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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidmaschine.
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In
vergangenen Jahren wurde versucht, Kältemittel für einen Kühlkreislauf durch ein CO2-Kältemittel
zu ersetzen, das verglichen mit herkömmlichen Fluor-Kohlenstoffkältemitteln
umweltfreundlich ist, und daher wurden für Fluidmaschinen, die als Kompressoren
für diese
Art von Kühlkreislauf
verwendet werden, viele Arten von Technologien entwickelt.
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Zum
Beispiel offenbart ein Gehäuse
für einen
Kompressor, das in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 2004-218585 offenbart ist, ein Gehäuse für einen Kompressor, das ferner
eine Eisenhülle
innerhalb oder außerhalb
von einer Aluminiumhülle
aufweist. In dem Fall, in dem ein CO2-Kältemittel verwendet wird, wird
der Kältemitteldruck
innerhalb eines Kompressors höher
ansteigen, als in dem Fall, in dem ein Fluor-Kohlenstoffkältemittel
verwendet wird. In diesem Kompressor jedoch wurde erwogen, dass
eine Doppelstruktur von sowohl einer Aluminiumaußenhülle als auch einer Eisenaußenhülle für das Gehäuse verwendet
wird, und dadurch das Gehäuse
geplantermaßen
leichter gemacht werden soll und so die Festigkeit des Gehäuses sichergestellt
ist.
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Jedoch
führt das
Vorsehen der Eisenaußenhülle außerhalb
der Aluminiuminnenhülle
in dem Gehäuse
des oben genannten Kompressors aus dem Stand der Technik zu einem
Problem hinsichtlich einer Verringerung der Wetterbeständigkeit
des Gehäuses.
Das liegt daran, dass die Eisenaußenhülle, die nach außen frei
liegt, Verrostung auftreten kann, was zu einer Verringerung der
Festigkeit durch Verrostung führt.
Darüber
hinaus ist der lineare Ausdehnungskoeffizient der Aluminiuminnenhülle größer als der
lineare Ausdehnungskoeffizient der Eisenaußenhülle, und während der Betriebszeit des
Kompressors wird die Temperatur der Aluminiuminnenhülle höher steigen,
als die Temperatur der Eisenaußenhülle außerhalb
davon. Dadurch ist zur Betriebszeit des Kompressors die Wärmeausdehnung
der Aluminiuminnenhülle
größer als
die Wärmeausdehnung
an der Eisenaußenhülle, aber
trotzdem ist die Wärmeausdehnung
der Aluminiuminnenhülle
durch die Eisenaußenhülle beschränkt, die
in engem Kontakt mit deren Außenseite
steht, und so wird eine Aluminiumaußenhülle mit niedrigerer Festigkeit
als die Eisenaußenhülle möglicherweise
wegen Spannungskonzentration zerstört.
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Andererseits
besteht in dem Gehäuse
des oben genannten Kompressors aus dem Stand der Technik der Gehäuseabschnitt,
der den Zylinderkopf bildet, auch aus einer Doppelstruktur. Die
Fläche
der inneren Oberfläche
der Ansaugkammer und der Auslaßkammer
in einem Zylinderkopf ist kleiner im Vergleich zu der Fläche der
inneren Oberfläche
der Kurbelkammer, und auch wenn sich der Druck in der Ansaugkammer
und der Auslaßkammer
wegen der Verwendung eines CO2-Kältemittels
vergrößert, kann
die Festigkeit des Zylinderkopfs ohne Annahme der Doppelstruktur
sichergestellt werden.
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Trotzdem
wurde in diesem Kompressor die Doppelstruktur auch für den Gehäuseabschnitt
angenommen, der den Zylinderkopf bildet, und daher wurde das Gewicht
des Zylinderkopfes, das bedeutet des Kompressors in seiner Gesamtheit,
erhöht.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fluidmaschine bereitzustellen,
die ein geringes Gewicht und hohe Festigkeit hat, und darüber hinaus
hervorragende Wetterbeständigkeit
aufweist.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen gemäß dem ersten Anspruch gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausführungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Um
die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, ist
eine Fluidmaschine der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet,
dass ein Gehäuse
eine Verkleidung, die den äußeren Umfang
einer Kompressoreinheit und einer Antriebseinheit umschließt und aus
Eisen basierenden Material gemacht ist, und eine Hülle aufweist,
die nur an einer Außenumfangsoberfläche des
Gehäuses
ausgebildet ist, und aus Aluminium basierenden Material gemacht
ist.
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In
der Fluidmaschine der vorliegenden Erfindung ist die Verkleidung,
die den äußeren Umfang der
Kompressionseinheit und der Antriebseinheit umschließt, aus
Eisen basierendem Material gefertigt und hat ausreichend Festigkeit
zur Verwendung von beispielsweise einem CO2-Kältemittel
als Arbeitsmedium.
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Ferner
ist in dieser Fluidmaschine eine Hülle nur an der Außenumfangsoberfläche der
Verkleidung vorgesehen, die den äuße ren Umfang
der Kompressionseinheit und der Antriebseinheit umschließt. Daher
wird in dieser Fluidmaschine eine Gewichtszunahme des Gehäuses wegen
der Vorrichtung der Hülle
verhindert, und eine Gewichtsreduzierung ist vorgesehen.
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Zusätzlich wird
in der Fluidmaschine der vorliegenden Erfindung die Hülle aus
Aluminium basierendem Material gefertigt und daher wird in dem Abschnitt
der Verkleidung, die mit der Hülle
bedeckt ist, das Auftreten von Verrostung verhindert und die Wetterbeständigkeit
des Gehäuses
verbessert.
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Darüber hinaus
ist in der Fluidmaschine der vorliegenden Erfindung an der äußeren Umfangsoberfläche der
Verkleidung, die aus Eisen basierendem Material gemacht ist, eine
Hülle ausgebildet,
die aus Aluminium basierendem Material gemacht ist, und Eisen basierendes
Material mit einem linearen Ausdehnungskoeffizient, der niedriger
ist als der von Aluminium basierenden Material, wird für die Verkleidung
verwendet, die höhere
Temperaturen als die Hülle
erreichen wird. Entsprechend ist in dieser Fluidmaschine die Differenz
der Wärmeausdehnung zwischen
der Verkleidung und der Hülle
verringert, und während
deren Betriebes wird die Spannung, die der Hülle mit geringerer Festigkeit
als der Verkleidung auferlegt wird, klein, und die Haltbarkeit der Hülle und
daher die Haltbarkeit des Gehäuses
wird verbessert.
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So
hat in der Fluidmaschine der vorliegenden Erfindung das Gehäuse ein
geringes Gewicht, hohe Festigkeit und darüber hinaus eine hohe Wetterbeständigkeit
und ist daher für
einen Kühlkreislauf für eine Klimaanlage
für Fahrzeuge
vorzuziehen, die CO2 als Kältemittel
verwendet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsart
umfasst eine Kompressionseinheit einen Zylinderblock und einen Kolben,
der in eine Zylinderbohrung des Zylinderblocks eingeführt ist,
umfasst eine Antriebseinheit eine Taumelscheibe, die mit einer Drehwelle zusammen
rotierbar ist, und ein Paar Schuhe, die auf dem Kolben vorgesehen
sind, um Rotationsbewegung der Taumelscheibe in Vor- und Rückbewegung des
Kolbens umzuwandeln, umfasst das Gehäuse einen Zylinderkopf, der
mit der Verkleidung verbunden und aus auf Aluminium basierendem
Material zur Zuführung
und zum Ausstoßen
des Arbeitsmediums für die
Kompressionseinheit gefertigt ist. Das heißt, dass in dem Fall dieser
Ausführungsart
die Fluidmaschine ein Taumelscheibenkompressor ist, und dass der
Zylinderkopf als eine gesonderte Einheit neben der Verkleidung,
die die Kompressions- und die Antriebseinheit umfasst, gefertigt
ist. Daher ist es einfach, die Verkleidung aus Eisen basierendem
Material zu fertigen, und nur den Zylinderkopf aus Aluminium basierendem
Material zu fertigen. Als Folge daraus wird eine Gewichtsreduktion
der Fluidmaschine einfach erreicht.
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Ferner
strömt
in die Auslaßkammer
des Zylinderkopfs ein Hochdruckarbeitsmedium ein, das von der Kompressionseinheit
ausgestoßen
wird, aber da die Fläche
der inneren Oberfläche
der Auslaßkammer
kleiner im Vergleich zu der Fläche
der inneren Oberfläche
der Antriebseinheit ist, d.h. der Abschnitt der Verkleidung, die
die Kurbelkammer umschließt,
ist die Festigkeit des Zylinderkopfes ohne eine Hülle, die
an der äußeren Oberfläche des
Zylinderkopfes vorgesehen ist, sichergestellt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsart
hat die Hülle
einen Montageabschnitt, um die Fluidmaschine einzubauen. Im Fall
dieser Ausführungsart
kann der Montageabschnitt in der Hülle, die aus einem Aluminium
basierendem Material gefertigt ist, einfach mit hoher Bearbeitungsgenauigkeit
gebildet werden.
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So
kann der Montageabschnitt einfach mit hoher Bearbeitungsgenauigkeit
in der Hülle
gebildet werden, und daher wird nicht nur der Einbauort der Fluidmaschine
und dessen Montagemethode weniger durch die Form und die Anordnung,
etc. des Montageabschnittes beschränkt, sondern auch die Fertigungskosten
der Fluidmaschine werden reduziert. Zusätzlich sind in dem Fall, in
dem der Montageabschnitt in der Hülle ausgebildet ist, die Hülle einer Vielzahl
von Typen von Fluidmaschinen, die in verschiedenen Fahrzeugtypen
verwendet werden, standardisiert, und daher können die Fertigungskosten der
Fluidmaschine weiter reduziert werden. Darüber hinaus kann in diesem Fall
mit einer Vereinfachung der Form der Hülle die Reduzierung des Gewichts
erreicht werden, und zur gleichen Zeit wird es möglich sein, Tiefziehen anstelle
von Gießen
zur Fertigung des Gehäuses
einzusetzen. Als Folge daraus können
die Fertigungskosten der Fluidmaschine reduziert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsart
hat die Hülle
ferner eine Abstrahlungslamelle. Im Falle dieser Ausführungsart
kann für
die Hülle,
die aus einem Aluminium basierenden Material gefertigt ist, eine Abstrahlungslamelle
mit komplizierter Form einfach mit hoher Bearbeitungsgenauigkeit
gebildet werden. Zusätzlich
wird durch diese Abstrahlungslamelle Wärme, die in der Fluidmaschine
generiert wird, schnell abgegeben, da die Abstrahlungslamelle, die aus
Aluminium basierendem Material gemacht ist, eine gute thermische
Leitfähigkeit
aufweist. Daher wird die Temperaturerhöhung in der Fluidmaschine reduziert,
und die Haltbarkeit der Fluidmaschine wird weiter verbessert.
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In
einer bevorzugten Ausführungsart
ist die Hülle
mit einer Gußform
gegossen, bei der die Verkleidung an deren Innenseite angeordnet
ist. Im Falle dieser Ausführungsart
wird der Befestigungsvorgang der Hülle an der Verkleidung einfacher
werden als in dem Fall, in dem die Hülle, einzeln und gesondert
gefertigt, auf der äußeren Umfangsfläche der
Verkleidung befestigt wird, und zur gleichen Zeit wird die Anliegeeigenschaft
zwischen Hülle
und Mantel besser, so dass die Festigkeit des Gehäuses höher wird.
Zusätzlich
erhöht
die Verbesserung der Anliegeeigenschaften die thermische Leitfähigkeit
zwischen der Hülle
und der Verkleidung, was die Abstrahlungsmenge durch die Abstrahlungslamelle
erhöht.
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So
wird der Befestigungsvorgang in der Hülle an der Verkleidung einfacher
und dabei werden die Fertigungskosten der Fluidmaschine reduziert.
Zusätzlich
verbessert sowohl die erhöhte
Festigkeit des Gehäuses
als auch die Verbesserung bei der Abstrahlungsleistung durch die
Abstrahlungslamelle die Haltbarkeit der Fluidmaschine weiter.
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In
einer bevorzugten Ausführungsart
umfasst das Gehäuse
ferner eine aufgespritzte Schicht, die zwischen der Hülle und
der Verkleidung vorgesehen ist, und aus einem Aluminium basierenden
Material gefertigt ist. In dem Fall dieser Ausführungsart wird der Berührungszustand
zwischen der Hülle
und der Verkleidung durch die aufgespritzte Schicht besser, und
daher werden die Festigkeit des Gehäuses und die Wärmeabgabeeigenschaft
durch die Abstrahlungslamelle weiter verbessert. Als Folge daraus
wird die Haltbarkeit der Fluidmaschine weiter verbessert.
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In
einer bevorzugten Ausführungsart
hat das Gehäuse
eine Beschichtung auf einem Bereich der äußeren Umfangsoberfläche der Verkleidung
ausgebildet, der nicht mit der Hülle
bedeckt ist. Das heißt, es
besteht kein Bedarf, eine Hülle über dem
gesamten Bereich der äußeren Umfangsoberfläche des
Gehäuses
vorzusehen. In dem Fall dieser Ausführungsart ist eine Beschichtung
auf dem Bereich ausgebildet, der nicht mit der Hülle auf der äußeren Umfangsoberfläche der
Verkleidung bedeckt ist, und dadurch wird das Auftreten von Verrostung
auf dem Bereich verhindert. Als Folge daraus ist die Wetterbeständigkeit
sichergestellt.
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Die
vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgende ausführliche
Beschreibun, und die begleitenden Zeichnungen, die nur zur Illustration
dienen, und so die vorliegende Erfindung nicht beschränken, einfacher
verständlich:
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1 ist
ein Längsschnitt,
der eine Fluidmaschine eines Ausführungsbeispiels zeigt, die
für einen
Kühlkreislauf
verwendet wird;
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2 ist
eine Zeichnung, die in vergrößernder
Art eine aufgespritzte Schicht zeigt, die zwischen einer Verkleidung
und einer Hülle
in einer Fluidmaschine einer Abwandlung ausgebildet ist; und
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3 ist
ein Längsschnitt,
der eine Fluidmaschine einer Abwandlung zeigt.
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1 zeigt
einen Kältekreislauf,
der einen Teil einer Klimaanlage für ein Fahrzeug darstellt.
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Ein
Kühlkreislauf
ist mit einer Zirkulationspassage 2 versehen, in der CO2 (Kohlendioxid) als ein Kältemittel
fungiert, und in der Zirkulationspassage 2 sind ein Kompressor 4,
ein Gaskühler 6,
ein Ausdehnungsventil 8 und ein Verdampfer 10 nacheinander
angeordnet. Der Kompressor 4 komprimiert ein Kältemittel
und entläßt es in
den Gaskühler 6,
wobei das Kältemittel
in der Zirkulationspassage 2 zirkuliert.
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Der
Kompressor 4 in 1, der die Fluidmaschine eines
Ausführungsbeispiels
ist, ist als ein Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge gezeigt,
und das Gehäuse 12 des
Kompressors 4 weist eine Verkleidung 14 auf, die
aus einem auf Eisen basierenden Material besteht. Die Verkleidung 14 ist
wie ein abgestufter Zylinder geformt und hat einen Zylinderabschnitt 16 mit
größerem Durchmesser, einen
Zylinderabschnitt 18 mit kleinerem Durchmesser und einen
abgeschrägten
Zylinderabschnitt 20 mit einem fortschreitend reduzierten
Außendurchmesser
zwischen dem Zylinderabschnitt 16 mit größerem Durchmesser
und dem Zylinderabschnitt 18 mit kleinerem Durchmesser.
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Beide
Enden des Gehäuses 14,
d.h. die äußeren Enden
des Zylinderabschnitts 16 mit größerem Durchmesser und des Zylinderabschnitts 18 mit
kleinerem Durchmesser sind jeweils offen. In die Innenumfangsoberfläche des
Zylinderabschnitts 16 mit größerem Durchmesser ist ein zylindrischer
Zylinderblock 22 eingepaßt, der sich in dem Bereich
in der Nähe
des äußeren Endes
des Zylinderabschnittes 16 mit größerem Durchmesser befindet.
Der Zylinderblock 22 ist aus einem Eisen basierenden Material gefertigt,
eine Kurbelkammer 24 ist zwischen dem Zylinderblock 22 und
dem Zylinderabschnitt 18 mit kleinerem Durchmesser abgetrennt,
und der Zylinderabschnitt 16 mit größerem Durchmesser und der abgeschrägte Zylinderabschnitt 20 umschließen die Kurbelkammer 24.
Zusätzlich
ist ein Bereich, der den Zylinderblock 22 umschließt, d.h,
den Bereich in der Nähe
des äußeren Endes
des Zylinderabschnitts 16 mit größerem Durchmesser, als dicker
Bereich 26 dicker ausgebildet. Eine Vielzahl von axia len
Löchern 28,
die sich zur äußeren Endebene
des Zylinderabschnitts 16 mit größerem Durchmesser öffnen, sind
in dem dicken Bereich 26 ausgebildet, und ein Innengewinde
ist an den Innenumfangsoberflächen
der jeweiligen axialen Löcher 28 angebracht.
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Eine
Drehwelle 30 befindet sich innerhalb der Verkleidung 14,
und die Drehwelle 30 erstreckt sich in ihrer axialen Richtung über die
Kurbelkammer 24. Die Drehwelle 30 ist durch den
Zylinderblock 22 und den abgeschrägten Zylinderbereich 20 über Lager 32 und 34 drehbar
gelagert.
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Zusätzlich ist
innerhalb der Kurbelkammer 24 eine ringförmige Taumelscheibe 36 untergebracht,
die die Drehwelle 30 umschließt, und die Taumelscheibe 36 ist
auf die Drehwelle 30 über
eine Neigungseinheit 38 montiert. Entsprechend ist die
Taumelscheibe 36 zusammen mit der Drehwelle 30 drehbar,
und ist gegen die Drehwelle 30 neigbar. Ferner weist die
Neigungseinheit 38 ein Laufrad 40 auf, das gemeinsam
mit der Drehwelle 30 drehbar ist, und das Lager 34 ist
zwischen der äußeren Umfangsoberfläche eines
Nabenabschnitts des Laufrades 40 und der inneren Umfangsoberfläche des
abgeschrägten
Zylinderabschnitts 20 vorgesehen.
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Andererseits
sind in dem Zylinderblock 22 eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen 42 konzentrisch
um die Achse der Drehwelle 30 ausgebildet. Die Zylinderbohrungen 42 sind
parallel zu der Drehwelle 30, und innerhalb jeder Zylinderbohrung 42 ist
ein Kolben 44 hin und her bewegbar von der Kurbelkammer 24 eingeführt. In
dem Endabschnitt des Kolbens 44, der in die Kurbelkammer 24 ragt,
ist ein konkaver Abschnitt ausgebildet, der sich in Richtung der
Drehwelle 30 öffnet,
und die innere Oberfläche
des konkaven Abschnitts ist als sphärischer Sitz ausge bildet. In dem
sphärischen
Sitz sind ein Paar Schuhe 48, jeweils als Halbkugeln geformt,
angebracht, und diese Schuhe 48 umfassen die äußere Umfangskante
der Taumelscheibe 36 gleitbar von beiden Seiten der Dickenrichtung.
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An
die äußeren Enden
des Zylinderabschnitts 16 mit größerem Durchmesser ist ein Zylinderkopf 52 luftdicht über eine
Dichtung (nicht in den Zeichnungen gezeigt) und die Ventilplatte 50 befestigt,
und der Zylinderkopf 52 bildet auch einen Abschnitt des
Gehäuses 12.
Ferner ist genauer in den Zylinderkopf 52, die Dichtung
und die Ventilplatte 50 ein Bolzenloch 54 ausgeformt,
damit die Position der Öffnung
des axialen Lochs 28 des Zylinderabschnitts 16 mit
größerem Durchmesser
paßt.
Der Zylinderkopf 52 ist an den dicken Bereich 26 des
Zylinderabschnitts 16 mit größerem Durchmesser durch Gewindebolzen 56 befestigt,
die in die axialen Löcher 28 durch
die jeweiligen Bolzenlöcher 54 geschraubt sind.
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Auf
der äußeren Endoberfläche des
Zylinderkopfs 52 ist eine Ansaugöffnung 58 und eine
Auslaßöffnung (nicht
in den Zeichnungen gezeigt) ausgebildet, und die Ansaugöffnung 58 und
die Auslaßöffnung (nicht
in den Zeichnungen gezeigt) sind mit der oben erwähnten Zirkulationspassage 2 verbunden. Zusätzlich sind
innerhalb des Zylinderkopfs 52 eine Ansaugkammer 60 und
eine Auslaßkammer 62 abgetrennt,
und die Ansaugkammer 60 und die Auslaßkammer 62 sind jeweils
mit der Ansaugöffnung 58 und
der Auslaßöffnung verbunden.
Darüber
hinaus wird innerhalb des Zylinderkopfs 52 ein elektromagnetisches
Steuerventil (nicht in der Zeichnung gezeigt) beherbergt. Das elektromagnetische
Steuerventil, mit An/Ausfunktionen des Elektromagneten, kann einen
Druckanpassungsströmungsweg
(nicht in der Zeichnung gezeigt) öffnen/schließen, der
sich von der Auslaßkammer 62 zu
der Kurbelkammer 24 erstreckt.
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Ferner
ist die Ansaugkammer 60 jeweils mit den Zylinderbohrungen 42 über ein
Ansaugklappenventil (nicht in der Zeichnung gezeigt) verbunden, und
ist andererseits immer mit der Kurbelkammer 24 über eine
feste Mündung
(nicht in der Zeichnung gezeigt), die in einer Ventilplatte 50 ausgeformt
ist, verbunden. Zusätzlich
ist die Auslaßkammer 62 auch
jeweils mit den Zylinderbohrungen 42 über ein Auslassklappenventil
verbunden, das aus einem Klappenventilbauteil (nicht in der Zeichnung
gezeigt) und einem Ventilanschlag 64 besteht.
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Andererseits
ragt ein Endabschnitt 68 der Drehwelle 30 aus
dem Zylinderabschnitt 18 mit kleinerem Durchmesser durch
eine mechanische Dichtung 66 hervor. An einen Endabschnitt 68 der
Drehwelle 30 ist eine elektromagnetische Kupplung 70 angeschlossen,
die eine Riemenscheibe 69 aufweist, und die elektromagnetische
Kupplung 70 wird durch den Zylinderabschnitt 18 mit
kleinerem Durchmesser über
ein Lager 71 gelagert. Diesbezüglich ist eine ringförmige Halterung 72 an
einen Endabschnitt des abgeschrägten
Zylinderabschnitts 20 an der Seite des Zylinderabschnitts 18 mit
kleinerem Durchmesser angeschlossen, und ein Elektromagnet 74 der elektromagnetischen
Kupplung 70 ist an den abgeschrägten Zylinderabschnitt 20 über die
Halterung 72 angeschlossen. Die elektromagnetische Kupplung 70 überträgt mit Unterbrechungen
die Antriebskraft von einem Motor 76 auf die Drehwelle 30 mit
der An/Ausfunktion des Elektromagneten 74.
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Hier
ist an die äußere Oberfläche des
oben genannten Gehäuses 12 eine
Hülle 78 angebracht, die
aus Aluminium basierenden Material gemacht ist. Die Hülle 78 ist
in engem Kontakt mit den jeweiligen äußeren Umfangsoberflächen des
abgeschrägten Zylinderabschnitts 20 und
des Zylinderabschnitt 16 mit größerem Durchmesser, und die äußere Oberfläche der
Verkleidung 14 ist mit einer vorbestimmten Dicke von dem äußeren Ende
des Zylinderabschnitts 16 mit größerem Durchmesser bis zu der
Halterung 72 bedeckt. Die Hülle 78 hat zwei Montageabschnitte 80 in
dem Bereich, der einen Endabschnitt des Zylinderabschnitts 16 mit
größerem Durchmesser
an der Seite des abgeschrägten
Zylinderabschnitts 20 bedeckt, und diese Montageabschnitte 80 sind
um einen Rotationswinkel von 180°,
gesehen in Umfangsrichtung der Hülle 78,
voneinander entfernt. Die Montageabschnitte 80 sind als
rechtwinklige Quader geformt, die jeweils nach außen in Durchmesserrichtung
aus der Hülle 78 hervorragen,
und Löcher 82 sind
in dem ungefähren
Zentrum davon ausgebildet. Andererseits ist auch in dem Zylinderkopf 52 ein Montageabschnitt 84,
der von dessen Endwand hervorragt, ausgebildet, und auch dieser
Montageabschnitt 84 hat ein Durchloch 86. Der
Kompressor 4 wird beispielsweise an den Motor 76 durch
Hindurchstecken eines Bolzens durch diese Löcher 82 und 86 montiert.
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Die
Funktionen des oben genannten Kompressors 4 werden nachfolgend
beschrieben.
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Wenn
die elektromagnetische Kupplung 70 angeschaltet wird, wird
die Antriebskraft von dem Motor 76 über die elektromagnetische
Kupplung 70 an die Drehwelle 30 übertragen,
so dass die Drehwelle 30 rotiert. Die Rotation der Drehwelle 30 wird durch
die Taumelscheibe 36 in die Hin- und Herbewegungen der
Kolben 44 umgewandelt, und die Hin- und Herbewegungen eines
jeden Kolbens 44 führt eine
Reihe von Prozessen aus. Die Serie von Prozessen besteht aus einem
Ansaugprozeß,
in dem das Kältemittel
in der Ansaugkammer 60 durch das Ansaugklappenventil in
die Zylinderbohrung 42 angesaugt wird, einem Kompressionsprozeß, in dem das
Kältemittel
innerhalb der Zylinderbohrung 42 komprimiert wird, und
einem Ausstoßprozeß, in dem das
kompri mierte Kältemittel
durch das Auslaßklappenventil
in die Auslaßkammer 62 ausgelassen
wird. Ferner wird die Auslaßmenge
des Kältemittels,
das von dem Kompressor 4 ausgestoßen wird, durch Steuerung des
Druckes (Gegendruck) innerhalb der Kurbelkammer 24 durch Öffnungs-/Schließungsoperationen
des elektromagnetischen Steuerventils angepaßt, und dabei die Ausschlaglänge des
Kolbens 44 erhöht/verringert.
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In
dem oben genannten Kompressor 4 ist das Gehäuse 14,
das den Zylinderblock 22 und die Kurbelkammer 24 umschließt, aus
Eisen basierendem Material gemacht und hat ausreichend Festigkeit
zur Verwendung von beispielsweise einem CO2-Kältemittel
als Arbeitsmedium.
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Ferner
ist der Kompressor 4 nur an der äußeren Oberfläche des
Zylinderabschnitts 16 mit größerem Durchmesser und des abgeschrägten Zylinderabschnitts 20 mit
einer Hülle 78 versehen,
die den äußeren Umfang
des Zylinderblocks 22 und der Kurbelkammer 24 umschließt. Daher
wird in diesem Kompressor 4 eine Gewichtszunahme in dem
Gehäuse 12 wegen
der Vorrichtung der Hülle 78 verhindert
und eine Gewichtsreduzierung wird erreicht.
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Zusätzlich ist
in diesem Kompressor 4 die Hülle 78 aus Aluminium
basierenden Material gefertigt, und daher wird das Auftreten von
Verrostung in dem Abschnitt der Verkleidung 14, die mit
der Hülle 78 bedeckt
ist, verhindert, und die Wetterbeständigkeit des Gehäuses 12 wird
verbessert.
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Darüber hinaus
ist in den Kompressor 4 die Hülle 78, die aus Aluminium
basierenden Material gebildet ist, nur an der äußeren Oberfläche des
Zylinderabschnitts 16 mit größeren Durchmessers und des
abgeschrägten
Zylinderabschnitts 20, die aus Eisen basierendem Material
gemacht sind, ausgebildet, und für
den Zylinderabschnitt 16 mit größerem Durchmesser und dem abgeschrägten Zylinderabschnitt 20,
die eine höhere
Temperatur als die Hülle 78 erreichen
werden, ist Eisen basierendes Material mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten
verwendet, der niedriger ist als der von Aluminium basierendem Material.
Entsprechend ist in diesem Kompressor 4 die Differenz der
Wärmeausdehnung
zwischen dem Zylinderabschnitt 16 mit größerem Durchmesser
und der Hülle 78 sowie
zwischen dem abgeschrägten
Zylinderabschnitt 20 und der Hülle 78 verringert,
und während
des Betriebes derselben wird die Spannung, die in die Hülle, die
eine kleinere Festigkeit hat als der Zylinderabschnitt 16 mit
größerem Durchmesser
und der abgeschrägte
Zylinderabschnitt 20, eingebracht wird, kleiner. Folglich
wird in dem Kompressor 4 die Haltbarkeit der Hülle 78 und daher
die Haltbarkeit des Gehäuses 20 verbessert.
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Zusätzlich ist
es einfach, die Verkleidung 40 aus mit Eisen basierendem
Material herzustellen, während
nur der Zylinderkopf 52 aus Aluminium basierendem Material
hergestellt wird, da der Kompressor 4 ein Taumelscheibenkompressor
ist. Ferner wird, während
ein Hochdruck-CO2-Kältemittel von der Zylinderbohrung 42 in
die Auslaßkammer 62 des Zylinderkopfs 52 strömt, die
Festigkeit des Zylinderkopfs 52 selbst dann sichergestellt,
wenn eine Hülle nicht
an der äußeren Oberfläche des
Zylinderkopfs 52 vorgesehen ist, da die Fläche der
inneren Oberfläche
der Auslaßkammer 62 im
Vergleich zu der inneren Oberfläche
des Teils des Zylinderabschnitts 16 mit größerem Durchmesser,
der die Kurbelkammer 24 umfasst, kleiner ist.
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Darüber hinaus
sind in diesem Kompressor 4 die Montageabschnitte 80 und 84 zum
Einbau des Gehäuses 12 einstückig mit
der Hülle 78 und
dem Zylinderkopf 52, die aus Aluminium basie rendem Material
gefertigt sind, ausgeführt,
und daher können
die Montageabschnitte 80 und 84 einfach mit hoher
Bearbeitungsgenauigkeit ausgebildet werden. Daher werden nicht nur
der Einbauort des Kompressors 4 und seine Montagemethode
weniger durch die Form und den Aufbau, etc. der Montageabschnitte 80 und 84 beschränkt, sondern
auch die Fertigungskosten des Kompressors 4 werden reduziert.
Zusätzlich
ist in dem Fall, in dem der Montageabschnitt 80 in der
Hülle 78 ausgeformt
ist, die Verkleidung 14 einer Mehrzahl von Typen von Kompressoren,
die in verschiedenen Fahrzeugtypen verwendet werden, standardisiert,
und dadurch können
die Herstellungskosten des Kompressors 4 weiter reduziert
werden. Darüber hinaus
kann in diesem Fall mit der vereinfachten Form der Verkleidung 14 die
Reduzierung des Gewichts erreicht werden, und zur gleichen Zeit
wird die Verwendung von Tiefziehen, etc. anstelle von Gießen zur
Fertigung der Verkleidung 14 möglich. Auch als Folge daraus
können
die Herstellungskosten des Kompressors 4 reduziert werden.
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Darüber hinaus
werden in diesem Kompressor 4 Gewindebolzen 56 in
die axialen Löcher 28,
die in dem dicken Bereich 26 des Zylinderabschnitts 16 mit
größerem Durchmesser
ausgebildet sind, eingeschraubt, und der Zylinderkopf 52 wird
durch die Gewindebolzen 56 an dem Zylinderabschnitt 16 mit
größerem Durchmesser
befestigt. Daher ist die Abdichtungsfähigkeit zwischen dem Zylinderkopf 52 und dem
Zylinderabschnitt 16 mit größerem Durchmesser hoch, so
dass ein Auslaufen des Hochdruck-CO2-Kältemittels aus einer Ritze
zwischen dem Zylinderkopf 52 und dem Zylinderabschnitt 16 mit
größerem Durchmesser
verhindert wird.
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Die
vorliegende Erfindung wird nicht durch die oben erwähnten Ausführungsbeispiele
beschränkt,
und eine Mehrzahl von Abwand lung ist ausführbar. In einem Ausführungsbeispiel
sind der Zylinderblock 22 und der Zylinderabschnitt 16 mit
größerem Durchmesser
separate Einheiten, aber es könnte
auch eine Verkleidung mit dem Zylinderblock und dem Zylinderabschnitt
mit größerem Durchmesser, die
einstückig
ausgeführt
sind, verwendet werden. In diesem Fall ist das Gehäuse zwischen
dem Zylinderabschnitt mit größerem Durchmesser
und dem abgeschrägten
Zylinderabschnitt trennbar ausgebildet, um die Neigeeinheit 38 usw.
in der Kurbelkammer 24 zu beherbergen. Ferner könnte ein
Zylinderblock, der aus Aluminium basierendem Material gemacht ist, verwendet
werden, da der Zylinderblock 22 und der Zylinderabschnitt 16 mit
größerem Durchmesser
getrennte Einheiten sind, aber der Zylinderblock wird vorzugsweise
aus Eisen basierendem Material mit größerer Festigkeit hergestellt.
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Zusätzlich wird
in einem Ausführungsbeispiel
der abgeschrägte
Zylinderabschnitt 20 mit einem allmählich reduzierten Außendurchmesser
zwischen dem Zylinderabschnitt 16 mit größerem Durchmesser
und dem Zylinderabschnitt 18 mit kleinerem Durchmesser
vorgesehen, aber der Zylinderabschnitt mit kleinerem Durchmesser
könnte
mit dem Endabschnitt des Zylinderabschnitts mit größerem Durchmesser
durch eine Endplatte verbunden sein.
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Ferner
könnte,
wie in 1 mit Doppelpunkt-Strichlinien gezeigt, die Hülle 78 einstückig mit einer
Vielzahl von Abstrahlungslamellen 88 versehen sein. In
diesem Fall können
Abstrahlungslamellen 88 in komplizierter Form einfach mit
hoher Bearbeitungsgenauigkeit ausgebildet werden, da die Hülle 78 aus
Aluminium basierendem Material hergestellt ist. Zusätzlich wird
die Hitze, die in dem Kompressor 4 erzeugt wird, schnell
abgegeben, da die Abstrahlungslamellen 88, die aus Aluminium
basierendem Material gemacht sind, das eine gute Wärmeleitfä higkeit
hat. Daher wird eine Temperaturerhöhung in dem Kompressor 4 beschränkt, und
die Haltbarkeit erhöht sich
weiter. Zusätzlich
wird in dem Kompressor 4 in einem Ausführungsbeispiel eine Methode
zur Befestigung der Hülle 78 an
der Verkleidung 14 nicht im einzelnen beschränkt, aber
eine Gußform,
in der die Verkleidung 14 an ihrer Innenseite angebracht
ist, wird bevorzugter Weise beim Gießen (Aluminiumdruckguß) der Hülle 48 benutzt,
um die Hülle 78 auf der
Verkleidung 14 zu dem gleichen Zeitpunkt deren Gießens zu
befestigen. In diesem Fall wird der Befestigungsvorgang der Hülle 78 auf
der Verkleidung 14 einfacher als in dem Fall, in dem die
Hüllen 78 getrennt
und gesondert gefertigt werden, die auf der äußeren Oberfläche der
Verkleidung 14 befestigt werden würden. Zur gleichen Zeit werden
die Berührungseigenschaften
zwischen der Hülle 78 und
der Verkleidung 14 besser, und die Festigkeit des Gehäuses 12 wird
höher.
Zusätzlich
verbessert eine gute Kontakteigenschaft die Wärmeleitfähigkeit zwischen der Hülle 78 und
der Verkleidung 14, was die Abstrahlungsmenge der Abstrahlungslamellen 88 verbessert.
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Darüber hinaus
wird, wenn eine aufgespritzte Schicht 89, die aus Aluminium
basierendem Material gemacht ist und wie in 2 gezeigt
zwischen der Hülle 78 und
der Verkleidung 14 ausgebildet ist, die Berührungseigenschaft
zwischen der Hülle 78 und
der Verkleidung 14 durch die aufgespritzte Schicht 89 besser,
so dass die Festigkeit des Gehäuses 12 weiter
verbessert wird, und die Wärmeabgabeeigenschaft
durch die Abstrahlungslamellen 88 wird auch weiter verbessert.
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Zusätzlich könnte in
einem Ausführungsbeispiel
eine Beschichtung zur Rostverhinderung auf der äußeren Oberfläche des
Zylinderabschnittes 18 mit kleinerem Durchmesser ausgebildet
sein, da die äußere Oberfläche des
Zylinderabschnitts 18 mit kleinerem Durchmesser der Verkleidung 14 nicht
mit der Hülle 78 bedeckt
ist. Jedoch ist an dem Zylinderabschnitt 18 mit kleinerem
Durchmesser ein Lager 71 von außen angebracht, und Wasser,
etc., das der Grund für
Verrostung ist, kann schwer dort hin gelangen, so dass eine Beschichtung
nicht notwendigerweise ausgebildet werden muß. Andererseits könnte beispielsweise,
wie in 3 gezeigt, der dicke Bereich 26 mit einer
Beschichtung 90 zur Rostvermeidung bedeckt sein, ohne dass
die Hülle 78 die äußere Umfangsoberfläche des
dicken Bereichs 26 des Zylinderabschnitts 16 mit
größerem Durchmesser bedeckt.
Das bedeutet, dass die Hülle 78 nicht
den gesamten Bereich der äußeren Umfangsoberfläche des
Zylinderabschnitts 16 mit größerer Oberfläche und
des abgeschrägten
Zylinderabschnitts 20 bedecken muß.
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Letztendlich
ist die Fluidmaschine der vorliegenden Erfindung nicht nur mit einem
Taumelscheibenkompressor mit festem Fördervolumen verwendbar, sondern
genauso gut mit Hubkolben- oder mit Schneckenkompressoren.