DE10222388A1

DE10222388A1 - Kompressor mit veränderbarer Verdrängung

Info

Publication number: DE10222388A1
Application number: DE10222388A
Authority: DE
Inventors: Mikio Matsuda; Naruhide Kimura; Mitsuo Inagaki; Shigeru Hisanaga
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2003-02-13
Also published as: US6742439B2; US20020174765A1

Abstract

Ein Kompressor (100) mit veränderbarer Verdrängung weist eine Verbindungsnut (108b) auf, die ein Gelenk zum Verbinden eines Arms (106a) und eines Antriebs-Neigungselements (108) bildet. Die Nut (108b) ist im Allgemeinen U-förmig gestaltet (offen). Ein Verbindungsstift (109) ist in die Nut (108b) derart eingesetzt, dass sich der Verbindungsstift (109) innerhalb der Nut (108b) verschwenken oder gleiten kann. Als Folge ist der Einbau einer Baugruppe aus bewegbaren Teilen, was durch Einsetzen des Verbindungsstifts (109) in die Nut (108b) geschieht, leichter. Eine in ihrem Druck gesteuerte Kammer (102a) verbessert die Steuerungsreaktion des Kompressors (100).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kompressor mit veränderbarer Verdrängung, bei dem die theoretische Abgaberate (Strömungsrate, die durch Hub und Bohrungsdurchmesser bestimmt ist) verändert wird, indem der Hub einer Vielzahl von sich hin und her bewegenden Kolben verändert wird. Dies geschieht durch Veränderung der Neigung eines Neigungselements, beispielsweise einer Taumelscheibe oder einer sich hin und her bewegenden Scheibe, die gegenüber der Achse einer Welle geneigt ist. Kompressoren mit veränderbarer Verdrängung sind für Dampfkompressions-Kühlzyklen für Fahrzeuge (Fahrzeugklimaanlagen) geeignet.

Ein Kompressor mit veränderbarer Verdrängung, der in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (JP-A) Nr. Sho. 62-225 782 offenbart ist, weist eine längliche Verbindungsnut (längliche Öffnung) an der Vorderseite eines Arms auf, der sich von einer Welle aus radial erstreckt. Das Neigungselement ist mit dem Arm derart verbunden, dass eine hin und her gehende Bewegung des Neigungselements infolge eines Verbindungsstifts möglich ist, der durch die Verbindungsnut hindurchgeführt ist.

Bei dem Zusammenbau des Kompressors mit veränderbarer Verdrängung ist es notwendig, das Neigungselement an dem Arm anzubauen, während eine Vielzahl von Kolben mit dem Neigungselement verbunden ist. Jedoch ist die Größe des Kurbelgehäuses (Gehäuses) üblicherweise nicht größer als für die Unterbringung des Neigungselements notwendig, weil es mehr Zeit in Anspruch nimmt, den Druck innerhalb des Kurbelgehäuses zu ändern, wenn die Größe (das Volumen) des Gehäuses (insbesondere des das Neigungselement aufnehmenden Kurbelgehäuses) vergrößert wird. Somit ist es schwierig, das Neigungselement einzubauen, weil der Freiheitsgrad für die Bewegung des Neigungselements während des Einbaus im Allgemeinen verhältnismäßig klein ist.

Bei Kompressoren mit veränderbarer Verdrängung, die den Neigungswinkel eines Neigungselements, beispielsweise einer Taumelscheibe oder einer sich hin und her bewegenden Scheibe ändern, wird der Neigungswinkel des Neigungselements im Allgemeinen durch Regelung des Drucks innerhalb einer Taumelscheibenkammer (eines Kurbelgehäuses) geregelt, wie in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (JP-A) Nr. Sho. 62-203 980 oder in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (JP-A) Nr. Sho. 62-240 482 offenbart ist.

Die Kapazität der Taumelscheibenkammer (des Kurbelgehäuses) ist verhältnismäßig groß, weil in ihr das Neigungselement untergebracht ist. Als Folge ist eine verhältnismäßig große Gasmenge notwendig, um den Druck innerhalb des Kurbelgehäuses (dieser Druck wird nachfolgend bezeichnet als Steuerdruck) zu steuern, und tritt eine verhältnismäßig große Zeitverzögerung ein, bis sich der tatsächliche Steuerdruck im Anschluss an die Bestätigung des Steuerventils (des Steuersignals des Steuerventils) ändert, das den Steuerdruck steuert.

Daher gibt es eine Redaktionsverzögerung, bis sich die theoretische Abgabeströmungsrate, oder Verdrängung, tatsächlich ändert, und ist es schwierig, die Verdrängung präzise zu steuern.

Durchblasendes Gas (zwischen den Zylinderbohrungen und den Kolben austretendes Gas) strömt in das Kurbelgehäuse, und ändert in problematischer Weise die Verdrängung (verkleinert die Verdrängung), obwohl das Steuerventil nicht betätigt worden ist, durch Vergrößerung des Drucks innerhalb des Kurbelgehäuses. Auf diese Weise besteht Bedarf für einen Kompressor, der auf Steuerungen besser reagiert.

Die vorliegende Erfindung ist in Hinblick auf die oben angegebenen Probleme geschaffen worden, und es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, den Zusammenbau zu verbessern, wenn ein Neigungselement mit einer Vielzahl von daran angebrachten Kolben mit einem Arm verbunden wird. Es ist eine weitere Aufgabe, einen Kompressor mit einem verbessertem Reaktionsvermögen zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist unter einem Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen ein Kompressor mit veränderbarer Verdrängung, der die theoretische Abgabe durch Änderung des Hubs einer Vielzahl von sich hin und her bewegenden Kolben (112) ändert, was seinerzeit durch Änderung eines Neigungselements (108, 110), das gegenüber der zentralen Achse (L₀) einer Welle (106) geneigt ist, und durch Änderung des Neigungswinkels (θ) zwischen der Mittellinie (L₀) und den Neigungselementen (108, 110) geschieht. Der Kompressor mit veränderbarer Verdrängung ist mit einem Gehäuse (101, 102 und 105) ausgestattet, in dem die Welle (106) und das Neigungselement (108, 110) untergebracht sind, und das Gehäuse ist weiter mit einer Vielzahl von Zylinderbohrungen (103) zur Aufnahme der Kolben (112) ausgestattet. Der Kompressor mit veränderbarer Verdrängung ist auch mit einem Arm (106a) ausgestattet, an dem das Neigungselement (108, 110) derart angelenkt ist, dass sich das Neigungselement (108, 110) radial von der Mittellinie (L₀) weg bewegen kann, und der die Drehkraft der Welle (106) an das Neigungselement (108, 110) überträgt. Eine Kupplung zwischen dem Arm (106a) und dem Neigungselement (108, 110) weist eine Verbindungsnut (108b), die an dem Arm (106a) oder dem Neigungselement (108, 110) vorgesehen ist, und einen Verbindungsstift (109) auf, der an dem anderen Teil von Arm und Neigungselement derart befestigt ist, dass der Stift innerhalb der Verbindungsnut (108b) gleiten kann. Diese Verbindungsnut (108b) ist offen, wobei eine Öffnung (108c) an einem Ende der Verbindungsnut vorgesehen ist.

Als Folge ist der Vorgang des Zusammenbaus leichter, weil es möglich ist, das Neigungselement (108, 110), wenn eine Vielzahl von Kolben (112) angebracht ist, mit dem Arm (106a) durch Einsetzen des Verbindungsstifts (109) in die Verbindungsnut (108b) von dem Öffnungsbereich (108c) der Verbindungsnut (108b) aus zu verbinden, selbst wenn der Grad der Bewegungsfreiheit des Neigungselements verhältnismäßig eingeschränkt ist.

Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen zeigen:
Fig. 1 ein Schema eines Dampfkompressions-Kühlzyklus, der von einem Kompressor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Gebrauch macht;
Fig. 2 einen Schnitt durch den Kompressor gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung während der Arbeitsweise mit maximaler Kapazität;
Fig. 3 einen Schnitt durch eine sich hin und her bewegende Abstützungseinrichtung des Kompressors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 3;
Fig. 6 einen Schnitt durch den Kompressor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung während der Arbeitsweise mit minimaler Verdrängung;
Fig. 7 einen Schnitt durch die vordere Baugruppe des Kompressors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 7;
Fig. 9 einen Schnitt durch eine Baugruppe mit der Darstellung, wie eine Baugruppe bewegbarer Teile des Kompressors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung mit der vorderen Baugruppe verbunden wird;
Fig. 10 einen Schnitt durch eine Baugruppe mit der Darstellung, wie eine Baugruppe bewegbarer Teile Kompressors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung mit der vorderen Baugruppe verbunden wird;
Fig. 11 eine Teil-Draufsicht entsprechend der Ansicht von Fig. 9;
Fig. 12 eine Teil-Draufsicht entsprechend der Ansicht von Fig. 10;
Fig. 13 eine Vorderansicht einer Baugruppe bewegbarer Teile des Kompressors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 14 eine Teil-Draufsicht wie Fig. 11 gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 15 eine Teil-Draufsicht wie Fig. 12 gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 16 einen Schnitt durch einen Kompressor gemäß einer dritten Ausführungsform während der Arbeitsweise mit maximaler Verdrängung;
Fig. 17 einen Schnitt durch den Kompressor von Fig. 16 während der Arbeitsweise mit minimaler Verdrängung;
Fig. 18 einen Schnitt durch einen Kompressor gemäß einer weiteren Abwandlung der Erfindung;
Fig. 19 einen Schnitt durch einen Kompressor gemäß einer noch weiteren Abwandlung der Erfindung;
Fig. 20 einen Teil-Schnitt durch den Kompressor einer vierten Ausführungsform der Erfindung während der Arbeitsweise mit maximaler Verdrängung;
Fig. 21 ein Schema mit der Darstellung der Arbeitsweise der veränderbaren Verdrängungseinrichtung des Kompressors von Fig. 20;
Fig. 22A ein Schema mit der Darstellung der Aktivierung eines Steuerventils für die veränderbare Verdrängungseinrichtung des Kompressors von Fig. 20, wenn die Verdrängung vergrößert wird;
Fig. 22B ein Schema mit der Darstellung der Aktivierung eines Steuerventils für die veränderbare Verdrängungseinrichtung des Kompressors von Fig. 20, wenn die Verdrängung verkleinert wird;
Fig. 23 einen Teil-Schnitt durch den Kompressor von Fig. 20 während der Arbeitsweise mit minimaler Verdrängung;
Fig. 24 einen Teil-Schnitt durch einen Kompressor gemäß einer fünften Ausführungsform;
Fig. 25 ein Schema mit der Darstellung der Aktivierung eines Steuerventils für die veränderbare Verdrängungseinrichtung des Kompressors von Fig. 24;
Fig. 26 einen Teil-Schnitt durch einen Kompressor gemäß einer sechsten Ausführungsform während der Arbeitsweise mit maximaler Verdrängung;
Fig. 27 einen Teil-Schnitt durch einen Kompressor gemäß einer siebten Ausführungsform;
Fig. 28A einen Teil-Schnitt durch einen Kompressor gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 28B einen Teil-Schnitt durch einen Kompressor entlang der Linie 28B-28B von Fig. 28A.

Erste Ausführungsform

Diese Ausführungsform zeigt einen Kompressor mit veränderbarer Verdrängung, der als Kühl- bzw. Kältemittelkompressor eines Dampfkompressions-Kühlzyklus für Fahrzeuge (für eine Klimaanlage für Fahrzeuge) dient.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 100 einen Kompressor, der Kühl- bzw. Kältemittel ansaugt und komprimiert. Der Kompressor 100 wird durch einen Motor 20 angetrieben, der auch das Fahrzeug antreibt, in das der Kompressor 100 eingebaut ist. Das Bezugszeichen 100a bezeichnet ein Mittel zum Übertragen von Energie, beispielsweise eine elektromagnetische Kupplung, die intermittierend ein Moment von dem Motor 20 aus an den Kompressor 100 oder eine Riemenscheibe überträgt, die die Energie weiter überträgt. Das Bezugszeichen 100b bezeichnet einen Keilriemen zur Übertragung von Energie von dem Motor 20 aus an den Kompressor 100.
Das Bezugszeichen 200 bezeichnet einen Kondensator (Kühler), der das Kühl- bzw. Kältemittel kondensiert (kühlt), indem Wärme von dem von dem Kompressor 100 abgegebenen Kühl- bzw. Kältemittel an die Außenluft übertragen wird.
Das Bezugszeichen 300 bezeichnet eine Dekompressionseinrichtung, die das von dem Kondensator 200 ausströmende Kühl- bzw. Kältemittel dekomprimiert. Das Bezugszeichen 400 bezeichnet einen Verdampfer, der in den Fahrgastraum einzublasende Luft kühlt, indem das Kühl- bzw. Kältemittel verdampft wird, das mittels der Dekompressionseinrichtung 300 dekomprimiert worden ist, dies derart, dass Wärme an das Kühl- bzw. Kältemittel von der Luft, die in den Fahrgastraum einzublasen ist, übertragen wird.
Bei dieser Ausführungsform wird ein thermostatisches Expansionsventil für die Dekompressionseinrichtung 300 verwendet. Die Größe der Öffnung des thermostatischen Expansionsventils wird so eingestellt, dass der Grad der Erhitzung des Kühl- bzw. Kältemittels, das in den Kompressor 101 eingesaugt wird, auf einen vorgeschriebenen Wert geregelt wird. Schmierölnut (Kühlzwecken dienendes Maschinenöl) wird in das Kühl- bzw. Kältemittel eingemischt, und das gemischte Schmieröl schmiert die bewegbaren Teile (gleitenden Teile) des Kompressors 100.
Fig. 2 zeigt den Kompressor 100, und das Bezugszeichen 101 bezeichnet ein vorderes Gehäuseelement (erstes Gehäuseelement), das aus Aluminium hergestellt ist, und das Bezugszeichen 102 bezeichnet ein mittleres Gehäuseelement (zweites Gehäuseelement) mit einer Vielzahl (bei dieser Ausführungsform mit fünf) Zylinderbohrungen (Zylinderräumen) 103, die in dem mittleren Gehäuseelement 102 ausgebildet sind. Das Bezugszeichen 104 bezeichnet eine Ventilplatte, die ein Ende der Zylinderbohrungen 103 abdeckt, und die Ventilplatte 104 ist zwischen dem mittleren Gehäuseelement 102 und einem hinteren Gehäuseelement (dritten Gehäuseelement) 105 angeordnet und befestigt. Bei dieser Ausführungsform ist das Gehäuse des Kompressors 100 durch das vordere Gehäuseelement 101, das mittlere Gehäuseelement 102 und das hintere Gehäuseelement 105 gebildet.
Das Bezugszeichen 106 bezeichnet eine Welle, die durch den Fahrzeugmotor (nicht dargestellt) angetrieben ist, und die Welle 106 ist innerhalb des vorderen Gehäuseelements 101 in einem fliegenden Zustand mittels eines Radiallagers 107 gelagert.
Zwei Arme 106a erstrecken sich von der zentralen Achse L₀ der Welle 106 aus und sind mit der Weile 106 einstückig ausgebildet. Ein Neigungselement (eine Antriebsplatte) 108 läuft zusammen mit der Welle 106 um und ist mit dem vorderen Ende der Arme 106a verbunden und kann sich gegenüber den Armen 106a hin und her bewegen.
Das Neigungselement 108 weist eine Neigungsfläche 108a auf, die gegenüber der Welle 106 geneigt ist, und bildet ein Neigungselement entlang des sich hin und her bewegenden Elements (der Taumelscheibe). Das Neigungselement ist gegenüber der zentralen Achse L₀ der Welle 106 geneigt.
Das Bezugszeichen 109 bezeichnet einen Verbindungsstift, der eine Gelenkeinrichtung bildet, die das Neigungselement 108 mit den Armen 106a derart verbindet, dass das Neigungselement um die Achse des Stifts schwenken kann, und das Stiftelement 109 ist an den Armen 106a im Presssitz befestigt.
Eine Verbindungsnut 108b ist in dem Neigungselement 108 ausgebildet. Der Verbindungsstift 108 steht mit der Verbindungsnut 108b derart im Eingriff, dass das Neigungselement 108 schwenken und sich in Hinblick auf den Stift 109 verschieben kann. Die Verbindungsnut 108b ist im Allgemeinen in einer U- Gestalt (offenen Form) ausgebildet und weist eine Öffnung 108c an einem Ende auf.
Wenn sich der Neigungswinkel θ (der Winkel θ zwischen der Ebene der Neigungsfläche 108a und der zentralen Achse L₀ der Welle 106) des Neigungselements 108 ändert, gleitet der Verbindungsstift 109 innerhalb der Verbindungsnut 100b in der Längsrichtung der Nut, wie in Fig. 6 dargestellt ist.
Das Bezugszeichen 110 bezeichnet ein sich hin und her bewegendes Element (eine Taumelscheibe), die ringförmig ist und die mit der Neigungsfläche 108a über Axiallager 111 verbunden ist. Das sich hin und her bewegende Element 110 bewegt sich zusammen mit der Umlauf- bzw. Drehbewegung des Neigungselements 108 hin und her.
Die Axiallager 111 gestatten es, dass sich das Neigungselement 108 gegenüber dem sich hin und her bewegenden Element 110 um eine Achse rechtwinklig zu der Neigungsfläche 108a dreht. Bei dieser Ausführungsform werden Rollenlager mit zylindrischen Rollen für die Lager 111 bevorzugt.
Das Bezugszeichen 112 bezeichnet einen Kolben, der sich innerhalb der Zylinderbohrung 103 hin und her bewegt, und das Bezugszeichen 113 bezeichnet eine Verbindungsstange, die die Kolben 112 und das sich hin und her bewegende Element 110 verbindet. In diesem Fall ist ein Ende der Stange 113 mit dem Umfang des sich hin und her bewegenden Elements 110 verbunden, wobei die hin und her gehende Bewegung groß ist, und das andere Ende ist mit dem Kolben 112 verbunden. Daher bewegt sich, wenn die Welle 106 umläuft und sich das sich hin und her bewegende Element 110 hin und her bewegt, der Kolben 112 innerhalb der Zylinderbohrung 103 hin und her.
Das Bezugszeichen 114 bezeichnet ein Gelenk in der Form eines Universal- bzw. Kardangelenks (Oldham-Gelenk), das in Hinblick auf das sich hin und her bewegende Element 110 zentral angeordnet ist. Die sich hin und her bewegende Abstützungseinrichtung 114 stützt das sich hin und her bewegende Element 110 ab und gestattet dessen hin und her gehende Bewegung. Die sich hin und her bewegende Abstützungseinrichtung 114 wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis Fig. 5 beschrieben.
Das Bezugszeichen 115 bezeichnet ein erstes, im Allgemeinen ringförmiges umlaufendes Element, das um eine erste Achse L₁ umlaufen kann. Die Achse L₁ kreuzt die zentrale Achse L₀ der Welle unter einem rechten Winkel. Das Bezugszeichen 116 bezeichnet ein Rückhalteelement, das mit dem ersten umlaufenden Element 115 verbunden ist und verhindert, dass das erste umlaufende Element 115 um die zentrale Achse L₀ umläuft.
Das Rückhalteelement 116 weist einen Kopf 116a, der im Inneren des ersten umlaufenden Elements 115 angeordnet ist, und einen im Allgemeinen zylindrischen Abstützungsbereich 116b auf, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Eine Schiebekeilausbildung 116c (s. JIS B 1601 und weitere), die aus sich in axialer Richtung erstreckenden Nuten besteht, ist ein der Außenfläche des Abstützungsbereichs 116b vorgesehen, und die Querschnittsgestalt des Abstützungsbereichs 116b ist eine solche nach Art eines Zahnrades. Eine im Allgemeinen zylindrische Kammer 102a ist im Inneren des mittleren Gehäuseelements 102 ausgebildet, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Querschnittsgestalt der Kammer 102a passt mit derjenigen des Rückhalteelements 116 zusammen.
Das Rückhalteelement 116 ist in die Kammer 102a derart eingesetzt, dass das Rückhalteelement 116 mit dem mittleren Gehäuseelement 102 im Eingriff steht und gegenüber dem mittleren Gehäuseelement nicht umlaufen kann, sich jedoch axial verschieben kann.
Das Bezugszeichen 117 in Fig. 3 bezeichnet ein zweites im Allgemeinen ringförmiges umlaufendes Element, das außerhalb des ersten umlaufenden Elements 115 angeordnet ist. Das zweite umlaufende Element ist mit dem ersten umlaufenden Element 115 verbunden und kann in Hinblick auf das erste umlaufende Element 115 um eine zweite Achse L₂ umlaufen, die die zentrale Achse L₀ und sind die erste Achse L₁ unter rechten Winkeln kreuzt. Das sich hin und her bewegende Element 110 und das Neigungselement 108 sind im Presssitz an dem zweiten umlaufenden Element 117 angebracht, und das zweite umlaufende Element ist mittels eines Sprengrings 108d angeordnet bzw. befestigt (siehe Fig. 2).
Das erste umlaufende Element 115 ist mit dem Kopfbereich 116a des Rückhalteelements 116 mittels eines zylindrischen Stifts 118 verbunden. Das zweite umlaufende Element 117 ist mit dem ersten umlaufenden Element 115 über ein dazwischen angeordnetes Paar von miteinander fluchtenden, zylindrischen Stiften 119 verbunden. Eine Schraubenfeder 120, die eine elastische Kraft ausübt, die die sich hin und her bewegende Abstützungseinrichtung 114 in Richtung zu der Welle 106 drückt, ist im Inneren des Abstützungsbereichs 116a angeordnet, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
Die sich hin und her bewegende Abstützungseinrichtung 114 kann das sich hin und her bewegende Element 110 abstützen, weil die sich hin und her bewegende Abstützungseinrichtung 114 ein Kardangelenk bildet.
Das Bezugszeichen 121 in Fig. 2 bezeichnet eine Ansaugkammer, die Kühl- bzw. Kältemittel ansaugt und dieses an eine Vielzahl von Arbeitskammern V, die durch die Zylinderbohrungen 103, die Ventilplatte 104 und die Kolben 112 gebildet sind, verteilt. Ansauganschlüsse 123 verbinden die Ansaugkammer 121 und die Arbeitskammer V intermittierend, und Abgabeanschlüsse 124 verbinden die Arbeitskammer V und eine Abgabekammer 122 intermittierend. Die Ansauganschlüsse 123 und die Abgabeanschlüsse 124 sind an der Ventilplatte 104 ausgebildet.
Ein Ansaugventil 125 der Gattung eines Reedventils ist an jedem Ansauganschluss 123 vorgesehen, das verhindert, dass Kühl- bzw. Kältemittel von der Arbeitskammer V aus zu der Ansaugkammer 121 zurückströmt. Weiter ist auch eine Abgabeventil 126 der Gattung eines Reedventils an jedem Abgabeanschluss 124 vorgesehen, das verhindert, das Kühl- bzw. Kältemittel von der Abgabekammer 122 zu der Arbeitskammer V zurückströmt.
Die Ansaugventile 125 und die Abgabeventile 126 sind zwischen dem mittleren Gehäuseelement 102 und dem hinteren Gehäuseelement 105 angeordnet und befestigt, und zwar zusammen mit einer Ventilanschlagplatte (Anschlag) 127, die das maximale Öffnen des Abgabeventils 126 regelt. Das Bezugszeichen 129 bezeichnet eine Wellendichtung, die verhindert, dass Kühl- bzw. Kältemittel innerhalb des Kurbelgehäuses (des Raums 128, in dem das sich hin und her bewegende Element 110 untergebracht ist) durch den Spalt zwischen dem vorderen Gehäuseelement 101 und der Welle 106 austritt.
Das Bezugszeichen 130 bezeichnet ein Steuerventil, das den Druck in dem Kurbelgehäuse 128 steuert, indem die Verbindung zwischen der Kammer 102a und der Ansaugkammer 121 oder der Abgabekammer 122 eingestellt wird. Das Kurbelgehäuse 128 ist mit der Ansaugkammer 121 über einen Kanal (nicht dargestellt) verbunden, der einen vorgeschriebenen Druckverlust (Kanalwiderstand) aufweist.
Es folgt eine Beschreibung der Arbeitsweise des Kompressors 100.

Arbeitsweise mit maximaler Kapazität

Gemäß Fig. 2 wird der Druck innerhalb des Kurbelgehäuses 128 niedriger als der Abgabedruck (der Druck innerhalb der Arbeitskammer V) gemacht, indem das Drucksteuerventil 130 eingestellt wird. Bei Betrachtung eines Kolben 112 von den fünf Kolben 112 wird bei dem Kompressionsvorgang eine Kraft in der Richtung der Vergrößerung des Volumens der Arbeitskammer V (als Kompressionsreaktionskraft bezeichnet) auf das sich hin und her bewegende Element 110 (Neigungselement 108) zur Einwirkung gebracht, weil der Druck innerhalb der Arbeitskammer V höher als der Druck innerhalb des Kurbelgehäuses 128 ist.
Ein Moment mit seinem Zentrum an dem Verbindungsstift 109 wird in einer Richtung, die den Neigungswinkel θ verkleinert, (als Neigungsmoment bezeichnet) auf das sich hin und her bewegende Element 110 (und das Neigungselement 108) durch die Kompressionsreaktionskraft zur Einwirkung gebracht, weil das sich hin und her bewegende Element 110 durch die sich hin und her bewegende Abstützungseinrichtung 114 zurückgehalten wird. Als Folge nimmt der Neigungswinkel θ des sich hin und her bewegenden Elements 110 ab, und wird der Hub des Kolbens 112 vergrößert, was die Verdrängung und die Abgaberate vergrößert. Die Abgaberate betrifft die theoretische Volumenströmung (theoretische Strömungsrate berechnet mittels Hub und Bohrungsdurchmesser), die während einer Umlaufbewegung der Welle 106 abgegeben wird.

Arbeitsweise mit veränderbarer Kapazität

Gemäß Fig. 6 wird bei Verkleinerung der Verdrängung der Druck innerhalb des Kurbelgehäuses 128 in Hinblick auf denjenigen bei der mit Arbeitsweise maximaler Kapazität durch Einstellen des Drucksteuerventils vergrößert. Als Folge wird die Kompressionsreaktionskraft (das Neigungsmoment) kleiner, und wird der Neigungswinkel θ verkleinert, was die Verdrängung und die Abgaberate herabsetzt.
Nachfolgend wird der Vorgang zum Einbau bewegbarer Elemente, beispielsweise des Neigungselements 108 oder des sich hin und her bewegenden Elements 110, beschrieben.
Fig. 7 zeigt das vordere Gehäuseelement 101, das an der Welle 106 befestigt ist (diese Baugruppe wird als vordere Baugruppe bezeichnet). Fig. 9 und Fig. 10 zeigen, wie das mittlere Gehäuseelement 102 (die Zylinderbohrung 103), die mit bewegbaren Elementen, beispielsweise dem Neigungselement 108, dem sich hin und her bewegenden Element 110 und der Stange 113 zusammengebaut ist, (diese Baugruppe wird als Baugruppe bewegbarer Teile bezeichnet) an der vorderen Baugruppe angebracht wird. Fig. 11 zeigt den Zustand der Welle 106 und des Neigungselements 108 in dem in Fig. 9 dargestellten Zustand, und Fig. 12 zeigt den Zustand der Welle 106 und des Neigungselements 108 in dem in Fig. 10 dargestellten Zustand. Fig. 13 ist eine Vorderansicht der Baugruppe der bewegbaren Teile von der Seite des vorderen Gehäuseelements 101 aus.
Die Baugruppe der bewegbaren Teile wird an der vorderen Baugruppe (den Armen 106a) angebracht, indem der Verbindungsstift 109 in die Verbindungsnut 108b von dem Öffnungsbereich 108c der Verbindungsnut 108b aus eingesetzt wird, wie in Fig. 9 und Fig. 10 dargestellt ist.
Die Verbindungsnut 108b ist offen; das heißt, es besteht eine Öffnung 108c an einem Ende der Verbindungsnut 108b, und es ist möglich, die Baugruppe der bewegbaren Teile an der vorderen Baugruppe (den Armen 106a) durch Einsetzen des Verbindungsstifts 109 in der Verbindungsnut 108b von dem Öffnungsbereich 108c der Verbindungsnut 108b aus leicht zusammenzubauen, wie in Fig.9 und Fig. 10 dargestellt ist, dies sogar dann, wenn der Freiheitsgrad der Bewegung des Neigungselements während des Einbaus im Allgemeinen klein ist. Daher ist es leichter, die Baugruppe, die die Neigungselemente (das Neigungselement 108 und das sich hin und her bewegende Element 110) und eine Vielzahl von Kolben 112 aufweist, mit den Armen 106a zu verbinden.
Bei einem Kompressor (nicht dargestellt), bei dem die beiden Enden der Antriebswelle durch das vordere Gehäuseelement und das mittlere Gehäuseelement abgestützt sind, besteht die Notwendigkeit, einen Zentrierungsvorgang durchzuführen (das Fluchen des Lagers an dem vorderen Gehäuseelement mit dem Zentrum des Lagers an dem mittleren Gehäuseelement). Das heißt, es ist notwendig, die Baugruppe der Neigungselemente (des Neigungselements 108 und des sich hin und her bewegenden Elements 110) und die Vielzahl der Kolben 112 mit den Armen 106a zu verbinden, während ein Zustand aufrechterhalten wird, bei dem das Zentrum des Lagers an dem vorderen Gehäuseelement auf einer Linie mit dem Zentrum des Lagers an dem mittleren Gehäuseelement liegt.
Bei dem dargestellten Beispiel ist im Vergleich zu einem Kompressor, bei dem die beiden Enden der Antriebswelle abgestützt sind, die Welle 106 in einer drehbaren Weise ausschließlich durch das Lager 107 an dem vorderen Gehäuseelement 101 abgestützt (Bauweise mit fliegender Lagerung), und besteht nur die Notwendigkeit, die Welle 106 in Hinblick auf das vordere Gehäuseelement 101 zu zentrieren.
Daher ist bei der dargestellten Ausführungsform das Verbinden der Neigungselemente (des Neigungselements 108 und des sich hin und her bewegenden Elements 110) mit der Vielzahl der Kolben 112, die an dem Arm angebracht sind, leichter, weil keine Notwendigkeit besteht, das Lager an dem vorderen Gehäuseelement 101 mit dem Zentrum des Lagers an dem mittleren Gehäuseelement 102 zur Fluchtung zu bringen.

Zweite Ausführungsform

In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Teile mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bei mehreren Ausführungsformen bezeichnet, und die gemeinsamen Teile werden bei der Beschreibung jeder Ausführungsform zur Vermeidung von Wiederholungen nicht vollständig beschrieben. Bei der ersten Ausführungsform gibt es zwei Arme 106a, und ist der Verbindungsstift 109 so angeordnet, dass er zwei Arme 106a nach Art einer Brücke verbindet, und gibt es nur eine Verbindungsnut 108b, wie in Fig. 11 und Fig. 12 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform gibt es im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform nur einen Arm 106a, und erstrecken sich die Enden des Verbindungsstifts 109 von entgegengesetzten Seiten des Arms 106a aus, und gibt es zwei Verbindungsnuten 108b, die den Enden des Stifts 109 entsprechen, wie in Fig. 14 und Fig. 15 dargestellt ist.

Dritte Ausführungsform

Bei den ersten beiden Ausführungsformen sind die Verbindungsnut bzw. Verbindungsnuten 108b an dem Neigungselement 108 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform sind Verbindungsnuten 108b an den Enden eines Paars von Armen 106a vorgesehen, und ist ein Verbindungsstift 109 an dem Neigungselement 108 befestigt, wie in Fig. 16 und Fig. 17 dargestellt ist.
Bei dieser Ausführungsform sind anders als bei der ersten und der zweiten Ausführungsform die Öffnungen 108c der Verbindungsnuten 108b der Weile 106 zugewandt.
Fig. 16 zeigt die Arbeitsweise bei maximaler Verdrängung, und Fig. 17 zeigt die Arbeitsweise bei minimaler Verdrängung.

Vierte Ausführungsform

Gemäß Fig. 20 bezeichnet das Bezugszeichen 131 ein Abgabedruck-Führungsloch, das von der Abgabekammer 122 aus abgegebenes Kühl- bzw. Kältemittel (bei Abgabedruck Pd) führt. Das Bezugszeichen 132 bezeichnet ein Ansaugdruck-Führungsloch, das Kühl- bzw. Kältemittelgas bei Steuerdruck Pc in die Ansaugkammer 121 führt. Das Bezugszeichen 133 bezeichnet ein Steuerdruck- Führungsloch, das die unter dem Steuerdruck stehende Kammer 102a mit dem Steuerventil 130 verbindet. Das Bezugszeichen 132a bezeichnet eine Drossel, die für einen vorgeschriebenen Druckverlust (Kanalwiderstand) an dem Ansaugdruck-Führungsloch 132 sorgt. Das vordere Ende des Kompressors 100 ist in Fig. 20 und 23 nicht dargestellt, weil das vordere Ende des Kompressors so ausgebildet sein kann wie irgendeines derjenigen, die in den vorausgehenden Figuren, beispielsweise in Fig. 2, 6 und Fig. 16-19, dargestellt sind.
Bei dieser Ausführungsform wird das Steuerventil 130 durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 134 gesteuert. Es folgt eine Beschreibung der Arbeitsweise des Kompressors 100 von Fig. 20.
Fig. 21 ist eine schematische Darstellung der bewegbaren Teile, beispielsweise des Kolbens 112 und der sich hin her bewegenden Abstützungseinrichtung 114. Eine Kraft FP, die in der Richtung der Vergrößerung des Volumens der Kompressionskammer V zur Einwirkung kommt und durch den Druck P innerhalb der Kompressionskammer V verursacht ist, wirkt an jedem Kolben 112 bei dem Kompressionshub. Andererseits wird eine Kraft FP in der Richtung der Vergrößerung des Volumens der Kompressionskammer V durch den Ansaugdruck Ps auf den Kolben 112 bei dem Ansaughub zur Einwirkung gebracht.
Der Druck im Inneren des Kurbelgehäuses 128 ist höher als der Ansaugdruck Ps und niedriger als der Abgabedruck Pd (der Druck P innerhalb der Kompressionskammer V während des Kompressionshubs), weil Kühl- bzw. Kältemittel in das Kurbelgehäuse 128 (durchblasendes Gas) durch den Spalt zwischen dem Kolben 112 und der Zylinderbohrung 103 austritt (dieser Druck wird als Zwischendruck Pk bezeichnet). Der Druck im Inneren des Kurbelgehäuses 128 bringt Kräfte FH auf jeden der Kolben 112 in der Richtung der Verkleinerung des Volumens der Kompressionskammer V zur Einwirkung.
Weil das sich hin und her bewegende Element 110 durch die sich hin und her bewegende Abstützungseinrichtung 114 und den Verbindungsstift 109 zurückgehalten wird, bringen die Kompressionsreaktionskraft FP und der Druck im Inneren des Kurbelgehäuses 128 (der Zwischendruck Pk) ein Moment auf das sich bewegende Element 110 zur Einwirkung (dieses Moment wird bezeichnet als Reduzierungsmoment MP (MP = Σ (FP - FH) × LP)). Der Ausdruck LP bezeichnet die Länge des Momentenarms. Das Zentrum des Reduzierungsmoments liegt an dem augenblicklichen Zentrum CT. Das Reduzierungsmoment MP wird in einer Richtung derart zur Einwirkung gebracht, dass das Reduzierungsmoment MP dazu tendiert, die Verdrängung zu verkleinern.
Bei dieser Ausführungsform wird die Gestalt der Nut 108b so gewählt, dass die Länge des Arms LP des Reduzierungsmoments MP größer wird, wenn die Verdrängung größer wird (der Neigungswinkel θ kleiner wird), und dass das obere Totpunktzentrum des Kolbens 112 (die Position des Kolbens 112, wenn das Volumen der Kompressionskammer V minimiert ist) unabhängig von der Verdrängung etwa konstant ist.
Eine Kraft FC infolge der Steuerdrucks Pc und eine elastische Kraft FB infolge der Schraubenfeder 120 wirken in der Richtung der Vergrößerung des Volumens der in ihrem Druck gesteuerten Kammer 102a auf das Ende des Rückhalteelements 116. Andererseits wirkt eine Kraft FH in der Richtung der Verkleinerung des Volumens der in ihrem Druck gesteuerten Kammer 102a auf das andere Ende des Rückhalteelements 116 infolge des Drucks Pk im Inneren des Kurbelgehäuses 128.
Daher bringt das Rückhalteelement 116 ein Moment zur Einwirkung, das den Neigungswinkel A des sich hin und her bewegenden Elements 110 (dieses Moment wird bezeichnet als Vergrößerungsmoment MC (MC = Σ (FB + FC - FH) × LC)) an dem sich hin und her bewegenden Element 110 verändert, wenn das Rückhalteelement 116 in der Richtung der zentralen Achse L₀ bewegt wird. Wenn sich das Rückhalteelement 116 bewegt, erzeugt der Steuerdruck Pc ein Vergrößerungsmoment MC über das Rückhalteelement 116 in der Richtung der Vergrößerung der Verdrängung (der Verkleinerung des Neigungswinkels). Daher wird die Richtung das Vergrößerungsmoments MC als positive Richtung bezeichnet, wenn die Neigung besteht, die Verdrängung zu vergrößern (den Neigungswinkel θ zu verkleinern).
Mit anderen Worten fungiert das Rückhalteelement 116 als Steuerkolben, der den Neigungswinkel θ des sich hin und her bewegenden Elements 110 steuert. Der Steuerkolben 116 bringt ein Vergrößerungsmoment MC auf das sich hin und her bewegende Element 110 zur Einwirkung, das dem Verkleinerungsmoment MP entgegengesetzt ist.

Arbeitsweise mit maximaler Verdrängung

Gemäß Fig. 20 und Fig. 22A wird der Abgabedruck Pd an die in ihrem Druck gesteuerte Kammer 102a übertragen (Steuerdruck Pc = Abgabedruck Pd), indem das Steuerventil 130 eingestellt wird, wie in Fig. 22A dargestellt ist. Als Folge wird das Vergrößerungsmoment MC vergrößert, und wird der Neigungswinkel θ verkleinert (die Verdrängung wird vergrößert).

Arbeitsweise mit veränderbarer Verdrängung

Gemäß Fig. 23 und Fig. 22B ist der Druck im Inneren der in ihrem Druck gesteuerten Kammer 102a (unter der Voraussetzung, dass der Steuerdruck Pc größer als der Ansaugdruck Ps ist) durch das Einstellen des Drucksteuerventils 130, wie in Fig. 22B dargestellt ist, herabgesetzt. Als Folge nimmt das Vergrößerungselement MC ab, was den Neigungswinkel θ vergrößert (die Verdrängung verkleinert). Zu dieser Zeit nimmt das Verkleinerungsmoment MP allmählich ab, was den Neigungswinkel θ größer macht (die Verdrängung verkleinert), bis das Vergrößerungsmoment MC und das Verkleinerungsmoment MP gleich sind.
Es folgt eine Beschreibung der Vorteile und Wirkungen dieser Ausführungsform. Das Rückhalteelement 116 fungiert als Steuerkolben, der den Neigungswinkel θ des sich hin und her bewegenden Elements 110 steuert (ein Vergrößerungsmoment MC auf das sich hin und her bewegende Element 110 entgegengesetzt zu dem Verkleinerungselement MP zur Einwirkung bringt), indem der Steuerdruck Pc zur Einwirkung gebracht wird, was das Rückhalteelement 116 in der Richtung der zentralen Achse L₀, in der Axialrichtung des Rückhalteelements 116, bewegt. Daher kann das Volumen der in ihrem Druck gesteuerten Kammer 102a eingestellt werden.
Andererseits muss das Volumen des Kurbelgehäuses 128 ausreichend groß sein, um die bewegbaren Teile, beispielsweise das sich hin und her bewegende Element 110, dort unterzubringen, und ist das Kurbelgehäuse 128 viel größer als dafür notwendig ist, dass das Rückhalteelement 116 als Steuerkolben arbeitet.
Daher ist es bei dieser Ausführungsform möglich, den Steuerdruck Pc mit dem Steuerventil 130 bei gutem Reaktionsvermögen (schnellem Reaktionsvermögen) zu ändern, um die Kapazität des Kompressors 100 zu ändern, weil es nur notwendig ist, den Druck im Inneren der in ihrem Druck gesteuerten Kammer 102a zu steuern, ohne die Menge des durchblasenden Gases zu berücksichtigen.
Das Steuerventil 130 ist einfach und klein, weil das Volumen der in ihrem Druck gesteuerten Kammer 102a klein ist, und ist die Strömungsrate des durch das Steuerventil 130 gesteuerten Kühl- bzw. Kältemittels verhältnismäßig klein.

Fünfte Ausführungsform

Bei der vierten Ausführungsform ist die Drossel 132a in dem Ansaugdruck- Führungsloch 132 vorgesehen, bei dieser Ausführungsform ist die Drossel 132a jedoch an dem Abgabedruck-Führungsloch 131 vorgesehen, wie in Fig. 24 und Fig. 25 dargestellt ist.
Das vordere Ende des Kompressors 100 ist in Fig. 24 nicht dargestellt, weil das vordere Ende des Kompressors so ausgebildet sein kann wie irgendeines derjenigen, die in den vorausgehenden Figuren, beispielsweise in Fig. 2, 6 und Fig. 16-19, dargestellt sind.

Sechste Ausführungsform

Bei der vierten und der fünften Ausführungsform ist das Rückhalteelement (der Steuerkolben) 116 durch das Gleichgewicht zwischen der Kraft FB infolge des Steuerdrucks Pc und der elastischen Kraft FB infolge der Schraubenfeder 120 und der Kraft FH infolge des Drucks Pk im Inneren des Kurbelgehäuses 128 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist eine zweite Schraubenfeder 135 vorgesehen, die eine elastische Kraft FB2 auf das Rückhalteelement (den Steuerkolben) 116 zur Einwirkung bringt, und die elastische Kraft FB2 wirkt der Kraft FC und der elastischen Kraft FB entgegen, wie in Fig. 26 dargestellt ist. Ein Druck-Entlastungskanal 136, der das Kurbelgehäuse 128 mit der Ansaugseite (der Ansaugkammer 121) verbindet, ist bei dieser Ausführungsform ebenfalls vorgesehen, wie in Fig. 26 dargestellt ist.
Das vordere Ende des Kompressors 100 ist in Fig. 24 nicht dargestellt, weil das vordere Ende des Kompressors so ausgebildet sein kann wie irgendeines derjenigen, die in den vorausgehenden Figuren, beispielsweise in Fig. 2, 6 und Fig. 16-19, dargestellt sind.
Die zweite Schraubenfeder 135 ist zwischen dem Bereich 106c mit dem Basisdurchmesser (dem durch das Radiallager 107 abgestützten Bereich) der Welle 106 und dem Kopfbereich 116a des Rückhalteelements 116 angeordnet.
Es folgt eine Beschreibung der Merkmale dieser Ausführungsform. Bei der vierten und der fünften Ausführungsform ist das Rückhalteelement (der Steuerkolben) 116 durch das Gleichgewicht zwischen der Kraft FC, der elastischen Kraft FB und der Kraft des Drucks Pk im Inneren des Kurbelgehäuses 128 angeordnet. Daher besteht, wenn der Druck Pk im Inneren des Kurbelgehäuses 128 um ein übermäßiges Ausmaß herabgesetzt wird (auf den Ansaugdruck Ps herabgesetzt wird), die Gefahr, dass das Rückhalteelement (der Steuerkolben) 116 nicht in der Richtung bewegt werden kann, dass das Volumen der in ihrem Druck der gesteuerten Kammer 102a herabgesetzt wird, dies sogar dann, wenn der Steuerdruck Pc herabgesetzt wird.
Anders als bei der vierten und der fünften Ausführungsform sind bei dieser Ausführungsform die Kraft FC des Steuerdrucks Pc und die elastische Kraft FB der Schraubenfeder 120 der Kraft der zweiten Schraubenfeder 135 entgegengesetzt. Daher kann das Rückhalteelement (der Steuerkolben) 116 definitiv in der Richtung verschoben werden, in der das Volumen der in ihrem Druck gesteuerten Kammer 102a verkleinert wird, dies sogar dann, wenn der Druck Pk im Inneren des Kurbelgehäuses 128 über den Druck-Entlastungskanal 136 auf etwa die Größe des Ansaugdrucks Ps herabgesetzt wird.
Kühl- bzw. Kältemittel an der Ansaugseite, in dem Schmieröl eingemischt ist, kann zu den bewegbaren Teilen (den gleitenden Teilen) im Kurbelgehäuse 128, beispielsweise zu dem sich hin und her bewegenden Element 110 und zu dem Neigungselement 108, geführt werden, weil das Rückhalteelement (der Steuerkolben) 116 definitiv in der Richtung verschoben werden kann, in der das Volumen der in ihrem Druck gesteuerten Kammer 102a verkleinert wird, dies sogar dann, wenn der Druck Pk im Inneren des Kurbelgehäuses 128 durch den Druck-Entlastungskanal 136 auf etwa die Größe des Ansaugdrucks Ps herabgesetzt wird. Daher ist die Zuverlässigkeit (Haltbarkeit) des Kompressors 100 verbessert, weil die bewegbaren Teile (die gleitenden Teile) zuverlässig geschmiert werden können.

Siebte Ausführungsform

Diese Ausführungsform ist eine Modifikation der sechsten Ausführungsform, und insbesondere sind die Ansaugkammer und die in ihrem Druck gesteuerte Kammer 102a indirekt verbunden, indem das Ansaugdruck-Führungsloch 132 und die Drossel 132a in dem Rückhalteelement 116 ausgebildet sind, um das Kurbelgehäuse 128 und die in ihrem Druck gesteuerte Kammer 102a zu verbinden, wie in Fig. 27 dargestellt ist.
Das vordere Ende des Kompressors 100 ist in Fig. 27 nicht dargestellt, weil das vordere Ende des Kompressors so ausgebildet sein kann wie irgendeines derjenigen, die in den vorausgehenden Figuren, beispielsweise in Fig. 2, 6 und Fig. 16-19, dargestellt sind.
Hierdurch ist es im Vergleich zu der Ausbildung des Ansaugdruck-Führungslochs 132 und der Drossel 132a in dem hinteren Gehäuseelement 105 leichter, das Ansaugdruck-Führungsloch 132 und die Drossel 132a auszubilden (herzustellen).

Achte Ausführungsform

Diese Ausführungsform ist eine Modifikation der siebten Ausführungsform, und insbesondere sind das Ansaugdruck-Fügungsloch 132 und die Drossel 132a, die bei der siebten Ausführungsform in dem Rückhalteelement 116 vorgesehen sind, bei der achten Ausführungsform vorgesehen, indem ein geeigneter Spalt 102c zwischen der äußeren Fläche des Rückhalteelements 116 und der inneren Fläche des Lochs 102a (der in ihrem Druck gesteuerten Kammer 102a) vorgesehen ist, wie in Fig. 28A und 28B dargestellt ist.
Das vordere Ende des Kompressors 100 ist in Fig. 28A nicht dargestellt, weil das vordere Ende des Kompressors so ausgebildet sein kann wie irgendeines derjenigen, die in den vorausgehenden Figuren, beispielsweise in Fig. 2, 6 und Fig. 16-19, dargestellt sind.
Hierdurch ist es im Vergleich zu der Ausbildung des Ansaugdruck-Führungslochs 132 und der Drossel 132a in dem hinteren Gehäuseelement 105 leichter, das Ansaugdruck-Führungsloch 132 und die Drossel 132a auszubilden.

Weitere Ausführungsformen

Bei den dargestellten Ausführungsformen weist die sich hin und her bewegende Abstützungseinrichtung 114 ein Universal- bzw. Kardangelenk in der Form eines Hookschen-Gelenks auf. Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, und kann die sich hin und her bewegende Abstützungseinrichtung 114 beispielsweise ein Gelenk mit verbundenen rollenden Elementen, beispielsweise ein Gleichlauf-Kugelgelenk, sein, oder kann der Kopfbereich 116a des Rückhalteelements 116 ein kugelförmiges Gelenk sein, das das sich hin und her bewegende Element 110 abstützt. Das Bezugszeichen 140 in Fig. 18 bezeichnet einen Dreh-Stoppbereich, der verhindert, dass das sich hin und her bewegende Element 110 zusammen mit der Welle 116 umläuft, und das Bezugszeichen 141 bezeichnet eine Führungsnut, die die hin und her gehende Bewegung des Dreh- Stopparms 140 führt.
Bei den dargestellten Ausführungsformen findet die Taumelpumpe der Erfindung Anwendung bei einem Kompressor für einen Dampfkompressions-Kühlzyklus. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt, und kann sie bei anderen Fluidpumpen und Kompressoren Anwendung finden.
Bei den ersten drei Ausführungsformen wird der Neigungswinkel θ des sich hin und her bewegenden Elements 110 (des Neigungselements 108) durch Regelung des Drucks im Inneren des Kurbelgehäuses 128 gesteuert. Die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt, und der Neigungswinkel θ kann durch Regelung des Drucks im Inneren der Kammer 102a gesteuerten werden, wie bei der vierten und den nachfolgenden Ausführungsformen erörtert worden ist.
Bei den dargestellten Ausführungsformen sind das sich hin und her bewegende Element 110 und die Kolben 112 über Stangen 113 verbunden. Jedoch können das sich hin und her bewegende Element 110 und die Kolben 112 über halbkugelförmige Schuhe 113a verbunden sein, wie in Fig. 19 dargestellt ist.

Claims

1. Kompressor (100) mit veränderbarer Verdrängung, dessen Verdrängung durch Veränderung des Hubs einer Vielzahl von sich hin und her bewegenden Kolben (112) durch Verändern der Neigung eines Antriebs-Neigungselements (108) gegenüber der Achse einer Welle (106) verändert wird, wobei der Kompressor (100) umfasst:
ein Gehäuse (101, 102, 105) zur Unterbringung der Welle (106) und des Antriebs-Neigungselements (108), wobei das Gehäuse (101, 102, 105) eine Vielzahl von Zylinderbohrungen (103) zur Unterbringung der Kolben (112) aufweist; und
einen Arm (106a) zur Übertragung eines Moments von der Welle (106) aus an das Antriebs-Neigungselement (108) derart, dass sich das Antriebs-Neigungselement (108) hin und her bewegt, wenn es angetrieben wird, wobei eine Kupplung zwischen dem Arm (106a) und dem Antriebs-Neigungselement (108) eine Verbindungsnut (108b), die an dem Arm (106a) oder dem Antriebs-Neigungselement (108) vorgesehen ist, und einen Verbindungsstift (109) aufweist, der an dem Antriebs-Neigungselement (108) oder an dem Arm (106a) angebracht bzw. befestigt ist, wobei der Verbindungsstift (109) innerhalb der Verbindungsnut (108b) eingesetzt ist und derart gleitet, dass sich das Antriebs-Neigungselement (108) in Hinblick auf die Achse radial bewegen kann, und die Verbindungsnut (108b) zur Aufnahme des Verbindungsstifts (109) an einem Ende offen ist.

2. Kompressor (100) mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsnut (108b) im Allgemeinen U-förmig gestaltet ist.

3. Kompressor (100) mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse (101, 102, 105) aufweist:
ein erstes Gehäuseelement (101), wobei dieses erste Gehäuseelement (101) ein Lager (107) zum Abstützen der Welle (106) derart aufweist, dass die Welle (106) innerhalb des Gehäuses ausschließlich durch das Lager (107) an dem ersten Gehäuseelement (101) abgestützt ist; und
ein zweites Gehäuseelement (102), wobei dieses zweite Gehäuseelement (102) die Zylinderbohrungen (103) aufweist.

4. Kompressor (100) mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend einen Steuerkolben (116), der mit dem Antriebs-Neigungselement (108) verbunden ist, um ein Moment auf das Neigungselement (108) in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen des Moments zur Einwirkung zu bringen, das auf das Antriebs-Neigungselement (108) über die Kolben (112) einwirkt.

5. Kompressor (100) mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 4, wobei der Steuerkolben (116) mit dem Antriebs-Neigungselement (108) an einer Stelle nahe bei dem Schnittpunkt zwischen der Achse und dem Antriebs-Neigungselement (108) verbunden ist.

6. Kompressor (100) mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend:
ein sich hin und her bewegendes Element (110), das mit dem Antriebs-Neigungselement (108) über ein Axiallager verbunden ist, wobei das sich hin und her bewegende Element (110) bewirkt, dass sich die Kolben (112) hin und her bewegen; und
eine hin und her gehende Abstützungseinrichtung (114) in der Form eines Universal- bzw. Kardangelenks zur Abstützung der hin und her gehenden Bewegung, wobei die sich hin und her bewegende Abstützungseinrichtung umfasst:
ein erstes umlaufendes Element (115), wobei dieses erste umlaufende Element (115) um eine erste Achse umläuft, die die Achse der Welle (106) unter einem rechten Winkel kreuzt;
ein Rückhalteelement (116), das mit dem ersten umlaufenden Element (115) verbunden ist, wobei dieses Rückhalteelement (116) verhindert, dass das erste umlaufende Element (115) um die Achse der Welle (106) umläuft, und das Rückhalteelement (116) axial bewegbar ist und ein Steuerdruck das Rückhalteelement (116) axial unter Druck setzt; und
ein zweites umlaufendes Element (117), das mit dem ersten umlaufenden Element (115) verbunden ist und in Hinblick auf das erste umlaufende Element (115) um eine zweite Achse umläuft, die die Achse der Welle (106) und die erste Achse unter einem rechten Winkel kreuzt, wobei das sich hin und her bewegende Element (110) an dem zweiten umlaufenden Element (117) befestigt ist.

7. Kompressor (100) mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 6, wobei das sich hin und her bewegende Element (110) ringförmig ist und die sich hin und her bewegende Abstützungseinrichtung (114) an dem zentralen Bereich des sich hin und her bewegenden Elements (110) angeordnet ist.

8. Kompressor (100) mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 6 oder nach Anspruch 7, weiter umfassend:
ein Drückmittel (135), um eine axiale Kraft auf das Rückhalteelement (116) in einer Richtung entgegengesetzt zu der Kraft des Steuerdrucks auf das Rückhalteelement (116) zur Einwirkung zu bringen; und
einen Kanal (136), um ein Kurbelgehäuse, in dem das Antriebs-Neigungselement (108) und das sich bewegende Element (110) untergebracht sind, mit einer Saugkammer (121) zu verbinden.