DE4328114C2 - Kapazitätsvariabler Taumelscheibenkompressor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen kapazitätsvariablen Taumelscheibenkompressor, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es existieren herkömmliche kapazitätsvariable Taumelscheibenkompressoren, welche im folgenden einfach als "Kompressoren" bezeichnet werden. Solch ein herkömmlicher Kompressor ist im Japanischen Gebrauchsmuster (Kokai) Nr. 62- 183,082 oder im Japanischen Gebrauchsmuster (Kokai) Nr. 61- 134,580 offenbart. Wie in Fig. 12 gezeigt wird, hat der herkömmliche Kompressor 600 eine Antriebswelle 610, die in einer Kurbelkammer 601 untergebracht ist, eine Stützplatte 620, die mit der Antriebswelle 610 in Eingriff steht und daran befestigt ist, ein Rotationsantriebsbauteil 630, das mittels einem Verbindungsstift 640 mit der Stützplatte 620 verbunden ist und eine Taumelscheibe 650, die gleitfähig am Rotationsantriebsbauteil 630 gelagert ist. Desweiteren ist der Verbindungsstift 640 dafür vorgesehen, das Rotationsantriebsbauteil 630 zurück und vorwärts zu verschwenken (d. h. in Gegenuhrzeigerrichtung und in Uhrzeigerrichtung gemäß der Zeichnung). Desweiteren sind eine Anzahl von Kolbenstangen 660 zwischen der Taumelscheibe 650 und einer Anzahl von Kolben 670 eingefügt. Überdies sind die Kolben 670 wechselseitig, bzw. hin- und herbewegbar in einer Vielzahl von Zylinderbohrungen 680 eingesetzt, welche in einem Zylinderblock 690 ausgebildet sind. Die Rotationsbewegung der Antriebswelle 610 wird demnach in wechselseitige Bewegungen der Kolben 670 mittels der Rotationsbewegung des Rotationsantriebsbauteils 630 umgewandelt. Zusätzlich regeln die Drücke in der Kurbelkammer 601 den Neigungswinkel der Taumelscheibe 650, wodurch die Hübe der Kolben 670 variiert werden. Als Ergebnis hiervon kann der konventionelle Kompressor 600 die Auslaßkapazität verändern.

In einem Tragarm 621 der Stützplatte 620 ist ein bogenförmiger Schlitz 622 derart ausgeformt, daß darin der Verbindungsstift 640 gleitfähig geführt wird. Der Schlitz 622 ermöglicht dem Rotationsantriebsbauteil 630 und der Taumelscheibe 650 sich zu neigen und er reguliert ferner den Neigungsbetrieb. Als Ergebnis hieraus können die oberen Spielräume der Kolben 670 praktisch gleichmäßig ständig beibehalten werden, wenn die Kompressionsprozesse beendet sind.

Wird die Taumelscheibe 650 auf den maximalen Neigungswinkel geneigt und die Auslaßkapazität des herkömmlichen Kompressors 600 auf das Maximum variiert, wirken die Kompressionsreaktionskräfte mittels der Kolben 670 und der Kolbenstangen 660 auf die Taumelscheibe 650, wobei sie durch den Schlitz 622 der Stützplatte 620 abgefangen werden. In dem herkömmlichen Kompressor 600 sind die Angriffspunkte der Kompressionsreaktionskräfte auf die Taumelscheibe 650 und deren Auffangpunkte am Schlitz 622 derart ausgebildet, daß sie auf Linien aufgebracht werden, welche parallel zur Antriebswelle 610 sind. Wenn folglich die Taumelscheibe 650 den Neigungswinkel reduziert, sinken die Auffangpunkte der Kompressionsreaktionskräfte, welche über den Verbindungsstift 640 auf den Schlitz 622 einwirken, im Schlitz 622 ab, wobei die Angriffspunkte der Kompressionsreaktionskräfte, welche über den Kolben 670 im oberen Totpunkt und der Kolbenstange 660 auf die Taumelscheibe 650 einwirken, bezüglich der Auffangpunkte relativ ansteigen.

Als Ergebnis hiervon entfernen sich die Angriffspunkte der Kompressionsreaktionskräfte, welche über den Kolben 670 im oberen Totpunkt und der Kolbenstange 660 auf die Taumelscheibe 650 einwirken, weiter weg von der Antriebswelle 610 als die Auffangpunkte der Kompressionsreaktionskräfte, welche über den Verbindungsstift 640 auf den Schlitz 622 einwirken. Folglich entstehen Momente in Uhrzeigerrichtung gemäß Fig. 12. Die Momente versuchen dabei, den Neigungswinkel der Taumelscheibe 650 entsprechend der Kompressionsreaktionskräfte weiter zu reduzieren, wodurch sie einen reduzierten Auslaßkapazität-Betrieb verursachen und damit eine Überempfindlichkeit darstellen. Desweiteren versuchen die Momente, auch den Steigerungsbetrieb bezüglich der Auslaßkapazität erheblich zu stören, wodurch der Steigerungsbetrieb bezüglich der Auslaßkapazität abgeschwächt wird. Alles in allem ist der konventionelle Kompressor bezüglich der Steuer- bzw. Regelbarkeit der Auslaßkapazität nicht zufriedenstellend.

Die Anmelderin glaubte daher, das Problem lösen zu können und hinterlegte im voraus eine Patentanmeldung für einen Kompressor beim Japanischen Patentamt am 20. September 1991 mit der Offenlegungsnummer 5-87,045 (US-Anmeldung Nr. 939,116 sowie DE 42 30 353 A1). Die Anmeldung war zum Zeitpunkt der vorliegenden Anmeldung jedoch nicht offengelegt und kann daher nicht zum Stand der Technik gemäß § 4 PatG gezählt werden. Der Kompressor hat eine Scharniereinrichtung, die ermöglicht, die oberen Spiel- oder Freiräume der Kolben (Freiräume im Totpunkt) praktisch gleichmäßig aufrechtzuerhalten, um die Steuerung der Auslaßkapazität zu verbessern, und die ein Verschieben der Auffangpunkte der Kompressionsreaktionskräfte einschränkt.

Wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt wird, hat die Scharniereinrichtung des in dieser Anmeldung vorgeschlagenen Kompressors ein Paar von Stützarmen 41A, 41B und ein Paar von Führungsstiften 44A, 44B. Die Stützarme 41A, 41B sind in einer Kurbelkammer 42 untergebracht, welche in einem Zylinderblock 45 oder ähnlichem ausgebildet ist, wobei sie nach hinten vorstehen (d. h. in Richtung einer schwenkbaren Taumelscheibe 46, gezeigt in Fig. 11 oder in Blickrichtung gemäß der Fig. 10) ausgehend von einem Rotor 47 (gemäß Fig. 11). Die Führungsstifte 44A, 44B sind in der Kurbelkammer 42 angeordnet und werden an ihren jeweiligen Köpfen durch die Stützarme 41A, 41B drehbar gehalten, wobei sie gleitfähig an ihren jeweiligen Schenkeln in ein Paar von Führungsöffnungen 43A, 43B eingesetzt sind. Die Führungsöffnungen 43A, 43B sind in der Taumelscheibe 46 ausgebildet.

In der Scharniervorrichtung des in dieser Anmeldung vorgeschlagenen Kompressors sind die Auffangpunkte "P1" und "P2" der Kompressionsreaktionskräfte an den Köpfen der Führungsstifte 44A, 44B angeordnet, welche drehbar durch die Stützarme 41A, 41B gehalten werden, wobei sie an einer Verschiebung gehindert werden, wenn die Taumelscheibe den Neigungswinkel verändert.

Als Ergebnis hiervon können gemäß der Fig. 11 die Auffangpunkte "P1" und "P2" der Kompressionsreaktionskräfte am Rotor 47 und dessen Angriffspunkt "PA" auf die Taumelscheibe 46 im gleichen Abstand entfernt von der Antriebswelle 47 positioniert werden, wobei dementsprechend kaum Momente entstehen, welche aus den Kompressionsreaktionskräften resultieren, die über die Kolben 48 auf die Taumelscheibe 46 einwirken. Folglich erhöht oder verringert die schwenkbare Taumelscheibe 46 den Neigungswinkel exakt und sauber, wodurch die Steuerbarkeit der Auslaßkapazität verbessert wird.

In der Scharniervorrichtung des vorgeschlagenen Kompressors jedoch sollten kugelförmige Abschnitte 44a, 44b an den Köpfen der Führungsstifte 44A, 44B ausgearbeitet sein, welche drehbar an den Stützarmen 41A, 41B gehalten werden, wodurch die schwierige kugelige Bearbeitung ausgeführt werden sollte. Überdies sind die folgenden Konstruktionen eigentlich erforderlich, um die kugeligen Abschnitte 44a, 44b an den Stützarmen 41A, 41B zu halten. Kugelige Öffnungen sollten nämlich in den Stützarmen 41A, 41B ausgebildet werden, und sie sollten mit äußeren Ringlagerbuchsen versehen sein. Die äußeren Ringlagerbuchsen sind in zwei Komponententeile teilbar ausgebildet, welche einen kugeligen Hohlkörper bilden. Überdies sollten die äußeren Ringlagerbuchsen durch kreisförmige Clips vor dem Abheben gehindert werden. In der Scharniervorrichtung neigt daher die Anzahl der Komponenten, sich zu erhöhen. Folglich könnte der Kompressor mit erhöhten Herstellungskosten verbunden sein.

Die vorliegende Erfindung geht nunmehr von einem Kompressor dieser Gattung aus wie er in der DE 41 34 857 A1 offenbart ist. Dieser kapazitätsvariable Taumelscheibenkompressor weist u. a. die technischen Merkmale auf, wie sie im Oberbegriff des anliegenden Patentanspruchs 1 aufgeführt sind, so daß an dieser Stelle der Einfachheit halber auf den Patentanspruch 1 verwiesen wird.

Angesichts dieses Stands der Technik ist primär Aufgabe der Erfindung, einen Kompressor zu schaffen, in dem die oberen Freiräume der Kolben praktisch gleichförmig aufrechterhalten werden und in dem die Momente, welche aus den Kompressionsreaktionskräften resultieren, die Auslaßkapazitätssteuerung kaum beeinflussen. Darüberhinaus sollte der erfindungsgemäße Kompressor eine Reduktion der Herstellungskosten erlauben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen gattungsgemäßen Kolben mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Dieser kapazitätsvariable Taumelscheibenkompressor gemäß der vorliegenden Erfindung weist demnach die folgenden Merkmale auf:

• - ein Gehäuse, das eine Kurbelkammer, eine Ansaugkammer, eine Auslaßkammer, und eine Anzahl von Zylinderbohrungen hat, die mit den Kammern verbunden sind und jede von ihnen darin ausgebildet ist;
• - eine Anzahl von Kolben, welche wechselweise bzw. hin- und herbewegbar in den Zylinderbohrungen angeordnet sind;
• - eine Antriebswelle, die drehbar in dem Gehäuse angeordnet ist;
• - einen Rotor, der in synchroner Weise drehbar auf der Antriebswelle angeordnet und in der Kurbelkammer untergebracht ist;
• - eine schwenkbare Taumelscheibe, welche gleitfähig und verneigbar auf der Antriebswelle angeordnet ist;
• - eine Scharniervorrichtung, die zwischen dem Rotor und der schwenkbaren Taumelscheibe angeordnet ist und die die folgenden Bauteile aufweist:
• - einen Stützarm, der an dem Rotor in Richtung zur schwenkbaren Taumelscheibe vorstehend vorgesehen ist und der radial entfernt von der Achse der Antriebswelle eine Hauptführungsöffnung aufweist, die sich in eine Richtung erstreckt, welche lotrecht zur Axialrichtung der Antriebswelle verläuft;
• - einen Hauptführungsstift, der drehbar in der Hauptführungsöffnung eingesetzt ist; und
• - einen Hilfsführungsstift, der sich lotrecht zum Hauptführungsstift quer erstreckt, an einem Ende gleitfähig in eine Hilfsführungsöffnung eingesetzt ist, die entweder im Hauptführungsstift oder in der schwenkbaren Taumelscheibe ausgebildet ist und die an seinem anderen Ende entweder an dem Hauptführungsstift oder der schwenkbaren Taumelscheibe befestigt ist, und
• - eine Verbindungsvorrichtung, die zwischen den Kolben und der schwenkbaren Taumelscheibe angeordnet ist und dafür vorgesehen ist, die Schwenkbewegungen der schwenkbaren Taumelscheibe in wechselweise Bewegungen der Kolben zu verwandeln, wodurch die Neigungswinkel der verschwenkbaren Taumelplatte über Drücke in der Kurbelkammer steuerbar sind, um die Auslaßkapazität zu variieren.

Im vorliegenden Kompressor weist der Stützarm der Scharniervorrichtung die Hauptführungsöffnung oder Bohrung auf. Überdies ist es vorzuziehen, daß der Hauptführungsöffnung eine weitere Hauptführungsöffnung beigefügt ist, wobei dieses Paar von Hauptführungsöffnungen oder Bohrungen derart angeordnet ist, um die Abschnitte der schwenkbaren Taumelscheibe entsprechend dem Kolben in der oberen Totpunktposition zwischen sich zu setzen und daß ihnen ermöglicht wird, die beiden Enden des Hauptführungsstifts zu halten.

Im vorliegenden Kompressor ist der Hauptführungsstift drehbar in die Hauptführungsöffnung des Stützarmes eingesetzt. Ferner ist es bevorzugt, daß ein Rollenlager zwischen dem Hauptführungsstift und der Hauptführungsöffnung des Stützarmes angeordnet ist.

Wenn im vorliegenden Kompressor die schwenkbare Taumelscheibe die Neigungswinkel entsprechend den Druckunterschieden zwischen den Drücken in der Kurbelkammer und den Ansaugdrücken verändert, rotiert der Hauptführungsstift der Hauptführungsöffnung rückwärts und vorwärts bezüglich dem Rotor, wobei zur selben Zeit der Hilfsführungsstift in der Hilfsführungsöffnung gleitet, welche entweder im Hauptführungsstift oder in der schwenkbaren Taumelscheibe ausgebildet ist. Als Ergebnis hiervon gleitet und neigt sich die schwenkbare Taumelscheibe auf der Antriebswelle, so daß deren Abschnitte entsprechend dem an seiner obersten Totpunktposition sich befindlichen Kolben in einer vorbestimmten Lage positioniert werden. Folglich kann ungeachtet der Neigungswinkel der schwenkbaren Taumelscheibe der obere Freiraum der Kolben immer virtuell gleichmäßig aufrechterhalten werden.

Im Zusammenhang mit dem vorliegenden Kompressor hat der Hauptführungsstift vorzugsweise eine säulenförmige Gestalt. Die Hauptführungsöffnung, welche im Stützarm ausgebildet ist, hat vorzugsweise eine tonnenförmige Gestalt und die Hilfsführungsöffnung, die entweder im Hauptführungsstift oder in der schwenkbaren Taumelscheibe ausgebildet ist, hat vorzugsweise eine tonnenförmige Gestalt, welche sich einfach senkrecht zum Hauptführungsstift erstreckt und diesen durchquert. Folglich ist die schwierige kugelige Bearbeitung insgesamt nicht notwendig, um den vorliegenden Kompressor herzustellen. Überdies ist der Hilfsführungsstift entweder am Hauptführungsstift oder an der schwenkbaren Taumelscheibe an dessen anderem Ende mittels einer Preßpassung oder ähnlichem befestigt, welche mit relativer Leichtigkeit ausgeführt werden kann. Dementsprechend benötigt der vorliegende Kompressor keine äußeren Ringlagerbuchsen, wobei folglich eine Reduktion der Anzahl von Komponententeilen ermöglicht wird. Die äußeren Ringlagerbuchsen sind teilbar in zwei Komponententeile ausgefertigt, die eine kugelige Wölbung bzw. Austiefung aufweisen, wobei sie notwendige Komponententeile des im voraus gemäß der Japanischen Patentanmeldung Nr. 5-87,045 vorgeschlagenen Kompressors darstellen.

In Zusammenhang mit dem vorliegenden Kompressor ist der Hauptführungsstift drehbar in die Hauptführungsöffnung eingesetzt, welche im Stützarm derart ausgebildet ist, daß sie sich in Richtung lotrecht zur Axialrichtung der Antriebswelle erstreckt, wobei er sich dementsprechend bezüglich dem Rotor kaum verschiebt. Wenn als Ergebnis hiervon die schwenkbare Taumelscheibe die Neigungswinkel variiert, verändern die Auffangpunkte der Kompressionsreaktionskräfte kaum die Positionen am Rotor, wobei die Momente sich kaum erhöhen können, welche von den Kompressionsreaktionskräften resultieren, die auf die schwenkbare Taumelscheibe über die Kolben einwirken. Alles in allem können die Momente, welche aus den Kompressionsreaktionskräften resultieren, daran gehindert werden, die Auslaßkapazitätssteuerung zu beeinflussen oder zu stören.

Speziell gesprochen sind die Kompressionsreaktionskräfte, welche von den Kolben auf den Stützarm einwirken, resultierende Kräfte, die die Kombination der Kompressionskräfte, welche auf die Abschnitte der schwenkbaren Taumelscheibe einwirken, die den Kolben entsprechen, und der Saugkräfte darstellen, die auf diese Abschnitte einwirken, welche den Kolben entsprechen, die an Positionen plaziert sind, welche sich vom oberen Totpunkt bis zum unteren Totpunkt erstrecken. Die Angriffspunkte der Kompressionsreaktionskräfte, nämlich, welche von den Kolben auf die schwenkbare Taumelscheibe einwirken, stimmen nicht präzise mit den Abschnitten an der schwenkbaren Taumelscheibe überein, welche dem Kolben an der oberen Totpunktposition entsprechen, wobei sie in Rotationsrichtung der schwenkbaren Taumelscheibe fluktuieren. In dem Fall, daß ein einzelner Stützarm an einer Position plaziert ist, welcher mit den Abschnitten an der schwenkbaren Taumelscheibe übereinstimmt, die dem Kolben in seiner oberen Totpunktposition entsprechen, verschieben sich folglich die Angriffspunkte der Kompressionsreaktionskräfte und deren Auffangpunkte am Stützarm untereinander in die Rotationsrichtung der schwenkbaren Taumelscheibe, so daß Biegemomente zwischen dem Hauptführungsstift und der Hauptführungsöffnung des Stützarmes entstehen können. Als Ergebnis hiervon ist es unwahrscheinlich, daß der Hauptführungsstift sauber in der Hauptführungsöffnung rotieren kann, da der Hauptführungsstift mit der Hauptführungsöffnung verklemmt werden kann. Es ist insbesondere dann wahrscheinlich, daß solch ein unbefriedigender Betrieb entstehen kann, wenn die schwenkbare Taumelscheibe um kleinere Neigungswinkel geneigt wird und die um den Hauptführungsstift drehenden Kompressionsreaktionskräfte kleiner sind und wenn sie sich von einem kleineren Neigungswinkel zu größeren Neigungswinkeln neigt (d. h. wenn der vorliegende Kompressor in einem kleineren Kompressionsverhältnis betrieben wird). Folglich könnte die Auslaßkapazitätssteuerung nicht effektiv ausgeführt werden, z. B., könnte ein schlechtes Ansprechverhalten oder ähnliches zur Vergrößerung des Kompressionsverhältnisses entstehen.

Um die möglichen ungünstigen Betriebsverhältnisse zu vermeiden, kann der vorliegende Kompressor einen Stützarm aufweisen, welcher derart ausgebildet ist, daß er ein Paar von Hauptführungsöffnungen aufweist, die dafür vorgesehen sind, die jeweiligen Enden des Hauptführungsstiftes zu lagern, wodurch die Abschnitte der schwenkbaren Taumelscheibe, welche dem Kolben in seiner oberen Totpunktposition entsprechen, dazwischengesetzt werden. Tritt dieser Fall ein, können die Kompressionsreaktionskräfte in geteilter Weise mit dem Paar von Auffangpunkten abgefangen werden, wobei dementsprechend keine Biegemomente zwischen dem Hauptführungsstift und den Hauptführungsöffnungen des Stützarmes auftreten. Daher kann der Hauptführungsstift sauberer in den Hauptführungsöffnungen rotieren.

Überdies kann der vorliegende Kompressor ein Rollenlager aufweisen, das zwischen dem Hauptführungsstift und der Hauptführungsöffnung des Stützarmes angeordnet ist. Tritt dieser Fall ein, kann selbst dann, wenn Biegemomente zwischen dem Hauptführungsstift und der Hauptführungsöffnung des Stützarmes auftreten, der Hauptführungsstift weiterhin sauber in der Hauptführungsöffnung drehen, unabhängig von den Biegemomenten, da das Rollenlager dazwischen einen niedrigeren Reibungskoeffizienten schafft.

Wie bereits beschrieben wurde, hat der vorliegende Kompressor eine neuartige Scharniereinrichtung. Die Scharniereinrichtung weist dabei den Stützarm, den Hauptführungsstift und den Hilfsführungsstift auf. Mit der Scharniereinrichtung kann der obere Freiraum der Kolben (Freiraum im oberen Totpunkt) ständig praktisch gleichförmig aufrechterhalten werden und die Momente, welche aus den Kompressionsreaktionskräften resultieren, können daran gehindert werden, die Auslaßkapazitätssteuerung zu stören. Zusätzlich kann der vorliegende Kompressor die Verringerung der Herstellungskosten ermöglichen.

Wenn der vorliegende Kompressor desweiteren die Scharniereinrichtung aufweist, welche ein Paar von Stützarmen hat, die derart angeordnet sind, daß die Abschnitte der schwenkbaren Taumelscheibe, welche der oberen Totpunktposition entsprechen, sich zwischen den Stützarmen anordnen, beginnt der Hauptführungsstift in der Hauptführungsöffnung noch sauberer zu rotieren. Dementsprechend können Momente, welche aus den Kompressionsreaktionskräften resultieren, noch besser daran gehindert werden, die Auslaßkapazitätssteuerung zu stören.

Wenn überdies der vorliegende Kompressor die Scharniervorrichtung aufweist, welche die Rollenlagerung hat, die zwischen dem Hauptführungsstift und der Hauptführungsöffnung des Stützarmes vorgesehen ist, beginnt der Hauptführungsstift in der Hauptführungsöffnung noch sauberer zu rotieren. Dementsprechend können die Momente, welche aus den Kompressionsreaktionskräften resultieren, effektiv daran gehindert werden, die Auslaßkapazität zur Steuerung zu stören oder zu beeinflussen.

Wenn alles in allem der vorliegende Kompressor in ein Kraftfahrzeug-Klimaanlagensystem eingesetzt wird, kann ein optimaler Air-Conditioning-Betrieb ausgeführt werden, ohne die Herstellungskosten dabei zu erhöhen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Längs-Querschnittsansicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kompressors;

Fig. 2 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des vorliegenden Kompressors entlang der Linien "2"-"2" gemäß Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine Längs-Querschnittsansicht des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kompressors und illustriert Komponententeile um eine Scharniervorrichtung, wenn eine schwenkbare Taumelscheibe auf den maximalen Neigungswinkel geneigt ist;

Fig. 4 zeigt eine Längs-Querschnittsansicht des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des vorliegenden Kompressors und illustriert dabei die Komponententeile um die Scharniervorrichtung, wenn die schwenkbare Taumelscheibe auf den minimalen Neigungswinkel geneigt ist;

Fig. 5 zeigt eine Längs-Querschnittsansicht eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kompressors und illustriert dabei Komponententeile um eine Scharniervorrichtung, wenn eine schwenkbare Taumelscheibe auf den maximalen Neigungswinkel geneigt ist;

Fig. 6 zeigt eine Längs-Querschnittsansicht des zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des vorliegenden Kompressors und illustriert die Komponententeile um die Scharniervorrichtung, wenn die schwenkbare Taumelscheibe auf den minimalen Neigungswinkel geneigt ist;

Fig. 7 zeigt eine Längsschnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kompressors und illustriert Komponententeile um eine Scharniervorrichtung, wenn eine schwenkbare Taumelscheibe auf den maximalen Neigungswinkel geneigt ist;

Fig. 8 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kompressors, welche ähnlich der Fig. 2 entnommen ist;

Fig. 9 zeigt eine schematische Teilansicht des vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels des vorliegenden Kompressors;

Fig. 10 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Kompressors, welcher zuvor in der Japanischen Patentanmeldung Nr. 3-241,998 (Offenlegungsnummer 5-87045 A1) vorgeschlagen wurde und die entlang der Linie "10"-"10" gemäß Fig. 11 entnommen ist;

Fig. 11 ist eine Längsquerschnittsansicht des Kompressors, wie er vorher vorgeschlagen wurde; und

Fig. 12 ist eine Längsquerschnittsansicht des konventionellen Kompressors, wie er im Japanischen Gebrauchsmuster (Kokai) Nr. 62-183,082 beschrieben ist.

In einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kompressors gemäß Fig. 1 ist ein Zylinderblock 1 an einem Ende an ein vorderes Gehäuse 2 sowie an dem anderen Ende an ein hinteres Gehäuse 3 mittels einer Ventilplatte 4 angeschlossen. Eine Kurbelkammer 5 wird mit dem vorderen Gehäuse 2 und dem Zylinderblock 1 ausgebildet. Eine Antriebswelle 6 ist in der Kurbelkammer 5 angeordnet, wobei sie durch ein Paar von Lagern 7 drehbar gehalten wird, welche an den Enden angeordnet sind. Eine Anzahl von Zylinderbohrungen 8 sind an Stellen um die Antriebswelle 6 herum im Zylinderblock ausgebildet. In jeder der Zylinderbohrungen 8 ist ein Kolben 9 eingesetzt, der derart angeordnet ist, daß seine Axialmittellinie parallel zur Axialmittellinie der Antriebswelle 6 verläuft.

In der Kurbelkammer 5 ist ein Rotor 10 synchron drehbar zur Antriebswelle 6 angeordnet, wobei eine kugelförmige Hülse 11 drehbar und verschiebbar auf dieser angeordnet ist. Zwischen dem Rotor 10 und der kugelförmigen Hülse 11 ist eine Spannfeder 12 eingefügt, welche dafür vorgesehen ist, die kugelförmige Hülse 11 gegen das hintere Gehäuse 3 vorzuspannen. Auf der kugelförmigen Hülse 11 ist ein Rotationsantriebsbauteil 13 vorwärts und rückwärts verschwenkbar angeordnet, wobei dieses in einer ringförmigen Gestalt ausgebildet ist und die kugelförmige Hülse 11 umgibt.

Wenn gemäß Fig. 1 die Spannfeder 12 auf ein Maximum zusammengedrückt wird, wird das Rotationsantriebsbauteil 13 mit dem Rotor 10 an einer Kontaktfläche 13a in Kontakt gebracht, welche schräg an dem unteren Abschnitt der hinteren Fläche ausgebildet ist, wobei das Bauteil folglich derart einreguliert wird, daß keine weitere Neigung bzw. Erhöhung des Neigungswinkels stattfindet.

Eine schwenkbare Taumelscheibe 14 ist um die äußere Peripherie des Rotationsantriebsbauteils 13 herum befestigt, wobei sie eine ringförmige Lagerungsschiene 14a an beiden Oberflächen aufweist. Die Lagerschienen 14a, 14a sind um die Axialmittellinie der Antriebswelle 6 herum angeordnet, wobei sie mit einem halbzylinderförmigen inneren Schuh 15 in Eingriff sind, dessen Mittellinie parallel zur Umfangsrichtung der schwenkbaren Taumelscheibe 14 verläuft. Die inneren Schuhe 15, 15 werden an einer Verschiebung in Radialrichtung der schwenkbaren Taumelscheibe 14 gehindert, wobei sie mit halbzylinderförmigen äußeren Schuhen 16, 16 an den jeweiligen äußeren peripheren Oberflächen in Eingriff sind. Die äußeren Schuhe 16, 16 sind an der inneren Fläche in einer halbzylinderförmige Gestalt gearbeitet, wobei sie eine äußere Fläche aufweisen, welche sich in die Richtung senkrecht zur Axialrichtung der Antriebswelle 6 erstreckt. Die äußeren Schuhe 16, 16 sind an den äußeren Oberflächen mit trommelförmigen Lagerflächen der Kolben 9 in Eingriff. Die trommelförmigen Lagerflächen sind derart bearbeitet, daß sie eine von der Taumelscheibe besetzte Nut 9a am Hals der Kolben 9 ausbilden, wobei sie in Spaltenform jeweils sich gegenüberliegend ausgebildet sind. Folglich werden eine Anzahl von Kolben 9 mittels der inneren Schuhe 15, 15 und der äußeren Schuhe 16, 16 an die Taumelscheibe 14 angeschlossen, wobei sie wechselseitig d. h. hin und herbewegbar in den Zylinderbohrungen 8 untergebracht sind.

Wie in Fig. 1 gezeigt wird, ist an der vorderen Fläche des Rotationsantriebsbauteils 13, (d. h. an dessen längsseitiger Fläche gemäß der Figur) eine Konsole 17 von dieser vorstehend angeordnet. Wie in Fig. 2 gezeigt wird, hat die Konsole 17 praktisch eine U-Form, wobei sie die Antriebswelle 6 zwischen ihren Vertikalarmen hält.

Wie in Fig. 1 am besten zu ersehen ist, ist an der oberen hinteren Fläche des Rotors 10 ein Stütz- bzw. Lagerarm 18 angeordnet, der eine hiervon vorstehende Scharniervorrichtung "K" ausbildet. Der Stützarm 18 erstreckt sich rückwärts in Axialrichtung der Antriebswelle 6 (d. h. gemäß der Figur nach rechts), so daß er dem Mittelabschnitt der Konsole gegenüberliegt. Am vorderen Ende des Stützarmes 18 ist eine tonnen- bzw. trommelförmige Führungsöffnung bzw. Hauptführungsöffnung 18a ausgebildet, die sich senkrecht zur Axialrichtung erstreckt.

Gemäß der Fig. 2 ist in die Hauptführungsöffnung 18a ein zylinderförmiger Hauptführungsstift 19 drehbar eingesetzt. Der Hauptführungsstift 19 ist mit Hilfsführungsöffnungen oder Bohrungen 19a, 19b ausgebildet, welche diesen in einer Diametral- bzw. in genau entgegengesetzter Richtung an den Enden durchdringen. In den Hilfsführungsöffnungen 19a, 19b sind ein Paar von zylinderförmigen Hilfsführungsstiften 20a, 20b an den oberen Enden verschiebbar eingesetzt, welche sich senkrecht zum Hauptführungsstift 19 erstrecken und diesen durchqueren. Die Hilfsführungsstifte 20a, 20b sind in Öffnungen 17a, 17b preßgepaßt, welche für eine Preßpassung an den äußeren Enden vorgesehen und in der Konsole 17 ausgebildet sind.

Insbesondere hat der Hauptführungsstift 19 eine Säulen- bzw. Zylinderform. Die Hauptführungsöffnung 18a, welche im Stützarm 18 ausgebildet ist, hat eine Trommelform, wobei die Hilfsführungsöffnungen 19a, 19b, welche im Hauptführungsstift 19 ausgebildet sind, eine Trommelform aufweisen, welche sich senkrecht zum Hauptführungsstift 19 erstreckt und diesen durchquert. Folglich ist die schwierige kugelförmige Bearbeitung nicht mehr erforderlich, um das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kompressors herzustellen. Überdies sind die Hilfsführungsstifte 20a, 20b an den Fußenden durch eine Preßpassung an der Konsole 17 befestigt, welche auf relativ einfache Weise ausgeführt werden kann. Dementsprechend erfordert das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel keine äußeren Ringlagerbuchsen, so daß es folglich möglich ist, die Anzahl der Komponententeile zu reduzieren. Die äußeren Ringlagerbuchsen sind teilbar in zwei Komponententeile ausgeführt und mit einem ringförmigen Clip befestigt, sie haben kugelförmige Hohlräume und sie stellen unerläßliche Komponententeile des in der DE 42 30 353 A1 vorgeschlagenen Kompressors dar.

Gemäß Fig. 1 ist das hintere Gehäuse 3 in Saugkammern 24, 24 und einer Auslaßkammer 25 mittels Teilwänden 23, 23 unterteilt. In der Ventilplatte 4 sind Saugöffnungen 26 und Auslaßöffnungen 27 an Positionen ausgebildet, welche den Zylinderbohrungen 8 entsprechen. Druckkammern 28 sind zwischen der Ventilplatte 4 und den Kolben 9 ausgebildet, und weisen mit den Ansaugkammern 24 und der Auslaßkammer 25 eine Verbindung über die Ansaugöffnungen 26 und die Auslaßöffnungen 27 auf. Die Ansaugöffnungen 26 und die Auslaßöffnungen 27 sind mit jeweils einem Ansaugventil 29 bzw. einem Auslaßventil 30 versehen. Die Ansaugventile 29 und die Auslaßventile 30 öffnen und schließen die Ansaugöffnungen 26 und die Auslaßöffnungen 27 entsprechend der wechselweisen Bewegungen der Kolben 9. Zusätzlich ist das hintere Gehäuse 3 mit Steuerventilen 31, 31 versehen, welche die Drücke in der Kurbelkammer 5 einstellen.

In dem derart konstruierten ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt der Betrieb des vorliegenden Kompressors wie folgt:
Wenn die schwenkbare Taumelscheibe 14 infolge der Rotation der Antriebswelle 6 rotiert, verschieben sich die inneren Schuhe 15, 15 auf den Lagerschienen 14a, 14a mit Hinsicht auf die schwenkbare Taumelscheibe 14 in die Umfangsrichtung. Da die inneren Schuhe 15, 15 mittels der äußeren Schuhe 16, 16 mit den Kolben 9 in Eingriff sind, werden die Kolben 9 in den Zylinderbohrungen 8 hin- und herbewegt. Als Ergebnis hiervon wird Kühlgas in die Zylinderbohrungen 8 von den Ansaugkammern 24 eingesaugt und darin komprimiert. Hierauf wird das Kühlgas aus der Auslaßkammer 25 entlassen. Während dieses Betriebs wird die Auslaßkapazität, welche aus der Auslaßkammer 25 entlassen wird, durch Einstelldrücke in der Kurbelkammer 5 mittels der Steuerventile 31, 31 gesteuert.

Wenn z. B. die Drücke in der Kurbelkammer 5 durch die Druckeinstellung mittels der Steuerventile 31, 31 gesenkt wird, werden die auf die Kolben 9 einwirkenden Hinterdrücke abgesenkt und dementsprechend der Neigungswinkel der schwenkbaren Taumelscheibe 14 erhöht. Wie am besten aus der Fig. 4 zu entnehmen ist, wird in der Scharniervorrichtung "K," der Hauptführungsstift 19 in der Hauptführungsöffnung 18a rückwärts gedreht (d. h. gemäß der Figur in Uhrzeigerrichtung) mit Hinsicht auf den Rotor 10. Dementsprechend wird das Rotationsantriebsbauteil 13 um die kugelförmige Hülse 11 rückwärts verschwenkt und die kugelförmige Hülse 11 entgegen der Spannkraft der Spannfeder 12 vorwärts bewegt. Zur gleichen Zeit werden Hilfsführungsstifte 20A, 20B in den Hilfsführungsöffnungen 19a, 19b aufwärts verschoben, welche im Hauptführungsstift 19 ausgebildet sind, wodurch der Neigungswinkel der schwenkbaren Taumelscheibe 14 erhöht wird. In der Zwischenzeit werden die äußeren Schuhe 16, 16 bezüglich der inneren Schuhe 15, 15 in Umfangsrichtung verschoben, wobei sie auch nach innen zur Mitte in die die Taumelscheibe 14 aufnehmenden Nuten 9a verschoben werden. Als Ergebnis hiervon verändert die schwenkbare Taumelscheibenplatte ausgehend vom Zustand gemäß Fig. 4 den Neigungswinkel in den Zustand gemäß Fig. 3. Die Hübe der Kolben 9 dehnen sich daher aus, um die Auslaßkapazität zu erhöhen. Wenn der Neigungswinkel der schwenkbaren Taumelscheibe 14 durch diesen Betrieb auf ein Maximum erhöht wird, kann der vorliegende Kompressor ununterbrochen auf einer maximalen Auslaßkapazität betrieben werden. Wenn auf der anderer Seite die Kurbelkammer 5 und die Ansaugkammer 24 mittels der Steuerventile 31, 31 geschlossen werden und die Drücke in der Kurbelkammer 5 mittels dem hiervon resultierenden vorbeistreichenden Gas erhöht werden, wird der Hinterdruck, welcher auf die Kolben 9 einwirkt, angehoben, wobei dementsprechend der Neigungswinkel der schwenkbaren Taumelscheibe 14 verringert wird. Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, wird in der Scharniervorrichtung "K," der Hauptführungsstift 19 in der Hauptführungsöffnung 18a vorwärts gedreht (d. h. in Gegenuhrzeigerrichtung gemäß der Zeichnung) bezüglich dem Rotor 10. Das Rotationsantriebsbauteil 13 wird dementsprechend um die kugelförmige Hülse 11 vorwärts verschwenkt, wobei die kugelförmige Hülse 11 durch die Spannkräfte der Spannfeder 12 zurückgezogen wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Hilfsführungsstifte 20A, 20B in den Hilfsführungsöffnungen 19a, 19b abwärts verschoben, welche im Hauptführungsstift 19 ausgebildet sind, wodurch der Neigungswinkel der schwenkbaren Taumelscheibe 14 verringert wird. In der Zwischenzeit werden die äußeren Schuhe 16, 16 bezüglich der inneren Schuhe 15, 15 in Umfangsrichtung verschoben, wobei sie ebenfalls nach außen aus der Mitte der die Taumelscheibe aufnehmenden Nuten 9a verschoben werden. Als Ergebnis hiervon verändert die schwenkbare Taumelscheibe 14 den Neigungswinkel von einem Zustand gemäß der Fig. 3 in einen Zustand gemäß der Fig. 4. Die Hübe der Kolben 9 werden dementsprechend verringert, um die Auslaßkapazität zu verkleinern. Wird der Neigungswinkel mit der schwenkbaren Taumelscheibe 14 durch diesen Betrieb auf ein Minimum verringert, kann der vorliegende Kompressor durchgehend bei einer minimalen Auslaßkapazität betrieben werden.

Während des Betriebs des vorliegenden ersten Ausführungsbeispiels des Kompressors bei einer maximalen und minimalen Auslaßkapazität gleitet die schwenkbare Taumelscheibe 14 auf der Drehwelle 6 und neigt sich, während deren Abschnitte entsprechend dem am oberen Totpunkt positionierten Kolben 9 in einer vorbestimmten Lage positioniert werden. Dementsprechend werden ungeachtet der Neigungswinkel der verschwenkbaren Taumelscheibe 14 die oberen Freiräume der Kolben 9 praktisch ständig gleichmäßig aufrechterhalten.

Überdies ist im vorliegenden Kompressor der Stützarm 18 mit der Hauptführungsöffnung 180 ausgebildet, welche sich in senkrechter Richtung zur Axialrichtung der Antriebswelle 6 erstreckt, wobei der Hauptführungsstift 19 drehbar in der Hauptführungsöffnung 18a des Stützarmes 18 gemäß Fig. 2 eingesetzt ist. Dementsprechend kann der Hauptführungsstift 19 bezüglich des Rotors 10 nicht versetzt werden, wodurch die Auffangpunkte der auf den Rotor 10 einwirkenden Kompressionsreaktionskräfte unverändert bleiben. Wie nämlich in Fig. 1 gezeigt wird, wirken die Kompressionsreaktionskräfte auf die schwenkbare Taumelscheibe 14 über die am oberen Totpunkt sich befindenden Kolben 9 ein, wobei deren Auffangpunkt "P_s", welcher durch den Hauptführungsstift 19 auf den Rotor 10 wirkt, auf eine imaginäre Ebene "P" gelegt werden kann, welche die axiale Mittellinie des Kolbens 9 beinhaltet. Alles in allem wird die schwenkbare Taumelscheibe 14 kaum Momenten ausgesetzt, welche aus den über die Kolben 9 hierauf einwirkenden Kompressionsreaktionskräften resultieren. Folglich ist es möglich, die aus den Kompressionsreaktionskräften resultierenden Momente daran zu hindern, die Auslaßkapazitätssteuerung zu beeinflussen.

Überdies ist im vorliegenden Kompressor die Konsole 17 gemäß der Fig. 2 im wesentlich U-förmig ausgebildet und gemäß Fig. 3 an der Vorderseite bzw. vorderen Fläche des Rotationsantriebsbauteils 13 angeordnet. Das dynamische Ungleichgewicht, welches mit der Rotation des Rotationsantriebsbauteils 13 verbunden ist, wird effektiv durch die Konsole 17 absorbiert. Aus diesem Grund entstehen selten Vibrationen oder ähnliches, welche aus den Änderungen des Lastengleichgewichts resultieren. Folglich erlangen das Rotationsantriebsbauteil 13 und die schwenkbare Taumelscheibe 14 eine stabile gleichmäßige Rotation.

Wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kompressors beschrieben wurde, ist es nicht nur möglich, den oberen Freiraum der Kolben praktisch gleichmäßig aufrechtzuerhalten, sondern es ist auch möglich, die aus den Kompressionsreaktionskräften resultierenden Momente daran zu hindern, die Auslaßkapazitätssteuerung zu beeinflussen. Es ist zusätzlich möglich, eine Reduktion der Herstellungskosten zu erzielen.

Zweites Ausführungsbeispiel

Das zweite Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kompressors wird im Anschluß hieran mit Bezug auf die Fig. 5 und 6 beschrieben. Die Fig. 5 und 6 bezeichnen die Komponententeile um die Scharniervorrichtung "K" des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels. Die anderen Konstruktionen des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels sind mit denen des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels identisch, wobei sie dementsprechend zwar mit denselben Bezugszeichen versehen sind, jedoch im folgenden nicht näher beschrieben werden.

In der Scharniervorrichtung "K," ist ein zylinderförmiger Hauptführungsstift 21 in die Hauptführungsöffnung 18a des Stützarmes 18 drehbar eingesetzt. Ein Paar von zylinderförmigen Hilfsführungsstiften 22A, 22B (nicht gezeigt in den Fig. 5 und 6), welche sich senkrecht zum Hauptführungsstift 21 erstrecken und diesen durchqueren, sind an ihren oberen Enden am Hauptführungsstift 21 angeschweißt, wobei sie an ihren unteren Enden verschiebbar in einem Paar von Hilfsführungsöffnungen 17c, 17c (eine von diesen ist in den Fig. 5 und 6 nicht gezeigt) gleitfähig eingesetzt sind. Die Hilfsführungsöffnungen 17c, 17c sind in der Konsole 17 ausgebildet.

Im besonderen hat der Hauptführungsstift 21 eine zylinderförmige Kontur. Die Hauptführungsöffnung 18a, die im Stützarm 18 ausgebildet ist, hat eine trommelförmige Gestalt, wobei die Hilfsführungsöffnungen 17c, 17c, welche in der Konsole 17 ausgebildet sind, ebenfalls eine trommelförmige Gestalt aufweisen. Folglich ist die schwierige kugelige Bearbeitung nicht mehr erforderlich, um das zweite Ausführungsbeispiel des Kompressors herzustellen. Überdies sind die Hilfsführungsstifte 22A, 22B an ihren oberen Enden an den Hauptführungsstift 21 angeschweißt, was auf relativ einfache Weise ausgeführt werden kann. Dementsprechend ermöglicht das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel die Reduktion der Anzahl der einzelnen Komponententeile.

Die derart konstruierte Scharniervorrichtung "K" des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels des vorliegenden Kompressors arbeitet dabei wie folgt:

Wie aus den Fig. 5 und 6 zu entnehmen ist, ist in der Scharniervorrichtung "K," der Hauptführungsstift 21 in der Hauptführungsöffnung 18a hinsichtlich des Rotors 10 vorwärts und rückwärts drehbar. Dementsprechend wird das Rotationsantriebsbauteil 13 um die kugelförmige Hülse 11 vorwärts oder rückwärts verschwenkt, wobei die kugelige Hülse 11 vorwärts oder rückwärts entgegen der Spannkraft der Spannfeder 12 gedrückt oder gezogen wird. Zur selben Zeit werden die Hilfsführungsstifte 22A, 22B abwärts oder aufwärts in den in der Konsole 17 ausgebildeten Hilfsführungsöffnungen 17c, 17c verschoben, wodurch der Neigungswinkel der schwenkbaren Taumelscheibe erhöht oder erniedrigt wird. Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel verändert folglich die Auslaßkapazität zwischen den Zuständen gemäß den Fig. 5 und 6, wobei es folglich unter fortlaufend gesteuerten Auslaßkapazitäten betrieben werden kann.

Aus den vorstehenden Beschreibungen ist es ersichtlich, daß das zweite Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kompressors vorteilhafte Effekte mit sich bringt, ähnlich zu denen, welche das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel aufweist.

Wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt wird, sind die Hilfsführungsöffnungen 17c, 17c zusätzlich in Durchgangsbohrungen ausgebildet, welche die Konsole 17 der verschwenkbaren Taumelscheibe 14 durchdringen. Mit dieser Konstruktion kann das im Kühlgas enthaltene Öl zu den Gleitkontakten zwischen den Hilfsführungsstiften 22A, 22B und Hilfsführungsöffnungen 17c, 17c von der Kurbelkammer 5 gefördert werden, wodurch die schwenkbare Taumelscheibe 14 den Neigungswinkel reibungslos verändern kann.

Drittes Ausführungsbeispiel

Das dritte Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kompressors wird im folgenden anhand der Fig. 7 beschrieben:

Fig. 7 zeigt die Komponententeile um die Scharniervorrichtung "K" des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels. Die anderen Konstruktionen des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels sind identisch mit denen des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels, wobei sie dementsprechend mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, jedoch im folgenden nicht näher beschrieben werden.

In der Scharniervorrichtung "K," ist ein Rollenlager 23 zwischen dem Hauptführungsstift 19 und der Hauptführungsöffnung 18a des Stützarms 18 angeordnet.

In der derart konstruierten Scharniervorrichtung "K" des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels des bevorzugten Kompressors ist der Stützarm 18 an einer Position angeordnet, wo er gegenüber den Abschnitten der schwenkbaren Taumelscheibe 14 plaziert ist, welche dem am oberen Totpunkt sich befindenden Kolben 9 entsprechen. Als Ergebnis hiervon hilft der niedrige Reibungskoeffizient des Rollenlagers 13 dem Hauptführungsstift 19 selbst dann reibungslos in der Hauptführungsöffnung 18a unabhängig von Biegemomenten zu rotieren, wenn diese Biegemomente zwischen dem Hauptführungsstift 19 und der Hauptführungsöffnung 18a des Stützarmes 18 auftreten. Das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kompressors kann vorteilhafte Wirkungen erzielen, welche ähnlich zu denen sind, die durch das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel erzielt werden. Selbst wenn es bei niedrigen Kompressionsverhältnissen betrieben wird, nämlich selbst wenn die schwenkbare Taumelscheibe 14 von einem kleineren Neigungswinkel zu größeren Neigungswinkeln geneigt wird, kann es zusätzlich auf ein Erhöhen der Kompressionsverhältnisse mit einer vorzüglichen Empfindlichkeit ansprechen. Folglich ist es in Einklang mit dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel möglich, noch sicherer die aus den Kompressionsreaktionskräften resultierenden Momente daran zu hindern, die Auslaßkapazitätssteuerung zu beeinflussen.

Viertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel

Das vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kompressors wird im Anschluß anhand der Fig. 8 und 9 beschrieben. Die Fig. 8 und 9 zeigen die Komponententeile um die Scharniervorrichtung "K" des vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels. Die anderen Konstruktionen des vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels sind mit denen des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels identisch, wobei sie dementsprechend mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, jedoch im Anschluß nicht näher beschrieben werden.

In der Scharniervorrichtung "K," sind ein Paar von Stützarmen 24, 25 angeordnet, deren Auffangpunkte "P₁" "P₂" derart angeordnet sind, daß sie diejenigen Abschnitte der schwenkbaren Taumelscheibe 14 zwischen sich setzen, welche dem im oberen Totpunkt sich befindenden Kolben 9 entsprechen.

Die Stützarme 24, 25 sind jeweils mit Hauptführungsöffnungen 24a, 25a ausgebildet. Die Hauptführungsöffnungen 24a, 25a sind derart angeordnet, daß sie sich gegenüberliegen, wobei sie dafür vorgesehen sind, die Enden des Hauptführungsstifts zu halten. Wie in Fig. 9 gezeigt wird, sind ähnlich zum dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel Rollenlager 23a, 23b zwischen dem Hauptführungsstift 19 und den Hauptführungsöffnungen 24a, 25a und der Stützarme 24, 25 angeordnet. In einer derart konstruierten Scharniervorrichtung "K" gemäß dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kompressors fangen die Stützarme 24, 25 die Kompressionsreaktionskräfte aufgeteilt auf. Als Ergebnis hiervon treten keine Biegemomente zwischen dem Hauptführungsstift 19 und den Hauptführungsöffnungen 24a, 25a der Stützarme 24, 25 auf. Zusätzlich hilft der niedrige Reibungskoeffizient der Rollenlager 23a, 23b dem Hauptführungsstift 19 in den Hauptführungsöffnungen 24a, 25a reibungslos zu drehen.

Das vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kompressors kann die vorteilhaften Effekte noch besser erzielen als es das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel tut.

In den ersten bis vierten bevorzugten Ausführungsbeispielen des vorliegenden Kompressors kann alternativ eine Verbindungseinrichtung, die an die schwenkbare Taumelscheibe 14 verbindbare Kolbenstangen und die Kolben 9 umfaßt, die Verbindungseinrichtung ersetzen, welche die inneren und äußeren Schuhe 15, 16 aufweist. Eine solche alternative Verbindungseinrichtung wird im konventionellen Kompressor 600 gemäß der Fig. 12 verwendet.

Überdies wird im ersten bis zum vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kompressors die Erfindung auf den Kompressor gerichtet, in welchem die schwenkbare Taumelscheibe 14 synchron zur Rotation der Antriebswelle rotiert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern sie ist auch beim zuvor gemäß der Fig. 12 beschriebenen konventionellen Kompressor anwendbar, in welchem die Taumelscheibe 650 relativ bezüglich des Rotationsantriebsbauteils 630 verschiebbar, jedoch nicht drehbar ist.

Die Erfindung betrifft demnach einen kapazitätsvariablen Taumelscheibenkompressor mit einer neuartigen Scharniervorrichtung. Die Scharniervorrichtung umfaßt einen Stützarm, einen Hauptführungsstift und einen Hilfsführungsstift. Der Stützarm ist an dem Rotor in Richtung zur Taumelscheibe hiervon vorstehend angeordnet und hat eine Hauptführungsöffnung der Bohrung, welche sich senkrecht zur Antriebswelle erstreckt. Der Hauptführungsstift ist drehbar in der Hauptführungsbohrung eingesetzt. Der Hilfsführungsstift ist an einem Ende senkrecht zum Hauptführungsstift verschiebbar in eine Bohrung eingesetzt, welche entweder am Hauptführungsstift oder an der schwenkbaren Taumelscheibe ausgebildet ist, und ist am anderen Ende entweder am Hauptführungsstift oder an der schwenkbaren Taumelscheibe befestigt. Mit der Scharniervorrichtung können die oberen Freiräume der Kolben praktisch immer gleichmäßig aufrechterhalten werden, wobei die aus den Kompressionsreaktionskräften resultierenden Momente daran gehindert werden können, die Auslaßkapazitätssteuerung zu beeinflussen. Zusätzlich kann der Kompressor eine Reduzierung der Herstellungskosten ermöglichen.

Claims (5)

1. Kapazitätsvariabler Taumelscheibenkompressor mit
einem Gehäuse, das eine Kurbelkammer, eine Ansaugkammer, eine Auslaßkammer sowie eine Anzahl von Zylinderbohrungen aufweist, welche mit den Kammern verbunden, sowie im Gehäuse ausgebildet sind,
einer Anzahl von Kolben, die hin- und herbewegbar in den Zylinderbohrungen angeordnet sind;
einer drehbar im Gehäuse gelagerten Antriebswelle;
einem in der Kurbelkammer vorgesehenen Rotor, der zur Antriebswelle synchron drehbar angeordnet ist;
einer schwenkbaren Taumelscheibe, die gleit- und verschwenkbar auf der Antriebswelle angeordnet ist;
einer Verbindungsvorrichtung, die zwischen den Kolben und der schwenkbaren Taumelscheibe angeordnet und dafür vorgesehen ist, die Schwenkbewegungen der schwenkbaren Taumelscheibe in Hin- und Herbewegung der Kolben umzuwandeln und einer Scharniervorrichtung, die zwischen dem Rotor und der schwenkbaren Taumelscheibe angeordnet ist, wodurch der Neigungswinkel der schwenkbaren Taumelscheibe durch Drücke in der Kurbelkammer kontrolliert ist, um die Auslaßkapazität zu variieren; wobei
die Scharniervorrichtung (K) folgende Bauteile umfaßt:

einen Stützarm (18), der am Rotor in Richtung zur schwenkbaren Taumelscheibe (14) vorstehend angeordnet ist und der radial entfernt von der Achse der Antriebswelle
eine Hauptführungsöffnung (18A) aufweist, die sich in einer Richtung rechtwinklig zur Axialrichtung der Antriebswelle (6) erstreckt;
einen Hauptführungsstift (19), der drehbar in die Hauptführungsöffnung (18A) eingesetzt ist; und
einen Hilfsführungsstift (20A), der sich senkrecht zum Hauptführungsstift (19) erstreckt und an seinem einem Ende gleitfähig in einer Hilfsführungsöffnung (19A) eingesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsführungsöffnung (19A) entweder im Hauptführungsstift (19) oder in der Taumelscheibe (14) ausgebildet ist und der Hilfsführungsstift (20A) an seinem anderen Ende dementsprechend entweder im Hauptführungsstift (19) oder in der Taumelscheibe (14) befestigt ist.

2. Kapazitätsvariabler Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rollenlager (23a, 23b) zwischen dem Hauptführungsstift (19) und der Hauptführungsöffnung (18A) des Stützarmes (18) angeordnet ist.

3. Kapazitätsvariabler Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützarm (18; 24, 25) der Scharniervorrichtung (K) zusätzlich zur einen Hauptführungsöffnung (24a) eine weitere Hauptführungsöffnung (25a) umfaßt, wobei die Hauptführungsöffnungen (24a, 25a) derart angeordnet sind, daß Abschnitte der schwenkbaren Taumelscheibe (14), welche dem Kolben in seinem oberen Totpunkt entsprechen, zwischen diese gesetzt sind, wobei die Hauptführungsöffnungen (24a, 25a) dafür vorgesehen sind, beide Enden des Hauptführungsstiftes (19) zu halten.

4. Kapazitätsvariabler Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Rollenlagern (23a, 23b) zwischen dem Hauptführungsstift (19) und den Hauptführungsöffnungen (24a, 25a) des Stützarmes (18; 24, 25) angeordnet sind.