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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Pumpen und Kompressoren gemäß dem Oberbegriff des
Anspruch 1, insbesondere auf Kühlkompressoren
und insbesondere auf Kolbenkompressoren, die einen Zylinderblock,
ein vorderes Gehäuse
und eine Kurbelkammer, die durch den Zylinderblock und das Vordergehäuse gebildet
wird, besitzen.
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Es
sind aus dem Stand der Technik wie z. B. der
US 2 972 955 oder der
US 2 392 543 gattungsgemäße Kühlkompressoren
bekannt, die einen Zylinderblock und ein vorderes Gehäuse besitzen.
Ferner ist bei dem bekannten Kompressor beispielsweise gemäß der
DE 198 07 691 A1 das
vordere Gehäuse an
dem Zylinderblock befestigt und bildet mit dem Zylinderblock eine
Kurbelkammer. Das vordere Gehäuse
und der Zylinderblock sind durch eine Mehrzahl von Bolzen sicher
aneinander befestigt. Die Mehrzahl von Bolzen kann einen Flanschabschnitt
durchdringen, der an einer äußeren Oberfläche des
vorderen Gehäuses
ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von Vorsprüngen zur Aufnahme der Mehrzahl
von Bolzen, die an einem Außenumfang
des Zylinderblocks ausgebildet sind. Die Mehrzahl der Bolzen kann
auch das vordere Gehäuse
und den Zylinderblock durch die Kurbelkammer durchdringen und sie
kann einen Zylinderkopf durchdringen, der mit dem Zylinderblock eine
Ansaugkammer und eine Auslaßkammer
bildet. Somit ist das vordere Gehäuse mit der Mehrzahl der Schraubenbolzen
sicher an dem Zylinder befestigt.
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Kürzlich wurden
Klimaanlagen, die Kohlendioxid (CO2) als
Kühlmittel
verwenden, entwickelt, um zu helfen, die globale Erwärmung zu
verhindern. Der gesättigte
Dampfdruck des Kohlen dioxids in einer Umgebungstemperatur ist höher als
derjenige von Fluorkohlenwasserstoff, zum Beispiel HFC-134a, das
als Kühlmittel
für Klimaanlagen
verwendet worden ist. Wenn die Umgebungstemperatur beispielsweise
bei 25°C
liegt (ungefähr
77°F) beträgt der gesättigte Dampfdruck
von Kohlendioxid ungefähr
6,4 MPa (ungefähr
66 kgf/cm2) und derjenige von Fluorkohlenwasserstoff
liegt bei ungefähr
0,7 MPa (ungefähr
7 kgf/cm2). Deshalb muß ein Kompressor für die Verwendung
in Klimaanlagen, die Kohlendioxid als Kühlmittel verwenden, einen Aufbau
für das
Aushalten von erhöhten
Drücken
haben. Eine Zunahme eines Bolzendurchmesser ist erforderlich, um
die Druckleistung in dem bekannten Kompressor, der das vordere Gehäuse und
den Zylinderblock besitzt, zu erhöhen, von denen beide durch
die Mehrzahl von Bolzen oder durch eine Vielzahl von Durchsteckbolzen
befestigt werden. Wenn der Bolzendurchmesser zunimmt, kann auch
ein Durchmesser des vorderen Gehäuses
und des Zylinderblocks zunehmen. Als ein Ergebnis können Probleme
in Verbindung mit einer Zunahme der Größe des Kompressors auftreten.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, Kühlkompressoren bereitzustellen,
die eine erhöhte
Druckkapazität
besitzen, ohne die Größe des Kompressors zu
erhöhen
und die ein Lösen
des Gehäuses
und des Zylinderblocks sicher verhindern.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Merkmale sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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In
einer Ausführungsform
dieser Erfindung weist ein Kühlkompressor
einen Zylinderblock und ein vorderes Gehäuse auf. Der Zylinderblock
hat einen zylindrischen Abschnitt. Der zylindrische Abschnitt hat
ein Innengewinde, das an einem Ende von ihm ausgebildet ist. Das
vordere Gehäuse
hat ein Außengewinde,
das mit dem Innengewinde des zylindrischen Abschnitts in Eingriff gebracht
wird. Das vordere Gehäuse
ist an dem Zylinderblock befestigt und bildet mit dem Zylinderblock
eine Kurbelkammer aus.
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In
einer anderen Ausführungsform
dieser Erfindung weist ein Kühlkompressor
einen Zylinderblock und ein vorderes Gehäuse auf. Der Zylinderblock
hat einen zylindrischen Abschnitt. Der zylindrische Abschnitt hat
ein Außengewinde,
das einem Ende von ihm ausgebildet ist. Das vordere Gehäuse hat
ein Innengewinde, das mit dem Außengewinde des zylindrischen
Abschnitts in Eingriff gebracht wird. Das vordere Gehäuse ist
an dem Zylinderblock befestigt und bildet mit dem Zylinderblock
eine Kurbelkammer aus.
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Aufgaben,
Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen
dieser Erfindung werden dem Fachmann anhand der folgenden detaillierten
Beschreibung der Erfindung und der beigefügten Zeichnung offensichtlich.
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Die
vorliegende Erfindung kann unter Bezugnahme auf die nachfolgenden
Zeichnungen leichter verstanden werden.
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1a ist
eine geschnittene Längsansicht eines
Kühlkompressors
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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1b ist
eine teilweise ausgebrochene axiale Ansicht entlang der Linie B-B
aus 1a.
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2a ist
eine vergrößerte erste
detaillierte Teilansicht eines alternativen Verbindungsabschnittes
eines vorderen Gehäuses
und eines Zylinderblockes, die in 1a abgebildet
sind.
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2b ist
eine vergrößerte zweite
detaillierte Teilansicht eines alternativen Verbindungsabschnittes
eines vorderen Gehäuses
und eines Zylinderblockes, die in 1a dargestellt
sind.
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3 ist
eine vergrößerte detaillierte
Teilansicht, die 2a entspricht, gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Unter
Bezugnahme auf die 1a bis 2b ist
eine Ausführungsform
eines Kühlkompressors,
der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, gezeigt.
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Wie
in den 1a und 1b gezeigt
ist, weist ein Kühlkompressor 100 einen
Zylinderblock 1, ein vorderes Gehäuse 6 und einen Zylinderkopf 13 auf.
Der Zylinderblock 1 hat einen zylindrischen Abschnitt 1a.
Ein Innengewinde 1b ist an einem Ende einer inneren Oberfläche des
zylindrischen Abschnitts 1a ausgebildet. Der Zylinderkopf 13 ist
durch eine Mehrzahl von Schraubenbolzen 12 an dem Zylinderblock 1 befestigt.
Eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen 1c sind in dem Zylinderblock 1 ausgebildet
und radial in Bezug zu der Mittelachse des Zylinderblocks 1 angeordnet.
Ein Kolben von Kolben 2 ist in jeder der Zylinderbohrungen 1c untergebracht
und die Kolben 2 sind unabhängig und zwischen einem oberen
Totpunkt und einem unteren Totpunkt darin hin- und herbewegbar.
Eine Antriebswelle 3 und eine Taumelscheibe 4 sind
in dem Zylinderblock 1 angeordnet. Die Taumelscheibe 4 ist über einen
bekannten Gelenkmechanismus auf der Antriebswelle 3 montiert.
Halbkugelförmige
Schuhe 5a und 5b sind zwischen jeder Gleitoberfläche der
Taumelscheibe 4 und inneren Oberflächen von Kolbenrandabschnitten der
Kolben 2 angeordnet, so daß die Kolben 2 entlang
der Seitenoberfläche
der Taumelscheibe 4 gleiten können. Somit ist der Kolben 2 mit
den Schuhen 5a und 5b mit der Taumelscheibe 4 verbunden.
Eine Mehrzahl von Befestigungsvorsprüngen 1d zur Verwendung
beim Befestigen des Kompressors an geeigneten Positionen in einem
Fahrzeug sind an einer äußeren Oberfläche des
Zylinderblocks 1 ausgebildet.
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Ein
Außengewinde 6a ist
an einem Ende einer Umfangsoberfläche des vorderen Gehäuses 6 ausgebildet
und mit einem Innengewinde 1b des Zylinderblocks 1 in
Eingriff. Eine Kurbelkammer 7 ist in Zusammenwirkung mit
dem Zylinderblock 1 und dem vorderen Gehäuse 6 ausgebildet.
Die Antriebswelle 3 geht durch eine Mittelachse des vorderen
Gehäuses 6.
Ein Dichtungsbauteil 8, das die Antriebswelle 3 umgibt,
ist in dem vorderen Gehäuse 6 angeordnet. Eine
Mehrzahl an radialen Schmierkanälen 6b steht zwischen
der Kurbelkammer 7 und dem Dichtungsbauteil 8 in
Verbindung. Eine elektromagnetische Kupplung 9, die drehbar
auf dem vorderen Gehäuse 6 gelagert
und daran befestigt ist, ist mit der Antriebswelle 3 verbunden.
Ein Antriebsriemen (nicht gezeigt) ist vorgesehen, um eine Bewegung
zwischen der elektromagnetischen Kupplung 9 und einer Kurbelwelle
eines Fahrzeugmotors (nicht gezeigt) zu übertragen.
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Wie
in 2a gezeigt ist, ist ein O-Ring 10 zwischen
Verbindungsabschnitten des Zylinderblockes 1 und dem vorderen
Gehäuse 6 zu
dessen Abdichtung angeordnet. Ein Verbindungsabschnitt 11 ist um
ein Ende des vorderen Gehäuses 6 herum
ausgebildet und steht in einer axialen Richtung vor, um eine axiale
Linie zwischen dem Zylinderblock 1 und dem vorderen Gehäuse 6 zu
bilden. Ein vorstehender Abschnitt 6c ist auf einem Umfangsabschnitt
des vorderen Gehäuses 6 ausgebildet,
um zu verhindern, daß sich
Verbindungsabschnitte des Zylinderblockes 1 und des vorderen
Gehäuses 6 lösen. Der
vorstehende Abschnitt 6c kann ein einziger Abschnitt oder einer
von vielen solcher Abschnitte sein. Wie in 2b gezeigt
ist, ist alternativ ein vorstehender Abschnitt 1e auf dem
Zylinderblock 1 ausgebildet, um zu verhindern, daß sich Verbindungsabschnitte
des Zylinderblockes 1 und des vorderen Gehäuses 6 lösen. Der
vor stehende Abschnitt 1e kann ein einziger Abschnitt 1e oder
einer einer Mehrzahl solcher Abschnitte sein.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf die 1a und 1b hat
der Kompressor 100 einen Zylinderkopf 13, der
durch eine Mehrzahl von Schraubenbolzen 12 an dem Zylinderblock 1 befestigt
ist. Durch Zusammenwirkung mit dem Zylinderblock 1 und
dem Zylinderkopf wird eine Ansaugkammer 13a und eine Ausstoßkammer 13b ausgebildet.
Ein Montagevorsprung 13c zur Verwendung beim Befestigen
des Kompressors an einer geeigneten Position im Fahrzeug ist auf
einer äußeren Oberfläche des
Zylinderkopfes 13 ausgebildet.
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Wenn
im Betrieb eine Antriebskraft von einer äußeren Antriebskraft (zum Beispiel
von einem Fahrzeugmotor) über
einen Riemen und die elektromagnetische Kupplung 9 übertragen
wird, wird die Antriebswelle 3 gedreht. Die elektromagnetische
Kupplung 9 überträgt eine
Drehkraft auf die Antriebswelle 3 oder trennt eine Drehkraft
von der Antriebswelle 3. Die Drehung der Antriebswelle 3 wird über einen
bekannten Gelenkmechanismus auf die Taumelscheibe 4 übertragen,
so daß die
geneigte Oberfläche
der Taumelscheibe 4 in Bezug zur Drehung der Antriebswelle 4 axial
nach rechts und links bewegt wird. Folglich gehen die Kolben 2,
die wirksam mit der Taumelscheibe 4 mittels der Schuhe 5a und 5b verbunden sind,
in den Zylinderbohrungen 1c hin und her. Da sich die Kolben 2 hin-
und herbewegen, wird Kühlmittelgas,
das aus einer Fluideinlaßöffnung (nicht
gezeigt) in eine Ansaugkammer 13a eingeführt wird,
in jede Zylinderbohrung 1c eingesaugt und komprimiert.
Das komprimierte Kühlmittelgas
wird aus jeder der Zylinderbohrungen 1c in die Auslaßkammer 13b und
von da durch eine Fluidauslaßöffnung (nicht
gezeigt) in einen Fluidkreislauf, beispielsweise in einen Kühlkreislauf
ausgestoßen.
Im Kompressor 100 sind das vordere Gehäuse 6 und der Zylinderblock 1 durch
den Eingriff eines Außengewindes 6a des
vorderen Gehäuses 6 mit
dem Innengewinde 1b des Zylinderblockes 1 miteinander
verbunden. Der Ver bindungsabschnitt zwischen dem Außengewinde 6a und
dem Innengewinde 1b wird durch den O-Ring 10 abgedichtet.
Die Festigkeit des Verbindungsabschnittes zwischen dem vorderen
Gehäuse 6 und dem
Zylinderblock 1 kann durch Einstellen einer Höhe des Gewindes,
einer Steigung des Gewindes, der Anzahl an Gewindegängen des
Außengewindes 6a und
des Innengewindes 1b oder einer Kombination davon erhöht werden.
Deshalb kann die Druckkapazität
des Kompressors 100 größer sein
als diejenige eines bekannten Kühlkompressors.
Da die Schraubenbolzen nicht länger
notwendig sind, um das vordere Gehäuse 6 mit dem Zylinderblock 1 zu verbinden,
wenn die Druckkapazität
des Kompressors 100 erhöht
wird, muß die
Größe des Kompressors 100 nicht
erhöht
werden. Deshalb kann eine Zunahme der Druckkapazität des Kompressors 100 erzielt
werden, ohne die Größe des Kompressors
zu erhöhen.
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Da
der Kompressor 100 den vorstehenden Abschnitt 1e oder
den vorstehenden Abschnitt 6c besitzt, kann sich der Verbindungsabschnitt
zwischen dem vorderen Gehäuse 6 und
dem Zylinderblock 1 nicht lösen. Darüber hinaus kann dann, wenn
das vordere Gehäuse 6 mit
dem Zylinderblock 1 in Eingriff steht, die axiale Linie
des Zylinderblockes 1 eine axiale Linie des vorderen Gehäuses 6 bilden,
da der Taumelscheibenkompressor 100 einen Verbindungsabschnitt 11 hat.
Da der Kompressor 100 die Mehrzahl an Schmierkanälen 6b hat,
die zwischen dem Dichtungsbauteil 8 und einer Kurbelkammer 7 in
Verbindung stehen, kann darüber
hinaus Schmieröl
an dem Dichtungsbauteil 8 von der Kurbelkammer 7 vorgesehen
werden, ungeachtet der relativen Drehposition des vorderen Gehäuses 6 gegenüber dem
Zylinderblock 1, nachdem das vordere Gehäuse 6 mit dem
Zylinderblock 1 verbunden wurde. Darüber hinaus ist der Zylinderkopf 13 durch
die Mehrzahl an Schraubenbolzen 12 an dem Zylinderblock 1 befestigt.
Wenn das vordere Gehäuse 6 an
dem Zylinderblock 1 befestigt ist, kann die relative Position
zwischen der Mehrzahl der Befestigungsvorsprünge 1d, die auf der äußeren Oberfläche des
Zylinderblockes 1 ausgebildet sind, und dem Befestigungs vorsprung 13c,
der auf der äußeren Oberfläche des
Zylinderkopfs 13 ausgebildet ist, nicht gestört werden.
Deshalb kann die Mehrzahl der Befestigungsvorsprünge 1d und des Befestigungsvorsprungs 13c gleichmäßig an vorbestimmten
Positionen an Konstruktionsteilen des Fahrzeugs befestigt werden,
mit anderen Worten, der Kompressor 100 kann gleichmäßig an vorbestimmten
Positionen an Konstruktionsteilen des Fahrzeugs befestigt werden.
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Gemäß 3 kann
in einer alternativen Ausführungsform,
die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, eine kleine Schraube 14,
die unter Druck durch das vordere Gehäuse 6 in den Zylinderblock 1 eingepaßt ist,
als Lösungsstopper
für den
Verbindungsabschnitt zwischen dem Zylinderblock 1 und dem
vorderen Gehäuse 6 verwendet
werden. Alternativ kann ein Innengewinde, das am vorderen Gehäuse 6 ausgebildet
ist, mit einem Außengewinde, das
an einem Ende des zylindrischen Abschnitts 1a des Zylinderblocks 1 ausgebildet
ist, in Eingriff gebracht werden, und das vordere Gehäuse 6 kann
dadurch am Zylinderblock 1 befestigt werden. Darüber hinaus
kann in einer anderen alternativen Ausführungsform, die nicht Teil
der vorliegenden Erfindung ist, ein Eingriffsabschnitt zwischen
dem Zylinderblock 1 und dem vorderen Gehäuse 4 durch
Verwendung eines Dichtungsbauteils, beispielsweise einer Dichtung
abgedichtet werden; ein Beschichtungsmaterial, das auf dem Innen-
oder dem Außengewinde
des Zylinderblockes 1 oder des vorderen Gehäuses 6 aufgesprüht oder
beschichtet ist; ein Beschichtungsmaterial in der Art eines Bandes,
das um den Verbindungsabschnitt gewickelt wird, oder dergleichen, liegt
innerhalb des Ausführungsgedankens.
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Gemäß der Erfindung
wird darüber
hinaus, wenn die Herstellungstoleranzen zwischen dem Außengewinde
und dem Innengewinde des Zylinderblockes 1 oder des vorderen
Gehäuses 6 zunehmen und
sowohl das Außen-
als auch das Innengewinde mit einem hohen Oberflächendruck in Eingriff stehen, der
Verbindungsabschnitt zwischen dem Zylinderblock 1 und dem
vorderen Gehäuse 6 abgedichtet, ohne
daß ein
Dichtungsbauteil zwischen dem Zylinderblock 1 und dem vorderen
Gehäuse 6 angeordnet wird.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, ist in einem Kühlkompressor unter Bezugnahme
auf die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ein vorderes Gehäuse an einem Zylinderblock
befestigt, dadurch, daß ein
Innengewinde, das am vorderen Gehäuse ausgebildet ist, mit einem
Außengewinde, das
am Zylinderblock ausgebildet ist, in Eingriff steht, oder daß ein Außengewinde,
das an dem vorderen Gehäuse
ausgebildet ist, mit einem Innengewinde, das an dem Zylinderblock
ausgebildet ist, in Eingriff steht. Die Festigkeit des Verbindungsabschnittes zwischen
dem vorderen Gehäuse
und dem Zylinderblock kann durch Einstellen einer Höhe des Gewindes,
einer Steigung des Gewindes, der Anzahl an Gewindegängen des
Außengewindes
und des Innengewindes und einer Kombination hiervon erhöht werden.
Deshalb kann die Druckkapazität
des Kühlkompressors
größer sein
als diejenige eines bekannten Kühlkompressors.
Da die Schraubenbolzen nicht länger
notwendig sind, um das vordere Gehäuse am Zylinderblock zu befestigen,
wenn die Druckkapazität des
Kühlkompressors
erhöht
wird, kann darüber
hinaus die Größe des Kühlkompressors
die gleiche bleiben. Deshalb kann eine Erhöhung der Druckkapazität des Kühlkompressors
erzielt werden, ohne daß der
Kompressor vergrößert wird.
Darüber
hinaus werden die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung an Taumelscheiben-Kolbenkompressoren angewandt, jedoch
kann die vorliegende Erfindung auf irgendwelche Kompressoren oder
Fluidverdrängungsvorrichtungen
angewandt werden.