DE4230353A1 - Verstellkompressor der taumelscheiben-bauart - Google Patents
Verstellkompressor der taumelscheiben-bauartInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Verstellkom
pressor der Taumelscheiben-Bauart. Insbesondere bezieht sich
die Erfindung auf einen verbesserten Mechanismus zur Verbin
dung eines Drehlagers mit einer Mitnehmerplatte, die als
ein Teil mit einer Antriebswelle in einem Verstellkompres
sor, d. h. einem Kompressor mit veränderlicher Fördermenge,
dreht.
Verstellkompressoren kommen in einer Vielzahl von Anwendungs
fällen einschließlich der Verwendung als Kompressoren für Klima
und Kühlsysteme, wie z. B. Klimaanlagen von Automobilen, zum
Einsatz. Die ungeprüfte JP-GM-Schrift Nr. 62-1 83 082 be
schreibt einen herkömmlichen Verstellkompressor der Taumel
scheiben-Bauart, der in der beigefügten Fig. 6 gezeigt ist.
Bei diesem Kompressor ist ein Drehlager 103 über einen Ge
lenkstift 102 mit einer Mitnehmer- oder Antriebsplatte 101
verbunden, welche fest auf einer Antriebswelle 100 ange
bracht ist. Vom Drehlager 103 wird eine Taumelscheibe 104
gelagert. ln einem Zylinderblock 110 sind mehrere Zylinder
105 ausgebildet, von denen jeder einen Kolben 106 aufnimmt,
welcher über eine Pleuelstange 107 mit der Taumelscheibe
104 verbunden ist. Die Drehbewegung des Drehlagers 103 be
wirkt eine wellenförmige Bewegung der Taumelscheibe 104,
die ihrerseits wieder die Pleuelstangen und Kolben nachein
ander in einer linearen hin- und hergehenden Weise bewegt.
In einem Lagerarm 108, der von der Mitnehmerplatte 101 vor
ragt, ist ein bogenförmiges Langloch 109 ausgebildet, das
als eine Führung dient, um verschiebbar den Gelenkstift 102
zu halten. Durch diese Anordnung wird der kolbenbodenseitige
Zwischenraum des in seiner oberen Totpunktlage befindlichen
Kolbens 106 ohne Rücksicht auf den Neigungswinkel des Dreh
lagers 103 und desjenigen der Taumelscheibe 104 annähernd
konstantgehalten.
Wenn die Maßgenauigkeit des bogenförmigen Langlochs 109 mä
ßig ist, so kann jedoch der kolbenbodenseitige Zwischenraum
des Kolbens 106 nicht konstantgehalten werden. Wenn ferner
der Spalt zwischen dem Langloch 109 und dem Gelenkstift 102
groß ist, dann werden Geräusche erzeugt. Es ist schwierig,
die Maßgenauigkeit des Langlochs 109 mit all den gegenwärtig
zur Verfügung stehenden Bearbeitungstechniken zu steigern.
Der Ausstoß- oder Förderdruck des Kompressors ist im allge
meinen höher als der Innendruck des Kurbelgehäuses. Deshalb
wird, wenn ein bestimmter Kolben in seiner oberen Totpunktla
ge ist, der Druck des Gases in jeder Kompressionskammer,
welcher auf die Kolbenkopffläche ausgeübt wird, in typischer
Weise höher sein als der Druck des Kurbelgehäusegases, der
auf die Rückseite des Kolbenkopfes wirkt. Hierdurch wird
eine Druckspannung oder -belastung hervorgerufen, die auf
die Taumelscheibe 104 am Wirkungspunkt Mf einwirkt.
Bei dieser Konstruktion wird sich der Abstützpunkt Mk, an
welchem der Gelenkstift 102 das Langloch 109 in der Mitneh
merplatte 101 berührt, in Abhängigkeit vom Neigungswinkel
der Taumelscheibe 104 verschieben. Insbesondere ist bei dem
Typ des in Fig. 6 gezeigten Kompressors das zwischen dem
Wirkungspunkt Mf und dem Abstützpunkt Mk gezogene Linien
segment so ausgelegt oder konstruiert, daß es mit der An
triebswelle 100 parallel verläuft, wenn der Neigungswinkel
der Taumelscheibe 104 am größten ist, d. h., wenn die Förder
menge des Kompressors ihren Maximalwert hat. Wenn der Nei
gungswinkel der Taumelscheibe 104 mit einer Änderung im lnnen
druck des Kurbelgehäuses kleiner wird, so verschiebt sich
folglich der Abstützpunkt Mk der Druckbelastung längs des
Langlochs 109 abwärts. Gleichzeitig verschiebt sich der
die Druckbelastung des in seiner oberen Totpunktlage 106
befindlichen Kolbens aufnehmende Wirkungspunkt Mf an der
Taumelscheibe 104 mit Bezug zum AbstützpunktMk aufwärts,
so daß das zwischen dem Wirkungspunkt Mf und dem Abstütz
punkt Mk gezogene Liniensegment nicht länger die parallele
Lagebeziehung zur Antriebswelle 100 aufrechterhält.
Insofern erzeugt die Druckspannung oder -belastung ein Mo
ment, das dahingehend wirkt, den Neigungswinkel der Taumel
scheibe 104 weiter zu verkleinern. Dieses Moment macht es
schwierig, das Fördervolumen des Kompressors gleichmäßig
und stetig zu regeln. Das heißt mit anderen Worten, daß die
ses Moment, obwohl es die Neigung der Taumelscheibe 104
in der Richtung einer Verminderung des Fördervolumens be
günstigt, die Neigung der Taumelscheibe 104 in der Richtung
einer Vergrößerung des Fördervolumens unterbindet. Deshalb
hat ein solcher herkömmlicher Kompressor zwei kennzeichnende
Eigenschaften. Die erste ist, daß der Kompressor gegenüber
einer Verminderung des Fördervolumens empfindlich ist, und
die zweite ist, daß er gegenüber einer Vergrößerung des För
dervolumens nicht empfindlich ist. Solche Eigenschaften oder
Kennwerte werden für einen Verstellkompressor in keiner Wei
se gewünscht oder gar bevorzugt.
Es ist deshalb die primäre Aufgabe dieser Erfindung, einen
Verstellkompressor zu schaffen, bei dem der kolbenbodensei
tige Zwischenraum eines jeden Kolbens im wesentlichen, ohne
ein nennenswertes Geräusch hervorzurufen, konstantgehalten
werden kann, und welcher eine ideale Regelbarkeit bezüglich
der Förderleistung hat.
Um das vorgenannte Ziel sowie weitere Ziele in Übereinstim
mung mit den Zwecken dieser Erfindung zu erreichen, wird
ein verbesserter Verstellkompressor geschaffen. Dieser um
faßt ein Gehäuse mit einem Zylinderblock, der eine Mehrzahl
von Zylindern aufweist, eine Mehrzahl von Kolben, von denen
jeweils einer in einem zugeordneten Zylinder aufgenommen
ist, eine im Gehäuse drehbar gelagerte Antriebswelle, eine
an der Antriebswelle befestigte Mitnehmerplatte, die als
ein Teil mit der Antriebswelle drehen kann, ein mit der
Mitnehmerplatte verschwenkbar verbundenes Drehlager, das
synchron mit der Mitnehmerplatte drehen kann, und eine am
Drehlager gelagerte Taumelscheibe, die die Kolben betreibt,
so daß ein Fluid komprimiert wird.
Die wellenförmige Bewegung der Taumelscheibe bewirkt eine
Hin- und Herbewegung der Kolben. Der Neigungswinkel der Tau
melscheibe, der den Kolbenhub bestimmt, wird auf der Grundla
ge des Innendrucks der Zylinder und des Drucks in der im
Gehäuse ausgebildeten Kurbelkammer geregelt. Der erfindungs
gemäße Kompressor ist ferner mit einem Stiftmechanismus aus
gestattet, der an der Mitnehmerplatte gelenkig oder ver
schwenkbar gehalten ist, um die Mitnehmerplatte und das
Drehlager zu verbinden. Der Stiftmechanismus ist so ausgestal
tet, daß er zu einer Gleit- oder Verschiebebewegung mit Be
zug zum Drehlager imstande ist und mit Bezug zur Mitnehmer
platte schwenken kann, wenn das Drehlager eine Schwenkbewe
gung mit Bezug zur Mitnehmerplatte ausführt.
Die Merkmale dieser Erfindung, die als neuartig angesehen
werden, werden insbesondere in den beigefügten Patentansprü
chen herausgestellt. Die Aufgabe, die Ziele und die Vorteile
der Erfindung werden am besten aus der folgenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen, wobei auf die Zeichnun
gen Bezug genommen wird, deutlich. Es zeigen
Fig. 1 einen axialen Längsschnitt eines Kompressors der
Taumelscheiben-Bauart gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise abgebrochene An
sicht von im Bereich der Mitnehmerplatte befindli
chen Elementen für den in Fig. 1 dargestellten
Kompressor;
Fig. 3 den Schnitt nach der Linie A-A in der Fig. 2;
Fig. 4 den Schnitt nach der Linie B-B in der Fig.
Fig. 5 eine zu Fig. 3 gleichartige Darstellung einer ande
ren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 6 einen axialen Längsschnitt eines Taumelscheiben-
Kompressors nach dem Stand der Technik.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind ein vorderes Gehäuseteil
2 mit dem vorderen (linken) Ende eines Zylinderblocks 1
und ein hinteres Gehäuseteil 3 mit dem anderen (rechten)
Ende dieses Zylinderblocks 1 verbunden, wobei eine Ventil
platte 4 zwischen das Gehäuseteil 3 und den Zylinderblock
eingefügt ist. In einer im Zylinderblock 1 und dem vorderen
Gehäuseteil 2 abgegrenzten Kurbelkammer 5 ist eine Antriebs
welle 6 aufgenommen, die durch ein Paar von Radiallagern
7 drehbar gelagert wird. Rund um die Antriebswelle 6 sind
im Zylinderblock 1 mehrere Zylinderbohrungen 8 ausgebildet,
und in jede Zylinderbohrung ist verschiebbar ein Kolben 9
eingepaßt, dessen Achse parallel zu derjenigen der Antriebs
welle 6 liegt.
In der Kurbelkammer 5 ist an der Antriebswelle 6 eine Mit
nehmerplatte 10 so gehalten, daß sie mit der Antriebswelle
6 als ein Teil drehen kann. Ferner ist um die Antriebswelle
6 herum eine Kugel-Lagerbuchse 11 dreh- sowie verschiebbar
angebracht. Zwischen die Mitnehmerplatte 10 und die Kugel-
Lagerbuchse 11 ist eine Druckfeder 12 eingesetzt, die die
Kugel-Lagerbuchse 11 in Richtung zum hinteren Gehäuseteil
3 hin belastet.
Auf der Kugel-Lagerbuchse 11 ist ein Drehlager 13 derart
gelagert, daß es vor- und rückwärts verschwenkt werden kann.
Das Drehlager 13 ist von ringförmiger Gestalt und umgibt
die Antriebswelle 6. Wie den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist,
besitzt das Drehlager 13 ein Paar von Stützen 13a und 13b,
die beidseits der Antriebswelle 6 von der Fläche des Drehla
gers vorstehen, die dem vorderen Gehäuseteil 2 gegenüberliegt.
An der Mitnehmerplatte 10 ist ein Paar von Tragarmen 14A
und 14B ausgebildet, die in der zur zugeordneten Stütze 13a
und 13b entgegengesetzten Richtung vorragen, d. h. zu diesen
Stützen hin.
Wie in den Fig. 2-4 gezeigt ist, besitzt der Kompressor
ein Paar von Führungsstiften 15A und 15B, von denen jeder
ein Kugelteil 15a sowie ein Schaftteil 15b aufweist. Am frei
en Endabschnitt eines jeden Tragarms 14A (14B) ist eine ku
gelförmige Öffnung 14a (14b) abgegrenzt, in welcher das
Kugelteil 15a des Führungsstifts 15A (15B) festgehalten
wird. Die Eingriffsverbindung des Kugelteils mit der ku
gelförmigen Öffnung ermöglicht es, daß der Führungsstift
15A (15B) sicher mit dem Tragarm 14A (14B), jedoch schwenkbar
mit Bezug zum Tragarm 14A (14B) verbunden ist.
An den freien Endabschnitten der Stützen 13a und 13b sind
jeweils Naben 16A und 16B ausgebildet, die mit Führungsboh
rungen 16a und 16b versehen sind. Die Schaftteile 15b der
Führungsstifte 15A und 15B sind verschiebbar jeweils in die
Führungsbohrungen 16a und 16b der Naben 16A bzw. 16B einge
setzt. Wenn die Kugel-Lagerbuchse 11 sich auf der Antriebs
welle 6 verschiebt und das Drehlager 13 eine Schwenkbewegung
ausführt, schwenken die Führungsstifte 15A und 15B am Kugel
teil 15a, während sie längs der Führungsbohrungen 16a bzw.
16b gleiten. Demzufolge ist das Drehlager 13 mit der Mitneh
merplatte 10 durch die Führungsstifte 15A und 15B in einer
solchen Weise verbunden, daß das Drehlager 13 synchron mit
der Mitnehmerplatte 10 ohne Rücksicht auf die Lage der Ku
gel-Lagerbuchse 11 oder den Neigungswinkel des Drehlagers
13 gedreht werden kann.
Wenn die Druckfeder 12 in ihrem größten Ausmaß zusammenge
drückt worden ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, stößt die Be
rührungsfläche 13c, d. h. die untere Seitenfläche des Dreh
lagers 13, die dem vorderen Gehäuseteil 2 gegenüberliegt,
gegen die Mitnehmerplatte 10 an, wodurch das Drehlager an
jeglicher weiteren Schwenkbewegung gehindert wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist am Umfang des Drehlagers 13
eine Taumelscheibe 17 montiert. Am rückwärtigen, dem Kopf
des in jede Zylinderbohrung 8 eingesetzten Kolbens 9 ent
gegengesetzten Teil ist in diesem eine Aussparung 18 aus
gebildet. Der Umfangsabschnitt oder -bereich der Taumelschei
be 17 wird mittels eines Paares von Gleitschuhen 19 innerhalb
der Aussparung 18 festgehalten. Demzufolge wird die Dreh
bewegung der Antriebswelle 6 über die Mitnehmerplatte 10,
die Führungsstifte 15A und 15B sowie das Drehlager 13 auf
die Taumelscheibe 17 übertragen. Die Drehbewegung der ver
schwenkten Taumelscheibe erzeugt letztlich eine Wellenbewe
gung,die die Hin- und Herbewegung eines jeden Kolbens 9
hervorruft.
Das Innere des hinteren Gehäuseteils 3 wird durch eine zy
lindrische Trennwand 20 in eine Ansaugkammer 21 und eine
Ausstoßkammer 22 unterteilt. Die Ventilplatte 4 weist eine
Mehrzahl von Ansaugöffnungen 23 und eine Mehrzahl von Aus
stoßöffnungen 24, die für die jeweiligen Zylinderbohrungen
8 ausgebildet sind, auf. Zwischen der Ventilplatte 4 und
den jeweiligen Kolben 9 sind Kompressionsräume 25 abge
grenzt, von denen jeder mit der Ansaugkammer 21 oder der
Ausstoßkammer 22 jeweils über die zugeordneten Ansaugöff
nungen 23 oder Ausstoßöffnungen 24 in Verbindung steht.
Jede Ansaugöffnung 23 und jede Ausstoßöffnung 24 wird durch
ein Einlaßventil 26 bzw. ein Auslaßventil 27 abgesperrt.
Diese Ventile öffnen oder schließen die Ansaug- und Ausstoß
öffnungen 23 bzw. 24 in Abhängigkeit vom Unterschied zwi
schen den Drücken auf beiden Seiten eines jeden Ventils,
die durch die Hin- und Herbewegung der Kolben 9 hervorgeru
fen werden. Ein Mengenregel-Ventilmechanismus 28 von bekann
ter Bauart ist im hinteren Gehäuseteil 3 vorgesehen, um den
Druck in der Kurbelkammer 5 zu regeln.
Im folgenden wird die Funktionsweise des vorstehend be
schriebenen erfindungsgemäßen Kompressors näher erläutert.
Ein Kühlgas, das von der Ansaugkammer 21 in die jeweiligen
Kompressionsräume 25 durch die Hin- und Herbewegung der Kol
ben 9 angesaugt wird, wird in diesen komprimiert und dann
zur Ausstoßkammer 22 ausgefördert. Bei diesem Vorgang
schwankt der auf die Kolbenkopffläche eines jeden Kolbens
9 in der Zylinderbohrung 8 ausgeübte Druck zwischen dem
Ansaug- und dem Ausstoßdruck in Übereinstimmung mit der An
saug- und Ausstoßbewegung (der Kompressionsbewegung) eines
jeden Kolbens 9.
Eine dem Unterschied zwischen dem auf die Kopffläche eines
jeden Kolbens 9 ausgeübten Druck und dem Druck in der Kur
belkammer 9, der auf die zum Kopf entgegengesetzte Fläche
des Kolbens 9 wirkt, entsprechende Kraft wird über die je
weiligen Gleitschuhe 19 auf die Taumelscheibe 17 übertragen.
Die von jedem Kolben 9 auf die Taumelscheibe 17 ausgeübte
resultierende Kraft erzeugt ein Moment, das ein Drehen der
Taumelscheibe 17 auf der Kugel-Lagerbuchse 11 im Uhrzei
ger- oder entgegen dem Uhrzeigersinn hervorruft. Dieses Mo
ment bewirkt eine Änderung im Neigungswinkel der Taumelschei
be 17 und regelt somit den Kolbenhub.
Mit der auf den Unterschied zwischen dem Innendruck in der
Kurbelkammer 5 und dem Ansaugdruck beruhenden Änderung im
Neigungswinkel der Taumelscheibe 17 verschieben sich die
Führungsstifte 15A und 15B längs der Führungsbohrungen 16a
und 16b, während sie eine Schwenkbewegung mit Bezug zur Mit
nehmerplatte 10 ausführen. Gleichzeitig wird das Drehlager
13 verschwenkt, und dieses gleitet zusammen mit der Kugel-
Lagerbuchse 11 auf der Antriebswelle 6, so daß der Abstand
zwischen der Ventilplatte 4 und derjenigen Stelle an der
Taumelscheibe 17, die der Ventilplatte 4 am nächsten liegt
(die obere Fläche der Taumelscheibe in der Fig. 1), im we
sentlichen konstant bleiben kann. Als Ergebnis dessen wird
der kolbenbodenseitige Zwischenraum für einen jeden Kolben
9 im wesentlichen ohne Rücksicht auf den Neigungswinkel der
Taumelscheibe 17 konstantgehalten.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Führungsstif
te 15A und 15B durch die jeweiligen Tragarme 14A und 14B,
die einstückig mit der Mitnehmerplatte 10 ausgebildet sind,
verschwenkbar gelagert.
Demzufolge verschiebt sich der Abstützpunkt Mk (es ist le
diglich der dem Führungsstift 15A entsprechende Abstützpunkt
Mk in Fig. 1 gezeigt) der Druckspannung oder -belastung an
der kugelförmigen Öffnung 14a auch dann nicht, wenn sich
der Neigungswinkel der Taumelscheibe 17 ändert.
Der Kompressor kann folglich derart konstruiert werden, daß
der Wirkungspunkt Mf der Druckbelastung an der Taumelschei
be 17, der dem in seinem oberen Totpunkt befindlichen Kolben
9 entspricht, und die Abstützpunkte Mk (es sind zwei Abstütz
punkteMk vorhanden, die den Führungsstiften 15A und 15B
entsprechen) auf derselben hypothetischen Horizontalebene
P, die die Achse des genannten Kolbens 9 enthält, wie in
Fig. 1 gezeigt ist, liegen werden. Das heißt mit anderen
Worten, daß der Kompressor nunmehr so konstruiert werden
kann, daß das Zentrum des Mittelpunkts der Linie zwischen
dem Abstützpunkt Mk, der dem Führungsstift 15A entspricht,
und dem anderen Abstützpunkt, der dem Führungsstift 15B ent
spricht, auf der Verlängerung der Achse des Kolbens 9 sich
befinden kann.
Durch eine solche Konstruktion kann eine Drehbewegung, die
aufgrund der Druckbelastung von dem im oberen Totpunkt be
findlichen Kolben 9 auf die Taumelscheibe 17 ausgeübt wird,
unterbunden werden. Deshalb kann die Taumelscheibe stetig
und störungsfrei in einem größeren oder kleineren Winkel ver
schwenkt werden. Als Ergebnis dessen wird die Regelbarkeit
des Fördervolumens verbessert. Der Kompressor gemäß dieser
Ausführungsform zeigt eine gut ausgeglichene Regelfähigkeit,
um das Fördervolumen zu erhöhen oder zu vermindern.
Die Anmelderin hat bereits die DE-Pat.-Anm. P 41 34 857.5,
die der JP-Pat.-Anm. Nr. 2-2 86 675 entspricht, eingereicht.
Diese Anmeldungen offenbaren einen Verstellkompressor mit
einem Lager mit einer Führungsöffnung, das drehbar an einer
Mitnehmerplatte gelagert ist, und mit einem geraden, stabar
tigen Führungszapfen, der an dem Drehlager angebracht ist,
wobei der Führungszapfen in die Führungsbohrung des Lagers
eingesetzt ist, um einen die Mitnehmerplatte und das Drehla
ger verbindenden Gelenkmechanismus zu bilden.
In dem Kompressor mit einem derartigen Gelenkmechanismus
gleitet der Führungszapfen in der radialen Richtung des Kom
pressors längs der Führungsöffnung, wenn sich der Neigungs
winkel der Taumelscheibe ändert. Da die Führungsöffnung in
der Mitnehmerplatte abgegrenzt ist, führt jedoch der freie
Endabschnitt des Führungszapfens eine Hin- und Herbewegung
in der Führungsöffnung an einer von der Antriebswelle entfern
ten Position aus. Eine solche Verschiebe- oder Gleitbewegung
des Führungszapfens an einer von der Antriebswelle entfern
ten Position verursacht eine Änderung im Lastgleichgewicht
des einstückig vereinigten Drehkörpers, der verschiedene,
an der Antriebswelle angebrachte Bauteile umfaßt, und da
durch werden Vibrationen des Kompressors erzeugt.
Da jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung die Führungsstifte
15A und 15B an den Kugelteilen 15a gelenkig durch die jewei
ligen Tragarme 14A sowie 14B der Mitnehmerplatte 10 gelagert
sind, werden die Führungsstifte 15A und 15B nicht nach außen
aus den Tragarmen 14A und 14B hinausragen. Ferner gleiten
die Schaftteile 15b der Führungsstifte 15A und 15B längs der
zugeordneten Führungsbohrungen 16a und 16b an der Antriebs
welle nahegelegenen Stellen, so daß eine Änderung im Last
gleichgewicht des einstückig vereinigten, an der Antriebswel
le 6 angebrachten Drehkörpers minimiert werden kann. Demzu
folge können die Mitnehmerplatte 10, das Drehlager 13 und
die Taumelscheibe 17 in stabiler Weise frei von Vibratio
nen gedreht werden.
Bei dem in der DE-Pat.-Anm. P 41 34 857.5 beschriebenen Kom
pressor wird der Führungszapfen durch die auf diesen ausgeüb
te Zentrifugalkraft längs der im Lager abgegrenzten Führungs
öffnung zwangsläufig nach außen bewegt, wodurch letztlich
die Taumelscheibe zu einem Schwenken in einem größeren Win
kel gezwungen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dagegen der auf die
Führungsstifte 15A und 15B ausgeübten Zentrifugalkraft durch
die Tragarme 14A und 14B entgegengewirkt, so daß die Tau
melscheibe 17 nicht zu einer bestimmten Richtung unter der
Zentrifugalkraft schwenkt. Demzufolge wird die Regelfä
higkeit des Fördervolumens des Kompressors auch dann nicht
verschlechtert, wenn sich die Drehzahl der Antriebswelle 4
erhöht, wodurch eine größere Zentrifugalkraft auf die Füh
rungsstifte 15A und 15B ausgeübt wird.
Der Verstellkompressor mit einer derartigen Taumelscheibe
wird häufig insbesondere als ein Kompressor in Automobil-
Kühleinheiten verwendet. Die Regelung des Neigungswinkels
der Taumelscheibe, so daß sich das Fördervolumen vermindert,
wenn die Drehzahl der Antriebswelle größer wird, ist für eine
solche Kühleinheit notwendig.
Weil darüber hinaus die Führungsstifte 15A und 15B so ausge
staltet sind, daß sie nicht von den Tragarmen 14A und 14B
auswärts vorragen, können die Tragarme 14A und 14B an der
Mitnehmerplatte 10 an Stellen vorgesehen werden, die der
Innenwandfläche des Zylinderblocks 1 naheliegen, wie in Fig. 4
gezeigt ist. Eine derartige Konstruktion ermöglicht eine Ver
minderung des Manteldurchmessers des Kompressors.
Wenngleich lediglich eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung hier beschrieben worden ist, so sollte dem Fach
mann klar sein, daß diese Erfindung in zahlreichen Ausgestal
tungen, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, verwirk
licht werden kann. lnsbesondere sollte klar sein, daß die
in Fig. 5 gezeigte Verbindungskonstruktion ebenfalls zum
Einsatz kommen kann. Bei der Beschreibung dieser Konstruktion
wird auf lediglich einen Führungsstift 15A Bezug genommen.
Am freien Endabschnitt des Tragarms 14A der Mitnehmerplatte
10 ist eine Öffnung 31 abgegrenzt, in die ein Schwenkzapfen
33 eingesetzt werden kann. Am Kopf des Führungsstifts 15A
ist ein scheibenförmiges Stützteil 32 mit einem Loch 32a
ausgestaltet. Der Führungsstift 15A wird somit am scheiben
förmigen Stützteil 32 in der Öffnung 31 durch den Schwenkzap
fen 33 gelagert, so daß er vor- und rückwärts schwingen
kann.
Es ist auch möglich, die Taumelscheibe 17 mit einem jewei
ligen Kolben 9 durch Verbindungsstangen anstelle der Gleit
schuhe 19 zu koppeln.
Ein erfindungsgemäßer Verstellkompressor umfaßt somit ein
einen Zylinderblock enthaltendes Gehäuse, eine Mehrzahl von
im Zylinderblock angeordneten Kolben, eine Kurbelkammer,
eine drehbare Antriebswelle, eine an der Antriebswelle der
art gehaltene Mitnehmerplatte, daß sie mit der Antriebswelle
einstückig dreht, ein mit Bezug zur Mitnehmerplatte ver
schwenkbares Drehlager und eine Taumelscheibe, die auf dem
Drehlager gelagert ist und die Kolben zum Komprimieren
eines Fluids hin- und herbewegt. Der Neigungswinkel der Tau
melscheibe wird mit Bezug auf den lnnendruck in jedem Zylin
der und den Druck in der Kurbelkammer geregelt. Der Kompres
sor besitzt ferner einen schwenkbar an der Mitnehmerplatte
montierten Stiftmechanismus, der die Mitnehmerplatte und das
Drehlager verbindet. Der Stiftmechanismus ist zu einer Ver
schiebebewegung mit Bezug zum Drehlager und zu einer
Schwenkbewegung mit Bezug zur Mitnehmerplatte, wenn das
Drehlager mit Bezug zur Mitnehmerplatte schwenkt, imstande.
Die vorstehend beschriebenen Beispiele und Ausführungsfor
men sind lediglich als erläuternd und nicht die Erfindung
beschränkend anzusehen, die auch nicht auf die erläuterten
Einzelheiten begrenzt ist.
Claims (10)
1. Verstellkompressor mit einem Gehäuse, das eine Kurbelkam
mer (5) sowie einen Zylinderblock (1) mit einer Mehrzahl
von in diesem angeordneten Kolben (9) umfaßt, mit einer
drehbaren Antriebswelle (6), mit einer an der Antriebs
welle zur einheitlichen Drehung mit dieser befestigten
Mitnehmerplatte (10), mit einem Drehlager (13), das mit
Bezug zur Mitnehmerplatte (10) verschwenkbar gelagert
ist, mit einer das Drehlager mit der Mitnehmerplatte gelen
kig verbindenden Kopplungseinrichtung, um eine einheitli
che Drehung von Drehlager und Mitnehmerplatte zu ermögli
chen, und mit einer am Drehlager (13) gehaltenen Taumel
scheibe (17), die die Kolben (9) in einer Hin- und Herbe
wegung zur Kompression eines Fluids betreibt, wobei der
Neigungswinkel der Taumelscheibe in bezug auf den Druck
in jedem Zylinder und auf den Innendruck der Kurbelkam
mer im Gehäuse geregelt wird, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Kopplungseinrichtung verschwenkbar an der Mitnehmerplatte (10) angebrachte Stiftelemente (15A, 15B) sowie eine am Drehlager (13) vorgesehene Führungsöff nung (16a, 16b) umfaßt und
- - daß die Stiftelemente (15A, 15B) für eine lineare Gleit bewegung längs der Führungsöffnung (16a, 16b) angeordnet sowie mit Bezug zur Mitnehmerplatte (10) bei einer Schwenk bewegung des Drehlagers (13) in bezug auf die Mitnehmer platte zu verschwenken sind.
2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stiftelemente einen Führungsstift (15A, 15B) mit
einem Kugelteil (15a) und einem Schaftteil (15b) umfassen.
3. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mitnehmerplatte (10) eine kugelförmige Öffnung
(14a, 14b) zur Aufnahme des Kugelteils (15a) des Füh
rungsstifts (15A, 15B) in dieser besitzt.
4. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stiftelemente wenigstens einen Führungsstift (15A) mit
einem Schaftteil (15b) sowie einen Schwenkzapfen (33), der
den Führungsstift (15A) mit der Mitnehmerplatte (10)
schwenkbar verbindet, umfassen.
5. Kompressor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Kugel-Lagerbuchse (11), die das Drehlager (13) mit Bezug
zur Mitnehmerplatte (10) verschwenkbar lagert und an der
Antriebswelle (6) verschiebbar ist.
6. Kompressor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Mehrzahl von Gleitschuhen (19), die verschiebbar die Taumel
scheibe (17) aufnehmen und die Kolben (9) mit der Taumel
scheibe verbinden.
7. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stiftelemente (15A, 15B) derart
ausgestaltet sind, daß ein Punkt Mk, an welchem die
durch den Druck auf einen ausgewählten Kolben (9), der
sich im oberen Totpunkt befindet, erzeugte Belastung auf
die Mitnehmerplatte (10) mittels der Taumelscheibe (17)
sowie der Stiftelemente übertragen wird, ohne Rücksicht
auf den Neigungswinkel der Taumelscheibe nicht wesentlich
verschoben wird.
8. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stiftelemente (15A, 15B) derart
ausgestaltet sind, daß eine imaginäre Ebene, die einen
Punkt Mf einschließt, an welchem die durch den Druck auf
einen ausgewählten, im oberen Totpunkt befindlichen Kol
ben (9) erzeugte Belastung auf die Taumelscheibe (17)
übertragen wird, und ein Punkt Mk, an welchem die auf
die Taumelscheibe übertragene Belastung mittels der Stift
elemente auf die Mitnehmerplatte übertragen wird, im we
sentlichen zur Drehachse der Antriebswelle (6) parallel
liegt.
9. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stiftelemente ein Paar von
auf jeder Seite der Antriebswelle (6) angeordneten
Führungsstiften (15A, 15B) umfassen.
10. Kompressor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Führungsstifte (15A, 15B) derart angeordnet sind, daß
die Mitte einer zwei Punkte Mk, an welchen die Führungs
stifte die darauf von der Taumelscheibe aufgebrachte
Belastung auf die Mitnehmerplatte übertragen, verbinden
den Linie auf der Verlängerung der Achse eines ausgewähl
ten, im oberen Totpunkt befindlichen Kolbens (9) ange
ordnet ist.
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1992
- 1992-09-10 DE DE4230353A patent/DE4230353C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-09-17 KR KR1019920016891A patent/KR960004244B1/ko not_active IP Right Cessation
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DE19734472C2 (de) * | 1996-08-09 | 2001-10-04 | Toyoda Automatic Loom Works | Kolben für Kompressoren |
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DE4230353C2 (de) | 1994-09-29 |
KR960004244B1 (ko) | 1996-03-28 |
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KR930006320A (ko) | 1993-04-21 |
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