DE4326366A1 - Kompressor der Taumelscheibenbauart - Google Patents

Kompressor der Taumelscheibenbauart

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DE4326366A1
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Toshiro Fujii
Koichi Ito
Kazuaki Iwama
Hitoshi Inukai
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Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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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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