DE10212884A1 - Taumelscheibenkompressor - Google Patents
TaumelscheibenkompressorInfo
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Abstract
Ein Taumelscheibenkompressor (100) enthält einen Zylinderblock (2) mit einer Mehrzahl darin ausgebildeter Zylinderbohrungen (12), eine Antriebswelle (5), die durch den Zylinderblock drehbar gelagert wird, und eine Taumelscheibe (8), die drehbar an der Antriebswelle (5) befestigt ist. Der Kompressor enthält ferner eine Mehrzahl von Kolben (13), von denen jeder in einer der Zylinderbohrungen angeordnet ist und sich in der Zylinderbohrung hin- und herbewegt. Jeder der Kolben enthält einen im wesentlichen halbkugelförmigen Hohlraum (22), der an einem Ende des Kolbens ausgebildet ist. Der Kompressor enthält des weiteren ein Paar Schuhe (14), das zwischen jedem der Kolben und der Taumelscheibe angeordnet ist. Jeder Schuh (14) enthält eine im wesentlichen flache Oberfläche (21), die dazu angepaßt ist, mit der Taumelscheibe in gleitendem Kontakt zu stehen, und einen im wesentlichen halbkugelförmigen Abschnitt (23), der dazu angepaßt ist, mit dem halbkugelförmigen Hohlraum (22) des Kolbens (13) drehbar in Eingriff zu stehen. Darüber hinaus enthält der halbkugelförmige Abschnitt (23) des Schuhs einen Sattelabschnitt (24a) oder eine Nut (24c, 24d), der/die einen ersten gekrümmten Abschnitt und einen nichtkreisförmigen Umfang besitzt.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Taumelscheibenkompressoren. Ge
nauer gesagt bezieht sie sich die Erfindung auf Taumelschei
benkompressoren, die einen Schuh besitzen, der zwischen einer
Taumelscheibe und einem Kolben positioniert ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist ein bekannter Taumelscheiben
kompressor 1 abgebildet. Der Kompressor 1 umfaßt einen Zylin
derblock 2, ein Vordergehäuse 3, einen Zylinderkopf 4 und eine
Antriebswelle 5. Der Zylinderblock 2, das Vordergehäuse 3 und
der Zylinderkopf 4 können durch eine Mehrzahl von Schrauben
bolzen 15 befestigt werden. Zwischen dem Zylinderblock 2 und
dem Vordergehäuse 3 kann eine Kurbelkammer 6 ausgebildet sein
und eine Antriebswelle 5 kann über ein Paar Lager 16a und 16b,
die jeweils in dem Vordergehäuse 3 und dem Zylinderblock 2 be
festigt sind, drehbar von dem Zylinderblock 2 und dem Vorder
gehäuse 3 gelagert werden. Eine Taumelscheibe 8 kann innerhalb
der Kurbelkammer 6 angeordnet sein und sie kann ferner ver
schiebbar an der Antriebswelle S befestigt sein. Die Taumel
scheibe 8 kann einen Arm 81 enthalten, der drehbar mit einem
Arm 71 eines Rotors 7 verbunden ist, so daß die Taumelscheibe
8 im wesentlichen gleichzeitig mit der Antriebswelle 5 ro
tiert. Die Verbindung zwischen dem Arm 81 und dem Arm 71 ges
tattet ferner, daß sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 8
relativ zur Antriebswelle 5 ändert. Darüber hinaus kann in dem
Zylinderkopf 4 eine Ansaugkammer 9 und eine Auslaßkammer 10
ausgebildet sein und eine elektromagnetische Kupplung 11 zum
in Eingriff bringen und außer Eingriff bringen der Antriebs
welle 5 kann drehbar von dem Vordergehäuse 3 gelagert werden.
Des weiteren kann ein Antriebsriemen (nicht gezeigt) verwendet
werden, um eine Bewegung von einer Kurbelwelle eines Fahrzeug
motors (nicht gezeigt) auf eine elektromagnetische Kupplung 11
zu übertragen.
Der Kompressor 1 kann ferner eine Mehrzahl von Zylinderbohrun
gen 12 enthalten, die in dem Zylinderblock 2 ausgebildet sind,
und eine Mehrzahl von Kolben 13, die in einer entsprechenden
Zylinderbohrung 12 angeordnet sind. Die Zylinderbohrungen 12
können radial in Bezug zu einer Mittelachse des Zylinderblocks
2 angeordnet sein und die Kolben 13 können unabhängig inner
halb der jeweiligen Zylinderbohrung 12 hin und her gehen. Je
der Kolben 13 kann ferner über ein Paar Schuhe 14 mit der Tau
melscheibe 18 verbunden sein. Genauer gesagt kann jeder Schuh
14 eine im wesentliche flache Oberfläche und einen halbkugel
förmigen Abschnitt aufweisen. Die im wesentlichen flache Ober
fläche des Schuhs 14 kann verschiebbar mit der Taumelscheibe 8
in Kontakt sein und der halbkugelförmige Abschnitt des Schuhs
14 kann drehbar mit einem halbkugelförmigen Hohlraum des Kol
bens 13 in Eingriff stehen. Als solches können die Schuhe 14
die Drehung der Taumelscheibe 8 in die hin- und hergehende Be
wegung der Kolben 13 innerhalb der jeweiligen Zylinderbohrun
gen 12 umwandeln. Genauer gesagt können die Schuhe 14 dann,
wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 8 relativ zur An
triebswelle 5 variiert, den Dreheingriff mit dem Kolben 13
aufrecht erhalten und ferner können sie den gleitenden Kontakt
mit der Taumelscheibe 8 aufrecht erhalten, der es den Kolben
13 gestattet, innerhalb der entsprechenden Zylinderbohrungen
12 hin- und herzugehen. Wenn jeder Kolben 13 hin- und hergeht
können die entsprechenden Schuhe 14 um ihre gemeinsame Mit
telachse innerhalb des halbkugelförmigen Hohlraums des Kolbens
13 rotieren.
Aufgrund der Drehung des Schuhs 14 im Inneren des halbkugel
förmigen Hohlraums des Kolbens 13 kann ein Schmiermittel, bei
spielsweise ein Schmieröl, verwendet werden, um Reibung zwi
schen dem Schuh 14 und dem Kolben 13 zu reduzieren oder zu be
seitigen. Um das Schmiermittel leichter zwischen die Ein
griffsabschnitte des Schuhs 14 und des Kolbens 13 zu liefern,
kann der halbkugelförmige Abschnitt des Schuhs 14 einen im we
sentlichen flachen oder einen konvexen, halbkugelförmigen Ab
schnitt besitzen, der an einer Kolbenseite des Schuhs 14 aus
gebildet ist. Der im wesentliche flache oder konvexe, halbku
gelförmige Abschnitt des Schuhs 14 kann einen Krümmungsradius
besitzen, der größer als ein Krümmungsradius eines Sitzab
schnittes des halbkugelförmigen Hohlraums des Kolbens 13 ist.
Ein Spalt oder ein Spielraum als solches kann zwischen dem im
wesentlichen flachen oder konvexen, halbkugelförmigen Ab
schnitts des Schuhs 14 und dem halbkugelförmigen Hohlraum des
Kolbens 13 erzeugt werden. Beispiele solcher bekannter Schuhe
sind in der japanischen (geprüften) Gebrauchsmusterveröffent
lichung Nr. H07-5259, der japanischen (ungeprüften) Patentver
öffentlichung Nr. H11-50958 und der japanischen (ungeprüften)
Patentveröffentlichung Nr. 2000-170653 beschrieben. Nichtsdes
totrotz können sich bei diesen bekannten Schuhen der im we
sentlichen flache oder konvexe, halbkugelförmige Abschnitt,
der an der Kolbenseite des Schuhs ausgebildet ist, während der
Herstellung des Schuhs aufgrund einer Verschleißreduzierungs
wärmebehandlung, die während der Herstellung an dem Schuh aus
geübt wird, deformiert werden. Als solches kann es schwierig
sein, die Form des im wesentlichen flachen oder konvexen,
halbkugelförmigen Abschnittes, der an der Kolbenseite des
Schuhs ausgebildet ist, akkurat aufrecht zu erhalten. Genauer
gesagt kann der Umfang des im wesentlichen flachen oder konve
xen, halbkugelförmigen Abschnitts, der an der Kolbenseite des
Schuhs ausgebildet ist, während der Herstellung zu einem
kreisförmigen Umfang werden.
Während des Betriebes, wenn die Kolben in den Zylinderbohrun
gen hin- und hergehen, gelangt der Sitzabschnitt des halbku
gelförmigen Hohlraums des Kolbens mit dem im wesentlichen fla
chen oder konvexen, halbkugelförmigen Abschnitt des Schuhs in
Eingriff. Trotzdem dichtet der Sitzabschnitt des halbkugelför
migen Hohlraums des Kolbens den im wesentlichen flachen oder
konvexen Abschnitt des Schuhs während einer Drehung des Schuhs
im wesentlichen ab, da der im wesentlichen flache oder konvexe
Abschnitt, der an der Kolbenseite des Schuhs ausgebildet ist,
einen kreisförmigen Umfang besitzt. Als solches kann die Menge
an Schmiermittel, das von dem im wesentlichen flachen oder
konvexen Abschnitt des Schuhs an andere Abschnitte des Schuhs,
die mit dem Sitzabschnitt des halbkugelförmigen Hohlraums des
Kolbens in Eingriff stehen, verteilt wird, reduziert werden.
Folglich kann die Reibung zwischen dem Schuh und dem Kolben
zunehmen und ein Geräusch kann in Verbindung mit einer solchen
Reibung auch zunehmen.
Deshalb ist das Bedürfnis nach Taumelscheibenkompressoren ent
standen, die Schuhe besitzen, die diese und andere Nachteile
aus dem Stand der Technik lösen. Diese Aufgabe wird durch die
Merkmale der Ansprüche 1 oder 7 gelöst. Weitere vorteilhafte
Merkmale sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt dar
in, daß ein Sattel oder eine Nut, der/die an einer Kolbenseite
eines Schuhs ausgebildet ist, einen nicht kreisförmigen Umfang
besitzen kann, beispielsweise einen ovalen Umfang. Wenn als
solches ein Sitzabschnitt eines halbkugelförmigen Hohlraums
eines Kolbens mit dem Sattelabschnitt oder der Nut des Schuhs
in Eingriff gelangt, kann der Kolben den Sattelabschnitt oder
die Nut des Schuhs während einer Drehung des Schuhs nicht ab
dichten. Folglich kann die Reibung zwischen dem Schuh und dem
Kolben reduziert oder beseitigt werden, ohne die Größe des
Spalts oder den Spielraum zwischen dem Schuh und dem Kolben zu
erhöhen, und es kann ein Geräusch, das mit einer solchen Rei
bung in Verbindung steht, auch reduziert oder beseitigt wer
den.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
ein Taumelscheibenkompressor beschrieben. Der Kompressor weist
einen Zylinderblock auf, der eine Mehrzahl von Zylinderbohrun
gen darin ausgebildet hat, eine Antriebswelle, die drehbar
durch den Zylinderblock gelagert ist, und eine Taumelscheibe,
die drehbar an der Antriebswelle befestigt ist. Der Kompressor
weist ferner eine Mehrzahl von Kolben auf, von denen jeder in
einer der Zylinderbohrungen angeordnet ist und sich in der Zy
linderbohrung hin und her bewegt. Jeder der Kolben weist einen
im wesentlichen halbkugelförmigen Hohlraum auf, der an einem
Ende des Kolbens ausgebildet ist. Der Kompressor weist des
weiteren ein Paar Schuhe auf, die zwischen jedem der Kolben
und der Taumelscheibe angeordnet sind. Jeder Schuh weist eine
im wesentlichen flache Oberfläche auf, die dazu angepaßt ist,
mit der Taumelscheibe in gleitenden Kontakt zu stehen, und ei
nen im wesentlichen halbkugelförmigen Abschnitt, der dazu an
gepaßt ist, mit dem halbkugelförmigen Hohlraum des Kolbens
drehbar in Eingriff zu stehen. Darüber hinaus weist der halb
kugelförmige Abschnitt des Schuhs einen Sattelabschnitt oder
eine Nut auf, der/die einen ersten gekrümmten Abschnitt und
einen nicht kreisförmigen Umfang besitzt.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfin
dung werden dem Fachmann in Anbetracht der nachfolgenden de
taillierten Beschreibung der Erfindung und der dazugehörigen
Zeichnungen offensichtlich.
Fig. 1 ist eine Querschnittansicht eines Kolbens,
eines Paars an Schuhen und einer Taumel
scheibe gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung,
Fig. 2a ist eine Draufsicht eines Schuhs gemäß ei
ner ersten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung,
Fig. 2b ist eine Seitenansicht des Schuhs aus Fig.
2a gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2c ist eine Vorderansicht des Schuhs aus Fig.
2a gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3a ist eine Draufsicht eines Schuhs gemäß ei
ner zweiten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung,
Fig. 3b ist eine Seitenansicht des Schuhs aus Fig.
3a gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3c ist eine Vorderansicht des Schuhs aus Fig.
3a gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4a ist eine Draufsicht eines Schuhs gemäß ei
ner dritten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung,
Fig. 4b ist eine Seitenansicht des Schuhs aus Fig.
4a gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4c ist eine Vorderansicht des Schuhs aus Fig.
4a gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5a ist eine Draufsicht eines Schuhs gemäß ei
ner vierten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung,
Fig. 5b ist eine Seitenansicht des Schuhs aus Fig.
5a gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5c ist eine Vorderansicht des Schuhs aus Fig.
5a gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 ist eine Querschnittansicht eines bekann
ten Taumelscheibenkompressors,
Fig. 7 ist eine Querschnittansicht eines Taumel
scheibenkompressors gemäß den Ausführungs
formen der vorliegenden Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und
deren Vorteile können unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 und
7 verstanden werden, wobei gleiche Bezugszeichen für gleiche
entsprechende Teile in den verschiedenen Zeichnungen verwendet
werden.
Bezugnehmend auf Fig. 7 ist ein Taumelscheibenkompressor 100
gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abge
bildet. Der Kompressor 100 weist einen Zylinderblock 2, ein
Vordergehäuse 3, einen Zylinderkopf 4 und eine Antriebswelle 5
auf. Der Zylinderblock 2, das Vordergehäuse 3 und der Zylin
derkopf 4 können durch eine Mehrzahl von Schraubenbolzen be
festigt sein. Eine Kurbelkammer 6 kann zwischen dem Zylinder
block 2 und dem Vordergehäuse 3 ausgebildet sein und eine An
triebswelle 5 kann über ein Paar Lager 16a und 16b, die je
weils in dem Vordergehäuse 3 und dem Zylinderblock 2 befestigt
sind, durch den Zylinderblock 2 und das Vordergehäuse 3 dreh
bar gelagert sein. Im Inneren der Kurbelkammer 6 kann eine
Taumelscheibe 8 angeordnet sein und sie kann auch verschiebbar
an der Antriebswelle 5 befestigt sein. Die Taumelscheibe 8
kann einen Arm 81 aufweisen, der drehbar mit einem Arm 71 ei
nes Rotors 7 verbunden ist, so daß die Taumelscheibe 8 im we
sentlichen gleichzeitig mit der Antriebswelle 5 rotiert. Die
Verbindung zwischen dem Arm 81 und dem Arm 71 gestattet fer
ner, daß sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 8 relativ
zur Antriebswelle 5 ändert. Darüber hinaus kann in dem Zylin
derkopf 4 eine Ansaugkammer 9 und eine Auslaßkammer 10 ausge
bildet sein und eine elektromagnetische Kupplung 11 kann zum
in Eingriff bringen und außer Eingriff bringen der Antriebs
welle 5 durch das Vordergehäuse 3 drehbar gelagert sein. Des
weiteren kann ein Antriebsriemen (nicht gezeigt) verwendet
werden, um eine Bewegung einer Kurbelwelle eine Fahrzeugmotors
(nicht gezeigt) auf die elektromagnetische Kupplung 11 zu über
tragen.
Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 7 kann der Kompressor 100
ferner eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen 12 aufweisen, die
in dem Zylinderblock 2 ausgebildet sind, und eine Mehrzahl von
Kolben 13, von denen jeder in einer entsprechenden Zylinder
bohrung 12 angeordnet ist. Die Zylinderbohrungen 12 können ra
dial in Bezug zu einer Mittelachse des Zylinderblocks 2 ange
ordnet sein und die Kolben 13 können unabhängig im Inneren der
entsprechenden Zylinderbohrung 12 hin und her gehen. Jeder
Kolben 13 kann ferner über ein Paar Schuhe 14 mit der Taumel
scheibe 8 verbunden sein. Genauer gesagt kann jeder Schuh 14
eine im wesentliche flache Oberfläche 21 und einen im wesent
lichen halbkugelförmigen Abschnitt 23 aufweisen. Die im we
sentlichen flache Oberfläche 21 des Schuhs 14 kann in ver
schiebbaren Kontakt mit der Taumelscheibe 8 sein und der halb
kugelförmige Abschnitt 23 des Schuhs 14 kann drehbar mit einem
im wesentlichen halbkugelförmigen Hohlraum 22 des Kolbens 13
in Eingriff stehen. Als solches können die Schuhe 14 die Dre
hung der Taumelscheibe 8 in die hin- und hergehende Bewegung
der Kolben 13 innerhalb der entsprechenden Zylinderbohrung 12
umwandeln. Genauer gesagt können die Schuhe 14 dann, wenn der
Neigungswinkel der Taumelscheibe 8 relativ zur Antriebswelle 5
variiert, den Dreheingriff mit dem Kolben 13 aufrecht erhalten
und ferner den gleitenden Kontakt mit der Taumelscheibe 8, der
es dem Kolben 13 gestattet, in der entsprechenden Zylinderboh
rung 12 hin- und herzugehen. Wenn sich jeder Kolben 13 hin-
und herbewegt, können die entsprechenden Schuhe 14 um ihre
Mittelachsen im Inneren des halbkugelförmigen Hohlraums 22 des
Kolbens 13 rotieren.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 kann ein Schmiermittel,
beispielsweise ein Schmieröl, verwendet werden, um die Reibung
aufgrund der Drehung des Schuhs 14 innerhalb des halbkugelför
migen Hohlraums 22 des Kolbens 13 zwischen dem Schuh 14 und
dem Kolben 13 vzu reduzieren oder zu beseitigen. Um das
Schmiermittel noch leichter zwischen den eingreifenden Ab
schnitten des Schuhs 14 und des Kolbens 13 zu liefern, kann
der halbkugelförmige Abschnitt 23 des Schuhs 14 einen Sattel
abschnitt oder eine Nut 24 aufweisen, der/die an einer Kolben
seite des Schuhs 14 ausgebildet ist, und dazu angepaßt ist,
einen Spalt oder einen Spielraum zwischen dem halbkugelförmi
gen Abschnitt 23 des Schuhs 14 und dem halbkugelförmigen Hohl
raum 22 des Kolbens 13 zu erzeugen.
Bezugnehmend auf die Fig. 2a-c wird ein Schuh 14a, der ei
nen Sattelabschnitt mit einem nichtkreisförmigen Umfang gemäß
einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung be
sitzt, detailliert beschrieben. In dieser Ausführungsform kann
der halbkugelförmige Abschnitt 23 des Schuhs 14a einen Krüm
mungsradius (Ra) besitzen und einen Sattelabschnitt 24a auf
weisen, der konzentrisch zu dem halbkugelförmigen Abschnitt 23
ausgebildet ist. Der Sattelabschnitt 24a kann dazu angepaßt
sein, ein Schmiermittel, beispielsweise Schmieröl, aufzunehmen
und er kann an einer Kolbenseite des Schuhs 14a ausgebildet
sein. Die Kolbenseite des Schuhs 14a kann geschnitten sein, so
daß der Schuh 14a eine Höhe (Ha) zwischen der im wesentlichen
flachen Oberfläche 21 und der Spitze des Sattelabschnitts 24a
besitzt. Die Kolbenseite des Schuhs 14a kann beispielsweise
durch eine Seitenoberfläche eines bekannten Schaftfräsers,
durch verschiedene bekannte Prägeverfahren oder dergleichen
geschnitten werden. Darüber hinaus kann der Sattelabschnitt
24a eine erste Mittelachse 20b und eine zweite Mittelachse
20c, senkrecht zur ersten Mittelachse 20b, besitzen, und er
kann ferner einen ersten gekrümmten Abschnitt aufweisen, der
einen ersten Krümmungsradius (Rb) besitzt, der größer als der
Krümmungsradius (Ra) des halbkugelförmigen Abschnitts 23 ist.
Genauer gesagt kann der erste Krümmungsabschnitt in einer
Richtung parallel zu ersten Mittelachse 20b und senkrecht zur
zweiten Mittelachse 20c gekrümmt sein. In dieser Ausführungs
form kann der Sattelabschnitt 24a einen nichtkreisförmig ge
formten Umfang, beispielsweise einen ovalen Umfang 25a besit
zen und er kann ferner die Gestalt eines Zylinderabschnitts
oder eines Kreisabschnitts besitzen.
Bezugnehmend auf die Fig. 3a-c wird ein Schuh 14b detail
liert beschrieben, der einen Sattelabschnitt mit einem nicht
kreisförmigen Umfang gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung besitzt. Die Merkmale und Vorteile der
zweiten Ausführungsform sind ähnlich zu den Merkmalen und Vor
teilen der ersten Ausführungsform. Deshalb werden die Merkmale
und Vorteile der ersten Ausführungsform nicht weiter disku
tiert in bezug auf die zweite Ausführungsform. In dieser Aus
führungsform kann der halbkugelförmige Abschnitt 23 des Schuhs
14b einen Krümmungsradius (Ra) haben und einen Sattelabschnitt
24b aufweisen, der konzentrisch zu dem halbkugelförmigen Ab
schnitt ausgebildet ist. Der Sattelabschnitt 24b kann dazu an
gepaßt sein, ein Schmiermittel, beispielsweise Schmieröl, auf
zunehmen und er kann an einer Kolbenseite des Schuhs 14b aus
gebildet sein. Die Kolbenseite des Schuhs 14b kann durch eine
Seitenoberfläche eines bekannten Schaftfräser durch verschie
dene Prägeverfahren oder dergleichen geschnitten sein. Darüber
hinaus kann der Sattelabschnitt 24a eine erste Mittelachse 30b
und eine zweite Mittelachse 30c, senkrecht zur ersten Mit
telachse 30b, besitzen. Der Sattelabschnitt 24b kann einen
ersten gekrümmten Abschnitt aufweisen, der einen ersten Krüm
mungsradius (Rc) besitzt. Der erste gekrümmte Abschnitt kann
in eine Richtung parallel zur ersten Mittelachse 30b und senk
recht zur zweiten Mittelachse 30c gekrümmt sein. In ähnlicher
Weise kann der Sattelabschnitt 24b ferner einen zweiten ge
krümmten Abschnitt besitzen, der einen zweiten Krümmungsradius
(Rd) besitzt. Der zweite gekrümmte Abschnitt kann in einer
Richtung parallel zur zweiten Mittelachse 30c und senkrecht zu
ersten Mittelachse 30b gekrümmt sein. Als solches können sich
der erste gekrümmte Abschnitt und der zweite gekrümmte Ab
schnitt schneiden und der Schnitt des ersten gekrümmten Ab
schnittes und des zweiten gekrümmten Abschnittes können einen
rechten Winkel bilden. In einer Ausführungsform kann ein ers
ter Krümmungsradius (Rc) nicht gleich einem zweiten Krümmungs
radius (Rd) sein. Beispielsweise kann der erste Krümmungsradi
us (Rc) größer als der Krümmungsradius (Ra) des halbkugelför
migen Abschnittes 23 sein, und der zweite Krümmungsradius (Rd)
kann größer als der erste Krümmungsradius (Rc) sein. In einer
Abwandlung dieser Ausführungsform kann der zweite Krümmungsra
dius (Rd) größer als der Krümmungsradius (Ra) des halbkugel
förmigen Abschnitts 23 sein und der erste Krümmungsradius (Rc)
kann größer als der zweite Krümmungsradius (Rd) sein. In jeder
dieser Ausführungsformen kann der Sattelabschnitt 24b einen
nichtkreisförmigen Umfang, beispielsweise einen ovalen Umfang
25b besitzen, und er kann ferner die Form eines Zylinderab
schnitts oder eines Kreisabschnittes besitzen.
Bezugnehmend auf die Fig. 4a-c wird ein Schuh 14 detail
liert beschrieben, der eine Nut mit einem nichtkreisförmigen
Umfang gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung besitzt. Die Merkmale und Vorteile der dritten Aus
führungsform sind ähnlich zu den Merkmalen und Vorteilen der
vorgenannten Ausführungsformen. Deshalb werden die Merkmale
und Vorteile der vorgenannten Ausführungsformen nicht weiter
diskutiert in Bezug zu der dritten Ausführungsform. In dieser
Ausführungsform kann der halbkugelförmige Abschnitt 23 des
Schuhs 14c einen Krümmungsradius (Ra) besitzen und er kann ei
ne Nut 24c aufweisen, die konzentrisch zu dem halbkugelförmi
gen Abschnitt 23 ausgebildet ist. Die Nut 24c kann dazu ange
paßt sein, ein Schmiermittel, beispielsweise Schmieröl, aufzu
nehmen, und sie an einer Kolbenseite des Schuhs ausgebildet
sein. Die Kolbenseite des Schuhs 14c kann geschnitten sein, so
daß der Schuh 14c eine Höhe (Hb) zwischen der im wesentlichen
flachen Oberfläche 21 dem Grund der Nut 24c haben. Die Kolben
seite des Schuhs 14c kann beispielsweise durch eine Seiten
oberfläche eines bekannten Schaftfräsers geschnitten sein,
durch verschiedene bekannte Prägeverfahren oder dergleichen.
Darüber hinaus kann die Nut 24c eine erste Mittelachse 40b und
eine zweite Mittelachse 40c, senkrecht zur ersten Mittelachse
40b, besitzen und sie kann ferner einen ersten gekrümmten Ab
schnitt aufweisen, der einen ersten Krümmungsradius (Re) be
sitzt, der größer als der Krümmungsradius (Ra) des halbkugel
förmigen Abschnitts 23 ist. Genauer gesagt, kann der erste ge
krümmte Abschnitt in einer Richtung parallel zur zweiten Mit
telachse 40c und senkrecht zur ersten Mittelachse 40b gekrümmt
sein. In dieser Ausführungsform kann die Nut 24c einen nicht
kreisförmigen Umfang, beispielsweise einen ovalen Umfang 25c,
besitzen und sie kann ferner die Form eines Zylinderabschnitts
oder eines Kreisabschnitts besitzen.
Bezugnehmend auf die Fig. 5a-c wird ein Schuh 14d detail
liert beschrieben, der eine Nut mit einem nichtkreisförmigen
Umfang gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung besitzt. Die Merkmale und Vorteile der vierten Aus
führungsform sind ähnlich zu den Merkmalen und Vorteilen der
vorgenannten Ausführungsformen. Deshalb werden die Merkmale
und Vorteile der vorgenannten Ausführungsformen nicht weiter
in Bezug zur vierten Ausführungsform diskutiert. In dieser
Ausführungsform kann der halbkugelförmige Abschnitt 23 des
Schuhs 14d einen Krümmungsradius (Ra) haben und er kann eine
Nut 24d aufweisen, die konzentrisch zu dem halbkugelförmigen
Abschnitt 23 ausgebildet ist. Die Nut 24d kann dazu angepaßt
sein, ein Schmiermittel, beispielsweise Schmieröl, aufzunehmen
und sie kann an einer Kolbenseite des Schuhs 14d ausgebildet
sein. Die Kolbenseite des Schuhs 14d kann durch eine Seiten
oberfläche eines bekannten Schaftfräsers geschnitten werden,
durch verschiedene bekannte Prägeverfahren oder dergleichen.
Darüber hinaus kann die Nut 24d eine erste Mittelachse 50b und
eine zweite Mittelachse 50c, senkrecht zu der ersten Mit
telachse 50b, besitzen. Die Nut 24d kann einen ersten gekrümm
ten Abschnitt aufweisen, der einen ersten Krümmungsradius (Rg)
besitzt und in einer Richtung parallel zur zweiten Mittelachse
50c und senkrecht zur ersten Mittelachse 50b gekrümmt ist. Auf
ähnliche Weise kann die Nut 24d ferner einen zweiten gekrümm
ten Abschnitt aufweisen, der einen zweiten Krümmungsradius
(Rf) besitzt und in eine Richtung parallel zur ersten Mit
telachse 50b und senkrecht zur zweiten Mittelachse 50c ge
krümmt ist. Als solches können sich der erste gekrümmte Ab
schnitt und der zweite gekrümmte Abschnitt schneiden und der
Schnitt des ersten gekrümmten Abschnittes und des zweiten ge
krümmten Abschnittes können eine rechten Winkel bilden. In ei
ner Ausführungsform kann der erste Krümmungsradius (Rg) nicht
gleich dem zweiten Krümmungsradius (Rf) sein. Beispielsweise
kann der erste Krümmungsradius (Rg) größer als der Krümmüngs
radius (Ra) des halbkugelförmigen Abschnitts 23 sein, und der
zweite Krümmungsradius (Rf) kann größer als der erste Krüm
mungsradius (Rg) sein. In einer Abwandlung dieser Ausführungs
form kann der zweite Krümmungsradius (Rf) größer als der Krüm
mungsradius (Ra) des halbkugelförmigen Abschnitts 23 sein, und
der erste Krümmungsradius (Rg) kann größer als der zweite
Krümmungsradius (Rf) sein. In jeder dieser Ausführungsformen
kann die Nut 24d einen nichtkreisförmigen Umfang, beispiels
weise einen ovalen Umfang 25d besitzen, und sie kann ferner
die Gestalt eines Zylinderabschnitts oder eines Kreisab
schnitts besitzen.
In jeder der vorgenannten Ausführungsformen gelangt ein Sitz
abschnitt des halbkugelförmigen Hohlraums 22 des Kolbens 13
mit dem halbkugelförmigen Abschnitt 23 des Schuhs 14 in Ein
griff, wenn jeder der Kolben 13 in der entsprechenden Zylin
derbohrung 12 hin- und hergeht. Trotzdem kann der Sitzab
schnitt des halbkugelförmigen Hohlraums 22 des Kolbens 13 den
Sattelabschnitt oder die Nut 24 des Schuhs 14 während einer
Drehung des Schuhs 14 nicht abdichten, da der Sattelabschnitt
oder die Nut 24, der/die an der Kolbenseite des Schuhs 14 aus
gebildet ist, einen nichtkreisförmigen Umfang, beispielsweise
einen ovalen, besitzt. Als solches kann die Menge des Schmier
mittels, das von dem Sattelabschnitt oder der Nut 24 des
Schuhs 14 zu anderen Abschnitten des Schuhs 14, die mit dem
Besitzabschnitt des halbkugelförmigen Hohlraums 22 des Kolbens
13 in Eingriff stehen, erhöhen, ohne die Größe des Spaltes oder
des Spielraumes zwischen dem Schuh 14 und dem Kolben 13 zu
erhöhen. Folglich kann die Reibung zwischen dem Schuh 14 und
dem Kolben 13 verringert oder beseitigt werden und ein Ge
räusch, das mit einer solchen Reibung zusammenhängt, kann auch
verringert oder beseitigt werden. Darüber hinaus können die
gekrümmten Oberflächen des Sattelabschnitts oder der Nut 24
des Schuhs 14 während der Anwendung der Antiverschleißwärmebe
handlung nicht einfach deformiert werden.
Claims (11)
1. Taumelscheibenkompressor, der folgende Bauteile aufweist:
einen Zylinderblock (2) mit einer Mehrzahl von darin aus gebildeten Zylinderbohrungen (12);
eine Antriebswelle (5), die drehbar von dem Zylinderblock (2) gelagert wird;
eine drehbar an der Antriebswelle (5) befestigte Taumel scheibe (8);
eine Mehrzahl von Kolben (13), wobei jeder der Kolben in einer der Zylinderbohrungen (12) angeordnet ist und in der Zy linderbohrung hin- und hergeht, wobei jeder der Kolben einen im wesentlichen halbkugelförmigen Hohlraum (22) aufweist, der an einem Ende des Kolbens ausgebildet ist;
ein Paar Schuhe (14, 14a, 14b), das zwischen jedem der Kolben und der Taumelscheibe angeordnet ist, wobei jeder der Schuhe folgendes aufweist:
eine im wesentlichen flache Oberfläche (21), die dazu an gepaßt ist, mit der Taumelscheibe in gleitendem Kontakt zu stehen; und
einen im wesentlichen halbkugelförmigen Abschnitt (23), der dazu angepaßt ist, drehbar mit dem halbkugelförmigen Hohl raum (22) des Kolbens in Eingriff zu stehen, wobei der halbku gelförmige Abschnitt des Schuhs einen Sattelabschnitt (24a, 24b) aufweist, der an einer Kolbenseite des Schuhs ausgebildet ist, wobei der Sattelabschnitt einen ersten gekrümmten Ab schnitt und einen nichtkreisförmigen Umfang aufweist.
einen Zylinderblock (2) mit einer Mehrzahl von darin aus gebildeten Zylinderbohrungen (12);
eine Antriebswelle (5), die drehbar von dem Zylinderblock (2) gelagert wird;
eine drehbar an der Antriebswelle (5) befestigte Taumel scheibe (8);
eine Mehrzahl von Kolben (13), wobei jeder der Kolben in einer der Zylinderbohrungen (12) angeordnet ist und in der Zy linderbohrung hin- und hergeht, wobei jeder der Kolben einen im wesentlichen halbkugelförmigen Hohlraum (22) aufweist, der an einem Ende des Kolbens ausgebildet ist;
ein Paar Schuhe (14, 14a, 14b), das zwischen jedem der Kolben und der Taumelscheibe angeordnet ist, wobei jeder der Schuhe folgendes aufweist:
eine im wesentlichen flache Oberfläche (21), die dazu an gepaßt ist, mit der Taumelscheibe in gleitendem Kontakt zu stehen; und
einen im wesentlichen halbkugelförmigen Abschnitt (23), der dazu angepaßt ist, drehbar mit dem halbkugelförmigen Hohl raum (22) des Kolbens in Eingriff zu stehen, wobei der halbku gelförmige Abschnitt des Schuhs einen Sattelabschnitt (24a, 24b) aufweist, der an einer Kolbenseite des Schuhs ausgebildet ist, wobei der Sattelabschnitt einen ersten gekrümmten Ab schnitt und einen nichtkreisförmigen Umfang aufweist.
2. Kompressor gemäß Anspruch 1, wobei der erste gekrümmte
Abschnitt des Sattelabschnitts (24a) einen ersten Krümmungsra
dius (Rb) und die Form eines Zylinderabschnitts besitzt, wobei
der erste Krümmungsradius (Rb) größer als ein erster Krüm
mungsradius (Ra) des halbkugelförmigen Abschnitts (23) des
Schuhs (14a) ist.
3. Kompressor gemäß Anspruch 1, wobei der erste gekrümmte
Abschnitt des Sattelabschnittes (24b) einen ersten Krümmungs
radius (Rc) und die Form eines Kreisabschnittes besitzt, wobei
der erste Krümmungsradius (Rc) größer als ein Krümmungsradius
(Ra) des halbkugelförmigen Abschnitts (23) des Schuhs (14b)
ist.
4. Kompressor gemäß Anspruch 3, wobei der Sattelabschnitt
des weiteren einen zweiten gekrümmten Abschnitt aufweist, der
einen zweiten Krümmungsradius (Rd) besitzt, wobei der erste
Krümmungsradius (Rc) nicht gleich dem zweiten Krümmungsradius
(Rd) ist, und wobei ein Schnitt zwischen dem ersten gekrümmten
Abschnitt und dem zweiten gekrümmten Abschnitt einen rechten
Winkel ausbildet.
5. Kompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der
Sattelabschnitt (24a, 24b) dazu angepaßt ist, mit dem halbku
gelförmigen Hohlraum (22) des Kolbens (13) in Eingriff zu ste
hen.
6. Kompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein
Spalt zwischen dem Sattelabschnitt (24a, 24b) und dem halbku
gelförmigen Hohlraum (22) des Kolbens (13) ausgebildet ist,
der dazu angepaßt ist, ein Schmiermittel aufzunehmen.
7. Taumelscheibenkompressor, der folgende Bauteile aufweist:
einen Zylinderblock (2) in dem eine Mehrzahl Zylinderboh rungen (12) ausgebildet ist;
eine drehbar von dem Zylinderblock gelagerte Antriebswel le (5);
eine drehbar an der Antriebswelle befestigte Taumelschei be (8);
eine Mehrzahl von Kolben (13), wobei jeder der Kolben in einer der Zylinderbohrungen (12) angeordnet ist und innerhalb der Zylinderbohrung hin- und hergeht, wobei jeder der Kolben einen im wesentlichen halbkugelförmigen Hohlraum (22) auf weist, der an einem Ende des Kolbens ausgebildet ist;
ein Paar Schuhe (14c), das zwischen jedem der Kolben und der Taumelscheibe angeordnet ist, wobei jeder der Schuhe fol gendes aufweist:
eine im wesentlichen flache Oberfläche (21), die dazu an gepaßt ist, mit der Taumelscheibe in gleitendem Kontakt zu sein; und
einen im wesentlichen halbkugelförmigen Abschnitt (23), der dazu angepaßt ist, drehbar mit dem halbkugelförmigen Hohl raum (22) des Kolbens (13) in Eingriff zu stehen, wobei der halbkugelförmige Abschnitt des Schuhs eine Nut (24c, 24d) auf weist, die an einer Kolbenseite des Schuhs ausgebildet ist, wobei die Nut einen ersten gekrümmten Abschnitt und einen nichtkreisförmigen Umfang aufweist.
einen Zylinderblock (2) in dem eine Mehrzahl Zylinderboh rungen (12) ausgebildet ist;
eine drehbar von dem Zylinderblock gelagerte Antriebswel le (5);
eine drehbar an der Antriebswelle befestigte Taumelschei be (8);
eine Mehrzahl von Kolben (13), wobei jeder der Kolben in einer der Zylinderbohrungen (12) angeordnet ist und innerhalb der Zylinderbohrung hin- und hergeht, wobei jeder der Kolben einen im wesentlichen halbkugelförmigen Hohlraum (22) auf weist, der an einem Ende des Kolbens ausgebildet ist;
ein Paar Schuhe (14c), das zwischen jedem der Kolben und der Taumelscheibe angeordnet ist, wobei jeder der Schuhe fol gendes aufweist:
eine im wesentlichen flache Oberfläche (21), die dazu an gepaßt ist, mit der Taumelscheibe in gleitendem Kontakt zu sein; und
einen im wesentlichen halbkugelförmigen Abschnitt (23), der dazu angepaßt ist, drehbar mit dem halbkugelförmigen Hohl raum (22) des Kolbens (13) in Eingriff zu stehen, wobei der halbkugelförmige Abschnitt des Schuhs eine Nut (24c, 24d) auf weist, die an einer Kolbenseite des Schuhs ausgebildet ist, wobei die Nut einen ersten gekrümmten Abschnitt und einen nichtkreisförmigen Umfang aufweist.
8. Kompressor gemäß Anspruch 7, wobei der erste gekrümmte
Abschnitt der Nut (24c, 24d) einen ersten Krümmungsradius (Re,
Rg) und die Gestalt eines Zylinderabschnitts besitzt, wobei
der erste Krümmungsradius (Re, Rg) größer als ein Krümmungsra
dius (Ra) des halbkugelförmigen Abschnitts des Schuhs ist.
9. Kompressor gemäß Anspruch 7, wobei der erste gekrümmte
Abschnitt der Nut (24c, 24d) einen ersten Krümmungsradius (Re,
Rg) und die Gestalt eines Kreisabschnitts besitzt, wobei der
erste Krümmungsradius (Re, Rg) größer als ein Krümmungsradius
(Ra) des halbkugelförmigen Abschnitts des Schuhs ist.
10. Kompressor nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die
Nut (24d) einen zweiten gekrümmten Abschnitt aufweist, der ei
nen zweiten Krümmungsradius (Rf) besitzt, wobei der erste
Krümmungsradius (Rg) nicht gleich dem zweiten Krümmungsradius
(Rf) ist, und wobei ein Schnitt des ersten gekrümmten Ab
schnittes und des zweiten gekrümmten Abschnittes einen rechten
Winkel ausbilden.
11. Kompressor gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei ein
Spalte, der zwischen der Nut (24c, 24d) und dem halbkugelför
migen Hohlraum (22) des Kolbens (13) ausgebildet ist, dazu an
gepaßt ist, ein Schmiermittel aufzunehmen.
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