DE10231640A1

DE10231640A1 - Strömungsdrosselaufbau in einem Hubraumsteuermechanismus eines Kompressors mit variablem Hubraum

Info

Publication number: DE10231640A1
Application number: DE10231640A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Murase
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2003-02-06
Also published as: JP2003028059A; US6681587B2; US20030010048A1

Abstract

Ein Kompressor mit variabler Förderleistung umfasst eine Gehäusebaugruppe (11, 12, 13) mit einer Steuerdruckkammer (121). Eine Antriebswelle (18) ist durch die Gehäusebaugruppe (11, 12, 13) drehbar gestützt. Zylinderbohrungen (112), die jeweils einen Kolben (26) aufnehmen, sind um die Antriebswelle (18) herum ausgebildet. Jeder Kolben (26) definiert eine Kompressionskammer (113) in der entsprechenden Zylinderbohrung (112). Jeder Kolben (26) komprimiert von einem Ansaugdruckbereich in die entsprechende Kompressionskammer (113) gezogenes Kältemittel und lässt das Kältemittel zu einem Auslassdruckbereich aus. Die Neigung der Taumelscheibe (24) ändert sich in Übereinstimmung mit dem Druck in der Steuerdruckkammer (121). Ein Zuführdurchlass (29) verbindet die Steuerdruckkammer (121) mit dem Auslassdruckbereich. Ein Druckfreigabedurchlass (30) verbindet die Steuerdruckkammer (121) mit dem Ansaugdruckbereich. Ein Verschluss (34), der aus Kunstharz oder Gummi gefertigt ist und einen Drosseldurchlass (35) umfasst, schließt einen der beiden Durchlässe, d. h. den Zuführdurchlass (29) oder den Druckfreigabedurchlass (30).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Strömungsdrosselaufbau in einem Hubraumsteuermechanismus eines Kompressors mit variablem Hubraum bzw. mit variabler Förderleistung, welcher den Neigungswinkel einer Taumelscheibe durch Anpassen des Drucks in einer Steuerkammer variiert, die die Taumelscheibe aufnimmt.
In einem in der offengelegten Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-338364 beschriebenen Kompressor mit variablen Hubraum verringert ein Anheben des Drucks in einer Steuerkammer, die in der vorstehenden Veröffentlichung eine Kurbelkammer ist, den Neigungswinkel einer Taumelscheibe, wodurch der Hubraum des Kompressors verkleinert wird. Ein Verringern des Drucks in der Kurbelkammer vergrößert den Neigungswinkel der Taumelscheibe, wodurch der Hubraum des Kompressors vergrößert wird. Der Druck in der Kurbelkammer wird durch Zuführen von Kältemittel von einer Auslasskammer zu der Kurbelkammer und Abgeben von Kältemittel von der Kurbelkammer zu einer Saugkammer gesteuert. Ein Steuerventil befindet sich in einer Leitung, durch welche das Kältemittel von der Auslasskammer zu der Kurbelkammer zugeführt wird. Das Steuerventil steuert die Strömungsgeschwindigkeit des von der Auslasskammer zu der Kurbelkammer zugeführten Kältemittels.
Das Kältemittel in der Kurbelkammer strömt kontinuierlich durch eine Leitung zum Abgeben von Kältemittel von der Kurbelkammer zu der Ansaugkammer hindurch aus. Die Kältemittelströmungsrate von der Kurbelkammer zu der Ansaugkammer muss durch Anordnung einer Drossel in der Leitung gesteuert werden.
Da jedoch der Querschnittsbereich einer Drossel klein sein muss, ist es bezeichnender Weise schwierig, die Drossel direkt in die Leitung zu bohren. Wahlweise kann eine Drossel in einem Metallelement ausgebildet sein, das in die Leitung gepasst ist. In diesem Fall muss das Metallelement genau in die Leitung eingepasst und mit der Leitung in dichtem Kontakt sein. Daher muss das Metallelement mit hoher Genauigkeit gefertigt sein. Dies ist mühsam und erhöht die Herstellungskosten.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen kostengünstigen und einfach auszubildenden Strömungsdrosselaufbau in einem Hubraumsteuermechanismus eines Kompressors mit variablem Hubraum zu schaffen.
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung einen Kompressor mit variablem Hubraum bzw. mit variabler Förderleistung zum Komprimieren von Kältemittel vor, das in den Ansaugdruckbereich hineingezogen wird und das Kältemittel zu einem Auslassdruckbereich auslässt. Der Kompressor umfasst eine Gehäusebaugruppe, eine Antriebswelle, eine Vielzahl von Zylinderbohrungen, eine Vielzahl von Kolben, eine Taumelscheibe, einen Zuführdurchlass, einen Druckfreigabedurchlass und einen Verschluss. Die Gehäusebaugruppe hat eine Steuerdruckkammer. Die Antriebswelle ist durch die Gehäusebaugruppe drehbar gestützt. Die Zylinderbohrungen sind in der Gehäusebaugruppe ausgebildet und sind um die Antriebswelle herum angeordnet. Jeder Kolben ist in einem der Zylinderbohrungen untergebracht und definiert eine Kompressionskammer innerhalb der Zylinderbohrungen. Die Taumelscheibe ist kippbar in der Steuerdruckkammer aufgenommen und bewegt jeden Kolben innerhalb der entsprechenden Zylinderbohrung hin und her. Jeder Kolben komprimiert Kältemittel, das in die entsprechende Kompressionskammer von dem Ansaugbereich hineingezogen wird und lässt das Kältemittel zu dem Auslassdruckbereich aus. Der Neigungswinkel der Taumelscheibe wird in Übereinstimmung mit dem Druck in der Steuerdruckkammer variiert. Der Zuführdurchlass verbindet die Steuerdruckkammer mit dem Auslassdruckbereich. Das Kältemittel in dem Auslassdruckbereich strömt durch den Zuführdurchlass hindurch zu der Steuerdruckkammer. Die Druckfreigabedurchlass verbindet die Steuerdruckkammer mit dem Ansaugdruckbereich. Das Kältemittel in der Steuerdruckkammer wird zu dem Ansaugdruckbereich durch den Druckfreigabedurchlass hindurch abgegeben. Der Verschluss schließt eine der beiden Durchlässe, d. h. den Zuführdurchlass oder die Druckfreigabedurchlass. Der Verschluss ist aus synthetischem Harz oder Gummi gefertigt und hat eine Drosselleitung.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen anhand der nachstehenden Beschreibung offensichtlich die mittels Beispielen die Grundsätze der Erfindung veranschaulichen.
Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten mit Bezug auf die nachstehende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
Fig. 1(a) eine Querschnittsansicht zeigt, die einen Kompressor gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 1(b) eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht zeigt, die den in Fig. 1(a) gezeigten Kompressor veranschaulicht;
Fig. 1(c) eine Querschnittsansicht entlang der Linie 1c-1c aus Fig. 1(b) zeigt;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 aus Fig. 1(a) zeigt;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 aus Fig. 1(a) zeigt;
Fig. 4 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht zeigt, die einen Kompressor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 5 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht zeigt, die einen Kompressor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 6 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht zeigt, die einen Kompressor gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 7(a) eine Teilquerschnittsansicht zeigt, die einen Kompressor gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 7(b) eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht zeigt, die den in Fig. 7(a) gezeigten Kompressor veranschaulicht;
Fig. 8(a) eine Teilquerschnittsansicht zeigt, die einen Kompressor gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 8(b) eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8b-8b aus Fig. 8(a) zeigt;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht zeigt, die einen Kompressor gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 10(a) eine Teilquerschnittsansicht zeigt, die einen Kompressor gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
Fig. 10(b) eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10b-10b aus Fig. 10(a) zeigt.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf Fig. 1(a) bis 3 beschrieben.
Wie dies in Fig. 1(a) gezeigt ist, ist ein vorderes Gehäuseelement 12 an dem vorderen Ende eines Zylinderblocks 11 befestigt. Ein hinteres Gehäuseelement 13 ist an dem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 befestigt, wobei eine Ventilscheibenanordnung 60 dazwischen angeordnet ist. Die Ventilscheibenanordnung 60 hat eine Hauptscheibe 14, eine erste Nebenscheibe 15, eine zweite Nebenscheibe 16 und eine Haltescheibe 17. Das linke Ende des Kompressors aus Fig. 1(a) ist als der vordere Teil des Kompressors definiert und das rechte Ende ist als der hintere Teil des Kompressors definiert.
Das vordere Gehäuseelement 12 und der Zylinderblock 11 definieren eine Steuerdruckkammer 121. Die Steuerdruckkammer 121 stützt drehbar eine Antriebswelle 18. Die Antriebswelle 18 erstreckt sich durch die Steuerdruckkammer 121 hindurch. Eine Schleppscheibe 19 ist innerhalb der Steuerdruckkammer 121 an der Antriebswelle 18 befestigt. Ein erstes Radiallager 20 ist zwischen der Umfangsfläche eines Wellenlochs 122 des vorderen Gehäuseelements 12 und der Antriebswelle 18 angeordnet. Ein Axialdrucklager 21 ist zwischen dem vorderen Gehäuseelement 12 und der Schleppscheibe 19 angeordnet. Eine Zentralbohrung 111 ist an dem Zentrum des Zylinderblocks 11 ausgebildet. Ein zweites Radiallager 22 ist zwischen dem hinteren Ende der Antriebswelle 18, das in die Zentralbohrung 111 eingeführt ist, und der Umfangsfläche der Zentralbohrung 111 angeordnet. Die Antriebswelle 18 ist über das erste Radiallager 20 durch das vordere Gehäuseelement 12 drehbar gestützt. Die Antriebswelle 18 ist über das zweite Radiallager 20 durch den Zylinderblock 11 drehbar gestützt. Im ersten Ausführungsbeispiel bilden das vordere Gehäuseelement 12, der Zylinderblock 11 und das hintere Gehäuseelement 13 die Gehäusebaugruppe.
Die Antriebswelle 18 steht durch das Wellenloch 122 zur Außenseite des Kompressors hervor. Der hervorstehende Abschnitt der Antriebswelle 18 ist mit der externen Antriebsquelle (wie zum Beispiel einer Fahrzeugkraftmaschine) verbunden und dadurch angetrieben, was nicht gezeigt ist. Eine mechanische Dichtung 23 ist zwischen dem Wellenloch 122 und der Antriebswelle 18 angeordnet. Die mechanische Dichtung 23 verhindert, dass Gas entlang der Umfangsfläche 181 der Antriebswelle 18 von der Kontrolldruckkammer 121 entweicht.
Eine Taumelscheibe 24 ist durch die Antriebswelle 18 gestützt. Die Taumelscheibe 24 gleitet entlang der Axialrichtung der Antriebswelle 18 und kippt mit Bezug darauf. Mit anderen Worten ist die Taumelscheibe mit einem Neigungswinkel kippbar in der Steuerdruckkammer 121 beherbergt. Ein Paar Führungsstifte 25 (siehe Fig. 2) sind an der Taumelscheibe 24 befestigt. Jeder Führungsstift 25 ist gleitbar in eines der an der Schleppscheibe 19 ausgebildeten Führungslöcher 191 eingeführt. Die Zusammenarbeit der Führungslöcher 191 und der Führungsstifte 25 ermöglicht es der Taumelscheibe 24 sich mit Bezug auf die Axialrichtung der Antriebswelle 18 zu kippen und sich einstückig mit der Antriebswelle 18 zu drehen.
Um die Antriebswelle 18 herum sind in dem Zylinderblock 11 Zylinderbohrungen 112 mit gleichen Winkelintervallen ausgebildet. (In Fig. 1(a) ist nur ein Zylinderloch gezeigt, aber in dem ersten Ausführungsbeispiel sind fünf Zylinderbohrungen ausgebildet, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist). Jede Zylinderbohrung 112 nimmt einen Kolben 26 auf. Jeder Kolben 26 definiert eine Kompressionskammer 113 in der entsprechenden Zylinderbohrung 112. Die Drehung der Taumelscheibe 24, die sich einstückig mit der Antriebswelle 18 dreht, wird über die Schuhe 27 in die Hin- und Herbewegung des Kolben 26 umgewandelt. Somit bewegt sich jeder Kolben 26 innerhalb der entsprechenden Zylinderbohrung 112 hin und her.
Wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, sind eine Ansaugkammer 131, die ein Ansaugdruckbereich ist, und eine Auslasskammer 132, die ein Auslassdruckbereich ist, in dem hinteren Gehäuseelement 13 definiert. Die Auslasskammer 132 umgibt die Ansaugkammer 131.
Die Ansaugkammer 131 ist von der Auslasskammer 132 durch eine Trennwand 28 getrennt.
Die Ventilscheibenanordnung 60 hat Ansaugöffnungen 141, Ansaugventilklappen 151, Auslassöffnungen 142 und Auslassventilklappen 161. Jeweils ein Satz einer Ansaugöffnung 141, einer Ansaugventilklappe 151, einer Auslassöffnung 142 und einer Auslassventilklappe 161 stimmt mit einer der Zylinderbohrungen 112 überein. Jede Zylinderbohrung 112 steht mit der Ansaugkammer 131 über die entsprechende Ansaugöffnung 141 in Verbindung. Jede Zylinderbohrung 112 steht mit der Auslasskammer 132 über die entsprechende Auslassöffnung 142 in Verbindung.
Wenn, wie dies in Fig. 1(a) gezeigt ist, sich jeder Kolben 26 von dem oberen Todpunkt zu dem unteren Todpunkt (von der rechten Seite zu der linken Seite in Fig. 1(a)) bewegt, wird Kältemittelgas in der Ansaugkammer 131 in die entsprechende Kompressionskammer 113 über die entsprechende Ansaugöffnung 141 und die entsprechende Ansaugventilklappe 151 hineingezogen. Wenn sich jeder Kolben 26 von dem unteren Todpunkt zu dem oberen Todpunkt (von der linken Seite zu der rechten Seite in Fig. 1(a)) bewegt, wird Kältemittel in der entsprechenden Kompressionskammer 113 auf einen vorbestimmten Druck komprimiert und über die entsprechende Auslassöffnung 142 und die entsprechende Auslassventilklappe 161 zu der Auslasskammer 132 ausgelassen. Die Halteplatte 17 umfasst Halteelemente 171, die den Auslassventilen 161 entsprechen. Jedes Halteelement drosselt den Öffnungsgrad der entsprechenden Auslassventilklappe 161. Wenn Kältemittel von jeder Kompressionskammer 113 zu der Auslasskammer 132 ausgelassen wird, wird eine Kompressionsreaktionskraft erzeugt. Die Kompressionsreaktionskraft wird durch das vordere Gehäuseelement über den entsprechenden Kolben 26, die Schuhe 27, die Taumelscheibe 24, die Führungsstifte 25, die Schleppscheibe 19 und das Axialdrucklager 21 aufgenommen. Dann strömt Kältemittel in der Auslasskammer 132 zu der Ansaugkammer 131 durch einen externen Kältemittelkreislauf 49 hindurch, der einen Kondensator 50, ein Expansionsventil 51 und einen Verdampfer 52 umfasst.
Die Auslasskammer 132 ist mit der Steuerdruckkammer 121 über einen Zuführdurchlass 29 verbunden, der sich durch den Zylinderblock 11 erstreckt. Der Zuführdurchlass 29 überträgt Kältemittel in der Auslasskammer 132 zu der Steuerdruckkammer 121. Die Steuerdruckkammer 121 ist mit der Ansaugkammer 131 über eine Druckfreigabeleitung 30 verbunden, die sich durch den Zylinderblock 11 hindurch erstreckt. Wie dies in Fig. 1(b) gezeigt ist, umfasst die Druckfreigabeleitung 30 mit einem kreisförmigen Querschnitt einen Abschnitt 31 mit großem Durchmesser und einem Abschnitt 32 mit kleinem Durchmesser. Der Abschnitt 31 mit großem Durchmesser ist durch eine leitungsdefinierende Wand 311 definiert. Kältemittel in der Steuerdruckkammer 121 strömt zu der Ansaugkammer 131 durch die Druckfreigabeleitung 30 hindurch. Das heißt, der Druck in der Steuerdruckkammer 121 wird durch die Druckfreigabeleitung 30 hindurch in die Ansaugkammer 131 hinein abgegeben.
Wie dies in Fig. 1(b) gezeigt ist, wird ein säulenförmiger Verschluss 34, der aus Kunstharz gefertigt ist, in den Abschnitt 31 mit großem Durchmesser gepasst. Eine Endfläche 341 des Verschlusses 34, ist mit einer zwischen dem Abschnitt 31 mit großem Durchmesser und dem Abschnitt 32 mit kleinem Durchmesser ausgebildeten Stufe 33 in Kontakt. Eine Drosselnut 35 ist an der Fläche des Verschlusses 34 ausgebildet, so dass sie sich längsgerichtet entlang einer Umfangsfläche 342 des Verschlusses 34 und radial entlang der Endfläche 341 erstreckt. Der Abschnitt 31 mit großem Durchmesser steht mit dem Abschnitt 32 mit kleinem Durchmesser über die Drosselnut 35 in Verbindung. Der Druck in der Steuerdruckkammer 121 wird durch Abgeben von Druck durch die Drosselnut 35 des Verschlusses 34 hindurch angepasst.
Wie dies in Fig. 1(a) gezeigt ist, ist ein elektromagnetisches Steuerventil 36 in der Zuführleitung 29 angeordnet. Das Steuerventil 36 wird durch eine (nicht gezeigte) Steuerung angeregt und entregt. Die Steuerung regt das Steuerventil 36 in Übereinstimmung mit der durch einen (nicht gezeigten) Temperatursensor ermittelten Fahrgastzellentemperatur und eine Zieltemperatur an, die durch eine (nicht gezeigte) Temperaturbestimmungsvorrichtung eingestellt ist und entregt es entsprechend. Wenn kein Strom zu dem Steuerventil 36 zugeführt wird, befindet sich das Steuerventil 36 in einem Freigabezustand. Wenn Strom zu dem Steuerventil 36 zugeführt wird, befindet sich das Steuerventil 36 in einem geschlossenen Zustand. Das heißt, wenn das Steuerventil 36 entspannt ist, strömt Kältemittel in der Auslasskammer 132 zu der Steuerdruckkammer 121 und wenn das Steuerventil 36 erregt ist, strömt Kältemittel in der Auslasskammer 132 nicht zu der Steuerdruckkammer 121. Das Steuerventil 36 steuert die Strömung des Kältemittels von der Auslasskammer 132 zu der Steuerdruckkammer 121.
Der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 wird in Übereinstimmung mit dem Druck in der Steuerdruckkammer 121 geändert. Ein Anheben des Drucks in der Steuerdruckkammer 121 verringert den Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 und ein Vermindern des Drucks in der Steuerdruckkammer 121 erhöht den Neigungswinkel der Taumelscheibe 24. Wenn Kältemittel von der Auslasskammer 132 zu der Steuerdruckkammer 121 zugeführt wird, steigt der Druck in der Steuerdruckkammer 121 an. Wenn die Zufuhr von Kältemittel von der Auslasskammer 132 zu der Steuerdruckkammer 121 gestoppt wird, wird der Druck in der Steuerdruckkammer 121 vermindert. Das heißt, der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 wird durch das Steuerventil 36 gesteuert.
Der maximale Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 wird durch den Kontakt zwischen der Schleppscheibe 19 und der Taumelscheibe 24bestimmt. Ein an der Antriebswelle 18 angeordneter Sprengring 37 bestimmt die minimale Neigung der Taumelscheibe 24.
Das erste Ausführungsbeispiel sieht die nachstehenden Vorteile vor.
(1-1) Der Teil der Umfangsfläche 342 des Verschlusses 34, an dem die Drosselnut 35 ausgebildet ist, muss nicht dicht in Kontakt mit der leitungsdefinierenden Wand 311 des Abschnitts 31 mit großem Durchmesser sein. Das heißt, der Durchmesser des Verschlusses 34 kann geringfügig kleiner als der Durchmesser des Abschnitts mit großem Durchmesser 31 sein.
Der Verschluss 34 ist aus Kunstharz gefertigt, was dem Verschluss 34 ermöglicht, elastisch verformt zu werden. Selbst wenn daher der Durchmesser des Verschlusses 34 geringfügig größer als der Durchmesser des Abschnitts 31 mit großem Durchmesser ist, kann der Verschluss 34 an dem Abschnitt mit großem Durchmesser 31 durch die elastische Verformung gepasst werden.
Das heißt, der Verschluss 34 muss nicht mit einer hohen Größengenauigkeit hergestellt werden. Daher wird der Verschluss 34 kostengünstig hergestellt. Außerdem kann der Verschluss 34 einfach durch einen Formprozess hergestellt werden.
(1-2) Die Drosselnut 35 kann einfach durch einen Formprozess ausgebildet werden.
(1-3) Die Drosselnut 35 kann einfach auf der Oberfläche des Verschlusses 34 ausgebildet werden. Die Oberfläche des Verschlusses 34 ist zum Ausbilden der Drosselnut 35 geeignet.
(1-4) In dem Fall zum Beispiel, in dem der Durchmesser des Verschlusses 34 kleiner als der Durchmesser des Abschnittes 31 mit großem Durchmesser ist, überschreitet die Summe des Querschnittsbereichs eines zwischen der leitungsdefinierenden Wand 311 des Abschnitts 31 mit großem Durchmesser und der Umfangsfläche 342 des Verschlusses 34 und des Querschnittsbereichs der Drosselnut 35 den angemessener Drosselbereich. Die Endfläche 341 des Verschlusses 34 ist jedoch durch den Druckunterschied zwischen der Steuerdruckkammer 121 und der Ansaugkammer 131 in dichtem Kontakt mit der Stufe 33. Außerdem steht in einem Raum mit einer vorbestimmten Größe eine Endfläche 341 der Stufe 33 mit einem Raum mit einer vorbestimmten Größe zwischen der Endfläche 341 und der Stufe 33 gegenüber. Die Größe des Raums ist so angeordnet, dass sie zum Drosseln der Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels zwischen der Steuerdruckkammer 121 und der Ansaugkammer 131 angemessen ist. Daher ist der Querschnittsbereich der durch die Endfläche 341 und die Stufe 33 definierten Leitung gleich mit dem angemessenen Querschnittsbereich der Drosselnut 35. Somit drosselt die Drosselnut 35 die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels zuverlässig.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 4 das zweite Ausführungsbeispiel beschrieben. Ähnliche oder gleiche Bezugszeichen sind jenen Komponenten gegeben, die ähnlich oder gleich wie die entsprechenden Komponenten des Ausführungsbeispiel von Fig. 1(a) bis 3 sind und ausführliche Beschreibungen sind ausgelassen.
Ein konischer Abschnitt 343 ist an einem aus Kunstharz ausgebildeten Verschluss 34A ausgebildet. Der Durchmesser des distalen Abschnitts des konischen Abschnitts 343 ist kleiner als der Durchmesser des Abschnitts 31 mit großem Durchmesser. Daher wird der Verschluss 34A einfach in den Abschnitt 31 mit großem Durchmesser eingepasst.
Nun wird das dritte Ausführungsbeispiel mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben. In dem dritten Ausführungsbeispiel werden ähnliche oder gleiche Bezugszeichen jenen Komponenten gegeben, die ähnlich oder gleich wie die entsprechenden Komponenten des in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels sind.
Ein Verschluss 34B ist ein aus Kunstharz gefertigter, gestutzter Konus. Eine Drosselnut 35B ist an der Oberfläche des Verschlusses 34B ausgebildet, so dass sie sich entlang der konischen Oberfläche des Verschlusses 34B erstreckt. Eine leitungsdefinierende Wand 311B eines Abschnitts mit großem Durchmesser 31B ist eine konische Fläche. Der Verschluss 34B kann einfach in den Abschnitt mit großem Durchmesser 31B eingepasst werden.
Nun wird das vierte Ausführungsbeispiel mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben. In dem vierten Ausführungsbeispiel werden ähnliche oder gleiche Bezugszeichen jenen Komponenten gegeben, die ähnlich oder gleich wie die entsprechenden Komponenten des in Fig. 1(a) bis 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels sind.
Ein Drosseldurchlass 38 erstreckt sich durch die axiale Mitte eines aus Kunstharz ausgebildeten Verschlusses 34C. Der Verschluss 340 kann durch einen Formprozess ausgebildet sein. Somit kann der Drosseldurchlass 38 einfach durch einen Formprozess oder Bohren ausgebildet sein.
Das fünfte Ausführungsbeispiel wird nun mit Bezug auf Fig. 7(a) und 7(b) beschrieben. Ähnliche oder gleiche Bezugszeichen sind jenen Komponenten gegeben, die ähnlich oder gleich wie die entsprechenden Komponenten des ersten Ausführungsbeispiels aus Fig. 1(a) bis 3 sind und ausführliche Beschreibungen werden ausgelassen.
Ein elektromagnetisches Steuerventil 39 befindet sich in einer Druckabgabeleitung 30D. Das Steuerventil 39 wird durch eine Steuerung (nicht gezeigt) angeregt und entregt. Wenn die Stromzufuhr zu dem Steuerventil 39 gestoppt wird, befindet sich das Steuerventil 39 in einem geschlossenen Zustand. Wenn Strom zu dem Steuerventil 39 zugeführt wird, befindet sich das Steuerventil 39 in einem offenen Zustand. Das heißt, wenn das Steuerventil 39 entregt ist, strömt Kältemittel in der Steuerdruckkammer 121 nicht zu der Ansaugkammer 131 und wenn das Steuerventil 39 erregt ist, strömt Kältemittel in der Steuerdruckkammer 121 zu der Ansaugkammer 131. Das Steuerventil 39 steuert die Strömung von Kältemittel von der Steuerkontrollkammer 121 zu der Ansaugkammer 131.
Ein Zuführdurchlass 29D mit einem kreisförmigen Querschnitt umfasst einen Abschnitt 40 mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 41 mit kleinem Durchmesser. Das Kältemittel in der Auslasskammer 132 strömt über die Zuführleitung 29D in die Steuerdruckkammer 121 hinein. Das heißt, der Druck in der Auslasskammer 132 wird in die Steuerdruckkammer 121 durch den Zuführdurchlass 29D hindurch abgegeben. Ein aus Kunstharz ausgebildeter Verschluss 34D ist in dem Abschnitt 40 mit großem Durchmesser eingepasst. Eine Drosselnut 35D ist an der Oberfläche des Verschlusses 34D ausgebildet, so dass sie sich entlang der Umfangsfläche des Verschlusses 34D erstreckt.
Das fünfte Ausführungsbeispiel sieht dieselben Vorteile wie das erste Ausführungsbeispiel aus Fig. 1(a) bis 3 vor.
Nun wird das sechste Ausführungsbeispiel mit Bezug auf Fig. 8(a) und 8(b) beschrieben. Ähnliche oder gleiche Bezugszeichen werden jenen Komponenten gegeben, die ähnlich oder gleich wie die entsprechenden Komponenten des ersten Ausführungsbeispiels aus Fig. 1(a) bis 3 sind und ausführliche Beschreibungen werden ausgelassen.
Das Zentralbohrloch 111 steht mit der Ansaugkammer 131 über eine Öffnung 143 in Verbindung, welche in der Ventilscheibenanordnung 60 ausgebildet ist. Ein Verschluss 42 ist zwischen der Umfangsfläche der Zentralbohrung 111 und dem Endabschnitt der Antriebswelle 18 angeordnet. Der Verschluss 42 ist aus Kunstharz, wie zum Beispiel Polytetrafluor-Ethylen gefertigt. Ein Sprengring 53 ist an der Umfangsfläche der Zentralbohrung 111 angeordnet. Der Sprengring 53 drosselt die Bewegung des Verschlusses 42 von einer Position, die näher zu der Steuerdruckkammer 121 in Richtung der Ansaugkammer 131 ist.
Wie dies in Fig. 8(b) gezeigt ist, ist eine äußere Umfangsfläche 421 des Verschlusses 42 in dichtem Kontakt mit der Umfangsfläche der Zentralbohrung 111. Eine innere Umfangsfläche 422 des Verschlusses 42 ist gleitbar und dicht in Kontakt mit der Umfangsfläche 181 der Antriebswelle 18. Der Verschluss 42 gleitet mit der Drehung der Antriebswelle 18 entlang der Umfangsfläche 181 der Antriebswelle 18 oder entlang der Umfangsfläche der Zentralbohrung 111. Wahlweise gleitet der Verschluss 42 mit der Drehung der Antriebswelle 18 sowohl entlang der Umfangsfläche 181 der Antriebswelle 18 als auch entlang der Umfangsfläche der Zentralbohrung 111.
Eine Drosselnut 43 ist entlang der Axialrichtung der Antriebswelle 18 an der inneren Umfangsfläche 422 des Verschlusses 42 ausgebildet. Die Steuerdruckkammer 121 steht mit der Ansaugkammer 131 über die Drosselnut 43 und die Öffnung 143 in Verbindung. Kältemittel in der Steuerdruckkammer 121 strömt zu der Ansaugkammer 131 durch Räume in dem zweiten Radiallager 22, der Drosselnut 43 und der Öffnung 143 hindurch.
Das sechste Ausführungsbeispiel sieht die folgenden Vorteile vor.
(6-1) Der Verschluss 42 ermöglicht dem Kältemittel, sich von der Steuerdruckkammer 121 zu der Ansaugkammer 131 zu bewegen. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass der Verschluss 42 ein Entweichen von Kältemittel zwischen der inneren Umfangsfläche 422 des Verschlusses 42 und der Umfangsfläche 181 der Antriebswelle 18 und zwischen der äußeren Umfangsfläche 421 des Verschlusses 42 und der Umfangsfläche der Zentralbohrung 111perfekt verhindert. Daher kann der Verschluss 42 ohne hohe Genauigkeit hergestellt werden, solange der Verschluss 42 so an die Antriebswelle 18 und die Zentralbohrung 111 gepasst werden kann, dass er entlang der Umfangsfläche 181 der Antriebswelle 18 oder der Umfangsfläche der Zentralbohrung 111 gleitet. Das heißt, der Verschluss 42 muss nicht mit hoher Abmessungsgenauigkeit hergestellt werden. Daher kann der Verschluss 42 einfach bei geringen Kosten hergestellt werden.
(6-2) Die Drosselnut 43 ist einfach an der inneren Umfangsfläche 422 des Verschlusses 42 ausgebildet. Die innere Umfangsfläche 422 des Verschlusses 42 ist zum Ausbilden der Drosselnut 43 geeignet.
(6-3) Das Kunstharz, das eine geringere Reibungskraft als Metall hat, ist für den Verschluss 42 geeignet. Insbesondere Polytetrafluorethylen, das eine geringe Reibungskraft hat, ist für den Verschluss 42 optimal.
(6-4) Kältemittel in der Steuerdruckkammer 121 strömt durch das zweite Radiallager 22 und die Drosselnut 43 hindurch zu der Ansaugkammer 131. Daher strömt mit dem Kältemittel Schmieröl, das sich von der Steuerdruckkammer 121 zu der Zentralbohrung 111 bewegt. Dies schmiert das zweite Radiallager 22 zuverlässig.
Nun wird das siebte Ausführungsbeispiel mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben. Ähnliche oder gleiche Bezugszeichen werden jenen Komponenten gegeben, die ähnlich oder gleich wie die entsprechenden Komponenten des ersten Ausführungsbeispiels aus Fig. 1(a) bis 3 sind und ausführliche Beschreibungen werden ausgelassen.
Ein aus Kunstharz gefertigter Verschluss 34 ist zwischen der Antriebswelle 18 und der Umfangsfläche des Wellenlochs 122 eingepasst. Ein Sprengring 54 befindet sich an der Umfangsfläche 181 der Antriebswelle 18. Der Sprengring 54 drosselt die Bewegung des Verschlusses 44 von einer Position, die in Richtung der mechanischen Dichtung 23 näher an dem ersten Radiallager 20 ist. Eine Drosselleitung, die in dem siebten Ausführungsbeispiel eine Drosselnut 45 ist, ist an der Oberfläche des Verschlusses 44 ausgebildet, so dass sie sich entlang der Axialrichtung der Antriebswelle 18 an der äußeren Umfangsfläche 441 des Verschlusses 44 erstreckt. Ein Teil des Wellenlochs 122, das durch die mechanische Dichtung 23 und den Verschluss 44 in Stellung gebracht ist, ist mit der Steuerdruckkammer 121 über die Drosselnut 45 in Verbindung.
Das Wellenloch 122 ist mit der Ansaugkammer 131 über einen in dem vorderen Gehäuseelement 12 ausgebildeten ersten Durchlass 46, einen in dem Zylinderblock 11 ausgebildeten zweiten Durchlass 47 und eine in der Ventilscheibenanordnung 60 ausgebildete Öffnung 144 in Verbindung. Kältemittel in der Steuerdruckkammer 121 strömt durch das Axialdrucklager 21, das erste Radiallager 20, die Drosselnut 45, das Wellenloch 122, der erste und zweite Durchlass 46, 47 und die Öffnung 144 hindurch zu der Ansaugkammer 131.
Das siebte Ausführungsbeispiel sieht dieselben Vorteile wie (6-1), (6-2) und (6-3) des in Fig. 8(a) und 8(b) gezeigten sechsten Ausführungsbeispiels vor.
Die Drosselnut 45 ist einfach an der äußeren Umfangsfläche 441 des Verschlusses 44 ausgebildet. Die äußere Umfangsfläche 441 des Verschlusses 44 ist zum Ausbilden der Drosselnut 45 geeignet.
Kältemittel in der Steuerdruckkammer 121 strömt durch das Axialdrucklager 21 und das erste Radiallager 20 hindurch zu der Ansaugkammer 131. Daher strömt Schmieröl mit dem Kältemittel, das sich von der Steuerdruckkammer 121 zu dem Wellenloch 122 bewegt. Dies schmiert das Axialdrucklager 21 und das erste Radiallager 20 zuverlässig.
Nun wird das achte Ausführungsbeispiel mit Bezug auf Fig. 10(a) und 10(b) beschrieben. Ähnliche oder die gleichen Bezugszeichen werden jenen Komponenten gegeben, die ähnlich oder gleich zu den entsprechenden Komponenten des siebten Ausführungsbeispiels aus Fig. 9 sind und ausführliche Beschreibungen werden ausgelassen.
Ein Ring 48, der zwischen der Antriebswelle 18 und dem Wellenloch 122 eingepasst ist, ist aus Gummi (wie zum Beispiel Nitrile-Butadiene-Gummi(NBR)) gefertigt und hat einen U-förmigen Querschnitt. Eine Drosselbohrung 481 erstreckt sich im Wesentlichen durch die Mitte des Rings 48 hindurch. Ein Teil des Wellenlochs 122, welches durch die mechanische Dichtung 23 und den Ring 48 in Lage gebracht ist, steht mit der Steuerdruckkammer 121 durch Räume in dem Axialdrucklager 21 und dem Radiallager 20 hindurch und durch die Drosselbohrung 481 hindurch in Verbindung. Daher bringt der auf die Rückseite des Verschlusses 48 aufgebrachte Druck in der Steuerdruckkammer 121 den Ring 48 in dichten Kontakt mit der Umfangsfläche 181 der Antriebswelle 18 und der Umfangsfläche des Wellenlochs 122. In dem achten Ausführungsbeispiel bilden die Drosselbohrungen 481 und der Ring 48 einen Drosselmechanismus.
Das achte Ausführungsbeispiel sieht dieselben Vorteile wie (1-1) und (1-5) bis (1-9) des in Fig. 1(a) bis 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels vor.
NBR ist deshalb für den Ring 48 geeignet, weil NBR eine Nichtverschlechterungseigenschaft gegen das Kältemittel und das Schmieröl hat.
Die elastische Verformung des Gummis ermöglicht es dem Ring 48, mit geringerer Abmessungsgenauigkeit, verglichen mit einem Fall, indem der Ring 48 aus Kunstharz ausgebildet ist, hergestellt zu werden. Daher wird der aus Gummi gefertigte Ring 48 einfacher als der aus Kunstharz gefertigte Ring 48 hergestellt.
Es sollte für den Fachmann offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen besonderen Ausbildungen ausgeführt werden kann ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Insbesondere, sollte verstanden werden, dass die Erfindung in den nachfolgenden Ausbildungen ausgeführt werden kann.

1. Der Verschluss 34, 34A, 34B, 34C und 34D in den in Fig. 1(a) bis 7(b) gezeigten Ausführungsbeispielen kann aus Gummi (wie zum Beispiel NBR) gefertigt sein.
2. Der Verschluss 42, 44, in den in Fig. 8(a) bis 9 gezeigten Ausführungsbeispielen kann aus Gummi (wie zum Beispiel NBR) gefertigt sein.
3. Der Ring 48 in dem in Fig. 10(a) und 10(b) gezeigtem achten Ausführungsbeispiel kann aus Kunstharz gefertigt sein.

Daher werden die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als veranschaulichend und nicht als einschränkend betrachtet und die Erfindung ist nicht auf die darin gegebenen Details begrenzt, sondern kann innerhalb des Umfangs und der Entsprechung der beiliegenden Ansprüche abgeändert werden.
Ein Kompressor mit variabler Förderleistung umfasst eine Gehäusebaugruppe (11, 12, 13) mit einer Steuerdruckkammer (121). Eine Antriebswelle (18) ist durch die Gehäusebaugruppe (11, 12, 13) drehbar gestützt. Zylinderbohrungen (112), die jeweils einen Kolben (26) aufnehmen, sind um die Antriebswelle (18) herum ausgebildet. Jeder Kolben (26) definiert eine Kompressionskammer (113) in der entsprechenden Zylinderbohrung (112). Jeder Kolben (26) komprimiert von einem Ansaugdruckbereich in die entsprechende Kompressionskammer (113) gezogenes Kältemittel und lässt das Kältemittel zu einem Auslassdruckbereich aus. Die Neigung der Taumelscheibe (24) ändert sich in Übereinstimmung mit dem Druck in der Steuerdruckkammer (121) Ein Zuführdurchlass (29) verbindet die Steuerdruckkammer (121) mit dem Auslassdruckbereich. Ein Druckfreigabedurchlass (30) verbindet die Steuerdruckkammer (121) mit dem Ansaugdruckbereich. Ein Verschluss (34), der aus Kunstharz oder Gummi gefertigt ist und einen Drosseldurchlass (35) umfasst, schließt einen der beiden Durchlässe, d. h. den Zuführdurchlass (29) oder den Druckfreigabedurchlass (30).

Claims

1. Kompressor mit variabler Förderleistung zum Komprimieren von Kältemittel, das in einen Ansaugdruckbereich hineingezogen wird und zum Auslassen des Kältemittels zu einem Auslassdruckbereich, wobei der Kompressor gekennzeichnet ist, durch:
eine Gehäusebaugruppe (11, 12, 13), die eine Steuerdruckkammer (121) hat;
eine Antriebswelle (18), die durch die Gehäusebaugruppe (11, 12, 13) drehbar gestützt ist;
eine Vielzahl von Zylinderbohrungen (112), die in der Gehäusebaugruppe (11, 12, 13) ausgebildet ist, wobei die Zylinderbohrungen (112) um die Antriebswelle (18) herum angeordnet sind;
eine Vielzahl von Kolben (26), die jeweils in einer der Zylinderbohrungen (112) untergebracht sind, wobei jeder Kolben (26) eine Kompressionskammer (113) innerhalb der entsprechenden Zylinderbohrung (112) definiert;
eine Taumelscheibe (24), die kippbar in der Steuerdruckkammer (121) untergebracht ist, wobei die Taumelscheibe (24) jeden Kolben (26) innerhalb der entsprechenden Zylinderbohrung (112) hin und her bewegt und jeder Kolben (26) das von dem Ansaugdruckbereich in die entsprechende Kompressionskammer (113) hineingezogene Kältemittel komprimiert und das Kältemittel zu dem Auslassdruckbereich auslässt und wobei der Neigungswinkel der Taumelscheibe (24) in Übereinstimmung mit dem Druck in der Steuerdruckkammer (121) verändert wird;
ein Zuführdurchlass (29, 29D), die die Steuerdruckkammer (121) mit dem Auslassdruckbereich verbindet, wobei das Kältemittel in dem Auslassdruckbereich durch den Zuführdurchlass (29, 29D) hindurch zu der Steuerdruckkammer (121) strömt;
ein Druckfreigabedurchlass (30, 30D, 46), der die Steuerdruckkammer (121) mit dem Ansaugdruckbereich verbindet, wobei das Kältemittel in der Steuerdruckkammer (121) durch den Druckfreigabedurchlass (30, 30D, 46) hindurch zu dem Ansaugdruckbereich abgegeben wird; und
ein Verschluss (34, 34A, 34B, 34C, 34D, 42, 44, 48) zum Schließen einer der Durchlässe, d. h. des Zuführdurchlasses (29, 29D) oder des Druckfreigabedurchlasses (30, 30D, 46), wobei der Verschluss (34, 34A, 34B, 34C, 34D, 42, 44, 48) aus Kunstharz oder Gummi gefertigt ist und einen Drosseldurchlass (35, 35B, 38, 35D, 43, 45, 481) umfasst.

2. Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosseldurchlass (35, 35B, 38, 35D, 43, 45, 481) eine in dem Verschluss (34, 34A, 34B, 34C, 34D, 42, 44, 48) ausgebildete Nut ist.

3. Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch den Verschluss (34, 34A, 34B, 34C, 34D, 42, 44, 48) geschlossener Durchlass durch eine an der Gehäusebaugruppe ausgebildete, leitungsdefinierende Wand definiert ist und einen kreisförmigen Querschnitt hat und wobei der Verschluss (34, 34A, 34B, 34C, 34D, 42, 44, 48) in die leitungsdefinierende Wand eingepasst ist.

4. Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichet, dass ein durch den Verschluss (42, 44, 48) geschlossener Durchlass einen ringförmigen Querschnitt hat, wobei der Durchlass durch die Umfangsfläche der Antriebswelle (18) und durch eine an der die Antriebswelle (18) umgebende Gehäusebaugruppe ausgebildete, leitungsdefinierende Wand definiert ist und der Verschluss (42, 44, 48) einen ringförmigen Querschnitt hat und die Antriebswelle (18) umgibt und wobei der Verschluss (42, 44, 48) zwischen der Umfangsfläche der Antriebswelle (18) und der leitungsdefinierenden Wand eingepasst ist.

5. Kompressor gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (42, 44) aus Polytetrafluorethylen gefertigt ist.

6. Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (34, 34A, 34B, 34C, 34D, 42, 44) aus Nitril-Butadien- Gummi gefertigt ist.

7. Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Drosseldurchlass (38, 481) durch den Verschluss (34C, 48) hindurch erstreckt.

8. Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch den Verschluss (34, 34A, 34B, 34C, 34D) geschlossene Leitung einen Abschnitt (31) mit großem Durchmesser und einen Abschnitt (32) mit kleinem Durchmesser hat, wobei eine Stufe (33) zwischen dem Abschnitt (31) mit großem Durchmesser und dem Abschnitt (32) mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist, wobei der Verschluss (34, 34A, 34B, 34C, 34D) mit der Stufe (33) in Kontakt ist.