DE4326366A1 - Kompressor der Taumelscheibenbauart - Google Patents
Kompressor der TaumelscheibenbauartInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kompressor der Taumel
scheibenbauart zur Verwendung in einer Fahrzeug-Klimaanla
ge. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Verbes
serung eines Lagerungsmechanismus für eine Drehwelle des
Kompressors.
Die japanische (ungeprüfte) Patentveröffentlichung Nr.
3-92587 offenbart einen herkömmlichen Taumelscheibenkompres
sor. Wie in der beigefügten Fig. 11 gezeigt ist, umfaßt die
ser Kompressor ein Paar von einander entgegengesetzten Zy
linderblöcken 100 und 101, in welchen mehrere Zylinderboh
rungen 102 und 103 ausgebildet sind, von denen jedoch nur
ein Paar gezeigt ist. Diese Zylinderbohrungen 102 und 103
sind mit gleichen Winkelabständen um eine Drehwelle 105 her
um angeordnet, die eine Taumelscheibe 104 trägt. Da jeweils
Kolben mit zwei Köpfen (Doppelkopfkolben) in den paarweise
angeordneten Zylinderbohrungen 102 und 103 aufgenommen sind,
werden durch die beiderseitigen Bodenflächen der Kolben 106
jeweils Kompressions- oder Verdichtungsräume 107 und 108 be
grenzt. Die Kompressionsräume 107 und 108 stehen über jeweili
ge Ausstoßöffnungen 113 und 114 mit Ausstoßkammern 109 und
110 in Verbindung. Durch Auslaßventile 117 und 118 werden
die jeweils zugeordneten Ausstoßöffnungen 113 und 114 geöff
net oder geschlossen. Wenn sich der Kolben 106 im Kompres
sionshub befindet, drückt das Kühlgas in den Kompressions
räumen die Auslaßventile 117 und 118 von ihrem Sitz weg, so
daß das Gas in die Ausstoßkammern 109 und 110 abgeführt
wird.
Über Ansaugöffnungen 115 und 116 stehen die Kompressionsräume
107 und 108 jeweils mit Ansaugkammern 111 und 112 in Verbin
dung. Einlaßventile 119 und 120 öffnen oder schließen die je
weils zugeordneten Ansaugöffnungen 115 und 116. Wenn sich
der Kolben 106 im Ansaughub befindet, wird Kühlgas in den
Ansaugkammern 111 und 112 in die Kompressionsräume 107 und
108 gesaugt, wobei das Gas die Einlaßventile 119 und 120 in
die Offenstellung bringt.
Die Drehwelle 105 wird von den als Paar angeordneten Zylin
derblöcken 100 und 101 über ein Paar von Radfallagern 121 und
122 gelagert. Zwischen der Taumelscheibe 104 sowie dem Zylin
derblock 100 und zwischen der Taumelscheibe 104 sowie dem Zy
linderblock 101 ist jeweils eines aus einem Paar von Schubla
gern 123 und 124 derart angeordnet, daß die Taumelscheibe 104
zwischen den Lagern 123 und 124 eingespannt ist. Deshalb wird
eine auf die Welle 105 einwirkende radiale Last von den Zy
linderblöcken 100 und 101 über die Radiallager 121 und 122
aufgenommen. Eine auf die Welle 105 einwirkende Schublast wird
von den Zylinderblöcken 100 und 101 über die Lager 123 und 124
aufgenommen.
Wenn der Kompressor mit fünf Kolben ausgestattet ist, ändert
sich die an der Drehwelle einwirkende Schublast längs einer
gekrümmten Linie CUO, wie in der beigefügten Fig. 12 gezeigt
ist. Ein maximaler Wert Fmax und ein minimaler Wert -Fmax
werden jeweils fünfmal auftreten, während die Welle eine
Umdrehung ausführt. Das bedeutet, daß die Schublast fünfmal
vorwärts und fünfmal rückwärts hinsichtlich der Taumelschei
be wirkt. Die Welle 105 und die Zylinderblöcke 100 sowie 101
werden mit Toleranzen konstruiert. Die Richtungsumkehr der
Schublast erzeugt ein Pendeln oder Schlagen, d. h. ein Umkehr
spiel, längs der Welle 105, wodurch Geräusche und Vibratio
nen hervorgerufen werden.
Wenn das Paar von Zylinderblöcken 100 und 101 verbunden wird,
werden jedoch als Paar vorhandene Laufringe, die die Rollen
der Drucklager 123 und 124 einspannen, zuvor abgebogen. Die
aus dieser Verformung herrührende Kraft wirkt an der Welle 105
als eine Vorlast oder Vorspannung. Der Verformungswert
wird so bemessen oder projektiert, daß die resultierende
Vorspannung den maximalen Wert überschreitet. Wenn die Vor
lastgröße auf diese Weise bestimmt wird, wird die Erzeugung
eines Umkehrspiels eliminiert, was in einem erfolgreichen
Unterdrücken der Geräusche und Vibrationen resultiert.
Der Lagerungsmechanismus für die obige Drehwelle schließt
jedoch die Radiallager 121 und 122 sowie die Drucklager 123
und 124 ein, welche an getrennten Positionen angeordnet sind
und sowohl die Radial- als auch Schublasten, die auf die Wel
le 105 aufgebracht werden, aufnehmen. Das kompliziert die Ar
beitsschritte im Zusammenbau des Kompressors.
Es ist eine Bauart von Kompressoren bekannt, die eine aus
Stahl gefertigte Drehwelle, und, um das Gewicht zu vermindern,
Zylinderblöcke aus Aluminium haben. Der bei diesem Kompres
sor verwendete Drehwellen-Lagerungsmechanismus bewirkt, daß
der Wärmedehnungskoeffizient der Zylinderblöcke von demjeni
gen der Drehwelle unterschiedlich ist. Deshalb wird eine
Größenwertabweichung in der Wärmedehnung zwischen den Zylin
derblöcken und der Drehwelle aufgrund der Temperaturänderung
des ausgestoßenen Kühlgases erzeugt. Folglich ändert sich
der Zustand in der relativen Verbindung zwischen den Zylin
derblöcken und der Drehwelle. Als Ergebnis wird eine unerwünsch
te Vorlast oder Vorspannung an der Drehwelle aufgebracht.
Insbesondere erhöht sich die Temperatur des Kompressors in
Übereinstimmung mit dem ausgestoßenen Kühlgas, wenn der Kom
pressor in einem Zustand eines hohen Verdichtungsverhältnis
ses betrieben wird. Deshalb wird die Größe in der Wärmedeh
nung der Zylinderblöcke sowie der vorderen und hinteren Ge
häuse längs der Schubrichtung größer als diejenige der Dreh
welle längs der gleichen Richtung. Arbeitet der Kompressor
mit dem hohen Verdichtungsverhältnis, so resultiert das
folglich in der größten, auf die Drehwelle aufgebrachten
Schublast. Jedoch wird die Vorlast oder -spannung kleiner
als die Schublast. Hieraus resultiert das Umkehrspiel längs
der Drehwelle, d. h., es werden neue Nachteile hervorgerufen,
wodurch Geräusche und Vibrationen erzeugt werden.
In Übereinstimmung mit dem Kompressor von geringem Gewicht
wird eine Vorlast im Hinblick auf den thermischen Einfluß
ziemlich groß festgesetzt. Arbeitet der Kompressor mit einem
niedrigen Verdichtungsverhältnis, so ist die Temperatur des
ausgestoßenen Kühlgases niedrig. Somit ist die Temperatur
der Kompressionsräume ebenfalls niedrig. Deshalb ist die
Wärmedehnung der Zylinderblöcke sowie des vorderen und hin
teren Gehäuses längs der Schubrichtung klein. Demzufolge ist
die auf die Drehwelle aufgebrachte Vorlast groß. Als Resul
tat ergibt sich ein Nachteil, wonach der Leistungsverlust
erhöht wird, wenn die Drehwelle zum Drehen gebracht wird.
Es ist somit die primäre Aufgabe dieser Erfindung, einen
Lagerungsmechanismus für eine Drehwelle in einem Kompressor
der Taumelscheibenbauart zu schaffen, wobei ein einfacher
Vorgang zum Zusammenbau und ein Betrieb mit geringen Geräu
schen sowie Vibrationen zu erlangen ist.
Im Zuge dieser Aufgabe ist es ein Ziel dieser Erfindung,
einen Lagerungsmechanismus aufzuzeigen, der ein einziges La
gerungsbauteil, das imstande ist, eine Radial- sowie Schub
last, die beide an der Drehwelle aufgebracht werden, aufzu
nehmen, und eine Feder, um eine bevorzugte Vorlast oder
Vorspannung an der Drehwelle aufzubringen, umfaßt.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist, einen
Lagerungsmechanismus für eine Drehwelle in einem Taumelschei
benkompressor zur Verfügung zu stellen, der imstande ist,
das Anwachsen eines Leistungsverlusts zu kontrollieren oder
zu begrenzen, indem eine bevorzugte Vorlast an der Drehwel
le längs der Schubrichtung aufgebracht wird, wenn der Kom
pressor mit einem hohen Verdichtungsverhältnis betrieben
wird.
Um die oben angegebene primäre Aufgabe zu lösen und die ge
nannten Ziele zu erreichen, besitzt ein erfindungsgemäßer
Kompressor paarweise angeordnete Bohrungen in einem Zylinder
block, eine auf einer Drehwelle montierte Taumelscheibe und
Doppelkopfkolben, die wirkungsseitig mit der Taumelscheibe
verbunden sind, wobei jeder Kolben ein Paar von Kolbenköpfen
besitzt, um bei einer Hin- und Herbewegung in den genannten
Bohrungen in Übereinstimmung mit der Drehbewegung der Taumel
scheibe Kühlgas zu komprimieren. Der Kompressor umfaßt Lage
rungsmittel, die an der genannten Drehwelle montiert sind,
um die Drehwelle drehbar zu lagern, und die Lagerungsmittel
sind so eingerichtet, daß sie eine an der Drehwelle in Übereinstimmung
mit deren Drehung erzeugte Radiallast sowie eine
auf die Drehwelle über die Kolbenköpfe durch das komprimier
te Gas aufgebrachte Schublast aufnehmen. Der Kompressor ent
hält ferner Einrichtungen, um die Lagerungsmittel in einer
verschiebbaren Weise in der axialen Richtung mit Bezug zur
Drehwelle abzustützen, und eine Feder, um durch die Lagerungs
mittel auf die Drehwelle eine Vorlast oder Vorspannung in
deren axialer Richtung aufzubringen.
Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt eines Taumelscheibenkompressors in
einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 2 den Querschnitt nach der Linie A-A in der Fig. 1;
Fig. 3 den Querschnitt nach der Linie B-B in der Fig. 1;
Fig. 4 den Querschnitt nach der Linie C-C in der Fig. 1;
Fig. 5 den Querschnitt nach der Linie D-D in der Fig. 1;
Fig. 6 ein Diagramm zur Wechselbeziehung zwischen der Wär
medehnung und der Temperatur eines Zylinderblocks;
Fig. 7 ein Diagramm, das die sich in Obereinstimmung mit
dem Drehwinkel der Drehwelle ändernde Vorlast dar
stellt;
Fig. 8 einen Axialschnitt eines Taumelscheibenkompressors
in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 9 einen Axialschnitt eines Taumelscheibenkompressors
in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 10 eine vergrößerte Schnittdarstellung von wesentlichen
Teilen des Kompressors der Fig. 9;
Fig. 11 einen Axialschnitt eines herkömmlichen Taumelschei
benkompressors;
Fig. 12 ein Diagramm, das die sich in Übereinstimmung mit dem
Drehwinkel der Drehwelle ändernde Vorlast bei dem
bekannten Kompressor darstellt.
Die erste Ausführungsform gemäß der Erfindung wird im folgen
den unter Bezugnahme auf die Fig. 1-7 beschrieben.
Gemäß Fig. 1 umfaßt ein Taumelscheibenkompressor nach der Er
findung einen vorderen Zylinderblock sowie einen hinteren Zy
linderblock 2, die miteinander verbunden sind. Im mittigen
Teil der Zylinderblöcke 1 und 2 sind jeweils Aufnahmebohrun
gen 1a und 2a ausgebildet. Mit den außenliegenden Stirnflä
chen der Blöcke 1 und 2 sind jeweils Ventilplatten 3 und 4
fest verbunden, die zylindrische Buchsen 3a sowie 4a (als Trä
gerelemente) und Ringbunde oder Muffen 3b sowie 4b im mitti
gen Teil des Kompressors besitzen, welche nach außen bzw.
innen von den Ventilplatten 3 und 4 vorstehen. Die Ringbunde
3b, 4b sind in die Aufnahmebohrungen 1a bzw. 2a eingepaßt.
Ein Stift 5 bzw. 6 ist durch die Blöcke 1 bzw. 2 und Platten
3 bzw. 4 eingesetzt, wobei die Stifte 5, 6 Relativdrehungen
zwischen dem Block 1 sowie der Platte 3 und dem Block 2 sowie
der Platte 4 begrenzen oder regulieren.
Mit Hilfe der Buchsen 3a und 4a wird eine Drehwelle 7 über
Kegelrollenlager 8 und 9 gelagert. Äußere Laufringe 8a und
9a der Lager 8, 9 sind jeweils verschiebbar in den Buchsen
(Trägerelementen) 3a und 4a aufgenommen. Innere Laufringe 8b
und 9b stoßen gegen die äußeren Stirnflächen von Abschnitten
mit größerem Durchmesser, d. h. Stufenansätzen 7a und 7b, die
an der Drehwelle 7 jeweils ausgebildet sind, an. Jeder inne
re Laufring 8b und 9b wird durch den zugeordneten Stufenansatz
unbeweglich gehalten. Zwischen den äußeren Laufringen 8a,
9a und den inneren Laufringen 8b, 9b sind jeweils Rollen
8c bzw. 9c angeordnet. Die Achsen der Rollen 8c und 9c sind
mit Bezug zur Achse der Welle 7 geneigt. Die Rollen 8c und
9c führen eine Drehbewegung um die seitlichen Flächen von
kreisförmigen Kegelstümpfen jeweils aus. Die Seiten mit grö
ßerem Durchmesser eines jeden kreisförmigen Kegelstumpfes
stehen einander gegenüber.
In den Zylinderblöcken 1 und 2 ist eine Kurbelkammer 11 ausge
bildet, in welcher auf der Welle 7 eine Taumelscheibe 10 fest
montiert ist. Die Kurbelkammer 11 steht über einen Ansaugan
schluß 12 mit einem externen (nicht dargestellten) Ansaugka
nal für das Kühlgas in Verbindung.
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, sind in den Blöcken 1
und 2 Zylinderbohrungen 13, 13A und 14, 14A in einer Mehr
zahl ausgebildet. Die Bohrungen 13, 13A und 14, 14A sind mit
gleichen Winkelabständen rund um die Welle 7 herum angeord
net, wobei bei der gezeigten Ausführungsform fünf Paare von
Bohrungen vorhanden sind. Wie in den Fig. 1-3 gezeigt ist,
sind Kolbenköpfe 15 und 15A in den zugeordneten Bohrungen
hin- und herbewegbar aufgenommen, wobei die Kolbenköpfe
paarweise entsprechend den Bohrungen 13 und 14 sowie
13A und 14A ausgestaltet sind. Vordere und hintere Kompres
sionsräume Pa bzw. Pb werden in den Bohrungen 13 und 14 so
wie 13A und 14A jeweils durch die Kolbenköpfe 15 und 15A be
grenzt. Zwischen den beiden Flächen der Taumelscheibe 10 und
den Kolbenköpfen 15 bzw. 15A sind halbkugelförmige Schuhe
16 und 17 angeordnet. Folglich bewegen sich die Kolben 15
und 15A in den paarweisen Bohrungen 13 und 14 sowie 13A und
14A, wenn die Taumelscheibe 10 dreht, jeweils hin und her.
Mit der außenliegenden Fläche der Platte 3 ist ein vorderes
Gehäuseteil 18 verbunden, während ein hinteres Gehäuseteil 19
mit der außenliegenden Fläche der Platte 4 verbunden ist.
Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, sind in Kreisform meh
rere Halte- oder Stützvorsprünge 18a und 19a an Innenumfangs
flächen der Gehäuseteile 18 bzw. 19 angeordnet.
Eine Tellerfeder 20, die dazu dient, eine Vorlast oder Vor
spannung an der Drehwelle aufzubringen, hat eine ringförmige
Gestalt. Gemäß Fig. 1 ist die Feder 20 zwischen den Vorsprün
gen 18a und dem äußeren Laufring 8a des Lagers 8 angeordnet.
Äußere periphere Randabschnitteile der Feder 20 sind in zuge
ordnete Lücken zwischen den Vorsprüngen 18a eingesetzt. Die
Feder 20 wird aufgrund dieser Einbauweise mit Bezug auf das
vordere Gehäuseteil 18 in unbeweglicher Weise gehalten. Der
innere periphere Randabschnitt der Feder 20 stößt gegen die
äußere Stirnfläche des äußeren Laufringes 8a des Lagers 8 an.
Diese äußere Stirnfläche des Laufringes 8a ragt über die
Stirnfläche der Buchse 3a auswärts hinaus. Der Vorsprung 19a
stößt gegen die Stirnfläche des äußeren Laufringes 9a des
Lagers 9 an.
Deshalb wird die an der Welle 7 in der Richtung vom vorderen
Gehäuseteil 18 zum hinteren Gehäuseteil 19 wirkende Schublast
über das Lager 9 vom hinteren Gehäuseteil 19 aufgenommen.
Die umgekehrt an der Welle 7 einwirkende Schublast wird über
das Lager 8 und die Tellerfeder 20 vom vorderen Gehäuse
teil 18 aufgenommen.
Eine Mehrzahl von durchlaufenden Schraubenbolzen 21, und zwar
fünf Bolzen bei der gezeigten Ausführungsform, verbinden die
Blöcke 1 und 2, die Ventilplatten 3 und 4 sowie die vorderen
und hinteren Gehäuseteile 18 und 19 fest miteinander. Die
Schraubenbolzen 21 sind durch Führungslöcher 1c, 2c, 3d, 4d
und 18b geführt, die in den Bauteilen 1, 2, 3, 4 und 18 je
weils ausgebildet sind. Gewindeabschnitte 21a der Schrauben
bolzen 21 sind in im Gehäuseteil 19 jeweils ausgebildete Ge
windebohrungen 19b eingeschraubt. Durch Anziehen eines jeden
der Schraubenbolzen 21 wird die Tellerfeder 20 elastisch ver
formt. Die auf dieser Verformung beruhende elastische Kraft
resultiert in der Vorlast oder -spannung längs der Schubrich
tung an der Welle 7 über das Lager 8.
Zwischen dem vorderen Gehäuseteil 18 und der Ventilplatte
3 wird eine vordere Ausstoßkammer 23, zwischen dem hinteren
Gehäuseteil 19 und der Ventilplatte 4 wird eine hintere Aus
stoßkammer 24 abgegrenzt. Die Kompressionsräume Pa und Pb
stehen mit den Ausstoßkammern 23 und 24 über Ausstoßöffnungen
3c und 4c, die in den Platten 3 bzw. 4 ausgebildet sind, in
Verbindung. Die Ausstoßöffnungen 3c und 4c werden jeweils
durch Klappen-Auslaßventile 31 bzw. 32 geöffnet oder geschlos
sen. Anschläge oder Begrenzer 33 und 34 regeln den Öffnungsgrad
der Auslaßventile 31 bzw. 32. Die Ventile 31 und Begren
zer 33 sind jeweils durch eine Schraube 35 an der Platte 3
befestigt, und in gleichartiger Weise sind die Ventile 32
sowie die Begrenzer 34 durch eine Schraube 36 an der Platte
4 festgehalten. Die Ausstoßkammer 23 steht über eine Aus
stoßöffnung 25 mit einem externen (nicht dargestellten) Aus
stoßkanal für das Kühlgas in Verbindung.
Zwischen der Welle 7 und dem Gehäuseteil 18 ist eine Lippen
dichtung 26 angeordnet, die verhindert, daß Kühlgas längs der
Umfangsfläche der Welle 7 von der Ausstoßkammer 23 zur Außen
seite des Kompressors durchtritt.
In den Aufnahmebohrungen 1a bzw. 2a sind jeweils drehende Ab
sperrorgane 27 bzw. 28 untergebracht. Diese Absperrorgane
27 und 28 sind undrehbar an den einander entgegengesetzten
Stufenansätzen 7a und 7b der Welle 7 gehalten und sind ein
stückig mit der Welle 7 drehbar. Dichtungsringe 39 und 40
sind jeweils zwischen der Welle 7 und dem Absperrorgan 27
bzw. der Welle 7 und dem Absperrorgan 28 angeordnet. Der
Ausstoßdruck des Kühlgases wird jeweils auf die äußeren Stirn
abschnitte der Ausstoßkammern 23 und 24 aufgebracht. Ein An
saugdruck des Kühlgases wird auf die außenliegenden Teile
des Kurbelgehäuses 11 aufgebracht. Die Ausstoßkammern 23
und 24, auf die der Ausstoßdruck aufgebracht wird, sind
vom Kurbelgehäuse 11, in welchem der Ansaugdruck herrscht,
durch die Absperrorgane 27 und 28 abgetrennt.
In den Absperrorganen 27 und 28 sind jeweils Ansaugkanäle
29 und 30 ausgebildet, durch welche das Kurbelgehäuse 11
mit den Aufnahmebohrungen 1a und 2a in Verbindung steht.
Wie in der Fig. 2 gezeigt ist, sind an der Innenumfangsflä
che der Bohrung 1a mehrere Ansaugöffnungen 1b ausgestaltet.
Die Anzahl dieser Öffnungen 1b entspricht der Anzahl der
Bohrungen 13 und 13A. Die Öffnungen 1b sind mit gleichem
Winkelabstand um die Bohrung 1a herum angeordnet. Jede der
Öffnungen 1b steht ständig mit einer der Bohrungen 13 und
13A in Verbindung, und jede der Öffnungen 1b ist zur Außen
umfangsfläche des drehenden Absperrorgans 27 offen. Wenn
eine Ausstoßöffnung 29a, die im Kanal 29 ausgebildet ist,
längs einer kreisförmigen Umlaufbahn bewegt wird, wenn die
Welle 7 dreht, wird jede der Ansaugöffnungen 1b selektiv
mit dem Ansaugkanal 29 des Absperrorgans 27 in Verbindung
gebracht. Demzufolge steht das Kurbelgehäuse 11 mit jeder
der Bohrungen 13 und 13A in Verbindung.
In gleichartiger Weise sind, wie in Fig. 3 gezeigt ist, An
saugöffnungen 2b an der Innenumfangsfläche der Bohrung 2a
ausgebildet. Die Anzahl der Öffnungen 2b entspricht ebenfalls
der Anzahl der Bohrungen 14 sowie 14A, und die Öffnungen 2b
sind mit gleichem Winkelabstand um die Bohrung 2a herum aus
gebildet. Eine jede der Öffnungen 2b steht ständig mit einer
der Bohrungen 14 und 14A in Verbindung, und jede der Öffnun
gen 2b ist zur Außenumfangsfläche des drehenden Absperror
gans 28 hin offen. Wenn eine Ausstoßöffnung 30a des Kanals
30 in Übereinstimmung mit der Drehung der Welle 7 längs der
kreisförmigen Umlaufbahn bewegt wird, kommt jede der Öffnungen
2b selektiv mit dem Ansaugkanal 30 des Absperrorgans 28
in Verbindung.
Wie in den Fig. 1-3 gezeigt ist, ist der Kolbenkopf 15A
in einer Bohrung 13A im oberen Totpunkt und in der anderen
Bohrung 14A im unteren Totpunkt. Die Drehwelle dreht sich
längs der durch einen Pfeil Q angegebenen Richtung. Gemäß
der Fig. 2 ist die Ausstoßöffnung 29a des Ansaugkanals 29
im Begriff, mit der Ansaugöffnung 1b der Bohrung 13A in Ver
bindung zu kommen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, hat sich die
Ausstoßöffnung 30a des Kanals 30 soeben von der Öffnung 2b
der Bohrung 14A getrennt. Wenn der Kolben in der Bohrung 13A
im Ansaughub ist, befindet sich der Kolben in der Bohrung
14A im Ausstoßhub. Im einzelnen bewegt sich, wenn der Kolben
kopf 15A in der Bohrung 13A vom oberen zum unteren Totpunkt
hin geht, gleichzeitig der Kolbenkopf 15A in der Bohrung
14A vom unteren zum oberen Totpunkt hin.
Ist der Kolben in der Bohrung 13A im Ansaughub, so steht
folglich der Ansaugkanal mit dem Kompressionsraum Pa in
Verbindung. Deshalb wird das Kühlgas im Kurbelgehäuse 11
durch den Ansaugkanal 29 in den Kompressionsraum Pa gesaugt.
Wenn der Kolben in der Bohrung 14A im Ausstoßhub ist, wird
gleichzeitig der Ansaugkanal 30 vom zugeordneten Kompres
sionsraum Pb getrennt. Deshalb wird das Kühlgas im Kompres
sionsraum Pb in die Ausstoßkammer 24 durch das Ventil 32 und
die Ausstoßöffnung 4c ausgestoßen.
Das Ansaugen und Ausstoßen des Kühlgases wird in den anderen
paarweisen Bohrungen 13 und 14 in gleichartiger Weise in Übereinstimmung
mit der Drehung der Drehwelle 7 jeweils ausge
führt.
Der vordere Endabschnitt der Welle 7 ragt über das vordere
Gehäuseteil 18 zur Außenseite des Kompressors heraus, und
der hintere Endabschnitt der Welle 7 ist in der hinteren
Ausstoßkammer 24 exponiert. Ein in der Welle 7 ausgebildeter
Auslaßkanal 37 verläuft in der Längsrichtung dieser Welle
und ist zur Ausstoßkammer 24 hin offen. Die Welle 7 enthält
Zufuhröffnungen 38, die innerhalb des Bereichs ausgebildet
sind, der von der vorderen Ausstoßkammer 23 umschlossen ist.
Die Zufuhröffnungen 38 verbinden die Ausstoßkammer 23 mit
dem Auslaßkanal 37. Insofern sind durch den Auslaßkanal 37
die vordere und hintere Ausstoßkammer 23 sowie 24 unterein
ander in Verbindung. Als Ergebnis wird das in der Ausstoß
kammer 24 befindliche Kühlgas über den Auslaßkanal 37 in die
andere Ausstoßkammer 23 überführt.
Bei dem Kompressor mit der oben beschriebenen Konstruktion
ändert sich die auf die Welle 7 aufgebrachte Schublast
längs einer Kurve CU, die in Fig. 7 gezeigt ist. Bei dieser
Kurve CU gibt die positive Seite der Ordinatenachse die
Schublast an, welche entlang der Richtung vom vorderen Ge
häuseteil 18 zum hinteren Gehäuseteil 19 wirkt. Die Kurve
CU auf der negativen Seite der Ordinatenachse gibt die Schub
last an, die in der Richtung vom hinteren Gehäuseteil 19 zum
vorderen Gehäuseteil 18 wirkt. Die gerade Linie L1 gibt die
auf die Welle 7 in Übereinstimmung mit dem Verformungswert
der Feder 20 aufgebrachte Vorlast oder -spannung an. Die
durch die Linie L1 gekennzeichnete Vorspannung (+F0) wirkt
entgegen der Schublast, die in der Richtung von der hinte
ren zur vorderen Seite wirkt. Die Feder 20 ist so ausgestal
tet, daß sie auch dann widersteht, wenn die Vorspannung F0
geringfügig den maximalen Wert Fmax der Schublast über
schreitet. Da die Vorspannung F0 auf diese Weise festgesetzt
wird, wird der Spielraum in der Schubrichtung zwischen den
Stirnflächen des Stufenansatzes 7a und den Vorsprüngen 18a
sowie dem Stufenansatz 7b und den Vorsprüngen 19a beseitigt.
Das heißt mit anderen Worten, daß das Umkehrspiel nicht her
vorgerufen wird, und als Ergebnis wird die Erzeugung von Ge
räuschen und/oder Vibrationen verhindert.
Die Vorspannung wird in Übereinstimmung mit der Kennlinie
und dem Verformungswert der Feder 20 bestimmt. Der Verfor
mungswert der Feder 20 wird durch die Maßabweichung beein
flußt, die auf dein Zusammenbau der Blöcke 1 und 2, der Plat
ten 3 und 4, der Gehäuseteile 18 und 19 sowie der Tellerfe
der 20 beruht. Wenn die Änderung in der Abweichung während
der Montage nicht hervorgerufen wird, wird die Vorspannung in
jedem Kompressor nahezu identisch. Wird die Änderung in der
Abweichung jedoch hervorgerufen, so unterscheidet sich die
Vorspannung in jedem Kompressor. Da in diesem Fall eine be
vorzugte Anzahl von Paß- oder Ausgleichsscheiben zwischen
den Vorsprüngen 18a und der Feder 20 oder zwischen dem äuße
ren Laufring 9a des Lagers 9 und den Vorsprüngen 19a anzu
ordnen sind, kann die bevorzugte Vorlast- oder Vorspannungs
größe aufgebracht werden. Deshalb kann die an der Drehwelle
aufgebrachte Vorlast in dem Kompressor beständig kontrol
liert werden. Somit kann die Qualität des Kompressors gut
beibehalten werden, indem abnormale Geräusche und Vibratio
nen eliminiert werden.
Ferner wird das Gewicht des Kompressors verringert, indem
die aus Stahl gefertigte Drehwelle und der aus irgendeiner
aus der Familie der Aluminiumlegierungen gebildete Zylinder
block zur Anwendung kommen. Wird der Kompressor mit einem
hohen Verdichtungsverhältnis betrieben, so steigt die Tempe
ratur des im Kompressionsraum verdichteten Kühlgases an.
Folglich steigt in gleicher Weise die Temperatur der Zylin
derblöcke 1 und 2 an. Der Größenwert der Wärmedehnung der
aus irgendeiner Aluminiumlegierung gefertigten Zylinderblöcke
1 und 2 längs der Schubrichtung wird größer als derjenige
der aus Stahl gefertigten Drehwelle 7. Deshalb werden die
Orte der Vorsprünge 18a des vorderen Gehäuseteils 18, die
auf die Tellerfeder 20 Druck ausüben, vorwärts (nach links
in der Zeichnung) um Mikrometer verschoben, wie in Fig. 1
gezeigt ist. Der Größenwert der Wärmedehnung steigt mit
einem Anstieg der Temperatur der Zylinderblöcke 1 und 2 an.
Da jedoch bei dem Erfindungsgegenstand die Zylinderblöcke 1
und 2 sowie das vordere und hintere Gehäuseteil 18 bzw. 19
durch mehrere Schraubenbolzen 21 zusammengespannt sind, wird
der Größenwert der Wärmedehnung längs der Schubrichtung ver
mindert. Deshalb wird die durch die Feder hervorgerufene Vor
spannung längs der Schubrichtung, die auf die Welle 7 aufge
bracht wird, in bevorzugter Weise oder in der Hauptsache auf
rechterhalten, so daß die Erzeugung von Vibrationen und Geräu
schen während des Arbeitens des Kompressors vermindert wird.
Wenn angenommen wird, daß der Zylinderblock 1 und das vordere
Gehäuseteil 18 sowie der Zylinderblock 2 und das hintere
Gehäuseteil 19 durch getrennte Schraubenbolzen jeweils zu
sammengespannt sind, so wird in diesem Fall, wie in Fig. 6
gezeigt ist, wenn sich die Temperatur der Zylinderblöcke 1
und 2 von 20°C auf 100°C erhöht, der Größenwert in der
Wärmedehnung längs der Schubrichtung annähernd 50 µm errei
chen. Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung liegt
im gleichartigen Temperaturbereich der Größenwert der Wärme
dehnung bei annähernd 12 µm. Das Ergebnis ist, daß der Größen
wert der Wärmedehnung bei dem Erfindungsgegenstand etwa
ein Viertel desjenigen erreicht, der im Stand der Technik
hervorgerufen wird. Deshalb wird die auf die Welle 7 längs
der Schubrichtung durch die Feder 20 aufgebrachte Vorspannung
nicht wesentlich abgesenkt, selbst wenn die Temperatur der
Zylinderblöcke 1 und 2 ansteigt.
Ferner ist es bei der ersten Ausführungsform der Erfindung
nicht länger notwendig, die Vorspannung der Feder 20 auf
einen höheren Wert festzusetzen, um die Abnahme in der Vor
spannung der Feder 20 bei hoher Temperatur zu berücksichtigen.
Die auf die Welle 7 längs der Schubrichtung aufgebrachte
Vorspannung wird minimiert. Aus diesem Grund werden die Halt
barkeit und Lebensdauer der Kegelrollenlager 8 und 9 verlän
gert. Die Drehmomentbelastung der Welle 7 bei einem Betrieb
mit langsamer Umdrehung und einem niedrigen Verdichtungsver
hältnis wird herabgesetzt, so daß der Energieverlust unter
drückt wird.
Der Kompressor nimmt die auf die Welle 7 einwirkende Radial-
und Schublast über die Lager 8 und 9 auf. Deshalb wird die
Anzahl der Lager für die Drehwelle 7 auf die Hälfte der An
zahl der Lager, die für den herkömmlichen Kompressor erfor
derlich ist, reduziert. Insofern kann der Vorgang des Zusammen
baus des Kompressors vereinfacht werden.
Da die drehenden Absperrorgane 27 und 28 als Ansaugventile
verwendet werden, werden die folgenden Vorteile erreicht.
Bei einem Einsatz von Klappen-Auslaßventilen erhöht Schmier
öl die Adsorptions- oder Anlagerungskraft zwischen dem Ven
til und der benachbarten, zum Ventil einen geringen Abstand
aufweisenden Fläche. Durch diese Adsorptionskraft wird
folglich der Ansprech- oder Betätigungszeitpunkt für das
Ansaugventil verzögert. Diese Zeitverzögerung und der
aus der Federkraft herrührende Ansaugwiderstand setzen die
Kompressionsleistung herab. Wenn jedoch die zwangsläufig ge
drehten drehenden Absperrorgane 27 und 28 zur Anwendung ge
langen, wird der aus der Adsorptionskraft des Schmieröls
herrührende Haftwiderstand vermieden. Ferner wird das auf
das Ansaugventil zurückzuführende Zurückfedern beseitigt.
Wenn der Innendruck in den Kompressionsräumen Pa und Pb ge
ringfügig unter den Ansaugdruck innerhalb des Kurbelgehäuses
11 fällt, so strömt deshalb das Kühlgas sofort in die Kompres
sionskammern Pa und Pb. Dadurch wird die Kompressionslei
stung der drehenden Absperrorgane 27 und 28 erheblich im
Vergleich mit derjenigen eines Klappen-Ansaugventils erhöht.
Jeder der Saugkanäle in den herkömmlichen Zylinderblöcken ist
im zugeordneten Raum zwischen den einander benachbarten Zy
linderbohrungen angeordnet. Eine derartige Anordnung der An
saugkanäle vermindert die Festigkeit der Zylinderblöcke.
Auch ist der Ausstoßkanal in den Zylinderblöcken angeordnet.
Deshalb müssen die Räume zwischen den Zylinderbohrungen ver
größert werden, um die Festigkeit der Zylinderblöcke zu ge
währleisten. Da jedoch die Ansaug- und Ausstoßkanäle in den
Zylinderblöcken angeordnet sind, können die Räume zwischen ein
ander benachbarten Bohrungen nicht verkleinert werden.
Bei dem Taumelscheibenkompressor gemäß der Erfindung wird
jedoch im Gegensatz zum Obigen das angesaugte Kühlgas im Kur
belgehäuse weiter durch die Saugkanäle 29 und 30 in die Kom
pressionsräume Pa und Pb gesaugt. Der erfindungsgemäße Kom
pressor kann eine Mehrzahl von Ansaugkanälen in den Zylinder
blöcken, die bei dem herkömmlichen Taumelscheibenkompressor
erforderlich sind, eliminieren. Darüber hinaus wird das Kühl
gas in der Ausstoßkammer 24 zur Ausstoßöffnung 25 durch den
in der Drehwelle 7 ausgebildeten Auslaßkanal 37 geführt.
Insofern ist bei dem erfindungsgemäßen Kompressor der in
den Zylinderblöcken angeordnete Ausstoßkanal, welcher bei
dem herkömmlichen Kompressor vorhanden sein muß, unnötig.
Da die Ansaugkanäle und der Ausstoßkanal aus den Zylinder
blöcken 1 und 2 eliminiert werden, können die Räume zwischen
den Zylinderbohrungen 13, 13A, 14 und 14A jeweils verklei
nert werden. Die Verminderung dieser Räume zwischen den ein
ander benachbarten Zylinderbohrungen trägt zu einer Vermin
derung in der radialen Abmessung der Zylinderblöcke bei.
Deshalb kann der Durchmesser der gesamten Zylinderblöcke
1 und 2 vermindert werden. Als Ergebnis wird eine geringere
Größenabmessung und ein leichteres Gewicht für den gesamten
Kompressor zu erzielen sein.
Da die drehenden Absperrorgane 27 und 28 zur Anwendung kom
men, können die in den vorderen und hinteren Gehäuseteilen
abgegrenzten Ansaugkammern, die für den herkömmlichen Kom
pressor erforderlich sind, weggelassen werden. Anstelle der
Ansaugkammern können im vorderen und hinteren Gehäuseteil
18 bzw. 19 jeweils die Kegelrollenlager 8 bzw. 9 angeordnet
werden, d. h., die Räume für eine Anordnung der die Welle auf
nehmenden Lager sind dank der Verwendung der drehenden Ab
sperrorgane 27 und 28 nicht länger erforderlich. Dadurch
kann für den Kompressor eine geringere Größenabmessung er
reicht werden.
Wenn der Innendruck in den Kompressionsräumen Pa und Pb unter
denjenigen in der Kurbelkammer 11 abfällt, wird ferner das
Kühlgas in der Kurbelkammer 11 in die Kompressionsräume P,
Pa und Pb gesaugt. Ist der Durchflußwiderstand des Kühlgases
im Strömungsweg vom Kurbelgehäuse 11 zu den Kompressionsräu
men P, Pa und Pb hoch, d. h., ist der Ansaugwiderstand hoch,
so steigt der Druckverlust an, weshalb die Kompressionslei
stung vermindert wird. Da erfindungsgemäß die drehenden Ab
sperrorgane 27 und 28 zum Einsatz kommen, wird der Strömungs
weg des Kühlgases vom Kurbelgehäuse 11 zu den Kompressions
räumen P, Pa und Pb verkürzt. Dadurch wird der Saugwiderstand
bei dem Erfindungsgegenstand im Vergleich mit demjenigen
des herkömmlichen Kompressors vermindert. Als Ergebnis werden
der Ansaugverlust minimiert und die Verdichtungsleistung er
höht.
Die Fig. 8 zeigt die zweite Ausführungsform gemäß der Erfin
dung, wobei die Montage des vorderen und hinteren Gehäuseteils
sowie die Konstruktion der die Vorspannung aufbringenden Fe
der gegenüber der ersten Ausführungsform unterschiedlich
sind.
Der Zylinderblock 1, die Ventilplatte 3 und das vordere Gehäu
seteil 18 werden durch Schraubenbolzen 91 zusammengespannt,
während der Zylinderblock 1 sowie der Zylinderblock 2, die
Ventilplatte 4 und das hintere Gehäuseteil 19 durch Schrau
benbolzen 92 zusammengefügt werden.
Um die Vorspannung an der Welle 7 längs der Schubrichtung
aufzubringen, kommt eine Kompressionsfeder 41 zum Einsatz.
Die Anwendung der Kompressionsfeder 41 hat im Vergleich mit
der ringförmigen Flachfeder den Nachteil eines weiten Einbau
raumes zur Folge. Da jedoch die Kennlinie einer jeden Kom
pressionsfeder beständig oder konstant wird, wird die Ände
rung in der auf die Welle 7 aufgebrachten Vorlast oder
-spannung eliminiert. Die Vorspannung in dem Taumelscheiben
kompressor wird weiter stabilisiert.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 10 wird im folgenden
die dritte erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist ein Paar von vorderen und hin
teren Zylinderblöcken 1 und 2 untereinander mittels eines
durchgehenden Schraubenbolzens 55 und einer Mutter 57 ver
bunden. Die Zylinderblöcke 1 und 2 besitzen Aufnahmehohlräu
me 43a und 44a (als Trägerelemente), die in deren außenlie
genden Stirnseiten jeweils angeordnet sind. Über Kegelrollen
lager 8 und 9 wird die Drehwelle 7 drehbar von den Blöcken 1
und 2 gelagert. Die Lager 8 und 9 sind in den Aufnahmehohl
räumen 43a bzw. 44a aufgenommen. Die äußeren Laufringe 8a
und 9a der Lager 8 und 9 sind verschiebbar an den Innenum
fangsflächen der Hohlräume 43a bzw. 44a gehalten. Die inneren
Laufringe 8b und 9b, die die Rollen 8c und 9c zusammen mit
den äußeren Laufringen 8a und 9a einspannen, sind an der Wel
le 7 befestigt.
In den Blöcken 1 und 2 sind jeweils Ansauganschlüsse 12a und
12b ausgebildet. Der Ansauganschluß 12a steht mit der Kurbel
kammer 11 in Verbindung. Die Ansauganschlüsse 12a und 12b
sind mit dem (nicht dargestellten) externen Ansaugkanal für
das Kühlgas verbunden.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, sind mehrere Zylinderbohrungen 51
und 52 in den Blöcken 1 und 2 jeweils ausgebildet. Die Boh
rungen 51 und 52 sind von der Welle 7 gleich beabstandet und
mit gleichen Winkelabständen um die Welle 7 herum angeordnet.
Gemäß Fig. 9 ist ein Doppelkopfkolben 53 in paarweise vorhan
denen vorderen und hinteren Zylinderbohrungen 51 und 52, von
denen bei dieser Ausführungsform fünf Paare vorhanden sind,
hin- und herbewegbar aufgenommen. Die Kompressionsräume Pa
und Pb sind in den Bohrungen 51 und 52 ausgebildet und werden
jeweils von einem Kolben 53 abgegrenzt.
Das vordere und hintere Gehäuseteil 18, 19 werden mit den
Blöcken 1 und 2 durch Anziehen der Schraubenbolzen 55 durch
die Muttern 57 zusammengespannt. Eine dem Aufbringen der
Vorlast oder -spannung dienende ringförmige Flachfeder 82
ist zwischen dem äußeren Gehäuseteil 18 und dem äußeren
Laufring 8a des Lagers 8 angeordnet. Der äußere periphere
Randbereich der Feder 82 stößt gegen das Gehäuseteil 18 an,
während der innere periphere Randbereich der Feder 82 gegen
den äußeren Laufring 8a des Lagers 8 anliegt. Der äußere
Laufring 9a des Lagers 9 liegt gegen das Gehäuseteil 19 an.
Durch Anziehen der Schraubenbolzen 55 wird die Feder 82 ela
stisch in gleichartiger Weise wie die Tellerfeder bei der
ersten Ausführungsform verformt.
Die in den Gehäuseteilen 18 und 19 angeordneten Ausstoßkam
mern 23 und 24 stehen über Ausstoßöffnungen 54a bzw. 56a je
weils mit den Bohrungen 51 und 52 in Verbindung.
Im Kolben 53 ist ein Paar von Ansaugkammern 62 und 63 ausge
bildet, die mit dem Kurbelgehäuse 11 über im Kolben 53 ange
ordnete Durchflußöffnungen 64 und 65 in Verbindung stehen.
Das Kühlgas in der Kurbelkammer 11 kann über die Durchflußöffnungen
64 und 65 in die Ansaugkammern 62 und 63 fließen.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist durch die äußere Fläche des
frontseitigen Kopfes des Kolbens 53 hindurch eine Ansaugöff
nung 67 ausgebildet, in der ein Ansaugventil 68 vorgesehen
ist. Dieses Ansaugventil 68 ist mit einem in die äußere Flä
che des Kopfes eingesetzten Ventilsitz 69, einem im Ventil
sitz 69 aufgenommenen scheibenförmigen Schwimmerventil 70 und
einem das Schwimmerventil 70 innerhalb des Sitzes 69 halten
den Sprengring 71 versehen. Im Sitz 69 ist eine Durchgangsöffnung
72 ausgestaltet, welche durch das Schwimmerventil 70
geöffnet oder geschlossen wird.
Der Fig. 9 ist zu entnehmen, daß durch die äußere Fläche des
rückseitigen Kopfes des Kolbens 53 hindurch eine Ansaugöff
nung 73 ausgebildet ist, für welche in gleichartiger Weise
wie das Ansaugventil 68 ein Ansaugventil 74 vorgesehen ist.
An einer Ausstoßöffnung 54a befindet sich ein Auslaßventil
75. Wie die Fig. 10 zeigt, besitzt das Auslaßventil 75 einen
in das Gehäuse 18 eingesetzten Ventilsitz 76, ein innerhalb
des Ventilsitzes 76 aufgenommenes scheibenförmiges Schwim
merventil 77 und einen das Schwimmerventil 77 innerhalb des
Sitzes 76 haltenden Sprengring 78. Die Ausgestaltungen des
Ventilsitzes 76, des Schwimmerventils 77 und des Sprengrings
78 sind jeweils zu denjenigen des Sitzes 69, des Ventils 70
und des Sprengrings 71 gleichartig. An einer Ausstoßöffnung
76a ist in zum Auslaßventil 75 gleichartiger Weise ein Aus
laßventil 79 vorgesehen.
Wenn der Kolben 53 im Rückwärtshub ist und sich zur Seite der
Bohrung 52 hin bewegt, wird das Kühlgas in der Ansaugkammer
62 in den Kompressionsraum Pa gesaugt, wobei das Gas das
Schwimmerventil 70 mit sich zieht. Der Öffnungsgrad des Schwim
merventils 70 wird durch dessen Anlage gegen den Sprengring
71 geregelt. Befindet sich der Kolben 53 im Vorwärtshub zur
Seite der Bohrung 51 hin, wird das Kühlgas aus der Kompres
sionskammer Pa unter Abheben des Schwimmerventils 77 ausge
stoßen. Der Öffnungsgrad des Ventils 77 wird durch Anlage ge
gen den Sprengring 78 geregelt.
Auf der Seite der Kompressionskammer Pb, die zwischen dem
Kolben 53 und dem hinteren Gehäuseteil 19 abgegrenzt ist,
werden die Ansaug- und Ausstoßvorgänge des Kühlgases in
gleichartiger Weise durch die Tätigkeiten des Ansaugventils
74 und des Auslaßventils 79 ausgeführt.
In zur ersten Ausführungsform ähnlicher Weise ragt ein vor
deres äußeres Endstück der Welle 7 über das vordere Gehäuse
teil 18 zur Außenseite des Kompressors vor. Ein rückwärti
ges äußeres Endstück der Welle 7 ist in der hinteren Ausstoß
kammer 24 des hinteren Gehäuseteils 19 exponiert. Der längs
der Längsrichtung der Welle 7 verlaufende Auslaßkanal 37 ist
zur Ausstoßkammer 23 hin offen. Die in der Welle 7 ausgebil
deten Zufuhröffnungen 38 verbinden die Ausstoßkammer 24 über
den Auslaßkanal mit der Ausstoßkammer 23. Das in der Ausstoß
kammer 23 befindliche Kühlgas wird über einen Ausstoßkanal
60 zur externen Ausstoßleitung abgeführt.
Wenn die Feder 82 elastisch verformt wird, wird die Feder
kraft bei der dritten Ausführungsform als eine Vorspannung
auf die Welle 7 über die Kegelrollenlager 8 und 9 aufge
bracht. Deshalb kann die an der Welle zur Wirkung gebrachte
Vorspannung in gleichartiger Weise wie bei der ersten Aus
führungsform mit Sicherheit geregelt werden. Die Qualität des
Kompressors hinsichtlich der Erzeugung von Geräuschen und Vi
brationen kann stabilisiert werden.
Gemäß dieser Ausführungsform wird das im Kurbelgehäuse 11 vor
handene Kühlgas durch die Ansaugkammern 62 und 63 im Kolben
53 in die Kompressionsräume Pa und Pb gesaugt. Deshalb kön
nen bei dem Kompressor gemäß dieser Ausführungsform in Mehr
zahl vorhandene Ansaugkanäle, die in den Zylinderblöcken
eines herkömmlichen Taumelscheibenkompressors angeordnet
sind, eliminiert werden. Das in der Ausstoßkammer 24 befind
liche Kühlgas wird durch den in der Welle 7 ausgebildeten
Auslaßkanal 37 in den Ausstoßkanal 60 geführt. Deshalb kann
bei dieser Ausführungsform der in den Zylinderblöcken ausge
bildete Auslaßkanal in zur ersten Ausführungsform gleichar
tiger Weise beseitigt werden, so daß der Radius der Anord
nung verkleinert werden kann. Insofern können für den gesam
ten Kompressor eine geringere Größenabmessung und ein leich
tes Gewicht erzielt werden.
Bei der dritten Ausführungsform ersetzen die im Kolben 53
ausgebildeten Ansaugkammern 62 und 63 die an den vorderen
und hinteren Teilen der Zylinderblöcke in einem herkömmli
chen Kompressor ausgestalteten Ansaugkammern. Eine solche
Anordnung der Ansaugkammern gemäß der Erfindung trägt zur
Größenverminderung des gesamten Kompressors bei.
Gemäß der dritten Ausführungsform werden die Zylinderblöcke 1
und 2 sowie das vordere und hintere Gehäuseteil 18 bzw. 19
miteinander durch Anziehen der in Mehrzahl vorhandenen Schrau
benbolzen 55 und Muttern 57 verbunden. Deshalb kann der Grö
ßenwert in der Wärmedehnung längs der Schubrichtung vermin
dert werden. Als Ergebnis kann die auf die Drehwelle 7 längs
der Schubrichtung aufgebrachte Vorspannung, die in der Feder
82 ihren Ursprung hat, in bevorzugter Weise aufrechterhalten
werden, so daß die Erzeugung von Schwingungen und abnormalen
Geräuschen während des Betriebs des Kompressors in erheblichem
Maß unterdrückt werden kann.
Wenngleich lediglich drei Ausführungsformen des Erfindungs
gegenstandes hier beschrieben worden sind, so ist klar, daß
die vorliegende Erfindung bei Kenntnis der durch diese ver
mittelten Lehre auf andere Arten verwirklicht werden kann,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Insbesondere ist klar, daß beispielsweise bei der ersten
und dritten Ausführungsform die Federn 20 bzw. 82 zwischen
dem hinteren Gehäuseteil 19 und dem äußeren Laufring 9a des
Kegelrollenlagers 9 angeordnet werden können.
Die Erfindung offenbart somit einen Taumelscheibenkompres
sor, bei dem eine an einer Drehwelle montierte Taumelscheibe
Doppelkopfkolben in Zylinderbohrungen hin- und herbewegt.
Die Drehwelle wird über ein Paar von Kegelrollenlagern an
Ventilplatten abgestützt. Äußere Laufringe dieser Lager
sind jeweils verschiebbar in Buchsen eingesetzt. Eine zwi
schen einem stirnseitigen Gehäuseteil und dem äußeren Lauf
ring des benachbarten Lagers angeordnete Feder wird ela
stisch verformt, um eine Vorspannung auf die Drehwelle auf
zubringen. An einem entgegengesetzt angeordneten Gehäuseteil
befindliche Vorsprünge liegen gegen den äußeren Laufring
des zugehörigen Lagers an. Schraubenbolzen spannen die Zylinderblöcke,
Ventilplatten und Gehäuseteile fest zusammen.
Claims (10)
1. Kompressor der Taumelscheibenbauart mit jeweils paar
weise in Zylinderblöcken (1, 2) ausgebildeten Bohrungen
(13, 13A, 14, 14A, 51, 52), mit einer auf einer Dreh
welle (7) montierten und in einem Kurbelgehäuse (11) auf
genommenen Taumelscheibe (10), mit Doppelkopfkolben
(15, 15A, 53), die funktionell mit der Taumelscheibe
gekoppelt sind und von denen jeder ein Paar von Kol
benköpfen zur Kompression von Kühlgas durch eine in
Übereinstimmung mit einem Drehen der Taumelscheibe ab
laufende Hin- und Herbewegung in den genannten Bohrungen
besitzt, und mit zwischen der Drehwelle (7) sowie jedem
Zylinderblock (1, 2) angeordneten Lagerungsbauteilen
(8, 9) zur Aufnahme einer von dem komprimierten Gas
herrührenden sowie von jedem der Kolbenköpfe auf die
Drehwelle übertragenen Schublast und einer aus der Dre
hung der Drehwelle rührenden Radiallast, dadurch
gekennzeichnet,
daß jedes Lagerungsbauteil ein Kegelrollenlager (8, 9)
umfaßt, das die Radial- sowie die Schublast, welche beide
auf die Drehwelle (7) aufgebracht werden, aufnimmt so
wie an einem äußeren stirnseitigen Ende der Zylinderblöcke
(1, 2) durch ein Trägerelement (3a, 4a, 43a, 44a) in
einer mit Bezug zur Drehwelle längs der Achsrichtung ver
schiebbaren Weise abgestützt ist, und daß eine Feder (20,
41, 82) mit dem Lager (8, 9) in Anlage ist, um über die
ses Lager (8, 9) auf die Drehwelle (7) eine Vorspannung
derart aufzubringen, daß die Vorspannung in der Achsrich
tung der Drehwelle (7) wirkt.
2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes der Kegelrollenlager (8, 9) einen äußeren Laufring
(8a, 9a), einen inneren Laufring (8b, 9b) sowie eine Mehr
zahl von zwischen dem äußeren und inneren Laufring angeord
neten, längs einer kreisförmigen Umlaufbahn an einer Ke
gelfläche um die Längsachse der Drehwelle herum bewegbaren
Rollen (8c, 9c) umfaßt und daß je ein Kegelrollenlager
(8, 9) an jeweils einem Ende der Drehwelle (7) angeordnet
ist sowie einander gegenüberstehende Teile mit einem gro
ßen Durchmesser hat.
3. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes der Trägerelemente eine an einer Ventilplatte
(3, 4), die mit einer äußeren Stirnseite eines Zylinder
blocks (1, 2) verbunden ist, ausgebildete Buchse (3a, 4a)
umfaßt, die einen äußeren Laufring (8a, 9a) eines Lagers
(8, 9) in verschiebbarer Weise aufnimmt.
4. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes der Trägerelemente einen in einem außenliegenden
Ende eines Zylinderblocks (1, 2) ausgebildeten Hohlraum
(43a, 44a) umfaßt, in dem ein äußerer Laufring (8a, 9a)
eines Lagers (8, 9) in verschiebbarer Weise aufgenom
men ist.
5. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die äußeren Stirnseiten der Zylinder
blöcke (1, 2) jeweils durch ein vorderes sowie hinteres
Gehäuseteil (18, 19) abgedeckt sind und die Feder (20,
41, 82) zwischen wenigstens einem dieser Gehäuseteile
und einem der Kegelrollenlager (8, 9) angeordnet ist.
6. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Druckkraft der Feder (20, 41,
82) auf den äußeren Laufring (8a, 9a) eines jeden der
Kegelrollenlager (8, 9) einwirkt.
7. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
eines (18) der Gehäuseteile (18, 19) einen ersten Vor
sprung (18a) hat, der gegen die Feder (20) anliegt,
und das andere (19) der Gehäuseteile einen zweiten
Vorsprung (19a) hat, der gegen den äußeren Laufring
(9a) des benachbarten Lagers (9) anstößt.
8. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
an der Drehwelle (7) drehende Absperrorgane (27, 28) an
gebracht sind, von denen jedes ein zu der die Taumel
scheibe (10) aufnehmenden Kurbelkammer (11) hin offenes
erstes Endstück sowie ein zweites Endstück, welches einen
mit den Zylinderbohrungen (13, 13A, 14, 14A) in Über
einstimmung mit der Drehung des drehenden Absperrorgans
(27, 28) in Verbindung zu bringen den Ansaugkanal (29,
30) besitzt, aufweist.
9. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Kolbenkopf (53) eine mit der die Taumelscheibe (10)
aufnehmenden Kurbelkammer (11) in Verbindung stehende
Ansaugkammer (62, 63), eine in einer Stirnfläche des
Kolbenkopfes (53) ausgebildete Ansaugöffnung (67, 73)
sowie ein diese Ansaugöffnung (67, 73) öffnendes und
schließendes Ansaugventil (68, 74) umfaßt.
10. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zylinderblöcke (1, 2) sowie das
vordere und hintere Gehäuseteil (18, 19) in der
gesamten Schubrichtung durch eine Mehrzahl von durch
gehenden Schraubenbolzen (21, 55) zusammengespannt sind.
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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KR950006248A (ko) | 1995-03-20 |
KR970001132B1 (ko) | 1997-01-29 |
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