertgestrichelten Linie in Figur 11 (c) gezeigt ist, kann die Mittelnut 17b zur hinteren Umfangskante des Kolbens 11
verlängert sein, so daß sie konstant mit dem Kurbelgehäuse 5 verbunden ist.
Wie in Figur 12 gezeigt ist, erstrecken sich in einer siebten abgewandelten Form eine Vielzahl an zweiten Nuten 17 spiralförmig entlang der Umfangsoberflache des Kolbens 11. Obwohl die zweiten Nuten 17 in der Zeichnung so dargestellt sind, daß sie mit der ersten Nut 16 verbunden sind, müssen die Nuten 17 nicht mit der ersten Nut 16 verbunden sein. Die spiralförmigen zweiten Nuten 17 sammeln das Schmieröl, das an der inneren Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a haftet, zusammen mit der ersten Nut 16. Dies erlaubt, daß eine größere Menge an Schmieröl in den Nuten gesammelt wird und ermöglicht es, daß eine größere Menge an Schmieröl in das Kurbelgehäuse geliefert wird. Die Vielzahl an zweiten Nuten 17 sind entlang der Umfangsrichtung des Kolbens 11 mit einem gleichen Abstand zwischeneinander angeordnet. Dies stabilisiert den Drehmittelpunkt des Kolbens 11, wenn der Kolben 11 mit dem spitzenlosen Schleifverfahren geschliffen wird. Somit kann der Kolben 11 mit hoher Präzision geschliffen werden.
Wie durch die doppelt-punktiert gestrichelte Linie in Figur 5 gezeigt ist, ist in der achten abgewandelten Form die zweite Nut 17 in der inneren Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a ausgebildet. Die zweite Nut 17 erstreckt sich zur Kante der Zylinderbohrung 2a, so daß die konstant mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist. In diesem Fall kann die Umfangsoberflache des Kolbens 11 entweder mit der zweiten Nut 17 versehen sein, oder nicht.
Wie durch die doppelt-punktiert gestrichelte Linie in Figur 6 (b) gezeigt ist, ist in der neunten abgewandelten Form die zweite Nut 17 in einem Bereich E3 vorgesehen, der sich zwischen der 7:30 Uhr und der 9 Uhr Position der Umfangsoberflache des Kolbens 11 erstreckt. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird der Bereich El, der sich zwischen der 3 Uhr und der 9 Uhr
Position um die 6 Uhr Position herum erstreckt, stark gegen die innere Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a gepreßt, wenn eine große Seitenkraft Fa in einer Position auf die Umfangsoberfläche des Kolbens 11 wirkt, die der 6 Uhr Position entspricht. Jedoch ist die am stärksten gepreßte Position die 6 Uhr Position. Die Preßkraft wird an Positionen schwächer, die von der 6 Uhr Position weiter entfernt sind. Dementsprechend wird der Bereich E3, der sich separat von der 6 Uhr Position und zwischen der 7:30 Uhr und der 9 Uhr Position erstreckt, nicht so stark gegen die innere Umfangsoberfläche der Zylinderbohrung 2a gepreßt. Zusätzlich, wie in Figur 6 (a) gezeigt ist, wird der Wert der Seitenkraft Fa kurz bevor der Drehwinkel der Drehwelle 6, 90 Grad erreicht, negativ. Dies zeigt, daß die Seitenkraft Fa nicht direkt auf die Umfangsoberfläche des Kolbens 11 im Bereich E3, der sich zwischen der 7:30 Uhr und der 9 Uhr Position erstreckt, wirkt.
Dementsprechend gibt es keine Probleme, wenn die. zweite Nut 17 im Bereich E3 vorgesehen ist, der sich zwischen der 7:30 und der 9 Uhr Position auf der Umfangsoberfläche des Kolbens 11 erstreckt.
Nun wird ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren 13 bis 18 beschrieben. Im zweiten Ausführungsbeispiel werden die Teile, die identisch zu denjenigen im ersten Ausführungsbeispiel sind, mit den selben Bezugszeichen versehen und nicht beschrieben. Im allgemeinen gilt, daß Teile, die sich vom ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden, im Nachfolgenden beschrieben werden.
Wie in Figur 13 gezeigt ist, hat der Kompressor des zweiten Ausführungsbeispiels eine Konstruktion, die im Wesentlichen ähnlich zu derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels ist. Mit anderen Worten, die Drehbewegung der Taumelscheibe 9, die durch die Drehung der Drehwelle 6 erzeugt wird, wird in eine hin und
her gehende Bewegung des Kolbens 11 in der Zylinderbohrung 2a mittels der Schuhe 12 umgewandelt.
Eine Riemenscheibe 26 ist am vorderen Ende der Drehwelle 6 befestigt. Die Riemenscheibe 26 wird durch das vordere Ende des Frontgehäuses 11 mittels eines Schrägkugellagers 27 drehbar gelagert. Die Riemenscheibe 26 ist durch einen Riemen 28 wirksam mit einem Fahrzeugmotor (nicht gezeigt) verbunden, der eine externe Antriebskraft darstellt. Das Schrägkugellager 27 nimmt eine Last, die in der Achsialrichtung und in der Radialrichtung wirkt, auf.
Eine Unterbringungsbohrung 29 ist in der Mitte des Zylinderblocks 1 ausgebildet und erstreckt sich entlang der Achse L der Drehwelle 6. Eine röhrenförmige Spule 30, die ein geschlossene Rückseite hat, ist verschieblich in der Unterbringungsbohrung 29 untergebracht. Eine Spiralfeder 31 ist zwischen der Spule 30 und der inneren Umfangsoberflache der Unterbringungsbohrung 29 angeordnet. Die Spiralfeder 31 drängt die Spule 30 zur Taumelscheibe 9.
Das hintere Ende der Drehwelle 6 wird in die Spule 30 eingesetzt. Ein Radiallager 32 ist zwischen dem hinteren Ende der Drehwelle 6 und der inneren Umfangsoberflache der Spule angeordnet. Das hintere Ende der Drehwelle 6 wird durch die innere Umfangsoberflache der Unterbringungsbohrung 29 mittels des Lagers 32 und der Spule 30 gelagert. Das Lager 32 kann zusammen mit der Spule 30 entlang der Achse L der Drehwelle 6 bewegt werden. Ein Achsiallager 33 ist auf der Drehwelle 6 zwischen der Spule 30 und der Taumelscheibe 9 angeordnet. Das Achsiallager 33 ist entlang der Achse L der Drehwelle 6 beweglich.
Ein Ansaugkanal 34 ist in der Mitte des Rückgehäuses 3 ausgebildet. Der Ansaugkanal 34 steht mit der Unterbringungsbohrung 29 in Verbindung. Eine
Positionieroberfläche 35 ist auf der Ventilplatte 4 zwischen der Unterbringungsbohrung 2 9 und der Ansaugkammer 34 ausgebildet. Die hintere Endseite der Spule 30 kann gegen die Positionieroberfläche 35 angeschlagen werden. Der Anschlag der hinteren Endseite der Spule 30 gegen die Positionieroberfläche 35 beschränkt die Spule 30 daran, sich von der Taumelscheibe 9 weg zu bewegen und schneidet auch die Verbindung zwischen dem Ansaugkanal 34 und dem Unterbringungskanal 29 ab.
Wenn sich die Taumelscheibe 9 zur Spule 30 hin bewegt, wenn sich deren Neigung vermindert, preßt die Taumelscheibe 9 die Spule 30 durch das Achsiallager 33. Somit wird die Spule 30 entgegen der drängenden Kraft der Spiralfeder 31 zur Positionieroberfläche 35 bewegt. Dies stößt die Spule 30 gegen die Positionieroberfläche 35. Der Anschlag schränkt die Taumelscheibe 9 so ein, daß deren Neigung minimal ist. Die minimale Neigung der Taumelscheibe 9 ist etwas größer als Null Grad. Die Neigung der Taumelscheibe 9 entspricht Null Grad, wenn sie auf einer Ebene, die senkrecht zur Drehwelle 6 ist, angeordnet ist.
Die Ansaugkammer 3a steht mit der Unterbringungsbohrung 29 durch eine Verbindungsöffnung' 36 in Verbindung. Wenn die Spule 30 gegen die Positionieroberfläche 35 stößt, wird die Verbindungsöffnung 36 von dem Ansaugkanal 34 getrennt. Ein Druckablaß- bzw- freigabekanal 6a, der in der Drehwelle 6 ausgebildet ist, hat einen Einlaß, der mit dem Kurbelgehäuse 5 verbunden ist, und einen Auslaß, der mit dem Inneren der Spule 30 verbunden ist. Eine Druckentspannungsöffnung 37 ist in der Umfangsoberflache der Spule 30 an ihrem hinteren Ende ausgebildet. Die Druckentspannungsbohrung 37 verbindet das Innere der Spule 30 mit der Unterbringungsbohrung 29.
Ein äußerer Kühlmittelkreislauf 37 verbindet den Ansaugkanal 34, durch den Kühlmittelgas zur Ansaugkammer 3a angesaugt wird, und eine Auslaßöffnung 38, durch die Kühlmittelgas von der
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Auslaßkammer 3b ausgestoßen wird. Der externe Kühlmittelkreislauf 37 ist mit einem Kondensator 39, einem Ausdehnungsventil 40 und einem Verdampfer 41 ausgestattet. Ein Temperatursensor 42 ist in der Nähe des Verdampfers 41 angeordnet. Der Temperatursensor 42 erfaßt die Temperatur des Verdampfers 41 und sendet ein Signal, das der erfaßten Temperatur entspricht, an einen Regler C.
Der Regler C regelt das Solenoid 14a des elektromagnetischen Ventils 14 in Abhängigkeit von dem Signal des Temperatursensors 42. Der Regler C enterregt das Solenoid 14a, um die Frostbildung im Verdampfer 41 zu verhindern, wenn die von dem Temperatursensor 42 erfaßte Temperatur gleich oder niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, wenn ein Aktivierungsschalter 43 zur Aktivierung einer Klimaanlage eingeschaltet ist. Der Regler C enterregt das Solenoid 14a ferner, wenn der Aktivierungsschalter 43 ausgeschaltet wird.
Das Hochdruckkühlmittelgas in der Auslaßkammer 3b wird zum Kurbelgehäuse 5 geliefert, wenn das Enterregen des Solenoids 14a den Versorgungskanal 13 öffnet. Dies erhöht den Druck in dem Kurbelgehäuse 5. Somit wird in derselben Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel die Taumelscheibe 9 in die minimale Neigung bewegt. Wenn die Spule 30 gegen die Positionieroberfläche 35 stößt, wird die Neigung der Taumelscheibe 9 minimal und der Ansaugkanal 34 wird von der Ansaugkammer 3a getrennt. Dementsprechend hört das Kühlmittelgas auf, von dem externen Kühlmittelkreislauf 37 in die Ansaugkammer 3a zu strömgen. Dies stoppt die Zirkulation des Kühlmittelgases zwischen dem externen Kühlmittelkreislauf 37 und dem Kompressor.
Da die minimale Neigung der Taumelscheibe 9 nicht Null Grad ist, wird das Kühlmittelgas von der Ansaugkammer 3 in die Zylinderbohrung 2a eingesaugt und von der Zylinderbohrung 2a in die Auslaßkammer 3b ausgestoßen, sogar wenn die Neigung der
Taumelscheibe 9 minimal wird. Deshalb, wenn die Neigung der Taumelscheibe 9 minimal ist, zirkuliert das Kühlmittelgas durch einen Zirkulationskanal in dem Kompressor, wobei es durch die Auslaßkammer 3a, den Versorgungskanal 13, das Kurbelgehäuse 5, den Druckentlastungskanal 6a, die Druckentlastungsöffnung 30a, die Ansaugkammer 3a und die Zylinderbohrung 2a fließt. Dementsprechend schmiert das Schmieröl, das zusammen mit dem Kühlmittelgas strömt, jedes Teil in dem Kompressor. Eine Druckdifferenz wird zwischen der Ausstoßkammer 3, dem Kurbelgehäuse 5 und der Ansaugkammer 3a erzeugt. Die Druckdifferenz und die Querschnittsfläche der Druckentspannungsöffnung 30a haben starken Einfluß auf die Stabilisierung der Taumelscheibe 9 in der minimalen Neigung.
Wenn das Erregen des Solenoids 14a den Versorgungskanal 13 schließt, strömt das Kühlmittelgas in dem Kurbelgehäuse 5 durch den Druckentlastungskanal 6a und die Druckentlastungsöffnung 30a in die Ansaugkammer 3a. Dies bewirkt, daß sich der Druck in dem Kühlgehäuse 5 dem niedrigen Druck in der Ansaugkammer 3a annähert. Somit bewegt sich die Taumelscheibe 9 in derselben Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel zur maximalen Neigung.
Figur 14 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie 14-14 in Figur 13. Figur 14 zeigt hauptsächlich einen Gelenkmechanismus 10, der die Taumelscheibe 9 und die Stützplatte 8 miteinander koppelt und das Drehbeschränkungsbauteil 22, das auf dem Kolben 11 vorgesehen ist, um die Drehung des Kolbens 11 zu verhindern. Figur 15 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie 15-15 in Figur 13. Figur 15 zeigt hauptsächlich die Ansaugkammer 3a, die in dem Rückgehäuse 3 ausgebildet ist, und das Verhältnis zwischen der Auslaßkammer 3b und der Zylinderbohrung 2a.
Wie in Figur 13 und den Figuren 16 bis 18 gezeigt ist, sind eine Vielzahl an Nuten 44 entlang der Mittelachse S des Kolbens 11 in der Außenumfangsoberflache des Kolbens 11 ausgebildet.
Mit anderen Worten, die erste Nut 16, die im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, wird im zweiten Ausführungsbeispiel nicht verwendet. Es sind nur die Nuten 44, die der zweiten Nut 17 entsprechen, vorgesehen. Die Nuten 44 sind in der Umfangsoberflache des Kolbens 11 an Positionen, die nachstehend beschrieben werden, vorgesehen. Wie in Figur 17 gezeigt ist, erstreckt sich die imaginäre gerade Linie M, die die Achse L der Drehwelle 6 und die Achse S des Kolbens 11 schneidet, in der selben Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel, wenn man den Kolben 11 so betrachtet, daß die Drehrichtung R der Drehwelle 6 im Urzeigersinn ist (in dieser Zeichnung wird der Kolben 11 von seiner Vorderseite aus betrachtet). Unter den zwei Schnittpunkten Pl, P2, an denen sich die gerade Linie M und die Umfangsoberflache des Kolbens 11 schneiden, wird auf die Position des Schnittpunkts Pl, der sich an der entfernteren Seite der Umfangsoberflache im Bezug zur Achse L des Kolbens 11 befindet, als 12 Uhr Position Bezug genommen.
In Figur 13 ist der Kolben 11, der in der unteren Seite gezeigt ist, im unteren Totpunkt angeordnet. Wenn der Kolben 11 in der Nähe des unteren Totpunkts angeordnet ist, liegen die Abschnitte der Nuten 44 von der Zylinderbohrung 2a zum Inneren des Kurbelgehäuses 5 bloß.
Wie in Figur 17 gezeigt ist, sind ein Paar Ausnehmungen 45 in der Umfangsoberflache des Kolbens 11 in einem Bereich El, der sich zwischen der 3 Uhr und der 9 Uhr Position ersteckt, ausgebildet. Durch Vorsehen der Ausnehmungen 45 wird der Kolben 11 hohl. Folglich wird das Gewicht des Kolbens 11 in der gleichen Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel vermindert. Die Ausnehmungen 45 sind zur äußeren Umfangsoberflache des Kolbens 11 geöffnet und erstrecken sich entlang der Mittelachse S des Kolbens 11. Dementsprechend haben die Ausnehmungen 45 in der selben Art und Weise wie die Nuten
44 die gleiche Funktion wie die zweite Nut 17 des ersten Ausführungsbeispiels.
Wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, wird ein Bereich El, der sich zwischen der 3 Uhr und der 9 Uhr Position um die 6 Uhr Position herum auf der Umfangsoberfläche erstreckt, stark gegen die innere Umfangsoberfläche der Zylinderbohrung 2a gepreßt, wenn eine große Seitenkraft Fa auf die 6 Uhr Position an der Umfangsoberfläche des Kolbens 11 wirkt. Zusätzlich, wenn sich der Kolben 11 im unteren Totpunkt befindet, wirkt eine relativ große Seitenkraft Fa auf die 12 Uhr Position auf der Umfangsoberfläche des Kolbens 11.
Wenn sich ferner der Kolben 11 während des Ansaugtakts zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt befindet, wie in Figur 16 gezeigt ist, nimmt der Kolben 11 eine Reaktionskraft Fs auf, die der resultierenden Kraft Fo der Kompressionsreaktionskraft und der Trägheitskraft der Taumelscheibe 9 entspricht. Die Reaktionskraft Fs ist in eine Kraftkomponente fi, die entlang der Bewegungsrichtung des Kolbens 11 orientiert ist, und in eine Kraftkomponente f2, die in die Drehrichtung R der Taumelscheibe 9 orientiert ist, unterteilt. Die Kraftkomponente £2 wirkt als eine Kraft, die die Rückseite des Kolbens 11 in die Richtung der Kraftkomponente f2 neigt. Zusätzlich ist ein Gleitwiderstand zwischen der Taumelscheibe 9 und den Schuhen 12 vorgesehen. Daher erzeugt die Drehung der Taumelscheibe 9 eine Kraft, die die Rückseite des Kolbens 11 in die gleiche Richtung wie die Kraftkomponente f2 neigt. Dementsprechend wirkt eine große Seitenkraft Fa auf die Umfangsoberfläche des Kolbens 11 in der 3 Uhr Position, wenn die Drehzahl der Taumelscheibe 9 hoch ist.
Unter Berücksichtigung des oben beschriebenen, sind in diesem Ausführungsbeispiel die Nuten 44 auf der Umfangsoberflache des Kolbens 11 an Stellen mit Ausnahme der 12Uhr Position und dem Bereich, der sich zwischen der 3 Uhr und der 9 Uhr Position
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erstreckt, vorgesehen. Mit anderen Worten, die Nuten 44 sind in der Umfangsoberfläche des Kolbens 11 an Positionen ausgebildet, wo der Einfluß der Seitenkraft Fa gering ist. Dementsprechend wird verhindert, daß der Abschnitt der Nuten 44 in dem Kolben 11 durch die Zylinderbohrung 2a stark gepreßt wird. Dies ermöglicht, daß der Kolben 11 gleichmäßig in der Zylinderbohrung 2a gleitet.
Das an der inneren Umfangsoberfläche der Zylinderbohrung 2a haftende Schmieröl wird ferner während der Hin und herbewegung des Kolbens 11 in dem zweiten Ausführungsbeispiel in den Nuten 44 gesammelt. Wenn sich der Kolben 11 in die Nähe des unteren Totpunktes bewegt, werden die Nuten 44 zum Inneren des Kurbelgehäuses 5 von der Zylinderbohrung 2a freigelegt und das in den Nuten 44 gesammelte Schmieröl wird in das Kurbelgehäuse 5 geliefert. Somit kann der Kupplungsabschnitt zwischen der Taumelscheibe 9 und dem Kolben 11 in derselben Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel zufriedenstellend geschmiert werden, sogar wenn die Umfangsoberfläche des Kolbens 11 nur mit den Nuten 44 versehen ist, die sich entlang der Mittelachse S desselben Kolbens 11 erstrecken.
Da das zweite Ausführungsbeispiel die erste Nut 16 des ersten Ausführungsbeispiels nicht verwendet, treten solche Probleme wie eine Störung zwischen einer Nut, die sich in der Umfangsrichtung des Kolbens 11 und der Kante der Zylinderbohrung 2a erstreckt, nicht auf. Zusätzlich können die vorteilhaften Auswirkungen des ersten Ausführungsbeispiels durch Vorsehen der Nuten 44 an Stellen, die einen geringen Einfluß von der Seitenkraft Fa aufnehmen, erhalten werden. Des weiteren sind die vorteilhaften Effekte, daß der Kolben 11 in einer hohlen Art und Weise ausgestaltet ist, die gleichen wie im ersten Ausführungsbeispiel.
Der Gleitwiderstand zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Kolbens 11 und der inneren Umfangsoberfläche der
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Zylinderbohrung 2a wird größer, wenn der Spielraum K zwischen der äußeren Umfangsoberflache des Kolbens 11 und der inneren Umfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a kleiner wird. Dies liegt an einer Haftkraft, die zwischen dem Kolben 11 und der Zylinderbohrung 2a durch eine Kraft, die zwischen den Molekülen des Schmieröls, das in dem Kühlmittelgas enthalten ist, wirkt, erzeugt wird. Die Haftkraft wird kleiner, wenn der Spielraum K größer wird. Das Schmieröl befindet sich zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Kolben 11 und der inneren Umfangsoberfläche der Zylinderbohrung 2a. Das Kühlmittelgas in der Zylinderbohrung 2a, das während der Kompression durch den Spielraum K in das Kurbelgehäuse 5 leckt, wird somit unterdrückt. Es ist wichtig, daß die Leckage des Kühlmittelgases unterdrückt wird, um den Kompressionswirkungsgrad des Kompressors zu verbessern. Somit wird die Tiefe der Nuten 44 so bestimmt, daß die Haftkraft, die durch die Kraft erzeugt wird, die zwischen den Molekülen des Schmieröls wirkt, zu minimieren und innerhalb eines Bereiches zu legen, der die Kühlmittelgasleckage-Unterdrückungsfunktion des Schmieröls nicht verschlechtert. Solche Nuten 44 verringern den Gleitwiderstand zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Kolbens 11 und der inneren Umfangsoberfläche der Zylinderbohrung 2a.
Ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel ist der Kompressor dieses Ausführungsbeispiels ein Kompressor mit variabler Verdrängung und wird somit so lange betrieben, wie sich die externe Antriebsquelle bewegt. Dementsprechend verhindert eine Verringerung des Gleitwiderstandes zwischen dem Kolben 11 und der Zylinderbohrung 2a in einem Kompressor dieser Bauart einen großen Kraftverlust. Somit ist es extrem effektiv, wenn der Kolben 11, der mit den Nuten 44 versehen ist, in Kompressoren verwendet wird, die direkt mit der externen Antriebsquelle verbunden sind.
Das zweite Ausführungsbeispiel kann in den nachstehend beschriebenen abgewandelten Formen modifiziert sein.
Nun wird eine erste abgewandelte Form beschrieben. Im oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel sind die Nuten 44, die eine relativ große Breite haben, im Kolben 11 ausgebildet. Wie jedoch in Figur 19 gezeigt ist, sind an Stelle der Nuten des zweiten Ausführungsbeispiels eine Vielzahl an linienartigen Nuten 46 ausgebildet, die sich in dieser abgewandelten Form entlang der Mittelachse S in der Umfangsoberflache des Kolbens 11 erstrecken. Die Nuten 46 sind in der Umfangsoberflache des Kolbens 11 an den im wesentlichen gleichen Stellen wie die Nuten 44 vorgesehen. In der gleichen Art und Weise wie bei den Nuten 44 des zweiten Ausführungsbeispiels wird die Tiefe der Nuten 46 so bestimmt, daß die Haftkraft, die durch die Kraft erzeugt wird, die zwischen den Molekülen des Schmieröls wirkt, minimiert wird und in einem Bereich zu liegen kommt, der die Kühlmittelgasleckage-Unterdrückungsfunktion des Schmieröls nicht verschlechtert. Dementsprechend werden die vorteilhaften Effekte des zweiten Ausführungsbeispiels auch in der ersten abgewandelten Form erhalten.
In einer zweiten abgewandelten Form sind, wie in Figur 20 gezeigt ist, die Nuten 44 in der Umfangsoberflache des Kolbens 11 an einer Stelle mit Ausnahme der 6 Uhr Position und dem Bereich E2, der sich zwischen der 9 Uhr und der 3 Uhr Position erstreckt, vorgesehen. Die Nuten 44 sind identisch zu den Nuten 44, die im zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden. Die vorteilhaften Auswirkungen des zweiten Ausführungsbeispiels werden auch in dieser zweiten abgewandelten Form erhalten.
In einer dritten abgewandelten Form sind, wie in Figur 21 gezeigt ist, die Nuten 44 in der Umfangsoberflache des Kolbens 11 an einer Stelle mit Ausnahme der 12 Uhr Position, der 3 Uhr Position, der 6 Uhr Position und der 9 Uhr Position vorgesehen. Die Nuten 44 sind identisch zu den Nuten 44, die im zweiten
Ausführungsbeispiel beschrieben wurden. Der Kolben 11 wird beispielsweise durch Verschweißen des offenen Endes eines rohrförmigen Körpers, der eine Bodenwand hat, mit einem separaten Bauteil ausgebildet. Die vorteilhaften Auswirkungen des zweiten Ausführungsbeispiels sind ferner in der dritten abgewandelten Form enthalten.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann in den Formen, die nachstehend beschrieben werden, abgewandelt werden.
(1) In jedem der obigen Ausführungsbeispiele kann die zweite Nut 17 und die Nuten 44, 46 an jeglicher Position auf der Umfangsoberflache des Kolbens 11 vorgesehen werden. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn die zweite Nut 17 und die Nuten 44, 46 in der Umfangsoherflache des Kolbens 11 an einer Position mit Ausnahme der 6 Uhr Position, bei der die Seitenkraft Fa im allgemeinen maximal ist, vorgesehen werden. Es ist noch besser, wenn die zweite Nut 17 und die Nuten 44, an einer Stelle mit Ausnahme der 12 Uhr, der 3 Uhr und der 6 Uhr Positionen vorgesehen werden. Eine relativ große Seitenkraft Fa wirkt ferner auf die Umfangsoberflache des Kolbens 11 an der 12 Uhr und der 3 Uhr Position.
(2) In jedem der obigen Ausführungsbeispiele kann die Länge, die Tiefe und die Breite der zweiten Nut 17 und der Nuten 44, 46 je nach Bedarf geändert werden.
(3) In dem ersten Ausführungsbeispiel und jeder der abgewandelten Formen des ersten Ausführungsbeispiels werden die Tiefen der ersten und zweiten Nuten 16, 17 so bestimmt, daß die Haftkraft, die durch die Kraft erzeugt wird, die zwischen den Molekülen des Schmieröls wirkt, minimiert wird und innerhalb eines Bereiches liegt, der die Kühlmittelgasleckage-Unterdrückungsfunktion des Schmieröls nicht verschlechtert. Dies verringert den Gleitwiderstand zwischen der
Außenumfangsoberflache des Kolbens 11 und der Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung 2a.
(4) Im zweiten Ausführungsbeispiel und jeder der abgewandelten Formen des zweiten Ausführungsbeispiels kann das entfernte Ende der Nuten 44, 46 zur hinteren Kante des Kolbens 11 verlängert werden. Dies verbindet die Nuten 44, 46 konstant mit dem Kurbelgehäuse 5.
(5) Im zweiten Ausführungsbeispiel und jeder der abgewandelten Formen des zweiten Ausführungsbeispiels kann die innere Bodenoberfläche des entfernten Endes der Nuten 44, 46 als eine abgeschrägte Oberfläche ausgebildet sein, die allmählich mit der Umfangsoberflache des Kolbens 11 verbunden ist. Dies verhindert, daß sich die entfernte Kante der Nuten 44, 46 mit der Kante der Zylinderbohrung 2a stören, wenn sich der Kolben 11 vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt.
(6) In den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen ist die vorliegende Erfindung in einem Kompressor mit variabler Verdrängung verkörpert, der mit einem Einzelkopfkolben ausgestattet ist. Jedoch kann die vorliegende Erfindung beispielsweise auch in einem Kompressor verkörpert werden, der eine Taumelscheibe hat, deren Neigung feststeht, in einem Kompressor der Doppelkopfkolbenbauart, in einem Kompressor, in dem der Kolben durch eine Stange mit einer Schrägscheibe gekoppelt ist, wie in Figur 23 gezeigt ist, und in einem Kompressor der Wellennockenbauart. Der Kompressor der Wellennockenbauart ist ein Kompressor, der anstelle der Taumelscheibe mit einer Wellennocke versehen ist, die eine wellenförmige Nockenoberfläche hat.

Claims (33)

Schutzansorüche
1. Kompressorkolben (11), der mittels eines Antriebskörpers 20 (9), der auf einer Drehwelle (6) in einem Kurbelgehäuse (5) befestigt ist, während der Drehung der Drehwelle (6) zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt in einer Zylinderbohrung (2a) hin und her bewegt wird,
wobei der Kolben (11) eine Außenumfangsoberflache hat, 25 die an einer Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung (2a) entlang gleitet, wobei die Außenumfangsoberflache mit einer Nut (17; 44; 46) versehen ist, die sich in der Richtung der Achse (S) des Kolbens (11) erstreckt.
30
2. Kompressorkolben gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (17; 44; 46) von der Zylinderbohrung (2a) zum Inneren des Kurbelgehäuses (5) hin bloßliegt, zumindest dann, wenn der Kolben (11) zum unteren Totpunkt bewegt wird, um Schmieröl, das sich zwischen der
35 Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) und der Innenumfangsoberfläche der Zylinderbohrung (2a) befindet, in das Kurbelgehäuse (5) anzusaugen.
3. Kompressorkolben gemäß Anspruch 1, dadurch
Telefon: 089 - 544690
Telefax(G3): 089 - 532611 Telefax(G4): 089 - 5329095 postoffice@tbk- patent.com
Deutsche Bank (München) Kto. 286 1060 (BLZ 700 700 10) Dresdner Bank (München) Kto. 3939 S44 (BLZ 700 800 00) Postbank (München) Kto. 670 -43-804 (BLZ 700 100 80) Dai-Ichi-Kangyo Bank (München) Kto. 51 042 (BLZ 700 207 00) Sanwa Bank (Düsseldorf) Kto. 500 047 (BLZ 301 307 00)
gekennzeichnet, daß die Nut (17; 44; 46) immer direkt mit dem Kurbelgehäuse (5) verbunden ist, um das Schmieröl, das sich zwischen der Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) und der Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung (2a) befindet, in das Kurbelgehäuse (5) einzusaugen.
4. Kompressorkolben gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (17; 44; 46) in der Umfangsoberflache des Kolbens (11) an einer Stelle mit Ausnahme der Position vorgesehen ist, die stark gegen die Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung (2a) gepreßt wird.
5. Kompressorkolben gemäß Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß eine imaginäre gerade Linie (M) definiert wird, die sich durch eine Mittelachse (L) der Drehwelle (6) und die Mittelachse (S) des Kolbens (11) erstreckt, wenn man den Kolben (11) so betrachtet, daß eine Drehrichtung (R) der Drehwelle (6) im Uhrzeigersinn ist, und daß sich unter den Schnittpunkten (Pl, P2), in denen sich die gerade Linie (M) und die Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) schneiden, der von der Mittelachse (L) der Drehwelle (6) weiter entfernte Punkt (Pl) einer 12 Uhr Position entspricht, wobei eine Nut (17; 44; 46) in der Umfangsoberfläche des Kolbens (11) an einer Position mit Ausnahme der 12 Uhr Position, der 3 Uhr Position und der Uhr Position vorgesehen ist.
6. Kompressorkolben gemäß Ansprucdh 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (17; 44; 46) in der Umfangsoberfläche des Kolbens (11) innerhalb eines Bereiches (E) vorgesehen ist, der sich zwischen der 9 Uhr und 10:30 Uhr Position befindet.
7. Kompressorkolben gemäß Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nut (17; 44; 46) in der Umfangsoberflache des Kolbens (11) innerhalb eines Bereiches (E3), der sich zwischen der 7:30 Uhr und der Uhr Position befindet, vorgesehen ist. 5
8. Kompressorkolben gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmieröl, daß sich zwischen der Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) und der Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung (2a) befindet, die Leckage von Kühlmittelgas von der Zylinderbohrung (2a) zum Kurbelgehäuse (5) durch den Raum zwischen der Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) und der Innenumfangsoberfläche der Zylinderbohrung (2a) unterdrückt, während auch eine Haftkraft zwischen der Außenumfangsoberfläche des Kolbens (11) und der Innenumfangsoberfläche der Zylinderbohrung (2a) erzeugt wird, wobei die Tiefe der Nut (17; 44; 46) so festgelegt ist, in dem die Haftkraft innerhalb eines Bereiches minimiert wird, so daß die Kühlmittelgasleckage-Unterdrückungsfunktion des Schmieröls nicht verschlechtert wird.
9. Kompressorkolben gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11) hohl ist.
10. Kompressorkolben gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine innere Bodenoberfläche des entfernten Endes der Nut (17; 44; 46) als eine abgeschrägte Oberfläche ausgebildet ist, die sich allmählich mit der Außenumfangsoberfläche des Kolbens (11) verbindet.
11. Kompressorkolben gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangsoberfläche des Kolbens (11) des weiteren mit einer Sammelvorrichtung (16) zum Sammeln von Schmieröl vorgesehen ist, das an der
-A-
Innenumfangsoberfläche der Zylinderbohrung (2a) an einer Position haftet, die konstant nicht zum Inneren der Zylinderbohrung (2a) bloßliegt, wobei das Schmieröl in der Sammelvorrichtung (16) mittels einer Nut (17), die sich in die Richtung der Achse (S) des Kolbens (11) erstreckt, in das Kurbelgehäuse (5) eingesaugt wird.
12. Kompressorkolben gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelvorrichtung eine Sammelnut
(16) ist, die in der Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) gebildet ist.
13. Kompressorkolben gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sammelnut (16) in eine Umfangsrichtung des Kolbens (11) erstreckt.
14. Kompressorklben gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelnut (16) ringförmig ist.
15. Kompressorkolben gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nut (17), die sich in die Richtung der Achse (S) des Kolbens (11) erstreckt, von der Sammelnut (16) getrennt ist, und daß beide Nuten (16, 17) durch einen engen Spielraum (K), der zwischen der Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) und der Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung (2a) ausgebildet ist, miteinander in Verbindung stehen.
16. Kompressorkolben gemäß Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nut (17), die sich in die Richtung der Achse (S) des Kolbens (11) erstreckt, mit der Sammelnut (16) verbunden ist.
17. Kompressorkolben gemäß Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nut (17), die sich in die Richtung
der Achse (S) des Kolbens (11) erstreckt, in der Umfangsoberflache des Kolbens (11) an einer Position mit Ausnahme der Position, die stark gegen die Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung (2a) gepreßt wird, vorgesehen ist.
18. Kompressorkolben gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine imaginäre gerade Linie (M) definiert ist, die sich durch eine Mittelachse (L) der Drehwelle (6) und eine Mittelachse (S) des Kolbens (11) erstreckt, wenn der Kolben (11) so betrachtet wird, daß die Drehrichtung (R) der Drehwelle (6) im Urzeigersinn ist, und daß unter den Schnittpunkten (Pl, P2), an denen sich die gerade Linie (M) und die Außenumfangsoberflache des Kolbens
(11) schneiden, der von der Mittelachse (L) der Drehwelle (6) weiter entfernte Punkt (Pl) einer 12 Uhr Position entspricht, wobei die Nut (17) in der Umfangsoberflache des Kolbens (11) an einer Position mit Ausnahme der 12 Uhr Position, der 3 Uhr Position und der 6 Uhr Position vorgesehen ist.
19. Kompressor der Kolbenbauart, der ein Gehäuse (1, 2, 3) aufweist, das mit einer Zylinderbohrung (2a) und einem Kurbelgehäuse (5), einer Drehwelle (6), die drehbar in dem Gehäuse (1, 2, 3) gelagert ist, einem Antriebskörper (9), der auf der Drehwelle (6) in dem Kurbelgehäuse (5) befestigt ist, und einem Kolben (11), der in der Zylinderbohrung (2a) untergebracht ist, versehen ist, wobei der Kolben (11) in der Zylinderbohrung (2a) mittels des Antriebskörpers (9) während der Drehung der Drehwelle (6) zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt hin und her geht,
wobei der Kolben (11) eine Außenumfangsoberflache hat, die entlang einer Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung (2a) gleitet, wobei die
Außenumfangsoberfläche mit einer Nut (17; 44; 46), die sich in die Richtung einer Achse (S) des Kolbens (11) erstreckt, versehen ist.
20. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (17; 44; 4 6) von der Zylinderbohrung (2a) zumindest dann zum Inneren des Kurbelgehäuses (5) hin bloßliegt, wenn der Kolben (11) zum unteren Totpunkt bewegt wird, um Schmieröl, das sich zwischen der Außenumfangsoberfläche des Kolbens (11) und der Innenumfangsoberfläche der Zylinderbohrung (2a) befindet, in das Kurbelgehäuse (5) einzusaugen.
21. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (17; 44; 46) in der Umfangsoberflache des Kolbens (11) an einer Position mit Ausnahme der Position, die stark gegen die Innenumfangsoberfläche der Zylinderbohrung (2a) gepreßt wird, vorgesehen ist.
22. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine imaginäre gerade Linie (M) definiert ist, die sich durch eine Mittelachse (L) der Drehwelle (6) und die Mittelachse (S) des Kolbens (11) erstreckt, wenn man den Kolben (11) so betrachtet, daß eine Drehrichtung (R) der Drehwelle (6) im Urzeigersinn ist, und daß unter den Schnittpunkten (Pl, P2), in denen sich die gerade Linie (M) und die Außenumfangsoberfläche des Kolbens
(11) schneiden, der von der Mittelachse (L) der Drehwelle (6) weiter entfernte Punkt (Pl) einer 12 Uhr Position entspricht, wobei eine Nut (17; 44; 46) in der Umfangsoberflache des Kolbens (11) an einer Position mit Ausnahme der 12 Uhr Position, der 3 Uhr Position und der 6 Uhr Position vorgesehen ist.
23. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (17; 44; 46) in der Umfangsoberflache des Kolbens (11) innerhalb eines Bereiches (E), der sich zwischen der 9 Uhr und der 10:30 Uhr Position befindet, vorgesehen ist.
24. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (17; 44; 46) in der Umfangsoberflache des Kolbens (11) innerhalb eines Bereichs (E3), der sich zwischen der 7:30 Uhr und der 9 Uhr Position befindet, vorgesehen ist.
25. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmieröl, das sich zwischen der Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) und der Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung (2a) befindet, die Leckage von Kühlmittelgas von der Zylinderbohrung (2a) durch den Raum zwischen der Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) und der Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung (2a) in das Kurbelgehäuse (5) unterdrückt, während auch eine Haftkraft zwischen der Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) und der Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung (2a) erzeugt wird, wobei die Tiefe der Nut (17; 44; 46) so eingestellt ist, daß die Haftkraft innerhalb eines Bereiches, in dem die Kühlmittelgasleckage-Unterdrückungsfunktion des Schmieröls nicht verschlechtert wird, minimiert wird.
26. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Bodenoberfläche am entfernten Ende der Nut (17; 44; 46) als eine abgeschrägte Oberfläche ausgebildet ist, die sich allmählich mit der äußeren Umfangsoberflache des Kolbens (11) verbindet.
27. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) des weiteren mit einer Sammelnut (16) versehen ist,
zur Sammlung von Schmieröl, das an der
Innenumfangsoberflache der Zylinderbohrung (2a) an einer
Position haftet, die dauerhaft nicht zum Inneren der
Zylinderbohrung (2a) hin bloßliegt, wobei das Schmieröl in der Sammelnut (16) mittels einer Nut (17), die sich in die Richtung der Achse (S) des Kolbens (11) erstreckt, in das
Kurbelgehäuse (5) eingesaugt wird.
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28. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sammelnut (16) in eine
Umfangsrichtung des Kolbens (11) erstreckt und ringförmig
ist.
29. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nut (17), die sich in die
Richtung der Achse (S) des Kolbens (11) erstreckt, von der Sammelnut (16) getrennt ist, und daß beide Nuten (16, 17)
durch einen engen Spielraum (K), der zwischen der
Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) und der
Innenumfangsoberfläche der Zylinderbohrung (2a) gebildet
wird, miteinander in Verbindung stehen.
30. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (17), die sich in die Richtung der Achse (S) des Kolbens (11) erstreckt, entweder anstelle der Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) oder zusätzlich zur Außenumfangsoberflache des Kolbens (11) in der
Innenumfangsoberfläche der Zylinderbohrung (2a) ausgebildet ist.
31. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11) hohl ist.
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32. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben ein Einzelkopfkolben (11) ist, der an einem seiner Enden mit einem Kopf versehen ist, wobei der Antriebskörper eine Taumelscheibe (9) enthält, die an einer Drehwelle (6) montiert ist, um eine gemeinsame Drehung zu ermöglichen, wobei die Taumelscheibe (9) und die Rückseite des Kolbens (11) einen Schuh (12) dazwischen angeordnet haben, und wobei die Drehbewegung der ' Taumelscheibe (9) mittels des Schuhs (12) in die hin und her gehende Bewegung des Kolbens (11) umgewandelt wird.
33. Kompressor der Kolbenbauart gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben ein Einzelkopfkolben (11) ist, der mit einem Kopf auf einer seiner Enden versehen ist, wobei der Antriebskörper eine Schrägscheibe (9) enthält, die an der Drehwelle (6) befestigt ist, um eine Neigung zu ermöglichen, wobei die Schrägscheibe (9) ihren Neigungswinkel in Bezug zur Drehwelle (6) in Abhängigkeit von der Differenz des Drucks in dem Kurbelgehäuse (5) und des Drucks in einer Ansaugkammer (3a) ändert, wobei der Neigungswinkel der Schrägscheibe (9) den Bewegungshub des Kolbens (11) zur Einstellung der Verdrängung ändert.
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