DE10124031B4 - Hubkolbenmaschine mit einem Mitnehmer - Google Patents
Hubkolbenmaschine mit einem Mitnehmer Download PDFInfo
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Abstract
Hubkolbenmaschine, insbesondere Kältemittelkompressor (1) für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, mit
– einer Maschinenwelle (2),
– mehreren kreisförmig um die Maschinenwelle (2) herum in einem Maschinengehäuse (3) angeordneten Kolben (4),
– einer von der Maschinenwelle (2) angetriebenen kreisringförmigen Schwenkscheibe (5), die
– über eine Gelenkanordnung (6) an den Kolben angreift, wobei
– die Schwenkscheibe über einen Mitnehmer (7) zur Übertragung der Antriebskräfte gelenkig mit der Maschinenwelle verbunden und
– schwenkbar um eine quer zur Maschinenwelle orientierte Scharnierachse (8) an einem Schiebekörper (9) gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
– der Mitnehmer (7) einen Anlenkabschnitt (7a) aufweist, dessen Massen- und/oder Raummittelpunkt außerhalb einer Hauptmittelebene (10) auf der Druckseite (D) der Hubkolbenmaschine liegt, die senkrecht zur Scharnierachse (8) und durch die Drehachse (11) der Maschinenwelle (2) verläuft,
– wobei die Mitnehmerachse (17) des Mitnehmers (7) und die Hauptmittelebene (10) einen Winkel einschließen.
– einer Maschinenwelle (2),
– mehreren kreisförmig um die Maschinenwelle (2) herum in einem Maschinengehäuse (3) angeordneten Kolben (4),
– einer von der Maschinenwelle (2) angetriebenen kreisringförmigen Schwenkscheibe (5), die
– über eine Gelenkanordnung (6) an den Kolben angreift, wobei
– die Schwenkscheibe über einen Mitnehmer (7) zur Übertragung der Antriebskräfte gelenkig mit der Maschinenwelle verbunden und
– schwenkbar um eine quer zur Maschinenwelle orientierte Scharnierachse (8) an einem Schiebekörper (9) gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
– der Mitnehmer (7) einen Anlenkabschnitt (7a) aufweist, dessen Massen- und/oder Raummittelpunkt außerhalb einer Hauptmittelebene (10) auf der Druckseite (D) der Hubkolbenmaschine liegt, die senkrecht zur Scharnierachse (8) und durch die Drehachse (11) der Maschinenwelle (2) verläuft,
– wobei die Mitnehmerachse (17) des Mitnehmers (7) und die Hauptmittelebene (10) einen Winkel einschließen.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Aus der Offenlegungsschrift
DE 197 49 727 A1 ist eine gattungsgemäße Hubkolbenmaschine bekannt. Sie umfaßt ein Maschinengehäuse, in dem in einer kreisförmigen Anordnung mehrere Kolben um eine rotierende Antriebswelle herum angeordnet sind. Die Antriebskraft wird von der Antriebswelle über einen Mitnehmer auf eine ringförmige Schwenkscheibe und von dieser wiederum auf die parallel zur Maschinenwelle translatorisch verschiebbaren Kolben übertragen. Dabei ist die Schwenkscheibe an einer linear verschieblich an der Maschinenwelle befestigten Hülse schwenkbar gelagert. Der Mitnehmer ist als ein bezüglich seiner Hauptachse rotationssymmetrischer Stift mit einem Kugelkopf, einem schlanken Halsabschnitt und einem zylindrischen Befestigungsabschnitt ausgeführt. Er ragt exakt quer zu der Schwenkachse der Schwenkscheibe von der Maschinenwelle ab und greift in eine radial ausgerichtete zylindrische Bohrung seitens der Schwenkscheibe ein. Das von der Maschinenwelle auf die Kolben übertragbare Drehmoment wird insbesondere durch die Stabilität des Mitnehmers begrenzt. - Die
EP 0 867 617 B1 offenbart einen Schiefscheibenverdichter mit veränderlicher Förderleistung bei welchem die Antriebskraft von einer Antriebswelle des Verdichters auf ein scheibenförmiges drehbares Element übertragen wird. Über eine Verbindungseinrichtung nach Art eines Mitnehmerbolzens, welche achsparallel zur Antriebswelle verläuft, wird die Antriebskraft dann auf die Taumelscheibe des Verdichters übertragen. - Die
DE 199 12 006 A1 offenbart ebenfalls einen Verdichter mit schwenkbarer Antriebsscheibe, welche mit einem in der Antriebswelle fest verbundenen, in der Antriebsscheibe gleitend gelagerten Führungsarm mit der Antriebswelle wirkverbunden ist, um so sowohl Axialkräfte als auch Drehmomente zwischen Antriebswelle und Antriebsscheibe zu übertragen. - Die
US 4,061,443 A offenbart einen Schrägscheibenverdichter, bei welchem die Schrägscheibe über einen Zapfen, welcher in eine Kulissenführung eines mit der Antriebswelle fest verbundenen Mitnehmers eingreift mit der Antriebswelle in Wirkverbindung steht. - Die
DE 198 07 947 A1 beschreibt einen weiteren Taumelscheibenverdichter, bei welchem die Taumelscheibe über einen Mitnehmer mit der Antriebswelle gekoppelt ist. Ein am Mitnehmer ausgebildeter Zapfen greift hier in eine Kulissenführung eines Verbindungselements an der Taumelscheibe ein. - Ein weiterer Schrägscheibenverdichter ist aus der
FR 2 782 126 A1 - Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Hubkolbenmaschine bereitzustellen, die höhere Drehmomente und eine höhere Leistung überträgt.
- Diese Aufgabe wird durch eine Hubkolbenmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Die erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine zeichnet sich aus durch eine Schwenkscheibe zur Kraftübertragung auf die Kolben, die schwenkbar um eine quer zur Maschinenwelle orientierte Scharnierachse an einem Schiebekörper gelagert ist, sowie einen Mitnehmer, der einen Anlenkabschnitt im Eingriff mit der Schenkscheibe aufweist, dessen Massen- und/oder Raummittelpunkt außerhalb einer Hauptmittelebene liegt, die senkrecht zur Scharnierachse und durch die Drehachse der Maschinenwelle verläuft. Die genannte Hauptmittelebene liegt zwischen Druck- und Saugseite der Hubkolbenmaschine, wobei die Kolben auf der Druckseite eine Kompressionsbewegung ausführen, während die Kolben auf der Saugseite eine Ansaugbewegung durchführen. Zur Reduzierung von Momentenbelastungen an der Schwenkscheibe bei der Kompressionsbewegung der Kolben ist es besonders vorteilhaft, den Massen- bzw. Raummittelpunkt des Anlenkabschnittes des Mitnehmers außerhalb der Hauptmittelebene auf der Druckseite der Hubkolbenmaschine anzuordnen. Besonders vorteilhaft ist es, den Anlenkabschnitt des Mitnehmers derart anzuordnen, daß die Momente an der Schwenkscheibe (insbesondere an deren Scharnierachse) im Betrieb minimal sind. Vorteilhaft ist es, den Massen- bzw. Raummittelpunkt des Anlenkabschnittes näherungsweise derart anzuordnen, daß seine senkrechte Projektion auf die Hauptmittelebene einen Punkt ergibt, dessen Abstand von der Drehachse der Maschinenwelle den Abständen der Kolbenachsen von der Drehachse der Maschinenwelle entspricht.
- In Ausgestaltung der Erfindung liegt der Massen- und/oder Raummittelpunkt des Anlenkabschnitts wenigstens näherungsweise auf einem Zylindermantel, der die Kolbenachsen beinhaltet. Damit laufen der Massen- und/oder Raummittelpunkt des Anlenkabschnitts näherungsweise auf dem Zylindermantel um und kreuzen so jeweils die Verlängerungslinie jeder Kolbenachse. Auf diese Weise ergibt sich eine günstige Massenverteilung innerhalb der Hubkolbenmaschine.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegt der Berührpunkt zwischen Anlenkabschnitt und Schwenkscheibe wenigstens näherungsweise auf dem Zylindermantel, der die Kolbenachsen beinhaltet. Damit läuft der Berührpunkt zwischen Anlenkabschnitt und Schwenkscheibe näherungsweise auf dem Zylindermantel um und kreuzt so jeweils die Verlängerungslinie jeder Kolbenachse. Damit ergibt sich eine günstige Kraftübertragungsanordnung.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung schließt die Mitnehmerachse mit der Drehachse der Maschinenwelle in etwa einen rechten Winkel ein, das heißt, der Mitnehmer ragt quer von der Maschinenwelle ab. Dadurch ergibt sich für die Schwenkscheibe, die relativ zum Mitnehmer verschwenkbar ist, ein großer Schwenkbereich in beide Richtungen der Maschinenwelle. Ferner ist eine besonders einfache Montage des Mitnehmers an der Maschinenwelle ermöglicht.
- Die erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine zeichnet sich alternativ dadurch aus, daß der Mitnehmer einen Befestigungsabschnitt mit einem unrunden Befestigungsquerschnitt und die Maschinenwelle eine Ausnehmung zur Aufnahme des Mitnehmers mit einem entsprechenden Querschnitt aufweisen, wobei die längste Erstreckung des unrunden Befestigungsquerschnitts in einer durch die Drehachse der Maschinenwelle und die Mitnehmerachse aufgespannten Ebene angeordnet ist. Als Befestigungsquerschnitt ist ein Schnitt quer zur Mitnehmerachse im Bereich des Befestigungsabschnittes des Mitnehmers gemeint. Dadurch ist in Bewegungsrichtung der Kolben ein höheres Flächenträgheitsmoment und somit eine erhöhte Stabilität des Mitnehmers bereitgestellt. Vorzugsweise weist der Befestigungsquerschnitt die Form einer Arena, einer Ellipse, oder eines abgeflachten Kreises auf.
- In Ausgestaltung der Erfindung ist der Mitnehmer mittels einer Preß- und/oder Übergangspassung in der Maschinenwelle gehalten.
- Dabei ist vorzugsweise eine verminderte Pressung in Richtung der kürzesten Erstreckung des Befestigungsquerschnittes und eine erhöhte Pressung in Richtung der längsten Erstreckung des Befestigungsquerschnittes vorgesehen.
- Die erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine zeichnet sich alternativ dadurch aus, daß der Mitnehmer einen Halsabschnitt mit einem unrunden Halsquerschnitt aufweist, wobei die längste Erstreckung des unrunden Halsquerschnitts näherungsweise in Richtung einer geometrischen Mittelebene der Bewegung der Schwenkscheibe verläuft. Die Schwenkscheibe kann bezüglich des Mitnehmers eine erste und eine zweite Umkehrposition (Extremposition) einnehmen und bewegt sich ansonsten zwischen den beiden Umkehrpositionen hin und her. Die Mittellage der Schwenkscheibe zwischen den beiden Umkehrpositionen ist durch die sogenannte geometrische Mittelebene definiert. Der Halsabschnitt des Mitnehmers muß Raum freigeben zum Verschwenken der Schwenkscheibe gegenüber dem Mitnehmer. Gleichzeitig sollte der Mitnehmer ein möglichst hohes Flächenträgheitsmoment aufweisen, was durch einen möglichst ausgedehnten Querschnitt erreichbar ist. Beiden Anforderungen wird in vorteilhafter Weise durch einen Halsabschnitt mit einem wenigstens teilweise unrunden Halsquerschnitt Rechnung getragen. Der Mitnehmerhals läßt sich somit besser an die erforderlichen Extrempositionen der Schwenkscheibe anpassen.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in der Schwenkscheibe eine vorzugsweise radial ausgerichtete Aufnahme vorgesehen, in die der Mitnehmer schwenkbeweglich eingreift, ferner sind die Abmessungen des Halsquerschnitts an den von der Aufnahme in den Umkehrpositionen der Schwenkscheibe jeweils freigegebenen Raum angepaßt. Die Gestaltung des Mitnehmerhalses korrespondiert unmittelbar mit der Form der Aufnahme seitens der Schwenkscheibe, wobei eine Hälfte eines unrunden Halsquerschnittes an die Lage der Aufnahme in der ersten Umkehrposition der Schwenkscheibe und die andere Hälfte des unrunden Halsquerschnittes an die Lage der Aufnahme in der zweiten Umkehrposition der Schwenkscheibe angepaßt ist.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Mitnehmer einstückig mit der Maschinenwelle ausgeführt. Dadurch ergibt sich eine reduzierte Beanspruchung der Maschinenwelle und ein spannungs- und verformungsgünstiger Übergang zwischen Mitnehmer und Maschinenwelle.
- Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine, -
2 eine Prinzipskizze zur Funktion der Hubkolbenmaschine gemäß1 , -
3 einen Schnitt durch die Maschinenwelle der Hubkolbenmaschine gemäß1 entlang der Linie III-III, -
4 einen in die Maschinenwelle eingesetzten Mitnehmer, -
5 einen Querschnitt durch den Mitnehmer gemäß4 entlang der Linie V-V, -
6 einen modifizierten Querschnitt entsprechend dem Querschnitt gemäß5 , -
7 eine Detaildarstellung eines Mitnehmerkopfes samt Halsabschnitt in einer Einbausituation mit einer Schwenkscheibe (in zwei Extrempositionen dargestellt), -
8 einen Querschnitt durch den Halsabschnitt des Mitnehmers gemäß7 entlang der Linie VIII-VIII, sowie -
9 und10 zwei perspektivische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Mitnehmers. - In
1 ist ein Längsschnitt durch eine Hubkolbenmaschine1 in Form eines Kältemittelkompressors für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage dargestellt. Die Hubkolbenmaschine1 weist mehrere in einem Maschinengehäuse3 angeordnete Kolben4 auf. Sämtliche Kolbenachsen12 sind in einem festen Abstand zur Drehachse11 , d. h. geometrisch auf einem Zylindermantel um die Maschinenwelle2 herum angeordnet. Die Kolben sind in zylindrischen Laufbuchsen geführt, wobei alle Kolbenachsen12 parallel zur Drehachse11 der Maschinenwelle ausgerichtet sind. Über eine nachfolgend näher erläuterte Kraftübertragungsanordnung wird die Rotationsbewegung der Maschinenwelle in eine Translationsbewegung der Kolben4 übergeführt. In2 ist eine vereinfachte Prinzipskizze zur Kraftübertragung zwischen Maschinenwelle2 und Kolben4 dargestellt. - Auf der Maschinenwelle ist ein Schiebekörper in Form einer Schiebehülse
9 geführt. An der Schiebehülse9 ist wiederum eine kreisringförmige Schwenkscheibe5 gelagert, wobei die Schwenkscheibe5 gemeinsam mit der Schiebehülse9 parallel zur Richtung der Drehachse11 verschiebbar ist. An der Schiebehülse9 sind zwei kurze Zapfen13 angebracht, die eine quer zur Drehachse11 der Maschinenwelle ausgerichtete Scharnierachse8 definieren, um die die Schwenkscheibe5 schwenkbar ist. - In einer Ausnehmung
2a der Maschinenwelle2 ist ein Mitnehmer7 festgelegt, wobei zwischen dem Befestigungsabschnitt7c des Mitnehmers und der Ausnehmung2a vorzugsweise eine Press- oder Übergangspassung besteht. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel sind Maschinenwelle und Mitnehmer7 einstückig ausgeführt. Da sich die Biegebeanspruchung des Mitnehmers7 bis in die zugehörige Ausnehmung in der Welle2 fortsetzt, so daß bei einer Preßpassung zwischen Mitnehmer und Welle Mikroverschiebungen in der Preßfuge auftreten, kann die Biegesteifigkeit des Mitnehmers7 erhöht und damit eine Biegung verringert werden, wenn Mitnehmer und Welle aus einem Stück bestehen. Es lassen sich dann auch spannungs- und verformungsgünstige Übergänge realisieren. - Der Mitnehmer
7 ragt in etwa rechtwinklig von der Maschinenwelle ab und greift mit einem kugelförmigen Anlenkabschnitt7a in eine radial geöffnete Aufnahme14 seitens der Schwenkscheibe ein (vgl.2 und3 ). Da der Mitnehmer7 an der Maschinenwelle festgelegt ist, ist das Verschwenken der Schwenkscheibe um die Scharnierachse8 an das Verschieben der Schiebehülse9 gekoppelt. Über den Mitnehmer7 wird im Betrieb der Hubkolbenmaschine die Rotation der Maschinenwelle2 auf die Schwenkscheibe übertragen (Drehbewegung in Richtung des Pfeils w). - Senkrecht zur Scharnierachse
8 ist eine durch die Drehachse11 verlaufende Hauptmittelebene10 definiert, die eine Saugseite S von einer Druckseite D der Hubkolbenmaschine trennt (vgl.3 ). Die Hauptmittelebene10 rotiert mit der Maschinenwelle. - Die Schwenkscheibe
5 ist an ihrem Umfang im Bereich eines jeden Kolbens4 von einer Gelenkanordnung6 umgriffen, die über die Schwenkscheibe gleitet, wenn diese ihre Rotationsbewegung w ausführt. Bei einer (in den1 bis3 dargestellten) Neigung der Schwenkscheibe5 gegenüber der Maschinenwelle2 , veranlaßt die Schwenkscheibe im Verlauf ihrer Rotationsbewegung die auf der Druckseite D befindlichen Kolben zu einer Kompressionsbewegung und die auf der Saugseite S liegenden Kolben zu einer Ansaugbewegung. - Weitere Angaben zum Aufbau und zur Funktion der Hubkolbenmaschine
2 sind aus derDE 197 49 727 A1 zu entnehmen, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. - Auf der Druckseite D sind die auf die Schwenkscheibe wirkenden Kolbenkräfte höher als auf der Saugseite. Es entsteht somit ein Moment um eine Achse
15 , die quer zur Scharnierachse8 durch die Hauptmittelebene10 verläuft. Das genannte Moment wird über die Zapfen13 auf die Schiebehülse9 übertragen und von dieser weiter auf die Maschinenwelle2 . Da die Schiebehülse somit gegenüber der Maschinenwelle ein Kippen um die Achse15 versucht, entstehen Berührkräfte zwischen Schiebehülse9 und Welle2 , die dem Kippen entgegenwirken. Die Berührkräfte behindern aufgrund der durch sie hervorgerufenen Reibung die Beweglichkeit der Schiebehülse9 und somit die Hubregelung des Kompressors. Diese Berührkräfte sind besonders gering, wenn der Massen- und/oder Raummittelpunkt des die Schwenkscheibe5 unterstützenden Anlenkabschnitts7a außerhalb der Hauptmittelebene10 auf der Druckseite D der Hubkolbenmaschine angeordnet ist. Der Anlenkabschnitt7a befindet sich dann näher an der aus den Kolbenkräften gebildeten Resultierenden, so daß kleinere Momente und folglich kleinere Berührkräfte zwischen Schiebehülse und Maschinenwelle auftreten. - Vorzugsweise ist der Massen- und/oder Raummittelpunkt des Anlenkabschnittes
7a geometrisch in etwa auf dem Zylindermantel angeordnet, der die Kolbenachsen12 beinhaltet. Dabei weist die Aufnahme14 , die den Anlenkabschnitt7a umschließt, vorzugsweise eine Hauptachse16 auf, die mit der Hauptmittelebene10 einen Winkel zwischen 20° und 30° einschließt. Den entsprechenden Winkel schließt dann vorzugsweise auch die Mitnehmerachse17 mit der Hauptmittelebene10 ein. - Des weiteren ist der Berührpunkt P zwischen dem Anlenkabschnitt
7a und der Schwenkscheibe5 vorzugsweise in etwa auf dem Zylindermantel angeordnet, der die Kolbenachsen12 beinhaltet. - Gegebenenfalls liegt der Berührpunkt P zwischen dem Anlenkabschnitt
7a und der Schwenkscheibe5 in etwa auf dem Zylindermantel, der die Kolbenachsen12 beinhaltet, und der Massen- und/oder Raummittelpunkt des Anlenkabschnittes7a liegt außerhalb des Zylindermantels. - Die im wesentlichen in Richtung der Kolbenachsen
12 auf den Anlenkabschnitt7a wirkenden Kräfte bewirken insbesondere auf der Druckseite D der Hubkolbenmaschine eine starke Belastung und somit eine elastische Biegung des Mitnehmers7 . Dadurch wird der Anlenkabschnitt7a aus seiner unbelasteten Ruheposition ausgelenkt bzw. verschoben. Durch die Verschiebung des Anlenkabschnittes7a entsteht eine Vergrößerung des Totraumes in den Zylindern. Biegeebene ist dabei eine Ebene, die aufgespannt ist durch die Mitnehmerachse17 und die Drehachse11 der Maschinenwelle. Zur Verringerung einer schädlichen Vergrößerung des Totraumes ist vorgesehen, den Befestigungsabschnitt7c mit einem unrunden Befestigungsquerschnitt quer zur Mitnehmerachse17 auszugestalten. Der Befestigungsquerschnitt entspricht dem Schnitt entlang der Linie V-V in4 und ist in5 gesondert dargestellt. Wie aus5 ersichtlich ist, verläuft die längste Erstreckung des unrunden Befestigungsquerschnittes entlang einer Linie, die in einer durch die Mitnehmerachse17 und die Drehachse11 aufgespannten Ebene liegt. Für den in den4 und5 dargestellten Fall, daß der Mitnehmer7 rechtwinklig von der Maschinenwelle2 abragt, ist die längste Erstreckung des unrunden Befestigungsquerschnittes parallel zur Drehachse11 ausgerichtet. Der unrunde Befestigungsquerschnitt weist vorliegend die Form einer Arena auf (5 ). In modifizierten Ausführungsbeispielen ist der unrunde Befestigungsabschnitt beispielsweise als abgeflachter Kreis (vgl.6 ), als Ellipse oder als P2-Profil gestaltet. Die Maschinenwelle2 weist in jedem Fall zur Aufnahme des Mitnehmers eine Ausnehmung2a mit einem entsprechenden Querschnitt auf. Die Ausnehmung kann als Sackloch oder als Durchbruch durch die Maschinenwelle gestaltet sein. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel sind Maschinenwelle und Mitnehmer stoffschlüssig miteinander verbunden. - In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Mitnehmer im Bereich des Befestigungsabschnittes
7c mittels einer Preßpassung in der Maschinenwelle gehalten, die eine verminderte Flächenpressung quer zur Ausrichtung der längsten Erstreckung des unrunden Befestigungsquerschnittes und eine erhöhte Flächenpressung in Richtung der längsten Erstreckung des unrunden Befestigungsquerschnittes aufweist. - Wie bereits dargestellt (
2 ,3 ) greift der Mitnehmer7 in eine vorzugsweise radiale Aufnahme14 seitens der Schwenkscheibe5 ein. Bei einem Verschwenken der Schwenkscheibe zwischen ihren beiden Umkehr- bzw. Extrempositionen5' und5'' (vgl.7 und8 ) nimmt sie unterschiedliche Ausrichtungen gegenüber dem Mitnehmer7 ein, d. h. die Schwenkscheibe5 pendelt bezüglich des Anlenkabschnittes7a um eine sogenannte geometrische Mittelebene18 , die durch die Scharnierachse8 verläuft. In der Umkehrposition5' ist die Schwenkscheibe5 genau quer zur Maschinenwelle2 ausgerichtet, bei quer abragendem Mitnehmer7 sind Schwenkscheibe und Mitnehmer parallel ausgerichtet. In der Umkehrposition5'' nimmt die Schwenkscheibe einen maximalen Winkel bezüglich des Mitnehmers ein. Die Aufnahme14 der Schwenkscheibe ist dabei jeweils unterschiedlich zum Mitnehmer7 orientiert und gibt daher Raum in unterschiedlicher Ausrichtung frei. An den von der Aufnahme14 in den Umkehrpositionen5' bzw.5'' jeweils freigegebenen Raum ist der Querschnitt eines Mitnehmerhalses7b angepaßt, wodurch sich ein unrunder, insbesondere abschnittsweise zitronenförmiger Querschnitt ergibt. Die längste Erstreckung des unrunden Querschnitts des Mitnehmerhalses7b verläuft wenigstens näherungsweise in der geometrischen Mittelebene18 . - Die Oberfläche des Mitnehmers
7 ist am Halsabschnitt7b vorzugsweise aus zwei jeweils unvollständigen Zylinderflächen zusammengesetzt, deren Durchmesser gleich und um ein gewisses Spiel kleiner sind als der Durchmesser der zylinderförmigen Aufnahme14 . Die geometrischen Mittelachsen19' und19'' fallen im allgemeinen zusammen mit der Mittelachse16 der Aufnahme14 in der jeweiligen Umkehrposition und schneiden sich vorzugsweise im Bereich des Massen- bzw. Raummittelpunktes des Anlenkabschnittes7a . Auf diese Weise ergibt sich ein möglichst großes Flächenträgheitsmoment und eine möglichst geringe Durchbiegung des Mitnehmerhalses7b . - Da eine Dreh- bzw. Rundschleifbearbeitung um beide Achsen
19' und19'' notwendig ist, ist es aus fertigungstechnischer Sicht vorteilhaft, die Achse19' als Mitnehmerachse17 zu definieren. Die läßt sich unabhängig von der Ausrichtung des Mitnehmers7 zur Maschinenwelle2 vorsehen. - In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist die Aufnahme
14 nach innen, d. h. zur Maschinenwelle hin konisch erweitert gestaltet. Die Oberfläche des Mitnehmerhalses7b ist dabei aus zwei unvollständigen Kegelflächen zusammengesetzt. Es ergibt sich ebenfalls ein zitronenförmiger Querschnitt. - In den
9 und10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mitnehmers7 dargestellt, wobei u. a. aus Gründen der Fertigungsvereinfachung eine diskontinuierliche, d. h. Kanten aufweisende Oberfläche des Mitnehmerhalses7b vorgesehen ist.
Claims (9)
- Hubkolbenmaschine, insbesondere Kältemittelkompressor (
1 ) für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, mit – einer Maschinenwelle (2 ), – mehreren kreisförmig um die Maschinenwelle (2 ) herum in einem Maschinengehäuse (3 ) angeordneten Kolben (4 ), – einer von der Maschinenwelle (2 ) angetriebenen kreisringförmigen Schwenkscheibe (5 ), die – über eine Gelenkanordnung (6 ) an den Kolben angreift, wobei – die Schwenkscheibe über einen Mitnehmer (7 ) zur Übertragung der Antriebskräfte gelenkig mit der Maschinenwelle verbunden und – schwenkbar um eine quer zur Maschinenwelle orientierte Scharnierachse (8 ) an einem Schiebekörper (9 ) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß – der Mitnehmer (7 ) einen Anlenkabschnitt (7a ) aufweist, dessen Massen- und/oder Raummittelpunkt außerhalb einer Hauptmittelebene (10 ) auf der Druckseite (D) der Hubkolbenmaschine liegt, die senkrecht zur Scharnierachse (8 ) und durch die Drehachse (11 ) der Maschinenwelle (2 ) verläuft, – wobei die Mitnehmerachse (17 ) des Mitnehmers (7 ) und die Hauptmittelebene (10 ) einen Winkel einschließen. - Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Massen- und/oder Raummittelpunkt des Anlenkabschnitts (
7a ) wenigstens näherungsweise auf einem Zylindermantel liegt, der die Kolbenachsen (12 ) beinhaltet. - Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Berührpunkt zwischen Anlenkabschnitt (
7a ) und Schwenkscheibe (5 ) wenigstens näherungsweise auf dem Zylindermantel liegt, der die Kolbenachsen (12 ) beinhaltet. - Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerachse (
13 ) mit der Drehachse der Maschinenwelle (2 ) in etwa einen rechten Winkel einschließt. - Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß – der Mitnehmer (
7 ) einen Befestigungsabschnitt (7c ) mit einem unrunden Befestigungsquerschnitt und – die Maschinenwelle (2 ) eine Ausnehmung (2a ) zur Aufnahme des Mitnehmers mit einem entsprechenden Querschnitt aufweist, wobei – die längste Erstreckung des unrunden Befestigungsquerschnitts in einer durch die Scharnierachse (8 ) der Schwenkscheibe und die Mitnehmerachse (13 ) aufgespannten Ebene angeordnet ist. - Hubkolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (
7 ) mittels einer Preß- und/oder Übergangspassung in der Maschinenwelle (2 ) gehalten ist. - Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß – der Mitnehmer (
7 ) einen Halsabschnitt (7b ) mit einem unrunden Halsquerschnitt (7b ) aufweist, wobei – die längste Erstreckung des unrunden Halsquerschnitts näherungsweise in Richtung einer geometrischen Mittelebene (18 ) der Bewegung der Schwenkscheibe (5 ) verläuft. - Hubkolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß – in der Schwenkscheibe eine vorzugsweise radial ausgerichtete Aufnahme (
14 ) vorgesehen ist, in die der Mitnehmer (7 ) schwenkbeweglich eingreift, und daß – die Abmessungen des Halsquerschnitts (7b ) an den von der Aufnahme (14 ) in den Umkehrpositionen (5' ,5'' ) der Schwenkscheibe (5 ) jeweils freigegebenen Raum angepaßt sind. - Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (
7 ) einstückig mit der Maschinenwelle (2 ) ausgeführt ist.
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