DE102016122232A1

DE102016122232A1 - Taumelscheibenkompressor mit variabler fördermenge

Info

Publication number: DE102016122232A1
Application number: DE102016122232.1A
Authority: DE
Inventors: Hiromichi Ogawa; Shinya Yamamoto; Takahiro Suzuki; Hiroyuki Kobayashi; Yusuke Yamazaki
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2017-05-24
Also published as: KR20170060583A; JP2017096163A; US20170145997A1

Abstract

Ein Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge weist ein Gehäuse, welches in sich eine Taumelscheibenkammer hat, eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen, eine Antriebswelle, eine Taumelscheibe, einen Verbindungsmechanismus und eine Mehrzahl von Kolben auf. Der Kompressor weist weiterhin einen Trennungskörper, einen bewegbaren Körper, eine Steuerungskammer, einen Steuerungsmechanismus und einen Verbindungsmechanismus auf. Der Verbindungsmechanismus weist erste und zweite Arme, einen Traktionsabschnitt und einen Verbindungsstuft auf. Die ersten und zweiten Arme haben erste und zweite Führungsoberflächen, welche sich in Kontakt mit dem Verbindungsstift befinden. Der Verbindungsstift ist durch den Traktionsabschnitt derart gehalten, dass er auf den ersten und zweiten Führungsoberflächen jeweils rollbar ist. Ein Restriktor ist auf dem Verbindungsstift oder in den ersten und zweiten Armen vorgesehen, sodass er verhindert, dass sich der Verbindungsstift in einer Richtung seiner Achse bewegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge.
Die japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2014-190265 offenbart einen herkömmlichen Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge (im Folgenden einfach als Kompressor bezeichnet). Der Kompressor weist ein Gehäuse, eine Antriebswelle, eine Taumelscheibe, einen Verbindungsmechanismus und eine Mehrzahl von Kolben auf. Das Gehäuse hat in sich eine Taumelscheibenkammer und eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen. Die Antriebswelle ist rotierbar in dem Gehäuse gelagert. Die Taumelscheibe ist auf der Antriebswelle für eine Rotation mit dieser in der Taumelscheibenkammer montiert. Der Verbindungsmechanismus ist zwischen der Antriebswelle und der Taumelscheibe bereitgestellt und ermöglicht das Verändern eines Neigungswinkels der Taumelscheibe relativ zu einer gedachten Ebene, welche sich rechtwinklig zu der Rotationsachse der Antriebswelle erstreckt. Ein jeder Kolben ist in seiner entsprechenden Zylinderbohrung aufgenommen und ist in der Zylinderbohrung mit einer Hublänge hin-und-her-bewegbar, welche durch den Neigungswinkel der Taumelscheibe bestimmt wird, um so eine Kompressionskammer in der Zylinderbohrung auszubilden.
Der Kompressor weist weiterhin ein Trennungskörper, einen bewegbaren Körper, eine Steuerungskammer und einen Steuerungsmechanismus auf. Der Trennungskörper und der bewegbare Körper sind in der Taumelscheibenkammer angeordnet und auf der Antriebswelle für eine Rotation mit dieser montiert. Der bewegbare Körper ist relativ zu dem Trennungskörper in der Axialrichtung der Antriebswelle derart bewegbar, dass er den Neigungswinkel der Taumelscheibe verändert. Die Steuerungskammer ist zwischen dem Trennungskörper und dem bewegbaren Körper definiert und bewirkt, dass der bewegbare Körper mit ihrem internen Druck bewegt wird. Der Steuerungsmechanismus steuert den Druck in der Steuerungskammer.
Der bewegbare Körper ist mir der Taumelscheibe durch den Verbindungsmechanismus verbunden. Im Speziellen weist der Verbindungsmechanismus einen ersten Arm und einen zweiten Arm, welche in dem bewegbaren Körper bereitgestellt sind, und einen Traktionsabschnitt auf, welcher in der Taumelscheibe ausgeformt ist. Die ersten und zweiten Arme erstrecken sich hin zu der Taumelscheibe und der Traktionsabschnitt springt hin zu dem bewegbaren Körper hervor in einen Raum zwischen den ersten und zweiten Armen.
Der erste Arm hat durch sich ein kreisförmiges erstes Loch und der zweite Arm hat durch sich ein kreisförmiges zweites Loch. Der Traktionsabschnitt weist einen Stift auf, dessen eines Ende durch das erste Loch und dessen anderes Ende durch das zweite Loch eingeführt ist.
Die Bewegung des bewegbaren Körpers weg von der Taumelscheibe in der Axialrichtung der Antriebswelle durch einen erhöhten Druck in der Steuerungskammer wird durch die ersten oder zweiten Löcher der ersten und zweiten Arme und den durch den Traktionsabschnitt gehaltenen Verbindungsstift übertragen. Als Ergebnis davon zieht der bewegbare Körper die Taumelscheibe, um so den Neigungswinkel der Taumelscheibe zu erhöhen.
Gemäß dem in dieser Veröffentlichung offenbarten Kompressor bleibt die relative Positionsbeziehung zwischen dem Verbindungsstift und den ersten und zweiten Löchern konstant, ohne dass sie durch die Veränderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe beeinflusst wird. Um die Freiheit der Einstellung des Veränderungsmusters der Taumelscheibe zu verbessern, kann beispielsweise daran gedacht werden, die ersten und zweiten Löcher als Langlöcher auszuformen und eine erste Führungsoberfläche, welche mit dem Verbindungsstift auf einer Seite davon kontaktierbar ist, welche zu der Taumelscheibe entgegengesetzt ist, und eine zweite Führungsoberfläche auszuformen, welche mit dem Verbindungsstift auf der Seite davon kontaktierbar ist, welche zu der Taumelscheibe entgegengesetzt ist, sodass der Verbindungsstift gleitbar und hin-und-her-bewegbar auf den ersten und zweiten Führungsoberflächen mit der Veränderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe angeordnet ist.
Bei einem Kompressor mit einer derartigen Konfiguration besteht jedoch die Befürchtung, dass die Veränderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe nicht glatt ablaufen könne wegen der Reibung, welche zwischen dem Verbindungsstift, welcher an dem Traktionsabschnitt derart fixiert ist, dass er verhindert, dass der Verbindungsstift von dem Traktionsabschnitt abfällt, und den ersten und zweiten Führungsoberflächen, auf welchen der Verbindungsstift gleitet, entsteht.
Die vorliegende Erfindung, welche in Anbetracht dieser Probleme vorgenommen wurde, ist darauf gerichtet, einen Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge bereitzustellen, welcher ein glattes Verändern des Neigungswinkels der Taumelscheibe ermöglicht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge bereitgestellt, welcher ein Gehäuse, welches in sich eine Taumelscheibenkammer und eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen hat, eine Antriebswelle, welche in dem Gehäuse drehbar gelagert ist, eine auf der Antriebswelle für eine Rotation mit dieser in der Taumelscheibenkammer montierte Taumelscheibe und einen Verbindungsmechanismus aufweist, welcher die Antriebswelle und die Taumelscheibe verbindet und ein Verändern des Neigungswinkels der Taumelscheibe mit Bezug auf eine Richtung ermöglicht, welche zu einer Rotationsachse der Antriebswelle rechtwinklig ist. Der Kompressor weist weiterhin eine Mehrzahl von Kolben, welche in den jeweiligen Zylinderbohrungen derart aufgenommen sind, dass sie entsprechende Kompressionskammern ausbilden und mit der Rotation der Taumelscheibe für eine Hublänge hin-und-her-bewegbar sind, welche durch den Neigungswinkel der Taumelscheibe bestimmt wird, einen Trennungskörper, welcher auf der Antriebswelle für eine Rotation mit dieser in der Taumelscheibenkammer montiert ist, einen bewegbaren Körper, welcher auf der Antriebswelle für eine Rotation mit dieser montiert ist und relativ zu dem Trennungskörper entlang der Rotationsachse in der Taumelscheibenkammer bewegbar ist, um dadurch den Neigungswinkel der Taumelscheibe zu verändern, eine Steuerungskammer, welche zwischen dem Trennungskörper und dem bewegbaren Körper ausgeformt ist, und bewirkt, dass sich der bewegbare Körper mit einem Druck in der Steuerungskammer bewegt, und einen Steuerungsmechanismus, welcher den Druck in der Steuerungskammer steuert, und einen Verbindungsmechanismus auf, welcher die Taumelscheibe und den bewegbaren Körper verbindet, sodass der bewegbare Körper die Taumelscheibe zieht, um den Neigungswinkel mit einer Zunahme des Drucks in der Steuerungskammer zu erhöhen. Die Taumelscheibe hat einen oberen Todpunktzentrumsabschnitt, welcher es einem der Kolben ermöglicht, bei dem oberen Todpunktzentrum zu sein. Eine Ebene, welche durch den oberen Todpunktzentrumsabschnitt und die Rotationsachse verläuft, ist als eine gedachte Ebene definiert. Der Verbindungsmechanismus weist einen ersten Arm, welcher sich von dem bewegbaren Körper hin zu der Taumelscheibe erstreckt und auf einer Seite der gedachten Ebene angeordnet ist, einen zweiten Arm, welcher sich von dem bewegbaren Körper hin zu der Taumelscheibe erstreckt und auf der anderen Seite der gedachten Ebene angeordnet ist, und einen Traktionsabschnitt auf, welcher von der Taumelscheibe hin zu dem bewegbaren Körper zwischen dem ersten und dem zweiten Arm hervorspringt. Der erste Arm hat eine erste Führungsoberfläche, welche von der Taumelscheibe abgewandt ist und der zweite Arm hat eine zweite Führungsoberfläche, welche von der Taumelscheibe abgewandt ist. Die erste Führungsoberfläche und die zweite Führungsoberfläche sind in Kontakt mit dem Verbindungsstift platziert. Der Verbindungsstift wird durch den Traktionsabschnitt derart gehalten, dass er auf der ersten Führungsoberfläche und der zweiten Führungsoberfläche rollen kann beziehungsweise rollbar ist. Ein Restriktor bzw. Begrenzer ist auf den entgegengesetzten Seiten des Verbindungsstifts angeordnet mit Bezug auf die gedachte Ebene, um so zu verhindern, dass sich der Stift in eine Richtung einer Achse davon bewegt.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Figuren, welche die Grundsätze der Erfindung beispielhaft erläutern.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine Längsquerschnittansicht eines Kompressors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche einen Zustand des Kompressors bei maximaler Fördermenge zeigt;
2 ist eine Längsquerschnittsansicht des Kompressors der 1, welche einen Zustand des Kompressors bei minimaler Fördermenge zeigt;
3 ist ein schematisches Diagramm eines Steuerungsmechanismus des Kompressors der 1;
4 ist eine fragmentarische schematische Seitenansicht des Kompressors von 1 bei maximaler Fördermenge;
5 ist eine fragmentarische schematische Seitenansicht des Kompressors von 1 bei minimaler Fördermenge;
6 ist eine fragmentarische Perspektivansicht des Kompressors bei Betrachtung in der Richtung des Pfeiles Z in 5;
7A ist eine Perspektivansicht einer Taumelscheibe des Kompressors von 1;
7B ist eine Frontansicht der Taumelscheibe bei Betrachtung in der Pfeilrichtung des Pfeils Y in 7A;
8 ist eine Perspektivansicht eines bewegbaren Körpers des Kompressors der 1;
9 ist eine Perspektivansicht des bewegbaren Körpers bei Betrachtung in der Richtung des Pfeils Z in 5;
10A ist eine Frontansicht des bewegbaren Körpers;
10B ist eine Seitenansicht des bewegbaren Körpers;
11 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 10B;
12 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht des bewegbaren Körpers entlang der Linie XII-XII in 11;
13 ist eine fragmentarische Seitenansicht des Kompressors, welche ein Verfahren für den Zusammenbau eines Verbindungsmechanismus, der Taumelscheibe und des bewegbaren Körpers zeigt;
14 ist eine Seitenansicht eines bewegbaren Körpers eines Kompressors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 ist ähnlich zu 12, zeigt aber eine fragmentarische Querschnittsansicht des bewegbaren Körpers entlang der Linie XV-XV in 14;
16 ist auch ähnlich zu 12, zeigt jedoch eine fragmentarische Querschnittsansicht eines bewegbaren Körpers eines Kompressors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
17 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht des bewegbaren Körpers der 16, welche einen Zustand zeigt, in welchem die Taumelscheibe mit Bezug auf die Rotationsachse fehlerhaft ausgerichtet ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird ein Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge gemäß einer ersten, einer zweiten und einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jeweils mit Bezugnahme auf die zugehörigen Figuren beschrieben.
Mit Bezugnahme auf die 1 und 2 wird ein variabler Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge (im Folgenden einfach als Kompressor bezeichnet) gemäß der ersten Ausführungsform gezeigt. Der Kompressor gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet einen doppelköpfigen Kolben. Der Kompressor ist in einem Fahrzeug montiert und bildet ein Teil eines Kühlkreislaufes einer Klimaanlage des Fahrzeugs. In den 1 und 2 werden die linke Seite und die rechte Seite Figuren jeweils als das Frontende bzw. vordere Ende und das hintere Ende des Kompressors bezeichnet.
Der Kompressor weist ein Gehäuse 1, eine Antriebswelle 3 mit einer Rotationsachse O1, welche sich in der Longitudinalrichtung des Kompressors erstreckt, eine Taumelscheibe 5, einen Verbindungsmechanismus 7, eine Mehrzahl von Kolben 9 und einen Aktuator 13 auf. Wie in 3 gezeigt, weist der Kompressor weiterhin einen Steuerungsmechanismus 15 auf.
Mit Bezug auf die 1 und 2 weist das Gehäuse 1 ein erstes Gehäusebauteil 17, ein zweites Gehäusebauteil 19, einen ersten Zylinderblock 21, einen zweiten Zylinderblock 23, eine erste ventilformende Platte 39 und eine zweite ventilformende Platte 41 auf.
Das erste Gehäusebauteil 17 ist mit einem Absatz 17A ausgeformt, welcher nach vorne hervorspringt und in sich eine Wellenabdichtungsvorrichtung 25 hat. Das erste Gehäusebauteil 17 hat in sich eine ringförmige erste Saugkammer 27A und eine ringförmige erste Abgabekammer 29A. Die erste Saugkammer 27A ist radial innenwärtig von dem ersten Gehäusebauteil 17 angeordnet und die erste Abgabekammer 29A ist radial auswärtig von der ersten Saugkammer 27A in dem ersten Gehäusebauteil 17 angeordnet.
Das erste Gehäusebauteil 17 hat weiterhin in sich eine erste Frontpassage 18A. Die erste Frontpassage 18A befindet sich an ihrem Frontende in Kommunikation mit der ersten Abgabekammer 29A und ist an ihrem hinteren Ende zu dem hinteren Ende des ersten Gehäusebauteils 17 geöffnet.
Ein Teil des vorstehend genannten Steuerungsmechanismus 15 ist in dem zweiten Gehäusebauteil 19 ausgeformt. Das zweite Gehäusebauteil 19 hat in sich eine ringförmige zweite Saugkammer 27B, eine ringförmige zweite Abgabekammer 29B und eine Drucksteuerungskammer 31. Die Drucksteuerungskammer 31 ist in dem Zentrum des zweiten Gehäusebauteils 19 angeordnet. Die zweite Saugkammer 27B ist radial auswärts von der Steuerungsdruckkammer 31 in dem zweiten Gehäusebauteil 19 angeordnet. Die zweite Abgabekammer 29B ist radial auswärts von der zweiten Saugkammer 27B in dem zweiten Gehäusebauteil 19 angeordnet.
Das zweite Gehäusebauteil 19 hat weiterhin in sich eine erste hintere Passage 20A. Die erste hintere Passage 20A befindet sich an ihrem hinteren Ende in Kommunikation mit der zweiten Abgabekammer 29B und ist in ihrem vorderen Ende mit dem vorderen Ende des zweiten Gehäusebauteils 19 verbunden.
Der erste Zylinderblock 21 ist auf der vorderen Seite des Kompressors zwischen dem ersten Gehäusebauteil 17 und dem zweiten Zylinderblock 23 angeordnet. Der erste Zylinderblock 21 hat in sich eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen 21A, welche sich entlang der Rotationsachse O1 der Antriebswelle 3 erstrecken. Die ersten Zylinderbohrungen 21A sind winkelig in einem regelmäßigen Intervall um die Antriebswelle 3 angeordnet. Ein erstes Wellenloch 21B ist durch den ersten Zylinderblock 21 ausgeformt und die Antriebswelle 3 ist durch das erste Wellenloch 21B eingeführt. Ein erstes Gleitlager 22A ist in dem ersten Wellenloch 21B vorgesehen.
Der erste Zylinderblock 21 hat weiterhin an seinem Zentrum eine erste Aussparung 21C, welche koaxial mit dem ersten Wellenloch 21B ausgeformt ist und mit dem ersten Wellenloch 21B kommuniziert. Die erste Aussparung 210 hat einen inneren Durchmesser, welcher größer ist als der des ersten Wellenloches 21B. Ein erstes Axiallager 35A ist in der ersten Aussparung 21C vorgesehen.
Der erste Zylinderblock 21 hat in sich eine erste Verbindungspassage 37A und eine zweite Frontpassage 18B. Die Frontenden der ersten Verbindungspassage 37A und der zweiten Frontpassage 18B sind zu dem Frontende des ersten Zylinderblocks 21 geöffnet und die hinteren Enden der ersten Verbindungspassage 37A und der zweiten Frontpassage 18B sind zu dem hinteren Ende des ersten Zylinderblocks 21 geöffnet.
Der zweite Zylinderblock 23 ist zwischen dem ersten Zylinderblock 21 und dem zweiten Gehäusebauteil 19 in dem hinteren Teil des Kompressors angeordnet. Der zweite Zylinderblock 23 und der erste Zylinderblock 21 sind miteinander verbunden, um dadurch zwischen sich eine Taumelscheibenkammer 33 auszubilden. Die Taumelscheibenkammer 33 befindet sich in Kommunikation mit der ersten Aussparung 21C. Daher bildet die erste Aussparung 210 einen Teil der Taumelscheibenkammer 33.
Der zweite Zylinderblock 23 hat in sich eine Mehrzahl von zweiten Zylinderbohrungen 23A, welche sich entlang der Rotationsachse O1 der Antriebswelle 3 erstrecken und denselben Durchmesser haben wie die ersten Zylinderbohrungen 21A, welche in dem ersten Zylinderblock 21 ausgeformt sind. Wie im Fall der ersten Zylinderbohrungen 21A sind die zweiten Zylinderbohrungen 23A winkelig mit einem gleichmäßigen Intervall um die Antriebswelle 3 in dem zweiten Zylinderblock 23 ausgeformt. Jede zweite Zylinderbohrung 23A ist mit ihrer entsprechenden ersten Zylinderbohrung 21A gepaart. Eine beliebige Anzahl an ersten und zweiten Zylinderbohrungen 21A, 23A kann in dem Gehäuse ausgeformt werden, solange wie die ersten und zweiten Zylinderbohrungen 21A, 23A in Paaren bzw. paarweise vorgesehen sind.
Der zweite Zylinderblock 23 hat in sich ein zweites Wellenloch 23B, durch welches die Antriebswelle 3 eingeführt ist. Ein zweites Gleitlager 22B ist in dem zweiten Wellenloch 23B vorgesehen. Es wird darauf hingewiesen, dass die ersten und zweiten Gleitlager 22A, 22B durch Wälzlager ersetzt werden können.
Zusätzlich hat der zweite Zylinderblock 23 an seinem Zentrum eine zweite Aussparung 23C, welche koaxial mit dem zweiten Wellenloch 23B ausgeformt ist, und mit dem zweiten Wellenloch 23B kommuniziert. Die zweite Aussparung 23C hat einen inneren Durchmesser, welcher größer ist als der des zweiten Wellenloches 23B. Ein zweites Axiallager 35B ist in der zweiten Aussparung 23C vorgesehen.
Der zweite Zylinderblock 23 hat eine Abgabeöffnung 23D, eine Kreuzung 23J, eine Saugöffnung 23S, eine dritte Frontpassage 18C, eine zweite hintere Passage 20B und eine zweite Verbindungspassage 37B. Die Abgabeöffnung 23D und die Kreuzung 23J kommunizieren miteinander. Die Kreuzung 23J ist über die Abgabeöffnung 23D mit einem Verdichter (nicht gezeigt) verbunden, welcher den Kühlkreislauf der Fahrzeugklimaanlage bildet. Die Saugöffnung 23S und die Taumelscheibenkammer 33 befinden sich in Kommunikation miteinander. Die Taumelscheibenkammer 33 ist mit einem Verdampfer (nicht gezeigt) verbunden, welcher den Kühlkreislauf der Fahrzeugklimaanlage bildet über die Saugöffnung 23S.
Die dritte Frontpassage 18C befindet sich an ihrem hinteren Ende in Kommunikation mit der Kreuzung 23J und ist an ihrem vorderen Ende zu dem vorderen Ende des zweiten Zylinderblocks 23 offen, um mit der zweiten Frontpassage 18B in Kommunikation zu stehen. Die zweite hintere Passage 20B ist an ihrem Frontende in Kommunikation mit der Kreuzung 23J und ist an ihrem hinteren Ende zu dem hinteren Ende des zweiten Zylinderblocks 23 geöffnet. Die zweite Verbindungspassage 37B ist an ihrem Frontende zu der Taumelscheibenkammer 33 und an ihrem hintern Ende zu dem hinteren Ende des zweiten Zylinderblocks 23 geöffnet.
Das erste Gehäusebauteil 17 und der erste Zylinderblock 21 sind zusammengefügt, wobei die erste ventilformende Platte 39 dazwischen angeordnet ist. Das zweite Gehäusebauteil 19 und der zweite Zylinderblock 23 sind miteinander verbunden, wobei die zweite ventilformende Platte 41 dazwischen angeordnet ist.
Die erste ventilformende Platte 39 weist eine erste Ventilplatte 390, eine erste Saugventilplatte 391, eine erste Abgabeventilplatte 392, und eine erste Rückhalterplatte 393 auf. Die erste Ventilplatte 390 und die erste Saugventilplatte 391 erstrecken sich radial zu den äußeren Peripherien des ersten Gehäusebauteils 17 und des ersten Zylinderblocks 21. Die erste Ventilplatte 390, die erste Abgabeventilplatte 392 und die erste Rückhalterplatte 393 haben durch sich ein erstes Saugloch 390A für eine jede der ersten Zylinderbohrungen 21A. Die erste Ventilplatte 390 und die erste Saugventilplatte 391 haben durch sich ein erstes Abgabeloch 390B für jede der ersten Zylinderbohrungen 21A. Zusätzlich haben die erste Ventilplatte 390, die erste Saugventilplatte 391, die erste Abgabeventilplatte 392 und die erste Rückhalterplatte 393 durch sich ein erstes Saugkommunikationsloch 390C. Die erste Ventilplatte 390 und die erste Saugventilplatte 391 haben durch sich ein erstes Abgabekommunikationsloch 390D.
Jede erste Zylinderbohrung 21A ist mit der ersten Saugkammer 27A durch das erste Saugloch 390A kommunizierbar und ist auch mit der ersten Abgabekammer 29A durch das erste Abgabeloch 390B kommunizierbar. Die erste Saugkammer 27A und die erste Verbindungspassage 37A befinden sich miteinander in Kommunikation über das erste Saugkommunikationsloch 390C. Die erste Frontpassage 18A und die zweite Frontpassage 18B befinden sich miteinander in Kommunikation über das erste Abgabekommunikationsloch 390D.
Die erste Saugventilplatte 391 ist auf der hinteren Oberfläche der ersten Ventilplatte 390 vorgesehen. Die erste Saugventilplatte 391 hat ein erstes Saugmembranventil 391A für ein jedes der ersten Sauglöcher 390A, um das entsprechende erste Saugloch 390A durch elastische Deformation zu öffnen und zu schließen. Die erste Abgabeventilplatte 392 ist auf der Frontoberfläche der ersten Ventilplatte 390 vorgesehen. Die erste Abgabeventilplatte 392 hat ein erstes Abgabemembranventil 392A für ein jedes der ersten Abgabelöcher 390B, um das entsprechende erste Abgabeloch 390B durch elastische Deformation zu öffnen und zu schließen. Die erste Zurückhalterplatte 393 ist auf der Frontoberfläche der ersten Abgabeventilplatte 392 vorgesehen und beschränkt das Öffnen des ersten Abgabemembranventils 392A.
Die zweite ventilformende Platte 41 weist eine zweite Ventilplatte 410, eine zweite Saugventilplatte 411, eine zweite Abgabeventilplatte 412 und eine zweite Rückhalterplatte 413 auf. Die zweite Ventilplatte 410 und die zweite Saugventilplatte 411 erstrecken sich radial zu den äußeren Peripherien des zweiten Gehäusebauteils 19 und des zweiten Zylinderblocks 23. Die zweite Ventilplatte 410, die zweite Abgabeventilplatte 412 und die zweite Rückhalterplatte 413 haben durch sich ein zweites Saugloch 410A für jede der zweiten Zylinderbohrungen 23A. Die zweite Ventilplatte 410 und die zweite Saugventilplatte 411 haben durch sich ein zweites Abgabeloch 410B für jede der zweiten Zylinderbohrungen 23A. Zusätzlich dazu haben die zweite Ventilplatte 410, die zweite Saugventilplatte 411, die zweite Abgabeventilplatte 412 und die zweite Rückhalterplatte 413 durch sich ein zweites Saugkommunikationsloch 410C. Die zweite Ventilplatte 410 und die zweite Saugventilplatte 411 haben durch sich ein zweites Abgabekommunikationsloch 410D.
Jede zweite Zylinderbohrung 23A ist mit der zweiten Saugkammer 27B durch das zweite Saugloch 410A kommunizierbar und ist auch mit der zweiten Abgabekammer 29B durch das zweite Abgabeloch 410B kommunizierbar. Die zweite Saugkammer 27B und die zweite Verbindungspassage 37B befinden sich in Kommunikation miteinander über das zweite Saugkommunikationsloch 410C. Die erste hintere Passage 20A und die zweite hintere Passage 20B befinden sich in Kommunikation miteinander über das zweite Abgabekommunikationsloch 410D.
Die zweite Saugventilplatte 411 ist auf der Frontoberfläche der zweiten Ventilplatte 410 vorgesehen. Die zweite Saugventilplatte 411 hat ein zweites Saugmembranventil 411A für ein jedes der zweiten Sauglöcher 410A, um das entsprechende zweite Saugloch 410A durch elastische Deformation zu öffnen und zu schließen. Die zweite Abgabeventilplatte 412 ist auf der hinteren Oberfläche der zweiten Ventilplatte 410 vorgesehen. Die zweite Abgabeventilplatte 412 hat ein zweites Abgabemembranventil 412A für ein jedes der zweiten Abgabelöcher 410B, um das entsprechende zweite Abgabeloch 410B durch elastische Deformation zu öffnen und zu schließen. Die zweite Rückhalterplatte 413 ist auf der hinteren Oberfläche der zweiten Abgabeventilplatte 412 vorgesehen und beschränkt die Öffnung des zweiten Abgabemembranventils 412A.
In dem Kompressor wirken die erste Frontpassage 18A, das erste Abgabekommunikationsloch 390D, die zweite Frontpassage 18B und die dritte Frontpassage 18C zusammen, um eine erste Abgabepassage 18 zu formen. Die erste hintere Passage 20A, das zweite Abgabekommunikationsloch 410D und die zweite hintere Passage 20B wirken zusammen, um eine zweite Abgabepassage 20 auszuformen.
Die erste Saugkammer 27A befindet sich in Kommunikation mit der Taumelscheibenkammer 33 durch die erste Verbindungspassage 37A und das erste Saugkommunikationsloch 390C und die zweite Saugkammer 27B befindet sich in Kommunikation mit der Taumelscheibenkammer 33 über die zweite Verbindungspassage 37B und das zweite Saugkommunikationsloch 410C, sodass die Drücke in den ersten und zweiten Saugkammern 27A, 27B im Wesentlichen dieselben sind wie die in der Taumelscheibenkammer 33.
Die Antriebswelle 3 weist einen Antriebswellenkörper 30, ein erstes Lagerungsbauteil 43A und ein zweites Lagerungsbauteil 43B auf.
Der Antriebswellenkörper 30 erstreckt sich entlang der Rotationsachse O1 in dem Gehäuse 1. Der Antriebswellenkörper 30 hat an seinem Frontende einen ersten Abschnitt mit kleinem Durchmesser 30A und an seinem hinteren Ende einen zweiten Abschnitt mit kleinem Durchmesser 30B.
Der Antriebswellenkörper 30 ist durch die Wellenabdichtungsvorrichtung 25, die ersten und zweiten Gleitlager 22A, 22B in dem Gehäuse 1 eingeführt, sodass der Antriebswellenkörper 30 und daher die Antriebswelle 3 um die Rotationsachse O1 in dem Gehäuse 1 drehbar gelagert ist. Das Frontende des Antriebswellenkörpers 30 der Antriebswelle 3 ist durch die Wellendichtungsvorrichtung 25 in dem Absatz 17A eingeführt und das hintere Ende des Antriebswellenkörpers 30 der Antriebswelle 3 erstreckt sich in die Drucksteuerungskammer 31.
Der Antriebswellenkörper 30 hat auf sich die Taumelscheibe 5, den Verbindungsmechanismus 7 und den Aktuator 13 montiert, welche in der Taumelscheibenkammer 33 angeordnet sind.
Der Antriebswellenkörper 30 hat an seinem Frontende einen Gewindeabschnitt 3E. Die Antriebswelle 3 ist mit einem Flaschenzug oder einer elektromagnetischen Kupplung (beides nicht gezeigt) durch den Gewindeabschnitt 3E verbunden.
Das erste Lagerungsbauteil 43A hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, welche sich entlang der Rotationsachse O1 erstreckt. Das erste Lagerungsbauteil 43A ist auf den ersten Abschnitt mit kleinen Durchmessern 30A des Antriebswellenkörpers 30 derart pressgepasst, dass es mit diesem integriert ist. Das erste Lagerungsbauteil 43A ist durch das erste Gleitlager 22A in dem ersten Wellenloch 21B gelagert. Das erste Lagerungsbauteil 43A hat an seinem hinteren Ende einen ersten Flansch 43F und einen Montageabschnitt 43D, durch welchen ein zweiter Stift 47B, welcher später beschrieben wird, eingeführt ist.
Das erste Axiallager 35A ist zwischen dem ersten Flansch 43F und der unteren Oberfläche bzw. der Bodenoberfläche der ersten Aussparung 21C in der Axialrichtung der Antriebswelle 3 gehalten, wobei eine vorherbestimmte Vorlast auf das erste Axiallager 35A aufgebracht wird. Mit dieser Anordnung wird eine auf die Antriebswelle 3 während des Betriebs des Kompressors wirkende Axialkraft durch das erste Axiallager 35A gelagert.
Das zweite Lagerungsbauteil 43B hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, welche sich in entlang der Rotationsachse O1 erstreckt. Das zweite Lagerungsbauteil 42B ist auf dem zweiten Abschnitt mit kleinem Durchmesser 30B des Antriebswellenkörpers 30 derart pressgepasst, dass es mit diesem integriert ist. Das zweite Lagerungsbauteil 43B ist durch das zweite Gleitlager 20B in dem zweiten Wellenloch 23B gelagert. Das zweite Lagerungsbauteil 43B hat an seinem Frontende einen zweiten Flansch 43G.
Das zweite Axiallager 35B ist zwischen dem zweiten Flansch 43G und der unteren Oberfläche der zweiten Aussparung 23C in der Axialrichtung der Antriebswelle 3 gehalten, wobei eine vorherbestimmte Vorlast auf das zweite Axiallager 35B aufgebracht wird. Mit dieser Anordnung wird eine während des Betriebs des Kompressors auf den Antriebswellenkörper 30 wirkende Axialkraft durch das zweite Axiallager 35B gelagert.
Wie in den 1, 2, 4 bis 7A und 7B gezeigt, hat die Taumelscheibe 5 im Wesentlichen eine Scheibenform, welche eine Frontoberfläche 5A und eine hintere Oberfläche 5B hat. Die Taumelscheibe 5 ist in der Taumelscheibenkammer 33 derart angeordnet, dass die Frontoberfläche 5A und die hintere Oberfläche 5B jeweils der Frontseite und der hinteren Seite des Kompressors zugewandt sind. Wie in den1 und 2 gezeigt, welche die Taumelscheibe 5 jeweils in ihrer Minimal- und Maximalposition zeigen, kann die Taumelscheibe 5 mit Bezug auf eine zu der Rotationsachse O1 rechtwinklige Richtung verschwenkt werden.
Mit Bezug auf die 7B zeigt das Symbol T einen oberen Todpunktzentrumsabschnitt, welcher ein Punkt oder ein Abschnitt in der Taumelscheibe 5 ist, wo die Taumelscheibe 5 einen ersten Kopfabschnitt 9A des Kolbens 9 bei dessen oberen Todpunktzentrum positioniert, wie in 1 gezeigt, und das Symbol U zeigt einen unteren Todpunktzentrumsabschnitt, welcher ein Punkt oder ein Abschnitt der Taumelscheibe 5 ist, wo die Taumelscheibe 5 den ersten Kopfabschnitt 9A des Kolbens 9 an dessen Todpunktzentrum positioniert. Da der Kompressor der vorliegenden Ausführungsform ein Kolben von doppelköpfigem Typ ist, positioniert die Taumelscheibe 5 den zweiten Kopfabschnitt 9B des Kolbens 9 bei dessen unteren Todpunktzentrum, wenn der zweite Kopfabschnitt 9B (der erste Kopfabschnitt 9A) bei dem oberen Todpunktzentrum angeordnet ist. Das Symbol D in 7B zeigt eine gedachte Ebene, welche den Punkt T der Taumelscheibe 5 und die Rotationsachse O1 der Antriebswelle 3 durchläuft.
Wie in den 1, 2, 6, 7A und 7B gezeigt, hat die Taumelscheibe 5 eine Ringplatte 45, welche eine ringförmige Form hat. Wie in 7A gezeigt, ist der Teil der Taumelscheibe 5, welcher radial innenwärts der Ringplatte 45 ist, teilweise vorspringend oder eingebuchtet in einer Richtung der Rotationsachse O1, um so die Gewichtsbalance der Taumelscheibe 5 einzustellen und eine Wechselwirkung mit einem ersten Arm 110 und einem zweiten Arm 120, welche später beschrieben werden, zu vermeiden.
Wie in den 7A und 7B gezeigt, ist ein Einführungsloch 45A durch die Taumelscheibe 5 in der Axialrichtung der Rotationsachse O1 ausgeformt. Das Einführungsloch 45A hat eine im Wesentlichen rechteckige Form, welche derart ausgeformt ist, dass sie in sich die Rotationsachse O1 hat und sie sich hin zu dem oberen Todpunktzentrumsabschnitt T erstreckt. Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist die Taumelscheibe 5 auf der Antriebswelle in der Taumelscheibenkammer 33 montiert, wobei der Antriebswellenkörper 30 durch das Einführungsloch 45A der Ringplatte 45 der Taumelscheibe 5 eingeführt ist.
Wie in den 1, 2 und 4 bis 7B gezeigt, hat die Taumelscheibe 5 einen Traktionsabschnitt 150 und einen Verbindungsstift 155, welche einen Verbindungsmechanismus 100 ausbilden. Der Verbindungsmechanismus 100 verbindet die Taumelscheibe 5 mit einem bewegbaren Körper 13A, welcher später beschrieben wird. Wie in den 7A und 7B gezeigt, ist der Traktionsabschnitt 150 in einer Position in der Taumelscheibe 5 ausgeformt, welche radial innenwärts liegt von der Ringplatte 45 und näher bei dem unteren Todpunktzentrumsabschnitt U ist als das Einführungsloch 45A, und springt nach hinten von der hinteren Oberfläche 5B der Taumelscheibe 5 hervor. Ein Stiftloch 150H, welches die Achse R1 hat, welche sich rechtwinklig zu der gedachten Ebene D erstreckt, ist durch den Traktionsabschnitt 150 ausgeformt. Der Verbindungsstift 155 ist durch das Stiftloch 150H eingeführt.
Wie in den 6 und 7B gezeigt, ist der Verbindungsstift 155 um die Achse R1 drehbar gelagert durch den Traktionsabschnitt 150. Der Verbindungsstift 155 hat die Form einer kreisförmigen Säule, welche sich radial von der Achse R1 erstreckt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Verbindungsstift 155 aus einem Metall, wie zum Beispiel einer Stahl- und Aluminiumlegierung hergestellt, es kann aber jegliches geeignete Material für den Verbindungsstift 155 verwendet werden. Der äußere Durchmesser des Verbindungsstifts 155 ist so ausgebildet, dass er gerade ein wenig kleiner ist als der innere Durchmesser des Stiftloches 150H, zu einem derartigen Grad, dass Gleitöl, welches in einem Kühlgas umfasst ist, einen Ölfilm zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Verbindungsstifts 155 und der inneren Umfangsoberfläche des Stiftloches 150H formt, was die Reibung zwischen dem Verbindungsstift 155 und dem Stiftloch 150H während des Rollens des Verbindungsstifts 155 um die Achse R1 signifikant reduziert.
Der Verbindungsstift 155 hat an einem seiner Enden einen ersten Wellenabschnitt 151 und an seinem anderen Ende einen zweiten Wellenabschnitt 152. Ein Teil des ersten Wellenabschnitts 151 erstreckt sich von dem Stiftloch 150H des Traktionsabschnitts 150 auf einer Seite der gedachten Ebene D heraus und ein Teil des zweiten Wellenabschnitts 152 erstreckt sich von dem Stiftloch 150H auf der anderen Seite der gedachten Ebene D heraus.
Wie in den 4, 5, 7A und 7B gezeigt, hat die Taumelscheibe 5 ein Paar Verbindungsabschnitte 5G, welche die Taumelscheibe 5 und einen Ösenarm 49, welcher später beschrieben wird, verbinden. Wie in den 7A und 7B gezeigt, sind die Verbindungsabschnitte 5G in Positionen in der Taumelscheibe 5 ausgeformt, welche radial auswärts von dem Einführungsloch 45A der Ringplatte 45 der Taumelscheibe 5 und benachbart zu den oberen Todpunktzentrumsabschnitten T sind. Die Verbindungsabschnitte 5G erstrecken sich frontwärts von der Frontoberfläche 5A der Taumelscheibe 5 und sind auf entgegengesetzten Seiten des Einführungslochs 45A über die gedachte Ebene D hinweg angeordnet, und erstrecken sich frontwärts von der Frontoberfläche 5A der Taumelscheibe 5. Ein jeder Verbindungsabschnitt 5G hat durch sich ein erstes Stiftloch 5H, welches sich rechtwinklig zu der gedachten Ebene D erstreckt.
Mit Bezugnahme auf die 1 und 2 ist eine Rückführfeder (nicht gezeigt) zwischen dem ersten Flansch 43F und der Ringplatte 45 vorgesehen. Im Speziellen ist die Rückführfeder derart montiert, dass sie mit ihrem Frontende mit dem ersten Flansch 43F in Kontakt gesetzt ist und mit ihrem hinteren Ende in Kontakt mit der Ringplatte 45 gesetzt ist. Die Rückführfeder drückt den ersten Flansch 43F und die Ringplatte 45 voneinander weg.
Wie in den 1, 2, 4 und 5 gezeigt, weist der Verbindungsmechanismus 7 den vorstehend genannten Ösenarm 49, einen ersten Stift 47A und den vorstehend genannten zweiten Stift 47B auf.
Mit Bezug auf die 1 und 2 ist der Ösenarm 49 frontwärts von der Taumelscheibe 5 in der Taumelscheibenkammer 33 angeordnet und zwischen der Taumelscheibe 5 und dem ersten Lagerungsbauteil 43A positioniert. Der Ösenarm 49 hat im Wesentlichen eine L-Form und hat an seinem hinteren Ende ein Gewicht 49A.
Der erste Stift 47A ist durch das hintere Ende des Ösenarmes 49 eingeführt, wobei die entgegengesetzten Enden des ersten Stifts 47A fix in den ersten Stiftlöchern 5H in den jeweiligen Verbindungsabschnitten 5G eingepasst sind, wodurch er das hintere Ende des Ösenarmes 49 und die Taumelscheibe 5 verbindet. Der Ösenarm 49 ist um eine erste Achse M1, welche sich rechtwinklig zu der gedachten Ebene D erstreckt und der Achse des ersten Stifts 47A entspricht, schwenkbar gelagert.
Das Frontende des Ösenarms 49 ist mit dem ersten Lagerungsbauteil 43A über den zweiten Stift 47B verbunden. Daher ist der Ösenarm 49 um eine zweite Achse M2, welche sich parallel zu der ersten Achse M1 erstreckt und der Achse des zweiten Stifts 47B entspricht, und relativ zu dem ersten Lagerungsbauteil 43A oder der Antriebswelle 3 verschwenkbar gelagert.
Das Gewicht 49A ist derart ausgeformt, dass es einen hinteren Teil des Ösenarmes 49 ausformt. Im Speziellen ist das Gewicht 49A auf der Seite der ersten Achse M1 angeordnet, welche entgegengesetzt ist zu der zweiten Achse M2. Wenn der Ösenarm 49 mit der Taumelscheibe 5 über den ersten Stift 47A verbunden ist, ist das Gewicht 49A in dem Einführungsloch 45A der Taumelscheibe 5 positioniert. Die durch die Rotation der Taumelscheibe 5 um die Rotationsachse O1 hervorgerufene Zentrifugalkraft wirkt auf das Gewicht 49A ein.
Bei dem Kompressor gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Taumelscheibe 5 mit der Antriebswelle 3 über den Verbindungsmechanismus 7 derart verbunden, dass die Taumelscheibe 5 mit der Antriebswelle 3 rotierbar ist. Mit anderen Worten ist die Taumelscheibe 5 auf der Antriebswelle 3 für eine Rotation mit dieser in der Taumelscheibenkammer 33 montiert. Mit der Schwenkbewegung der entgegengesetzten Enden des Ösenarmes 49 jeweils um die erste Achse M1 und die zweite Achse M2, ist der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 mit Bezug auf eine gedachte Ebene, welche sich rechtwinklig zu der Achse O1 erstreckt, zwischen dem maximalen Neigungswinkel, welcher in 1 und 4 gezeigt ist, und dem in den 2, 5 und 6 gezeigten minimalen Neigungswinkel variierbar. In anderen Worten verbindet der Verbindungsmechanismus 7 die Antriebswelle 3 und die Taumelscheibe 5 und ermöglicht das Verändern des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5 relativ zu der gedachten Ebene, welche sich rechtwinklig zu der Rotationsachse O1 der Antriebswelle 3 erstreckt.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, sind die Kolben 9 doppelköpfige Kolben, welche jeweils an ihrem Frontende einen ersten Kopfabschnitt 9A und an ihrem hinteren Ende einen zweiten Kopfabschnitt 9B haben. Jeder erste Kopfabschnitt 9A ist hin-und-her-bewegbar in der entsprechenden ersten Zylinderbohrung 21A aufgenommen und eine erste Kompressionskammer 53A wird durch den ersten Kopfabschnitt 9A und die erste ventilformende Platte 39 in jeder ersten Zylinderbohrung 21A definiert. In anderen Worten sind die ersten Kopfabschnitte 9A des Kolbens 9 in den jeweiligen ersten Zylinderbohrungen 21A derart aufgenommen, dass sie die ersten Kompressionskammern 53A ausbilden. Jeder zweite Kopfabschnitt 9B ist hin-und-her-bewegbar in der entsprechenden zweiten Zylinderbohrung 23A aufgenommen und eine zweite Kompressionskammer 53B ist durch den zweiten Kopfabschnitt 9B und die zweite ventilformende Platte 41 in jeder zweiten Zylinderbohrung 23A definiert. In anderen Worten sind die zweiten Kopfabschnitte 9B des Kolbens 9 in den jeweiligen zweiten Zylinderbohrungen 23A aufgenommen.
Ein jeder Kolben 9 hat an seinem Zentrum einen Eingriffsabschnitt 9C, um darin ein Paar halbkugeliger Schuhe 11A, 11B aufzunehmen. Der Schuh 11A und der Schuh 11B gleiten jeweils auf der Frontoberfläche 5A und der hinteren Oberfläche 5B der Taumelscheibe 5. Die Rotation der Taumelscheibe 5 wird durch die Schuhe 11A, 11B in die Hin-und-her-Bewegung des Kolbens 9 umgewandelt. Daher sind der erste Kopfabschnitt 9A und der zweite Kopfabschnitt 9B des Kolbens 9 durch die Rotation der Taumelscheibe 5 in der entsprechenden ersten Zylinderbohrung 21A und der zweiten Zylinderbohrung 23A jeweils für eine Hublänge hin-und-her-bewegbar, welche durch den Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 bestimmt wird.
In diesem Kompressor sind die Positionen des oberen Todpunktzentrums des ersten Kopfabschnitts 9A und des zweiten Kopfabschnitts 9B mit der Veränderung der Hublänge variabel, welche durch die Veränderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5 bewirkt wird. Im Speziellen bewegt sich das obere Todpunktzentrum des zweiten Kopfabschnitts 9B um eine längere Distanz als der erste Kopfabschnitt 9A, wenn der der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 reduziert ist.
Der Aktuator 13 ist rückwärtig von der Taumelscheibe 5 in der Taumelscheibenkammer 33 angeordnet und ist in und aus der zweiten Aussparung 23C bewegbar. Der Aktuator 13 weist einen Trennungskörper 13C und den vorstehend genannten bewegbaren Körper 13A und eine Steuerungskammer 13B auf, welche zwischen dem Trennungskörper 13C und dem bewegbaren Körper 13A ausgeformt ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Trennungskörper 13C und der bewegbare Körper 13A aus einem Material, wie zum Beispiel einer Legierung aus Stahl und Aluminium, gefertigt. Es sei darauf hingewiesen, dass der Trennungskörper 13C und der bewegbare Körper 13A nicht aus einem Metall gefertigt sein müssen, sondern ein jegliches geeignetes Material für den Trennungskörper 13C und den bewegbaren Körper 13A verwendet werden kann.
Der Trennungskörper 13C hat eine im Wesentlichen ringförmige Scheibenform, welche sich radial auswärts von der Rotationsachse O1 erstreckt und hat an seinem Zentrum ein Einführungsloch 133. Ein O-Ring 139B ist in der äußeren Peripherie des Trennungskörpers 13C vorgesehen. Der Antriebswellenkörper 30 ist in das Einführungsloch 133 des Trennungskörpers 13C derart pressgepasst, dass der Antriebswellenkörper 30 mit dem Trennungskörper 13C, welcher der Taumelschaube 5 von hinten zugewandt ist, rotierbar ist. Es wird darauf hingewiesen, dass der Trennungskörper 13C auf dem Antriebswellenkörper 30 derart montiert werden kann, dass er entlang der Rotationsachse O1 bewegbar ist.
Eine (nicht gezeigte) Feder ist zwischen dem Trennungskörper 13C und der Ringplatte 45 vorgesehen, welche so wirkt, dass der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 reduziert wird. Im Speziellen ist die Feder derart montiert, dass sie mit ihrem hinteren Ende in Kontakt mit dem Trennungskörper 13C steht und mit ihrem Frontende in Kontakt mit der Ringplatte 45 steht. Die Feder drückt den Trennungskörper 13C und die Ringplatte 45 voneinander weg.
Wie in den 1, 2, 4 bis 6 und 8 bis 12 gezeigt, weist der bewegbare Körper 13A eine untere Wand bzw. eine Bodenwand 130, eine äußere Wand bzw. periphere Wand 131, den ersten Arm 110 und den zweiten Arm 120 auf. Obwohl der erste Arm 110 in den 1, 2 und 10B nicht gezeigt ist, ist der erste Arm 110 auf der Seite der gedachten Ebene D angeordnet, welche zu dem zweiten Arm 120 entgegengesetzt ist.
Wie in den 1, 2, 6 und 9 gezeigt, bildet die untere Wand 130 den hinteren Teil des bewegbaren Körpers 13A und hat eine im Wesentlichen scheibenförmige Form, welche sich radial auswärts erstreckt. Die untere Wand 130 hat ein Einführungsloch 130A, durch welches der zweite Abschnitt mit kleinem Durchmesser 30B des Antriebswellenkörpers 30 eingeführt ist. Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist ein O-Ring 139A in der Peripherie der Bodenwand 130 vorgesehen.
Wie in den 1, 2, 8 und 9 gezeigt, hat die äußere Wand 130 des bewegbaren Körpers 13A eine zylindrische Form, welche sich frontwärts erstreckt von der äußeren Peripherie der Bodenwand 130. Der innere Durchmesser der äußeren Wand 130 ist derart ausgeformt, dass er geringfügig größer ist als der äußere Durchmesser des Trennungskörpers 13C.
Wie in den 1, 2, und 6 gezeigt, ist der Antriebswellenkörper 30 durch das Einführungsloch 130 des bewegbaren Körpers 13A eingeführt. Daher ist der bewegbare Körper 13A auf dem Antriebswellenkörper 30 für eine Rotation mit diesem montiert und relativ zu dem Trennungskörper 13C in der Rotationsachse O1 bewegbar.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist der Trennungskörper 13C in dem bewegbaren Körper 13A derart angeordnet, dass der bewegbare Körper 13A (der Trennungskörper 13C) in Umfangsrichtung von der äußeren Wand 131 des bewegbaren Körpers 13A umgeben ist. Der O-Ring 139B ist in der äußeren Peripherie des Trennungskörpers 13C angeordnet, um zwischen dem Trennungskörper 13C und dem bewegbaren Körper 13A abzudichten. Wenn sich der bewegbare Körper 13A entlang der Rotationsachse O1 bewegt, gleitet die innere Umfangsoberfläche der äußeren Wand 131 des bewegbaren Körpers 13A auf der äußeren Umfangsoberfläche des Trennungskörpers 13C.
Wie in den 1, 2, 4 bis 6 und 8 bis 10 gezeigt, wirken der erste Arm 110, der zweite Arm 120, der Traktionsabschnitt 150 und der Verbindungsstift 155 zusammen, um den Verbindungsmechanismus 100 auszubilden, welcher die Taumelscheibe 5 und den bewegbaren Körper 13A verbindet.
Die ersten und zweiten Arme 110, 120 erstrecken sich frontwärts von dem bewegbaren Körper 13A hin zu der Taumelscheibe 5. Wie in den 9, 10A und 12 gezeigt, ist der erste Arm 110 auf einer Seite der gedachten Ebene D angeordnet, welche benachbart ist zu dem ersten Wellenabschnitt 151 des Verbindungsstifts 155, und der zweite Arm 120 ist auf der anderen Seite der gedachten Ebene D angeordnet, welche benachbart zu dem zweiten Wellenabschnitt 152 des Verbindungsstifts 155 ist. Wie in 6 gezeigt, erstreckt sich der Traktionsabschnitt 150 nach hinten von der Taumelscheibe 5 hin zu dem bewegbaren Körper 13A und zwischen dem ersten Arm 110 und dem zweiten Arm 120.
Wie in den 8 bis 12 gezeigt, weist der erste Arm 110 einen ersten Zuwendungsabschnitt 111 und einen ersten Eingriffsabschnitt 116 auf. Ähnlich dazu weist der zweite Arm 120 einen zweiten Zuwendungsabschnitt 121 und einen zweiten Eingriffsabschnitt 126 auf.
Die hinteren Enden der ersten und zweiten Zuwendungsabschnitte 111, 121 sind mit dem Frontende des bewegbaren Körpers 13A in Positionen verbunden, welche näher bei dem unteren Todpunktzentrumsabschnitt U sind als bei der Rotationsachse O1. Die Distanzen von den Frontenden der ersten und zweiten Zuwendungsabschnitte 121, 111 zu der Rotationsachse O1 sind größer als die von den hinteren Enden der ersten und zweiten Zuwendungsabschnitte 111, 121.
Wie in den 8 bis 12 gezeigt, sind die Frontenden der ersten und zweiten Arme 110, 120 gebogen, wodurch die ersten und zweiten Eingriffsabschnitte 116, 126 ausgebildet werden, welche sich jeweils hin zu der gedachten Ebene D erstrecken. Im Speziellen ist der erste Eingriffsabschnitt 116 derart ausgeformt, dass er sich von dem Frontende des ersten Zuwendungsabschnitts 111 erstreckt und der zweite Eingriffsabschnitt 126 ist derart ausgeformt, dass er sich von dem Frontende des zweiten Zuwendungsabschnittes 121 hin zu der gedachten Ebene D erstreckt. Wie in den 9 und 12 gezeigt, sind der erste Eingriffsabschnitt 116 und der zweite Eingriffsabschnitt 126 in einer einander zugewandten Beziehung zueinander über die gedachte Ebene D hinweg angeordnet.
Wie in den 8 bis 12 gezeigt, hat der erste Eingriffsabschnitt 116 des ersten Armes 110 eine flache erste Führungsoberfläche 115, welche weg von der Taumelscheibe 5 gewandt ist. Der zweite Eingriffsabschnitt 126 des zweiten Armes 120 hat eine flache zweite Führungsoberfläche 125, welche von der Taumelscheibe 5 weg gewandt ist. Die ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 sind derart geneigt, dass die Distanzen von den ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 zu der Rotationsachse O1 zur der Hinterseite des Kompressors hin zunehmen.
Wie in den 1, 2, 4 bis 6, 11 und 12 gezeigt, befindet sich die erste Führungsoberfläche 115 des ersten Arms 110 in Kontakt mit dem ersten Wellenabschnitt 150 des Verbindungsstifts 155 und die zweite Führungsoberfläche 125 des zweites Arms 120 befindet sich in Kontakt mit dem zweiten Wellenabschnitt 152 des Verbindungsstifts 155. Wenn der Verbindungsstift 155 durch den Traktionsabschnitt 150 rotierbar um die Achse R1 gehalten ist, ist der Verbindungsstift 155 auf den ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 rollbar.
Wie beispielsweise in den 6 und 12 gezeigt, ist der erste Zuwendungsabschnitt 111 des ersten Arms 110 einer Endoberfläche 151E des ersten Wellenabschnitts 151 des Verbindungsstifts 155 auf einer Seite der gedachten Ebene D zugewandt und der zweite Zuwendungsabschnitt 121 des zweiten Arms 120 ist einer Endoberfläche 152E des zweiten Wellenabschnitts 152 des Verbindungsstifts 155 auf der anderen Seite der gedachten Ebene D jeweils zugewandt. Die Peripherien der Endoberflächen 151E, 152E der jeweiligen ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 sind abgeschrägt bzw. gefast.
Die ersten und zweiten Zuwendungsabschnitte 111, 122 sind derart angeordnet, dass sie jeweils den ersten und zweiten Wellenabschnitten 151, 152 des Verbindungsstifts 155 zugewandt sind, sodass die Bewegung des Verbindungsstifts 155 in Axialrichtung der Achse R1 beschränkt ist. Die ersten und zweiten Zuwendungsabschnitte 111, 112 entsprechen dem Restriktor der vorliegenden Erfindung.
Mit einer Veränderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5 sind die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 des Verbindungsstifts 155 hin-und-her-bewegbar, während sie jeweils auf der ersten Führungsoberfläche 115 des ersten Arms 110 und der zweiten Führungsoberfläche 125 des zweiten Arms 120 rollen. Mit Bezug auf die 11 beispielsweise bezeichnet D1 eine Richtung, in welche sich der Verbindungsstift 155 auf den ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 mit einer Zunahme des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5 bewegt (welcher erhöht wird). Die Bewegungsrichtung D1 ist frontwärts ausgerichtet und hin zu der Rotationsachse O1 geneigt.
Wie in den 6 und 8 bis 11 gezeigt, sind die ersten und zweiten Arme 110, 120 auf der Seite davon geöffnet, welche vorgeschaltet ist mit Bezug auf die Bewegungsrichtung D1, durch welche die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 bewegt werden können, um in die entsprechenden ersten und zweiten Arme 110, 120 eingeführt zu werden.
Im Folgenden wird das Zusammenbauverfahren der Taumelscheibe 5 und des bewegbaren Körpers 13A durch den Verbindungsmechanismus 100 beschrieben. Zuerst werden das erste Lagerungsbauteil 43A der Antriebswelle 3 und das Frontende des Ösenarms 49 miteinander über den zweiten Verbindungsstift 47B, wie in 13 gezeigt, miteinander verbunden.
Dann wird der der zweite Abschnitt mit kleinem Durchmesser 30B des Antriebswellenkörpers 30 durch das Einführungsloch 45A der Taumelscheibe 5 eingeführt, bevor er in das zweite Lagerungsbauteil 43B pressgepasst wird. Die Taumelscheibe 5, welche auf diese Weise die Antriebswelle 3 durch das Einführungsloch 45A eingeführt hat, wird nahe zu dem Ösenarm 49 gebracht und das Gewicht 49A des Ösenarms 49 wird durch das Einführungsloch 45A der Taumelscheibe 5 eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Traktionsabschnitt 150 der Taumelscheibe 5 radial auswärtig von und exzentrisch zu der Achse der Rotationsachse O1 der Antriebswelle 3 angeordnet.
Daraufhin werden der Trennungskörper 13C und der bewegbare Körper 13A des Aktuators 13 auf dem Antriebswellenkörper 30 von der Seite des zweiten Abschnitts mit kleinem Durchmesser 30B zusammengebaut und der bewegbare Körper 13A wird frontwärts hin zu der Taumelscheibe 5 bewegt. Dann wird der Verbindungsstift 155 durch das Stiftloch 150H des Traktionsabschnitts 150 eingeführt. Die Position der Taumelscheibe 5 wird derart eingestellt, dass die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 des Verbindungsstifts 155 jeweils radial auswärts von den ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 angeordnet sind.
Die Taumelscheibe 5 wird in der Bewegungsrichtung D1 derart bewegt, dass die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 des Verbindungsstifts 155, welcher durch den Traktionsabschnitt 15 gehalten ist, jeweils in Kontakt mit den entsprechenden ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 der ersten und zweiten Arme 110, 120 gebracht werden. Nachdem der erste Stift 47A durch das hintere Ende des Ösenarms 49 eingeführt ist, werden die entgegengesetzten Enden des ersten Stifts 47A jeweils fix an die ersten Stiftlöcher 5H der Verbindungsabschnitte 5G gepasst. Demgemäß werden die Taumelscheibe 5 und der bewegbare Körper 13A miteinander über den Verbindungsmechanismus 100 verbunden. Die ersten und zweiten Zuwendungsabschnitte 111, 121 verhindern, dass der Verbindungsstift 155 in der Axialrichtung der Achse R1 verschoben wird.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, wird die Steuerungskammer 13B, welche durch die Bodenwand 130 und die periphere Wand 131 des bewegbaren Körpers 13A und den Trennungskörper 13C definiert ist, in der Taumelscheibenkammer 33 ausgeformt.
Der zweite Abschnitt von kleinem Durchmesser 30B des Antriebswellenkörpers 30 hat in sich eine Axialpassage 30A, welche sich frontwärts von dem hinteren Ende des Antriebswellenkörpers 30 entlang der Rotationsachse O erstreckt, und eine Radialpassage 3B, welche sich radial von dem Frontende der Axialpassage 3A erstreckt und bei der äußeren Umfangsoberfläche des Antriebswellenkörpers 33 geöffnet ist. Die Axialpassage 3A befindet sich durch ihr hinteres Ende in Kommunikation mit der Drucksteuerungskammer 31 und die Radialpassage 3B befindet sich in Kommunikation mit der Steuerungskammer 13B. Daher kommunizieren die Steuerungskammer 13B und die Drucksteuerungskammer 31 miteinander über die Radialpassage 3B und die Axialpassage 3A.
Wie in 3 gezeigt, weist der Steuerungsmechanismus eine Niedrigdruckpassage 15A, eine Hochdruckpassage 15B, ein Steuerungsventil 15C, eine Öffnung 15D, die Axialpassage 3A und die Radialpassage 3B auf. Der Steuerungsmechanismus 15 steuert den Druck in der Steuerungskammer 13B.
Die Niedrigdruckpassage 15A ist mit der Drucksteuerungskammer 31 und der zweiten Saugkammer 27B verbunden. Die Steuerungskammer 13B, die Drucksteuerungskammer 31 und die zweite Saugkammer 27B sind über die Niedrigdruckpassage 15A, die Axialpassage 3A und die Radialpassage 3B verbunden. Die Hochdruckpassage 15B ist zwischen der Drucksteuerungskammer 31 und der zweiten Abgabekammer 29B verbunden. Die Steuerungskammer 13B, die Drucksteuerungskammer 31 und die zweite Abgabekammer 29B sind über die Hochdruckpassage 15B, die Axialpassage 3A und die Radialpassage 3B verbunden. Die Hochdruckpassage 15B ist mit der Öffnung 15D ausgestattet.
Das Steuerungsventil 15C ist in der Niedrigdruckpassage 15A vorgesehen. Das Steuerungsventil 15C steuert die Öffnung der Niedrigdruckpassage 15A in Übereinstimmung mit dem internen Druck der zweiten Saugkammer 27B.
Der Kompressor der vorliegenden Erfindung ist mit dem vorstehend genannten Verdampfer (nicht gezeigt) durch eine Leitung (nicht gezeigt) verbunden, welche mit der Saugöffnung 23S verbunden ist. Der Kompressor ist auch mit dem vorstehend genannten Verdichter (nicht gezeigt) durch eine Leitung (nicht gezeigt) durch die Abgabeöffnung 23D verbunden. Der Verdichter ist mit dem Verdampfer über die Leitung und über ein Expansionsventil (keines davon ist gezeigt) verbunden. Der Kompressor, der Verdampfer, das Expansionsventil und der Verdichter wirken zusammen, um einen Kühlkreislauf der Fahrzeugklimaanlage zu bilden. Der Verdampfer, das Expansionsventil, der Verdichter und die Leitungen sind in den Darstellungen in den Figuren weggelassen.
Bei dem Kompressor mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration bewirkt die durch die Antriebswelle 3 angetriebene Rotation der Taumelscheibe 5, dass ein jeder Kolben 9 sich in den entsprechenden ersten und zweiten Zylinderbohrungen 21A, 23A hin-und-her-bewegt. Das in die ersten und zweiten Saugkammer 27A, 27B eingeführte Kühlgas wird in den ersten und zweiten Kompressionskammern 53A, 53B jeweils komprimiert und das komprimierte Kühlgas wird in die entsprechenden ersten und zweiten Abgabekammern 29A, 29B angegeben. Die Fördermenge der Kolben und daher die Lieferung von komprimiertem Kühlgas von den ersten und zweiten Kompressionskammer 53A, 53B werden in Übereinstimmung mit der Hublänge des Kolbens 9 verändert.
Das in die erste Abgabekammer 29A abgegebene Kühlgas wird durch die erste Abgabepassage 18 zu der Kreuzung 23J geleitet. Ähnlich dazu wird das Kühlgas, welches in die zweite Abgabekammer 29B abgegeben ist, durch die zweite Abgabepassage 20 zu der Kreuzung 23J geleitet. Das zu der Kreuzung 23J geleitete Kühlgas wird durch die Abgabeöffnung 23C an den Verdichter durch die Leitung abgegeben.
Im Folgenden wird der Betrieb des Kompressors beschrieben. Bei dem Kompressor der vorliegenden Ausführungsform wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 relativ zu der gedachten Ebene, welche sich rechtwinklig zu der Rotationsachse O1 der Antriebswelle 3 erstreckt, durch den Aktuator 13 verändert, was die Hublänge des Kolbens 9 erhöht oder verringert und daher die Fördermenge des Kompressors verändert.
Zuerst wird der Betrieb des Kompressors bei dem Erhöhen des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5 auf seine Maximalposition, wie in 1 gezeigt, beschrieben. Bei dem Steuerungsmechanismus 15, welcher in 3 gezeigt ist, wird, wenn die Öffnung der Niedrigdruckpassage 15A durch das Steuerungsventil 15C reduziert ist, der Druck in der Drucksteuerungskammer 31 erhöht aufgrund des Druckes des Kühlgases in der zweiten Abgabekammer 29B und der Druck in der Steuerungskammer 13B wird entsprechend erhöht. Als Ergebnis davon ist die variable Druckdifferenz zwischen der Steuerungskammer 13B und der Taumelscheibenkammer 33 erhöht. Demgemäß wird der bewegbare Körper 13A des Aktuators 13 nach hinten von der in 2 gezeigten Position gegen die Kompressionsreaktionskraft bewegt, welche auf die Taumelschiebe 5 durch jeden Kolben 9 wirkt, und tritt in die zweite Aussparung 23C ein, wie in 1 gezeigt.
Dies bewirkt, dass der bewegbare Körper 13A die Taumelscheibe 5 in der Taumelscheibenkammer 33 nach hinten zieht durch die ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 jeweils des ersten und zweiten Arms 110, 120 und die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 des Verbindungsstifts 155, gegen die drückende Kraft der Feder (nicht gezeigt) zu Reduktion des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5. In diesem Falle rollen die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 auf den ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 jeweils hin zu der Rotationsachse O1. Die Taumelscheibe 5 schwingt im Gegenuhrzeigersinn um die erste Achse M, wie in 1 und 2 ersichtlich, und das Frontende des Ösenarms 49 schwingt im Uhrzeigersinn um die zweite Achse M2, um sich von dem ersten Flansch 43F des ersten Lagerungsbauteils 43A wegzubewegen. Als ein Ergebnis davon wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 erhöht, wodurch die Hublänge des Kolbens 9 erhöht wird und die Fördermenge des Kompressors pro Rotation der Antriebswelle 3 erhöht wird. Wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 maximal ist, wie in 1 gezeigt, ist der Hub der Kolben 9 maximal und die Fördermenge des Kompressors ist maximal.
Der Betrieb des Kompressors bei der Verringerung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5 von der Maximalposition (1) zu der Minimalposition (2) wird beschrieben. Bei dem Steuerungsmechanismus 15 in 3 wird, wenn die Öffnung der Niedrigdruckpassage 15A durch das Steuerungsventil 15C erhöht ist, der Druck in der Drucksteuerungskammer 31 und daher der Druck in der Steuerungskammer 13B im Wesentlichen der gleiche wie der Druck in der zweiten Saugkammer 27B, mit dem Ergebnis, dass die Druckdifferenz zwischen der Steuerungskammer 13B und der Taumelscheibenkammer 33 klein wird.
Die auf die Taumelscheibe 5 durch ein jeden Kolben 9 wirkende Kompressionsreaktionskraft drängt die Taumelscheibe 5 in die Richtung, welche den Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 reduziert. Demgemäß wird der bewegbare Körper 13A frontwärts in der Taumelscheibenkammer 33 durch die ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 der ersten und zweiten Arme 110, 120 und die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 des Verbindungsstifts 155 gezogen oder bewegt, und widersteht daher der drängenden Kraft der Rückführfeder. Während einer derartigen Bewegung des bewegbaren Körpers 13A, bewegen sich die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 des Verbindungsstifts 155 weg von der Rotationsachse O1, während sie auf den ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 der ersten und zweiten Arme 110, 120, wie in 11 gezeigt, rollen. Als Ergebnis davon wird die Taumelscheibe 5 im Uhrzeigersinn um die Achse M1 geschwungen beziehungsweise verschwenkt. Zusätzlich dazu wird der Ösenarm 49 im Gegenuhrzeigersinn um die zweite Achse M2 verschwenkt, wodurch das Frontende des Ösenarmes 49 nah zu dem ersten Flansch 43F des ersten Lagerungsbauteils 43A bewegt wird, mit dem Ergebnis, dass der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 reduziert wird. Mit der Reduktion des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5 wird auch die Hublänge des Kolbens 9 verringert und das Abgabevolumen pro Rotation der Antriebswelle 3 wird entsprechend verringert. Wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 minimal ist, ist die Hublänge des Kolbens 9 minimal und das Abgabevolumen pro Rotation der Antriebswelle 3 wird demgemäß minimal. In anderen Worten ist der bewegbare Körper 13A des Aktuators 13 entlang der Rotationsachse O1 bewegbar, um den Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 in Antwort auf eine Veränderung des Drucks in der Steuerungskammer 13B des Aktuators 13 zu verändern.
Gemäß dem Kompressor der ersten Ausführungsform ist der Verbindungsstift 155 um die Achse R1 rotierbar durch seinen Traktionsabschnitt 150 gehalten, wie in den 7E, 11 und 12 gezeigt, wobei ein Film von Gleitöl, welches in dem Kühlgas enthalten ist, zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Verbindungsstift 155 und der inneren Umfangsoberfläche des Stiftloches 150H ausgeformt ist. Der erste Wellenabschnitt 151 des Verbindungsstifts 155 befindet sich in Kontakt mit der ersten Führungsoberfläche 115 auf der Seite davon, welche zu der Taumelscheibe 5 entgegengesetzt ist, und der zweite Wellenabschnitt 152 des Verbindungsstifts 155 befindet sich in Kontakt mit der zweiten Führungsoberfläche 125 auf der Seite davon, welche zu der Taumelscheibe 5 entgegengesetzt ist. Die ersten und zweiten Zuwendungsabschnitte 111, 121, welche als die Restriktoren fungieren, sind den entsprechenden Endoberflächen 151E, 152E des Verbindungsstifts 155 derart zugewandt, dass sie die Verschiebung des Verbindungsstifts 155 in Axialrichtung der Achse R1 verhindern. Bei einem Kompressor, welcher diese Konfiguration hat, sind die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 jeweils auf den ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 hin-und-her-bewegbar und rollbar. Die Rollbewegung der ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 des Verbindungsstifts 155 auf den ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 reduziert die Reibung zwischen diesen effektiv und im Vergleich zu einem Fall, in welchem der Verbindungsstift 155 an dem Traktionsabschnitt 150 fixiert ist und die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 auf den ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 gleiten, ist die Reibung kleiner.
Zusätzlich dazu sind die Endoberflächen 151E, 152E der ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 abgeschrägt bzw. gefast. Daher ermöglichen die Endoberflächen 151E, 152E der ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 einen glatten Gleitkontakt der ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 mit den ersten und zweiten Zuwendungsabschnitten 111, 121, was es den ersten und zweiten Wellenabschnitten 151, 152 ermöglicht, glatt auf den ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 zu rotieren.
Daher ermöglicht der Kompressor der ersten Ausführungsform eine glatte Veränderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5. Zusätzlich dazu stellt der Kompressor eine verbesserte Haltbarkeit bereit, weil die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 und die ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 gegen einen Reibungsabtrag geschützt sind.
Bei dem Kompressor gemäß der vorliegenden Ausführungsform verhindern die ersten und zweiten Zuwendungsabschnitte 111, 121 der ersten und zweiten Arme 110, 120 das Verschieben des Verbindungsstifts 155 in der Axialrichtung der Achse R1, sodass die Herstellungskosten reduziert werden können, weil keine zusätzlichen Bauteile verwendet werden müssen.
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 14 und 15 beschrieben. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass der bewegbare Körper 13A einen ersten Arm 210 und einen zweiten Arm 220 aufweist, welche in den 14 und 15 gezeigt sind, anstatt der ersten und zweiten Arme 110, 120 der ersten Ausführungsform. Zusätzlich ist bei der zweiten Ausführungsform ein Paar von Sprengringen bzw. Sicherungsringen 159, welche als der Restriktor fungieren, auf den ersten und zweiten Wellenabschnitten 151, 152 des Verbindungsstifts 155 montiert. Die Sprengringe bzw. Sicherungsringe 159 sind benachbart zu den entgegengesetzten Seitenoberflächen des Traktionsabschnitts 150 angeordnet. Der Rest der Konfiguration des Kompressors gemäß der zweiten Ausführungsform ist im Wesentlichen derselbe wie bei der ersten Ausführungsform und daher wird eine weitere detaillierte Beschreibung der zweiten Ausführungsform weggelassen. In der folgenden Beschreibung werden dieselben Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Teile oder Elemente der ersten Ausführungsform zu bezeichnen.
Wie in 14 gezeigt, erstrecken sich die ersten und zweiten Arme 210, 220 frontwärts hin zu der Taumelscheibe 5 von dem bewegbaren Körper 13A. Obwohl nicht in der 14 gezeigt, ist der erste Arm 210 auf der Seite des bewegbaren Körpers 13A angeordnet, welche entgegengesetzt ist von der gedachten Ebene D.
Wie in 15 gezeigt, sind der erste Arm 210 und der zweite Arm 220 auf der einen Seite und der anderen Seite der gedachten Ebene D angeordnet oder auf den Seiten, auf welchen der erste Wellenabschnitt 151 und der zweite Wellenabschnitt 152 des Verbindungsstifts 155 angeordnet sind. Der Traktionsabschnitt 150 erstreckt sich rückwärtig von der Taumelscheibe 5 hin zu dem bewegbaren Körper 13A zwischen den ersten und den zweiten Armen 210, 220.
Wie in den 14 und 15 gezeigt, sind Langlöcher 210H, 220H jeweils durch die Enden der ersten und zweiten Arme 210, 220 ausgeformt und erstrecken sich rechtwinklig zu der gedachten Ebene D. Wie in 14 gezeigt, sind die Langlöcher 210H und 220H in der Bewegungsrichtung D1 verlängert.
Mit Bezugnahme auf die 14 und 15 haben die ersten und zweiten Arme 210, 220 jeweils flache erste und zweite Führungsoberflächen 215, 225 auf der inneren Oberfläche der Langlöcher 210H, 220H, welche jeweils von der Taumelscheibe 5 weggewandt sind und sich in der Bewegungsrichtung D1 erstrecken.
Die erste Führungsoberfläche 215 des ersten Arms 210 befindet sich in Kontakt mit dem ersten Wellenabschnitt 151 des Verbindungsstifts 155 und die zweite Führungsoberfläche 225 des zweiten Arms 220 befindet sich in Kontakt mit dem zweiten Wellenabschnitt 152 des Verbindungsstifts 155.
Bei dem Kompressor der zweiten Ausführungsform, welcher eine derartige Konfiguration hat, sind mit der Veränderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5 die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 hin-und-her-bewegbar, während sie jeweils auf den ersten und zweiten Führungsoberflächen 215, 216 rollen.
Demgemäß ermöglicht der Kompressor der zweiten Ausführungsform ein glattlaufendes Verändern des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5 ähnlich zu dem Kompressor der ersten Ausführungsform. Zusätzlich erreicht der Kompressor der zweiten Ausführungsform eine verbesserte Haltbarkeit, weil die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 und die ersten und zweiten Führungsoberflächen 215, 225 gegen Reibungsabtrag geschützt sind.
Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die 16 und 17 beschrieben. Der Kompressor der dritten Ausführungsform hat ein Stiftloch 350H, in welchem der Verbindungsstift 155 drehbar gelagert ist in dem Traktionsabschnitt 150 anstatt dem Stiftloch 150H gemäß dem Kompressor der ersten Ausführungsform. Zusätzlich haben die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 des Verbindungsstifts 155 des Kompressors gemäß der dritten Ausführungsform jeweils kugelförmige Endoberflächen 151E und 152E. Der Rest der Konfiguration des Kompressors gemäß der dritten Ausführungsform ist im Wesentlichen derselbe wie bei der ersten Ausführungsform und daher wird eine Beschreibung davon weggelassen. In der folgenden Beschreibung bezeichnen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Teile oder Elemente der ersten Ausführungsform.
Bei dem Kompressor der dritten Ausführungsform hat das Stiftloch 350H im Wesentlichen eine Stundenglasform bzw. Sanduhrform mit einem Durchmesser, welcher axial von der Mitte nach außen hin zu den entgegengesetzten Seiten zunimmt, wie in den 16 und 17 gezeigt. In dem Kühlgas enthaltenes Gleitöl bildet einen Ölfilm zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Verbindungsstifts 155 und der inneren Umfangsoberfläche des Stiftloches 350H bei dessen mittlerem Abschnitt. Der Verbindungsstift 155 ist rotierbar in dem Stiftloch 350H gelagert. Das Stiftloch 350H entspricht dem Lagerungsloch der vorliegenden Erfindung. Im Speziellen lagert der Traktionsabschnitt 150 der Taumelscheibe 5 den Verbindungsstift 155 um die Achse R1 rotierbar, und ermöglicht gleichzeitig, dass der Verbindungsstift 155 mit Bezug auf eine Richtung verschwenkt wird, welche sich rechtwinklig zu der gedachten Ebene D erstreckt, wie durch zwei gestrichelt-gepunktete Linien in 17 gezeigt.
Bei dem Kompressor der dritten Ausführungsform mit dieser Konfiguration sind die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 hin-und-her-bewegbar, während sie jeweils auf den ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 rollen. Obwohl es in 17 auf übertriebene Weise gezeigt ist, kann, wenn die Taumelscheibe 5 in einem verdrehten Zustand angeordnet ist, oder mit Bezug auf die Rotationsachse O1 fehlerhaft ausgerichtet ist, die relative Position zwischen dem ersten und zweiten Arm 110, 120 und dem Traktionsabschnitt 150 nicht mehr beibehalten werden. In der dritten Ausführungsform werden jedoch die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 des Verbindungsstifts 155 und die ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 dadurch in Kontakt gehalten, dass die Achse R1 des Verbindungsstifts 155 geneigt wird mit Bezug auf die Richtung, welche rechtwinklig zu der gedachten Ebene D ist, sodass die ziehende Kraft im Wesentlichen gleichmäßig auf die ersten und zweiten Arme 110, 120 aufgebracht wird.
In der dritten Ausführungsform, in welcher die Endoberflächen 151E, 152E der ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 eine Halbkugelform haben, können die Endoberflächen 151E, 152E der ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 glatt in Kontakt mit den ersten und zweiten Zuwendungsabschnitten 111, 121 gleiten, was es den ersten und zweiten Wellenabschnitten 151, 152 ermöglicht, glatt auf den ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 zu rollen.
Demgemäß ermöglicht es der Kompressor der dritten Ausführungsform, den Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 glatt zu verändern. Zusätzlich erreicht der Kompressor der dritten Ausführungsform eine verbesserte Haltbarkeit, weil die ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 und die ersten und zweiten Führungsoberflächen 115, 125 gegen Reibungsabtrag geschützt sind.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend beschriebenen ersten und zweiten und dritten Ausführungsformen, sondern kann auf verschiedene Arten innerhalb des Umfangs der Erfindung abgewandelt werden, wie im Folgenden beispielhaft wiedergegeben.
Der Restriktor beschränkt sich nicht auf die ersten und zweiten Zuwendungsabschnitte 111, 121 der ersten und zweiten Arme 110, 120 der ersten Ausführungsform und die zwei Sprengringe bzw. Sicherungsringe 159 der zweiten Ausführungsform, sondern ein jeder Restriktor kann verwendet werden, solange wie die Verschiebung des Verbindungsstifts 155 in dessen Axialrichtung verhindert wird.
Obwohl die Endoberflächen 151E, 152E der ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 in der ersten Ausführungsform abgeschrägt bzw. gefast sind, und die Endoberflächen 151E, 152E der ersten und zweiten Wellenabschnitte 151, 152 in der dritten Ausführungsform eine Halbkugelform haben, können die Endoberflächen des Verbindungsstifts eine abgerundete Kante haben.
Der Aktuator 13 kann auch auf der Seite des ersten Zylinderblocks 21 in der Taumelscheibenkammer 33 mit Bezug auf die Taumelscheibe 5 angeordnet sein.
Die vorliegende Erfindung kann auf eine Klimaanlage oder ähnliches angewandt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014-190265 [0002]

Claims

Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge, mit: einem Gehäuse (1, 17, 19, 21, 23, 39, 41), welches in sich eine Taumelscheibenkammer (33) und eine Anzahl von Zylinderbohrungen (21A, 23A) hat; einer Antriebswelle (3), welche rotierbar in dem Gehäuse (1, 17, 19, 21, 23, 39, 41) gelagert ist; einer Taumelscheibe (5), welche auf der Antriebswelle (3) für eine Rotation mit dieser in der Taumelscheibenkammer (33) montiert ist; einem Verbindungsmechanismus (7), welcher die Antriebswelle (3) und die Taumelscheibe (5) verbindet und ein Verändern des Neigungswinkels der Taumelscheibe (5) mit Bezug zu einer zu der Rotationsachse der Antriebswelle (3) rechtwinkligen Richtung ermöglicht; einer Anzahl von Kolben (9), welche in den jeweiligen Zylinderbohrungen (21A, 23A) derart aufgenommen sind, dass sie jeweilige Kompressionskammern ausbilden und welche mit der Rotation der Taumelscheibe (5) für eine Hublänge hin-und-her-bewegbar sind, welche durch den Neigungswinkel der Taumelscheibe (5) bestimmt ist; einem Trennungskörper (13C), welcher auf der Antriebswelle (3) für eine Rotation mit dieser in der Taumelscheibenkammer (33) montiert ist; einem bewegbaren Körper (13A), welcher auf der Antriebswelle (3) für eine Rotation mit dieser montiert ist und relativ zu dem Trennungskörper (13C) entlang der Rotationsachse bewegbar in der Taumelscheibenkammer (33) montiert ist, um dadurch den Neigungswinkel der Taumelscheibe (5) zu verändern; einer Steuerungskammer (13B), welche zwischen dem Trennungskörper (13C) und dem bewegbaren Körper (13A) ausgeformt ist und bewirkt, dass sich der bewegbare Körper (13A) mit einem Druck in der Steuerungskammer (13B) bewegt; einem Steuerungsmechanismus (15), welcher den Druck in der Steuerungskammer (13B) steuert; und einem Verbindungsmechanismus (100), welcher die Taumelscheibe (5) und den bewegbaren Körper (13A) derart verbindet, dass der bewegbare Körper (13A) die Taumelscheibe (5) zieht, um den Neigungswinkel mit einer Zunahme des Drucks in der Steuerungskammer (13B) zu erhöhen, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe (5) einen oberen Todpunktzentrumsabschnitt (T) hat, welcher es einem der Kolben (9) ermöglicht, bei dem oberen Todpunktzentrum angeordnet zu sein, wobei eine Ebene, welche durch den oberen Todpunktzentrumsabschnitt (T) und die Rotationsachse verläuft, als eine gedachte Ebene (D) definiert ist, wobei der Verbindungsmechanismus (100) einen ersten Arm (110), welcher sich von dem bewegbaren Körper (13A) hin zu der Taumelscheibe (5) erstreckt, und auf der einen Seite der gedachten Ebene (D) angeordnet ist, einen zweiten Arm (120), welcher sich von dem bewegbaren Körper (13A) hin zu der Taumelscheibe (5) erstreckt, und auf der anderen Seite der gedachten Ebene (D) angeordnet ist, einen Traktionsabschnitt (150), welcher von der Taumelscheibe (5) hin zu dem bewegbaren Körper (13A) zwischen dem ersten Arm (110) und dem zweiten Arm (120) hervorspringt, und einen Verbindungsstift (155) aufweist, welcher den ersten Arm (110) und den zweiten Arm (120) des bewegbaren Körpers (13A) und den Traktionsabschnitt (150) verbindet, wobei der erste Arm (110) eine erste Führungsoberfläche (115) hat, welche von der Taumelscheibe (5) weggewandt ist, und der zweite Arm (120) eine zweite Führungsoberfläche (125) hat, welche von der Taumelscheibe (5) weggewandt ist, wobei die erste Führungsoberfläche (115) und die zweite Führungsoberfläche (125) in Kontakt mit dem Verbindungsstift (155) stehen, wobei der Verbindungsstift (155) durch den Traktionsabschnitt (150) derart gehalten ist, dass er auf der ersten Führungsoberfläche (115) und der zweiten Führungsoberfläche (125) rollbar ist, und wobei ein Restriktor (111, 121, 159) auf dem Verbindungsstift (155) oder in den ersten und zweiten Armen (110, 112) vorgesehen ist, sodass verhindert wird, dass sich der Verbindungsstift (155) in einer Richtung seiner Achse (R1) bewegt.
Taumelscheibenkompressor mit variabler Fördermenge gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Arm (110) einen ersten Zuwendungsabschnitt (111) aufweist, welcher einer Endoberfläche des Verbindungsstifts (155) zugewandt ist, und der zweite Arm (120) einen zweiten Zuwendungsabschnitt (121) aufweist, welcher der anderen Endoberfläche des Verbindungsstifts (155) zugewandt ist, und wobei der erste Zuwendungsabschnitt (111) und der zweite Zuwendungsabschnitt (121) zusammen wirken, um den Restriktor (111, 121) auszuformen.
Taumelscheibenkompressor mit variabler Förderung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Peripherien der Endoberflächen (151E, 152E) des Verbindungsstifts (155) abgeschrägt sind.
Taumelscheibenkompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 mit variabler Fördermenge, dadurch gekennzeichnet, dass der Traktionsabschnitt (150) ein Lagerungsloch (350H) hat, in welchem der Verbindungsstift (155) rotierbar gelagert ist, wobei das Lagerungsloch (350H) einen Durchmesser hat, welcher axial von der Mitte nach außen hin zu den entgegengesetzten Seiten des Lagerungslochs (350H) zunimmt.