DE4326323C2 - Taumelscheibenverdichter - Google Patents
TaumelscheibenverdichterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Taumelscheibenverdichter mit ei
ner in einer Taumelscheibenkammer angeordneten Taumelscheibe,
wobei die Taumelscheibenkammer wiederum in einem Zylinder
block untergebracht ist, und mit einer Vielzahl von hin- und
herbewegbaren doppelt wirkenden Kolben, welche in entspre
chende Arbeits- oder Zylinderbohrungen des Zylinderblocks zur
Ausbildung von Kompressionskammern auf jeder Seite eines je
den der doppelt wirkenden Kolben eingesetzt sind. Die Erfin
dung betrifft insbesondere einen Taumelscheibenverdichter mit
einer verbesserten Lagerung der Antriebswelle.
Aus der JP 3-92587 A ist beispielsweise ein Taumelscheiben
verdichter mit einem Zylinderblock, einer eine Taumelscheibe
tragenden Antriebswelle und mit einer Vielzahl von doppelt
wirkenden Hubkolben, die in dem Zylinderblock angeordnet
sind, bekannt. Der Zylinderblock wird aus einer vorderen und
einer hinteren Blockhälfte, die zusammengefügt sind, gebildet
und weist an der Verbindungsstelle der vorderen und hinteren
Blockhälfte eine Taumelscheibenkammer zur Aufnahme der Tau
melscheibe auf. Die Enden der vorderen und hinteren Block
hälfte sind mit vorderen bzw. hinteren Gehäusen über Ventil
platten abgedeckt.
Ein zu komprimierendes Kühlmittel, welches Schmieröl beinhal
tet, wird von einer von außen kommenden Leitung in die Tau
melscheibenkammer eingeleitet und von der Taumelscheibenkam
mer über Saugkanäle zu den Kompressionskammern. Die Saugkanä
le werden in dem Zylinderblock zwischen zwei benachbarten Ar
beits- oder Zylinderbohrungen ausgebildet. Eine Saugkammer
wird in dem mittigen Bereich des inneren Raumes zwischen dem
vorderen und dem hinteren Gehäuse und jeder der ventilplatten
ausgebildet, und eine Ausstoßkammer wird in dem Randbereich
des inneren Raumes zwischen jeder der vorderen und hinteren
Gehäusehälften und jeder der Ventilplatten angeordnet. Die
Saugkammer steht mit den Kompressionskammern über Saugventi
le, und die Ausstopkammer steht mit den Kompressionskammern
über Ausstoßventile in Fließverbindung. Das Kühlmedium wird
von der Saugkammer zu den Kompressionskammern geleitet und
von den Kompressionskammern in die Ausstoßkammer geführt,
wenn sich die Kolben hin- und herbewegen.
Bei dem Taumelscheibenverdichter sind die Zylinderbohrungen
gleichmäßig beabstandet auf einem Kreis angeordnet, dessen
Mittelpunkt mit der Längsmittellinie des Verdichters zusam
menfällt. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Zylinderboh
rungen ist proportional zu dem Radius des Kreises, auf dem
die Zylinderbohrungen angeordnet sind. Je größer der Abstand
zwischen zwei benachbarten Zylinderbohrungen ist, desto größer
ist der Radius des Kreises, auf dem die Zylinderbohrungen
angeordnet sind, und je kleiner der Abstand zwischen zwei be
nachbarten Zylinderbohrungen ist, desto kleiner ist der Radi
us des Kreises, auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet sind.
Üblicherweise wird der Abstand zwischen zwei benachbarten Zy
linderbohrungen ausreichend ausgedehnt, so daß die Festigkeit
des Zylinderblocks gesichert ist. Die Saugkanäle, die in den
Zylinderblock eingeformt sind und zwischen zwei benachbarten
Zylinderbohrungen angeordnet sind, bewirken bei dieser An
saugkonstruktion eine Verminderung der Strukturfestigkeit des
Zylinderblocks. Deshalb wird es schwierig, den Radius des
Kreises, auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet sind, zu
minimieren, um eine kompakte Bauweise des Verdichters zu er
reichen. Ferner führt die Anordnung der Ansaugkanäle in dem
Zylinderblock zu einer Verminderung des Drucks des Kühlmedi
ums, und das Kompressionsverhältnis wird vermindert.
Die Antriebswelle der Taumelscheibe wird von einem Paar Radi
allager und einem Paar Drucklager gelagert. Dies bedeutet,
daß die Radialkraft der Antriebswelle von dem Zylinderblock
durch die Radiallager aufgenommen wird, und die axiale Druck
kraft der Antriebswelle wird von dem Zylinderblock über die
Axialdrucklager aufgenommen.
Diese Lager werden durch das Schmieröl, das in dem Kühlmedium
enthalten ist, geschmiert. Jedoch bedeutet diese Anordnung,
in der die Radialkraft und die axiale Druckkraft durch ge
trennte Lager aufgenommen werden, einen komplizierten Vorgang
beim Zusammenbau.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verdichter
der eingangs beschriebenen Art hinsichtlich der Aufnahme von
Radial- und Axialdruckkräften der Antriebswelle zu vereinfa
chen und gleichzeitig eine Zentrierungsmöglichkeit für die
Antriebswelle bezüglich des Zylinderblocks zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An
spruchs 1 gelöst.
Bei einer solchen Konstruktion des Verdichters werden nicht
nur die radialen Kräfte und die Axialdruckkraft der Antriebs
welle durch gemeinsame Lager aufgenommen, sondern es besteht
durch die Verwendung von konischen Lagern gleichzeitig der
Vorteil, daß die Antriebswelle exakt bezüglich des Zylinder
blocks zentrierbar ist. Aus der US-PS 37 34 647 ist an sich
die Verwendung solcher konischer Lager, jedoch in einer ver
schiedenen Anordnung, bei einem Verdichter bekannt.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Taumelschei
benverdichter geschaffen, dessen volumetrischer Wirkungsgrad
verbessert ist und welcher eine kompakte Konstruktion des
Verdichters zuläßt.
Im einzelnen umfaßt ein erfindungsgemäßer Taumelscheiben
verdichter einen Zylinderblock mit zwei gegenüberliegenden
Enden, einer mittigen Bohrung, einer Vielzahl an Arbeits- oder
Zylinderbohrungen, welche sich parallel zueinander und
rings um die mittige Bohrung erstrecken, sowie mit einer Tau
melscheibenkammer, die die mittige Bohrung und die Zylinder
bohrungen durchsetzt; ein Medium, das komprimiert wird und in
die Taumelscheibenkammer eingeführt wird, erste und zweite
Ventilplatten, welche an den jeweiligen Enden des Zylinder
blocks befestigt sind, wobei jede der Ventilplatten eine zen
trale Bohrung und Ausstoßventile umfaßt, welchletztere rings
um die zentrale Bohrung in Übereinstimmung mit den Zylinder
bohrungen angeordnet sind, ein erstes und ein zweites Gehäu
se, welche an den jeweiligen Enden des Zylinderblocks über
den Ventilplatten angeordnet sind, um jeweils Ausstoßkammern
zwischen den Gehäusen und den Ventilplatten zu bilden, eine
Antriebswelle, welche in die mittige Axialbohrung des Zylin
derblocks eingesetzt ist, erste und zweite konische Rollenla
ger, welche in den zentralen Bohrungen der Ventilplatten je
weils befestigt sind, um die Antriebswelle zu lagern, ring
förmige Justiervorsprünge, eine Taumelscheibe, die in der
Taumelscheibenkammer angeordnet und auf der Antriebswelle zur
gemeinsamen Drehung mit derselben befestigt ist, eine Viel
zahl von doppelt wirkenden Kolben, welche in die jeweiligen
Zylinderbohrungen eingesetzt sind und durch die Taumelscheibe
hin- und herbewegt werden, um Kompressionskammern auf jeder
Seite eines jeden der doppelt wirkenden Kolben zu bilden, wo
bei die Kompressionskammern auf einer Seite eines doppelt
wirkenden Kolbens mit einer der Ausstoßkammern über das Aus
stoßventil verbindbar sind, und Ansaugkanäle, die sich von
der Taumelscheibenkammer zu jeder der Kompressionskammern
zwischen der ersten und zweiten Ventilplatte erstrecken.
Bei dieser Anordnung wird die radiale Kraft und die axiale
Druckkraft, die auf die Antriebswelle wirken, von einem Paar
konischer Rollenlager aufgenommen, die in den jeweiligen Ven
tilplatten gelagert sind. Die Ventilplatten werden von dem
Zylinderblock über passende ringförmige Zentriervorsprünge/-bohrungen
gehalten, welche koaxial zum Mittelpunkt des Krei
ses, auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet sind, angeord
net sind. Dementsprechend weisen die konischen Rollenlager
eine Achse auf, die mit dem Mittelpunkt des Kreises, auf dem
die Zylinderbohrungen angeordnet sind, zusammenfällt, und der
Drehmittelpunkt der Antriebswelle, die durch die Ventilplat
ten gehaltert wird, fällt mit dem Mittelpunkt des Kreises,
auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet sind, ebenfalls zu
sammen.
Ferner ist es nicht notwendig, die Saugkanäle im Zylinder
block zwischen zwei benachbarten Kompressionskammern anzuord
nen, sondern es ist möglich, den Saugkanal zum Beispiel an
der radial innen gelegenen Seite einer jeder der Kompressi
onskammern anzuordnen. Es ist dadurch möglich, den Radius des
Kreises, auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet sind, zu
vermindern und so eine kompakte Bauweise des Verdichters zu
erhalten.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge
genstand der Unteransprüche.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung noch nä
her erläutert. Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Taumelscheibenver
dichters gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht der Ansaug
öffnung und der Drehschieber des Verdichters
aus Fig. 1;
Fig. 3 eine Schnittansicht des Verdichters von Fig.
1 entlang Linie III-III;
Fig. 4 eine Schnittansicht des Verdichters von Fig.
1 entlang der Linie IV-IV;
Fig. 5 eine Schnittansicht des Verdichters entlang
Linie V-V in Fig. 1;
Fig. 6 eine Schnittansicht des Verdichters entlang
Linie VI-VI in Fig. 1;
Fig. 7 eine Schnittansicht des Verdichters entlang
Linie VII-VII in Fig. 1;
Fig. 8 eine Schnittansicht des Verdichters entlang
der Linie VIII-VIII in Fig. 1;
Fig. 9 eine Schnittansicht eines zweiten Ausfüh
rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ver
dichters;
Fig. 10 eine Schnittansicht des Verdichters in Fig.
9 entlang der Linie X-X in Fig. 9; und
Fig. 11 eine vergrößerte teilweise Schnittansicht
der Ansaugöffnung und der konischen Rollen
lager des Verdichters aus Fig. 9.
Fig. 1 zeigt einen Taumelscheibenverdichter entsprechend ei
ner ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der
Verdichter umfaßt einen Zylinderblock, der aus einer vorderen
Blockhälfte 1 und einer hinteren Blockhälfte 2, die zusammen
gefügt sind, gebildet wird. Die Zylinderblocks 1 und 2 haben
gegenüberliegende Enden, an denen jeweils vordere und hintere
Ventilplatten 3 und 4 befestigt sind, und ein vorderes Gehäu
se 18 und ein hinteres Gehäuse 19, welche an dem Zylinder
block über die jeweiligen Ventilplatten 3 und 4 befestigt
sind.
Die vordere Blockhälfte 1 hat eine mittige Bohrung 1a, und
die hintere Blockhälfte 2 hat eine mittige Bohrung 2a, wobei
die mittigen Bohrungen 1a und 2a eine mittige Bohrung des Zy
linderblocks bilden. Der Zylinderblock weist eine Taumel
scheibenkammer 11 an der Verbindungsstelle der vorderen und
hinteren Blockhälften 1 und 2 auf sowie einen Ansaugeinlaß 12
zur Aufnahme eines Kühlmedium aus einem Kühlmittelkreislauf
(nicht gezeigt). Der Ansaugeinlaß 12 steht in Fließverbindung
mit der Taumelscheibenkammer 11, und das Kühlmedium wird von
dem Ansaugeinlaß 12 in die Taumelscheibenkammer 11 eingeführt.
Die vorderen und hinteren Blockhälften 1 und 2 haben eben
falls eine Vielzahl von Arbeits- oder Zylinderbohrungen 13
(und 13A) und 14 (und 14A), welche paarweise fluchtend ange
ordnet sind, wobei die Paare von Arbeitszylindern 13 und 14
sich jeweils parallel zueinander und rings um die zentralen
Axialbohrungen 1a und 2a in umfangsmäßig gleichmäßigen Ab
ständen erstrecken. Es wird darauf hingewiesen, daß die Zy
linderbohrung 13, die im oberen Teil der Zeichnung gezeigt
ist, mit dem Bezugszeichen 13A versehen ist und eine der Zy
linderbohrungen 14, die im oberen Bereich der Zeichnung ge
zeigt ist, mit der Bezugsziffer 14A versehen ist, wie dies in
den Fig. 3 bis 8 der Fall ist. Die Taumelscheibenkammer 11
durchsetzt die zentralen Bohrungen 1a und 2a und die Zylin
derbohrungen 13 (und 13A) und 14 (und 14A).
Ein Stift 5 erstreckt sich von dem vorderen Gehäuse 18 durch
die vordere Ventilplatte 3 zu der vorderen Blockhälfte 1, um
diese Bauteile miteinander axial auszurichten, und ein Stift
6 erstreckt sich von dem hinteren Gehäuse 19 durch die hinte
re Ventilplatte 4 zu der hinteren Blockhälfte 2, um diese
Bauteile miteinander axial auszurichten. Ebenfalls erstrecken
sich Befestigungsbolzen 21 durch das vordere Gehäuse 18, die
vordere Ventilplatte 3 und die vordere Blockhälfte 1, um die
se Bauelemente miteinander zu verbinden, und Befestigungsbol
zen 22 erstrecken sich durch das hintere Gehäuse 19, die hin
tere Ventilplatte 4, die hintere Blockhälfte 2 und die vorde
re Blockhälfte 1, um diese Bauteile miteinander zu verbinden.
Eine Taumelscheibe 10 ist in der Taumelscheibenkammer 11 auf
genommen. Eine hohle Antriebswelle 7 wird in die mittigen
Bohrungen 1a und 2a der Zylinderblockhälften 1 und 2 einge
setzt, um die Taumelscheibe 10 in fester Verbindung zu tragen.
Eine Vielzahl an doppelt wirkenden Kolben 15 (und 15A) sind
in die jeweiligen Paare von Zylinderbohrungen 13, 13A und 14,
14A eingesetzt und bilden dabei die Kompressionskammern Pa
und Pb in jeder der Zylinderbohrungen 13 (und 13A) und 14
(und 14A) auf jeder Seite eines jeden der doppelt wirkenden
Kolben 15. Es sei hier darauf hingewiesen, daß einer der Kol
ben 15, der im oberen Bereich der Zeichnung gezeigt ist, mit
der Bezugsziffer 15A versehen ist, wie dies in den Zeichnun
gen 3 bis 8 der Fall ist. Ein Ende der Kolben 15 (und 15A)
wird mit dem Bezugszeichen 15x bezeichnet, und das andere En
de des Kolbens 15 (und 15A) wird mit dem Bezugszeichen 15y
bezeichnet.
Jeder der Kolben 15 (und 15A) steht mit der Taumelscheibe 10
über Schuhe 16 und 17 in Eingriff, so daß jeder der Kolben 15
in den jeweiligen Zylinderbohrungen durch die sich drehende
Taumelscheibe 10 hin- und herbewegt wird.
In dem inneren Raum zwischen dem vorderen Gehäuse 18 und der
vorderen Ventilplatte 3 ist eine Ausstoßkammer 23 gebildet,
und eine Ausstoßkammer 24 ist in dem inneren Raum zwischen
dem hinteren Gehäuse 19 und der hinteren Ventilplatte 4 aus
gebildet.
Die Ventilplatten 3 und 4 weisen mittige Angußbereiche mit
zentralen Bohrungen 3a und 4a auf, und Ausstoßöffnungen 3c
und 4c sind rings um die mittigen Bohrungen 3a und 4a jeweils
in Übereinstimmung mit den Zylinderbohrungen 13 (und 13A) und
14 (und 14A) angeordnet. Ausstoß-Klappenventile 31 und 32
sind jeweils an den Ausstoßöffnungen 3c und 4c befestigt, um
das Kühlmedium in einer Richtung aus den Kompressionskammern
Pa oder Pb in die Ausstoßkammern 23 bzw. 24 fließen zu las
sen. Ein Rückhalter 33 bzw. 34 ist jeweils vorgesehen, um ein
zu grobes Abheben der Ausstopventile 31 bzw. 32 zu verhin
dern. Die Ausstopventile 31 und 32 und die Rückhalter 33 und
34 werden über Bolzen 35 gehalten, wie dies in den Fig. 7 und
8 dargestellt ist.
Außerdem weisen die Ventilplatten 3 und 4 ringförmige oder
zylindrische Zentriervorsprünge 3b und 4b auf, welche rings
um die Antriebswelle 7 angeordnet sind. Die Zentriervorsprün
ge 3b und 4b sind in einer Rücken-an-Rücken-Anordnung zu den
Angußbereichen mit den zentralen Bohrungen 3a und 4a angeord
net und erstrecken sich jeweils axial von den Angußbereichen
her gesehen nach innen. Jede der zentralen Bohrungen 1a der
vorderen Blockhälfte 1 und der zentralen Bohrung 2a der hin
teren Blockhälfte 2 weisen einen inneren Durchmesser auf, der
größer als der äußere Durchmesser der Antriebswelle 7 ist und
welcher identisch ist mit dem Außendurchmesser der Zentrier
vorsprünge 3b und 4b, so daß die Zentriervorsprünge 3b und 4b
in die zentralen Bohrungen 1a und 2a der vorderen und hinte
ren Blockhälften 1 und 2 passen. Dementsprechend werden die
Endbereiche der zentralen Bohrungen 1a und 2a der vorderen
und hinteren Blockhälften 1 und 2 Zentrierbohrungen darstel
len, welche jeweils über die Zentriervorsprünge 3b und 4b
passen.
Konische Rollenlager 8 und 9 sind jeweils in den zentralen
Bohrungen 3a und 4a der Ventilplatten 3 und 4 angeordnet, um
die Antriebswelle 7 zu lagern. Das konische Rollenlager 8 um
faßt einen äußeren Ring 8a, einen inneren Ring 8b und eine
Vielzahl von Rollen 8c, welche zwischen dem äußeren und dem
inneren Ring 8a und b und in einem Konus angeordnet sind. In
gleicher Weise umfaßt das konische Rollenlager 9 einen äuße
ren Ring 9a, einen inneren Ring 9b und eine Vielzahl an Rol
len 9c, welche zwischen dem äußeren und dem inneren Ring 9a
und 9b in einem Konus angeordnet sind.
Die Antriebswelle 7 hat Bereiche 7a und 7b mit einem größeren
Durchmesser, welche Schultern bilden, und die inneren Ringe
8b und 9b der konischen Rollenlager 8 und 9 werden jeweils
axial von den Schultern der Antriebswelle 7 aufgenommen. Die
Vorsprünge 18a und 19a sind an der Basisfläche der vorderen
und hinteren Gehäuse 18 und 19 vorgesehen, um in axialer
Richtung die äußeren Ringe 8a und 9a der konischen Rollenla
ger 8 und 9 abzustützen. Bei einer Ausführungsform wird eine
tellerförmige Feder 20 zwischen die Vorsprünge 18a und den
äußeren Ring 8a und 9a des konischen Rollenlagers 8 einge
setzt.
Die konischen Rollenlager 8 und 9 nehmen beide die Radial
kraft und die axiale Druckkraft der Antriebswelle 7 auf. Die
Schraubenkraft des Bolzens 21 bewirkt, daß die Feder 20 ver
formt wird, um eine Vorspannung in axialer Druckkraftrichtung
auf die Welle 7 über das konische Rollenlager 8 herzustellen.
In Fig. 1 wird die zentrale Achse L₀ der Antriebswelle 7 ge
zeigt. In den Fig. 5 und 6 sind die mittigen Achsen L der Zy
linderbohrungen 13, 13A, 14 und 14A auf einem Kreis C₁ ange
ordnet, welch letzterer den Mittelpunkt L₁ hat. Der Mittel
punkt L₂ des Kreises C₂ der inneren zylindrischen Oberfläche
der zentralen Bohrungen 1a und 2a fällt mit der Mitte L₁ des
Kreises C₁, auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet sind,
zusammen, weil die Zylinderbohrungen 13, 13A, 14 und 14A und
die mittigen Bohrungen 1a und 2a in dem gemeinsamen Zylinder
block ausgebildet sind. Der Kreis C₃ der äußeren zylindri
schen Fläche der Zentriervorsprünge 3b und 4b, welche in die
mittige Bohrung (Zentrierbohrungen) 1a und 2a passen, und der
Kreis C₄ der inneren zylindrischen Oberfläche der zentralen
Bohrungen 3a und 4a haben denselben Mittelpunkt L₃ aufgrund
ihrer komplementären bzw. zusammenpassenden Ausbildung und
Beziehung. Dementsprechend wird die Mitte L₃ der Zentriervor
sprünge 3b und 4b auf der Mitte L₁ des Kreises C₁, auf dem
die Zylinderbohrungen angeordnet sind, liegen, so daß die
zentrale Achse der konischen Rollenlager 8 und 9, die durch
die Ventilplatten 3 und 4 gelagert werden, mit der Mitte L₁
zusammenfällt. Die zentrale Achse der konischen Rollenlager 8
und 9 fällt mit der zentralen Achse L₀ der Antriebswelle 7
zusammen, und die zentrale Achse L₀ der Antriebswelle 7 geht
durch die Mitte L₁ des Kreises C₁, auf dem die Zylinderboh
rungen angeordnet sind, obwohl die Antriebswelle 7 nicht di
rekt durch den Zylinderblock gehalten wird.
Die hohle Antriebswelle 7 umfaßt einen Ausstoßkanal 37 und
Radialbohrungen 38, um die vordere und die hintere Ausstoß
kammer 23 und 24 miteinander zu verbinden. Das vordere Gehäu
se 18 hat einen Ausstoßauslaß 25. Die Antriebswelle 7 er
streckt sich durch das vordere Gehäuse 18, und ein Dichtungs
lippenelement 26 ist vorgesehen, um ein Lecken des kompri
mierten Mediums in der Ausstoßkammer 23 durch einen Spalt
zwischen der Antriebswelle 7 und dem vorderen Gehäuse 18 zu
verhindern.
Wie in den Fig. 1 bis 4 gezeigt wird, weisen die Zylinder
blocks 1 und 2 Ansaugöffnungen 1b und 2b auf, die in Überein
stimmung mit den Zylinderbohrungen 13, 13A, 14 und 14A ange
ordnet sind und die sich radial von der inneren Oberfläche
der zentralen Bohrungen 1a und 2a zu der inneren Oberfläche
der Zylinderbohrungen 13, 13A, 14 und 14A erstrecken. Der in
nere Durchmesser der zentralen Bohrungen 1a und 2a des Zylin
derblocks sind größer als der äußere Durchmesser der An
triebswelle 7, wie bereits zuvor beschrieben, und die Dreh
schieber 27 und 28 sind zwischen der inneren Oberfläche der
zentralen Bohrungen 1a und 2a und der äußeren Oberfläche der
Antriebswelle 7 angeordnet. Die Drehschieber 27 und 28 sind
auf der Antriebswelle 7 befestigt, so daß sie sich zusammen
mit dieser drehen und selektiv die Ansaugöffnungen 1b und 2b
öffnen oder schließen. O-Ring-Dichtungen 39 und 40 sind zwi
schen den Drehschiebern 27 bzw. 28 und der Antriebswelle 7
angeordnet.
Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, weist jeder der Dreh
schieber 27 und 28 eine im wesentlichen zylindrische Gestalt
auf und umfaßt einen zylindrischen Ventilkörper mit einer
Ventilöffnung 29 bzw. 30. Die Ventilöffnungen 29 bzw. 30 er
strecken sich geneigt durch den Ventilkörper und weisen einen
Einlaß 29a auf, welcher mit der Taumelscheibenkammer 11 in
Verbindung steht, und einen Auslaß, der selektiv mit den An
saugöffnungen 1b und 2b verbindbar ist.
Im Betrieb wird das Kühlmittel von außen von einem Kühlkreis
lauf kommend in die Taumelscheibenkammer 11 über den Ansaug
einlaß 12 geleitet und dann von der Taumelscheibenkammer 11
zu den Kompressionskammern Pa und Pb über die Ansaugöffnungen
1b und 2b. Die Drehbewegung der Antriebswelle 7 wird auf die
Kolben 15 und 15A über die Taumelscheibe 10 übertragen, und
die Kolben 15 und 15A bewegen sich in den Zylinderbohrungen
13, 13A, 14 und 14A hin und her und bewirken einen Saughub
und einen Kompressionshub.
Wie in den Fig. 1, 3 und 4 bezüglich eines Kolbens 15A darge
stellt ist, steht dieser im oberen Totpunkt bezüglich der Zy
linderbohrung 13A und am unteren Totpunkt bezüglich der Zy
linderbohrung 14A. Wenn der Kolben einen Saughub mit Bezug
auf die Zylinderbohrung 13A durchführt, bei der der Kolben
ISA vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt bewegt wird, ist
die Ventilöffnung 29 mit der Kompressionskammer Pa über die
Ansaugöffnung 1b verbunden. Das Kühlmedium wird von der Tau
melscheibenkammer 11 in die Kompressionskammer Pa über die
Ventilöffnung 29 und die Ansaugöffnung 1b eingeleitet. Das
bedeutet, daß der Drehschieber 27 den Saugkanal zwischen der
Taumelscheibenkammer 11 und der Ansaugöffnung 1b öffnet.
In diesem Fall wird mit Bezug auf die gegenüberliegende Kom
pressionskammer Pb der Kolben 15A Kompressionsarbeit leisten
und einen Ausstoßhub mit Bezug auf die Zylinderbohrung 14A
ausführen, worin sich der Kolben 15A von dem unteren Totpunkt
zum oberen Totpunkt bewegt, während die Ventilöffnung 30 des
Drehschiebers 28 von einer Verbindung mit der Ansaugöffnung
Ib und der Kompressionskammer Pb abgeschnitten ist. Das Kühl
medium in der Kompressionskammer Pb wird so durch den Kolben
15A komprimiert und in die Ausstoßkammer 24 ausgestoßen, wo
bei das Ausstoßventil 32 durch den Druck des Kühlmediums ge
öffnet wird.
Wenn der Kolben 15A in die umgekehrte Richtung bewegt wird,
führt der Kolben 15A den Saughub bezüglich der Kompressions
kammer Pb durch und führt eine Kompression und einen Ausstoß
hub mit Bezug auf die Kompressionskammer Pa aus. Das Kühlme
dium wird so aus der Taumelscheibenkammer 11 in die Kompres
sionskammer Pb angesaugt und aus der Kompressionskammer Pa in
die Ausstoßkammer 23 ausgestoßen. Diese Betriebsweise wird
wiederholt ausgeführt, sowohl im Hinblick auf den Kolben 15A
als auch die anderen Kolben 15.
Die Verwendung der Drehschieber 27 und 28 in den Ansaugkanä
len hat die folgenden Vorteile, wenn man dies mit den her
kömmlichen Klappen-Ansaugventilen vergleicht. Im Fall der
Verwendung von Klappen-Ansaugventilen führt das Schmieröl zu
Haftkräften, durch die das Ventil an seinem Ventilsitz in ei
nem gewissen Ausmaß gehalten wird, und die zeitliche Abfolge
beim Öffnen des Ventils wird durch die Schmiermittelhaftkraft
verzögert. Diese Verzögerung vergrößert den Fließwiderstand
für das Kühlmittel, welches die elastischen Ventile zu öffnen
und hindurchzufließen hat, und vermindert den volumetrischen
Wirkungsgrad. Da jedoch die erfindungsgemäß verwendeten Dreh
schieber 27 und 28 mechanisch angetrieben werden, ist das
Problem des Fließwiderstands durch die Haftkräfte des
Schmiermittels und die Verwendung der elastischen Ventile
vermieden, und das Kühlmittel fließt sofort, sobald der Druck
in den Kompressionskammern Pa und Pb etwas geringer ist als
der Druck in dem Ansaugkanal und in der Taumelscheibenkammer
11. Dementsprechend ist es möglich, den volumetrischen Wir
kungsgrad durch die Verwendung der Drehschieber 27 und 28 zu
vergrößern im Vergleich zu den herkömmlichen Klappen-Ansaug
ventilen.
Wie zuvor beschrieben, wird bei den herkömmlichen Verdichtern
jeder Saugkanal zwischen zwei benachbarten Zylinderbohrungen
angeordnet, und eine solche Anordnung vermindert die Festig
keit des Zylinderblocks. Ebenso ist der Ausstoßkanal in dem
Zylinderblock angeordnet. Deshalb muß der Abstand zwischen
zwei benachbarten Zylinderbohrungen ausreichend ausgedehnt
sein, so daß die Festigkeit des Zylinderblocks erhalten
bleibt. Deshalb ist es schwierig, den Abstand zwischen zwei
benachbarten Zylinderbohrungen zu minimieren.
Erfindungsgemäß wird durch die Verwendung von Drehschiebern
27 und 28 mit Ventilöffnungen 29 und 30 das Kühlmittel in die
Kompressionskammern Pa und Pb eingeführt und damit das Pro
blem der herkömmlichen Ansaugkanäle, die in dem Zylinderblock
zwischen zwei benachbarten Zylinderbohrungen angeordnet sind,
gelöst. Es ist jetzt möglich, den Abstand zwischen zwei be
nachbarten Zylinderbohrungen 13, 13A, 14 und 14A zu vermin
dern unter Vermeidung einer herkömmlichen Anordnung der An
saugkanäle. Die Verminderung der Abstände zwischen den be
nachbarten Zylinderbohrungen 13, 13A, 14 und 14A macht es
möglich, den Radius des Kreises zu vermindern, auf dem die
Zylinderbohrungen 13, 13A, 14, 14A angeordnet sind und so den
Radius des Zylinderblocks als Ganzes zu reduzieren. Dement
sprechend ist es möglich, die Größe und das Gewicht des Ver
dichters zu verringern.
Das Kühlmedium in der Taumelscheibenkammer 11 fließt in die
Kompressionskammern Pa und Pb, wenn der Druck in den Kompres
sionskammern Pa und Pb etwas geringer ist als der Druck in
der Taumelscheibenkammer 11. Der Druckverlust wird größer und
der Kompressionswirkungsgrad vermindert sich, wenn ein Fließ
widerstand, d. h. ein Saugwiderstand in dem Saugkanal, der
sich von der Taumelscheibenkammer 11 zu den Kompressionskam
mern Pa und Pb erstreckt, größer wird. Durch die Verwendung
der Drehschieber 27 und 28 ist es möglich, die Länge des An
saugkanales von der Taumelscheibenkammer 11 zu den Kompressi
onskammern Pa und Pb zu minimieren und dadurch den Fließwi
derstand, verglichen mit einem herkömmlichen Verdichter, zu
verringern. Dementsprechend wird der Druckverlust vermindert
und der Kompressionswirkungsgrad vergrößert.
Durch die Verwendung eines Ausstoßkanals 37, der in der hoh
len Antriebswelle 7 angeordnet ist, wird es unnötig, Raum im
Zylinderblock zu verwenden, und dies trägt ebenfalls zu einer
kompakten Bauweise des Verdichters bei.
Darüber hinaus erlaubt die Verwendung der Drehschieber 27 und
28 die Vermeidung von herkömmlichen Ansaugkammern, die sonst
in dem vorderen und hinteren Gehäuse 18 und 19 ausgebildet
sind. Dadurch wird es erfindungsgemäß möglich, die konischen
Rollenlager 8 und 9 an Stellen der vorderen und hinteren Ven
tilplatten 3 und 4 der vorderen und hinteren Gehäuse 18 und
19 anzuordnen, wo sonst im Stand der Technik die Ansaugkam
mern angeordnet sind. Dementsprechend ist es bei Verwendung
der Drehschieber 27 und 28 nicht mehr notwendig, einen zu
sätzlichen Raum für die konischen Rollenlager 8 und 9 vorzu
sehen, und die kompakte Bauweise des Verdichters kann ohne
irgendwelche Behinderungen umgesetzt werden. Außerdem können
die konischen Rollenlager 8 und 9 sowohl Radialkräfte als
auch axiale Druckkräfte der Antriebswelle 7 aufnehmen, und es
ist möglich, die Zahl der Lager gegenüber dem Stand der Tech
nik zu vermindern. Dementsprechend wird der Arbeitsablauf
beim Zusammenbau des Verdichters erleichtert.
Darüber hinaus ergeben sich Probleme folgender Art, wenn die
zentrale Achse L₀ der Antriebswelle 7 nicht durch den Mittel
punkt L₁ des Kreises C₁, auf dem die Zylinderbohrungen ange
ordnet sind, verläuft. Entsprechend der Darstellung in Fig. 1
- angenommen, daß die Neigung oder der Anstellwinkel der Tau
melscheibe 10 0 sei und die Dicke der Taumelscheibe T - er
gibt sich eine Komponente t der Dicke T der Taumelscheibe 10
in Richtung der mittigen Achse L₀ als t = T/cos θ. Angenom
men, daß die zentrale Achse L₀ der Antriebswelle 7 etwas ge
gen die mittlere Linie L₁ in einem sehr kleinen Winkel Δθ
(Δθ < 0) geneigt wird, ändert sich die Neigung der Taumel
scheibe 10 um Δθ gegenüber der ursprünglichen Neigung θ. Da
durch wird die Neigung der Taumelscheibe 10 einmal (Δθ + θ)
oder (-Δθ + θ). Falls die Anstellung der Taumelscheibe 10
(Δθ + θ) ist, ist die Komponente t⁺ der Dicke T der Taumel
scheibe 10 in Richtung der mittigen Achse L₀ t⁺ = T/cos (Δθ
+ θ), welches größer ist als t = T/cos θ. Falls die Anstel
lung der Taumelscheibe 10 (-Δθ + θ) ist, ergibt sich die
Komponente t⁻ der Dicke T der Taumelscheibe 10 in Richtung
der zentralen Achse L₀ als t⁻ = T/cos (-Δθ + θ), welches
kleiner ist als t = T/cos θ.
Die Komponente t der Dicke T der Taumelscheibe 10 in der
Richtung der mittigen Achse L₀ ist vorgegeben, so daß ein
ausreichender Spalt zwischen der Taumelscheibe 10 und den
Schuhen 16 und 17 besteht. Falls die Komponente t der Dicke T
der Taumelscheibe 10 in Richtung der zentralen Achse L₀ t⁺
(< t) wird, besteht die Möglichkeit, daß es unmöglich wird,
die Taumelscheibe 10 zwischen den Schuhen 16 und 17 einzuset
zen. Andererseits, wenn die Komponente t der Dicke T der Tau
melscheibe 10 in Richtung der zentralen Achse L₀t t⁻ (< t)
wird, ist der Spalt zwischen der Taumelscheibe 10 und den
Schuhen 16 und 17 ungewöhnlich groß, so daß Geräusche und ei
ne Oszillation vorkommen können.
Wenn die mittige Achse L₀ der Antriebswelle 7 durch die Mitte
L₁ des Kreises C₁, auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet
sind, läuft, werden die Abstände zwischen den zentralen Ach
sen L der Zylinderbohrungen 13, 13A, 14, 14A und der Achse L₀
dieselben. Angenommen, daß dieser Abstand (der Radius des
Kreises C₁, auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet sind) r
sei, wird der Hub eines jeden Kolbens 15 oder 15A gleich
r*tan θ. Falls die zentrale Achse L₀ der Antriebswelle 7 be
züglich der Mitte L₁ verschoben wird, während die Parallelbe
ziehung weiter bestehen bleibt, ändern sich die Abstände der
zentralen Achsen L der Zylinderbohrungen 13, 13A, 14 und 14A
zu der Achse L₀ und sind nicht mehr dieselben. Angenommen,
daß die Differenz in dem Abstand Δr sei (< 0) und die Ab
stände zwischen den mittigen Achsen L der Zylinderbohrungen
13, 13A, 14 und 14A und der Achse L₀ ergeben sich als (r +
Δr) und (r - Δr).
Der Hub eines jeden Kolbens 15 oder 15A ist vorgegeben, so
daß ein ausreichender oberer Spalt existiert zwischen jedem
der Enden 15x und 15y eines jeden Kolbens 15 oder 15A und je
der der Ventilplatten 3 und 4, wenn der Kolben in seinem obe
ren Totpunkt steht. Falls der Abstand der zentralen Achsen L
und der Achse L₀ (r + Δr) ist, wird der Hub eines jeden Kol
bens 15 oder 15A (r + Δr)*tan θ, und damit wird der obere
Spalt kleiner als ein geeigneter Wert. Im schlimmsten Fall
wird der obere Spalt zu einem negativen Wert verschoben, und
die Kolben 15 oder 15A können mit den Ventilplatten 3 und 4
zusammenstoßen. Falls der Abstand zwischen den mittigen Ach
sen L und der Achse L₀ (r - Δr) wird, ist der Hub eines je
den Kolbens 15 oder 15A gleich (r - Δr)*tan θ, und der obere
Spalt wird größer als ein geeigneter Wert. Je größer der obe
re Spalt wird, desto geringer wird der Kompressionswirkungs
grad.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die konischen Rollenla
ger 8 und 9, die die Antriebswelle 7 tragen, in zentralen
Bohrungen 3a und 4a der Ventilplatten 3 und 4 gehalten. Dem
entsprechend verläuft die zentrale Achse L₀ der Antriebswelle
7 durch die Mitte L₁ des Kreises C₁, auf dem die Zylinderboh
rungen angeordnet sind, falls die Ventilplatten 3 und 4 exakt
auf die Zylinderblockhälften 1 und 2 ausgerichtet sind. Die
Ventilplatten 3 und 4 werden durch die Zylinderblockhälften 1
und 2 getragen, wobei deren ringförmige Zentriervorsprünge 3b
und 4b in die zentralen Bohrungen (Zentrierbohrungen 1a und
2a) passen. Deshalb wird, falls die Mitte L₂ des Kreises C₂
der inneren zylindrischen Oberfläche der zentralen Bohrungen
1a und 2a mit der Mitte L₁ des Kreises C₁, auf dem die Zylin
derbohrungen angeordnet sind, zusammenfällt, die zentrale
Achse L₀ der Antriebswelle 7 durch die Mitte L₁ des Kreises
C₁ laufen, auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet sind. Es
ist einfach, die Mitte L₂ auf die Mitte L₁ zu legen. Dement
sprechend ist es möglich, die zentrale Achse L₀ exakt auf die
Mitte L₁ auszurichten und so zu verhindern, daß Geräuschent
wicklung und Oszillation auftritt und daß der Kompressions
wirkungsgrad verringert wird.
Die Stifte 5 und 6 helfen bei der Festlegung der Winkelposi
tion der Ventilplatten 3 und 4 rund um die zentrale Achse L₀
der Antriebswelle 7 bezüglich der Zylinderblocks 1 und 2.
Die Fig. 9 bis 11 zeigen eine zweite Ausführungsform eines
Taumelscheibenverdichters der vorliegenden Erfindung. Der
Verdichter umfaßt einen Zylinderblock, der aus einer vorderen
Blockhälfte 43 und einer hinteren Blockhälfte 44, die über
Bolzen 42 zusammengehalten sind, zusammengesetzt ist. Die Zy
linderblockhälften 43 und 44 haben gegenüberliegende Enden,
auf denen vordere und hintere Ventilplatten 82 und 83 befe
stigt sind, und ein vorderes Gehäuse 54 und ein hinteres Ge
häuse 56 werden mit dem Zylinderblock über die jeweiligen
Ventilplatten 82 und 83 befestigt. Bolzen 55 erstrecken sich
durch das vordere Gehäuse 54, die vordere Ventilplatte 82 und
die vordere Blockhälfte 43 und Bolzen 57 erstrecken sich
durch das hintere Gehäuse 56, die hintere Ventilplatte 83 und
die hintere Blockhälfte 44.
Die vordere Blockhälfte 43 weist eine mittige Bohrung 43a und
die hintere Blockhälfte 44 eine mittlere Bohrung 44a auf. Der
Zylinderblock weist eine Taumelscheibenkammer 66 auf sowie
Ansaugöffnungen 49 und 50, welche mit der Taumelscheibenkam
mer 66 in Fließverbindung stehen. Der Zylinderblock weist
außerdem eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 51 und 52 auf,
die paarweise ausgerichtet und jeweils parallel zueinander
rund um die mittigen, axialen Bohrungen 43a und 44a in um
fangsmäßig gleichmäßigen Abständen angeordnet sind.
Eine Taumelscheibe 48 wird in der Taumelscheibenkammer 66
aufgenommen. Eine hohle Antriebswelle 45 wird in die zentra
len Bohrungen 43a und 44a des Zylinderblocks eingesetzt, um
fest verbunden die Taumelscheibe 48 zu tragen. Eine Vielzahl
von doppelt wirkenden Kolben 53 sind in die jeweiligen Paare
von Zylinderbohrungen 51 und 52 eingesetzt und bilden Kom
pressionskammern Pa und Pb in jeder dieser Zylinderbohrungen
51 und 52. jeder der Kolben 53 steht im Eingriff mit der Tau
melscheibe 48 über Schuhe 16 und 17, welche die Kolben 53
hin- und herbewegt.
Eine Ausstoßkammer 58 ist zwischen dem vorderen Gehäuse 54
und der vorderen Ventilplatte 82 ausgebildet, und eine Aus
stopkammer 59 ist zwischen dem hinteren Gehäuse 56 und der
hinteren Ventilplatte 83 ausgebildet. Die hohle Antriebswelle
45 umfaßt einen Ausstopkanal 80 und radiale Bohrungen 81, um
die vorderen und die hinteren Ausstoßkammern 58 und 59 mit
einander zu verbinden.
Die Ventilplatten 82 und 83 weisen mittige Angußbereiche 84
und 85 mit jeweiligen zentralen Bohrungen 84a und 85a auf und
ragen in die Ausstoßkammern 58 bzw. 59 hinein. Ausstoßöffnun
gen 82a und 83a sind in Übereinstimmung mit den Zylinderboh
rungen 51 und 52 angeordnet. Klappen-Ausstopventile 75 und 76
sind an den Ausstoßöffnungen 82a und 83a angeordnet, um den
Fluß des Kühlmittelmediums in einer Richtung aus den Kompres
sionskammern Pa oder Pb in die Ausstoßkammern 58 bzw. 59 zu
erlauben. Rückhaltevorrichtungen 77 und 78 sind jeweils ober
halb der Ausstopventile 75 und 76 angeordnet. Das vordere Ge
häuse 54 weist eine Ausstopöffnung 60 auf, und eine Dich
tungslippe 61 ist zwischen der Antriebswelle 45 und dem vor
deren Gehäuse 54 angeordnet, um eine Leckage dazwischen zu
verhindern.
Bei dieser Ausführungsform sind die Zylinderblockhälften 43
und 44 mit ringförmigen oder zylindrischen Zentriervorsprün
gen 43b und 44b rings um die Antriebswelle 45 ausgebildet,
die die Form von zylindrischen äußeren Oberflächen aufweisen.
Jeder dieser Zentriervorsprünge 43b und 44b paßt in die je
weilige zentrale Bohrung 84a und 85a der Angußbereiche 84 und
85 der Ventilplatten 82 und 83. Die zentralen Bohrungen 84a
und 85a fungieren somit als Zentrierbohrungen. Die Mitte der
zylindrischen äußeren Oberfläche der Zentriervorsprünge 43b
und 44b liegt auf der Mitte L₁ des Kreises C₁, auf dem die
Zylinderbohrungen angeordnet sind.
Konische Rollenlager 46 und 47 sind jeweils in den zentralen
Bohrungen 84a und 85a der Angupbereiche 84 und 85 der Ventil
platten 82 und 83 angeordnet, um die Antriebswelle 45 zu la
gern. Jedes der konischen Rollenlager umfaßt einen äußeren
Ring, einen inneren Ring und eine Vielzahl von Rollen, die
zwischen dem äußeren und inneren Ring in einem Konus angeord
net sind. Die inneren Ringe der konischen Rollenlager 46 und
47 sind axial von Schultern auf der Antriebswelle 45 aufge
nommen.
Bei dieser Ausführungsform sind Ansaugkammern 62 und 63 in
jedem der Kolben 53 ausgebildet, welche Einlaßöffnungen 64
und 65 zur Taumelscheibenkammer 66 hin aufweisen. Das Kühl
mittel kann von der Taumelscheibenkammer 66 in die Ansaugkam
mern 62 und 63 über die Einlässe 64 und 65 strömen. Jeder
Kolben 53 hat ebenfalls Ansaugöffnungen 67 und 73, welche von
den Ansaugkammern 62, 63 jeweils zu den Kompressionskammern
Pa und Pb führen. Schwebe-Ansaugventile 68 und 74 sind je
weils an den Enden der Kolben 53 angeordnet. Das Ansaugventil
68 umfaßt einen Ventilsitz 69, welcher an der Endwandung des
Kolbens 53 befestigt ist und Öffnungen 72 aufweist, ein
Schwebescheibenventil 70, welches in dem Ventilsitz 69 beweg
lich angeordnet ist, und ein sprengringartigen Rückhalter 71,
der das Scheibenventil 70 innerhalb des Ventilsitzes 69 hält.
Das Scheibenventil 70 hebt sich an und öffnet die Durchgänge
72 während des Ansaughubes und senkt sich und schließt die
Durchgänge 72 während eines Kompressionshubes. Die hinteren
Saugventile 74 sind ähnlich angeordnet wie die vorderen An
saugventile 68.
Der Betrieb bei dieser Ausführungsform ist ähnlich zu der bei
der früher beschriebenen Ausführungsform.
Auch hier nehmen die konischen Rollenlager 46 und 47 sowohl
die Radialkräfte als auch die axialen Druckkräfte auf, die
auf die Antriebswelle 45 wirken, und sind ihrerseits wieder
in zentralen Zentrierbohrungen 84a und 85 der Ventilplatten
82 und 83 gehalten. Die zentralen Zentrierbohrungen 84a und
85a passen über entsprechende Zentriervorsprünge 43b und 44b
der vorderen und hinteren Ventilplatten, die auf den Zylin
derblockhälften 43 und 44 montiert sind. Deshalb geht die
zentrale Achse L₀ der Antriebswelle 45 durch den Mittelpunkt
L₁ des Kreises C₁, auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet
sind, falls die Mitte des Kreises der äußeren zylindrischen
Oberfläche der Zentriervorsprünge 43b und 44b mit der Mitte
L₁ des Kreises C₁, auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet
sind, zusammenfällt. Es ist leicht, den Mittelpunkt des Krei
ses der äußeren Umfangsfläche der Zentriervorsprünge 43b und
44b auf den Mittelpunkt L₁ des Kreises C₁, auf dem die Zylin
derbohrungen angeordnet sind, zu zentrieren, und es ist mög
lich, exakt die mittige Achse L₀ auf die Mitte L₁ hin auszu
richten, ohne daß eine Anstellung oder Neigung oder eine pa
rallele Verschiebung der Antriebswelle bezüglich der Mitte L₁
auftritt. Es ist damit möglich, das Auftreten von Geräuschen
und Oszillation zu verhindern und damit auch eine Verminde
rung des Kompressionswirkungsgrades.
Durch die Anordnung von Ansaugkammern 62 und 63 in den Kolben
45 zum Einführen von Kühlmedium aus der Taumelscheibenkammer
66 in die Kompressionskammern Pa und Pb wird es möglich, die
Verwendung von Ansaugkammern herkömmlicher Art zu vermeiden,
welche in den vorderen und hinteren Gehäusen untergebracht
sind. Ebenso kann durch die Verwendung eines Ausstoßkanals
innerhalb der hohlen Antriebswelle 45 die Verwendung von Raum
im Zylinderblock hierfür überflüssig gemacht werden. Dadurch
wird es erfindungsgemäß möglich, den Radius des Kreises, auf
dem die Zylinderbohrungen angeordnet sind, zu verringern und
somit auch die Größe und das Gewicht des Verdichters. Bei
dieser Ausführungsform werden die Drehschieber 27 und 28 weg
gelassen, und es ist möglich, dadurch den Radius des Kreises,
auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet sind, weiter zu ver
mindern und damit auch die Größe des Verdichters selbst.
Claims (12)
1. Taumelscheibenverdichter, umfassend:
einen Zylinderblock (1, 2) mit gegenüberliegenden Enden, einer mittigen Bohrung (1a, 2a), einer Vielzahl an Zy linderbohrungen (13, 13A; 14, 14A), welche sich parallel zueinander und rund um die mittige Bohrung (1a, 2a) er strecken und mit einer Taumelscheibenkammer (11), welche die mittige Bohrung (1a, 2a) und die Zylinderbohrungen (13, 13A; 14, 14A) durchsetzt, sowie mit einem zu kom primierenden Medium, welches in die Taumelscheibenkammer (11) eingeführt wird;
erste und zweite Ventilplatten (3; 4), welche jeweils an einem Ende des Zylinderblocks (1, 2) befestigt sind, wo bei jede der Ventilplatten (3, 4) eine mittige Bohrung (3a; 4a) und Ausstoßventile (31; 32) umfaßt, welche rings um die mittige Bohrung (1a, 2a) in Übereinstimmung mit den Zylinderbohrungen (13, 13A; 14, 14A) angeordnet sind;
ein erstes und ein zweites Gehäuse (18; 19), welche an den jeweiligen Enden des Zylinderblocks (1, 2) über die Ventilplatten (3, 4) befestigt sind und Ausstoßkammern (23, 24) zwischen den Gehäusen (18, 19) und den jeweili gen Ventilplatten (3, 4) bilden;
eine in die mittige axiale Bohrung (1a, 2a) des Zylin derblocks (1, 2) eingesetzte Antriebswelle (7);
ein erstes und ein zweites konisches Rollenlager (8; 9), welche jeweils in der mittigen Bohrung (3a, 4a) der Ven tilplatten (3, 4) zur Lagerung der Antriebswelle (7) ge sichert sind;
ringförmige Zentriervorsprünge (3b, 4b), welche entweder am Zylinderblock (1, 2) oder den Ventilplatten (3, 4) rings um die Antriebswelle (7) angeordnet sind;
eine Zentrierbohrung, welche in dem jeweils anderen Teil, d. h. dem Zylinderblock (1, 2) oder den Ventilplat ten (3, 4) angeordnet ist und über die ringförmigen Zen triervorsprünge (3b, 4b) paßt;
eine Taumelscheibe (10), welche in der Taumelscheiben kammer (11) aufgenommen und auf der Antriebswelle (7) zur gemeinsamen Drehung mit derselben befestigt ist;
eine Vielzahl doppelt wirkender Kolben (15; 15A), welche in die jeweiligen Zylinderbohrungen (13, 13A; 14, 14A) eingesetzt sind und durch die Taumelscheibe (10) hin- und herbewegt werden, um Kompressionskammern (Pa, Pb) auf beiden Seiten eines jeden doppelt wirkenden Kolbens (15, 15A) zu bilden, wobei die Kompressionskammer (Pa, Pb) auf einer Seite des doppelt wirkenden Kolbens (15, 15A) mit einer der Ausstoßkammern (23; 24) über ein Aus stopventil (31; 32) in Verbindung steht; und
Ansaugkanäle (29; 30), welche sich von der Taumelschei benkammer (11) zu jeder der Kompressionskammern (Pa; Pb) zwischen der ersten und der zweiten Ventilplatte (3, 4) erstrecken.
einen Zylinderblock (1, 2) mit gegenüberliegenden Enden, einer mittigen Bohrung (1a, 2a), einer Vielzahl an Zy linderbohrungen (13, 13A; 14, 14A), welche sich parallel zueinander und rund um die mittige Bohrung (1a, 2a) er strecken und mit einer Taumelscheibenkammer (11), welche die mittige Bohrung (1a, 2a) und die Zylinderbohrungen (13, 13A; 14, 14A) durchsetzt, sowie mit einem zu kom primierenden Medium, welches in die Taumelscheibenkammer (11) eingeführt wird;
erste und zweite Ventilplatten (3; 4), welche jeweils an einem Ende des Zylinderblocks (1, 2) befestigt sind, wo bei jede der Ventilplatten (3, 4) eine mittige Bohrung (3a; 4a) und Ausstoßventile (31; 32) umfaßt, welche rings um die mittige Bohrung (1a, 2a) in Übereinstimmung mit den Zylinderbohrungen (13, 13A; 14, 14A) angeordnet sind;
ein erstes und ein zweites Gehäuse (18; 19), welche an den jeweiligen Enden des Zylinderblocks (1, 2) über die Ventilplatten (3, 4) befestigt sind und Ausstoßkammern (23, 24) zwischen den Gehäusen (18, 19) und den jeweili gen Ventilplatten (3, 4) bilden;
eine in die mittige axiale Bohrung (1a, 2a) des Zylin derblocks (1, 2) eingesetzte Antriebswelle (7);
ein erstes und ein zweites konisches Rollenlager (8; 9), welche jeweils in der mittigen Bohrung (3a, 4a) der Ven tilplatten (3, 4) zur Lagerung der Antriebswelle (7) ge sichert sind;
ringförmige Zentriervorsprünge (3b, 4b), welche entweder am Zylinderblock (1, 2) oder den Ventilplatten (3, 4) rings um die Antriebswelle (7) angeordnet sind;
eine Zentrierbohrung, welche in dem jeweils anderen Teil, d. h. dem Zylinderblock (1, 2) oder den Ventilplat ten (3, 4) angeordnet ist und über die ringförmigen Zen triervorsprünge (3b, 4b) paßt;
eine Taumelscheibe (10), welche in der Taumelscheiben kammer (11) aufgenommen und auf der Antriebswelle (7) zur gemeinsamen Drehung mit derselben befestigt ist;
eine Vielzahl doppelt wirkender Kolben (15; 15A), welche in die jeweiligen Zylinderbohrungen (13, 13A; 14, 14A) eingesetzt sind und durch die Taumelscheibe (10) hin- und herbewegt werden, um Kompressionskammern (Pa, Pb) auf beiden Seiten eines jeden doppelt wirkenden Kolbens (15, 15A) zu bilden, wobei die Kompressionskammer (Pa, Pb) auf einer Seite des doppelt wirkenden Kolbens (15, 15A) mit einer der Ausstoßkammern (23; 24) über ein Aus stopventil (31; 32) in Verbindung steht; und
Ansaugkanäle (29; 30), welche sich von der Taumelschei benkammer (11) zu jeder der Kompressionskammern (Pa; Pb) zwischen der ersten und der zweiten Ventilplatte (3, 4) erstrecken.
2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die ringförmigen Zentriervorsprünge einen ersten zylin
drischen Zentriervorsprung (3b) umfassen, welcher ein
stückig mit der ersten Ventilplatte (3) ausgebildet ist
und einen zweiten zylindrischen Zentriervorsprung (4b)
umfassen, welcher einstückig mit der zweiten Ventilplat
te (4) ausgebildet ist, und daß die Zentrierbohrungen
eine erste zylindrische Zentrierbohrung (1a) in dem Zy
linderblock (1) auf einer seiner Seiten umfassen, welche
über den ersten zylindrischen Zentriervorsprung (3b)
paßt, und eine zweite zylindrische Zentrierbohrung (2a)
im Zylinderblock (2) auf der anderen Seite ausgebildet
ist, welche über den zweiten zylindrischen Zentriervor
sprung (4b) paßt.
3. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die ringförmigen Zentriervorsprünge einen ersten zylin
drischen Zentriervorsprung (43a) umfassen, der einstückig
mit dem Zylinderblock (43) auf einer seiner Seiten
ausgebildet ist, und einen zweiten zylindrischen Zen
triervorsprung (44b) umfaßt, welcher mit dem Zylinder
block (44) auf dessen anderer Seite einstückig ausgebil
det ist, und daß die Zentrierbohrungen (43a, 44b) eine
erste zylindrische Zentrierbohrung (84a), die in der er
sten Ventilplatte (84) ausgebildet ist und welche über
den ersten zylindrischen Zentriervorsprung (43a) paßt,
und eine zweite zylindrische Zentrierbohrung (85a) um
fassen, welche in der zweiten Ventilplatte (85) ausge
bildet ist und welche über den zweiten zylindrischen
Zentriervorsprung (44b) paßt, wobei die erste und die
zweite zylindrische Zentrierbohrung (84a, 85a) einen
Teil der mittigen Bohrung des Zylinderblocks bilden.
4. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes der konischen Rollenlager (8; 9) einen äußeren
Ring (8a; 9a), einen inneren Ring (8b; 9b) und eine
Vielzahl an Rollen (8c; 9c), die zwischen dem äußeren
und dem inneren Ring angeordnet sind, umfaßt und daß die
Antriebswelle (7) eine erste und eine zweite Schulter
aufweist, welche axial den inneren Ring (8b; 9b) der ko
nischen Rollenlager (8; 9) abstützen, wobei die äußeren
Ringe (8a; 9a) der konischen Rollenlager (8; 9) jeweils
von dem ersten bzw. zweiten Gehäuse (18; 19) axial abge
stützt werden.
5. Verdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens einer der äußeren Ringe (8b; 9b) der koni
schen Rollenlager (8; 9) axial an dem jeweiligen Gehäuse
(18; 19) über eine Feder (20) abgestützt wird.
6. Verdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Feder eine tellerförmige Feder (20) umfaßt.
7. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jede der ersten und zweiten Ventilplatten (3, 4; 82, 83)
einen der ringförmigen Zentriervorsprünge (3b, 4b) oder
eine der Zentrierbohrungen (84a, 85a) umfaßt und daß ein
Lagergehäuse mit einer Lageroberfläche vorhanden ist, um
die konischen Rollenlager (8, 9; 46, 47) aufzunehmen.
8. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jede der ersten und zweiten Ventilplatten (3, 4; 82, 83)
eine der ringförmigen Zentriervorsprünge (3b, 4b) oder
eine der Zentrierbohrungen (84a, 85a) umfaßt und daß ein
Angußbereich (84, 85) mit einer Lageroberfläche vorhan
den ist, um das konische Rollenlager (46, 47) abzustüt
zen.
9. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansaugkanäle (29; 30) eine Ansaugöffnung (1b, 2b)
umfassen, die radial in dem Zylinderblock (1, 2), zwi
schen der mittigen Bohrung und einer der Zylinderbohrun
gen (13A, 14A) angeordnet sind und daß ein Drehschieber
auf der Antriebswelle zur gemeinsamen Drehung damit be
festigt ist, um selektiv die Ansaugöffnungen (1b, 2b) zu
öffnen oder zu schließen.
10. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die mittige Bohrung des Zylinderblocks (1, 2) eine inne
re zylindrische Oberfläche aufweist mit einem inneren
Durchmesser, der größer ist als der äußere Durchmesser
der Antriebswelle (7), und daß ein Drehschieber mit ei
nem zylindrischen Ventilkörper vorhanden ist, der zwi
schen der Antriebswelle (7) und der inneren zylindri
schen Oberfläche der mittigen Bohrung angeordnet ist,
wobei der Ventilkörper einen Ventileinlaß (1b; 2b) auf
weist, der selektiv mit den Zylinderbohrungen (13A; 14A)
verbindbar ist.
11. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansaugkanäle (64; 65) eine Ansaugöffnung (67; 73) in
jedem der doppelt wirkenden Kolben (53) angeordnet ent
halten und daß ein Ansaugventil (68; 74) jeweils selek
tiv die Ansaugöffnung (67; 73) öffnet oder schließt.
12. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Antriebswelle (7) hohl ist und daß ein Ausstoßkanal
in der Antriebswelle (7) angeordnet ist, um die Ausstoß
kammern (23, 24) miteinander zu verbinden.
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