DE10159363A1 - Schrägscheibenkompressor - Google Patents
SchrägscheibenkompressorInfo
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Abstract
Ein Schrägscheibenkompressor gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Verbindungsmechanismus (13) zwischen einem Rotor (2) und einer Schrägscheibe (3) auf, der einen Doppeltgelenkmechanismus enthält. Das Änderungszentrum (C) des Neigungswinkels (THETA) der Schrägscheibe (3) ist zu der Seite des Schwerpunktes (G) der Schrägscheibe (3) von dem geometrischen Zentrum (S) der Schrägscheibe (3) um einen bestimmten Betrag verschoben. Durch Wählen eines geeigneten Wertes für diesen Versetzungsabstand wird es möglich, daß die charakteristische Kurve des Kolbenoberseitenfreiraumes in Abhängigkeit von der Änderung des Neigungswinkels (THETA) der Schrägscheibe (3) einen Wert nahe Null über einen gewünschten Bereich des Neigungswinkels (THETA) der Schrägscheibe (3) einhält. Als Resultat wird die Volumeneffektivität des Kompressors wirksam verbessert.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schrägschei
benkompressor variabler Verdrängung zur Benutzung in einer
Fahrzeugklimaanlage. Genauer, die Erfindung bezieht sich auf
einen Schrägscheibenkompressor variabler Verdrängung, der
wirksam den Kopfraum des Kolbens auf einen kleinen Wert hal
ten kann für einen notwendigen Bereich des Neigungswinkels
der Schrägscheibe und der die Kompressorvibration verringern
kann.
In Fig. 1 ist ein Schrägscheibenkompressor 100 variabler
Verdrängung gezeigt, der in einer Kraftfahrzeugklimaanlage
benutzt wird. Das Gehäuse des Kompressors 100 weist ein Vor
dergehäuse 101, einen Zylinderblock 102 und ein Hintergehäuse
103 auf. Eine Antriebswelle 104 ist so vorgesehen, daß sie
durch das Zentrum des Vordergehäuses 101 und den Zylinder
block 102 geht. Die Antriebswelle 104 ist drehbar von dem
Vordergehäuse 101 und dem Zylinderblock 102 über Lager 105
und 106 gelagert. In dem Zylinderblock 102 ist eine Mehrzahl
von Zylinderbohrungen 107 in gleichen Winkelabständen um die
Achse 108 der Antriebswelle 104 vorgesehen. In jeder der Zy
linderbohrungen 101 ist ein Kolben 109 gleitend verschiebbar.
Die Kolben 109 können sich entlang der Richtung parallel zu
der Achse 108 hin- und herbewegen.
An der Antriebswelle 104 ist ein Rotor 110 so befestigt, daß
er sich zusammen mit der Antriebswelle 104 dreht. Der Rotor
110 weist einen Arm 110a auf, in dessen Endteil ein Langloch
110h vorgesehen ist. Das Vordergehäuse 101 und der Zylinder
block 102 grenzen zusammen an die Kurbelkammer 111 an. Inner
halb der Kurbelkammer 111 ist eine Schrägscheibe 112 mit ei
nem Durchgangsloch 112c an ihrem Zentralabschnitt aufgenom
men, durch die die Antriebswelle 104 durchdringt. Das Durch
gangsloch 112c der Schrägscheibe 112 hat eine komplizierte
Form, so daß die Änderung des Neigungswinkels der Schräg
scheibe 112 in bezug auf die Achse 108 variieren kann. Auf
der Oberflächenseite zu dem Vordergehäuse der Schrägscheibe
112 ist ein Arm 112a vorgesehen, an dem ein Anschlußteil ei
nes Zapfens 112p, der in eine Richtung tangential zu einem
Kreispunkt des Anschlußteiles des Armes 112a vorsteht, der
gezogen wird, wenn er sich um die Achse 108 dreht (d. h. senk
recht zu dem Blatt) befestigt ist. Der Zapfen 112p ist glei
tend in das Langloch 110h gepaßt. Da der Zapfen 112p sich
entlang des Langloches 112h bewegen kann, kann der Neigungs
winkel der Schrägscheibe 112 in bezug auf die Achse 108 vari
ieren. Im folgenden wird der Arm 110a des Rotors, das Lang
loch 110h des Armes 110a, der Zapfen 112p und der Arm 112a
der Schrägscheibe 112 als Verbindungsmechanismus C1 bezeich
net. Der Umfangsabschnitt der Schrägscheibe 112 weist eine
Form eines ebenen Ringes auf und ist gleitend mit dem
Schwanzabschnitt des Kolbens 109 über ein Paar von Schuhen
113 verbunden.
Wenn die Antriebswelle 104 durch eine externe Kraftquelle
(nicht gezeigt) angetrieben wird, dreht sich auch der Rotor
110 um die Achse 108 zusammen mit der Antriebswelle 104. Die
Schrägscheibe 112 wird durch den Rotor 110 über den Verbin
dungsmechanismus C1 gedreht. Gleichzeitig mit der Drehung der
Schrägscheibe 112 führt der Umfangsabschnitt der Schrägschei
be 112 eine Taumelbewegung aus. Nur die Komponente der Bewe
gung in die axiale Richtung parallel zu der Achse 108 des
taumelnden Umfangsabschnittes der Schrägscheibe 112 wird auf
die Kolben 109 über die Gleitschuhe 113 übertragen. Als Re
sultat führen die Kolben 109 die Hin- und Herbewegung in den
Zylinderbohrungen 107 aus. Schließlich ist es ein bekanntes
Prinzip der Tätigkeit eines Kühlmittelkreislaufes, das Ein
führen des Kühlmittels von einem externen Kühlmittelkreislauf
(nicht gezeigt) in eine Kompressionskammer 115, die durch die
Kolbenoberseite des Kolbens 109, die Zylinderbohrung 107 und
eine Ventilplatte 114 abgegrenzt ist, zu wiederholen und dann
das Kühlmittel durch die hin- und hergehenden Kolben 109 zu
komprimieren und das Kühlmittel zu dem externen Kühlmittel
kreislauf auszugeben.
Dieser Kompressor weist jedoch die folgenden Nachteile auf.
Zuerst ist bei diesem Kompressor 100 normalerweise das Zen
trum des Neigungswinkels an einem Punkt 116 angeordnet, der
der Schnittpunkt der Zentrumslinie 117 der Schrägscheibe 112
und der Achse 108 ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die Posi
tion des Zentrums der Änderung des Neigungswinkels der
Schrägscheibe 112 hängt von der Konstruktion der Form des
Durchgangsloches 112c der Schrägscheibe 112 ab. Andererseits
ist der Schwerpunkt 118 der Schrägscheibe 112 an einem Punkt
relativ weit weg von der Achse 108 in der oberen Richtung an
geordnet, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Da der Schwerpunkt 118
der Schrägscheibe 112 relativ weit weg von der Drehachse 108
der Antriebswelle 104 ist, gibt es ein Ungleichgewicht. Wenn
somit die Antriebswelle zum Drehen angetrieben wird, erzeugt
das Ungleichgewicht eine Vibration des Kompressors als Gan
zes.
Weiterhin ist bei der tatsächlichen Herstellung der Verbin
dungsmechanismus C1 schwierig mit hoher Genauigkeit wegen der
ziemlich komplizierten Form herzustellen. Als Resultat ist es
schwierig, das Auftreten eines wesentlichen Spieles zwischen
dem Langloch 10a und dem Zapfen 12p zu unterdrücken. Dieses
Spiel beeinflußt beeinflußt nachteilhaft die Dauerhaftigkeit
des Kompressors 100.
Schließlich gibt es ein Problem mit dem Steuern des Kolben
kopffreiraumes. Der Kolbenkopffreiraum ist ein Abstand zwi
schen dem Kolbenkopf des Kolbens 109 und der Ventilplatte
114, wenn der Kolben im oberen Totpunkt ist. Es wird Bezug
genommen auf Fig. 6, eine Kurve L1 zeigt eine Beziehung zwi
schen dem Neigungswinkel θ der Schrägscheibe 112 und einem
oberen Kolbenfreiraum für den Verbindungsmechanismus C1.
Idealerweise ist er so ausgelegt, daß der obere Kolbenfrei
raum eines Kompressors ziemlich genau null für einen Bereich
von 5 Grad bis zu einem maximalen Winkel (ungefähr 21 Grad)
des Neigungswinkels der Schiefscheibe bleibt. Dieses ist so,
da, wenn es einen oberen Kolbenfreiraum ungleich null für den
Bereich des Neigungswinkels der Schrägscheibe gibt, bleibt
ein entsprechendes totes Volumen für die Kompressionskammern
und die Volumeneffektivität des Kompressors nimmt folglich
ab. In Fig. 6 bedeutet das, daß je größer der negative Wert
des oberen Kolbenfreiraumes ist, desto größer das tote Volu
men des Kompressors ist. Für einen Bereich des Neigungswin
kels zwischen 0 Grad bis ungefähr 5 Grad ist es bei Kompres
soren bekannt, daß aus einem bestimmten Grund ein oberer Kol
benfreiraum verbleiben sollte. Wenn die Kurve L1 betrachtet
wird, wird bemerkt, daß für den Bereich des Neigungswinkels
der Schrägscheibe zwischen ungefähr 5 Grad und ungefähr
21 Grad die Kurve ungefähr horizontale verläuft und ist deutlich
gegenüber der Linie des oberen Kolbenfreiraumes = 0,00 ver
setzt. Das bedeutet, daß bei dem Kompressor ein beträchtli
ches totes Volumen für den wichtigen Bereich des Neigungswin
kels der Schrägscheibe verbleibt. Somit ändert sich für den
Verbindungsmechanismus C1 der obere Kolbenfreiraum als Funk
tion des Neigungswinkels der Schrägscheibe auf eine uner
wünschte Weise, so daß die Volumeneffektivität des Kompres
sors verbessert werden sollte.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schrägschei
benkompressor mit einem Verbindungsmechanismus eines Rotors
und einer Schrägscheibe vorzusehen, bei dem das Spiel verhin
dert werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schrägscheibenkompres
sor gemäß Anspruch 1.
Der Schrägscheibenkompressor weist einen Verbindungsmechanis
mus für den Rotor und die Schrägscheibe auf, der einen Ver
bindungsarm mit zwei Schwenkgelenken aufweist. Dieser Verbin
dungsarmmechanismus sieht in der Praxis ein Verbindungsmecha
nismus des Rotors und der Schrägscheibe vor, der extrem frei
von Spiel ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau kann das Zentrum der Ände
rung des Neigungswinkels der Schrägscheibe an einer optimalen
Position so vorgesehen werden, daß die Variation des Kol
benoberseitenfreiraumes als eine Funktion des Neigungswinkels
der Schrägscheibe optimal wird. Indem die Variation des Kol
benoberseitenfreiraumes eine Funktion des Neigungswinkels der
Schrägscheibe optimal gemacht wird, ist es möglich, das tote
Volumen zu unterdrücken und die Volumeneffektivität des Kom
pressors für den gewünschten Bereich des Neigungswinkels der
Schrägscheibe zu verbessern.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung folgen
aus der Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung an
hand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Schrägscheibenkompres
sors variabler Verdrängung;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Schrägscheibenkompres
sors variabler Verdrängung gemäß einer Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Verbindungsarmverbin
dungsmechanismus an dem minimalen Winkelzustand des
Kompressors von Fig. 2;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht des Verbindungsarmverbin
dungsmechanismus an seinem maximalen Winkelzustand
des Kompressors von Fig. 2;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht des Verbindungsarmverbin
dungsmechanismus, die die Definitionen verschiedener
Parameter zeigt;
Fig. 6 ein Diagramm, das Beziehungen zwischen dem Kolben
oberseitenfreiraum und dem Neigungswinkel der Schräg
scheibe eines Kompressors dreier Variationen des Kom
pressors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt; und
Fig. 7 eine schematische Darstellung, die das Herstellungs
verfahren zum Erzielen einer Schrägscheibe zeigt, bei
der ein Zentrum der Änderung des Neigungswinkels an
der gewünschten Position vorgesehen wird.
In Fig. 2 ist ein Schrägscheibenkompressor A variabler Ver
drängung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung gezeigt. Das Gehäuse des Kompressors A weist ein Vorder
gehäuse 7, einen Zylinderblock 6 und ein Hintergehäuse 8 auf.
Eine Antriebswelle 1 ist so vorgesehen, daß sie durch das
Zentrum des Vordergehäuses 7 und des Zylinderblockes 6 geht.
Die Antriebswelle 1 ist drehbar von dem Vordergehäuse 7 und
dem Zylinderblock 6 über Lager 20 und 21 gelagert. In dem Zy
linderblock 6 ist eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen 6a in
gleichen Winkelabständen um eine Achse X der Antriebswelle 1
vorgesehen. In jeder der Zylinderbohrungen 6a ist ein Kolben
5 gleitend verschiebbar. Die Kolben 5 können sich entlang der
Richtung parallel zu der Achse X hin- und herbewegen.
An der Antriebswelle 1 ist ein Rotor 2 so befestigt, da er
sich zusammen mit der Antriebswelle 1 dreht. Der Rotor 2
weist einen Arm 2a auf. Das Vordergehäuse 7 und der Zylinder
block 6 grenzen zusammenwirkend an die Kurbelkammer 22 an.
Innerhalb der Kurbelkammer 22 ist eine Schrägscheibe 3 mit
einem Durchgangsloch 3c an ihrem Zentralabschnitt aufgenom
men, durch das die Antriebswelle 1 hindurchtritt. Das Durch
gangsloch 3c der Schrägscheibe 3 weist eine komplizierte Form
so auf, daß die Änderung des Neigungswinkels der Schrägschei
be 3 in bezug auf die Achse 1 ermöglicht wird. Durch geeigne
tes Auslegen der Form des Durchgangsloches 3c kann das Zen
trum der Änderung des Neigungswinkels der Schrägscheibe 3 an
eine gewünschte Position gesetzt werden. Der Rotor 2 und die
Schrägscheibe 3 sind über einen Verbindungsarmverbindungsme
chanismus 13 verbunden, der einen Arm 2a des Rotors 2, einen
Verbindungsarm 10 und einen Arm 3a, der an der Seitenoberflä
che zu dem Vordergehäuse hin der Schrägscheibe 3 vorgesehen
ist, aufweist. Der Umfangsabschnitt der Schrägscheibe 3 weist
die Form eines ebenen Ringes auf und ist gleitend mit dem
hinteren Abschnitt der Kolben 5 über ein Paar von Schuhen 4
verbunden.
Wenn die Antriebswelle 1 durch eine externe Kraftquelle
(nicht gezeigt) angetrieben wird, dreht sich auch der Rotor 2
um die Achse X zusammen mit der Antriebswelle 1. Die Schräg
scheibe 3 dreht sich durch den Rotor 2 über den Verbindungs
mechanismus 13. Gleichzeitig mit der Drehung der Schrägschei
be 3 zeigt der Umfangsabschnitt der Schrägscheibe 3 eine Tau
melbewegung. Nur eine Komponente der Bewegung in die axiale
Richtung parallel zu der Achse X des taumelnden Umfangsab
schnittes der Schrägscheibe 3 wird auf die Kolben 5 über die
Gleitschuhe 4 übertragen. Als Resultat werden die Kolben 5 in
den Zylinderbohrungen 6a hin- und herbewegt. Schließlich ist
es ein bekanntes Prinzip des Betriebes eines Kühlmittelkreis
laufes, wiederholt Kühlmittelgas von einem externen Kühlmit
telkreislauf (nicht gezeigt) in eine Kompressionskammer 24
einzuführen, die durch die Kolbenoberseite des Kolbens 5, die
Zylinderbohrung 6a und eine Ventilplatte 23 abgegrenzt ist,
und dann das Kühlmittel durch den hin- und hergehenden Kolben
5 zu komprimieren und das Kühlmittel an den externen Kühlmit
telkreislauf auszugeben.
In Fig. 3 ist eine vergrößerte Darstellung des Verbindungs
mechanismus 13 des Rotors 2 und der Schrägscheibe 3 von Fig.
2. Ein Loch 2b ist für den Arm 2a des Rotors 2 vorgesehen.
Ein Loch 3b ist für den Arm 3a der Schrägscheibe 3 vorgese
hen. Löcher 10a und 10b sind an den beiden Endteilen des Ver
bindungsarmes 10 vorgesehen. Ein Zapfen 11 ist in das Loch 2b
und das Loch 10a eingeführt. Die Richtung einer Achse 11X des
Zapfens 11 ist in einer Richtung tangential zu einer Kreis
kurve des Loches 2b, die gezogen wird, wenn es sich um die
Achse X dreht (d. h. senkrecht zu dem Blatt). Indem der Zapfen
11 an dem Loch 2b oder dem Loch 10a befestigt wird, kann sich
der Verbindungsarm 10 um die Achse 11X drehen. Ein anderer
Zapfen 12 ist in das Loch 3b und das Loch 10b eingeführt. Ei
ne Achse 12X des Zapfens 12 ist parallel zu der Achse 11X
(d. h. senkrecht zu dem Blatt). Durch Befestigen des Zapfens
12 an dem Loch 3b oder dem Loch 10b kann sich die Schräg
scheibe 3 um die Achse 12X drehen. Somit ist es gemäß dem
Verbindungsarmverbindungsmechanismus 13 möglich für die
Schrägscheibe 3, ihren Neigungswinkel über den Doppelschwenk
mechanismus zu ändern. Da in der Praxis eine Feder (nicht ge
zeigt) vorgesehen ist zwischen dem Rotor 2 und der Schräg
scheibe 3 zum Drücken der Schrägscheibe 3 in die Hintergehäu
serichtung, ist die Bewegung der Schrägscheibe 3 in diese
Richtung vorgespannt. Wenn als Resultat sich der Neigungswin
kel der Schrägscheibe 3 ändert, kann der Umlauf der Bewegung
der Schrägscheibe 3 eindeutig bestimmt werden.
Wie in Fig. 3 und 4 zu sehen ist, ist der Punkt S das geo
metrische Zentrum der Schrägscheibe 3, das auch das Zentrum
der Änderung des Neigungswinkels der Schrägscheibe des ein
gangs beschriebenen Kompressors war. In Fig. 3 und 4 ist
das Zentrum der Änderung des Neigungswinkels der Schrägschei
be 3 auf einen anderen Punkt C gesetzt. Wie später erläutert
wird, wurde durch den Erfinder diese Erfindung gefunden, daß
es solch einen optimalen Versetzungsabstand zwischen dem geo
metrischen Zentrum S der Schrägscheibe und dem tatsächlichen
Zentrum C der Änderung des Neigungswinkels der Schrägscheibe
3 so gibt, daß die Volumeneffektivität des Kompressors mit
diesem Verbindungsmechanismus 13 verbessert werden kann.
Für diesen Verbindungsmechanismus 13 des Rotors 2 und der
Schrägscheibe 3 kann das Herstellen der Zapfen 11, 12 und der
Löcher 2b, 3b, 10a, 10b mit sehr hoher Genauigkeit gemacht
werden. Daher kann das Auftreten von Spiel innerhalb des Ver
bindungsmechanismus 13 wirksam unterdrückt werden.
In Fig. 3 ist der minimale Zustand des Neigungswinkels der
Schrägscheibe 3 gezeigt. Da in diesem Zustand sowohl der
Schwerpunkt G der Schrägscheibe 3 als auch das Änderungszen
trum C für den Neigungswinkel der Schrägscheibe auf der Achse
X angeordnet sind, tritt ein Ungleichgewicht nicht auf. Somit
wird in diesem Zustand keine Vibration in Zusammenhang mit
einem Ungleichgewicht erzeugt.
In Fig. 4 ist der maximale Zustand des Neigungswinkels der
Schrägscheibe 3 gezeigt. Da in diesem Zustand der Schwerpunkt
G der Schrägscheibe 3 oberhalb der Achse X angeordnet wird,
tritt ein Ungleichgewicht auf. Das Änderungszentrum C des
Neigungswinkels der Schrägscheibe 3 bleibt jedoch immer auf
der Achse X, und im Gegensatz bewegt sich das geometrische
Zentrum S der Schrägscheibe 3 unterhalb der Achse X, wie in
Fig. 4 gezeigt ist. Der Abstand in z-Richtung zwischen dem
Schwerpunkt G der Schrägscheibe 3 und dem Änderungszentrum C
des Neigungswinkels der Schrägscheibe 3 ist kleiner als der
Abstand in der z-Richtung zwischen dem Schwerpunkt G der
Schrägscheibe 3 und dem geometrischen Zentrum 5 der Schräg
scheibe 3. Somit ist der Abstand in der z-Richtung zwischen
dem Schwerpunkt G der Schrägscheibe 3 und der Achse X kleiner
als bei der eingangs beschriebenen Situation, in der das geo
metrische Zentrum S auf der Achse X angeordnet war. Somit ist
für den vorliegenden Kompressor das Ungleichgewicht aufgrund
des Abstandes des Schwerpunktes G von der Schrägscheibe 3 von
der Achse X verkleinert im Vergleich mit dem eingangs be
schriebenen Kompressor. Selbst in dem maximalen Zustand des
Neigungswinkels der Schrägscheibe ist die resultierende Vi
bration des Kompressors unterdrückt.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 5, ein Punkt P ist ein
Schnittpunkt einer Zentrallinie Y der Schrägscheibe 3 und ei
ner Achse K des Kolbens 5. Durch Berechnen der Position des
Punktes P in der X-Richtung kann man das Verhalten der Varia
tion des Kolbenoberseitenfreiraumes in bezug auf die Änderung
des Neigungswinkels der Schrägscheibe 3 sehen.
Es werden folgende Parameter definiert:
Rx: Der Abstand zwischen der Achse X und der Achse X des Zapfens 11;
Ax: Der Abstand zwischen der Achse X und der Achse 12X des Zapfens 12;
AL: Der Abstand zwischen der Achse 11X des Zapfens 11 und der Achse 12X des Zapfens 12;
H3: Der Abstand in X-Richtung zwischen der Achse 11X und der Achse 12X;
H2: Der Abstand in X-Richtung zwischen der Achse 12X und dem Änderungszentrum C des Neigungswinkels der Schräg scheibe 3;
H1: Der Abstand in X-Richtung zwischen dem Änderungszen trum C des Neigungswinkels der Schrägscheibe 3 und dem Punkt P;
By: Der Abstand zwischen der Achse 12X und der Zentralli nie Y;
Bx: Der Abstand zwischen der Achse 12X und einer Linie Y', die durch das geometrische Zentrum S der Schrägschei be 3 geht und senkrecht zu der Zentrallinie Y ist;
Off: Der Abstand in der Y'-Richtung zwischen dem Ände rungszentrum C des Neigungswinkels der Schrägscheibe und dem geometrischen Zentrum 5 der Schrägscheibe 3;
PCD/2: Der Abstand zwischen der Achse K des Kolbens und der Achse X der Antriebswelle 1;
θ: Der Neigungswinkel der Schrägscheibe 3.
Rx: Der Abstand zwischen der Achse X und der Achse X des Zapfens 11;
Ax: Der Abstand zwischen der Achse X und der Achse 12X des Zapfens 12;
AL: Der Abstand zwischen der Achse 11X des Zapfens 11 und der Achse 12X des Zapfens 12;
H3: Der Abstand in X-Richtung zwischen der Achse 11X und der Achse 12X;
H2: Der Abstand in X-Richtung zwischen der Achse 12X und dem Änderungszentrum C des Neigungswinkels der Schräg scheibe 3;
H1: Der Abstand in X-Richtung zwischen dem Änderungszen trum C des Neigungswinkels der Schrägscheibe 3 und dem Punkt P;
By: Der Abstand zwischen der Achse 12X und der Zentralli nie Y;
Bx: Der Abstand zwischen der Achse 12X und einer Linie Y', die durch das geometrische Zentrum S der Schrägschei be 3 geht und senkrecht zu der Zentrallinie Y ist;
Off: Der Abstand in der Y'-Richtung zwischen dem Ände rungszentrum C des Neigungswinkels der Schrägscheibe und dem geometrischen Zentrum 5 der Schrägscheibe 3;
PCD/2: Der Abstand zwischen der Achse K des Kolbens und der Achse X der Antriebswelle 1;
θ: Der Neigungswinkel der Schrägscheibe 3.
All die obigen Parameter sind Konstante mit der Ausnahme der
Variablen θ, Ax, H1, H2 und H3. Die Position des Punktes P in
der X-Richtung wird durch die Summe von H1, H2 und H3 sowie
einer geeigneten Konstante gegeben. Das heißt:
Oberer Kolbenfreiraum = H1 + H2 + H3 + Konstante Eq(1)
Worin
H1 = (PCD/2)tanθ + Off cos θ Eq(2)
H2 = (By -(Bx tanθ + Off)) cos θ Eq(3)
H3 = √(AL² - (Ax-Rx)²) Eq (4)
Ax = Bx cosθ + By sinθ - Off sinθ Eq(5)
Somit ist der obere Kolbenfreiraum des Kompressors gemäß der
vorliegenden Ausführungsform durch die obige Funktion von θ
(Neigungswinkel der Schrägscheibe 3) gegeben. Der Erfinder
hat Berechnungen unter Benutzung der unten gezeigten Parame
ter durchgeführt:
PCD = 79,5 mm
Bx = 28,6 mm
By = 23,5 mm
AL = 12,5 mm
Rx = 26,0 mm
Off = 0,0 mm, 2,0 mm, 1,0 mm.
Bx = 28,6 mm
By = 23,5 mm
AL = 12,5 mm
Rx = 26,0 mm
Off = 0,0 mm, 2,0 mm, 1,0 mm.
Das Resultat der Berechnungen ist in Fig. 6 gezeigt. Die Li
nie L1 zeigt den oberen Kolbenfreiraum des eingangs beschrie
benen Kompressors mit dem Verbindungsmechanismus C1, wie er
beschrieben wurde. Die Linien L2, L3 und L4 zeigen das Ver
halten des oberen Kolbenfreiraumes des Kompressors gemäß der
vorliegenden Ausführungsform mit dem Verbindungsmechanismus
13. Die Linie L2 entspricht Off = 0,0 mm. Die Linie L3 ent
spricht Off = 2,0 mm. Die Linie L4 entspricht Off = 1,0 mm.
Wie zuvor angegeben wurde, ist das Verhalten des oberen Kol
benfreiraumes, das nahezu auf dem Nullwert für einen Bereich
von θ von ungefähr 5 Grad bis ungefähr 21 Grad bleibt, wün
schenswert. Und für den Bereich von θ von 0 Grad bis ungefähr
5 Grad ist es wünschenswert, daß der obere Kolbenfreiraum ei
nen Restwert ungleich Null aufweist. Unter den Linien L2, L3
und L4 erfüllt die Linie L4 (off = 1,0 mm) diese Bedingung.
Fig. 7 stellt schematisch dar, wie der Versetzungsabstand
Off zwischen dem Änderungszentrum F, F' des Neigungswinkels
der Schrägscheibe 30 und dem geometrischen Zentrum S der
Schrägscheibe einzustellen ist.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 7A, zuerst wird der Zentral
abschnitt der Schrägscheibe 3 vertikal durch einen Endbohrer
60 gebohrt. Dann wird die Schrägscheibe 30 in bezug auf einen
Zentralpunkt E geneigt, der auf dem geometrischen Zentrum S
der Schrägscheibe 30 angeordnet ist, in die Richtung des Uhr
zeigersinnes. Als Resultat wird, wie in Fig. 7B gezeigt ist,
das Änderungszentrum F der Schrägscheibe an der gleichen Po
sition wie das geometrische Zentrum S der Schrägscheibe ange
ordnet.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 7C, zuerst wird der Zentral
abschnitt der Schrägscheibe 30 vertikal durch den Endbohrer
60 gebohrt. Dann wird die Schrägscheibe 30 in bezug auf einen
Zentralpunkt E' geneigt, der an einer Position versetzt um
den Betrag Off von dem geometrischen Zentrum S angeordnet
ist, im Uhrzeigersinn. Als Resultat wird, wie in Fig. 7D ge
zeigt ist, das Änderungszentrum F' des Neigungswinkels an ei
ner Position angeordnet, die von dem geometrischen Zentrum S
um den Betrag Off versetzt ist.
Daher kann man durch geeignetes Wählen des Versetzungsabstan
des des Änderungszentrums des Neigungswinkels der Schräg
scheibe vom geometrischen Zentrum der Schrägscheibe das Ver
halten des Kolbensoberseitenfreiraumes optimal so einstellen,
daß die Volumeneffektivität des Kompressors für den verlang
ten Bereich des Neigungswinkels der Schrägscheibe optimal
verbessert werden kann.
Somit kann durch Verwenden der Verbindungsarmverbindung und
durch Wählen des geeigneten Versetzungsabstandes des Ände
rungszentrums des Neigungswinkels der Schrägscheibe von dem
geometrischen Zentrum der Schrägscheibe der Kompressor gemäß
der vorliegenden Erfindung die Vibration unterdrücken, die
Dauerhaftigkeit verbessern und die Volumeneffektivität des
Kompressors verbessern.
Claims (2)
1. Schrägscheibenkompressor (A) mit:
einem Vordergehäuse (7);
einem Zylinderblock (6)
einem Hintergehäuse (8)
einer drehbar von dem Vordergehäuse (7) und dem Zylinder block (6) getragenen Antriebswelle (1);
einem an der Antriebswelle (1) so befestigten Rotor (2), daß er mit der Antriebswelle (1) drehbar ist;
einer Mehrzahl von Kolben (5), die gleitend in Zylinder bohrungen (6a) aufgenommen sind, die um eine Achse (X) der Antriebswelle (1) vorgesehen sind;
einer Schrägscheibe (3), durch deren Zentralabschnitt die Antriebswelle dringt und mit der die Kolben (S) über ein Paar von Schuhen (4) verbunden sind;
einem Verbindungsmechanismus (13) zwischen dem Rotor (2) und der Schrägscheibe (3), der der Schrägscheibe (3) ermög licht, ihren Neigungswinkel (θ) in bezug auf die Achse (X) der Antriebswelle (1) zu ändern;
worin der Verbindungsmechanismus (13) einen von dem Rotor (2) vorstehenden Arm (2a), einen Verbindungsarm (10) und ei nen von der Schrägscheibe (3) vorstehenden anderen Arm (3a) aufweist;
wobei der Arm (2a) und ein Endabschnitt des Verbindungs armes (10) drehbar durch einen ersten Zapfen (11) verbunden sind, der sich in eine Richtung tangential zu einer Kreiskur ve erstreckt, die durch die Drehung des Endabschnittes des Armes (2a) um die Achse (X) gezogen wird; und
wobei der andere Arm (3a) und der andere Endabschnitt des Verbindungsarmes (10) ebenfalls drehbar durch einen zweiten Zapfen (12) verbunden sind, der sich parallel zu dem ersten Zapfen (11) erstreckt.
einem Vordergehäuse (7);
einem Zylinderblock (6)
einem Hintergehäuse (8)
einer drehbar von dem Vordergehäuse (7) und dem Zylinder block (6) getragenen Antriebswelle (1);
einem an der Antriebswelle (1) so befestigten Rotor (2), daß er mit der Antriebswelle (1) drehbar ist;
einer Mehrzahl von Kolben (5), die gleitend in Zylinder bohrungen (6a) aufgenommen sind, die um eine Achse (X) der Antriebswelle (1) vorgesehen sind;
einer Schrägscheibe (3), durch deren Zentralabschnitt die Antriebswelle dringt und mit der die Kolben (S) über ein Paar von Schuhen (4) verbunden sind;
einem Verbindungsmechanismus (13) zwischen dem Rotor (2) und der Schrägscheibe (3), der der Schrägscheibe (3) ermög licht, ihren Neigungswinkel (θ) in bezug auf die Achse (X) der Antriebswelle (1) zu ändern;
worin der Verbindungsmechanismus (13) einen von dem Rotor (2) vorstehenden Arm (2a), einen Verbindungsarm (10) und ei nen von der Schrägscheibe (3) vorstehenden anderen Arm (3a) aufweist;
wobei der Arm (2a) und ein Endabschnitt des Verbindungs armes (10) drehbar durch einen ersten Zapfen (11) verbunden sind, der sich in eine Richtung tangential zu einer Kreiskur ve erstreckt, die durch die Drehung des Endabschnittes des Armes (2a) um die Achse (X) gezogen wird; und
wobei der andere Arm (3a) und der andere Endabschnitt des Verbindungsarmes (10) ebenfalls drehbar durch einen zweiten Zapfen (12) verbunden sind, der sich parallel zu dem ersten Zapfen (11) erstreckt.
2. Schrägscheibenkompressor nach Anspruch 1,
bei dem ein Änderungszentrum (C) des Neigungswinkels (θ)
der Schrägscheibe (3) zu einer Seite des Schwerpunktes (G)
der Schrägscheibe (3) von einem geometrischen Zentrum (S) der
Schrägscheibe (3) verschoben ist.
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Owner name: SANDEN HOLDINGS CORPORATION, LSESAKI-SHI, JP Free format text: FORMER OWNER: SANDEN CORP., ISESAKI, GUNMA, JP |
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