DE102005039199A1

DE102005039199A1 - axial piston

Info

Publication number: DE102005039199A1
Application number: DE102005039199A
Authority: DE
Inventors: Otfried Schwarzkopf
Original assignee: Valeo Compressor Europe GmbH
Current assignee: Valeo Compressor Europe GmbH
Priority date: 2005-08-18
Filing date: 2005-08-18
Publication date: 2007-03-08
Also published as: WO2007019903A1; CN101287908A; US20090220353A1; EP1917438A1; JP2009504981A

Abstract

Axialkolbenverdichter, insbesondere Verdichter für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen, mit wenigstens einem Kolben und mit einer in ihrer Neigung zu einer Antriebswelle (1) verstellbaren, von der Antriebswelle (1) drehangetriebenen, insbesondere ringförmigen Schwenkscheibe (2), die mit wenigstens einem im Abstand von der Antriebswelle (1) mit diesem mitdrehend angeordneten Stützelement (5) - insbesondere gelenkig - verbunden ist, wobei der bzw. die Kolben jeweils eine Gelenkanordnung aufweist bzw. aufweisen, an der die Schwenkscheibe (2) in Gleiteingriff steht, und wobei das Stützelement (5) mit einem mit der Antriebswelle (1) mitdrehenden Kraftübertragungselement (6) in Wirkeingriff steht, wobei das Stützelement (5) in radialer Richtung und/oder senkrecht dazu, insbesondere senkrecht zur Antriebswellenachse, verschiebbar am Kraftübertragungselement (6) angelenkt ist.Axial piston compressor, in particular compressor for motor vehicle air conditioning systems, with at least one piston and with an in particular annular swivel disk (2) which is adjustable in its inclination to a drive shaft (1) and which is driven in rotation by the drive shaft (1) and which is connected to at least one at a distance from the The drive shaft (1) is connected - in particular in an articulated manner - to this supporting element (5) arranged in a rotating manner, the piston or pistons each having or have a joint arrangement on which the swivel plate (2) is in sliding engagement, and the supporting element (5 ) is in operative engagement with a force transmission element (6) rotating with the drive shaft (1), the support element (5) being articulated on the force transmission element (6) so as to be displaceable in the radial direction and / or perpendicular thereto, in particular perpendicular to the drive shaft axis.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Axialkolbenverdichter, insbesondere Verdichter für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The present invention relates to an axial piston compressor, in particular Compressor for automotive air conditioning systems, according to the generic term of claim 1.

Im Bereich von Verdichtertriebwerken zeichnet sich eine Tendenz dahingehend ab, daß bei Verdichtern mit variablem Kolbenhub zunehmend Schwenkscheiben in Form eines Schwenkringes, d.h. also ringförmige Schwenkscheiben, Verwendung finden. Ein für das Schwenken der Scheibe notwendiges Kippgelenk wird dabei im wesentlichen in die ringförmige Schwenkscheibe integriert. So ist beispielsweise aus der EP 0 964 997 B1 ein Verdichter bekannt, bei welchem die Hubbewegung der Kolben durch den Eingriff einer zur Maschinenwelle schräg verlaufenden Ringscheibe in eine Eingriffskammer erfolgt. Die Eingriffskammer ist angrenzend an den geschlossenen Hohlraum des Kolbens vorgesehen. Für einen im wesentlichen spielfreien Gleiteingriff in jeder Schräglage der Schwenkscheibe bzw. des Schwenkringes sind zwischen ihr und der kugelförmig gekrümmten Innenwand der Eingriffskammer beidseitig Kugelsegmente, sogenannte Gleitsteine vorgesehen, so daß der Schwenkring bei seinem Umlauf zwischen ihnen gleitet.In the field of compressor engines, there is a tendency that in compressors with variable piston stroke increasingly swashplates in the form of a pivot ring, ie find annular swashplates, use. A necessary for the pivoting of the disc tilting joint is thereby integrated substantially in the annular swash plate. For example, from the EP 0 964 997 B1 a compressor is known, in which the lifting movement of the piston takes place by the engagement of an oblique to the machine shaft annular disc in an engagement chamber. The engagement chamber is provided adjacent to the closed cavity of the piston. For an essentially play-free sliding engagement in each inclined position of the swash plate or the swivel ring ball segments, so-called sliding blocks are provided between it and the spherically curved inner wall of the engaging chamber on both sides, so that the swivel ring slides in its orbit between them.

Die Antriebsübertragung von der Antriebswelle zum Schwenkring erfolgt durch einen in der Antriebswelle befestigten Mitnehmerbolzen, dessen kugelförmiger Kopf in eine radiale Bohrung des Schwenkringes eingreift. Dabei ist die Position des Mitnehmerkopfes so gewählt, daß sein Mittelpunkt mit demjenigen der Kugelsegmente übereinstimmt. Außerdem liegt dieser Mittelpunkt auf einer Kreislinie, die die geometrischen Achsen der sieben Kolben miteinander verbindet, und weiterhin auf einer Kreislinie, die die Mittelpunkte der kugelförmigen Gelenkkörper der Kolben verbindet. Auf diese Weise ist die obere Totpunktposition der Kolben bestimmt und ein minimaler Schadraum gewähr leistet. Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß der Totpunkt für alle Auslenkwinkel bzw. Kippwinkel des Schwenkringes konstant ist und somit der vorstehend erwähnte minimale Schadraum gewährleistet ist. Die Kopfform des freien Mitnehmerendes ermöglicht die Veränderung der Neigung der Schwenkscheibe, in dem der Mitnehmerkopf einen Lagerkörper für eine die Hubweite der Kolben verändernde Schwenkbewegung der Schwenkscheibe bildet.The drive transmission from the drive shaft to the pivot ring is effected by a in the Drive shaft attached driving pin, whose spherical head engages in a radial bore of the pivot ring. It is the Position of the driver head chosen so that its center with that the sphere segments matches. It also lies this center point on a circular line representing the geometric axes which connects seven pistons together, and continues on one Circular line, which are the centers of the spherical joint body of the Piston connects. In this way, the top dead center position determines the piston and ensures a minimum dead space guaranteed. It should be noted at this point that the dead center for all deflection angle or tilt angle of the pivot ring is constant and thus the above mentioned guaranteed minimum dead space is. The head shape of the free driver end makes the change possible the inclination of the swash plate, in which the driver head a bearing body for a Stroke of the piston changing Pivoting movement of the swash plate forms.

Eine weitere Voraussetzung für ein Verschwenken der Schwenkscheibe ist die Verschiebbarkeit ihrer Lagerachse in Richtung der Antriebswelle. Hierzu ist die Lagerachse durch zwei gleichachsig beidseitig einer Schiebehülse gelagerte Lagerbolzen gebildet, die außerdem in radialen Bohrungen der Schwenkscheibe gelagert sind. Die Schiebehülse hat hierzu vorzugsweise beidseitig Lagerhülsen, die den Ringraum zwischen der Schiebehülse und der Schwenkscheibe speichenartig überbrücken.A further requirement for a pivoting of the swash plate is the displaceability of her Bearing axis in the direction of the drive shaft. For this purpose, the bearing axis by two coaxially mounted on both sides of a sliding sleeve Bearing pins formed as well are mounted in radial bores of the swash plate. The sliding sleeve has this preferably bearing sleeves on both sides, the annulus between the sliding sleeve and the swash plate bridge like spokes.

Die Begrenzung der Verschiebbarkeit der Schiebehülse und damit die maximale Schrägstellung der Schwenkscheibe ergibt sich durch den Mitnehmerbolzen, indem dieser ein in der Schiebehülse vorgesehenes Langloch durchdringt, so daß die Schiebehülse an den Enden des Langloches Anschläge findet. Die Kraft für die Winkelverstellung der Schwenkscheibe und damit für eine Regelung des Verdichters ergibt sich aus der Summe der jeweils beidseitig der Kolben gegeneinander wirkenden Drücke, so daß diese Kraft vom Druck im Triebwerksraum abhängig ist. Der Druck P_C im Triebwerksraum ist entsprechend dem Stand der Technik zwischen einem hohen und einem niedrigen Druck (Saugdruck) regelbar und greift dementsprechend in das Kräftegleichgewicht an der Schwenkscheibe ein. Dadurch wird die Neigung derselben beeinflußt. Weiterhin kann die Position der Schiebehülse durch Federn beeinflußt werden, welche ebenfalls in verschiedenen Varianten zum Stand der Technik gehören.The limitation of the displaceability of the sliding sleeve and thus the maximum inclination of the swash plate results from the driving pin by this penetrates a slot provided in the sliding sleeve, so that the sliding sleeve finds at the ends of the slot stops. The force for the angular adjustment of the swash plate and thus for a control of the compressor results from the sum of each of the two sides of the piston against each other acting pressures, so that this force is dependent on the pressure in the engine room. The pressure P _C in the engine room is according to the prior art between a high and a low pressure (suction pressure) adjustable and engages accordingly in the balance of forces on the swash plate. This affects the inclination of the same. Furthermore, the position of the sliding sleeve can be influenced by springs, which also belong to the prior art in various variants.

Ferner wird die für die Förderleistung maßgebliche Position der Schiebehülse durch auf die Schwenkscheibe einwirkende Trägheitskräfte mitbestimmt, wobei sich die Schwenkscheibe bei steigender Drehgeschwindigkeit verstellt, d.h. ihren Schwenkwinkel bzw. ihren Kippwinkel ändert. Bei modernen Verdichtern geht der Trend dazu, Schwenkscheiben mit derartigen Trägheitsmomenten zum Einsatz zu bringen, die eine Verringerung der Hubweite der Kolben und damit eine Verringerung der Förderleistung bei ansteigender Drehgeschwindigkeit bewirken. In diesem Zusammenhang ist es wünschenswert, daß sich bei ansteigender Drehzahl des Verdichters der Kippwinkel verkleinert.Further will the for the delivery rate authoritative Position of the sliding sleeve co-determined by acting on the swash plate inertial forces, wherein the swashplate is adjusted with increasing speed of rotation, i.e. changes its tilt angle or tilt angle. In modern compressors the trend is to swivel discs with such moments of inertia to use, reducing the stroke of the piston and thus a reduction of the capacity with increasing Effect rotational speed. In this context, it is desirable that yourself as the speed of the compressor increases, the tilt angle decreases.

Problematisch an der vorstehend erläuterten Konstruktion ist jedoch die hohe Hertzsche Pressung im Bereich des Mitnehmerkopfes (Punktkontakt/Linienkontakt) und der Schwenkscheibe (System: Kugel/Zylinder) und die Aufnahme der (axialen) Reaktionskräfte infolge der Gaskraft an den Kolben und der Kräfte infolge des an die Schwenkscheibe zu übertragenden Drehmomentes.Problematic on the construction explained above However, the high Hertzian pressure in the region of the driver head (Point contact / line contact) and the swash plate (system: ball / cylinder) and the absorption of the (axial) reaction forces due to the gas force the piston and the forces due to the torque to be transmitted to the swashplate.

Ein dem aus der EP 0 964 997 B1 bekannten Verdichter ähnlicher Verdichter ist aus der JP 2003-269330 AA bekannt, wobei bei diesem jedoch insgesamt zwei Mitnehmer verwendet werden.A from the EP 0 964 997 B1 known compressor similar compressor is known from JP 2003-269330 AA, in which, however, a total of two drivers are used.

Bedeutsam für die Kinematik gemäß den beiden erwähnten Druckschriften, d.h. also bedeutsam für die Kinematik bei den Gegenständen der EP 0 964 997 B1 und JP 2003-269330 AA ist es, daß der Mitnehmerkopf zentral mit dem Mittelpunkt der Gleitsteine der Kolben zusammenfällt, und daß die Position des Mittelpunktes des Mitnehmerkopfes gleichzeitig in etwa den Teilkreis der Mittelachse der Kolben tangiert.Significant for the kinematics according to the two cited documents, that is important for the kinematics of the objects of EP 0 964 997 B1 and JP 2003-269330 AA it is that the Mitnehmerkopf centrally coincides with the center of the sliding blocks of the piston, and that the position of the center of the driver head simultaneously tangent approximately to the pitch of the central axis of the piston.

Zu den vorstehend erwähnten ungünstigen Eigenschaften tritt hinzu, daß die Gegenstände der EP 0 964 997 B1 und der JP 2003-269330 AA sehr aufwendig konstruiert sind, was eine hohe Teilezahl und somit Kosten bedingt, wobei zusätzlich die Lagerung durch zwei Mitnehmer überbestimmt und somit verschleißanfällig ist und die Festigkeit der Bauteile insbesondere durch eine Lochlaibung der Welle eher gering einzuschätzen ist.In addition to the above-mentioned unfavorable properties, the objects of the EP 0 964 997 B1 and JP 2003-269330 AA are constructed very expensive, which requires a high number of parts and thus costs, in addition, the storage is overdetermined by two drivers and thus susceptible to wear and the strength of the components is rather low, especially by a hole reveal the shaft.

Ein weiterer Verdichter, der erheblich von den Gegenständen der vorstehend diskutierten Druckschriften abweicht, ist aus der DE 101 52 097 A1 bekannt. Beim Gegenstand gemäß der DE 101 52 097 A1 wird der Mitnehmer, insbesondere der kugelförmige Mitnehmerkopf, durch einen Gelenkstift oder Bolzen ersetzt. Dieser wird allerdings von außen in die Schwenkscheibe integriert und mit einer topfförmigen Mitnehmerscheibe befestigt, welche Bestandteil der Antriebswellenbaugruppe ist. Auch der Gegenstand der DE 101 52 097 A1 weist eine aufwendige Konstruktion auf, wobei zusätzlich zu beachten ist, daß in Abhängigkeit vom Kippwinkel eine große Unwucht auftreten kann. Dies fördert den Verschleiß des Verdichters und verringert damit dessen Lebensdauer.Another compressor, which differs significantly from the objects of the above-discussed publications is from the DE 101 52 097 A1 known. In the case of the object according to DE 101 52 097 A1 the driver, in particular the spherical driver head, is replaced by a hinge pin or bolt. However, this is integrated from the outside into the swash plate and secured with a cup-shaped drive plate, which is part of the drive shaft assembly. Also the subject of DE 101 52 097 A1 has a complex construction, and in addition it should be noted that a large imbalance may occur depending on the tilt angle. This promotes the wear of the compressor and thus reduces its life.

Ein weiterer Verdichter ist aus der FR 278 21 26 A1 bekannt, welcher einen Mitnehmer aufweist, der sich radial von der Antriebswelle aus erstreckt und in die Schwenkscheibe eingreift. Ähnlich wie bei der Lösung gemäß der DE 101 52 097 A1 , ist auch bei dieser Konstruktion die Schwenkscheibe am Mitnehmer in radialer Erstreckung fest gelagert. Darin liegt auch ein zentraler Unterschied in Bezug auf die Gegenstände der EP 0 964 997 B1 und der JP 2003-269330 AA. Während sich dort die Lagerstelle des Mitnehmerkopfes in der Schwenkscheibe relativ in der Führung (Bohrung) der Schwenkscheibe bewegt, weil die Schwenkscheibe in einem auf der Wellenachse liegenden Gelenk die Drehbewegung ausführt, wird bei den Konstruktionen gemäß der FR 278 21 26 A1 und der DE 101 52 097 A1 die Drehbewegung im seitlichen Gelenk der Schwenkscheibe realisiert.Another compressor is out of the FR 278 21 26 A1 known, which has a driver which extends radially from the drive shaft and engages in the swash plate. Similar to the solution according to the DE 101 52 097 A1 , In this construction, the swash plate is fixedly mounted on the driver in the radial direction. This is also a key difference in terms of the objects of EP 0 964 997 B1 and JP 2003-269330 AA. While there, the bearing point of the driver head in the swash plate moves relatively in the guide (bore) of the swash plate, because the swash plate in a lying on the shaft axis joint performs the rotational movement is in the structures according to the FR 278 21 26 A1 and the DE 101 52 097 A1 realized the rotational movement in the lateral joint of the swash plate.

In der unveröffentlichten und auf die Anmelderin zurückgehenden Patentanmeldung DE 102 00 404 1645 wird ein Mitnehmer (bestehend aus einem Stützelement, welches mit der Schwenkscheibe in Kontakt steht, und aus einem Kraftübertragungselement, welches mit der Antriebswelle und der Schwenkscheibe in Wirkeingriff steht) vorgeschlagen, der verschieblich in der Antriebswelle gelagert ist. Dadurch kann die Kraftübertragung zwischen dem Mitnehmerkopf und der Schwenkscheibe optimal ausgeführt werden (Kraftübertragung durch Flächenkontakt). Problematisch kann jedoch die Verschiebung des Mitnehmers in der Antriebswelle sein, da dort infolge des Biegemoments hohe Kräfte aufzunehmen sind und die Teile deshalb sehr steif ausgeführt sein müssen. Diese steife Ausführung bedingt eine erhöhte Masse des Verdichters.In the unpublished and assigned to the applicant patent application DE 102 00 404 1645 is a driver (consisting of a support member which is in contact with the swash plate, and a force transmission element which is in operative engagement with the drive shaft and the swash plate), which is slidably mounted in the drive shaft. As a result, the power transmission between the driving head and the swash plate can be optimally executed (power transmission through surface contact). However, the problem may be the displacement of the driver in the drive shaft, since there are high forces to be absorbed as a result of the bending moment and the parts must therefore be made very stiff. This rigid design requires an increased mass of the compressor.

Aus der DE 103 154 77 A1 ist ein Verdichter der Schwenkscheiben-/Mitnehmerbauart bekannt, bei dem der Mitnehmer kein Drehmoment überträgt. Dieses Merkmal trifft im übrigen auch für bevorzugte Ausführungsformen der DE 102 00 404 1645 zu. Die Mitnehmerfunktion beschränkt sich darauf, die axial auf die Schwenkscheibe einwirkenden Kolbenkräfte abzustützen, wobei das Drehmoment durch weitere, vom Mitnehmer unabhängige Elemente bereitgestellt wird. Dadurch wirken geringere Kräfte auf den Mitnehmer, da wie vorstehend erwähnt, kein Drehmoment übertragen wird. Der Vorteil dieses Konzepts liegt darin, daß die Kräfte bzw. die Flächenpressung infolge der anliegenden Kräfte (aufgrund der Tatsache, daß es sich relativ geringe Kräfte handelt) keine zu großen Deformationen am und im Mitnehmer bedingen, wodurch der Mitnehmer entsprechend leichtgewichtig gestaltet werden kann und das Verkippen der Schwenkscheibe relativ hysteresefrei bzw. bei relativ geringer Hysterese erfolgen kann. Unvorteilhaft kann es sich jedoch auswirken, daß der kugelförmige Mitnehmerkopf in einer relativ großen Ausnehmung der Schwenkscheibe liegt. Damit kann bzw. muß die Hertzsche Pressung durch eine Geometriepaarung Ebene/Kugel beschrieben werden, die relativ ungünstig ist, da sie eine hohe Hertzsche Pressung bedingt.From the DE 103 154 77 A1 a compressor of Schwenkscheiben- / Mitnehmerbauart is known in which the driver does not transmit torque. This feature also applies to preferred embodiments of the DE 102 00 404 1645 to. The driver function is limited to support the axial forces acting on the swash plate piston forces, the torque is provided by further, independent of the driver elements. As a result, lower forces act on the driver, since, as mentioned above, no torque is transmitted. The advantage of this concept is that the forces or the surface pressure due to the applied forces (due to the fact that it is relatively small forces) do not cause excessive deformation on and in the driver, whereby the driver can be designed according to lightweight and the tilting of the swash plate can be relatively hysteresis-free or at relatively low hysteresis. Disadvantageously, however, it may have the effect that the spherical driver head lies in a relatively large recess of the swash plate. Thus, the Hertzian pressure can be or must be described by a geometry pairing plane / ball, which is relatively unfavorable, since it requires a high Hertzian pressure.

Aus der ebenfalls unveröffentlichten und auf die Anmelderin zurückgehenden DE 10 2005 004 840 ist ein Verdichter bekannt, der hinsichtlich des Problems der Flächen pressung eine Verbesserung bietet. Der Gegenstand der DE 10 2005 004 840 weist ein mit einem Schwenkring in Eingriff stehendes Stützelement auf, wobei es zwischen dem Stützelement und dem Schwenkring zur Ausbildung eines Linienkontaktes kommt. Dies stellt im Vergleich zum vorstehend erläuterten Stand der Technik eine Verbesserung hinsichtlich der Hertzschen Pressung dar. Ebenso wirkt es sich vorteilhaft aus, daß beim Gegenstand der DE 10 2005 004 840 ein Antriebsmoment und ein Verdrehmoment von der Gaskraftstütze entkoppelt sind. Jedoch ist eine relativ große Aussparung in der Schwenkscheibe nötig, um so eine ausreichende Länge des Linienkontaktes zu gewährleisten und eine entsprechend niedrige Flächenpressung zu erreichen. Die große Aussparung in der Schwenkscheibe könnte infolge der zu übertragenden Gaskräfte zu Deformationen der Schwenkscheibe und somit zu Verschleiß führen. Ferner werden das Abregelverhalten der Schwenkscheibe (das abhängig ist vom Moment M_SW infolge des betreffenden relevanten Deviationsmomentes der rotierenden Massen und von dessen Zusammenspiel mit den Momenten der translatorisch bewegten Massen M_K,ges) und auch die Unwucht derselben durch eine große Aussparung nachteilhaft beeinflußt. Die Masse der Gaskraftstütze greift beim Gegenstand der DE 10 2005 004 840 nicht in das Deviationsmoment ein.From the also unpublished and attributed to the applicant DE 10 2005 004 840 a compressor is known which provides an improvement in terms of the problem of surface pressure. The object of DE 10 2005 004 840 has a supporting element engaging with a pivoting ring, there being a line contact between the supporting element and the pivoting ring. This represents an improvement with respect to the Hertzian pressure in comparison to the prior art explained above. Likewise, it is advantageous for the object of the DE 10 2005 004 840 a drive torque and a twisting torque are decoupled from the gas power support. However, a relatively large recess in the swash plate is necessary so as to ensure a sufficient length of the line contact and to achieve a correspondingly low surface pressure. The large recess in the swash plate could lead to deformation of the swash plate and thus wear due to the gas forces to be transmitted. Furthermore, the Abre behavior of the swash plate (which is dependent on the moment M _SW due to the relevant relevant Deviationmomentes of the rotating masses and its interaction with the moments of the translationally moving masses M _{K, ges} ) and also the imbalance thereof by a large recess adversely affected. The mass of the gas force support attacks the object of the DE 10 2005 004 840 not in the moment of deviation.

Aus der ebenfalls auf die Anmelderin zurückgehenden unveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2005 018 110 23 letztendlich ist ein Verdichter bekannt, dessen Kraftübertragungselement drehbar und/oder radial verschiebbar am Stützelement angelenkt ist. Dadurch ist ein Verdichter angegeben, dessen Stützelement großflächig Kräfte aufnehmen kann (was wiederum einer geringen Hertzschen Pressung entspricht), wobei eine Unwucht der Schwenkscheibe infolge der Lagerung und des Verkippens derselben und weiterer Teile, die den Masseneigenschaften der Schwenkscheibe zuzuordnen sind, über den gesamten Schwenkwinkelbereich und den gesamten Drehzahlbereich gering ist. Das Problem der Flächenpressungen ist beim Gegenstand der DE 10 2005 018 110 23 akzeptabel gelöst, wohingegen jedoch die in der besagten Anmeldung vorgeschlagene Konfiguration eine relativ große Baugröße bedingt. Eine Bestimmung der benötigten Durchmesser bzw. des Querschnittsprofils des Kraftübertragungselements (beispielsweise über eine Festigkeitsberechnung) und eine Bestimmung der möglichen Verformung (aufgrund der Möglichkeit des Verklemmens innerhalb der Führung) führt zu dem Ergebnis, daß eine Reduzierung der Baugröße eines derartigen Verdichters wünschenswert wäre. Da das Kraftübertragungselement in die Bohrung des Stützelements integriert wird und auch hierfür eine für ausreichende Festigkeit sorgende Restwandstärke vorzusehen ist, ergibt sich auch ein beträchtlicher Durchmesser des Stützelementes. Ein ähnliches Problem ergibt sich, wenn das Stützelement abschließend in die Schwenkscheibe bzw. den Schwenkring integriert wird. Damit bestimmt diese Art der Konfiguration die Höhe der Schwenkscheibe in nicht unbeträchtlichem Maße. Zur besseren Vorstellbarkeit sei in der Folge ein Beispiel angegeben: Eine Abschätzung der benötigten Festigkeiten bzw. der benötigten Dimensionen ergibt als Durchmesser für das Kraftübertragungselement 8 mm, für das Stützelement 14 mm (maximale Restwandstärke 3 mm) und für die Höhe der Schwenkscheibe 18 mm (maximale Restwandstärke 2 mm). Da die Höhe der Schwenkscheibe wesentlich den Brückenbereich des Kolbens, der die untere Gleitsteinaufnahme mit der oberen Gleitsteinaufnahme verbindet, beeinflußt, ist eine kompaktere Bauweise wünschenswert. Je größer der Brückenbereich ist, desto größer werden die auftretenden Biegemomente. Eine entsprechende Dimensionierung verhindert dies zwar, jedoch weist ein solcher Verdichter dann einen großen Gehäusedurchmesser auf.From the unpublished patent application, which is likewise based on the Applicant DE 10 2005 018 110 23 Finally, a compressor is known, the power transmission element is rotatably and / or radially displaceable articulated on the support element. As a result, a compressor is specified, the support element can absorb large areas of forces (which in turn corresponds to a low Hertzian pressure), with an imbalance of the swash plate due to the storage and tilting of the same and other parts that are assigned to the mass properties of the swash plate, over the entire swing angle range and the entire speed range is low. The problem of surface pressure is the subject of the DE 10 2005 018 110 23 however, the configuration proposed in the said application requires a relatively large size. A determination of the required diameters or cross-sectional profile of the force transmitting element (for example, via a strength calculation) and a determination of the possible deformation (due to the possibility of jamming within the guide) leads to the conclusion that it would be desirable to reduce the size of such a compressor. Since the force transmission element is integrated into the bore of the support element and for this purpose also provide a sufficient strength for restoring residual wall thickness, there is also a considerable diameter of the support element. A similar problem arises when the support member is finally integrated into the swash plate or the swivel ring. Thus, this type of configuration determines the height of the swash plate in not inconsiderable extent. For better visualization, an example is given below: An estimate of the required strength or the required dimensions gives 8 mm as the diameter for the force transmission element, 18 mm for the support element (maximum residual wall thickness 3 mm) and 18 mm (for the height of the swashplate). maximum residual wall thickness 2 mm). Since the height of the swashplate substantially affects the bridge area of the piston connecting the lower slider seat with the upper slide seat, a more compact design is desirable. The larger the bridge area, the greater the bending moments that occur. A corresponding dimensioning prevents this, but such a compressor then has a large housing diameter.

Ausgehend vom vorstehend erläuterten Stand der Technik ist es demnach Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verdichter anzugeben, bei dem die Lagerung zwischen Kraftübertragungselement und Stützelement so konfiguriert ist, daß einerseits eine geringe Verformung im Bereich der Lagerung gewährleistet ist, während gleichzeitig die Schwenkscheibe eine möglichst geringe Höhe aufweist, während eine gleichbleibend geringe Hertzsche Pressung bei der Kraftübertragung gewährleistet ist.outgoing from the above-explained state In technical terms, it is therefore the object of the present invention to provide a Specify compressor in which the storage between the power transmission element and support element is configured so that on the one hand ensures a small deformation in the storage area is while at the same time the swash plate has the lowest possible height, while a consistently low Hertzian pressure during power transmission guaranteed is.

Diese Aufgabe wird durch einen Verdichter mit den Merkmalen gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst, wobei bevorzugte Weiterentwicklungen und Ausführungsformen in den Unteransprüchen beschrieben sind.These Task is achieved by a compressor with the features according to the claim 1 solved, wherein preferred developments and embodiments in the subclaims described are.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung ist es demnach, daß das Stützelement in radialer Richtung und/oder senkrecht dazu, insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Antriebswellenachse, verschiebbar am Kraftübertragungselement angelenkt ist. Dies heißt in anderen Worten ausgedrückt, daß das Stützelement entlang einer Achse, oder insbesondere in einer Ebene verschiebbar sein kann. Dadurch kann ein im Gegensatz zum Stand der Technik kleineres Kraftübertragungselement zum Einsatz kommen, da die benötigte Festigkeit und Steifigkeit durch eine breite Lagerung bereitgestellt wird. Somit kann die gewünschte geringe Verformung auch in einer kleineren Bauform sichergestellt werden. Ferner ist auch die gewünschte geringe Hertzsche Pressung bei der Kraftübertragung gewährleistet.One essential point of the invention is therefore that the support element in the radial direction and / or perpendicular thereto, in particular in one direction perpendicular to the drive shaft axis, displaceable on the power transmission element is articulated. This means in other words, that this support element along an axis, or in particular in a plane displaceable can be. This can be a smaller in contrast to the prior art Power transmission element be used because the needed Strength and rigidity provided by a wide storage becomes. Thus, the desired low deformation ensured even in a smaller design become. Furthermore, the desired ensures low Hertzian pressure during power transmission.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stützelement zylinderbolzenförmig ausgebildet, wodurch eine optimale Hertzsche Pressung bei einem gleichzeitig einfachen kon struktiven Aufbau sichergestellt ist. Das Stützelement kann eine Nut aufweisen, mit der das Kraftübertragungselement in Wirkeingriff steht. Alternativ kann das Stützelement auch eine taschenförmige Aussparung aufweisen, wobei taschenförmig im Sinne der vorliegenden Anmeldung insbesondere eine rechteckförmige oder auch runde oder elliptische Aussparung im Stützelement bezeichnet. Dabei ist optional wenigstens der dem Stützelement zugewandte Endbereich des Kraftübertragungselements in Form eines Flachstahls, d.h. also mit einer annähernd rechteckförmigen Umfangskontur, ausgebildet. Dadurch ist ein sicherer Eingriff zwischen Stützelement und Kraftübertragungselement bei einem gleichzeitigen geringen konstruktiven Aufwand sichergestellt.In a preferred embodiment is the support element cylindrically shaped stud formed, whereby an optimal Hertzian pressure at a at the same time a simple constructive construction is ensured. The support element may have a groove with which the force transmitting element in operative engagement stands. Alternatively, the support element also a bag-shaped Have recess, wherein bag-shaped in the sense of the present Registration in particular a rectangular or round or elliptical recess in the support element designated. In this case, optionally at least the support element facing end portion of the power transmission element in the form of a flat steel, i. So with an approximately rectangular peripheral contour, educated. This is a secure engagement between the support element and power transmission element ensured a simultaneous low design effort.

Das Kraftübertragungselement kann ferner drehfest mit der Antriebswelle verbunden sein, was einen einfachen Aufbau eines erfindungsgemäßen Verdichters garantiert. Je nach den gewünschten bzw. benötigten Freiheitsgraden kann das Kraftübertragungselement selbstverständlich auch drehbar an bzw. in der Antriebswelle gelagert sein. Optional kann das Kraftübertragungselement auch Bestandteil der Antriebswelle bzw. in diese integriert sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kraftübertragungselement einstückig mit der Antriebswelle ausgebildet. Dies stellt eine funktionale Konstruktion bei gleichzeitig geringem konstruktivem Aufwand sicher.The Power transmission element can also be rotatably connected to the drive shaft, which is a simple construction of a compressor according to the invention guaranteed. Depending on the desired or required Degrees of freedom can be the force transmission element Of course Also be rotatably mounted on or in the drive shaft. optional can the power transmission element Also part of the drive shaft or be integrated into this. In a preferred embodiment is the power transmission element one piece formed with the drive shaft. This represents a functional Construction with low design effort safely.

Vorzugsweise dienen das Stützelement und das Kraftübertragungselement im wesentlichen nur zur axialen Abstützung der Kolben bzw. zu einer Gaskraftabstützung, während eine davon unabhängige Vorrichtung, insbesondere eine Gelenkverbindung zwischen Antriebswelle und Schwenkscheibe im wesentlichen nur der Drehmomentübertragung dient. Dadurch ist die Entkopplung von Antriebsdrehmoment und der Gaskraftabstützung sichergestellt.Preferably serve the support element and the power transmission element essentially only for the axial support of the piston or to a Gas force support, while an independent device, in particular a hinge connection between the drive shaft and the swash plate essentially only the torque transmission is used. This is the decoupling of drive torque and the gas force support ensured.

Bei einem erfindungsgemäßen Verdichter ist die Schwenkscheibe bevorzugt an einer längs der Antriebswelle axial verschieblich gelagerten Schiebehülse schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkscheibe über Antriebsbolzen mit der Schiebehülse und/oder der Antriebswelle verbunden ist. Dies stellt eine einfache Realisierung der Entkopplung zwischen Antriebsdrehmoment und Gaskraftabstützung sicher. Die Antriebsbolzen können in die Schiebehülse oder die Schwenkscheibe eingepreßt sein oder durch axiale Sicherungselemente oder Sprengringe in bzw. an derselben gesichert sein. Die Antriebsbolzen können in eine Aussparung, die insbesondere in Form einer Nut in der Antriebswelle vorliegen kann, hineinragen. Optional ist ein Verbindungselement, insbesondere in Form einer Paßfeder, zwischen Antriebswelle und Schiebehülse angeordnet, welches eine Übertragung von Kräften bzw. Momenten in radialer Richtung erlaubt und axial verschieblich auf der Antriebswelle gelagert ist. Das dem Stützelement abgewandte Ende des Kraftübertragungselementes kann auch durch die Antriebswelle hindurch und in einen Längsschlitz an der Schiebehülse hineinragen derart, daß durch das dem Stützelement abgewandte Ende des Kraftübertragungselementes ein Antriebsdrehmoment von der Antriebswelle auf die Schiebehülse übertragen wird. Die vorstehend genannten konstruktiven Merkmale sorgen für eine sichere Entkopplung zwischen Antriebsdrehmoment und Gaskraftabstützung, wodurch sowohl Kraftübertragungselement als auch Stützelement entsprechend „schlank" konstruiert werden können.at a compressor according to the invention the swash plate is preferably on a longitudinal axis of the drive shaft displaceably mounted sliding sleeve pivotally mounted, wherein the swashplate over Drive bolt with the sliding sleeve and / or the drive shaft is connected. This represents a simple realization the decoupling between drive torque and gas force support safely. The drive bolts can in the sliding sleeve or the swashplate be pressed or by axial securing elements or snap rings secured in or on the same. The drive bolts can in a recess, in particular in the form of a groove in the drive shaft may be present, protrude. Optionally, a connecting element, in particular in the form of a feather key, arranged between the drive shaft and sliding sleeve, which is a transmission of forces or moments in the radial direction allowed and axially displaceable is mounted on the drive shaft. The end of the support element facing away from the Power transmission element can also through the drive shaft and into a longitudinal slot on the sliding sleeve protrude in such a way that by that the support element opposite end of the power transmission element a drive torque transmitted from the drive shaft to the sliding sleeve becomes. The above constructive features ensure a safe Decoupling between drive torque and gas force support, which both power transmission element as well as support element be designed accordingly "slim" can.

Für einen sicheren Ubertrag des Drehdrehmomentes kann zwischen der Schiebehülse bzw. der Antriebswelle und der Schwenkscheibe auch eine anderweitig Vorrichtung, insbesondere in Form abgeflachter Kontaktflächen vorgesehen sein. Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß sowohl Ausführungsformen mit Schiebehülse als auch Ausführungsformen ohne Schiebehülse denkbar sind, so daß der Drehmomentübertrag einerseits je nach Ausführungsform zwischen einer entsprechenden Abflachung der Antriebswelle und einer dazu korrespondierenden Abflachung in der Schwenkscheibe als auch mittelbar oder unmittelbar über korrespondierende Abflachungen zwischen Antriebswelle und/oder Schiebehülse auf der einen Seite und der Schwenkscheibe auf der anderen Seite erfolgen kann. Dadurch wird ein sicherer Momenten-Übertrag gewährleistet.For one safe Ubertrag the rotational torque can between the sliding sleeve or the drive shaft and the swash plate also an otherwise device, be provided in particular in the form of flattened contact surfaces. It was mentioned at this point, that both embodiments with sliding sleeve as well as embodiments without sliding sleeve are conceivable, so that the Torque transmission on the one hand depending on the embodiment between a corresponding flattening of the drive shaft and a thereto corresponding flattening in the swash plate as well as indirectly or immediately above corresponding flattening between the drive shaft and / or sliding sleeve one side and the swashplate on the other side can. This ensures a safe torque transfer.

Das Stützelement ist optional in einer zylinderförmigen Aussparung, insbesondere in einer Bohrung in der Schwenkscheibe gelagert. Die Bohrung kann sich dabei senkrecht zur Antriebswellenachse erstrecken. Auch diese konstruktive Maßnahme stellt eine einfache Realisierungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen Verdichters sicher.The support element is optional in a cylindrical Recess, in particular in a bore in the swash plate stored. The bore may extend perpendicular to the drive shaft axis. Also this constructive measure represents a simple realization possibility of a compressor according to the invention for sure.

Vorzugsweise ist das Stützelement mit wenigstens einem Sprengring in der korrespondierenden Aussparung, insbesondere zylinderförmigen Aussparung in der Schwenkscheibe gesichert. Zusätzlich und/oder alternativ ist das Stützelement mit wenigstens einem mit einem Gewinde versehenen Befestigungselement in der korrespondierenden Aussparung in der Schwenkscheibe gesichert. Dabei kann es sich um eine Madenschraube handeln. Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß auch eine Kombination aus einem Sprengring und einer Madenschraube zur Sicherung des Stützelements denkbar ist. In einer konstruktiv bevorzugten Ausführungsform ist das wenigstens eine bzw. sind insbesondere zwei Befestigungselemente in der Aussparung in der Schwenkscheibe angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Befestigungselement in einer sich radial erstreckenden (gegebenenfalls zusätzlichen) Aussparung in der Schwenkscheibe angeordnet sein und sich in eine Aussparung, gegebenenfalls in eine weitere Nut im Stützelement hinein erstrecken, welche an demselben angeordnet ist. Die Nut ist vorzugsweise entlang der Längsachse des Stützelementes angeordnet. Dadurch ist bei einem geringen Kostenaufwand eine wirkungsvolle Befestigung sichergestellt.Preferably is the support element with at least one snap ring in the corresponding recess, in particular cylindrical recess secured in the swashplate. Additionally and / or alternatively is the support element with at least one threaded fastener secured in the corresponding recess in the swash plate. This may be a grub screw. It is this Point out that too a combination of a snap ring and a grub screw for Securing the support element is conceivable. In a constructively preferred embodiment this is at least one or in particular two fastening elements arranged in the recess in the swash plate. Alternatively or additionally the at least one fastening element can be in a radially extending (possibly additional) recess in the Swivel disk be arranged and in a recess, if necessary extend into another groove in the support element, which is arranged on the same. The groove is preferably along the longitudinal axis of the support element arranged. This is an effective at a low cost Fixing secured.

Das Kraftübertragungselement kann an seinem der Antriebswelle zugewandten Ende ringförmig bzw. hülsenförmig ausgebildet sein und mit Hilfe des ringförmigen bzw. hülsenförmigen Endes am Außendurchmesser der Antriebswelle gelagert, befestigt oder über die Antriebswelle gestülpt sein. Alternativ hierzu kann das Kraftübertragungselement auch mit einem ringförmigen bzw. hülsenförmigen Element in Wirkeingriff stehen, welches wiederum am Außendurchmesser der Antriebswelle gelagert bzw. angelenkt ist oder mit der Antriebswelle anderweitig in Wirkeingriff steht. Das Kraftübertragungselement kann, wenn es an seinem der Antriebswelle zugewandten Ende ringförmig bzw. hülsenförmig ausgebildet ist, in radialer Richtung durch eine Paßfeder an der Antriebswelle gesichert bzw. befestigt sein. Das Gleiche gilt natürlich auch, falls es sich um eine Komponente handelt, die aus einem Kraftübertragungselement und einem ringförmigen Element zusammengesetzt ist. Das Kraftübertragungselement bzw. das ringförmige/hülsenförmige Element kann ferner optional in axialer Richtung durch ein Maschinenelement, insbesondere in Form einer Nutmutter oder eines anderweitigen axialen Sicherungselementes an der Antriebswelle gesichert sein. Optional kann das ring- bzw. hülsenförmige Ende des Kraftübertragungselements bzw. das ring- bzw. hülsenförmige Element wenigstens eine sich in axialer Richtung erstreckende Nut aufweisen, in welche die Vorrichtung bzw. die Vorrichtungen zur Übertragung des Drehmomentes eingreift bzw. eingreifen. Wie bereits erläutert, handelt es sich hierbei in einer einfachen Ausführungsform um Antriebsbolzen, welche in die entsprechende Nut eingreifen. Bei der vorstehend beschriebenen konstruktiven Ausgestaltung handelt es sich um einen Aufbau, welcher nicht in die Antriebswelle und insbesondere nicht in die Stabilität der Antriebswelle eingreift. Dadurch, daß die Antriebswelle massiv konstruiert werden kann, kann einerseits der Radius im Gegensatz zu durchbohrten Antriebswellen verringert werden und andererseits durch die Verringerung des Radius eine Gewichtsersparnis und auch eine geringere Baugröße eines erfindungsgemäßen Verdichters realisiert werden.The force transmission element may be formed at its end facing the drive shaft annular or sleeve-shaped and mounted with the aid of the annular or sleeve-shaped end on the outer diameter of the drive shaft, fastened or slipped over the drive shaft. Alternatively, the force transmission element may be in operative engagement with an annular or sleeve-shaped element, which in turn mounted on the outer diameter of the drive shaft or ange is deflected or otherwise in operative engagement with the drive shaft. The power transmission element can, if it is annular or sleeve-shaped at its end facing the drive shaft, secured or fastened in the radial direction by a feather key on the drive shaft. The same is true of course, if it is a component composed of a power transmission element and an annular element. The force transmission element or the annular / sleeve-shaped element can also optionally be secured in the axial direction by a machine element, in particular in the form of a groove nut or other axial securing element on the drive shaft. Optionally, the ring-shaped or sleeve-shaped end of the force transmission element or the ring-shaped or sleeve-shaped element can have at least one groove extending in the axial direction into which the device or devices for transmitting the torque engages. As already explained, in a simple embodiment these are drive bolts which engage in the corresponding groove. In the constructive embodiment described above is a structure which does not engage in the drive shaft and in particular not in the stability of the drive shaft. The fact that the drive shaft can be massively constructed, on the one hand, the radius can be reduced in contrast to drilled drive shafts and on the other hand by reducing the radius weight savings and also a smaller size of a compressor according to the invention can be realized.

Zwischen dem Stützelement und dem Kraftübertragungselement kann ein Längenausgleich vorgesehen sein, der vorzugsweise in etwa radialer Richtung angeordnet ist. Dieser Längenausgleich kann neben einer Anlenkung des Stützelements am Kraftübertragungselement, welche eine Verschiebung des Stützelements in eine Richtung senkrecht zur Antriebswellenachse zuläßt, auch alternativ und/oder zusätzlich durch einen Teleskopmechanismus oder dergleichen implementiert sein.Between the support element and the power transmission element can be a length compensation be provided, which is preferably arranged in an approximately radial direction is. This length compensation can in addition to an articulation of the support element on the power transmission element, which is a displacement of the support element in a direction perpendicular to the drive shaft axis permits, too alternatively and / or additionally be implemented by a telescopic mechanism or the like.

Das Zentrum des Gelenks bzw. der Anlenkung zwischen Stützelement und Schwenkscheibe ist für kleine Auslenkwinkel der Schwenkscheibe bevorzugt radial weiter von der Antriebswellen-Mittelachse entfernt, als das Zentrum eines Gelenks, welches aus der Anlenkung des bzw. der Kolben an die Schwenkscheibe resultiert, von dieser entfernt ist. Für große Auslenkwinkel verschiebt sich die Geometrie vorzugsweise dahingehend, daß das Zentrum des Gelenks bzw. der Anlenkung des Stützelements an die Schwenkscheibe näher an die Antriebswellen-Mittelachse rückt als das Zentrum des Gelenks, welches die Anlenkung der Kolben an die Schwenkscheibe realisiert. Vorzugsweise sind die beiden vorstehend erwähnten Zentren der Gelenke für wenigstens einen, insbesondere für genau einen Kippwinkel bzw. Auslenkwinkel der Schwenkscheibe radial gleich weit von der Antriebswellen-Mittelachse entfernt. Die vorstehend erwähnten konstruktiven Merkmale sichern eine optimale Kinematik eines erfindungsgemäßen Verdichters.The Center of the joint or the articulation between the support element and swivel disk is for small deflection angle of the swash plate preferably radially further from the drive shaft center axis, as the center of a Joint, which from the articulation of the piston or to the swash plate results, is removed from this. Shifts for large deflection angles the geometry is preferably such that the center of the joint or the articulation of the support element the swashplate closer to the drive shaft center axis as the center of the joint, which realized the articulation of the piston to the swash plate. Preferably are the two mentioned above Centers of the joints for at least one, in particular for exactly a tilt angle or deflection angle of the swash plate radially equal far from the drive shaft centerline. The above mentioned constructive features ensure optimum kinematics of a compressor according to the invention.

Die Mittelachse des Stützelements bzw. des Kraftübertragungselements schließt mit der Antriebswellen-Mittelachse für alle Auslenkwinkel der Schwenkscheibe bevorzugt einen Winkel ein, welcher ungleich 90° ist. Dies heißt in anderen Worten ausgedrückt, daß die Mittelachse des Stützelements bzw. des Kraftübertragungselements unter einem Winkel an der Schwenkscheibe angeordnet ist, welcher für alle Auslenkwinkel derselben größer als 0° ist. In einer optimierten Bauform eines erfindungsgemäßen Verdichters kann der mittlere Auslenkwinkel der Schwenkscheibe in etwa der halben Differenz von maximalem Winkel, unter dem die Mittelachse des Stützelements bzw. des Kraftübertragungselements an der Schwenkscheibe angeordnet ist, und minimalem Winkel, unter welchem die Mittelachse des Stützelements bzw. des Kraftübertragungselements an der Schwenkscheibe angeordnet ist, entsprechen. Die beiden vorstehend beschriebenen konstruktiven Ausgestaltungen führen zu einer vorteilhaften Schadraumcharakteristik.The Center axis of the support element or the force transmission element includes with the drive shaft center axis for all deflection angle of the swash plate preferably an angle which is not equal to 90 °. This means in others In words, that the Center axis of the support element or of the power transmission element is arranged at an angle to the swash plate, which for all Deflection angle of the same greater than 0 ° is. In an optimized design of a compressor according to the invention, the average Deflection angle of the swash plate in about half the difference of maximum angle, below which the central axis of the support element or the force transmission element is arranged on the swash plate, and minimum angle, under which the center axis of the support element or the force transmission element is arranged on the swash plate, correspond. The two above described constructive embodiments lead to an advantageous Clearance volume characteristic.

Der radiale Abstand des Gelenkes zwischen dem Stützelement und dem Kraftübertragungselement, genauer gesagt der radiale Abstand des Zentrums des besagten Gelenkes, ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform für kleine Auslenkwinkel der Schwenkscheibe von der Antriebswellen-Mittelachse größer, als der radiale Abstand des Zentrums der Kolbengelenke von der Antriebswellen-Mittelachse ist. Die Summe der Momente infolge der translatorisch bewegten Massen wie etwa Kolben, Gleitsteine usw. und infolge der rotatorisch bewegten Massen (Schwenkscheibe usw.) ist bevorzugt für alle Auslenkwinkel, insbesondere für große Auslenkwinkel und des weiteren insbesondere für den maximalen Auslenkwinkel der Schwenkscheibe in etwa konstant. Bevorzugt ist die Summe der Momente konstant 0. Dies sorgt für die gewünschte Regelcharakteristik des erfindungsgemäßen Verdichters.Of the radial distance of the joint between the support element and the force transmission element, more precisely, the radial distance of the center of said joint, is in a further preferred embodiment for small Deflection angle of the swash plate of the drive shaft center axis bigger, than the radial distance of the center of the piston joints from the drive shaft center axis is. The sum of the moments due to the translationally moving masses such as pistons, sliding blocks, etc. and due to the rotationally moving masses (Swash plate, etc.) is preferred for all deflection angle, in particular for large deflection angles and further especially for the maximum deflection angle of the swash plate is approximately constant. Preferably, the sum of the moments is constant 0. This provides the desired control characteristic the compressor according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend in Hinsicht auf weitere Vorteile und Merkmale beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:The Invention will be described below with regard to further advantages and Features by way of example and with reference to the enclosed Drawings described. The drawings show in:

1 einen Schwenkscheibenmechanismus einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters in Explosionsdarstellung; 1 a swashplate mechanism of a preferred embodiment of a compressor according to the invention in an exploded view;

2a + b die bevorzugte Ausführungsform gemäß 1 bei einem minimalen Auslenkwinkel der Schwenkscheibe (a) und bei einem maximalen Auslenkwinkel der Schwenkscheibe (b); 2a + b the preferred embodiment according to 1 at a minimum deflection angle of the swash plate (a) and at a maximum deflection angle of the swash plate (b);

3a + b eine schematische Darstellung, die die Möglichkeiten zur Montage der Schwenkscheibe eines erfindungsgemäßen Verdichters darstellt; 3a + b is a schematic representation illustrating the possibilities for mounting the swash plate of a compressor according to the invention;

4a–c eine schematische Darstellung eines Schwenkscheibenmechanismus gemäß der bevorzugten Ausführungsform, welche einen Schwenkzyklus darstellt; 4a C is a schematic representation of a swashplate mechanism according to the preferred embodiment illustrating a swivel cycle;

5 ein Beispiel für eine Schadraumcharakteristik; 5 an example of a dead space characteristic;

6 eine Übersicht über die Momente infolge der translatorisch bewegten Massen, infolge des Deviationsmoments der Schrägscheibe und über die Summe der resultierenden Momente, jeweils in Abhängigkeit des Kippwinkels der Schrägscheibe; 6 an overview of the moments due to the translationally moving masses, as a result of the deviation moment of the swash plate and the sum of the resulting moments, in each case depending on the tilt angle of the swash plate;

7 eine qualitative Darstellung der Regelcharakteristik der bevorzugten Ausführungsform für einen bestimmten Betriebspunkt und verschiedene Drehzahlen; und 7 a qualitative representation of the control characteristic of the preferred embodiment for a specific operating point and different speeds; and

8a–e eine Darstellung verschiedener Möglichkeiten, die Anlenkung des Kraftübertragungselements an das Stützelement zu sichern. 8a A representation of various ways to secure the articulation of the power transmission element to the support element.

Die bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters umfaßt (nicht in den Zeichnungen dargestellt) ein Gehäuse, einen Zylinderblock und einen Zylinderkopf. Im Zylinderblock sind Kolben axial hin- und herbewegbar gelagert. Der Antrieb des Verdichters erfolgt über eine Riemenscheibe mittels einer Antriebswelle 1. Bei dem hier beschriebenen Verdichter handelt es sich um einen Verdichter mit variablem Kolbenhub, wobei der Kolbenhub durch eine Druckdifferenz, die durch die Drücke auf einer Sauggasseite und in einer Triebwerkskammer definiert ist, geregelt wird. Je nach der Größe der Druckdifferenz wird eine Schwenkscheibe in Form eines Schwenkrings 2 mehr oder weniger aus ihrer bzw. seiner vertikalen Lage ausgelenkt bzw. verschwenkt. Je größer der daraus resultierende Schwenkwinkel bzw. Auslenkwinkel ist, desto größer ist der Kolbenhub und dementsprechend wird ein um so höherer Druck an einer Auslaßseite des Verdichters bereitgestellt.The preferred embodiment of a compressor according to the invention comprises (not shown in the drawings) a housing, a cylinder block and a cylinder head. In the cylinder block pistons are mounted axially movable back and forth. The drive of the compressor via a pulley by means of a drive shaft 1 , The compressor described herein is a variable piston stroke compressor, wherein the piston stroke is regulated by a pressure differential defined by the pressures on a suction gas side and in an engine chamber. Depending on the size of the pressure difference is a swash plate in the form of a swivel ring 2 more or less deflected or pivoted out of its or its vertical position. The greater the resulting swivel angle or deflection angle, the larger the piston stroke and, correspondingly, the higher the pressure on an outlet side of the compressor.

Aus 1 ist ersichtlich, daß der Schwenkscheibenmechanismus der bevorzugten Ausführungsform die Antriebswelle 1, den Schwenkring 2, eine Schiebehülse 3, die auf der Antriebswelle 1 axial gegen die Wirkung eines elastischen Elementes in Form einer ring- bzw. schneckenförmigen Paß- bzw. Rückstellfeder 4 gelagert ist, sowie ein Stützelement 5 und ein Kraftübertragungselement 6 umfaßt. Das Stützelement 5 ist sowohl radial als auch (in einer Richtung senkrecht zur Antriebswellenachse) senkrecht dazu verschiebbar am Kraftübertragungselement 6 angelenkt, was bedeutet, daß das Stützelement 5 in einer Ebene (und nicht nur entlang einer Achse) verschiebbar gelagert ist. Das Stützelement 5 ist zylinderbolzenförmig ausgebildet und weist eine Nut 7 auf, mittels derer das Stützelement 5 mit dem Kraftübertragungselement 6 in Wirkeingriff steht. Dazu ist das dem Stützelement 5 zugewandte Ende bzw. ist der dem Stützelement 5 zugewandte Endbereich des Kraftübertragungselements 6 in Form eines Flachstahls ausgebildet. Dies heißt also, daß der besagte Endbereich des Kraftübertragungselements 6 eine annähernd rechteckförmige Umfangskontur aufweist. Dieser annähernd rechteckförmig ausgebildete Endbereich steht mit der Nut 7 des Stützelements 5 in Eingriff. Der Vorteil der Konstruktion des Kraftübertragungselements 6 und des Stützelements 5 und insbesondere deren Lagerung ineinander liegt darin, daß der Flachstahl nicht zu hoch bauen muß; die Festigkeit und Steifigkeit (geringe Verformung) wird durch die Breite der Lagerung bereitgestellt. In einem mittleren Bereich nimmt die Stärke des Kraftübertragungselements 6 zu, während es an seinem der Antriebswelle 1 zugewandten Ende hülsenförmig ausgebildet ist. Mit Hilfe des hülsenförmigen Teils 8 des Kraftübertragungselements 6 ist selbiges an der Antriebswelle 1 gelagert bzw. befestigt. Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform das Kraftübertragungselement 6 einstückig und auch einstoffig mit dem hülsenförmigen Teil 8 ausgebildet ist. Alternativ könnte es sich natürlich beim Kraftübertragungselement 6 und dem hülsenförmigen Teil 8 um zwei verschiedene Bauteile (gegebenenfalls sogar aus unterschiedlichen Materialien) handeln. Ferner sei an dieser Stelle angemerkt, daß das Kraftübertragungselement 6 bzw. der hülsenförmige Teil 8 des Kraftübertragungselements 6 zwei Aussparungen in Form von Nuten 9 aufweist.Out 1 It can be seen that the swash plate mechanism of the preferred embodiment, the drive shaft 1 , the swivel ring 2 , a sliding sleeve 3 on the drive shaft 1 axially against the action of an elastic element in the form of an annular or helical fitting or return spring 4 is stored, and a support element 5 and a power transmission element 6 includes. The support element 5 is both radially and (in a direction perpendicular to the drive shaft axis) perpendicular to the force transmission element displaceable 6 hinged, which means that the support element 5 is slidably mounted in a plane (and not just along an axis). The support element 5 is cylindrical bolt-shaped and has a groove 7 on, by means of which the support element 5 with the power transmission element 6 is in operative engagement. This is the support element 5 facing end or is the support element 5 facing end portion of the power transmission element 6 formed in the form of a flat steel. This means that the said end region of the force transmission element 6 has an approximately rectangular peripheral contour. This approximately rectangular shaped end region is connected to the groove 7 of the support element 5 engaged. The advantage of the construction of the power transmission element 6 and the support element 5 and in particular their storage inside each other is that the flat steel does not have to build too high; the strength and rigidity (low deformation) is provided by the width of the bearing. In a middle area, the strength of the power transmission element decreases 6 too, while at its the drive shaft 1 facing end is sleeve-shaped. With the help of the sleeve-shaped part 8th of the power transmission element 6 is the same at the drive shaft 1 stored or attached. It should be noted at this point that in the present preferred embodiment, the power transmission element 6 one-piece and one-piece with the sleeve-shaped part 8th is trained. Alternatively, it could of course be the power transmission element 6 and the sleeve-shaped part 8th to act on two different components (possibly even from different materials). It should also be noted at this point that the force transmission element 6 or the sleeve-shaped part 8th of the power transmission element 6 two recesses in the form of grooves 9 having.

Da der Innendurchmesser der Feder 4 größer ist als der Außendurchmesser des hülsenförmigen Teils 8 des Kraftübertragungselements 6, kann das hülsenförmige Teil 8 in zusammengebautem Zustand des Schwenkscheibenmechanismus unter die Feder 4 geschoben werden. Das heißt also, daß das hülsenförmige Teil 8 über die Antriebswelle 1 gestülpt und radial durch die Feder 4 auf der Antriebswelle 1 fixiert wird. Auf der der Feder 4 abgewandten Seite des Kraftübertragungselements 6 wird dann die Schiebhülse 3, welche eine zum Kraftübertragungselement 6 korrespondierende Aussparung 10 aufweist, über die Antriebswelle 1 gestülpt. Die Schiebehülse 3 weist ferner zwei Aussparungen in Form von Bohrungen 11 auf. Axial werden das Kraftübertragungselement 6 sowie die Schiebehülse 3 durch eine Nutmutter 12 (vgl. 2) auf der Antriebswelle 1 gesichert. Für ein besseres Startverhalten des Verdichters ist auf der Antriebswelle 1 ferner eine Tellerfeder 23 angeordnet, welche dafür Sorge trägt, daß der Verdichter nicht bei einem minimalen Auslenkwinkel des Schwenkrings 2 startet. Ferner sind auf der Antriebswelle 2 Anschläge in Form von Anschlagscheiben 24, 25 angeordnet, welche den Auslenkwinkel des Schwenkrings begrenzen. Die Anschlagscheibe 24 dient als Anschlag für einen minimalen Auslenkwinkel, während die Anschlagscheibe 25 als Anschlag für einen maximalen Auslenkwinkel des Schwenkrings 2 dient.As the inner diameter of the spring 4 larger than the outer diameter of the sleeve-shaped part 8th of the power transmission element 6 , can the sleeve-shaped part 8th in the assembled state of the swashplate mechanism under the spring 4 be pushed. So that means that the sleeve-shaped part 8th over the drive shaft 1 slipped and radially through the spring 4 on the drive shaft 1 is fixed. On the pen 4 opposite side of the power transmission element 6 then becomes the sliding sleeve 3 , which is a force transmission element 6 corresponding recess 10 has, over the drive shaft 1 slipped. The sliding sleeve 3 also has two recesses in the form of holes 11 on. Axial become the power transmission element 6 as well as the sliding sleeve 3 through a groove nut 12 (see. 2 ) on the drive shaft 1 ge guaranteed. For a better starting behavior of the compressor is on the drive shaft 1 also a plate spring 23 arranged, which ensures that the compressor is not at a minimum deflection angle of the pivot ring 2 starts. Further, on the drive shaft 2 Stops in the form of stop discs 24 . 25 arranged, which limit the deflection angle of the pivot ring. The stop disc 24 serves as a stop for a minimum deflection angle while the stop disc 25 as a stop for a maximum deflection angle of the swivel ring 2 serves.

Das Stützelement 5 ist in einer zylinderförmigen Aussparung in Form einer Bohrung 13 im Schwenkring 2 gelagert. Die Bohrung 13 erstreckt sich senkrecht zur Antriebswellenachse. Die Sicherung des Stützelements 5 im Schwenkring 2 erfolgt mittels zweier Sprengringe 14.The support element 5 is in a cylindrical recess in the form of a bore 13 in the swivel ring 2 stored. The hole 13 extends perpendicular to the drive shaft axis. The securing of the support element 5 in the swivel ring 2 done by means of two snap rings 14 ,

Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß das Kraftübertragungselement 6, welches in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform drehfest mit der Antriebswelle 1 verbunden ist, in anderen Ausführungsformen auch drehbar mit derselben in Wirkeingriff stehen kann. Weiterhin sei an dieser Stelle angemerkt, daß durch die hülsenförmige Ausbildung bzw. den hülsenförmigen Teil 8 des Kraftübertragungselements 6 die Antriebswelle 1 nicht durchbrochen wird und somit entsprechende Stabilität aufweist. Die lichte Weite der Bohrung des Schwenkrings 2 ist mindestens geringfügig größer als die korrespondierende Erstreckung des Kraftübertragungselements 6.It should be noted at this point that the force transmission element 6 , which in the present preferred embodiment, rotationally fixed to the drive shaft 1 is connected, in other embodiments can also be rotatable with the same in operative engagement. It should also be noted at this point that through the sleeve-shaped training or the sleeve-shaped part 8th of the power transmission element 6 the drive shaft 1 is not broken and thus has corresponding stability. The clear width of the bore of the swivel ring 2 is at least slightly larger than the corresponding extent of the force transmission element 6 ,

Bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform ist der Mechanismus aus Stützelement 5 und Kraftübertragungselement 6 nicht dazu bestimmt, das Drehmoment von der Welle auf die Schrägscheibe in Form des Schwenkrings 2 zu übertragen. Die Lagerstellen zwischen Stützelement 5 und Kraftübertragungselement 6, zwischen Kraftübertragungselement 6 und Antriebswelle 1 und zwischen Stützelement 5 und Schwenkring 2 sind nicht dazu ausgelegt, Drehmoment zu übertragen. Es entfällt demnach eine Art Mitnehmerfunktion für das Stützelement 5 und das Kraftübertragungselement 6. Das ist aus Gründen der Hysterese bewußt so gewählt, d.h. das Verkippen des Schwenkrings 2 und die Drehmomentübertragung werden funktional voneinander entkoppelt. Der Mechanismus aus Kraftübertragungselement 6 und Stützelement 5 nimmt im wesentlichen die Kolbenkräfte auf. Das Drehmoment wiederum wird von der Antriebswelle 1 an den Schwenkring 2 durch ein auf der Antriebswellenmittelachse bereitgestelltes Kippgelenk (realisiert durch Antriebsbolzen 15) übertragen. Die das Drehmoment zwischen der Schiebehülse 3 und dem Schwenkring 2 übertragenden Antriebsbolzen 15 sind am Schwenkring mit Sprengringen 16 arretiert bzw. gesichert. Der Schwenkring 2 weist Abflachungen 17 auf, welche zu Abflachungen 18 an der Schiebehülse 3 korrespondierenden. Prinzipiell ist in anderen Ausführungsformen auch denkbar, daß die Schiebehülse 3 entfällt und die Drehmomentübertragung in einer beliebigen Form zwischen Antriebswelle und Schwenkring 2 direkt stattfindet (z.B. über Abflachungen an der Antriebswelle 1 und dem Schwenkring 2).In the present preferred embodiment, the mechanism is of support member 5 and power transmission element 6 not intended to torque from the shaft to the swash plate in the form of the swivel ring 2 transferred to. The bearings between support element 5 and power transmission element 6 , between power transmission element 6 and drive shaft 1 and between support element 5 and swivel ring 2 are not designed to transmit torque. It therefore eliminates a kind of driving function for the support element 5 and the power transmission element 6 , This is deliberately chosen for reasons of hysteresis, ie the tilting of the swivel ring 2 and the torque transfer are functionally decoupled from each other. The mechanism of power transmission element 6 and support element 5 essentially absorbs the piston forces. The torque in turn is from the drive shaft 1 to the swivel ring 2 by a tilting joint provided on the drive shaft central axis (realized by drive bolts 15 ) transfer. The torque between the sliding sleeve 3 and the swivel ring 2 transmitting drive bolts 15 are on the swivel ring with snap rings 16 arrested or secured. The swivel ring 2 indicates flattening 17 which leads to flattening 18 on the sliding sleeve 3 corresponding. In principle, it is also conceivable in other embodiments that the sliding sleeve 3 eliminates and the torque transmission in any form between the drive shaft and swivel ring 2 takes place directly (eg via flats on the drive shaft 1 and the swivel ring 2 ).

Durch die Entkopplung der Drehmomentübertragung und der Gaskraftabstützung kann erreicht werden, daß neben der Möglichkeit, das Stützelement 5 und das Kraftübertragungselement 6 entsprechend klein zu dimensionieren, eine optimierte Flächenpressung, insbesondere zwischen Kraftübertragungselement 6 und Stützelement 5 sowie zwischen Stützelement 5 und Schwenkring 2 erreicht werden. Dadurch und durch die erfindungsspezifische Bauweise von Stützelement 5 und Kraftübertragungselement 6 bzw. durch die erfindungsspezifische Anlenkung zwischen Kraftübertragungselement 6 und Stützelement 5 kann eine kompakte Bauform des Verdichters erreicht werden.By decoupling the torque transmission and the gas power support can be achieved that in addition to the possibility of the support element 5 and the power transmission element 6 to dimension correspondingly small, an optimized surface pressure, in particular between the power transmission element 6 and support element 5 as well as between support element 5 and swivel ring 2 be achieved. Thereby and by the invention-specific design of support element 5 and power transmission element 6 or by the invention-specific articulation between the power transmission element 6 and support element 5 a compact design of the compressor can be achieved.

In den 2a und b ist die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdichters nochmals in zusammengebautem Zustand für einen Winkel minimaler Auslenkung (2a) und einen Winkel maximaler Auslenkung (2b) dargestellt. In 2a ist mit „V" die Position des Gelenkes mit Nut, das heißt also die Position des von Stützelement 5 und Kraftübertragungselement 6 gebildeten Gelenkes angedeutet, während „U" die Position des Kolbens repräsentiert. Durch die erfindungsgemäße Konfigu ration von Stützelement 5 und Kraftübertragungselement 6 ist sowohl möglich, daß der Radius U dem Radius V entspricht, als auch daß U kleiner ist als V, sowie auch daß U größer ist als V. Durch die große Zahl von Freiheitsgraden kommt es zu einer niedrigen Hertzschen Pressung sowie zu einem geringen Verschleiß, da kein Verklemmen auftritt.In the 2a and b is the preferred embodiment of the compressor according to the invention again in the assembled state for a minimum deflection angle (FIG. 2a ) and an angle of maximum deflection ( 2 B ). In 2a is with "V" the position of the joint with groove, that is, the position of the support element 5 and power transmission element 6 formed by the joint formed, while "U" represents the position of the piston 5 and power transmission element 6 is both possible that the radius U corresponds to the radius V, as well as that U is less than V, and also that U is greater than V. Due to the large number of degrees of freedom it comes to a low Hertzian pressure and low wear, since no jamming occurs.

In 3a ist die Montage der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdichters dargestellt. Da der Durchmesser des Kraftübertragungselements 6 einschließlich dem hülsenförmigen Teil 8 größer ist als die Bohrung im Schwenkring 2, wird der Schwenkring 2 in einer schrägen Lage über das Kraftübertragungselement 6 gestülpt und anschließend in eine Position senkrecht dazu verbracht, wodurch das Kraftübertragungselement 6 in die Aussparung 13 hineinbewegt wird. Falls der Durchmesser der Bohrung im Schwenkring wie in einer weiteren, hier nicht näher beschriebenen bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters größer ist als der Durchmesser des Kraftübertragungselements 6 (vgl. hierzu 3b), kann der Schwenkring 2 senkrecht über das Kraftübertragungselement 6 gestülpt und durch eine seitwärtige Bewegung mit demselben bzw. dem Stützelement 5 in Wirkeingriff gebracht werden.In 3a the assembly of the preferred embodiment of the compressor according to the invention is shown. As the diameter of the power transmission element 6 including the sleeve-shaped part 8th is larger than the hole in the swivel ring 2 , the swivel ring becomes 2 in an oblique position over the power transmission element 6 slipped and then placed in a position perpendicular to it, whereby the force transmission element 6 in the recess 13 is moved in. If the diameter of the bore in the swivel ring is larger than the diameter of the force transmission element, as in a further preferred embodiment of a compressor according to the invention which is not described here in greater detail 6 (cf 3b ), the swivel ring 2 perpendicular over the power transmission element 6 slipped and by a seitwärtige movement with the same or the support element 5 be brought into action.

In 4a ist eine schematische Darstellung einer Schwenkscheibeneinheit eines erfindungsgemäßen Verdichters für große Auslenkwinkel gezeigt; in den 4b und 4c sind des weiteren Ausschnitte aus der 4a für von der 4a abweichende Auslenkwinkel des Schwenkrings 2 dargestellt (mittlerer und kleiner Auslenkwinkel). Die Kinematik des Verdichters berücksichtigt die Lage der Gleitsteine der Kolben durch das Zentrum bei C und die Lage des Stützelementes 5 bei B. Der Abstand zwischen C und B ist eine Momentaufnahme, welche vom Auslenkwinkel abhängig ist. Für große Auslenkwinkel ergibt sich (vgl. 4a) eine Stellung des Schwenkrings 2, bei der das Zentrum B des Stützelements 5 im Schwenkring innerhalb des Kreiszylinders b liegt, auf dem die Kolbenmittenachsen liegen. Bei einem mittleren Auslenkwinkel (vgl. 4b) fällt das Zentrum B des Stützelements 5 im Schwenkring 2 mit dem Zentrum des Kolbengelenks bzw. mit dem Kreiszylinder, auf dem die Zentren der Kolbengelenke liegen, zusammenfällt. In 4c schließlich (welche zu einem kleinen Schwenkwinkel korrespondiert) liegt das Zentrum B des Stützelements 5 radial außerhalb des Kreiszylinders b. auf dem die Kolbenmittenachsen liegen. B und C können also bei der bevorzugten Ausführungsform sowohl zusammenfallen, als es auch der Fall sein kann, daß B links oder rechts einer Achse b, welche durch C verläuft, zu liegen kommt. Im einzelnen bedeuten die Bezeichnungen in 4a bis 4c folgendes:

A: Gelenk (Zentrum) des Schwenkrings 2 auf der Antriebswellenführung;
B: Gelenk (Zentrum) des Stützelementes 5 im Schwenkring 2;
C: Zentrum des Kolbengelenks (Gleitstein) für den Kolben, welcher sich in der oberen Totpunktslage befindet;
D: Schnittpunkt der Achse des Stützelements 5 mit der Antriebswellenachse;
E: Schnittpunkt der Antriebswellen-Mittelachse mit ihrer lotrechten Verbindung mit dem Zentrum C;
F: Schnittpunkt der Antriebswellen-Mittelachse mit ihrer lotrechten Verbindung mit dem Zentrum B;
G: Schnittpunkt der Achse b mit der Achse e;
a: Antriebswellen-Mittelachse;
b: Mittelachse des Kolbens und des Zylinders für den Kolben (Zylinder), welcher sich in der oberen Totpunktslage befindet (in der Regel werden fünf, sechs oder sieben Kolben verwendet);
c: Mittellinie des Schwenkrings 2, auf der sich (bevorzugt) die Zentren B und C befinden;
d: Stützelement- bzw. Kraftübertragungselement-Mittelachse;
e: lotrechte Verbindung von der Antriebswellen-Mittelachse mit dem Zentrum B;
f: lotrechte Verbindung von der Antriebswellen-Mittelachse mit dem Zentrum C;
α: Kippwinkel des Stütz- bzw. Kraftübertragungselements (konstant; konstruktiv gewählt)
β: Kippwinkel des Schwenkrings 2.

In 4a is a schematic representation of a swash plate unit of a compressor according to the invention for large deflection shown; in the 4b and 4c are further excerpts from the 4a for of the 4a deviating deflection angle of the swivel ring 2 represented (medium and small deflection angle). The kinematics of the compressor takes into account the position of the sliding blocks of the pistons through the center at C and the position of the support element 5 at B. The distance between C and B is a snapshot, which depends on the deflection angle. For large deflection angles results (see. 4a ) a position of the pivot ring 2 in which the center B of the support element 5 is located in the pivot ring within the circular cylinder b, on which lie the piston center axes. At a medium deflection angle (cf. 4b ) falls the center B of the support element 5 in the swivel ring 2 coincides with the center of the piston joint or with the circular cylinder on which the centers of the piston joints lie. In 4c finally (which corresponds to a small pivoting angle) is the center B of the support element 5 radially outside of the circular cylinder b. on which the piston center axes lie. Thus, B and C may both coincide in the preferred embodiment, as may be the case that B comes to lie to the left or right of an axis b passing through C. Specifically, the terms in 4a to 4c following:

A: Joint (center) of the swivel ring 2 on the drive shaft guide;
B: Joint (center) of the support element 5 in the swivel ring 2 ;
C: Center of the piston joint (sliding block) for the piston, which is in the top dead center position;
D: Intersection of the axis of the support element 5 with the drive shaft axis;
e: Intersection of the drive shaft center axis with its perpendicular connection to the center C;
F: Intersection of the drive shaft center axis with its perpendicular connection to the center B;
G: Intersection of the axis b with the axis e;
a: Drive shaft central axis;
b: Central axis of the piston and the cylinder for the piston (cylinder), which is in the top dead center position (usually five, six or seven pistons are used);
c: Centerline of the swivel ring 2 containing (preferred) centers B and C;
d: Support element or power transmission element center axis;
e: perpendicular connection from the drive shaft center axis to the center B;
f: perpendicular connection from the drive shaft center axis to the center C;
α: Tilt angle of the support or force transmission element (constant, constructively selected)
β: Tilt angle of the swivel ring 2 ,

Wird der Schwenkring 2 in bezug auf eine Ausgangslage stärker verschwenkt, so bewegt sich der Mittelpunkt des Gelenkes B auf die Antriebswellen-Mittelachse a zu; dadurch verkürzt sich die Strecke B-D. Der für die Variation der Streckenlänge nötige Freiheitsgrad ergibt sich aus der erfindungsgemäßen Anlenkung des Stützelements 5 an das Kraftübertragungselement 6. Die Strecke B-D ist die Hypotenuse des Dreiecks BDF. Die Katheten D-F und F-B des rechtwinkligen Dreiecks verkürzen sich ebenfalls. Für den Schadraum, welcher normalerweise minimiert werden soll, ist die Strecke D-F von großer Bedeutung.Will the swivel ring 2 more pivoted with respect to a starting position, the center of the joint B moves to the drive shaft center axis a; this shortens the distance BD. The necessary for the variation of the route length degree of freedom results from the articulation of the support element according to the invention 5 to the power transmission element 6 , The distance BD is the hypotenuse of the triangle BDF. The catheters DF and FB of the right-angled triangle also shorten. For the dead space, which should normally be minimized, the distance DF is of great importance.

Bedeutsam ist weiterhin das (rechtwinklige) Dreieck BCG. Bewegt sich der Mittelpunkt des Gelenkes B auf die Wellenachse A zu, so vergrößert sich das Dreieck BCG (gegenläufiger Effekt wie bei dem Dreieck BDF, welches sich verkleinert). Neben der Strecke D-F ist auch die Strecke C-G für den Schadraum von Bedeutung. Betreffend die beiden vorgenannten Strecken treten beim Verschwenken des Schwenkrings 2 zwei gegenläufige Effekte auf, die man zur gegenseitigen Kompensation gut nutzen kann, sofern die Parameter entsprechend gewählt werden. Dabei ist es vorteilhaft, das Stützelement 5 bzw. das Kraftübertragungselement 6 unter einem Winkel α (welcher ungleich 0° ist) anzuordnen, um überhaupt einen Effekt (Dreieck BDF) bereitzustellen, der dem Effekt infolge des Dreiecks BCG entgegenwirkt. Der Effekt durch BCG läßt sich nur beeinflussen, aber nie vermeiden (wie auch bei BDF), da sich die Lagerstellen C und B je nach Kippwinkel relativ zueinander bewegen. Der resultierende Schadraum für die jeweilige Konstruktion ist proportional zum Verlauf der „CG + DF"-Kurve. In 5 finden sich die Überlegungen zur Schadraumcharakteristik für einen Winkel der Gastkraftstütze (zusammengesetzt aus Stützelement 5 und Kraftübertragungselement 6) von 9°, den diese mit einer zur Antriebswellen-Mittelachse Senkrechten einschließen. Das Diagramm der 5 ist nur als Beispiel anzusehen, da je nach Applikation andere Schadraumcharakteristiken gewünscht sein können. Prinzipiell ist durch eine entsprechende Parameterauswahl ein sehr unterschiedliches Verhalten je nach Anforderung des Benutzers erzielbar, wobei in den meisten Fällen eine Minimierung des Schadraums erwünscht ist.Significant is still the (right-angled) triangle BCG. If the center of the joint B moves towards the wave axis A, then the triangle BCG increases (opposite effect as in the triangle BDF, which decreases in size). In addition to the distance DF and the route CG for the dead space is important. Regarding the two aforementioned routes occur when pivoting the swivel ring 2 two opposing effects, which can be used well for mutual compensation, if the parameters are selected accordingly. It is advantageous, the support element 5 or the force transmission element 6 at an angle α (which is not equal to 0 °) in order to provide any effect (triangle BDF) which counteracts the effect due to the triangle BCG. The effect of BCG can only be influenced, but never avoided (as with BDF), because the bearings C and B move relative to each other depending on the tilt angle. The resulting dead space for each construction is proportional to the course of the "CG + DF" curve 5 find the considerations to Schadraumcharakteristik for an angle of the guest support (composed of support element 5 and power transmission element 6 ) of 9 °, which they enclose with a perpendicular to the drive shaft center axis. The diagram of 5 is to be regarded only as an example, since depending on the application other Schadraumcharakteristi ken may be desired. In principle, by a corresponding selection of parameters, a very different behavior can be achieved depending on the requirements of the user, wherein in most cases a minimization of the dead space is desired.

In 6 ist die Momentenverteilung der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdichters dargestellt, aus der ersichtlich ist, daß die Summe der Momente infolge der translatorisch bewegten Massen und der Momente infolge des Deviationsmomentes der Schrägscheibe sich über den gesamten Kippwinkelbereich der Schrägscheibe bzw. des Schwenkrings 2 nahezu egalisieren. Insbesondere sei auf den Momentenausgleich für hohe Kippwinkel zwischen 16° und 18° hingewiesen. Diese Momentenverteilung führt zu einer Regelcharakteristik, wie sie in 7 für einen bestimmten Betriebspunkt und für verschiedene Drehzahlen n dargestellt ist. Man kann 7 entnehmen, daß die Regelcharakteristik für verschiedene Drehzahlen n sehr ähnlich ist, was aus der optimierten Momentenverteilung des Verdichters resultiert.In 6 is the torque distribution of the preferred embodiment of the compressor according to the invention shown, from which it can be seen that the sum of the moments due to the translationally moving masses and the moments due to the Deviationsmomentes the swash plate over the entire tilt angle range of the swash plate or the swivel ring 2 almost equalize. In particular, attention should be drawn to the torque compensation for high tilt angles between 16 ° and 18 °. This torque distribution leads to a control characteristic, as in 7 is represented for a certain operating point and for different speeds n. One can 7 Infer that the control characteristic for different speeds n is very similar, resulting from the optimized torque distribution of the compressor.

In den 8a bis e schließlich sind verschiedene Möglichkeiten zur Sicherung des Stützelements 5 in der korrespondierenden Aussparung (Bohrung 13) im Schwenkring 2 dargestellt. Eine Sicherung des Stützelements 5 in der Bohrung 13 ist insbesondere aufgrund der wirkenden Fliehkräfte notwendig. In der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Sicherung durch zwei Sprengringe 14. Alternativ hierzu ist auch, wie in 8a angedeutet, eine Sicherung durch eine Kombination aus einem Sprengring 14 und einer Madenschraube 19, welche in ein in der Bohrung angebrachtes korrespondierendes Gewinde eingreift, denkbar. Selbstverständlich ist es auch denkbar, das Stützelement 5 auf beiden Seiten der Bohrung mit einer Madenschraube zu sichern. Da sich die Bohrung nachteilig auf die Massenträgheit des Schwenkrings 2 auswirkt, kann durch das zusätzliche Einbringen der Masse der Madenschraube 19 (welche im Vergleich zu einem Sprengring 14 eine große Masse besitzt) die Massenträgheit des Schwenkrings 2 günstig beeinflußt werden. Es ist denkbar, mit der Madenschraube den Großteil der Bohrung 13, welche nicht mit dem Stützelement 5 ausgefüllt ist, zu verschließen. Alternativ oder zusätzlich sind auch Stopfen an den Enden der Bohrung denkbar. Diese können auch aus einem vom Material des Schwenkringes 2 abweichenden Material, insbesondere einem schwereren Material gefertigt sein, um so die fehlende Massenträgheit zu kompensieren.In the 8a Finally, there are various ways to secure the support element 5 in the corresponding recess (bore 13 ) in the swivel ring 2 shown. A fuse of the support element 5 in the hole 13 is necessary in particular due to the centrifugal forces acting. In the preferred embodiment described above, the fuse is provided by two snap rings 14 , Alternatively, as in 8a indicated a fuse by a combination of a snap ring 14 and a grub screw 19 which engages in a corresponding thread mounted in the bore, conceivable. Of course, it is also conceivable, the support element 5 Secure on both sides of the hole with a grub screw. Since the bore adversely affects the inertia of the pivot ring 2 can, through the additional introduction of the mass of the grub screw 19 (which compared to a snap ring 14 a large mass possesses) the inertia of the swivel ring 2 be influenced favorably. It is conceivable, with the grub screw the majority of the bore 13 not with the support element 5 is filled to close. Alternatively or additionally, plugs are also conceivable at the ends of the bore. These can also be made from one of the material of the swivel ring 2 deviating material, in particular a heavier material to be manufactured so as to compensate for the lack of inertia.

In 8b ist eine weitere Möglichkeit zur Sicherung des Stützelements 5 dargestellt. Bei dieser Alternative wird im Schwenkring 2 keine durchgehende Bohrung, sondern lediglich eine Sackbohrung 20 angebracht. Nach der Montage des Stützelements 5 wird selbiges mit einem Sprengring 14 gesichert. Alternativ hierzu ist selbstverständlich wiederum die Möglichkeit gegeben, die Öffnung mit einer Madenschraube und/oder einem entsprechenden Stopfen zu versehen.In 8b is another way to secure the support element 5 shown. In this alternative is in the swivel ring 2 no through hole, but only a blind hole 20 appropriate. After mounting the support element 5 becomes the same with a snap ring 14 secured. Alternatively, of course, once again given the opportunity to provide the opening with a grub screw and / or a corresponding plug.

Wie 8c zu entnehmen ist, ist es auch denkbar, daß das Stützelement 5 keine durchgehende Nut, sondern lediglich eine Axt Tasche 22 aufweist, d.h. also eine Aussparung, welche sich im Mittelbereich des Stützelements findet. Dadurch ist im Grunde genommen kein eigener Sicherungsmechanismus mehr vonnöten und die Bohrung 13 kann bei Bedarf an den Seiten mit Stöpseln aus einem beliebigen Material verschlossen werden. Eine derartige Ausgestaltung bietet sich vor allem dann an, wenn eine Montage gemäß 3b durchgeführt wird bzw. durchgeführt werden kann.As 8c can be seen, it is also conceivable that the support element 5 no continuous groove, but only an ax bag 22 has, ie, a recess, which is located in the central region of the support element. As a result, basically no own backup mechanism is required and the bore 13 can be closed on the sides with plugs made of any material if necessary. Such a configuration is especially useful when mounting according to 3b is carried out or can be performed.

Wie 8d zu entnehmen ist, kommen auch unterschiedliche Nut- bzw. Taschenformen in Frage. Die in 8d dargestellte Aussparung bzw. Tasche 22 ist beispielsweise auf einfache Art und Weise mit einem Scheibenfräser gefertigt, was eine einfache Herstellung sichert.As 8d can be seen, also different groove or bag shapes come into question. In the 8d illustrated recess or pocket 22 is for example made in a simple manner with a disc milling cutter, which ensures easy production.

In 8e letztendlich ist eine weitere Möglichkeit zur Sicherung des Stützelements dargestellt. In diesem Falle ist in radialer Richtung eine weitere, mit einem Gewinde versehene Aussparung im Schwenkring 2 angebracht, in welche eine Madenschraube 21 eingebracht ist. Die Madenschraube steht über den radial äußeren Rand der Bohrung 13 hinaus und greift in eine entsprechende am Stützelement 5 angebrachte Nut ein, so daß das Stützelement 5 gegen ein Verrutschen in der Bohrung 13 gesichert ist.In 8e Finally, another way to secure the support element is shown. In this case, in the radial direction another, provided with a threaded recess in the pivot ring 2 attached, in which a grub screw 21 is introduced. The grub screw protrudes beyond the radially outer edge of the hole 13 out and engages in a corresponding on the support element 5 attached groove, so that the support element 5 against slipping in the hole 13 is secured.

Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsformen mit fester Merkmalskombination beschrieben wird, umfaßt sie jedoch auch die denkbaren weiteren vorteilhaften Kombi nationen dieser Merkmale, wie sie insbesondere, aber nicht erschöpfend, durch die Unteransprüche angegeben sind. Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.Even though the invention based on embodiments is described with a fixed combination of features, but includes also the conceivable further advantageous combinations of these features, as specifically, but not exhaustively, indicated by the subclaims are. All Features disclosed in the application documents are considered to be essential to the invention as far as they are individually or in combination with respect to State of the art are new.

11: Antriebswelledrive shaft
22: Schwenkringswivel
33: Schiebehülsesliding sleeve
44: Federfeather
55: Stützelementsupport element
66: KraftübertragungselementPower transmission element
77: Nutgroove
88th: hülsenförmiger Teil des Kraftübertragungselements 6 sleeve-shaped part of the power transmission element 6
99: Nutgroove
1010: Aussparung in der Schiebehülse 3 Recess in the sliding sleeve 3
1111: Bohrungdrilling
1212: Nutmutterlocknut
1313: Bohrungdrilling
1414: Sprengringsnap ring
1515: Antriebsbolzendrive pin
1616: Sprengringsnap ring
17, 1817 18: Abflachungflattening
1919: Madenschraubegrub screw
2020: Sackbohrungblind hole
2121: Madenschraubegrub screw
2222: Taschebag
2323: TellerfederBelleville spring
24, 2524 25: Anschlag(scheibe)Stop (disc)

Claims

Axial piston compressor, in particular compressor for motor vehicle air conditioning systems with at least one piston and with a tendency to a drive shaft ( 1 ) adjustable, from the drive shaft ( 1 ) rotationally driven, in particular annular swivel disk ( 2 ) with at least one spaced from the drive shaft ( 1 ) with this co-rotating support element ( 5 ) - in particular articulated - is connected, wherein the or each piston has or have a joint arrangement, on which the swash plate ( 2 ) is in sliding engagement, and wherein the support element ( 5 ) with one with the drive shaft ( 1 ) co-rotating force transmission element ( 6 ) is in operative engagement, characterized in that the support element ( 5 ) in the radial direction and / or perpendicular thereto, in particular perpendicular to the drive shaft axis, displaceable on the force transmission element ( 6 ) is articulated.

Compressor according to claim 1, characterized in that the supporting element ( 5 ) is formed cylinder-pin-shaped.

Compressor according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the supporting element ( 5 ) a groove ( 7 ), with which the force transmission element ( 6 ) is in operative engagement.

Compressor according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the supporting element ( 5 ) has a pocket-shaped recess, with which the support element ( 5 ) is in operative engagement.

Compressor according to one of the preceding claims, in particular claim 3 or 4, characterized in that at least the said support element ( 5 ) facing end portion of the power transmission element ( 6 ) in the form of a flat steel, ie with an approximately rectangular peripheral contour, is formed.

Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the force transmission element ( 6 ) rotatably with the drive shaft ( 1 ) connected is.

Compressor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the force transmission element ( 5 ) rotatable with the drive shaft ( 1 ) in operative engagement, in particular positive engagement or frictional engagement, is or rotatably supported in or on this.

Compressor according to one of the preceding claims, in particular claim 6, characterized in that the force transmission element ( 5 ) Part of the drive shaft ( 1 ) or in this integrated, in particular integrally formed therewith.

Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting element ( 5 ) and the power transmission element ( 6 ) essentially serve only for the axial support of the piston or gas force support, while a device independent thereof, in particular a hinge connection ( 15 ), between drive shaft ( 1 ) and swash plate ( 2 ) Essentially only the torque transmission is used.

Compressor according to one of the preceding claims, wherein the swash plate ( 2 ) on one along the drive shaft ( 1 ) axially displaceably mounted sliding sleeve ( 3 ) is pivotally mounted, characterized in that the swash plate ( 2 ) via drive bolts ( 15 ) with the sliding sleeve ( 3 ) and / or the drive shaft ( 1 ) connected is.

Compressor according to claim 10, characterized in that the drive bolts ( 15 ) in the sliding sleeve ( 3 ) or the swash plate ( 2 ) or by axial securing elements or snap rings ( 16 ) are secured in the same.

Compressor according to one of claims 10 or 11, characterized in that a connecting element, in particular key ( 4 ), between drive shaft ( 1 ) and sliding sleeve ( 3 ) is arranged, which allows a transmission of forces or moments in the radial direction and axially displaceable on the drive shaft ( 1 ) is stored.

Compressor according to one of the preceding claims, in particular claim 9, characterized in that the torque transmission between the drive shaft ( 1 ) and swash plate ( 2 ) at least partially mutually corresponding flats or surfaces on or on the drive shaft ( 1 ) and / or the sliding sleeve ( 3 ) and the swash plate ( 2 ) he follows.

Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the support element ( 5 ) in a cylindrical recess, in particular bore ( 13 ) in the swash plate ( 2 ), which extends perpendicular to the drive shaft axis.

Compressor according to claim 14, characterized in that the support element ( 5 ) with at least one snap ring ( 11 ) in the recess ( 13 ) in the swash plate ( 2 ) is secured.

Compressor according to one of claims 14 or 15, characterized in that the support element ( 5 ) with at least one threaded fastener, in particular grub screw ( 19 ), in the recess ( 13 ) is secured in the swash plate.

Compressor according to claim 16, characterized in that the at least one, in particular two fastening element (s) ( 19 ) in the recess ( 13 ) in the swash plate ( 2 ) is arranged or are.

Compressor according to claim 16, characterized that this at least one fastener in a radially extending one (Additional) Recess is arranged in the swash plate and in a (optionally further) groove hineinerstreckt in the support element, which is arranged on the same.

Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the force transmission element ( 6 ) at its the drive shaft ( 1 ) facing end ring-shaped or sleeve-shaped and on the drive shaft ( 1 ) is or is in operative engagement with an annular or sleeve-shaped element, which on the outer diameter of the drive shaft ( 1 ) is stored.

Compressor according to claim 19, characterized in that the annular or sleeve-shaped end ( 8th ) of the power transmission element ( 6 ) or the annular or sleeve-shaped element in the radial direction by a or the keyway ( 4 ) is secured.

Compressor according to claim 19 or claim 20, characterized in that the annular or sleeve-shaped end ( 8th ) of the power transmission element ( 6 ) or the ring-shaped or sleeve-shaped element is secured in the axial direction, in particular by a machine element such as a nut.

Compressor according to one of claims 19 to 21, characterized in that the annular or sleeve-shaped end ( 8th ) of the power transmission element ( 6 ) or the ring-shaped or sleeve-shaped element at least one axially extending groove ( 9 ) into which at least one or the drive bolt (s) ( 15 ) or the device (s) for transmitting the torque engages.

Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that between support element ( 5 ) and power transmission element ( 6 ) is provided a length compensation in an approximately radial direction.

Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the center of a joint (B) consisting of the articulation of the support element (B) 5 ) to the swash plate ( 2 ) results, for small deflection angle (β) of the swash plate ( 2 ) is located radially further from the drive shaft center axis (a), as the center of a joint (C), which from the articulation of the piston or the piston ( 2 ) results.

Compressor according to one of the preceding claims, in particular claim 24, characterized in that the center of a joint (B) consisting of the articulation of the supporting element ( 5 ) to the swash plate ( 2 ) results, for large deflection angle (β) of the swash plate ( 2 ) is located radially closer to the drive shaft center axis (a), as the center of a / the joint (C), which from the articulation of the piston or the piston ( 2 ) results.

Compressor according to one of the preceding claims, in particular claim 24, characterized in that the center of a joint (B) consisting of the articulation of the supporting element ( 5 ) to the swash plate ( 2 ) results for at least one, in particular for exactly one deflection angle (β) of the swash plate ( 2 ) is located radially equidistant from the drive shaft central axis (a) as the center of a / the joint (C), which from the articulation of the piston or the piston ( 2 ) results.

Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the central axis (d) of the supporting element ( 5 ) or the force transmission element ( 6 ) with the drive shaft center axis for all deflection angle (β) of the swash plate ( 2 ) includes an angle which is not equal to 90 °, that is, that the central axis of the support element ( 5 ) or the force transmission element ( 6 ) at an angle (α), which is greater than 0 °, on the swash plate ( 2 ) is arranged.

Compressor according to claim 27, characterized in that the mean deflection angle (β _medium ) of the swash plate ( 2 ) in approximately half the maximum angle difference (α _max ) below which the center axis of the support element ( 5 ) or the force transmission element ( 6 ) on the swash plate ( 2 ), and minimum angle (α _min ), below the the central axis of the support element ( 5 ) or the force transmission element ( 6 ) on the swash plate ( 2 ) is arranged corresponds. ((α _max - α _min ) / 2 ≈ β _medium )

Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the radial distance (V) of the joint between support element ( 5 ) and power transmission element ( 6 ) from the drive shaft center axis (a) for small deflection angle (β) of the swash plate ( 2 ) is greater than the radial distance (U) of the center of the piston joints (C) from the drive shaft center axis (a).

Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the sum of the moments as a result of the translationally moving masses (pistons, sliding blocks, etc.) and as a result of the rotationally moving masses, in particular as a result of the deviation moment of the swivel disk ( 2 ), for all deflection angle, in particular for large deflection angle, further in particular for the maximum deflection angle of the swash plate ( 2 ) is approximately constant, in particular approximately 0.