DE4111771A1 - Verdichter mit variabler foerdermenge - Google Patents
Verdichter mit variabler foerdermengeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Verdichter, insbesondere Flügel
zellenverdichter, mit variabler Fördermenge, mit einer An
triebswelle, einem auf der Antriebswelle festgelegten und von
einem Zylinder drehbar aufgenommenen Rotor, wobei der Zylinder
ein paar von Seitenteilen aufweist, die jeweils einen Durchbruch
aufweisen, durch die sich die Antriebswelle erstreckt, mit
einem in dem Durchbruch angeordneten, die Antriebswelle tragen
den Radiallager, wobei einer der Seitenteile eine dem Rotor zu
gewandte Stirnfläche aufweist, in der eine erste ringförmige
Ausnehmung vorgesehen ist, wobei in der ersten ringförmigen
Ausnehmung ein Steuerelement für die Fördermenge zum Steuern
des Zeitpunkts des Verdichtungsbeginns eines Kältemittelgases
in dem Verdichter drehbar angeordnet ist, wobei das
Steuerelement eine dem Rotor abgewandte Stirnfläche und eine
Öffnung aufweist, durch die sich die Antriebswelle erstreckt,
wobei der Durchbruch des Seitenteils eine zweite, in einer
inneren Umfangsfläche vorgesehene ringförmige Ausnehmung
aufweist, und die zweite ringförmige Ausnehmung eine erste,
dem Rotor zugewandte Stirnwand und eine zweite, der
Antriebswelle zugewandte Stirnfläche und eine Lagerung mit
einem Axiallager aufweist, welches in der zweiten ringförmigen
Ausnehmung zwischen der dem Rotor abgewandten Stirnfläche des
Steuerelements und der ersten Stirnwand der zweiten ringförmigen
Ausnehmung eingesetzt ist, wobei das Axiallager einen ersten
und einen zweiten Laufring aufweist.
Ein derart ausgebildeter Verdichter ist aus der JP-OS 63-2 05 493
bekannt. Die Antriebswelle dieses Verdichters ist, wie weiter
unten noch näher beschrieben, im einen Seitenteil durch ein
Radiallager und ein Axiallager gelagert. Aufgrund der Lager
spiele besteht die Möglichkeit, daß die Antriebswelle, die das
Steuerelement in einer zentralen Öffnung durchgreift, mit dem
Steuerelement in Berührung kommt und dadurch sowohl die An
triebswelle als auch das Steuerelement beschädigt werden können.
Außerdem besteht die Möglichkeit, daß das Steuerelement von
der Antriebswelle zumindest teilweise mitgenommen wird, wodurch
die Steuerung der Fördermenge nachteilig beeinflußt wird. Ferner
verringert sich hierdurch die Lebensdauer, die Zuverlässigkeit
sowie die Genauigkeit der Steuerung der Fördermenge des Ver
dichters.
Ausgehend von dem eingangsgenannten Verdichter liegt der Er
findung die Aufgabe zugrund, einen Verdichter mit einer ver
besserten Lagerung, insbesondere mit einer verbesserten Lagerung
für das Steuerelement bereit zu stellen, mit der ein Fressen
zwischen dem Steuerelement und der Antriebswelle verhindert
wird, und mit der der Verschleiß des Steuerelements und der
Antriebswelle verringert wird, wodurch die Genauigkeit der
Steuerung und die Zuverlässigkeit des Verdichters vergrößert
werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die
zweite Stirnfläche der zweiten ringförmigen Ausnehmung ein Ring
element eingepreßt ist, welches den ersten Laufring des
Axiallagers an die erste Stirnwand der zweiten Ausnehmung
andrückt, daß das Ringelement eine innere Umfangsfläche
aufweist, in die der zweite Laufring des Axiallagers gleitend
eingepaßt ist, daß der zweite Laufring in die Durchgangsöffnung
des Steuerelements für die Fördermenge eingepreßt ist, und daß
der erste und der zweite Laufring jeweils eine innere
Umfangsfläche aufweisen, die zur äußeren Umfangsfläche der
Antriebswelle einen Abstand aufweisen.
Vorzugsweise weist der zweite Laufring an einer dem Rotor zuge
wandten Stirnseite einen einstückig mit dieser verbundenen
ringförmigen Vorsprung auf, wobei der ringförmige Vorsprung in
die Durchgangsöffnung des Steuerelements eingepreßt ist.
Bevorzugt ist der erste und/oder zweite Laufring und/oder das
Ringelement aus gehärtetem Stahl oder einem anderen geeigneten
Werkstoff mit hoher Verschleißfestigkeit bzw. mit Notlaufeigen
schaften hergestellt. Gegebenenfalls kann auch eine geeignete
Werkstoffpaarung vorgesehen sein.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus
den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in
der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen beschrieben ist.
Dabei zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen herkömmlichen Flügel
zellenverdichter mit einer Lagerung für ein Steuer
element für die Fördermenge;
Fig. 2 eine Ansicht aus der die relative Lage von Steuer
element und Antriebswelle gemäß dem herkömmlichen
Verdichter nach Fig. 1 ersichtlich sind;
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Flügelzellenverdichter
mit variabler Fördermenge mit einer Lagerung für ein
Steuerelement für die Fördermenge gemäß einer bevor
zugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes der
Fig. 3, einen Schnitt durch das Lager zeigend;
Fig. 5 einen Schnitt V-V gemäß Fig. 3, das Steuerelement
in seiner Lage für die maximale Fördermenge zeigend;
Fig. 6 eine Ansicht entsprechend derjenigen der Fig. 5, das
Steuerelement in seiner Lage für die minimale Förder
menge zeigend;
Fig. 7 einen Schnitt VII-VII gem. Fig. 3;
Fig. 8 eine schematische Darstellung des Systems zum Steuern
der Fördermenge des Verdichters; und
Fig. 9 eine Ansicht, in der die relative Lage von Steuer
element und Antriebswelle des Verdichters gemäß der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wieder
gegeben ist.
Die Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Verdichter, wie er z. B.
aus der JP-OS 63-2 05 493 bekannt geworden ist. Dieser Flügelzel
lenverdichter weist einen Zylinder auf, der durch einen Kurven
ring 1, zwei Seitenteile 3 und 4, die einander gegenüberliegende
offene Seiten des Kurvenrings 1 verschließen, sowie einen Rotor
2, der drehbar im Zylinder aufgenommen ist, gebildet wird.
Ferner weist der Verdichter eine Antriebswelle 7 auf, an der
der Rotor 2 befestigt ist. Die Seitenteile 3 und 4 weisen ent
sprechende Durchbrüche 40 und 41 auf, durch welche sich die
Antriebswelle erstreckt. In diese Durchbrüche 40 und 41 sind
zur Aufnahme der Antriebswelle 7 Radiallager 8 und 9 eingepreßt.
Das hintere Seitenteil 4 weist in einer dem Rotor 2 zugewandten
Stirnfläche 4a eine ringförmige Ausnehmung 23 auf. Ein die
Fördermenge steuerndes Element 24, welches ringförmig ausge
bildet ist, ist drehbar in die ringförmige Ausnehmung 23 zur
Steuerung des Zeitpunkts des Verdichtungsbeginns eines Kältemit
telgases eingesetzt. Das Steuerelement 24 stützt sich an einem
Axiallager 43 ab, welches in einer ringförmigen Ausnehmung 42,
die in einer inneren Umfangsfläche des Durchbruchs 41 im hin
teren Seitenteil 4 vorgesehen ist. Das Axiallager 43, welches
zwischen einer Stirnwand 42a der ringförmigen, dem Rotor 2 zuge
wandten Ausnehmung 42 und der gegenüberliegenden Stirnfläche
24a des Steuerelements 24 eingesetzt ist, stützt das Steuer
element 24 lediglich in axialer Richtung ab.
Das Steuerelement 24 sitzt direkt auf der Antriebswelle 7 auf,
wobei seine zentrale Durchgangsöffnung 24b von der Antriebswelle
7 durchgriffen ist.
Das Steuerelement 24 ist zwischen einer Lage für die maximale
Fördermenge und einer Lage für die minimale Fördermenge ver
drehbar, um die Fördermenge des Verdichters zwischen einem
Maximalwert und einem Minimalwert zu verändern.
In einem hinteren Kopf ist ein Ende einer Torsionsfeder 38
festgelegt, deren anderes Ende am Steuerelement 24 angreift,
um dieses in eine die Födermenge verringernde Richtung zu ver
lagern.
Das Steuerelement 24wird jedoch auch in eine radiale Richtung
verlagert, so daß die zentrale Durchgangsöffnung 24b des
Steuerelements 24 nicht mehr koaxial zur Antriebswelle 7 liegt.
Hieraus folgt, daß die innere Umfangsfläche der zentralen Durch
gangsöffnung 24b in ständigem linienförmigen Kontakt mit der
äußeren Umfangsfläche der Antriebswelle 7 steht, wie in Fig. 2
wiedergegeben ist, so daß das Steuerelement 24 von der Antriebs
welle 7 mitgeführt wird. Hieraus folgt, daß dann, wenn der Ver
dichter 7 mit hoher Drehzahl umläuft oder der Verdichter 7
stark belastet ist, Freßerscheinungen zwischen dem Steuerelement
24 und der Antriebswelle 7 auftreten, wodurch eine gleichförmige
Drehung des Steuerelements 24 verhindert und die Steuerbarkeit
des Verdichters nachteilig beeinflußt wird, und ferner die
Antriebswelle 7 und das Steuerelement 24 einem erhöhten
Verschleiß unterliegen, wodurch die Zuverlässigkeit nachteilig
beeinflußt wird.
Die Fig. 3 zeigt einen Flügelzellenverdichter mit variabler
Fördermenge mit einer Lagerung für das Steuerelement 24 zur
Steuerung der Fördermenge gemäß einer Ausführungsform der Erfin
dung.
Wie in den Fig. 3 und 5 wiedergegeben, weist der Flügelzel
lenverdichter mit variabler Fördermenge entsprechend dem in
Fig. 1 gezeigten Verdichter als wesentliche Teile einen durch
einen Kurvenring 1 mit einer inneren Umfangsfläche 1a mit im
wesentlichen elliptischem Querschnitt, einen vorderen und einen
hinteren Seitenteil 3 und 4 auf, welche einander gegen
überliegende Enden des Kurvenrings 1 verschließen, und einen
zylindrischen Rotor, welcher drehbar im Zylinder angeordnet
ist. Ferner weist der Verdichter einen vorderen und einen
hinteren Kopf 5 und 6 auf, die an die Außenseiten der jeweiligen
vorderen und hinteren Seitenteile 3 und 4 befestigt sind, und
ist schließlich mit einer Antriebswelle 7 versehen, an der der
Rotor 2 befestigt ist.
In einer oberen Wand des vorderen Kopfes 5 ist eine
Auslaßöffnung 5a vorgesehen, durch welche Kältemittelgas als
thermisches Medium ausgestoßen wird. In einer oberen Wand des
hinteren Kopfes 6 ist eine Ansaugöffnung 6a vorgesehen, durch
welches Kältemittelgas in den Verdichter angesaugt wird. Die
Auslaßöffnung 5a und die Ansaugöffnung 6a sind mit einer im
vorderen Kopf 5 und im vorderen Seitenteil 3 vorgesehenen
Auslaßdruckkammer 10 bzw. mit einer im hinteren Kopf 6 und im
hinteren Seitenteil 4 vorgesehenen Saugkammer 11 verbunden. An
diametral einander gegenüberliegenden Stellen sind zwischen der
inneren Umfangsfläche 1a des Kurvenrings 1, der äußeren
Umfangsfläche des Rotors 2, einer dem Kurvenring 1 zugewandten
Stirnseite des vorderen Seitenteils 3 und einer dem Kurvenring
1 zugewandten Stirnseite des Steuerelements 24 zum Steuern der
Fördermenge Verdichtungsräume 12 gebildet. Der Rotor 2 weist
an seiner äußeren Umfangsfläche eine Vielzahl von axialen
Flügelschlitzen 13 auf, die in Umfangsrichtung gleiche Abstände
zueinander aufweisen und in denen jeweils ein Flügel 14 radial
gleitend eingesetzt ist. Bei sich drehendem Rotor 2 gleiten
die vorderen Kanten der Flügel 14 entlang der inneren
Umfangsfläche 1a des Kurvenrings 1.
In einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Kurvenrings 1
sind an einander gegenüberliegenden Stellen, wie in den Fig. 3
und 5 dargestellt, zwei Paare von Kältemittelauslaßöffnungen
16 vorgesehen. In der Fig. 3 sind aus dem gleichen Grund wie
oben lediglich ein Paar von Kältemittelauslaßöffnungen 16 ge
zeigt. An jedem der einander gegenüberliegenden Seitenwände
des die Auslaßventilöffnung 16 aufweisenden Kurvenrings 1 sind
mittels Schrauben 18 Auslaßventildeckel 17 mit Ventilanschlägen
17a befestigt. Zwischen den Seitenwänden und jedem Ventilan
schlag 17a ist ein Auslaßventil 19 vorgesehen, welches vom
Auslaßventildeckel 17 gehalten wird. Die Auslaßventile 19 öffnen
die miteinander verbundenen Kältemittelauslaßöffnungen 16 in
Abhängigkeit des Auslaßdruckes. Zwischen dem Kurvenring 1 und
den jeweiligen Auslaßventildeckeln 17 sind an diametral gegen
überliegenden Stellen die entsprechenden Paare der Kältemittel
auslaßöffnungen 16 vorgesehen, die die Auslaßräume 20 dann
miteinander verbinden, wenn die Auslaßventile 19 öffnen. Im
vorderen Seitenteil sind an diametral einander
gegenüberliegenden Stellen ein Paar von Durchlässen 21
vorgesehen, die jeweils entprechende Auslaßräume 20 miteinander
verbinden, so daß dann, wenn ein jedes Auslaßventil 19 öffnet,
um die entsprechende Kältemittelauslaßöffnung 16 zu öffnen,
Kältemittelgas vom Verdichtungsraum 12 über die
Kältemittelauslaßöffnung 16, den Auslaßraum 20, den Durchlaß
21 und die Auslaßdruckkammer 10 aus der Auslaßöffnung 5a
ausgestoßen wird.
Wie in den Fig. 3 und 7 dargestellt, weist das hintere Seitenteil
4 eine dem Rotor 2 zugewandte Stirnfläche auf, in welcher eine
ringförmige Ausnehmung 23 vorgesehen ist. An diametral einander
gegenüberliegenden Stellen sind ein Paar von Druckarbeitskammern
23 im Grund der ringförmigen Ausnehmung 23 gebildet. In die
ringförmige Ausnehmung 23 ist ein Steuerelement 24 zum Steuern
der Fördermenge eingesetzt, welches ringförmig ausgebildet ist
und in beiden Richtungen um seine Achse drehbar ist. Zwischen
der dem Rotor 2 zugewandten Stirnfläche 24c des Steuerelements
24 und der gegenüberliegenden Stirnfläche 2a des Rotors 2 ist
ein Abstand 1 vorgesehen, um den Reibungswiderstand zwischen
dem Rotor 2 und dem Steuerelement 24 zu verringern. Das Steuer
element 24 steuert den Zeitpunkt des Verdichtungsbeginns des
Verdichters. Es weist an seiner Umfangskante ein Paar von dia
metral einander gegenüberliegenden Aufschnitten 25 auf und ist
an seiner einen Stirnseite mit einem Paar von einstückig damit
verbundenen und diametral einander gegenüberliegenden druck
aufnehmenden Vorsprüngen 26 versehen, die axial vorspringen
und als druckaufnehmende Elemente wirken. Die druckaufnehmenden
Vorsprünge 26 sind gleitend in die jeweiligen Druckarbeits
kammern 23 eingesetzt. Hierdurch wird jede der Druckarbeits
kammern 23 in eine Niederdruckkammer 23 1 und eine Hochdruck
kammer 23 2 durch den zugeordneten druckaufnehmenden Vorsprung
26 aufgeteilt. Jede Niederdruckkammer 23 1 ist über die korres
pondierende Kältemitteleinlaßöffnung 15 mit der Saugkammer 11
verbunden, so daß sie mit unter Saugdruck Ps oder Niederdruck
stehendem Kältemittelgas beaufschlagt werden kann. Andererseits
ist eine der Hochdruckkammern 23 2 über eine Drosselbohrung 27,
eine nicht gezeigte, im hinteren Kopf 6 vorgesehene und mit
der Drosselbohrung 27 verbundene Verbindungsnut, einen im
hinteren Seitenteil 4 vorgesehenen, und mit der Verbindungsnut
verbundenen Durchlaß 28 und einer Steuerdruckversorgungsöffnung
29, welche im Kurvenring 1 vorgesehen ist, mit einem der
Auslaßräume 20 verbunden. Die Hochdruckkammern 23 2 sind über
einen im hinteren Kopf 6 vorgesehenen Durchlaß 30 miteinander
verbunden. In jeder der Hochdruckkammer 23 2 herrscht der
Steuerdruck Pc, welcher dadurch erzeugt wird, daß in die Kammern
23 2 unter Auslaßdruck Pd oder unter Hochdruck stehendes
Kältemittelgas über die Drosselbohrung 27 aus dem Auslaßraum
eingeleitet wird.
Wie in den Fig. 3 und 8 dargestellt, kann eine der Hochdruck
kammern 23 2 über einen im hinteren Seitenteil 4 vorgesehenen
Durchlaß 31 und über ein Steuerventil 32 mit der Saugkammer 11
verbunden sein.
Das Steuerelement 32 arbeitet in Abhängigkeit von dem in der
Saugkammer 11 herrschenden Saugdruck Ps, wobei der in der
Hochdruckkammer 23 2 herrschende Steuerdruck Pc dann in die
Saugkammer 11 übertreten kann, wenn das Steuerventil 32 öffnet.
Das Steuerventil 32 weist einen Balg 32a als druckempfindliches
Element, ein Gehäuse 32b, einen Kugelventilkörper 32c und eine
Schraubenfeder 32d auf, welche den Kugelventilkörper 32c in
die Schließrichtung drängt. Der Balg 32a ist zur Expansion und
Kontraktion in der Saugkammer 11 angeordnet. Das Gehäuse be
findet sich in einer Befestigungsöffnung 34, welche im hinteren
Seitenteil 4 vorgesehen und mit dem Durchlaß 31 verbunden ist.
Befindet sich der Saugdruck Ps oberhalb eines vorbestimmten
Wertes, der mittels eines Einstellelements 33 eingestellt werden
kann, so befindet sich der Balg 32a in zusammengezogenem
Zustand, so daß der Kugelventilkörper 32c eine zentrale Öffnung
32f im Gehäuse 32b verschließt. Andererseits befindet sich der
Balg 32a in ausgedehntem Zustand, wenn der Saugdruck Ps
unterhalb des vorbestimmten Wertes liegt, so daß der
Kugelventilkörper 32c die zentrale Öffnung 32f öffnet. In diesem
Fall ist eine der Hochdruckkammern 23 2 über den Durchgang 31,
die Befestigungsöffnung 34, eine im Gehäuse 32b vorgesehene
Öffnung 32g, eine im Gehäuse 32b vorgesehene Kammer 32h und
der im Gehäuse 32b vorgesehenen zentralen Öffnung 32f mit der
Saugkammer 11 verbunden. In einer im hinteren Seitenteil 4
vorgesehenen Durchgangsöffnung 39 ist ein Stößel 37 vorgesehen.
Vom Auslaßraum 20 über eine Hochdrucküberströmöffnung 25
überströmender und am Stößel 37 angreifender Auslaßdruck Pd
hält diesen in Kontakt mit dem Kugelventilkörper 32c und drängt
diesen in die Schließrichtung.
Im hinteren Seitenteil 4 und im hinteren Kopf 6 ist eine Tor
sionsfeder 38 vorgesehen, deren eines Ende im hinteren Kopf 6
festgelegt ist und deren anderes Ende am Steuerelement 24 an
greift, um dieses, wie in der Fig. 7 gezeigt, in eine Lage für
die minimale Fördermenge zu bewegen.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des wie oben dargestellten
ausgebildeten Flügelzellenverdichters mit variabler Fördermenge
beschrieben.
Während des Saughubes wird in jeden Verdichtungsraum 12, welche
zwischen einander benachbarten Flügeln 14 vorgesehen sind,
Kältemittelgas aus der Saugkammer 11 über die Kältemittelein
laßöffnungen 15 und den zugehörigen Ausschnitten 25 des Steuer
elements 24 angesaugt. Sobald dann der hintere zweier benach
barter Flügel das vordere Ende 25, des Ausschnittes 25 über
streicht, wird der Verdichtungsraum 12, der sich zwischen den
Flügeln 14 befindet, von der Kältemitteleinlaßöffnung 15 ge
trennt, wonach der Verdichtungshub beginnt. Wird das Steuer
element 24 in Umfangsrichtung von seiner Lage für die maximale
Fördermenge, die in der Fig. 5 wiedergegeben ist, in Richtung
einer Lage für die minimale Fördermenge, die in der Fig. 6
wiedergegeben ist, verdreht, so verzögert sich der Zeitpunkt
des Verdichtungsbeginns, wodurch die Fördermenge kontinuierlich
verringert wird. Befindet sich also das Steuerelement 24 in
der Position für die minimale Fördermenge, so nimmt das vordere
Ende 25 1 des Ausschnitts 25 in Bezug auf die Drehrichtung des
Rotors 2 eine extrem vordere Lage ein, so daß demgemäß der
Verdichtungshub zum spätest möglich Zeitpunkt beginnt. Demge
mäß ist das zwischen zwei einander benachbarten Flügeln einge
schlossene Volumen eines Kältemittelgases minimal, so daß die
Fördermenge ebenfalls ein Minimum ist.
Befindet sich andererseits das Steuerelement 24 in seiner
Position für die maximale Fördermenge, so nimmt das vordere
Ende 25 1 des Ausschnitts 25 eine bezüglich der Drehrichtung
des Rotors 2 extrem hintere Lage ein, so daß ein möglichst
früher Zeitpunkt für den Verdichtungsbeginn erzielt wird,
wodurch das Volumen des zwischen zwei einander benachbarten
Flügeln eingeschlossenen Kältemittelgases ein Maximum ist und
hierdurch die Fördermenge ebenfalls maximal ist.
Das Steuerelement 24 bewegt sich zwischen der Stellung für die
maximale Fördermenge und der Stellung für die minimale
Fördermenge in einander entgegengesetzte Drehrichtungen in
Abhängigkeit von der Differenz zwischen einerseits der Summe
von dem in die Niederdruckkammer 23 1 eingeleiteten Saugdrucks
Ps und der Federkraft der Torsionsfeder 38 und andererseits des
in der Hochdruckkammer 23 2 herrschenden Steuerdrucks Pc. Befin
det sich der Saugdruck Ps oberhalb des zuvor erwähnten vorbe
stimmten Wertes, so befindet sich der Balg 32a des Steuerele
ments 32 in seinem zusammengezogenen Zustand, so daß der Kugel
ventilkörper 32c die zentrale Öffnung 32f verschließt. Das
Steuerventil 32 ist demnach geschlossen. Hieraus resultiert
ein Anstieg des Steuerdrucks Pc in der Hochdruckkammer 23 2,
wodurch eine Verdrehung des Steuerelements 24 in Richtung der
Position für die maximale Fördermenge bewirkt wird, wodurch
die Fördermenge des Verdichters erhöht wird. Vergrößert sich
der Auslaßdruck Pd, so vergrößert sich die Kraft des auf den
Kugelventilkörper 32c wirkenden Stößels 37, so daß der Saugdruck
Ps auf einen niederen Wert gesteuert wird. Sobald der Saugdruck
Ps einen gleichen oder niederen Wert einnimmt als der vorbe
stimmte Wert, dehnt sich der Balg 32a aus und bewirkt, daß der
Kugelventilkörper 32c die zentrale Öffnung 33f und dadurch das
Steuerventil 33 öffnet, wodurch der in der Hochdruckkammer 23 2
herrschende Steuerdruck Pc in die Saugkammer 11 überströmen
kann. Hieraus resultiert eine Abnahme des Steuerdrucks Pc wo
durch eine Verdrehung des Steuerelements 24 in Richtung der
Position für die minimale Fördermenge und dadurch eine Abnahme
der Fördermenge des Verdichters bewirkt wird. Verringert sich
der Auslaßdruck Pd, so verringert sich die auf den Kugelventil
körper 32c einwirkende Kraft des Stößels 37, so daß der Saug
druck Ps auf einen höheren Wert gesteuert wird.
In den Seitenteilen 3 und 4 sind Durchbrüche 40 und 41 vorgese
hen, in denen Nadellager 8 und 9 eingepreßt sind, welche die
Antriebswelle 7 drehbar aufnehmen. Wie in der Fig. 3 darge
stellt, weist der im hinteren Seitenteil 4 vorgesehene Durch
bruch 41 an seiner inneren Umfangsfläche eine ringförmige Aus
nehmung 42 auf, in welche ein Axiallager 43 eingesetzt ist. In
die ringförmige Ausnehmung 42 ist außerdem ein Ringelement 45
eingepreßt, um einen Laufring 44 des Axiallagers 43 gegen eine
in Richtung des Rotors 2 zeigende Stirnwand 42a anzupressen.
In das Ringelement 45 ist ein weiterer Laufring 46 des Axial
lagers 43 eingesetzt und stützt sich an einer dem hinteren
Seitenteil 4 zugewandten Stirnfläche 24a des Steuerelements 24
ab. Der Laufring 46 und das Ringelement 25 sind aus einem harten
und verschleißbeständigen Werkstoff, z. B. aus gehärtetem Stahl
o. dgl., hergestellt. Zwischen den Laufringen 44 und 46 befindet
sich eine Nadellageranordnung 47. Ein Teil des Umfangs des
Laufrings 46 ist in Gleitkontakt mit einer inneren Umfangsfläche
45a des Ringelements 45, wohingegen der Rest der Umfangsfläche
einen Abstand zur inneren Umfangsfläche 45a des Ringelements
45 aufweist, der maximal einen Wert δ von z. B. 30-50 µm
aufweist, wie in der Fig. 4 wiedergegeben ist. Der Laufring 46
weist einen ringförmigen zentralen Vorsprung 46a auf, der
einstückig an einer dem Rotor 2 zugewandten Stirnfläche 46b
vorgesehen ist und der in die Durchgangsöffnung 24b des
Steuerelements 24 eingepreßt ist. Die inneren Umfangsflächen
46c und 46d des ringförmigen Vorsprungs 46a bzw. des Laufrings
46 weisen zur äußeren Umfangsfläche der Antriebswelle 7 einen
Abstand S von etwa 80 µm ±20 µm über den ganzen Umfang auf, wie
in der Fig. 9 dargestellt ist.
Die Montage des Axiallagers 43 im Verdichter erfolgt gemäß der
nachfolgenden Beschreibung. Zuerst wird der Laufring 44 in die
ringförmige Ausnehmung 42 eingesetzt, woraufhin die Nadellager
anordnung 47 in die Ausnehmung 42 soweit eingeführt wird, bis
sie den Laufring 44 berührt. Daraufhin wird das Steuerelement
44, in welches der Laufring 46 zuvor eingepreßt worden ist, in
die ringförmige Ausnehmung 42 soweit eingeführt, bis der Lauf
ring 46 die Nadellageranordnung 47 berührt. Daraufhin wird der
Abstand 1 zwischen dem Steuerelement 24 und dem Rotor 2 gemes
sen, um zu prüfen, ob der Abstand 1 einen vorbestimmten Wert
aufweist. Sollte der Abstand 1 den vorbestimmten Wert nicht
aufweisen, wird der Laufring 44 so lange durch einen anderen
mit anderer Dicke ersetzt, bis der Abstand 1 den vorbestimmten
Wert besitzt. Sobald die Einstellung des Abstandes 1 beendet
ist, werden das Steuerelement 24 und die Nadellageranordnung
47 aus der ringförmigen Ausnehmung 42 entfernt, woraufhin das
Ringelement 45 in die ringförmige Ausnehmung 42 eingepreßt
wird. Schließlich wird die Nadellageranordnung 47 auf den
Laufring 44 aufgesetzt und das Steuerelement 24 mit dem Laufring
46 in das Ringelement 45 eingesetzt, woraufhin der Abstand 1
nochmals gemessen wird.
An diametral einander gegenüberliegenden Stellen sind im
hinteren Seitenteil 4, wie in der Fig. 3 wiedergegeben,
Kältemitteleinlaßöffnungen 15 vorgesehen. Da die Fig. 3 einen
Querschnitt zeigt, der an der Längsachse des Verdichters um 90°
abgewinkelt ist, ist in der Fig. 3 lediglich eine Kältemittel
auslaßöffnung 15 wiedergegeben. Diese Kältemittelauslaßöffnungen
15 erstrecken sich in axialer Richtung durch das hintere Sei
tenteil 4, wodurch die Saugkammer 11 und die Verdichtungsräume
12 miteinander verbunden werden.
Entsprechend der erfindungsgemäßen Lageranordnung wird das
Steuerelement 24 während der Drehbewegung durch die innere
Umfangsfläche 45a des Ringelements 45 geführt, so daß die in
neren Umfangsflächen 46c und 46d des ringförmigen Vorsprungs
46a und des Laufrings 46, der in die Öffnung 24b des Steuerele
ments 24 eingepreßt ist, ständig außer Kontakt mit der äußeren
Umfangsfläche der Antriebswelle 7 stehen. Hierdurch wird ein
Fressen zwischen dem Steuerelement 24 und der Antriebswelle 7
verhindert, wenn die Antriebwelle 7 mit hoher Drehzahl dreht
oder wenn der Verdichter unter Last arbeitet, und es wird außer
dem der Verschleiß der Komponententeile verringert. Da das
Steuerelement 24 über den Laufring 46 vom Ringelement 45 ge
halten ist, nimmt es stets eine Lage ein, die exakt im rechten
Winkel zur Achse der Antriebswelle 7 sowie parallel zur gegen
überliegenden Stirnfläche 2a des Rotors 2 steht, so daß der
Abstand 1 auf dem eingestellten Wert gehalten werden kann,
wodurch eine gleichmäßige Drehbewegung des Steuerelements 24
und eine verbesserte Ansteuerung der Fördermenge des Verdich
ters resultiert. Außerdem dient der Laufring 46 zur Aufnahme
der Drehbewegung des Steuerelements 24, um eine von der Drehbe
wegung des Steuerelements 24 herrührenden Drehbewegung des
Laufring 44 zu verhindern, wodurch eine Abnutzung der ring
förmigen Ausnehmung 42 des hinteren Seitenteils 4 verhindert
wird, so daß der Abstand 1 auch im Langzeitgebrauch sich nicht
verändert. Demgemäß wird das Steuerelement 24 stets parallel
zum Rotor 2 gehalten, wodurch ein Klappern verhindert wird.
Dies resultiert in einer längeren Lebensdauer des Verdichters
sowie in einer verbesserten Steuerbarkeit der Fördermenge des
Verdichters.
Claims (7)
1. Verdichter, insbesondere Flügelzellenverdichter, mit
variabler Fördermenge, mit einer Antriebswelle (7), einem
auf der Antriebswelle (7) festgelegten und von einem Zylin
der drehbar aufgenommenen Rotor (2), wobei der Zylinder
ein paar von Seitenteilen (3 und 4) aufweist, die jeweils
einen Durchbruch (40 und 41) aufweisen, durch die sich
die Antriebswelle (7) erstreckt, mit einem in dem Durch
bruch (41) angeordneten, die Antriebswelle (7) tragenden
Radiallager (9), wobei einer der Seitenteile (4) eine dem
Rotor (2) zugewandte Stirnfläche (4a) aufweist, in der
eine erste ringförmige Ausnehmung (23) vorgesehen ist,
wobei in der ersten ringförmigen Ausnehmung (43) ein Steu
erelement (24) für die Fördermenge zum Steuern des
Zeitpunkts des Verdichtungsbeginns eines Kältemittelgases
in dem Verdichter drehbar angeordnet ist, wobei das
Steuerelement (24) eine dem Rotor (2) abgewandte
Stirnfläche (24a) und eine Öffnung (24b) aufweist, durch
die sich die Antriebswelle (7) erstreckt, wobei der
Durchbruch (41) des Seitenteils (4) eine zweite, in einer
inneren Umfangsfläche (42b) vorgesehene ringförmige
Ausnehmung (42) aufweist, und die zweite ringförmige
Ausnehmung (42) eine erste, dem Rotor (2) zugewandte
Stirnwand (42a) und eine zweite, der Antriebswelle (7)
zugewandte Stirnfläche (42b) und eine Lagerung mit einem
Axiallager (43) aufweist, welches in der zweiten
ringförmigen Ausnehmung (42) zwischen der dem Rotor (2)
abgewandten Stirnfläche (24a) des Steuerelements (24) und
der ersten Stirnwand (42a) der zweiten ringförmigen
Ausnehmung (42) eingesetzt ist, wobei das Axiallager (43)
einen ersten und einen zweiten Laufring (44 und 46)
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in die zweite
Stirnfläche (42b) der zweiten ringförmigen Ausnehmung (42)
ein Ringelement (45) eingepreßt ist, welches den ersten
Laufring (44) des Axiallagers (43) an die erste Stirnwand
(42a) der zweiten Ausnehmung (42) andrückt, daß das
Ringelement (45) eine innere Umfangsfläche (45a) aufweist,
in die der zweite Laufring (46) des Axiallagers (43)
gleitend eingepaßt ist, daß der zweite Laufring (46) in
die Durchgangsöffnung (24b) des Steuerelements (24) für
die Fördermenge eingepreßt ist, und daß der erste und der
zweite Laufring (44 und 46) jeweils eine innere
Umfangsfläche (46c und 46d) aufweisen, die zur äußeren
Umfangsfläche der Antriebswelle (7) einen Abstand
aufweisen.
2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Laufring (46) eine dem Rotor (2) zugewandte
Stirnseite (46b) und einen mit der Stirnseite (46b) ein
stückig ausgebildeten, ringförmigen Vorsprung (46a)
aufweist, und daß der ringförmige Vorsprung (46a) in die
Durchgangsöffnung (24b) des Steuerelements (24) für die
Fördermenge eingepreßt ist.
3. Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste und/oder zweite Laufring (44 und/oder 46)
und/oder das Ringelement (45) aus gehärtetem Stahl be
stehen.
4. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand (1) zwischen der dem Rotor
(2) zugewandten Stirnfläche (24c) des Steuerelements (24)
und der dem hinteren Seitenteil (4) zugewandten Stirnfläche
(2a) des Rotors (2) durch Einsetzen eines Laufrings (4)
mit geeigneter Dicke einstellbar ist.
5. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die innere Umfangsfläche (45a) des Ring
elements (45) und der gleitend eingepaßte Laufring (46)
zumindest über einen Bereich des Umfangs einen Abstand (δ)
voneinander aufweisen.
6. Verdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstand (δ) einen Wert von 40 µm ±10 µm aufweist.
7. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand (S) der inneren
Umfangsfläche (46c und 46d) des ersten und zweiten
Laufrings (44 und 46) zur äußeren Umfangsfläche der
Antriebswelle (7) im Bereich von etwa 80 µm ±20 µm liegt.
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