DE10124034A1 - Hubkolbenmaschine mit einer Gelenkanordnung - Google Patents
Hubkolbenmaschine mit einer GelenkanordnungInfo
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Abstract
Es wird eine Hubkolbenmaschine, insbesondere ein Kältemittelkompressor (1) für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, vorgeschlagen, mit einer Maschinenwelle (2), mehreren Kolben (4), deren Kolbenachsen jeweils mit gleichem Abstand zur Maschinenwelle auf einem Zylindermantel um die Maschinenwelle herum angeordnet sind, einer von der Maschinenwelle (2) angetriebenen kreisringförmigen Schwenkscheibe (5), die über eine Gelenkanordnung (6) an den Kolben angreift, wobei die Gelenkanordnung eine wenigstens abschnittsweise kugelförmige Aufnahme aufweist, in der wenigstens ein Gleitelement gegenüber dem zugeordneten Kolben und gegenüber der Schwenkscheibe bewegbar angeordnet ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Gelenkanordnung (6) ein näherungsweise auf dem Zylindermantel der Kolbenachsen liegender Kraftübertragungsmittelpunkt (K) zugeordnet ist, der bezüglich der Drehrichtung der Schwenkscheibe (5) vor der zugehörigen Kolbenachse (12) positioniert ist. DOLLAR A Anwendung in Kältemittelkompressoren für Kraftfahrzeuge.
Description
Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine nach dem Ober
begriff des Anspruchs 1.
Aus der Offenlegungsschrift DE 197 49 727 A1 ist eine gattungs
gemäße Hubkolbenmaschine bekannt. Sie umfaßt ein Maschinen
gehäuse, 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
über eine Gelenkanordnung auf die parallel zur Maschinenwelle
translatorisch verschiebbaren Kolben übertragen. Dabei ist die
Schwenkscheibe einerseits an einer linear verschieblich an der
Maschinenwelle befestigten Schiebehülse schwenkbar gelagert;
sie gleitet andererseits an der Gelenkanordnung entlang, welche
die Schwenkscheibe mit zwei kugelkappenförmigen Gleitsteinen
umgreift. In der Gelenkanordnung ist ein Kraftübertragungs
mittelpunkt vorgesehen, der in Verlängerung der jeweils
zugehörigen Kolbenachse angeordnet ist und den geometrischen
Mittelpunkt der kugeligen Gleitflächen der Gleitsteine bildet.
Maschinenwelle, Mitnehmer, Schwenkscheibe und die Gelenk
anordnungen und sind in einem sogenannten Triebraum angeordnet,
in dem gasförmiges Arbeitsmedium der Hubkolbenmaschine mit
einem bestimmten Druck vorliegt. Das Fördervolumen und damit
der Hub der Kolben und die Neigung der Schwenkscheibe gegenüber
der Maschinenwelle sind abhängig vom Druckverhältnis zwischen
Saugseite und Druckseite der Kolben bzw. entsprechend abhängig
von den Drücken in den Zylindern einerseits und im Triebraum
andererseits.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Hubkolben
maschine mit einem verbesserten Betriebsverhalten und höheren
Leistungen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Hubkolbenmaschine mit den
Merkmalen der Ansprüche 1 und 3 gelöst.
Die erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine zeichnet sich aus durch
eine Gelenkanordnung, der ein näherungsweise auf dem Zylinder
mantel der Kolbenachsen liegender Kraftübertragungsmittelpunkt
zugeordnet ist, welcher bezüglich der Drehrichtung der Schwenk
scheibe vor der zugehörigen Kolbenachse positioniert ist. Der
Kraftübertragungsmittelpunkt ist ein geometrischer Ort, an dem
in idealisierter Weise die Kraftübertragung zwischen Schwenk
scheibe und dem jeweiligen Kolben erfolgt. Ferner stellt der
Kraftübertragungsmittelpunkt den Drehpunkt der Gelenkanordnung
und ggf. den gemeinsamen Mittelpunkt mehrerer Gleit- bzw.
Rollelemente dar. Durch eine Verschiebung des
Kraftübertragungsmittelpunkt auf dem durch die Kolbenachsen
definierten Zylindermantel kann die Krafteinleitung in den
entsprechenden Kolben beeinflußt werden. Ausgehend von
bekannten Lösungen, bei denen der Kraftübertragungsmittelpunkt
in Verlängerung der Kolbenachse angeordnet ist, soll die Lage
des Kraftübertragungsmittelpunktes entgegen der Drehrichtung
der Schwenkscheibe vor die Kolbenachse verschoben sein, so daß
das wegen der geneigten Anordnung der Schwenkscheibe auf den
Kolben ausgeübte Dreh- bzw. Kippmoment und entsprechende
Abstützkräfte an einer Kolbenführung reduziert sind.
In Ausgestaltung der Erfindung weist die Gelenkanordnung ein
erstes Gleitelement mit einer ersten kugelabschnittsförmigen
Gleitfläche und ein zweites Gleitelement mit einer zweiten
kugelabschnittsförmigen Gleitfläche auf, wobei die Gleitflächen
einen gemeinsamen geometrischen Mittelpunkt aufweisen, der mit
dem Kraftübertragungsmittelpunkt der Gelenkanordnung
näherungsweise zusammenfällt. Eine derartige Anordnung ist
besonders einfach und kostengünstig realisierbar. Der
Kraftübertragungsmittelpunkt kann in etwa auf der Mittelebene
der Schwenkscheibe liegend oder zwischen der Mittelebene der
Schwenkscheibe und der Kolbenführung angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine zeichnet sich alternativ
dadurch aus, daß ein erstes Gleitelement eine erste
kugelabschnittsförmige Gleitfläche mit einem ersten
geometrischen Mittelpunkt und ein zweites Gleitelement eine
zweite kugelabschnittsförmige Gleitfläche mit einem zweiten
geometrischen Mittelpunkt aufweist, wobei erster und zweiter
Mittelpunkt voneinander beabstandet angeordnet sind. Diese
Anordnung ist vorzugsweise genau dann entspannt und ggf. mit
Spiel ausgeführt, wenn die Schwenkscheibe mit der
Maschinenwelle einen rechten Winkel einschließt und sich somit
in einer "Neutralposition" befindet, in der kein Kolbenhub
erzeugt wird. Dabei beträgt der Radius der Aufnahme in etwa dem
Radius der Gleitflächen. Bei einer Verstellung der
Schwenkscheibe in eine Arbeitsposition, in der sie mit der
Maschinenwelle einen Winkel von weniger als 90° einnimmt,
werden die Gleitelemente durch die Aufnahme gegen die
Schwenkscheibe gedrückt. Dadurch ergibt sich eine besonders
einfache Möglichkeit zur Vorspannung der Gelenkanordnung bei
zunehmender Abweichung der Schwenkscheibe von ihrer
Neutralposition.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der erste geometrische
Mittelpunkt auf einer der Kolbenführung zugewandten Seite der
Mittelebene der Schwenkscheibe und der zweite geometrische
Mittelpunkt auf einer von der Kolbenführung abgewandten Seite
der Mittelebene der Schwenkscheibe angeordnet. Vorzugsweise ist
die Anordnung symmetrisch bezüglich der Mittelebene der
Schwenkscheibe in der Neutralposition ausgeführt. Dadurch
ergibt sich eine gleichmäßige Reduzierung eines vorhandenen
Spiels und/oder eine gleichmäßige Verspannung der Gleitelemente
bei jeglicher Abweichung der Schwenkscheibe von der
Neutralposition.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der erste
geometrische Mittelpunkt auf der der Kolbenführung zugewandten
Seite der Mittelebene der Schwenkscheibe und der zweite
geometrische Mittelpunkt näherungsweise auf der Mittelebene der
Schwenkscheibe oder ebenfalls auf der der Kolbenführung
zugewandten Seite der Mittelebene der Schwenkscheibe
angeordnet. Insgesamt ergibt sich eine Verlagerung des
Kraftübertragungsmittelpunktes in Richtung des Kolbens bzw. in
Richtung der Kolbenführung. Dadurch ergeben sich geringere, auf
den Kolben eingeleitete Momente und geringere Abstützkräfte an
der Kolbenführung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der erste
geometrische Mittelpunkt gegenüber dem zweiten geometrischen
Mittelpunkt in Drehrichtung auf dem Zylindermantel versetzt
angeordnet. Dadurch ergibt sich eine Reduzierung eines in der
Neutralposition vorhandenen Spiels bei einer Verschwenkung der
Schwenkscheibe in eine erste Richtung und einer Vergrößerung
des Spiels bei einer Verschwenkung der Schwenkscheibe in die
entgegengesetzte Richtung.
Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der
Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungs
beispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Hub
kolbenmaschine,
Fig. 2 eine Prinzipskizze zur Funktion der Hubkolbenmaschine
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 und 4 Prinzipskizzen zur Funktion eines ersten
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Gelenk
anordnung,
Fig. 5 eine Prinzipskizze zur Funktion eines zweiten
Ausführungsbeispiels der Gelenkanordnung sowie
Fig. 6 eine Prinzipskizze zur Funktion eines dritten
Ausführungsbeispiels der Gelenkanordnung.
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Hubkolbenmaschine 1
in Form eines Kältemittelkompressors für eine Kraftfahrzeug-
Klimaanlage dargestellt. Die Hubkolbenmaschine 1 weist mehrere
in einem Maschinengehäuse 3 angeordnete Kolben 4 auf. Sämtliche
Kolbenachsen 12 sind in einem festen Abstand zur Drehachse 11,
d. h.. geometrisch auf einem Zylindermantel (nicht dargestellt)
um die Maschinenwelle 2 herum angeordnet und parallel zur
Drehachse 11 der Maschinenwelle ausgerichtet. Die Kolben 4 sind
in zylindrischen Laufbuchsen 10 (Kolbenführungen) geführt, in
denen zylindrische Verdichtungsräume 13 gebildet sind (vgl.
Fig. 2 bis 4). Die Kolben 4 trennen die Verdichtungsräume 13
von einem sogenannten Triebraum 14 ("Kurbelgehäuse") ab. Über
eine nachfolgend näher erläuterte Kraftübertragungsanordnung
wird die Rotationsbewegung der Maschinenwelle in eine
Translationsbewegung der Kolben 4 übergeführt.
Auf der Maschinenwelle 2 ist ein Schiebekörper in Form einer
Schiebehülse 9 geführt. An der Schiebehülse 9 ist wiederum eine
vorzugsweise kreisringförmige Schwenkscheibe 5 gelagert, wobei
die Schwenkscheibe 5 gemeinsam mit der Schiebehülse 9 in
Richtung der Drehachse 11 verschiebbar ist. An der Schiebe
hülse 9 sind beidseitig zwei kurze Zapfen angebracht, die eine
quer zur Drehachse 11 der Maschinenwelle ausgerichtete
Scharnierachse 8 definieren, um die die Schwenkscheibe 5
schwenkbar ist.
In einer Ausnehmung 2a der Maschinenwelle 2 ist ein Mitnehmer 7
festgelegt. Der Mitnehmer 7 ragt in etwa rechtwinklig von der
Maschinenwelle ab und greift mit einem kugelförmigen Anlenk
abschnitt in eine radial geöffnete Aufnahme 15 seitens der
Schwenkscheibe ein (vgl. Fig. 2). Da der Mitnehmer 7 an der
Maschinenwelle festgelegt ist, ist ein Verschwenken der
Schwenkscheibe um die Scharnierachse 8 an das Verschieben der
Schiebehülse 9 gekoppelt. Über den Mitnehmer 7 wird im Betrieb
der Hubkolbenmaschine die Rotation der Maschinenwelle 2 auf die
Schwenkscheibe übertragen (Drehbewegung in Richtung des
Pfeils w).
Senkrecht zur Scharnierachse 8 ist eine durch die Drehachse 11
verlaufende Hauptmittelebene definiert, die eine Saugseite von
einer Druckseite der Hubkolbenmaschine trennt. Die Hauptmittel
ebene rotiert mit der Maschinenwelle.
Die Schwenkscheibe 5 ist an ihrem Umfang im Bereich eines jeden
Kolbens 4 von einer Gelenkanordnung 6 umgriffen, die über die
Schwenkscheibe gleitet, wenn diese ihre Rotationsbewegung w
ausführt. Bei einer Neigung der Schwenkscheibe 5 gegenüber der
Maschinenwelle 2, veranlaßt die Schwenkscheibe im Verlauf ihrer
Rotationsbewegung die auf der Druckseite befindlichen Kolben zu
einer Verdichtungsbewegung und die auf der Saugseite liegenden
Kolben zu einer Ansaugbewegung. In Fig. 2 ist eine vereinfachte
Prinzipskizze zur Kraftübertragung zwischen Maschinenwelle 2
und Kolben 4 dargestellt.
Weitere Angaben zum Aufbau und zur Funktion der Hubkolben
maschine 2 sind aus der DE 197 49 727 A1 zu entnehmen, auf die
hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Bei der aus der
DE 197 49 727 A1 bekannten Ausführungsvariante der
Hubkolbenmaschine sind der Kraftübertragungsmittelpunkt einer
Gelenkanordnung jeweils exakt in Verlängerung der zugehörigen
Kolbenachse auf dem Zylindermantel angeordnet.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Gelenkanordnung 6 ist in den
Fig. 3 und 4 schematisch näher dargestellt. Die Fig. 3 und 4
(wie auch die Fig. 5 und 6) geben dabei eine Ansicht in
radialer Richtung von der Maschinenwelle 2 nach außen wieder,
wobei die sich in Richtung des Pfeils w bewegende Schwenk
scheibe 5 in Fig. 3 einen Saughub des Kolbens 4 (Pfeil s) und
in Fig. 4 einen Verdichtungshub des Kolbens 4 (Pfeil v)
bewirkt.
Die Gelenkanordnung 6 weist eine Aufnahme mit zwei gleichen, in
etwa kugelförmigen Führungs- und Gleitflächen 6a auf, in der
zwei kugelkappenförmige Gleitelemente 16, 17 gelagert sind. Der
Aufnahme sowie den Gleitelementen 16, 17 ist ein gemeinsamer
geometrischer Mittelpunkt M zugeordnet, der zugleich einen
Kraftübertragungsmittelpunkt K der Gelenkanordnung 6 bildet.
Die Gleitflächen 6a der Aufnahme und die kugeligen Flächen der
Gleitelemente 16, 17 weisen den gleichen Radius und die gleiche
Krümmung auf. Die Gleitelemente 16, 17 sitzen mit einem
geringen Spiel auf der Schwenkscheibe 5 auf. Der Kraft
übertragungsmittelpunkt K ist entgegen der Drehrichtung w vor
der Kolbenachse 12 des zugehörigen Kolbens 4 auf dem alle
Kolbenachsen beinhaltenden Zylindermantel positioniert. Der
Abstand des Kraftübertragungsmittelpunktes zur Kolbenachse 12
beträgt vorzugsweise 10% bis 20% des Kolbenhubs.
Beim Saughub (gem. Fig. 3) ist die von der Schwenkscheibe 5 auf
den Kolben 4 übertragene Kraft Fs im allgemeinen deutlich
kleiner als die beim Verdichtungshub (gem. Fig. 4) übertragene
Kraft Fv. Daraus ergeben sich ebenfalls stark unterschiedliche
Querkräfte Qs und Qv. Diese Querkräfte Qs und Qv erzeugen
jeweils Momente auf den Kolben, die von der Kolbenführung 10
ausgeglichen werden müssen und schließlich auf Abstützkräfte As
und Av führen. Die Abstützkräfte As und Av sind idealisiert im
Bereich des unteren Endes der Kolbenführung 10 dargestellt.
Durch den seitlichen Versatz des Kraftübertragungsmittelpunktes
ergeben sich idealisierte Krafteinleitungspunkte Ks und Kv
auf der Kolbenachse 12. Der Krafteinleitungspunkt Ks für den
Saughub liegt somit weiter entfernt vom Kolben 4 und von der
Kolbenführung 10 als der Kraftübertragungsmittelpunkt K der
Gelenkanordnung, während der Krafteinleitungspunkt Kv für den
Verdichtungshub näher am Kolben 4 liegt als der Kraft
übertragungsmittelpunkt K der Gelenkanordnung. Für den Saughub
(gem. Fig. 3) bedeutet dies, daß die Querkraft Qs weiter von
der Kolbenführung 10 entfernt eingeleitet wird, während beim
Verdichtungshub (gem. Fig. 4) die Querkraft Qv näher an der
Kolbenführung 10 eingeleitet wird als ohne einen Versatz
zwischen Kraftübertragungsmittelpunkt K und Kolbenachse 12.
Dadurch ergibt sich für den Saughub ein gegenüber einer
Anordnung ohne Versatz vergleichsweise erhöhtes Moment auf den
Kolben und für den Verdichtungshub ein vergleichsweise
reduziertes Moment. Entsprechend verhält es sich mit den
Abstützkräften As und Av, die in einer bevorzugten
Ausführungsform näherungsweise gleich groß sind.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gelenk
anordnung 6 ist in Fig. 5 dargestellt. Die Gelenkanordnung 6
weist eine Aufnahme mit zwei kugeligen Gleit-/Führungs
flächen 6a, 6b auf, in der ein erstes Gleitelement 18 mit einer
kugelabschnittsförmigen Gleitfläche 18a und ein zweites
Gleitelement 19 mit einer kugelabschnittsförmigen Gleitfläche
19a gelagert sind. Das erste Gleitelement 18 ist auf der dem
zugehörigen Kolben zugewandten Seite, das zweite Gleitelement
19 auf der von dem Kolben abgewandten Seite der Schwenkscheibe
5 angeordnet, so daß die Schwenkscheibe 5 von den
Gleitelementen 18, 19 umgriffen ist.
Der geometrische Mittelpunkt M1 des ersten Gleitelementes 18
ist zwischen der Mittelebene 5a der Schwenkscheibe 5 und dem
(nicht dargestellten) Kolben angeordnet, während der
geometrische Mittelpunkt M2 des zweiten Gleitelementes 19 auf
der Mittelebene 5a liegt. Somit ergeben sich für eine gleiche
Winkelbeweglichkett unterschiedliche Krümmungsradien der
Gleitflächen 18a und 19a, wobei der kleinere Radius bei dem auf
Seiten der Kolbenführung angeordneten Gleitelement 18
vorgesehen ist. In der "Neutralstellung" der Schwenkscheibe 5,
d. h. wenn Schwenkscheibe und Maschinenwelle einen Winkel von
90° einschließen, sitzen die Gleitelemente 18, 19 mit einem
gewissen Spiel auf der Schwenkscheibe 5, so daß beim Anlauf der
Hubkolbenmaschine geringe Reibungskräfte zwischen den
Gleitelementen und der Schwenkscheibe auftreten und sich rasch
ein Schmierfilm bilden kann. Das genannte Spiel reduziert sich
bei einer Neigung der Schwenkscheibe 5 (zunehmender
Schwenkwinkel) aus Gründen der Geometrie, so daß sich
schließlich bei einer in Fig. 5 gezeigten Neigung der
Schwenkscheibe im lastfreien Zustand eine Verspannung der
Gelenkanordnung ergibt (Vorspannung). Diese Vorspannung wird
dadurch kompensiert, daß die Gelenkanordnung 6 durch im Betrieb
der Hubkolbenmaschine auftretende Kräfte aufgebogen wird. Im
Idealfall neutralisieren sich im Lastzustand die statische
Vorspannung und die dynamischen Betriebskräfte an der
Gelenkanordnung.
Da mit zunehmendem Schwenkwinkel der Schwenkscheibe 5 die von
der Gelenkanordnung 6 aufzunehmende Belastung in beide
Richtungen der Kolbenbewegung steigt, ergibt sich eine
zunehmende, schwellende elastische Aufbiegung der
Gelenkanordnung 6 mit entsprechender Geräuschentwicklung. Diese
kann durch die vorgeschlagene Anordnung sowohl bei der Saug-
als auch bei der Verdichtungsbewegung gleichermaßen stark
vermindert bzw. eliminiert werden.
Der Kraftübertragungsmittelpunkt der Gelenkanordnung 6 befindet
sich im Zustand der Vorspannung zwischen den beiden
geometrischen Mittelpunkten M1, M2, so daß die Krafteinleitung
in den Kolben (gegenüber Anordnungen mit einem Kraft
übertragungsmittelpunkt auf der Mittelebene 5a) generell näher
an der Kolbenführung erfolgt und ein kleineres Kippmoment auf
den Kolben ausgeübt wird. Dennoch sind Ausführungsbeispiele
vorsehbar, bei denen die geometrischen Mittelpunkte M1, M2 in
etwa spiegelsymmetrisch bezüglich der Mittelebene 5a und der
Kraftübertragungsmittelpunkt auf der Mittelebene 5a angeordnet
sind.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gelenk
anordnung 6 ist in Fig. 6 dargestellt. Die Gelenkanordnung 6
umfaßt zwei Gleitelemente 20, 21 entsprechend denjenigen in den
zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen. Die Gleitelemente
20, 21 weisen jeweils kugelabschnittsförmige Gleitflächen 20a,
21a auf, die in einer Aufnahme 6c, 6d gleiten. Die Gleitflächen
20a, 21a besitzen geometrische Mittelpunkte M3, M4, die zum
einen näherungsweise auf der Mittelebene 5a der Schwenk
scheibe 5 und zum anderen auf dem Zylindermantel liegen, auf
welchem auch sämtliche Kolbenachsen 12 (vgl. Fig. 1 bis 3) der
Hubkolbenmaschine positioniert sind. Der geometrische
Mittelpunkt M3 des näher an der Kolbenführung liegenden
Gleitelementes 20 ist in Drehrichtung der Schwenkscheibe
(Pfeil w) gesehen hinter dem Mittelpunkt M4 des
gegenüberliegenden Gleitelementes 21 angeordnet. Dadurch ergibt
sich aus geometrischen Gründen bei einer wie in Fig. 6
dargestellten Neigung der Schwenkscheibe 5 eine Reduzierung des
in der "Neutralstellung" der Schwenkscheibe vorgesehenen
Spiels. Somit erfolgt eine Verspannung der Gleitelemente 20, 21
beim Saughub entsprechend Fig. 6. Bei einer Neigung der
Schwenkscheibe 5 in die entgegengesetzte Richtung
(Verdichtungshub, nicht dargestellt) ergibt sich eine
Vergrößerung des in der "Neutralstellung" vorgesehenen Spiels.
In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist eine
Gelenkanordnung eines Kolbens vorgesehen, die Gleitsteine mit
kugelabschnittsförmigen Gleitflächen aufweist, deren
Mittelpunkte gemäß einer Kombination der in den zuvor genannten
Ausführungsbeispielen vorliegenden Merkmale vor der zugehörigen
Kolbenachse positioniert, in einer Richtung parallel zur
Kolbenachse voneinander beabstandet und/oder in Drehrichtung
der Schwenkscheibe zueinander versetzt sind.
Mittels der vorgeschlagenen Gelenkanordnungen lassen sich
Hubkolbenmaschinen konzipieren, die bei im wesentlichen
gleicher Dimensionierung gegenüber Hubkolbenmaschinen nach dem
Stand der Technik höhere dynamische Belastungen im Bereich der
Kraftübertragung zwischen Schwenkscheibe und Kolben ertragen
können. Gleichzeitig ergeben sich reduzierte bzw. vergleich
mäßigte Kräfteverhältnisse im Bereich der Kolbenführungen sowie
an den Gelenkanordnungen. Somit ergeben sich höhere Leistungen
bei gleichzeitig ruhigerem Lauf und niedrigeren
Betriebsgeräuschen.
Claims (6)
1. Hubkolbenmaschine, insbesondere Kältemittelkompressor (1)
für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, mit
einer Maschinenwelle (2),
mehreren Kolben (4), deren Kolbenachsen jeweils mit gleichem Abstand zur Maschinenwelle auf einem Zylindermantel um die Maschinenwelle herum angeordnet sind,
einer von der Maschinenwelle (2) angetriebenen, insbesondere kreisringförmigen Schwenkscheibe (5), die
über jeweils eine Gelenkanordnung (6) an den Kolben angreift, wobei
die Gelenkanordnung eine wenigstens abschnittsweise kugelförmige Aufnahme aufweist, in der
wenigstens ein Gleit- bzw. Rollelement gegenüber dem zugeordneten Kolben und gegenüber der Schwenkscheibe bewegbar angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Gelenkanordnung (6) ein näherungsweise auf dem Zylindermantel der Kolbenachsen liegender Kraftübertragungsmittelpunkt (K) zugeordnet ist, der
bezüglich der Drehrichtung der Schwenkscheibe (5) vor der zugehörigen Kolbenachse (12) positioniert ist.
einer Maschinenwelle (2),
mehreren Kolben (4), deren Kolbenachsen jeweils mit gleichem Abstand zur Maschinenwelle auf einem Zylindermantel um die Maschinenwelle herum angeordnet sind,
einer von der Maschinenwelle (2) angetriebenen, insbesondere kreisringförmigen Schwenkscheibe (5), die
über jeweils eine Gelenkanordnung (6) an den Kolben angreift, wobei
die Gelenkanordnung eine wenigstens abschnittsweise kugelförmige Aufnahme aufweist, in der
wenigstens ein Gleit- bzw. Rollelement gegenüber dem zugeordneten Kolben und gegenüber der Schwenkscheibe bewegbar angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Gelenkanordnung (6) ein näherungsweise auf dem Zylindermantel der Kolbenachsen liegender Kraftübertragungsmittelpunkt (K) zugeordnet ist, der
bezüglich der Drehrichtung der Schwenkscheibe (5) vor der zugehörigen Kolbenachse (12) positioniert ist.
2. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Gelenkanordnung ein erstes Gleitelement (18, 20) mit
einer ersten kugelabschnittsförmigen Gleitfläche (18a, 20a)
und ein zweites Gleitelement (19, 21) mit einer zweiten
kugelabschnittsförmigen Gleitfläche (19a, 21a) aufweist,
wobei die Gleitflächen einen gemeinsamen geometrischen
Mittelpunkt (M) aufweisen, der mit dem
Kraftübertragungsmittelpunkt (K) der Gelenkanordnung
näherungsweise zusammenfällt.
3. Hubkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
insbesondere nach dem Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein erstes Gleitelement (18, 20) eine erste kugelabschnittsförmige Gleitfläche (18a, 20a) mit einem ersten geometrischen Mittelpunkt (M1, M3) und
ein zweites Gleitelement (19, 21) eine zweite kugelabschnittsförmige Gleitfläche (19a, 21a) mit einem zweiten geometrischen Mittelpunkt (M2, M4) aufweist, wobei erster und zweiter Mittelpunkt voneinander beabstandet angeordnet sind.
ein erstes Gleitelement (18, 20) eine erste kugelabschnittsförmige Gleitfläche (18a, 20a) mit einem ersten geometrischen Mittelpunkt (M1, M3) und
ein zweites Gleitelement (19, 21) eine zweite kugelabschnittsförmige Gleitfläche (19a, 21a) mit einem zweiten geometrischen Mittelpunkt (M2, M4) aufweist, wobei erster und zweiter Mittelpunkt voneinander beabstandet angeordnet sind.
4. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der erste geometrische Mittelpunkt auf einer der Kolben
führung zugewandten Seite der Mittelebene (5a) der
Schwenkscheibe (5) und der zweite geometrische Mittelpunkt
auf einer von der Kolbenführung abgewandten Seite der
Mittelebene der Schwenkscheibe angeordnet ist.
5. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 und/oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der erste geometrische Mittelpunkt (M1) auf der der
Kolbenführung zugewandten Seite der Mittelebene (5a) der
Schwenkscheibe und der zweite geometrische Mittelpunkt (M2)
näherungsweise auf der Mittelebene (5a) der Schwenkscheibe
oder ebenfalls auf der der Kolbenführung zugewandten Seite
der Mittelebene (5a) der Schwenkscheibe angeordnet ist.
6. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 und/oder 3
bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der erste geometrische Mittelpunkt (M3) ist gegenüber dem
zweiten geometrischen Mittelpunkt (M4) in Drehrichtung (w)
auf dem Zylindermantel versetzt angeordnet.
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Owner name: OBRIST ENGINEERING GMBH, LUSTENAU, AT Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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Effective date: 20131203 |