DE102015104276A1

DE102015104276A1 - Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge

Info

Publication number: DE102015104276A1
Application number: DE102015104276.2A
Authority: DE
Inventors: c/o KABUSHIKI KAISHA TOYO Yamashita Hideharu; Shinya c/o KABUSHIKI KAISHA TOYOTA Yamamoto; c/o KABUSHIKI KAISHA TOYOTA Ota Masaki; c/o KABUSHIKI KAISHA TOYO Suzuki Takahiro; c/o KABUSHIKI KAISHA TOYO Nakaima Hiroyuki
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2015-10-01
Also published as: US20150275872A1; US9651036B2; JP2015187417A; KR20150112873A; CN104948413A; CN104948413B; KR101730829B1; JP6135573B2

Abstract

Ein Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge umfasst ein Gehäuse mit einer Ansaugkammer, einer Ausstoßkammer, einer Taumelscheibenkammer in Verbindung mit der Ansaugkammer, einen ersten Zylinderblock mit mehreren ersten Zylinderbohrungen und einen zweiten Zylinderblock mit mehreren zweiten Zylinderbohrungen. Die ersten Zylinderbohrungen und zweiten Zylinderbohrungen wirken zusammen, um mehrere Paare der ersten und zweiten Zylinderbohrungen zu bilden, Der erste Zylinderblock und der zweite Zylinderblock weisen an ihrer Außenumfangsseite einen radial vorspringenden ersten Ansatz bzw. einen radial vorspringenden zweiten Ansatz auf. Der erste Ansatz und zweite Ansatz wirken zusammen, um eine Öltrennkammer, eine Ölvorhaltekammer, eine Zwischendruckkammer und einen Gasfreisetzungsdurchlass zu bilden, der eine Fluidverbindung zwischen der Ölvorhaltekammer und der Zwischendruckkammer bereitstellt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge.
Ein Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge ist in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2004-218610 offenbart. Der Kompressor umfasst ein hinteres Gehäuse, in welchem eine Öltrennkammer, die sich in Radialrichtung des hinteren Gehäuses erstreckt, und eine Ölvorhaltekammer, die unterhalb der Öltrennkammer im hinteren Ende des Kompressors ausgebildet ist, vorhanden sind. Zwischen der Öltrennkammer und der Ölvorhaltekammer ist eine Bohrung gebildet, die eine Fluidverbindung zwischen diesen herstellt. Zusätzlich ist im hinteren Gehäuse ein Einlassdurchlass ausgebildet, durch den die Öltrennkammer mit einer Ausstoßkammer verbunden ist. Eine Ausstoßöffnung ist im hinteren Gehäuse angrenzend an die Öltrennkammer auf der stromabwärtigen Seite gebildet, und eine Rückschlagventileinheit, die einen Rückstrom des Kältemittelgases in einem Ausstoßdurchlass verhindert, ist an der Ausstoßöffnung angebracht. Die Rückschlagventileinheit ist mit einem Rohr versehen, das zur Öltrennkammer vorragt, und das Rückschlagventil und das Rohr wirken zusammen, um eine Ölabscheidungseinrichtung zu bilden. Ein Gasrücklaufdurchlass ist als ein Durchlass ausgebildet, der einen ringförmigen Anschluss (oder eine Zwischendruckkammer) in einer Basisplatte der Rückschlagventileinheit mit der Ölvorhaltekammer verbindet. Der Durchmesser des Gasrücklaufdurchlasses ist kleiner (oder ungefähr 1 mm) als die Bohrung zwischen der Öltrennkammer und der Ölvorhaltekammer, und der Gasrücklaufdurchlass fungiert dahingehend, dass das Kältemittel in der Ölvorhaltekammer zu dem im Ausstoßdurchlass gebildeten ringförmigen Anschluss zurückkehren kann.
Bei diesem Kompressor gelangt das komprimierte Kältemittelgas, das von der Ausstoßkammer ausgestoßen wird, über den Einlassdurchlass in die Öltrennkammer. Das so in die Öltrennkammer eingeströmte Kältemittelgas trifft auf die Außenumfangsfläche des Rohrs und strömt dann zum Ende des Rohrs, während es um die Außenumfangsfläche des Rohres entlang eine Wirbelbewegung ausführt, mit dem Ergebnis, dass sich das im Kältemittelgas in Nebelform enthaltene Öl vom Kältemittelgas trennt. Das so vom Kältemittelgas getrennte Öl sammelt sich am Boden der Öltrennkammer an und strömt dann durch die Durchgangsbohrung in die Ölvorhaltekammer. Das Öl in der Ölvorhaltekammer wird zu einer Kurbelkammer zurückgeleitet. Das vom Öl befreite Kältemittelgas strömt durch das Rohr und wird dann über ein Ausstoßrohr zum externen Kältemittelkreislauf abgeführt. Weil der Gasrücklaufdurchlass zwischen dem Ausstoßdurchlass des Kältemittelgases und der Ölvorhaltekammer gebildet ist, verursacht der Differenzdruck ΔP zwischen der Öltrennkammer und dem Ausstoßdurchlass eine Strömung des Kältemittelgases, und das vom Kältemittelgas in der Öltrennkammer abgetrennte Öl wird vom Kältemittelgas mitgerissen und strömt durch die Bohrung unmittelbar in die Ölvorhaltekammer ein.
Bei dem Kompressor der vorstehend genannten Veröffentlichung muss jedoch eine Bohrung mit einem kleinen Durchmesser (ungefähr 1 mm) im hinteren Gehäuse als Gasrücklaufdurchlass ausgebildet werden, der eine Fluidverbindung zwischen dem ringförmigen Anschluss in der Rückschlagventileinheit und der Ölvorhaltekammer bereitstellt. Die maschinelle Einbringung des Gasrücklaufdurchlasses mit kleinem Durchmesser durch einen Bohrer oder Stirnfräser ist extrem schwierig.
Die vorliegende Erfindung, die angesichts der vorstehend erkannten Probleme gemacht wurde, richtet sich auf die Bereitstellung eines Taumelscheibenkompressors mit variabler Fördermenge, der eine einfache maschinelle Einbringung eines Gasrücklaufdurchlasses gestattet, welcher eine Fluidverbindung zwischen einem ringförmigen Anschluss und einer Ölvorhaltekammer bereitstellt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge bereitgestellt, der ein Gehäuse mit einer Ansaugkammer, einer Ausstoßkammer, einer Taumelscheibenkammer in Verbindung mit der Ansaugkammer, einem ersten Zylinderblock mit mehreren ersten Zylinderbohrungen und einem zweiten Zylinderblock mit mehreren zweiten Zylinderbohrungen aufweist. Die ersten Zylinderbohrungen und zweiten Zylinderbohrungen wirken zusammen, um mehrere Paare aus den ersten und zweiten Zylinderbohrungen zu bilden. Der Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge umfasst darüber hinaus eine Antriebswelle, die drehbar im Gehäuse gelagert ist, eine Taumelscheibe, die durch die Drehung der Antriebswelle in der Taumelscheibenkammer drehbar ist, einen Kopplungsmechanismus, der zwischen der Antriebswelle und der Taumelscheibe vorgesehen ist, um einen Neigungswinkel der Taumelscheibe zu ändern. Mehrere Doppelkopfkolben sind in den jeweiligen Paaren der ersten und zweiten Zylinderblockbohrungen hin- und herbewegbar vorgesehen. Der Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge umfasst des Weiteren einen Umwandlungsmechanismus, der die Drehung der Taumelscheibe in die Hin- und Herbewegung der Doppelkopfkolben umwandelt, mit einer Hublänge, die entsprechend dem Neigungswinkel der Taumelscheibe variabel ist, ein Stellglied, das in der Taumelscheibenkammer angeordnet ist, um den Neigungswinkel der Taumelscheibe zu ändern, und einen Steuermechanismus, der das Stellglied steuert. Das Stellglied umfasst ein Unterteilungselement, das an der Antriebswelle befestigt ist, ein bewegliches Element, das mit der Taumelscheibe verbunden und in einer Axialrichtung der Antriebswelle in der Taumelscheibenkammer bewegbar ist, und eine Drucksteuerkammer, die durch das Unterteilungselement, das bewegliche Element und die Antriebswelle umgrenzt ist. Das bewegliche Element ist durch den Druck in der Drucksteuerkammer bewegbar. Der erste Zylinderblock und der zweite Zylinderblock weisen an ihrer Außenumfangsseite einen radial vorspringenden ersten Ansatz bzw. einen radial vorspringenden zweiten Ansatz auf. Der erste Ansatz und der zweite Ansatz wirken zusammen, um mindestens zwei Kammern zu bilden, wovon in einer eine Rückschlagventileinheit angeordnet ist, die einen Ölabscheider und ein Rückschlagventil umfasst. Bei einer der Kammern handelt es sich um eine Öltrennkammer, in der der Ölabscheider angeordnet ist, um Öl abzuscheiden, das im Kühlmittelgas enthalten ist, welches von der Ausstoßkammer ausgestoßen wird. Das Rückschlagventil ist stromabwärts des Ölabscheiders angeordnet. Die andere Kammer steht in Verbindung mit der Öltrennkammer und hält das Öl vor, das in der Öltrennkammer aus dem Kühlmittelgas abgetrennt wird. Eine Zwischendruckkammer ist zwischen dem Ölabscheider und dem Rückschlagventil ausgebildet und hat einen geringeren Druck als die Öltrennkammer. Der erste Zylinderblock und der zweite Zylinderblock sind über eine Dichtung aneinander angeschlossen. Ein Gasfreisetzungsdurchlass ist zwischen dem ersten Ansatz oder dem zweiten Ansatz und der Dichtung gebildet, um eine Fluidverbindung zwischen der Ölvorhaltekammer und der Zwischendruckkammer bereitzustellen.
Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Zusammenschau mit den begleitenden Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung lässt sich zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die nun folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den begleitenden Zeichnungen nachvollziehen.
1 ist eine Längsquerschnittsansicht, die den Gesamtaufbau eines Taumelscheibenkompressors mit variabler Fördermenge gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ist eine Querschnittsansicht des Taumelscheibenkompressors mit variabler Fördermenge entlang Linie A-A von 1;
3 ist eine Querschnittsansicht des Taumelscheibenkompressors mit variabler Fördermenge entlang Linie B-B von 1;
4 ist eine herausgelöste, auseinandergezogene Querschnittsansicht des Taumelscheibenkompressors mit variabler Fördermenge von 1, in der die Verbindung der Zylinderblöcke des Kompressors dargestellt ist;
5 ist eine Draufsicht eines Ansatzes des Taumelscheibenkompressors mit variabler Fördermenge von 1, wobei der obere Teil des Kompressors teilweise geöffnet ist, um den Innenaufbau des Ansatzes zu beschreiben;
die 6A und 6B sind Querschnittsansichten des Ansatzes entlang der Linie C-C bzw. entlang der Linie D-D von 5;
7 ist eine Querschnittsansicht einer Rückschlagventileinheit in einer anderen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird ein Kompressor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben. Der in 1 gezeigte und mit Bezugszahl 10 bezeichnete Kompressor ist ein Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge. Der Taumelscheibenkompressor 10 mit variabler Fördermenge (nachstehend als Kompressor bezeichnet) verwendet einen Doppelkopfkolben. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Kompressor 10 ein vorderes Gehäuse 11, ein hinteres Gehäuse 12, und einen ersten Zylinderblock 13 und einen zweiten Zylinderblock 14, die zwischen dem vorderen Gehäuse 11 und dem hinteren Gehäuse 12 angeordnet sind. Das vordere Gehäuse 11 ist mit dem ersten Zylinderblock 13 über eine erste Ventilbildungsplatte 15 verbunden, die dazwischen eingesetzt ist. Das hintere Gehäuse 12 ist mit dem zweiten Zylinderblock 14 über eine zweite Ventilbildungsplatte 16 verbunden, die dazwischen eingesetzt ist. Des Weiteren sind der erste Zylinderblock 13 und der zweite Zylinderblock 14 über eine dazwischen eingesetzte Dichtung 44 aneinander angeschlossen. Das vordere Gehäuse 11, das hintere Gehäuse 12, der erste Zylinderblock 13 und der zweite Zylinderblock 14 sind über eine Schraube (nicht gezeigt) miteinander befestigt.
Das vordere Gehäuse 11 ist mit einem Vorsprung 11A ausgebildet, der nach vorne vorspringt und eine Wellenabdichtungsvorrichtung 17 aufnimmt. Im vorderen Gehäuse 11 sind eine erste Ansaugkammer 18A und eine erste Ausstoßkammer 19A gebildet. Die erste Ansaugkammer 18A befindet sich in der radialen Mitte des vorderen Gehäuses 11, und die erste Ausstoßkammer 19A ist radial außerhalb der ersten Ansaugkammer 18A angeordnet. Im vorderen Gehäuse 11 ist ein erster vorderer Verbindungsdurchlass 20A ausgebildet, der an seinem vorderen Ende mit der ersten Ausstoßkammer 19A in Verbindung steht, und das hintere Ende mündet durch das hintere Ende des vorderen Gehäuses 11.
Im hinteren Gehäuse 12 sind eine zweite Ansaugkammer 18B, eine zweite Ausstoßkammer 19B und eine Druckeinstellkammer 21 vorgesehen. Die Druckeinstellkammer 21 befindet sich in der Mitte des hinteren Gehäuses 12. Die zweite Ansaugkammer 18B ist radial außerhalb der Druckeinstellkammer 21 im hinteren Gehäuse 12 angeordnet. Die zweite Ausstoßkammer 19B ist radial außerhalb der zweiten Ansaugkammer 18B angeordnet. Das hintere Gehäuse 12 beherbergt in seinem Inneren darüber hinaus einen Steuermechanismus 22, der ein Stellglied 35 steuert, welches später noch beschrieben wird. Das hintere Gehäuse trägt in sich einen ersten hinteren Verbindungsdurchlass 23A, der an seinem hinteren Ende mit der zweiten Ausstoßkammer 19B in Verbindung steht, und das vordere Ende mündet durch das vordere Ende des hinteren Gehäuses 12.
Eine Taumelscheibenkammer 24 ist zwischen dem ersten Zylinderblock 13 und dem zweiten Zylinderblock 14 ausgebildet. Die Taumelscheibenkammer 24 ist im Wesentlichen in der Mitte des Gehäuses in der Längsrichtung des Kompressors 10 angeordnet. Der erste Zylinderblock 13 weist in sich mehrere erste Zylinderbohrungen 13A auf, die parallel zueinander und winkelmäßig um einen gleichmäßigen Abstand beabstandet ausgebildet sind. Eine erste Wellenbohrung 13B ist im ersten Zylinderblock 13 ausgebildet. Die erste Wellenbohrung 13B ist in ihrem Inneren mit einem Gleitlager versehen, und eine Antriebswelle 25 ist in die erste Wellenbohrung 13B eingeführt. Zusätzlich ist im ersten Zylinderblock 13 eine erste Aussparung 13C ausgebildet, die in Verbindung mit der Taumelscheibenkammer 24 steht. Ein erstes Drucklager 26A ist in der ersten Aussparung 13C an deren Grund vorgesehen. Der erste Zylinderblock 13 weist einen durch ihn hindurch ausgebildeten ersten Verbindungsdurchlass 27A auf, der eine Fluidverbindung zwischen der Taumelscheibenkammer 24 und der ersten Ansaugkammer 18A bereitstellt. Darüber hinaus befindet sich im ersten Zylinderblock 13 ein zweiter vorderer Verbindungsdurchlass 20B. Der erste Zylinderblock 13 weist an seiner Außenumfangsseite einen ersten Ansatz 42 auf, der radial absteht. Der erste Ansatz 42 wird später noch beschrieben.
Ähnlich wie beim ersten Zylinderblock 13 sind auch im zweiten Zylinderblock 14 mehrere zweite Zylinderbohrungen 14A ausgebildet. Jede zweite Zylinderbohrung 14A hat denselben Durchmesser wie die erste Zylinderbohrung 13A und ist koaxial zu ihrer entsprechenden ersten Zylinderbohrung 13A angeordnet, so dass jeweils ein Paar gebildet ist. Im zweiten Zylinderblock 14 ist eine zweite Wellenbohrung 14B vorgesehen, durch die die Antriebswelle 25 eingeführt ist. Die zweite Wellenbohrung 14B ist mit einem Gleitlager versehen. Eine zweite Aussparung 14C ist im zweiten Zylinderblock 14 in Verbindung mit der Taumelscheibenkammer 24 gebildet. Die zweite Aussparung 14C weist ein zweites Drucklager 26B auf, das an deren Grund angeordnet ist. Außerdem befindet sich im zweiten Zylinderblock 14 ein zweiter Verbindungsdurchlass 27B, der eine Verbindung zwischen der Taumelscheibenkammer 24 und der zweiten Ansaugkammer 18B bereitstellt. Der zweite Zylinderblock 14 weist an seiner Außenumfangsseite einen zweiten Ansatz 43 auf, der radial vorspringt. Der zweite Ansatz 43 wird später noch beschrieben.
Im zweiten Zylinderblock 14 ist ein Ausstoßanschluss 28, ein dritter hinterer Verbindungsdurchlass 20C, ein zweiter hinterer Verbindungsdurchlass 23B und ein Ansauganschluss 29 ausgebildet. Der Ausstoßanschluss 28 steht in Verbindung mit einer Schalldämpferkammer 57. Das vordere Ende des dritten hinteren Verbindungsdurchlasses 20C mündet am vorderen Ende des zweiten Zylinderblocks 14, und das hintere Ende des dritten hinteren Verbindungsdurchlasses 20C steht in Verbindung mit dem Ausstoßanschluss 28. Wenn der erste Zylinderblock 13 und der zweite Zylinderblock 14 aneinander angeschlossen sind, steht der dritte hintere Verbindungsdurchlass 20C in Verbindung mit dem zweiten vorderen Verbindungsdurchlass 20B an dessen hinterem Ende. Das vordere Ende des zweiten hinteren Verbindungsdurchlasses 23B steht in Verbindung mit dem Ausstoßanschluss 28, und das hintere Ende des zweiten hinteren Verbindungsdurchlasses mündet am hinteren Ende des zweiten Zylinderblocks 14. Der Ansauganschluss 29 ist so ausgebildet, dass eine Fluidverbindung zwischen der Taumelscheibenkammer 24 und dem externen Kühlmittelkreislauf (nicht gezeigt) bereitgestellt ist, so dass Kühlmittelgas vom externen Kühlmittelkreislauf durch den Ansauganschluss 29 in die Taumelscheibenkammer 24 eingeleitet wird.
Die erste Ventilbildungsplatte 15 umfasst eine erste Ventilplatte 15A, eine erste Ansaugventilplatte 15B, eine erste Ausstoßventilplatte 15C und eine erste Halteplatte 15D. Die erste Ventilplatte 15A, die erste Ausstoßventilplatte 15C und die erste Halteplatte 15D sind mit einer durch sie hindurch ausgebildeten ersten Ansaugbohrung 15E versehen, die eine Verbindung zwischen der ersten Zylinderbohrung 13A und der ersten Ansaugkammer 18A bereitstellt. Die erste Ventilplatte 15A und die erste Ansaugventilplatte 15B sind mit einer durch sie hindurchführenden ersten Ausstoßbohrung 15F ausgebildet, die eine Verbindung zwischen der ersten Zylinderbohrung 13A und der ersten Ausstoßkammer 19A bereitstellt. Die erste Ansaugbohrung 15E weist ein erstes Ansaugventil auf, welches die erste Ansaugbohrung 15E öffnet und schließt. Die erste Ausstoßbohrung 15F weist ein erstes Ausstoßventil auf, welches die erste Ausstoßbohrung 15F öffnet und schließt. Durch die erste Ventilbildungsplatte 15 hindurch ist eine erste Ansaugverbindungsbohrung 15G, die eine Verbindung zwischen der ersten Ansaugkammer 18A und dem ersten Verbindungsdurchlass 27A bereitstellt, und eine erste Ausstoßverbindungsbohrung 15H ausgebildet, die eine Verbindung zwischen dem ersten vorderen Verbindungsdurchlass 20A und dem zweiten vorderen Verbindungsdurchlass 20B bereitstellt.
Die zweite Ventilbildungsplatte 16 umfasst eine zweite Ventilplatte 16A, eine zweite Ansaugventilplatte 16B, eine zweite Ausstoßventilplatte 16C und eine zweite Halteplatte 16D. Die zweite Ventilplatte 16A, die zweite Ausstoßventilplatte 16C und die zweite Halteplatte 16D sind mit einer durch sie hindurchführenden zweiten Ansaugbohrung 16E ausgebildet, die eine Verbindung zwischen der zweiten Zylinderbohrung 14A und der zweiten Ansaugkammer 18B bereitstellt. Die zweite Ventilplatte 16A und die zweite Ansaugventilplatte 16B sind mit einer durch sie hindurchführenden zweiten Ausstoßbohrung 16F ausgebildet, die eine Verbindung zwischen der zweiten Zylinderbohrung 14A und der zweiten Ausstoßkammer 19B bereitstellt. Die zweite Ansaugbohrung 16E weist ein zweites Ansaugventil auf, das die zweite Ansaugbohrung 16E öffnet und schließt. Die zweite Ausstoßbohrung 16F weist ein zweites Ausstoßventil auf, das die zweite Ausstoßbohrung 16F öffnet und schließt. Die zweite Ventilbildungsplatte 16 hat eine durch sie hindurchführende zweite Ansaugverbindungsbohrung 16G ausgebildet, die eine Verbindung zwischen der zweiten Ansaugkammer 18B und dem zweiten Verbindungsdurchlass 27B bereitstellt, sowie eine zweite Ausstoßverbindungsbohrung 16H, die eine Verbindung zwischen dem ersten hinteren Verbindungsdurchlass 23A und dem zweiten hinteren Verbindungsdurchlass 23B bereitstellt.
Im Kompressor 10 wirken der erste vordere Verbindungsdurchlass 20A, die erste Ausstoßverbindungsbohrung 15H, der zweite vordere Verbindungsdurchlass 20B und der dritte hintere Verbindungsdurchlass 20C zusammen, um einen ersten Ausstoßverbindungsdurchlass 20 zu bilden. Der erste hintere Verbindungsdurchlass 23A, die zweite Ausstoßverbindungsbohrung 16H und der zweite hintere Verbindungsdurchlass 23B wirken zusammen, um einen zweiten Ausstoßverbindungsdurchlass 23 zu bilden.
Die Antriebswelle 25 umfasst einen Antriebswellenkörper 30, ein erstes Lagerungselement 31 und ein zweites Lagerungselement 32. Das erste Lagerungselement 31 ist auf das vordere Ende des Antriebswellenkörpers 30 aufgepresst und das zweite Lagerungselement 32 ist auf dessen hinteres Ende aufgepresst. Das erste Lagerungselement 31 weist einen Flansch 31A auf. Das zweite Lagerungselement 32 weist einen Flansch 32A auf. Das vordere Ende der Antriebswelle 25 ist durch das erste Lagerungselement 31 in die erste Wellenbohrung 13B des ersten Zylinderblocks 13 eingeführt, und deren hinteres Ende ist durch das zweite Lagerungselement 32 in die zweite Wellenbohrung 14B des zweiten Zylinderblocks 14 eingeführt, und die Antriebswelle 25 ist im Gehäuse durch Gleitlager drehbar gelagert.
Eine Taumelscheibe 33, ein Kopplungsmechanismus 34 und das vorstehend erwähnte Stellglied sind am Antriebswellenkörper 30 in der Taumelscheibenkammer 24 angebracht. Die Taumelscheibe 33 ist mit einer Ringform ausgebildet und an einer Ringplatte 36 befestigt. Die Ringplatte 36 ist auch mit einer Ringform ausgebildet, die in der Mitte eine Einführöffnung 36A aufweist. Wenn der Antriebswellenkörper 30 durch die Einführöffnung 36A der Ringplatte 36 in der Taumelscheibenkammer 24 eingeführt ist, steht die Taumelscheibe 33 mit der Antriebswelle 25 in Eingriff.
Der Kopplungsmechanismus 34 weist einen Laschenarm 37 auf. Der Laschenarm 37 ist vorderhalb der Taumelscheibe 33 in der Taumelscheibenkammer 24 angeordnet, bzw. befindet sich zwischen der Taumelscheibe 33 und dem ersten Lagerungselement 31. Der Laschenarm 37 ist im Wesentlichen mit einer L-Form ausgebildet. Sie ist dazu ausgelegt, dass der Laschenarm 37 in Kontakt mit dem Flansch 31A des ersten Lagerungselements 31 gebracht wird, wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 33 in Bezug auf eine gedachte Ebene, die senkrecht durch eine Achse L der Antriebswelle verläuft, am kleinsten ist. Am hinteren Ende des Laschenarms 37 ist ein Gewichtsabschnitt 37A vorgesehen.
Der Laschenarm 37 ist an seinem hinteren Ende über einen ersten Stift 38A mit einem Ende der Ringplatte 36 verbunden, so dass er um den ersten Stift 38A relativ zur Taumelscheibe 33 verschwenkbar ist. Der Laschenarm 37 ist an seinem vorderen Ende über einen zweiten Stift 38B mit dem ersten Lagerungselement 31 verbunden, und zwar so, dass er um den zweiten Stift 38B relativ zur Antriebswelle 25 verschwenkt werden kann. Somit ist der Kopplungsmechanismus 34 zwischen der Antriebswelle 25 und der Taumelscheibe 33 vorgesehen und umfasst den ersten Stift 38A und zweiten Stift 38B sowie den Laschenarm 37.
Im Kompressor 10 kann durch die Verbindung der Taumelscheibe 33 mit der Antriebswelle 25 über den Kopplungsmechanismus 34 die Taumelscheibe 33 mit der Antriebswelle 25 in Drehung versetzt werden. Darüber hinaus verursacht das Verschwenken, dass die Taumelscheibe 33 ihren Neigungswinkel ändert. Anders ausgedrückt, kann die Taumelscheibe 33 durch den Kopplungsmechanismus 34 gekippt werden, um den Neigungswinkel zu ändern.
Ein Doppelkopfkolben 39 ist in jedem Paar der ersten und zweiten Zylinderbohrungen 13, 14A aufgenommen. Der Doppelkopfkolben 39 hat einen ersten Kopfabschnitt 39A am vorderen Ende und einen zweiten Kopfabschnitt 39B am hinteren Ende. Der erste Kopfabschnitt 39A ist in der ersten Zylinderbohrung 13A hin- und herbewegbar aufgenommen. Eine erste Kompressionskammer 13D ist in der ersten Zylinderbohrung 13A ausgebildet, die durch den ersten Kopfabschnitt 39A und die erste Ventilbildungsplatte 15 umgrenzt ist. Der zweite Kopfabschnitt 39B ist in der zweiten Zylinderbohrung 14A hin- und herbewegbar aufgenommen. Eine zweite Kompressionskammer 14D ist in der zweiten Zylinderbohrung 14A gebildet, die durch den zweiten Kopfabschnitt 39B und die zweite Ventilbildungsplatte 16 umgrenzt ist.
Eine Kolbenaussparung 39C ist in der Mitte des Doppelkopfkolbens 39 ausgebildet, und ein Paar Kalottenschuhe 40A, 40B sind in der Kolbenaussparung 39C so angeordnet, dass sie die Taumelscheibe 33 zwischen sich halten, so dass die Drehung der Taumelscheibe 33 durch die beiden Schuhe 40A, 40B in die Hin- und Herbewegung des Doppelkopfkolbens 39 umgewandelt wird. Die beiden Schuhe 40A, 40B entsprechen dem Umwandlungsmechanismus der vorliegenden Erfindung. Demzufolge sind der erste Kopfabschnitt 39A und der zweite Kopfabschnitt 39B des Doppelkopfkolbens 39 in der ersten Zylinderbohrung 13A bzw. der zweiten Zylinderbohrung 14A hin- und herbewegt, und zwar mit einer Hublänge, die gemäß dem Neigungswinkel der Taumelscheibe 33 variabel ist.
Das Stellglied 35 umfasst ein bewegliches Element 35A und ein Unterteilungselement 35B, und eine Drucksteuerkammer 35C ist zwischen dem beweglichen Element 35A und dem Unterteilungselement 35B gebildet. Das Stellglied 35 befindet sich hinter der Taumelscheibe 33 und kann in die zweite Aussparung 14C hineinbewegt werden. Das bewegliche Element 35A hat eine mit Boden versehene, zylindrische Form und weist eine Öffnung an seiner Vorderseite auf, die durch das Unterteilungselement 35B verschlossen ist. Das bewegliche Element 35A weist ein Verbindungselement 35D auf, das sich vom vorderen Ende von dessen Umfangswand nach vorne erstreckt. Das Unterteilungselement 35B ist in einer Scheibenform ausgebildet, die im Wesentlichen denselben Durchmesser hat wie der Innendurchmesser des beweglichen Elements 35A. Eine Rückstellfeder ist zwischen dem Unterteilungselement 35B und dem beweglichen Element 35A vorgesehen. Die Drucksteuerkammer 35C ist durch das Unterteilungselement 35B, das bewegliche Element 35A und die Antriebswelle 25 umgrenzt, und das bewegliche Element 35A ist über den Druck in der Drucksteuerkammer 35C relativ zum Unterteilungselement 35B beweglich.
Der Antriebswellenkörper 30 ist durch das bewegliche Element 35A und das Unterteilungselement 35B eingeführt. Das bewegliche Element 35A ist an der Antriebswelle 25 so angebracht, dass es sich zusammen mit ihr drehen kann und auch relativ zu ihr in der Axialrichtung L der Antriebswelle 25 in der Taumelscheibenkammer 24 bewegbar ist. Dagegen ist das Unterteilungselement 35B am Antriebswellenkörper 30 befestigt, um sich mit ihm zu drehen.
Das Verbindungselement 35D des beweglichen Elements 35A ist über einen dritten Stift 38C mit dem anderen Ende der Ringplatte 36 verbunden, so dass die Taumelscheibe 33 durch das bewegliche Element 35A gehaltert ist und um die Achse des dritten Stifts 38C schwenken kann. Folglich ist das bewegliche Element 35A an die Taumelscheibe 33 angeschlossen. Das bewegliche Element 35A gelangt in Kontakt mit dem Flansch 32A des zweiten Lagerungselements 32, wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 33 am größten wird. 1 zeigt den Zustand, in dem der Neigungswinkel der Taumelscheibe 33 den Höchstwert hat. Im Antriebswellenkörper 30 ist ein welleninterner Durchlass 25A gebildet. Wie in 1 gezeigt, mündet das vordere Ende des welleninternen Durchlasses 25A durch die Außenumfangsfläche des Antriebswellenkörpers 30 in die Drucksteuerkammer 35C, und das hintere Ende des welleninternen Durchlasses 25A mündet durch sein hinteres Ende in die Druckeinstellkammer 21.
Der Steuermechanismus 22 umfasst einen Niederdruckdurchlass, einen Hochdruckdurchlass, ein Steuerventil und eine Mündung (wobei keines dieser Elemente gezeigt ist). Die Druckeinstellkammer 21 steht über den Niederdruckdurchlass und das Steuerventil des Steuermechanismus 22 in Verbindung mit der zweiten Ansaugkammer 18B. Die Druckeinstellkammer 21 steht über den Hochdruckdurchlass und die Mündung in Verbindung mit der zweiten Ausstoßkammer 19B. Außerdem ist die Druckeinstellkammer 21 durch den welleninternen Durchlass 25A in Verbindung mit der Drucksteuerkammer 35C.
In dem Steuermechanismus 22 nehmen der Druck in der Druckeinstellkammer 21 und der Druck in der Drucksteuerkammer 35C im Wesentlichen denselben Wert an wie der Innendruck der zweiten Ansaugkammer 18B, wenn die Öffnung des Niederdruckdurchlasses durch das Steuerventil vergrößert wird. Demzufolge bewegt sich das bewegliche Element 35A des Stellglieds 35 in der Taumelscheibenkammer 24 nach vorne. Wenn sich das bewegliche Element 35A in Richtung zum Laschenarm 37 bewegt, nimmt das Volumen der Drucksteuerkammer 35C ab, und infolgedessen verschwenkt die Taumelscheibe 33 im Uhrzeigersinn um die Achse des dritten Stifts 38C, wie in 1 zu sehen ist. Zusätzlich schwenkt der Laschenarm 37 im Uhrzeigersinn um den ersten Stift 38A und im Gegenuhrzeigersinn um den zweiten Stift 38B, wie in 1 zu sehen ist. Der Laschenarm 37 nähert sich dem Flansch 31A des ersten Lagerungselements 31. Im Ergebnis verkleinert sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 33 relativ zu einer gedachten Ebene, die senkrecht zur Achse L der Antriebswelle 25 verläuft, und dementsprechend verringert sich auch die Hublänge des Doppelkopfkolbens 39, womit die Verdrängung des Kompressors 10 abnimmt.
Wenn dagegen die Öffnung des Niederdruckdurchlasses durch das Steuerventil des Steuermechanismus 22 verkleinert wird, erhöht sich der Druck in der Druckeinstellkammer 21 und dementsprechend auch der Druck in der Drucksteuerkammer 35C. Im Stellglied 35 wird das bewegliche Element 35A in der Taumelscheibenkammer 24 nach hinten bewegt. Infolgedessen bewegt sich das bewegliche Element 35A vom Laschenarm 37 weg, wodurch sich das Volumen der Drucksteuerkammer 35C vergrößert. Das bewegliche Element 35A zieht das untere Ende der Taumelscheibe 33 durch das Verbindungselement 35D nach hinten. Infolgedessen schwenkt die Taumelscheibe 33 in Gegenuhrzeigerrichtung um den dritten Stift 38C und den zweiten Stift 38B, wie in 1 zu sehen ist. Der Laschenarm 37 bewegt sich vom Flansch 31A des ersten Lagerungselements 31 weg. Im Ergebnis wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 33 erhöht und deshalb die Hublänge des Doppelkopfkolbens 39 vergrößert, mit dem Ergebnis, dass die Verdrängung des Kompressors 10 zunimmt.
Im Kompressor 10 bringt es die Drehung der Taumelscheibe 33 durch die Antriebswelle 25 mit sich, dass sich der Doppelkopfkolben 39 in den paarweisen ersten und zweiten Zylinderbohrungen 13A, 14A hin- und herbewegt. Das Volumen der ersten Kompressionskammer 13D und der zweiten Kompressionskammer 14D ändert sich mit der Bewegung des Doppelkopfkolbens 39. Im Kompressor 10 wiederholen sich der Ansaughub, bei dem Kühlmittelgas in die erste Kompressionskammer 13D und die zweite Kompressionskammer 14D gelangt, der Kompressionshub, bei dem Kühlmittelgas in der ersten Kompressionskammer 13D und der zweiten Kompressionskammer 14D komprimiert wird, und der Ausstoßhub, bei dem komprimiertes Kühlmittelgas in die erste Ausstoßkammer 19A und die zweite Ausstoßkammer 19B ausgestoßen wird.
Das in die erste Ausstoßkammer 19A ausgestoßene Kühlmittelgas strömt durch den ersten Ausstoßverbindungsdurchlass 20 zur Ausstoßöffnung 28, und das zur zweiten Ausstoßkammer 19B ausgestoßene Kühlmittelgas strömt durch den zweiten Ausstoßverbindungskanal 23 zur Ausstoßöffnung 28. Das Kühlmittelgas wird dann durch die Ausstoßöffnung 28 in die Schalldämpferkammer 57 eingeleitet.
Wie 1 und 4 zeigen, ist die hintere Stirnfläche 42A des ersten Ansatzes 42 mit der vorderen Stirnfläche 43A des zweiten Ansatzes 43 mit einer dazwischen eingelegten Dichtung 44 verbunden. Wie in 2 und 5 gezeigt ist, sind im ersten Ansatz 42 drei erste Zylinderblockaussparungen 45, 46, 47 vorgesehen, die sich in axialer Richtung erstrecken und an der hinteren Stirnfläche 42A offen sind. Die ersten Zylinderblockaussparungen 45, 46, 47 werden in dieser Reihenfolge im ersten Ansatz 42 in der Umfangsrichtung mit vorbestimmten Raumabständen gebildet. Die erste Zylinderblockaussparung 45 ist radial außerhalb des zweiten vorderen Verbindungsdurchlasses 20B gebildet und hat die Form einer mit Boden versehenen, rechteckigen Öffnung. Die erste Zylinderblockaussparung 46 hat die Form einer mit Boden versehenen, kreisförmigen Öffnung, und ein Ölabscheider 54 einer Rückschlagventileinheit 53, die später noch beschrieben wird, ist in der ersten Zylinderblockaussparung 46 angeordnet. Die erste Zylinderblockaussparung 47 hat auch die Form einer mit Boden versehenen, kreisförmigen Öffnung. Im ersten Ansatz 42 ist eine Bohrung 48 gebildet, um eine Verbindung zwischen der ersten Zylinderblockaussparung 45 und der ersten Zylinderblockaussparung 46 herzustellen. Zusätzlich ist im ersten Ansatz 42 eine Bohrung 49 gebildet, um eine Verbindung zwischen der ersten Zylinderblockaussparung 46 und der ersten Zylinderblockaussparung 47 herzustellen. Wie später noch beschrieben wird, entspricht die Bohrung 48 einem Gaseinleitdurchlass, der die Verbindung zwischen der Schalldämpferkammer 57 und der Öltrennkammer 58 bereitstellt, und die Bohrung 49 entspricht einem Öldurchlass, der eine Verbindung zwischen der Öltrennkammer 58 und einer Ölvorhaltekammer 59 bereitstellt.
Wie in 3 und 5 gezeigt ist, sind im zweiten Ansatz 43 drei zweite Zylinderblockaussparungen 50, 51, 52 vorgesehen, die sich in Axialrichtung erstrecken und an der vorderen Stirnfläche 43A des zweiten Ansatzes 43 offen sind. Die zweiten Zylinderblockaussparungen 50, 51, 52 werden in dieser Reihenfolge im zweiten Ansatz 43 an vorbestimmten Raumabständen in der Umfangsrichtung gebildet. Die zweite Zylinderblockaussparung 50 hat die Form einer mit Boden versehenen, rechteckigen Öffnung und ist radial außerhalb des dritten hinteren Verbindungsdurchlasses 20C gebildet. Die zweite Zylinderblockaussparung 50 steht über den Ausstoßanschluss 28 in Verbindung mit dem dritten hinteren Verbindungsdurchlass 20C. Die zweite Zylinderblockaussparung 51 hat die Form einer mit Boden versehenen, kreisförmigen Öffnung mit einer gestuften Ausgestaltung. Die Rückschlagventileinheit 53 ist in die zweite Zylinderblockaussparung 51 eingesetzt. Die zweite Zylinderblockaussparung 52 ist als eine mit Boden versehene, kreisförmige Öffnung ausgebildet. Eine Stirnflächennut 63A ist an der vorderen Stirnfläche 43A des zweiten Ansatzes 43 ausgebildet und verbindet die erste und zweite Zylinderblockaussparung 51 und 52.
Wie in 4 gezeigt ist, ist die Dichtung 44 zwischen dem ersten Ansatz 42 und dem zweiten Ansatz 43 angeordnet. Wie in 5 gezeigt ist, sind, wenn der erste Ansatz 42 und der zweite Ansatz 43 miteinander vereint sind, die erste Zylinderblockaussparung 45 und die zweite Zylinderblockaussparung 50 einander zugewandt angeordnet und stehen in Verbindung miteinander. Zusätzlich stehen, wenn der erste und zweite Ansatz 42, 43 miteinander vereint sind, die erste Zylinderblockaussparung 46 in Verbindung mit der zweiten Zylinderblockaussparung 51, und die erste Zylinderblockaussparung 47 steht in Verbindung mit der zweiten Zylinderblockaussparung 52. Deshalb sind im ersten Ansatz 42 und zweiten Ansatz 43 drei Kammern gebildet. Öffnungen 44A, 44B, 44C sind durch die Dichtung 44 hindurch an den Positionen gebildet, die den ersten Zylinderblockaussparungen 45, 46 bzw. 47 entsprechen. Die erste Zylinderblockaussparung 45 und die zweite Zylinderblockaussparung 50 sind miteinander über die Öffnung 44A verbunden, um dadurch die Schalldämpferkammer 57 zu bilden. Die Schalldämpferkammer 57 reduziert eine Pulsation des Kältemittelgases, das von der ersten Ausstoßkammer 19A und der zweiten Ausstoßkammer 19B ausgestoßen wird. Die erste Zylinderblockaussparung 47 und die zweite Zylinderblockaussparung 51 sind miteinander über die Öffnung 44B verbunden und bilden die Ölvorhaltekammer 59. In der Ölvorhaltekammer 59 ist das Öl gespeichert, das vom Kältemittelgas in der Öltrennkammer 58 abgeschieden wurde.
Wie in 5 gezeigt, weist die zweite Zylinderblockaussparung 51 eine Innenumfangswand 51A mit großem Innendurchmesser auf, die an der vorderen Stirnfläche 43A des zweiten Ansatzes 43 offen ist, und eine Innenumfangswand 51B mit einem Durchmesser, der kleiner ist als derjenige der Innenumfangswand 51A und an die Innenumfangswand 51A angrenzt, sowie eine Innenumfangswand 51C mit einem Durchmesser, der kleiner ist als derjenige der Innenumfangswand 51B und an die Innenumfangswand 51B angrenzt. Die zweite Zylinderblockaussparung 51 hat eine gestufte Formgebung mit zwei Stufen, so dass eine Stufe zwischen der Innenumfangswand 51A und der Innenumfangswand 51B gebildet ist und die andere Stufe zwischen der Innenumfangswand 51B und der Innenumfangswand 51C gebildet ist.
Die Rückschlagventileinheit 53 umfasst einen zylindrischen Ölabscheider 54, der im Kühlmittelgas enthaltenes Öl von diesem abscheidet, eine Basis 55, die den Ölabscheider 54 haltert und einen größeren Durchmesser hat als der Ölabscheider 54, und ein Rückschlagventil 56, das an der Basis 55 angebracht ist. Der Ölabscheider 54, die Basis 55 und das Rückschlagventil sind zu einem Teil zusammengefasst. Es ist ein Verbindungsdurchlass 54A ausgebildet, der sich axial durch den Ölabscheider 54 erstreckt. Die Basis 55 weist einen Flansch 55A auf, der angrenzend an den Ölabscheider 54 ausgebildet ist und einen großen Durchmesser hat, einen Flansch 55B, der angrenzend an das Rückschlagventil 56 ausgebildet ist und einen kleinen Durchmesser hat, und einen Körper 55C, der zwischen dem Flansch 55A und dem Flansch 55B sitzt. Ein Verbindungsdurchlass 55D ist so ausgebildet, dass er sich axial durch die Basis 55 erstreckt. Der Innendurchmesser des Verbindungsdurchlasses 55D ist kleiner als der Innendurchmesser des Verbindungsdurchlasses 54A. Der Verbindungsdurchlass 54A und der Verbindungsdurchlass 55D sind verbunden und wirken zusammen, um einen Teil eines Ausstoßdurchlasses des Kühlmittelgases zu bilden. Mehrere Bohrungen 55E sind radial im Körper 55C der Basis 55 gebildet und stehen in Verbindung mit dem Verbindungsdurchlass 55D. Das Rückschlagventil 56 weist einen zylindrischen Hauptkörper auf, ein Ventilelement, das gleitfähig im Hauptkörper vorgesehen ist, sowie eine Beaufschlagungseinrichtung für das Ventilelement. Das Rückschlagventil 56 ist stromabwärts des Ölabscheiders 54 angeordnet, um einen Rückstrom des ausgestoßenen Kühlmittelgases im Ausstoßdurchlass zu verhindern.
Wie in 5 gezeigt, ist die Rückschlagventileinheit 53 in die zweite Zylinderblockaussparung 51 eingesetzt, wobei das Rückschlagventil 56 an der Rückseite und der Ölabscheider 54 an der Vorderseite angeordnet ist, und wobei die Flansche 55B, 55A der Basis 55 in Kontakt mit den Innenumfangswänden 51B bzw. 51A stehen. Der Ölabscheider 54 ist so angeordnet, dass er durch die Öffnung 44B der Dichtung 44 in die erste Zylinderblockaussparung 46 vorragt, und die zuvor erwähnte Öltrennkammer 58 ist durch die erste Zylinderblockaussparung 46 und die vordere Stirnfläche des Flansches 55A umgrenzt. Eine Zwischendruckkammer 60 mit ringförmiger Form ist durch das hintere Ende des Flansches 55A, das vordere Ende des Flansches 55B, die Außenumfangsfläche des Körpers 55C und die Innenumfangswand 51A der zweiten Zylinderblockaussparung 51 umgrenzt. Die Zwischendruckkammer ist zwischen dem Ölabscheider 54 und dem Rückschlagventil 56 gebildet. Die Zwischendruckkammer 60 steht über die Bohrungen 55E in Verbindung mit dem Verbindungsdurchlass 55D. Der Druck in der Zwischendruckkammer 60 ist geringer als der Druck des Kühlmittelgases in der Öltrennkammer 58. Eine Rückschlagventilkammer 61 ist durch die hintere Stirnfläche des Flansches 55B, die Innenumfangswand 51C und die Bodenfläche der zweiten Zylinderblockaussparung 51 umgrenzt. Das Rückschlagventil 66 ist in der Rückschlagventilkammer 61 angeordnet, und die Rückschlagventilkammer 61 ist durch einen Ausstoßdurchlass 62 mit dem externen Kühlmittelkreislauf verbunden.
Wie in 5 gezeigt ist, sind die zweite Zylinderblockaussparung 51 und die zweite Zylinderblockaussparung 52 miteinander über einen Durchlass verbunden, der die Stirnflächennut 63A, die in Umfangsrichtung der vorderen Stirnfläche 43A des zweiten Ansatzes 43 gebildet ist, und eine Innenumfangswandnut 63B umfasst, die an der Innenumfangswand 51A der zweiten Zylinderblockaussparung 51 parallel zur Achsenrichtung in Verbindung mit der Stirnflächennut 63A ausgebildet ist.
Wie in 6A gezeigt, hat die Stirnflächennut 63A einen rechteckigen Querschnitt und mündet an der vorderen Stirnfläche 43A. Die Stirnflächennut 63A kann einen dreieckigen oder einen bogenförmigen Querschnitt haben. Ein Gasfreisetzungsdurchlass 64A wird gebildet, indem die Öffnung der Stirnflächennut 63A mit der Dichtung 44 überdeckt wird. Der Gasfreisetzungsdurchlass 64A bildet sich zwischen dem zweiten Ansatz 43 und der Dichtung 44 und dient als Verbindungsdurchlass zwischen der Ölvorhaltekammer 59 und der Zwischendruckkammer 60. Wie in 6B gezeigt ist, hat die Innenumfangswandnut 63B einen rechteckigen Querschnitt und mündet durch die Innenumfangswand 51A. Die Innenumfangswandnut 63B kann eine dreieckige Form oder Bogenform haben. Ein Gasfreisetzungsdurchlass 64B wird gebildet, indem die Öffnung der Innenumfangswandnut 63B mit der Außenumfangsfläche des Flansches 55A überdeckt wird. Die Abmessung der Innenumfangswandnut 63B ist, in Axialrichtung gemessen, groß genug, damit die Innenumfangswandnut 63B in Verbindung mit der Zwischendruckkammer 60 stehen kann. Die Gasfreisetzungsdurchlässe 64A, 64B wirken zusammen, um einen Gasfreisetzungsdurchlass zu bilden, der die Verbindung zwischen der Ölvorhaltekammer 59 und der Zwischendruckkammer 60 bereitstellt.
Es wird nun der Betrieb des Kompressors 10 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschrieben. Das Kühlmittelgas wird mit hohem Druck über den Ausstoßanschluss 29 in die Schalldämpferkammer 57 abgegeben, in der die Pulsation des Kühlmittelgases verringert wird, und das Kühlmittelgas strömt dann durch die Bohrung 48 in die Öltrennkammer 58 ein. In der Öltrennkammer 58 strömt das abgegebene Kühlmittelgas vom Basisabschnitt des Ölabscheiders 54 zum Ende des Ölabscheiders 54, während es im Raum zwischen der Innenwandfläche der ersten Zylinderblockaussparung 46 und der Außenfläche des Ölabscheiders 54 eine Wirbelbewegung ausführt, und das im Kühlmittelgas enthaltene Öl wird durch Zentrifugalkraft von diesem getrennt. Das so vom Öl befreite Kühlmittelgas gelangt durch den Verbindungsdurchlass 54A im Ölabscheider 54 und den Verbindungsdurchlass 55D in der Basis 55 in die Rückschlagventilkammer 61 und wird dann über den Ausstoßdurchlass 62 zum externen Kühlmittelkreislauf ausgestoßen.
Das den Verbindungsdurchlass 54A, 55D durchströmende Kühlmittelgas erfährt einen Druckverlust, weil der Innendurchmesser des Verbindungsdurchlasses 55D kleiner ist als derjenige des Verbindungsdurchlasses 54A, so dass der Druck des Kühlmittelgases im Verbindungsdurchlass 55D niedriger wird als derjenige im Verbindungsdurchlass 54A. Deshalb ist der Druck P1 des Kühlmittelgases in der Öltrennkammer 58 größer als der Druck P3 des Kühlmittelgases in der Zwischendruckkammer 60, die über die Bohrungen 55E in Verbindung mit dem Verbindungsdurchlass 55D steht.
Das vom ausgestoßenen Kühlmittelgas abgetrennte Öl wird vorübergehend in der Öltrennkammer 58 gespeichert und strömt dann über die Bohrung 49 in die Ölvorhaltekammer 59. Der Druck P2 des Kühlmittelgases in der Ölvorhaltekammer 59 ist im Wesentlichen derselbe wie der Druck P3, weil die Ölvorhaltekammer 59 über die Gasfreisetzungsdurchlässe 64A, 64B in Verbindung mit der Zwischendruckkammer 60 steht. Demzufolge wird das vom Kühlmittelgas abgetrennte Öl unter dem Einfluss des Differenzdrucks ΔP (ΔP = P1 – P2) zwischen der Öltrennkammer 58 und der Ölvorhaltekammer 59 unmittelbar zur Ölvorhaltekammer 59 befördert. Das Kühlmittelgas, das durch die Gasfreisetzungsdurchlässe 64A, 64B gelangt und sich in der Ölvorhaltekammer 59 ansammelt, wird in die Zwischendruckkammer 60 gesaugt und durch die Bohrung 55E zum Verbindungsdurchlass 55D ausgestoßen, der ein Teil des Ausstoßwegs ist.
Bei dem Taumelscheibenkompressor 10 mit variabler Fördermenge ist die Verdrängung je nach dem Neigungswinkel der Taumelscheibe 33 variabel. Wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 33 klein ist, ist die Verdrängung des Kompressors 10 vermindert, und deshalb ist der Durchsatz des Kühlmittelgases, das durch die Ausstoßöffnung 28 strömt, um in die Öltrennkammer 58 eingeleitet zu werden, verringert. In so einem Fall wird es für das in der Öltrennkammer 58 abgetrennte Öl schwierig, in die Ölvorhaltekammer 59 zu fließen. Weil jedoch der Differenzdruck ΔP zwischen der Öltrennkammer 58 und der Ölvorhaltekammer 59 unter Bildung der Gasfreisetzungsdurchlässe 64A, 64B entsteht, kann das in der Öltrennkammer 58 abgetrennte Öl bei geringem Durchsatz zur Ölvorhaltekammer 59 befördert werden.
Der Gasfreisetzungsdurchlass, der die Verbindung zwischen der Ölvorhaltekammer 59 und der Zwischendruckkammer 60 bereitstellt, ist durch die Gasfreisetzungsdurchlässe 64A, 64B gebildet. Der Gasfreisetzungsdurchlass 64A ist durch die Dichtung 44 und die Stirnflächennut 63A gebildet, die in der vorderen Stirnfläche 43A des zweiten Ansatzes 43 gebildet ist und die zweiten Zylinderblockaussparungen 51 und 52 verbindet. Der Gasfreisetzungsdurchlass 64B ist durch die Außenumfangsfläche des Flansches 55A und die Innenumfangswandnut 63B gebildet, die an der Innenumfangswand 51A der zweiten Zylinderblockaussparung 51 gebildet und mit der Stirnflächennut 63A verbunden ist. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Kompressor, der eine maschinelle Einbringung einer Bohrung zur Bildung des Gasfreisetzungsdurchlasses erforderlich macht, lässt sich der Gasfreisetzungsdurchlass im Kompressor 10 mühelos bilden, weil dies nur die Ausbildung von Nuten in der Oberfläche des zweiten Ansatzes 43 und der Innenwand der zweiten Zylinderblockaussparung 51 erfordert. Außerdem können die Form und die Größe der Nut frei gewählt werden.
Die zwischen dem ersten Zylinderblock 13 und dem zweiten Zylinderblock 14 eingesetzte Dichtung 44, die als Abdichtung dient, dient auch als Bauteil zur Bildung eines Teils des Gasfreisetzungsdurchlasses 64A.
Die Rückschlagventileinheit 53 umfasst den Ölabscheider 54, die Basis 55 und das Rückschlagventil 56, die zu einem Teil zusammengefasst sind, und die Rückschlagventileinheit 53 ist in die zweite Zylinderblockaussparung 51 eingesetzt. Somit lässt sich die Montage der Rückschlagventileinheit 53 mühelos bewerkstelligen, und die Anzahl an Teilen für den Kompressor 10 kann verringert werden.
Die Öltrennkammer 58, die um den Ölabscheider 54 herum gebildet ist, die Zwischendruckkammer 60, die zwischen den Flanschen 55A, 55B und der um das Rückschlagventil 56 herum gebildeten Rückschlagventilkammer 61 gebildet ist, haben durch die Flansche 55A, 55B, die als Teil der Basis 55 der Rückschlagventileinheit 53 gebildet sind und in Kontakt mit der Innenumfangswand 51A, 51B der zweiten Zylinderblockaussparung 51 eingebaut sind, keine Verbindung untereinander.
Der erste Zylinderblock 13 und zweite Zylinderblock 14 weisen an ihrer jeweiligen Außenumfangsseite den ersten Ansatz 42 und zweiten Ansatz 43 auf, die jeweils radial vorspringen, und die Schalldämpferkammer 57, die Öltrennkammer 58 und die Ölvorhaltekammer 59 sind in den ersten Zylinderblockaussparungen 45, 46, 47 und den zweiten Zylinderblockaussparungen 50, 51, 52 ausgebildet, die im ersten Ansatz 42 bzw. zweiten Ansatz 43 gebildet sind. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Kompressor, bei dem die Öltrennkammer und die Ölvorhaltekammer im hinteren Gehäuse gebildet sind, hat der Kompressor 10 einen einfacheren Aufbau.
Der Kompressor 10 der vorliegenden Ausführungsform bietet die folgenden Wirkungen.

(1) Der Gasfreisetzungsdurchlass, der eine Verbindung zwischen der Ölvorhaltekammer 59 und der Zwischendruckkammer 60 bereitstellt, ist durch die Gasfreisetzungsdurchlässe 64A, 64B gebildet. Der Gasfreisetzungsdurchlass 64A ist durch die Dichtung 44 und die Stirnflächennut 63A gebildet, die an der vorderen Stirnfläche 43A des zweiten Ansatzes 43 gebildet ist und die zweiten Zylinderblockaussparungen 51 und 52 verbindet. Der Gasfreisetzungsdurchlass 64B ist durch die Außenumfangsfläche des Flansches 55A und die Innenumfangswandnut 63B gebildet, die in der Innenumfangswand 51A der zweiten Zylinderblockaussparung 51 gebildet ist und mit der Stirnflächennut 63A verbunden ist. Das Kühlmittelgas, das sich in der Ölvorhaltekammer 59 angesammelt hat, kann durch die Gasfreisetzungsdurchlässe 64A, 64B freigesetzt werden. Der Gasfreisetzungsdurchlass, der die Fluidverbindung zwischen der Ölvorhaltekammer 59 und der Zwischendruckkammer 60 herstellt, kann leicht gebildet werden, indem einfach nur Nuten in der Stirnfläche des zweiten Ansatzes 43 und der Innenumfangswand der zweiten Zylinderblockaussparung 51 gebildet werden. Die Form sowie die Größe der Nuten kann frei gewählt werden.
(2) Die zwischen dem ersten Zylinderblock 13 und dem zweiten Zylinderblock 14 eingesetzte Dichtung 44, die als Abdichtung dient, dient auch als ein Bauteil, welches einen Teil des Gasfreisetzungsdurchlasses 64A bildet, wodurch die Anzahl von Teilen des Kompressors 10 verringert ist.
(3) Die Rückschlagventileinheit 53 lässt sich leicht montieren, weil der Ölabscheider 54, die Basis 55 und das Rückschlagventil 56 zusammengefasst sind, um die Rückschlagventileinheit 53 zu bilden, und die Montage lediglich erfordert, die Rückschlagventileinheit 53 in die zweite, mit einem gestuften Aufbau versehene Zylinderblockaussparung 51, einzusetzen. Verglichen mit dem Fall, bei dem der Ölabscheider 54 und das Rückschlagventil 56 separat montiert werden, können die Herstellungskosten reduziert werden.
(4) Die Öltrennkammer 58, die um den Ölabscheider 54 herum ausgebildet ist, die Zwischendruckkammer 60, die zwischen den Flanschen 55A, 55B und der Rückschlagventilkammer 61 ausgebildet ist, die um das Rückschlagventil 56 herum gebildet ist, haben durch die Flansche 55A, 55B, die als Teil der Basis der Rückschlagventileinheit 53 ausgebildet sind und in Kontakt mit den Innenumfangswänden 51A, 51B der zweiten Zylinderblockaussparung 51 eingesetzt sind, keine Verbindung untereinander. Die Zwischendruckkammer 60 lässt sich mühelos zwischen der Öltrennkammer 58 und der Rückschlagventilkammer 61 bilden, indem einfach nur die Rückschlagventileinheit in die zweite Zylinderblockaussparung 51 eingesetzt wird, die einen gestuften Aufbau hat.
(5) Der erste Ansatz 42 und der zweite Ansatz 43 werden vom Außenumfang des ersten Zylinderblocks 13 bzw. zweiten Zylinderblocks 14 radial vorspringend ausgebildet, und die Schalldämpferkammer 57, die Öltrennkammer 58 und die Ölvorhaltekammer 59 sind aneinander angrenzend in den ersten Zylinderblockaussparungen 45, 46, 47 und den zweiten Zylinderblockaussparungen 50, 51, 52 im Ansatz 42 bzw. 43 ausgebildet. Verglichen mit dem Fall eines herkömmlichen Kompressors, bei dem die Öltrennkammer und die Ölvorhaltekammer im hinteren Gehäuse gebildet sind, lässt sich der Verbindungsdurchlass leicht bilden, weshalb der Kompressor 10 vom Aufbau her einfach ausgelegt werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfangs der Erfindung auf verschiedene Arten abgewandelt werden, wie nachstehend beispielhaft dargelegt ist.
Wie in 7 gezeigt ist, kann die Rückschlagventileinheit 53 in der zweiten Zylinderblockaussparung 51 befestigt werden, indem eine Dichtung 71 mit einer Sicke 71A gegen den Flansch 55A der Rückschlagventileinheit 53 gedrückt wird. Wenn der Flansch 55A, 55B durch die Dichtung 71 gegen den gestuften Abschnitt der zweiten Zylinderblockaussparung 51 gedrückt ist, haben die Öltrennkammer 58, die Zwischendruckkammer 60 und die Rückschlagventilkammer 61 keine Verbindung untereinander. In diesem Fall bildet die Dichtung 71 einen Teil der Öltrennkammer 58. Es ist auch möglich, dass an der Dichtung 71 keine Sicke 71A ausgebildet wird.
Obwohl in der vorliegenden Erfindung die Stirnflächennut 63A an der vorderen Stirnfläche 43A des zweiten Ansatzes 43 ausgebildet ist, um eine Verbindung zwischen der Ölvorhaltekammer 59 und der Zwischendruckkammer 60 bereitzustellen, kann eine Nut auch an der hinteren Stirnfläche 42A des ersten Ansatzes 42 ausgebildet werden. In diesem Fall wird die Rückschlagventileinheit 53 in der ersten Zylinderblockaussparung 46 montiert.
Obwohl in der vorliegenden Erfindung die Stirnflächennut 63A an der vorderen Stirnfläche 43A des zweiten Ansatzes 43 gebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der Ölvorhaltekammer 59 und der Zwischendruckkammer 60 bereitzustellen, kann eine Nut oder eine Aussparung auch in der Dichtung anstatt in der Stirnfläche ausgebildet werden.
Obwohl die Schalldämpferkammer 57 in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform angrenzend an die Öltrennkammer ausgebildet ist, kann auf die Schalldämpferkammer 57 auch verzichtet werden, und es kann eine solche Ausgestaltung gewählt werden, dass der Ausstoßanschluss 28 direkt mit der Bohrung 48 verbunden ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004-218610 [0002]

Claims

Taumelscheibenkompressor (10) mit variabler Fördermenge, umfassend: ein Gehäuse mit einer Ansaugkammer (18A, 18B), einer Ausstoßkammer (19A, 19B), einer Taumelscheibenkammer (24) in Verbindung mit der Ansaugkammer (18A, 18B) einem ersten Zylinderblock (13) und einem zweiten Zylinderblock (14), wobei der erste Zylinderblock (13) mehrere erste Zylinderbohrungen (13A) aufweist und der zweite Zylinderblock (14) mehrere zweite Zylinderbohrungen (14A) aufweist, die mit den ersten Zylinderbohrungen (13A) zusammenwirken, um mehrere Paare aus den ersten und zweiten Zylinderbohrungen (13A, 14A) zu bilden; eine Antriebswelle (25), die drehbar im Gehäuse gelagert ist; eine Taumelscheibe (33), die durch die Drehung der Antriebswelle (25) in der Taumelscheibenkammer (24) drehbar ist; einen Kopplungsmechanismus (34), der zwischen der Antriebswelle (25) und der Taumelscheibe (33) vorgesehen ist, um einen Neigungswinkel der Taumelscheibe (33) relativ zu einer sich senkrecht zu einer Achse der Antriebswelle (25) erstreckenden Ebene zu ändern; mehrere Doppelkopfkolben (39), die in den jeweiligen Paaren der ersten und zweiten Zylinderbohrungen (13A, 14A) hin- und herbewegbar sind; einen Umwandlungsmechanismus, der die Drehung der Taumelscheibe (33) in die Hin- und Herbewegung der Doppelkopfkolben (39) umwandelt, mit einer Hublänge, die entsprechend dem Neigungswinkel der Taumelscheibe (33) variabel ist; ein Stellglied (35), das in der Taumelscheibenkammer (24) angeordnet ist, um den Neigungswinkel der Taumelscheibe (33) zu ändern; und einen Steuermechanismus (22), der das Stellglied (35) steuert; dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (35) ein Unterteilungselement (35B), das an der Antriebswelle (25) befestigt ist, ein bewegliches Element (35A), das mit der Taumelscheibe (33) verbunden und in einer Axialrichtung der Antriebswelle (25) in der Taumelscheibenkammer (24) bewegbar ist, und eine Drucksteuerkammer (21) aufweist, die durch das Unterteilungselement (35B), das bewegliche Element (35A) und die Antriebswelle (25) umgrenzt ist, wobei das bewegliche Element (35A) durch den Druck in der Drucksteuerkammer (21) bewegbar ist; wobei der erste Zylinderblock (13) und der zweite Zylinderblock (14) an ihrer Außenumfangsseite einen radial vorspringenden ersten Ansatz (42) bzw. einen radial vorspringenden zweiten Ansatz (43) aufweisen; wobei der erste Ansatz (42) und der zweite Ansatz (43) zusammenwirken, um mindestens zwei Kammern zu bilden, wovon in einer eine Rückschlagventileinheit (53) mit einem Ölabscheider (54) und einem Rückschlagventil (56) angeordnet ist, wobei die eine Kammer über eine Öltrennkammer (58) verfügt, in der der Ölabscheider (54) angeordnet ist, um Öl abzuscheiden, das in dem aus der Ausstoßkammer (19A, 19B) ausgestoßenen Kühlmittelgas enthalten ist, wobei das Rückschlagventil (56) stromabwärts des Ölabscheiders (54) angeordnet ist, wobei es sich bei der anderen Kammer um eine Ölvorhaltekammer (59) handelt, die in Verbindung mit der Öltrennkammer (58) steht und das Öl vorhält, das vom Kühlmittelgas in der Öltrennkammer (58) abgeschieden wird; wobei zwischen dem Ölabscheider (54) und dem Rückschlagventil (56) eine Zwischendruckkammer (60) gebildet ist, die einen niedrigeren Druck hat als die Öltrennkammer (58); wobei der erste Zylinderblock (13) und der zweite Zylinderblock (14) über eine Dichtung (44, 71) aneinander angeschlossen sind, wobei zwischen dem ersten Ansatz (42) oder dem zweiten Ansatz (43) und der Dichtung (44, 71) ein Gasfreisetzungsdurchlass gebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der Ölvorhaltekammer (59) und der Zwischendruckkammer (60) bereitzustellen.
Taumelscheibenkompressor (10) mit variabler Fördermenge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventileinheit (53) einen Flansch (55A) aufweist, der den Ölabscheider (54) haltert und im ersten Ansatz (42) oder zweiten Ansatz (43) befestigt ist, indem die Dichtung (44, 71) gegen den Flansch (55A) gedrückt wird, wobei die Dichtung (44, 71) einen Teil der Öltrennkammer (58) bildet.
Taumelscheibenkompressor (10) mit variabler Fördermenge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ansatz (42) und der zweite Ansatz (43) zusammenwirken, um darüber hinaus eine Schalldämpferkammer (57) zu bilden, die eine Pulsation des Kältemittelgases reduziert, das von der Ausstoßkammer (19A, 19B) ausgestoßen wird, wobei die Schalldämpferkammer (57) angrenzend an die Öltrennkammer (58) und in Verbindung mit der Öltrennkammer (58) und der Ausstoßkammer (19A, 19B) ausgebildet ist.