DE10250591A1

DE10250591A1 - Kompressor

Info

Publication number: DE10250591A1
Application number: DE10250591A
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Kamiya; Shigeru Kamiya; Masafumi Inoue; Takashi Inoue; Mikio Matsuda
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: US20030086792A1; CN1263954C; CN1415856A; US6786704B2; DE10250591B4

Abstract

Ein Kolbenkompressor mit einer Antriebsscheibe (Taumelscheibe), bei dem eine Gleitreibung zwischen der Antriebsscheibe und Schuhen verringert ist und der Kompressor durch ein gleitendes Anbringen der mit kugelförmigen Enden von Kolben in Eingriff stehenden Schuhe an einer mit Führungsnuten in der radialen Richtung ausgebildeten Schuhhalteplatte und Halten der Schuhhalteplatte durch die Antriebsscheibe durch ein Drucklager kleiner gemacht ist. Die Antriebsscheibe ist mit einem Arm der Wellenseite durch einen Doppelgleitverbindungsmechanismus verbunden, um sie nur durch ein vorderes Ende des vorderen Gehäuses halten zu können.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kompressor für ein Fluid, wie beispielsweise einen Kühlkompressor, der in einem Kühlkreislauf eines in einem Fahrzeug montierten Klimasystems benutzt wird.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Es gibt zwei Hauptarten von herkömmlichen Antriebsscheiben- (oder Taumelscheiben-) Kolbenkompressoren. Eine Art entnimmt die Hin- und Herbewegung direkt auf einen Kolben, indem zwei an dem Ende des Kolbens angebrachte halbkugelförmige Schuhe in direkten Reibkontakt mit der Vorder- und der Rückseite einer an einer Welle in einem geneigten Zustand angebrachten Antriebsscheibe gebracht und in Drehbewegung und Schaukelbewegung versetzt werden. Das Problem mit einem Kompressor dieser Art besteht darin, dass bei einer Hochgeschwindigkeitsdrehung des Kompressors die relative Gleitgeschwindigkeit zwischen der Antriebsscheibe und den Schuhen groß wird, so dass unter Betriebsbedingungen, in denen die Zufuhr von Schmieröl unzureichend wird, einfach der Schmierzustand zwischen der Antriebsscheibe und den Schuhen schlecht wird und ein Fressen oder ein anderer Ärger auftritt. Da ferner die Antriebsscheibe und die Schuhe in Reibkontakt miteinander eingreifen, gibt es auch das Problem eines großen mechanischen Verlusts im Vergleich zu einem Rollkontakt.
Die andere Art ändert den Gleitkontakt großer Reibung zwischen der Antriebsscheibe und den Schuhen in einen Rollkontakt, um den mechanischen Verlust und dergleichen zu verringern. Ein Beispiel ist in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2001-123945 beschrieben.
Bei dieser Art sind an einem Ende jedes Kolbens Schuhe befestigt, die sich bezüglich einer Achse des Kolbens frei neigen können. Ferner ist ein Drucknadellager zwischen den Schuhe und der Antriebsscheibe derart zwischengesetzt, dass die Gleitkontaktteile zu Rollkontaktteilen werden. Diese Bauelemente ermöglichen einen Kompressionsvorgang, bei dem der Kolben in die Zylinderbohrung gedrückt wird, um das Fluid zu komprimieren, aber ermöglichen keinen Saugvorgang des Herausziehens des Kolbens aus der Zylinderbohrung, um das Fluid anzusaugen. Der Grund ist, dass das Drucknadellager eine Drucklast in der axialen Richtung unterstützen kann, nicht aber eine Zuglast übertragen oder unterstützen kann.
Deshalb ist der in der oben genannten japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2001-123945 beschriebene Kompressor so konstruiert, dass er einen Saugvorgang durch Vorsehen eines Schaukelelements, das mit den an dem Ende eines Kolbens mit einem geeigneten Freiraum angebrachten Schuhen in Eingriff steht und diese hält, und eines Gleitstücks, das gleitend mit der Welle in der axialen Richtung in Eingriff steht, ermöglicht, indem das Schaukelelement und das Gleitstück durch ein Rollenlager verbunden werden und indem das Gleitstück durch eine Schraubenfeder zu der Antriebsscheibe vorgespannt wird. Der Kompressor dieses Beispiels ist von der Art eines festen Volumens, aber selbst wenn man den Neigungswinkel der Antriebsscheibe variabel macht, um zu versuchen, den Kompressor zu einem mit variablem Volumen umzubauen, ist es bei dieser Konstruktion unmöglich, den Neigungswinkel des mit den Schuhen in Eingriff stehenden und diese haltenden Schaukelelements zu verändern, so dass dieser Kompressor nicht zu einem mit variablem Volumen gemacht werden kann.
Ferner läuft bei diesem Beispiel in der gleichen Weise wie bei der allgemein verwendeten Konstruktion in einem herkömmlichen Kompressor dieser Art die Welle durch die Mitte der Antriebsscheibe und des Schaukelelements (der Schuhhalteplatte), welche hierdurch durch ein Lager angetrieben werden, und erstreckt sich in das Innere des Zylinderblocks, so dass innerhalb des Zylinderblocks ein Lager vorgesehen ist, um das vordere Ende der Welle zu halten. In diesem Fall gibt es, während es nichts außer der Antriebsscheibe gibt, das durch die Welle angetrieben werden muss, da die Welle durch das Schaukelelement und dergleichen läuft und sich hinten in den Zylinderblock erstreckt, das Problem, dass der Kompressor insgesamt größer als nötig wird.
Weitere Beispiele des herkömmlichen Kompressors sind in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-19164 und der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2001-234857 gezeigt. Ein Aufbau ist in Fig. 38 veranschaulicht. Diese Kompressoren fallen unter die Kategorie eines Antriebsscheiben- (oder Taumelscheiben-) Kolbenkompressors mit variablem Volumen. Das die Ummantelung bildende Gehäuse besteht aus drei Teilen - einem vorderen Gehäuse 1, einem Zylinderblock 2 und einem hinteren Gehäuse 3 - die beispielsweise mittels nicht dargestellter Durchgangsschrauben verbunden sind. Die Kolben 7 sind in die mehreren in dem mittleren Zylinderblock 2 ausgebildeten Zylinderbohrungen 21 eingesetzt und durch eine gemeinsame Antriebsscheibe (Taumelscheibe) 5 durch Schuhe 8 in eine Hubbewegung in Eingriff gezwungen. Die Antriebsscheibe 5 wird durch eine lange Welle 4, die durch ihre Mitte läuft und sich bis zu der Mitte des Zylinderblocks 2 erstreckt, drehend angetrieben. Das vordere Ende der Welle 4 wird durch ein in dem Zylinderblock 2 vorgesehenes Lager 64 axial gehalten.
Im Betriebszustand greifen die Kolben 7 wegen der Schaukelbewegung der zusammen mit der Welle 4 drehenden Antriebsscheibe 5 in Hubbewegung in ihre Zylinderbohrungen 21 ein, um Arbeitskammern 21a auszudehnen und zu komprimieren und dadurch ein Fluid wie beispielsweise ein Kühlmittel durch ein Ansaugventil 13 laufen und in die Arbeitskammern 21a aus einer in der Mitte des hinteren Gehäuses 3 ausgebildeten Ansaugkammer 31 angesaugt werden zu lassen, so dass es komprimiert wird, dann durch ein Ausgabeventil 11 strömen und in eine am Außenumfang des hinteren Gehäuses 3 ausgebildete großvolumige Ausgabekammer 32 ausgegeben werden zu lassen. Dieser Kompressor ermöglicht eine sanfte Veränderung des Neigungswinkels der Antriebsscheibe 5, und er ermöglicht so eine stetige Veränderung des Ausgabevolumens.
In einem Kompressor der Art, bei der Kolben in Hubbewegung eingreifen, um ein Fluid zu komprimieren, werden der Ansaugvorgang aus der Ansaugkammer 31 in die Arbeitskammern 21a und der Ausgabevorgang des in den Arbeitskammern 21a komprimierten Fluids in die Ausgabekammer 32 intermittierend durchgeführt, so dass Druckschwankungen (Pulsationen) des Fluids in der Ansaugkammer 21 und der Ausgabekammer 32 auftreten. Deswegen tritt manchmal eine Vibration oder ein ächzendes Geräusch auf, weshalb der herkömmliche Kompressor zur Unterdrückung von Druckschwankungen in der Ansaugkammer 31 und der Ausgabekammer 32 und zur Glättung der Strömung des Fluids im Kompressor und der Strömung des Fluids aus ihm heraus so konstruiert worden ist, dass das Volumen der Ansaugkammer oder der Ausgabekammer so groß wie möglich gemacht ist. Deshalb ist eine Vergrößerung des Antriebsscheibenkompressors insgesamt um das Maß der Vergrößerung des Volumens der Ansaugkammer und der Ausgabekammer als Maßnahme zur Verhinderung von Vibration und Lärm verständlicherweise ein unvermeidbares Problem.
Ein noch weiteres Beispiel eines herkömmlichen Kompressors ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2001-18172 beschrieben. Der Aufbau dieses Kompressors als Ganzes ist in Fig. 44 dargestellt, dessen Teil, d. h. der Teil des Volumensteuerventils, in Fig. 45 gezeigt ist. Dieser Kompressor fällt unter die Kategorie eines Antriebsscheibenkompressors mit variablem Volumen. Das die Ummantelung bildende Gehäuse besteht aus drei Teilen - einem vorderen Gehäuse 1, einem Zylinderblock 2 und einem hinteren Gehäuse 3 - die durch Durchgangsschrauben 40verbunden sind. Kolben 7 sind in mehrere in dem mittleren Zylinderblock 2 ausgebildete Zylinderbohrungen 21 eingesetzt und durch eine gemeinsame Antriebsscheibe 5 durch Schuhe in Hubbewegung in Eingriff gezwungen. Die Antriebsscheibe 8 wird durch eine durch ihre Mitte laufende und bis zu der Mitte des Zylinderblocks 2 verlaufende Welle drehend angetrieben. Das vordere Ende der Welle 4 wird durch ein in dem Zylinderblock 2 vorgesehenes Lager 64 axial gehalten.
Im Betriebszustand greifen die mehreren Kolben 7 wegen der Schaukelbewegung der zusammen mit der Welle 3 drehenden Antriebsscheibe 5 in Hubbewegung in ihre Zylinderbohrungen 21 ein, um Arbeitskammern 21a auszudehnen und zu komprimieren und dadurch ein Fluid wie beispielsweise ein Kühlmittel durch ein Ansaugventil laufen und in die an den Oberseiten der Kolben in den Zylinderbohrungen 21 ausgebildeten Arbeitskammern aus einer am Außenumfang des hinteren Gehäuses 3 ausgebildeten Ansaugkammer 31 angesaugt werden zu lassen, so dass es komprimiert wird, dann durch ein Ausgabeventil laufen und in eine in der Mitte des hinteren Gehäuses 3 ausgebildete Ausgabekammer 32 ausgegeben werden zu lassen. Dieser Kompressor ermöglicht eine sanfte Veränderung des Neigungswinkels der Antriebsscheibe 5 und ermöglicht so eine stetige Veränderung des Ausgabevolumens.
Bei einem wie in Fig. 44 dargestellten Kompressor ist es möglich, den Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 zu verändern, um so gleichzeitig die Hübe aller Kolben 7 zu verändern und das Ausgabevolumen des Kompressors insgesamt gleichmäßig verändernd zu steuern. Diese Steuerung beinhaltet den Betrieb eines an dem hinteren Gehäuse 3 angebrachten Volumensteuerventils 33, um den Gegendruck aller Kolben 7, d. h. den Druck in einer in dem vorderen Gehäuse 1 ausgebildeten Antriebsscheibenkammer 1a zu verändern. Da das Volumensteuerventil 33 so vorgesehen ist, dass es in der axialen Richtung aus dem hinteren Gehäuse 3 heraussteht, hatte der herkömmliche Kompressor das Problem, dass das Vorsehen des Volumensteuerventils 33 die Länge des Kompressors in der axialen Richtung deutlich vergrößerte.
Es gibt Gründe, warum das Volumensteuerventil 33 im allgemeinen an dieser Position in einem herkömmlichen Kompressor trotz des Vorhandenseins eines solchen Problems platziert wurde. Der erste Grund ist, dass, selbst wenn versucht wird, das Volumensteuerventil 33 innerhalb des Kompressors vorzusehen, es nicht genug Raum zum Halten des Volumensteuerventils 33 innerhalb des Kompressors gibt. Der zweite Grund ist, dass das Volumensteuerventil 33 sowohl ein Niederdruckfluid in der Ansaugkammer 31 als auch ein Hochdruckfluid in der Ausgabekammer 32 empfängt, um einen Druck eines beliebigen Pegels zwischen dem Hochdruck und dem Niederdruck zu erzeugen, und diesen der Antriebsscheibenkammer 1a zuführt, so dass, falls das Volumensteuerventil 33 an dem mit der Ansaugkammer 31 und der Ausgabekammer 32 ausgebildeten hinteren Gehäuse 3 angebracht ist, der diese verbindende Strömungsweg kürzer und im Aufbau einfacher wird. Der dritte Grund ist, dass, falls das Volumensteuerventil 33 am Außenumfang des Zylinderblocks 2 anstelle an dem hinteren Gehäuse 3 vorgesehen ist, das Gehäuse des Kompressors stark in der radialen Richtung herausstehen würde, die Position des Vorsehens des Volumensteuerventils 33 und der Kompressor insgesamt sperriger werden würden, und ferner der Verlauf des Strömungsweges schwieriger werden würde.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei dem in Fig. 44 und Fig. 45 gezeigten Stand der Technik ein Rohr 36 zum Führen der Bewegung eines Kolbens 35 in einer Zylinderspule 34 des Volumensteuerventils 33 vorgesehen ist. Dieses Rohr 36 ist nicht nur eine Führung, sondern auch ein Dichtrohr zum Verhindern des Strömens des Hochdruckfluids und dergleichen in der Ausgabekammer 32 durch das Innere des Volumensteuerventils 33 und des Ausströmens in die Atmosphäre, so dass sowohl eine hohe Luftdichtigkeit und ein hoher Druckwiderstand als Leistungsmerkmale erforderlich sind. Ferner muss dieses Rohr 36 eines sein, welches das effiziente Durchdringen eines magnetischen Flusses erlaubt, um den Kolben 35 effektiv durch die Zylinderspule 34 arbeiten zu lassen. Es ist jedoch äußerst schwierig, alle diese Bedingungen zu erfüllen. Deshalb tritt zum Beispiel das Problem auf, dass, falls die Abdichtbarkeit belastet und dadurch die magnetische Durchlässigkeit geopfert wird, die magnetische Wirksamkeit sinkt oder ansonsten die Konstruktion kompliziert wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben genannten Probleme im Stand der Technik gemacht und hat die Aufgabe, einen Kompressor einer neuen Konstruktion vorzusehen, der diese Probleme lösen lässt.
Die vorliegende Erfindung hat ferner die Aufgabe, mit den Kernproblemen eines Antriebsscheibenkompressors fertig zu werden und einen viel kleineren Antriebsscheibenkompressor als ein herkömmlicher Kompressor mit dem gleichen Grad an Ausgabevolumen vorzusehen, indem die Volumina der Ansaugkammer und der Ausgabekammer so groß wie möglich gemacht werden, um dadurch Druckschwankungen im Fluid ausreichend zu unterdrücken, und indem eine neue Maßnahme, welche die Größe des Kompressors insgesamt nicht erhöht, eingeführt wird, wobei Vibration und Lärm verhindert werden.
Die vorliegende Erfindung hat ferner die Aufgabe, einen viel kleineren Antriebsscheibenkompressor als ein herkömmlicher Kompressor mit dem gleichen Grad an Ausgabevolumen vorzusehen, indem eine neue Maßnahme, die keine Erhöhung der Größe des Kompressors insgesamt erfordert, eingeführt wird, wenn ein Volumensteuerventil in einem Kompressor wie beispielsweise einem Antriebsscheibenkompressor mit variablem Volumen vorgesehen wird.
Die vorliegende Erfindung sieht als erste Maßnahme zur Lösung der obigen Probleme einen Kompressor vor, mit einer nur durch ein vorderes Ende eines Gehäuses durch ein Lager axial gehaltenen und eine Drehkraft von einer Kraftquelle empfangenden Welle; einer durch die Verbindung mit der und das Halten durch die Welle drehenden und bezüglich der Welle neigbaren Antriebsscheibe; einer durch die Antriebsscheibe durch ein ein Rollenlager bildendes Halteplatten-Drucklager gehaltenen und dadurch den gleichen Neigungswinkel einnehmenden, aber am Drehen gehinderteren Schuhhalteplatte; mehreren Schuhen, die mit mehreren in einer radialen Richtung am Umfangsteil der Schuhhalteplatte ausgebildeten Schuhführungsnuten in Eingriff stehen und in die radiale Richtung gleiten können; einem zwischen den Schuhen und der Antriebsscheibe angeordneten Antriebsdrucklager; mehreren direkt mit den Schuhen verbundenen und in Hubbewegung eingreifenden, in Zylinderbohrungen zum Ansaugen und Komprimieren eines Fluids eingesetzten, und eine Drehung der Schuhhalteplatte verhindernden Kolben; und einer Einrichtung zum Verändern des Neigungswinkels der Antriebsscheibe und der Schuhhalteplatte, um ein Ausgabevolumen zu verändern.
Bei diesem Kompressor tragen die mit den Kolben verbundenen Schuhe die für den Kompressionsvorgang erforderliche Last durch das zwischen den Schuhen und der Antriebsscheibe angeordnete Antriebsdrucklager, so dass es bei einer hohen Geschwindigkeit kein Gleiten und Reibgleiten gibt, während die Last wie in den Schuhen eines herkömmlichen Antriebsscheibenkompressors getragen wird, und deshalb gibt es nicht länger eine Neigung zum Fressen aufgrund der Reibung der gleitenden Teile, des erhöhten mechanischen Verlustes, und dergleichen.
Ferner sind die Schuhe durch die mit den mehreren Schuhführungsnuten ausgebildete Schuhhalteplatte in der radialen Richtung zu dem Antriebsdrucklager vorgespannt, um das Auftreten eines Freiraums zwischen der Antriebsscheibe und dem Antriebsdrucklager sowie den Schuhen zu verhindern. Diese Schuhhalteplatte ist bezüglich der Drehachse der Antriebsscheibe drehbar gehalten, so dass sie, selbst wenn der Neigungswinkel der Antriebsscheibe verändert wird, um das Ausgabevolumen des Kompressors zu verändern, der Neigung der Antriebsscheibe komplett folgt, um den gleichen Neigungswinkel einzunehmen. Deshalb wird der Freiraum zwischen den Schuhen und der Antriebsscheibe konstant gleich gehalten und es gibt kein Problem des Vergrößerns des Freiraums zwischen den beiden, wenn das Ausgabevolumen verändert wird.
Bei dem Kompressor der vorliegenden Erfindung kann jeder Schuh aus einem Schuhkörper, der mit einer kugelförmigen Vertiefung versehen ist, die mit einem an einem Kolben vorgesehenen kugelförmigen Ende in Eingriff steht, und einem Schuhflansch, der integral aus dem Schuhkörper seitlich heraussteht, bestehen. Da in diesem Fall der mit dem Kolben in Eingriff stehende Schuh mit einer in der radialen Richtung in der Schuhhalteplatte ausgebildeten Schuhführungsnut durch den Schuhkörper und den dort vorgesehenen Schuhflansch in Eingriff steht, wird der Schuh zuverlässig zu der Seite der Antriebsscheibe vorgespannt. Es wird darauf hingewiesen, dass der Bereich des Kontaktteils zwischen einem Schuh und der Schuhhalteplatte aus dem Gesichtspunkt der Verringerung der ebenen Belastung vorzugsweise größer gemacht ist.
In der Vergangenheit war diese Art Schuh im allgemeinen meist scheibenförmig, aber wenn der Durchmesser des Schuhs vergrößert wird, um den Kontaktbereich wie oben erläutert zu vergrößern, steht der Schuh aus dem Umfang der Antriebsscheibe heraus. Deshalb wird die Antriebsscheibe im Durchmesser größer. Als Ergebnis wird der Umfang des Kompressors größer und in der Mitte tritt das Problem auf, dass der Schuh die Mitte der Schuhhalteplatte stört. Im Gegensatz dazu ist im Fall des Kompressors der vorliegenden Erfindung, da der Schuh im wesentlichen rechteckförmig gemacht sein kann, eher kleiner als ein scheibenförmiger Schuh und es gibt keine Neigung, aus dem Umfang der Antriebsscheibe herauszustehen oder in der Mitte zu stören. Trotzdem kann er mit der Schuhhalteplatte zuverlässig in Eingriff stehen und den Kontaktbereich mit der Schuhhalteplatte vergrößern.
Die vorliegende Erfindung sieht ferner einen Kompressor vor, mit einer Welle, die von einer Energiequelle eine Drehkraft empfängt; einer Antriebsscheibe, die durch Verbindung mit der und Tragen durch die Welle dreht und sich bezüglich der Welle neigen kann; einer durch die Antriebsscheibe durch ein an einem Rollenlager ausgebildetes Halteplatten-Drucklager gehaltenen und dadurch den gleichen Neigungswinkel einnehmenden Schuhhalteplatte; mehreren Kolben, die in Zylinderbohrungen eingesetzt sind, um ein Fluid anzusaugen und zu komprimieren, und die eine Drehung der Schuhhalteplatte verhindern; und einem Mechanismus zum Umwandeln der geneigten Drehbewegung der Antriebsscheibe in eine Hubbewegung der Kolben, wobei als Einrichtung zum Verändern des Neigungswinkels der Antriebsscheibe zur Veränderung eines Ausgabevolumens ein aus mehreren Stiften bestehender Gleitverbindungsmechanismus und mehrere Führungsnuten, mit denen die Stifte in Eingriff stehen, an einer Stelle entfernt von der axialen Mitte der Welle zum Verbinden der Welle und der Antriebsscheibe vorgesehen sind.
Bei diesem Kompressor können die Antriebsscheibe und die Schuhhalteplatte natürlich ihren Neigungswinkel bezüglich einer imaginären Ebene senkrecht zu der Welle gleichmäßig verändern, während geeignete Posituren und Positionen beibehalten werden. Aufgrund dieses Mechanismus besteht für eine Welle nicht länger Bedarf, durch die Antriebsscheibe und die Mitte eines Elements wie der Schuhhalteplatte, die in dem Mechanismus zum Umwandeln der geneigten Drehbewegung der Antriebsscheibe in eine Hubbewegung der Kolben enthalten ist, zu laufen, so dass es möglich ist, die Größe der Lagereinrichtung wie beispielsweise des Halteplatten-Drucklagers, das notwendig wird, um das Element wie die Schuhhalteplatte mit der Antriebsscheibe drehbar zu verbinden, zu reduzieren. Deshalb ist es möglich, die Größe des Kompressors insgesamt zu verringern.
Bei dem Kompressor der vorliegenden Erfindung kann die Welle nur durch ein vorderes Ende des Kompressorgehäuses axial gehalten werden. In diesem Fall besteht überhaupt kein Bedarf für die Welle, durch die Antriebsscheibe, die Schuhhalteplatte oder andere derartige Elemente zu laufen, so dass der Kompressor insgesamt kleiner gemacht werden kann.
Bei dem Kompressor der vorliegenden Erfindung ist es möglich, jeden Kolben aus einem konischen Schulterteil, das im voraus integral mit einem kugelförmigen Ende ausgebildet ist, einem mit dem konischen Schulterteil verbundenen zylindrischen Teil und einem mit dem zylindrischen Teil verbundenen Bodenteil aufzubauen; ihn aus einem im voraus integral mit einem kugelförmigen Ende ausgebildeten konischen Schulterteil, einem im voraus integral mit einem konischen Schulterteil ausgebildeten zylindrischen Teil und einem mit dem zylindrischen Teil verbundenen Bodenteil aufzubauen; ihn aus einem im voraus integral mit einem kugelförmigen Ende ausgebildeten konischen Schulterteil, einem mit dem konischen Schulterteil verbundenen zylindrischen Teil und einem im voraus integral mit dem zylindrischen Teil ausgebildeten Bodenteil aufzubauen; ihn aus einem mit einem kugelförmigen Ende verbundenen konischen Schulterteil, einem mit dem konischen Schulterteil verbundenen zylindrischen Teil und einem mit dem zylindrischen Teil verbundenen Bodenteil aufzubauen; und ihn aus einem mit einem kugelförmigen Ende verbundenen konischen Schulterteil, einem im voraus integral mit dem konischen Schulterteil ausgebildeten zylindrischen Teil und einem im voraus integral mit dem zylindrischen Teil ausgebildeten Bodenteil aufzubauen. Deswegen erhält man einen festen Kolben ohne Teile mit Belastungskonzentrationen.
Bei dem Kompressor der vorliegenden Erfindung können die jeden Kolben bildenden Teile durch Schweißen oder Verstemmen fest miteinander verbunden werden. Ferner kann der Kolben als hohle Konstruktion gemacht sein. Deswegen ist der Kolben leichter, so dass die zum Antreiben des Kolbens erforderliche Energiemenge vergleichsweise kleiner wird als beim Verhindern des Wirkens einer übertriebenen Kraft auf den den Kolben stützenden oder antreibenden Mechanismus.
Der Kolben kann aus einem Eisenmaterial gefertigt sein. Deswegen sind die Festigkeit und die Haltbarkeit gegenüber dem in der Vergangenheit häufig verwendeten Aluminiumkolben deutlich verbessert. Falls er als Hohlkonstruktion gemacht ist, wird auch der Gewichtsanstieg zu keinem Problem.
Ferner ist es möglich, eine Torsionsschraubenfeder vorzusehen, welche die Antriebsscheibe in einem Zustand, in dem der Neigungswinkel wenigstens der Antriebsscheibe groß ist, in eine Richtung zur Verringerung des Neigungswinkels und in einem Betriebszustand, in dem der Neigungswinkel Null oder minimal ist, in eine Richtung zur Erhöhung des Neigungswinkels vorspannt. Durch Vorsehen dieser Torsionsschraubenfeder spannt die Torsionsschraubenfeder, wenn der Neigungswinkel der Antriebsscheibe Null oder minimal ist, die Antriebsscheibe zur Erhöhung ihres Neigungswinkels vor, so dass der Neigungswinkel der Antriebsscheibe, falls keine Kraft dagegen wirkt, größer wird und deshalb eine schnelle Reaktion möglich wird, wenn als nächstes der Bedarf zum Erhöhen des Ausgabevolumens auftritt.
Die Torsionsschraubenfeder kann aus einer einzelnen ununterbrochenen Feder gemacht sein. Deswegen wird die Vorspanneinrichtung zum Erhöhen des Neigungswinkels der Antriebsscheibe im Aufbau einfacher und die Anzahl an Teilen wird im Vergleich zu dem Fall der Verwendung von zwei Schraubenfedern wie in der Vergangenheit reduziert.
Bei dem Kompressor der vorliegenden Erfindung kann jeder Schuh aus einem Schuhkörper und einem Schuhflansch bestehen, und der Schuhkörper kann durch Gießen so geformt werden, dass er ein kugelförmiges Ende an der Kolbenseite umgibt. Ferner kann der Kolben durch Gießen so geformt werden, dass er ein kugelförmiges Ende einer Verbindungsstangenseite, an der der Kolben mit einem Schuh verbunden ist, umgibt. Deshalb gibt es in beiden Fällen, da die Form des kugelförmigen Endes auf den ihn umgebenden Schuh oder die kugelförmige Vertiefung der Kolbenseite durch Gießen übertragen wird, keine Notwendigkeit zur mechanischen Bearbeitung der kugelförmigen Vertiefung, und eine entsprechende Oberflächengenauigkeit kann automatisch erzielt werden. Da ferner kein Verstemmen durchgeführt wird, kann die Dicke des die Vertiefung bildenden Elements bei Bedarf erhöht und verstärkt werden.
Bei dem Kompressor der vorliegenden Erfindung kann als Antriebsdrucklager eines verwendet werden, das eine große Anzahl von kurzen Rollen aufweist, die radial in Gruppen auf mehreren konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Da in diesem Fall die Rollen kurz sind, wird der Unterschied der Umfangsgeschwindigkeiten an den zwei Enden kleiner und das Schlupfverhältnis wird verringert. Da eine große Anzahl von Rollen auf konzentrischen Kreisen angeordnet ist, um die Last zu tragen, ist es möglich, eine große Last entsprechend dem Fall der Verwendung von langen Rollen mit einem großen Schlupfverhältnis zu tragen. Deshalb ist der Verschleiß des Antriebsdrucklagers verringert und der Energieverlust sinkt ebenfalls.
Genauer gesagt kann eine große Anzahl von kurzen Rollen, die radial in Gruppen auf mehreren konzentrischen Kreisen aufgeteilt angeordnet sind, durch einen separaten Halter für jede Gruppen von Rollen auf jedem konzentrischen Kreis gehalten werden. Ferner kann eine große Anzahl von kurzen Rollen, die radial in Gruppen auf mehreren konzentrischen Kreisen aufgeteilt angeordnet sind, durch einen gemeinsamen Halter gehalten werden. Ferner können mehrere Rollen, die in einer radialen Richtung auf der gleichen Linie unter einer großen Anzahl von kurzen Rollen, die radial in Gruppen auf mehreren konzentrischen Kreisen aufgeteilt angeordnet sind, angeordnet sind, durch eine in einem gemeinsamen Halter ausgebildete gleiche Fensteröffnung gehalten werden.
In dem Kompressor der vorliegenden Erfindung kann als Schuh, der durch die Schuhhalteplatte gehalten wird, einer verwendet werden, der mit einem Schuhflansch versehen ist, der mit einem Schuhkörper integral ist. Die ebene Form des Schuhflansches kann eine im wesentlichen rechteckige Form sein. Alternativ kann die ebene Form des Schuhflansches im wesentlichen eine Fächerform sein. Ferner kann die ebene Form des Schuhflansches alternativ im wesentlichen eine Form zwischen einer Rechteckform und einer Fächerform sein. In jedem Fall kann der Flansch im Vergleich zu dem Fall einer ebenen großen Kreisform des Schuhflansches so groß wie möglich gemacht werden, während eine gegenseitige Störung vermieden wird, so dass die Gleitwirkung der Schuhe gleichmäßiger wird und deshalb das Ausgabevolumen sanft verändert werden kann.
Bei dem Kompressor der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Schuhhalteplatte um das Antriebsdrucklager zu entfernen und die Schuhe direkt gleitend in die Antriebsscheibe eingreifen zu lassen. In diesem Fall sind die Eingriffsteile der Antriebsscheibe und der Schuhe wie häufig in der Vergangenheit ausgebildet, aber die Welle läuft nicht durch die Antriebsscheibe und die Antriebsscheibe ist nur durch das vordere Ende des Gehäuses gehalten. Deshalb können selbst bei dieser Konstruktion die oben erläuterten Wirkungen der vorliegenden Erfindung erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung sieht als weiteres Mittel zum Lösen der obigen Probleme einen Kompressor vor, mit einer eine Drehkraft von einer Kraftquelle empfangenden Welle; mehreren Kolben, die durch ihren mit der Welle verbundenen Antrieb in Hubbewegung eingreifen; einem mit mehreren die Kolben aufnehmenden Zylinderbohrungen ausgebildeten Zylinderblock; einer Ansaugkammer, aus der die Kolben ein Fluid in in den Zylinderbohrungen ausgebildeten Arbeitskammern ansaugen lassen; einer Ausgabekammer, zu der in den Arbeitskammern komprimiertes Fluid ausgegeben wird; wenigstens eine Schalldämpfungskammer, die einen offenen Raum bildet, der unter Verwendung eines toten Raums des Zylinderblocks gebildet ist; und einem Verbindungsanschluss zum Verbinden der Schalldämpfungskammer und wenigstens einer der Ansaugkammer und der Ausgabekammer.
Bei diesem Kompressor wird, da ein Verbindungsanschluss zum Verbinden wenigstens einer Schalldämpfungskammer, die einen offenen Raum bildet, der unter Verwendung des toten Raums des Zylinderblocks gebildet ist, mit wenigstens einer der Ansaugkammer und der Ausgabekammer vorgesehen ist, die mit der Schalldämpfungskammer in Verbindung stehende Ansaugkammer oder Ausgabekammer im wesentlichen in den gleichen Zustand versetzt wie wenn sie im Volumen erhöht wird. Als Ergebnis wird ein Pulsieren des Ansaugens und Ausgebens durch das große Volumen der Ansaugkammer oder der Ausgabekammer unterdrückt. Da jedoch die Schalldämpfungskammer unter Verwendung des toten Raums des Zylinderblocks gebildet ist, wird die Größe des Kompressors aufgrund des Vorsehens der Schalldämpfungskammer nicht größer. Durch Vorsehen der Antriebsscheibe an der Welle ist es möglich, einen Antriebsscheibenkompressor zu bilden, der die Kolben in Hubbewegung durch die Antriebsscheibe eingreifen lässt. Ähnliche Effekte werden auch in diesem Fall erzielt.
Wenn die Antriebsscheibe mit der Welle verbunden ist, so dass sie ihren Neigungswinkel verändern kann, arbeitet der Kompressor als Antriebsscheibenkompressor mit variablem Volumen. Deshalb können nicht nur ähnliche Effekte wie in dem obigen Fall erzielt werden, sondern das Ausgabevolumen kann auch gleichmäßig verändert werden. Ferner ist es möglich, die Schuhhalteplatte, welche den gleichen Neigungswinkel wie die Antriebsscheibe einnimmt, aber an einer Drehung gehindert ist, durch die Antriebsscheibe durch das Antriebsdrucklager zu halten, und es ist möglich, die mit den Enden der Kolben in Eingriff stehenden mehreren Schuhe zu führen, so dass sie durch die mehreren in der radialen Richtung am Umfang der Schuhhalteplatte ausgebildeten Schuhführungsnuten in der radialen Richtung frei gleiten können. Deswegen stehen die Schuhe nicht direkt mit der Antriebsscheibe in Reibschluss, und so erhält man einen effizienten Kompressor. Ferner wird, falls jeder Schuh durch einen Schuhkörper, der mit einer kugelförmigen Vertiefung versehen ist, die mit dem an einem Kolben vorgesehenen kugelförmigen Ende in Eingriff steht, und einem Paar aus den zwei Seiten integral aus dem Schuhkörper heraus stehenden und mit der Schuhhalteplatte in Eingriff stehenden Schuhflanschen ausgebildet ist, der Schuh durch die Schuhhalteplatte sanft geführt. In beiden Fällen werden ähnliche Effekte wie in dem obigen Fall erzielt.
Bei diesem Kompressor ist es möglich, als Einrichtung zum Verändern des Neigungswinkels der Antriebsscheibe, um ein Ausgabevolumen zu verändern, und zum Verbinden der Welle und der Antriebsscheibe einen aus mehreren Stiften und mehreren Führungsnuten, mit denen die Stifte an einer Position von der axialen Mitte der Welle entfernt in Eingriff stehen, bestehenden Gleitverbindungsmechanismus vorzusehen. Auch in diesem Fall ist es möglich, die Welle nur durch das vordere Ende des Gehäuses axial zu halten. In beiden Fällen läuft die Welle nicht durch die Antriebsscheibe und erstreckt sich zu dem Zylinderblock, so dass ein toter Raum in dem Zylinderblock entsteht. Deshalb ist es möglich, eine Schalldämpfungskammer eines großen Volumens unter Verwendung dieses toten Raums zu bilden, so dass es möglich wird, das Pulsieren des Ansaugens oder Ausgebens effektiv zu verringern.
Die vorliegende Erfindung sieht als noch weitere Einrichtung zum Lösen der obigen Probleme einen Kompressor vor, mit mehreren Kolben zum Komprimieren eines Fluids; einem mit mehreren Zylinderbohrungen zum Aufnehmen der Kolben ausgebildeten Zylinderblock; und einem Volumenregelventil zum Verändern eines Ausgabevolumens des Kompressors, welches unter Verwendung eines toten Raums des Zylinderblocks, wo die Zylinderbohrungen nicht ausgebildet sind, angebracht ist.
Bei diesem Kompressor wird, da ein Volumenregelventil zum Verändern des Ausgabevolumens des Kompressors unter Verwendung einer Art in dem Zylinderblock gebildeten toten Raumes vorgesehen ist, die Größe des Kompressors aufgrund des Vorsehens des Volumenregelventils nicht größer. Da das Volumenregelventil innerhalb des Kompressors vorgesehen ist, ist beim Konstatieren des in das zu komprimierende Fluid einzutauchenden Volumenregelventils das einzige Teil, das in dem Volumenregelventil nach außen hermetisch sein muss, der Ort, an dem die Signalleitung herausgeführt wird. Deshalb wird das Abdichten des Volumenregelventils einfacher als bei einem herkömmlichen Kompressor.
Insbesondere kann dieser Kompressor ausgeführt sein mit einer Welle, die eine Drehkraft von einer Energiequelle empfängt; einer Antriebsscheibe, die durch Verbindung mit der Welle angetrieben gedreht wird und sich bezüglich der Welle neigen kann; mehreren Kolben, die durch Eingreifen in die Antriebsscheibe in Hubbewegung eingreifen; einem mit mehreren Zylinderbohrungen, welche die Kolben parallel zu der Welle um eine Mittelachse der Welle aufnehmen, ausgebildeten Zylinderblock; und einem Volumenregelventil, das unter Verwendung eines toten Raums in der Mitte des Zylinderblocks angebracht ist und einen Neigungswinkel der Antriebsscheibe verändern kann, um so ein Ausgabevolumen des Kompressors zu verändern.
Die vorliegende Erfindung sieht als weitere Maßnahme zum Lösen der obigen Probleme einen Antriebsscheibenkompressor mit variablem Volumen vor, der mit einer durch die Verbindung mit einer Welle zum Drehen angetriebenen Antriebsscheibe versehen ist, mehrere Kolben durch diese Antriebsscheibe in Hubbewegung eingreifen lässt, und das Ausgabevolumen durch Verändern des Neigungswinkels der Antriebsscheibe gleichmäßig verändern kann, wobei die mehreren Zylinderbohrungen, welche die mehreren Kolben aufnehmen, parallel zu der Welle in dem Zylinderblock um die Mittelachse der Welle ausgebildet sind, und wobei ein Volumenregelventil zum Verändern des Neigungswinkels der Antriebsscheibe unter Verwendung des in der Mitte des Zylinderblocks ausgebildeten toten Raums vorgesehen ist. Auch in diesem Fall werden ähnliche Effekte wie jene des obigen Falls erhalten.
Es ist möglich, den Druck in der Antriebsscheibenkammer, welche die Antriebsscheibe beinhaltet, durch das obige Volumenregelventil zu verändern, um so das Ausgabevolumen des Kompressors zu verändern. Der Druck der Antriebsscheibenkammer ist der Gegendruck aller Kolben, so dass sich, wenn der Druck in der Antriebsscheibenkammer durch den Betrieb des Volumenregelventils verändert, der Gleichgewichtszustand mit der Reaktionskraft des durch die Kolben in den Arbeitskammern in den Zylinderbohrungen komprimierten Fluids verändert, die durchschnittliche Axialposition der Kolben verändert und der Neigungswinkel der Antriebsscheibe verändert, um die Hübe der Kolben zu verändern, so dass das Ausgabevolumen des Kompressors gleichmäßig verändert wird.
Ferner ist es bei diesem Kompressor möglich, eine Schuhhalteplatte, welche den gleichen Neigungswinkel wie die Antriebsscheibe einnimmt, aber an einer Drehung gehindert ist, durch die Antriebsscheibe durch ein Antriebsdrucklager zu halten und die mehreren mit den Enden der Kolben in Eingriff stehenden Schuhe zu führen, um so durch mehrere Schuhführungsnuten, die in der Radialrichtung an einem Umfangsteil der Schuhhalteplatte ausgebildet sind, in der radialen Richtung frei gleiten zu können. Deswegen stehen die Schuhe nicht direkt mit der Antriebsscheibe in Reibschluss, so dass man einen effizienten Antriebsscheibenkompressor mit variablem Volumen erhält. Auch in diesem Fall werden ähnliche Effekte wie die obigen erzielt.
Ferner kann bei diesem Kompressor als Einrichtung zum Verändern des Neigungswinkels der Antriebsscheibe, um ein Ausgabevolumen zu verändern, und zum Verbinden der Welle und der Antriebsscheibe ein Gleitverbindungsmechanismus bestehend aus mehreren Stiften und mehreren Führungsnuten, mit denen die Stifte in Eingriff stehen, an einer Position entfernt von der axialen Mitte der Welle vorgesehen werden. Ferner kann die Welle nur durch ein vorderes Ende des Gehäuses durch ein Lager axial gehalten werden. In beiden Fällen entsteht in dem Zylinderblock ein großer toter Raum, da die Welle nicht durch die Antriebsscheibe läuft und sich nicht in den Zylinderblock erstreckt. Deshalb kann ein Volumenregelventil unter Verwendung des toten Raumes im Zylinderblock vorgesehen werden, und so wird die Größe des Kompressors nicht größer.
Ferner kann bei diesem Kompressor das Volumenregelventil einen beliebigen Druck zwischen dem Druck der Ansaugkammer und dem Druck der Ausgabekammer erzeugen. Deswegen kann das Ausgabevolumen des Kompressors gleichmäßig verändert werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen klarer: Darin zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnitt-Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kompressors der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Längsschnitt-Vorderansicht eines weiteren Betriebszustandes des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels;
Fig. 3 eine Seitenansicht der zusammengehörenden Teile einer Schuhhalteplatte und von Schuhen;
Fig. 4 eine Schnittansicht der Form eines Schuhes;
Fig. 5 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Kolbens eines zweiten Ausführungsbeispiels;
Fig. 6 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Kolbens eines dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 7 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Kolbens eines vierten Ausführungsbeispiels;
Fig. 8 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Kolbens eines fünften Ausführungsbeispiels;
Fig. 9 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Kolbens eines sechsten Ausführungsbeispiels;
Fig. 10 einen Teillängsschnitt eines Betriebszustandes, in dem ein Kompressor mit variablem Volumen eines siebten Ausführungsbeispiels sein maximales Ausgabevolumen gibt;
Fig. 11 einen Teillängsschnitt eines Betriebszustandes, in dem das Ausgabevolumen des Kompressors mit variablem Volumen des siebten Ausführungsbeispiels Null ist;
Fig. 12 einen Teillängsschnitt eines Betriebszustandes, in dem der Kompressor mit variablem Volumen des siebten Ausführungsbeispiels sein im wesentlichen minimales Ausgabevolumen gibt;
Fig. 13 eine Seitenansicht einer Torsionsschraubenfeder, einem Merkmal des siebten Ausführungsbeispiels, und von teilweise weggeschnittenen zugehörigen Teilen;
Fig. 14 eine Darstellung nur der Torsionsschraubenfeder des siebten Ausführungsbeispiels;
Fig. 15A einen Längsschnitt von Schlüsselteilen eines achten Ausführungsbeispiels;
Fig. 15B einen Längsschnitt eines Standes der Technik zum Vergleich mit dem achten Ausführungsbeispiel;
Fig. 16A eine Draufsicht eines speziellen Beispiels des achten Ausführungsbeispiels;
Fig. 16B einen Längsschnitt des achten Ausführungsbeispiels;
Fig. 17A einen Längsschnitt eines Beispiels einer Anwendung des achten Ausführungsbeispiels;
Fig. 17B einen Längsschnitt eines weiteren Beispiels einer Anwendung des achten Ausführungsbeispiels;
Fig. 18 eine Konzeptdarstellung der Positionsbeziehung und der Kraftbeziehung, wenn der Neigungswinkel einer Antriebsscheibe Null ist;
Fig. 19 eine Konzeptdarstellung der Positionsbeziehung und der Kraftbeziehung, wenn der Neigungswinkel einer Antriebsscheibe groß ist;
Fig. 20 eine Konzeptdarstellung des herkömmlichen Nadellagers, welches als Antriebsdrucklager verwendet werden kann;
Fig. 21 eine Schnittdarstellung des in Fig. 20 dargestellten Nadellagers;
Fig. 22 eine perspektivische Darstellung einer Halterung eines herkömmlichen Nadellagers;
Fig. 23 eine Konzeptdarstellung eines einen Schlüsselteil eines neunten Ausführungsbeispiels bildenden Antriebsdrucklagers;
Fig. 24 eine Konzeptdarstellung eines einen Schlüsselteil eines zehnten Ausführungsbeispiels bildenden Antriebsdrucklagers;
Fig. 25 eine Konzeptdarstellung eines einen Schlüsselteil eines elften Ausführungsbeispiels bildenden Antriebsdrucklagers;
Fig. 26 eine perspektivische Darstellung von Schlüsselteilen eines zwölften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 27 eine Seitenansicht von zusammengehörenden Teilen einer Schuhhalteplatte und von Schuhen in einem zwölften Ausführungsbeispiel;
Fig. 28 eine Seitenansicht von zusammengehörenden Teilen einer Schuhhalteplatte und von Schuhen in einem dreizehnten Ausführungsbeispiel;
Fig. 29 eine Längsschnitt-Vorderansicht eines vierzehnten Ausführungsbeispiel eines Kompressors der vorliegenden Erfindung;
Fig. 30 eine Längsschnitt-Vorderansicht eines weiteren Betriebszustandes des in Fig. 29 dargestellten Ausführungsbeispiels;
Fig. 31 eine Draufsicht von Schlüsselteilen des in Fig. 29 dargestellten Ausführungsbeispiels;
Fig. 32 eine Draufsicht von Schlüsselteilen eines fünfzehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 33 eine Längsschnitt-Vorderansicht eines Antriebsscheibenkompressors mit variablem Volumen gemäß einem sechzehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 34 eine perspektivische Darstellung einer Außenform eines Schuhs und eines Eingriffsteils mit dem Kolben;
Fig. 35 eine Seitenansicht von zusammengehörenden Teilen einer Schuhhalteplatte und von Schuhen;
Fig. 36 eine Seitenansicht eines ersten Beispiels einer Anordnung von mit einer Schalldämpfungskammer in Verbindung stehenden Anschlüssen;
Fig. 37 eine Seitenansicht eines zweiten Beispiels einer Anordnung eines mit einer Schalldämpfungskammer in Verbindung stehenden Anschlusses;
Fig. 38 eine Längsschnitt-Vorderansicht eines Standes der Technik;
Fig. 39 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels des Kompressors der vorliegenden Erfindung;
Fig. 40 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Volumenregelventils und seiner zugehörigen Teile;
Fig. 41 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Volumenregelventils und seiner zugehörigen Teile;
Fig. 42 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispiel eines Volumenregelventils und seiner zugehörigen Teile;
Fig. 43 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiel des Kompressors der vorliegenden Erfindung;
Fig. 44 einen Längsschnitt des Standes der Technik; und
Fig. 45 einen Längsschnitt eines vergrößerten Volumenregelventils im Stand der Technik von Fig. 44.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf die anhängenden Figuren beschrieben.
Fig. 1 bis Fig. 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kompressors der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1, die den Längsschnitt-Aufbau des Kompressors als Ganzes in einem das maximale Ausgabevolumen abgebenden Betriebszustand zeigt, ist die Bezugsziffer 1 ein das vordere Gehäuse bildendes Teil eines Gehäuses des Kompressors, während 2 ein Zylinderblock ist, der in das vordere Gehäuse 1 eingesetzt und mit dem vorderen Gehäuse 1 und einem hinteren Gehäuse 3 hinten durch eine Befestigungseinrichtung wie beispielsweise durch Schrauben bzw. Bolzen verbunden ist. An der Innenseite des Zylinderblocks 2 sind mehrere (zum Beispiel sechs) Zylinderbohrungen 21 ausgebildet, die sich im allgemeinen äquidistant um eine Mittelachse in der Seitenrichtung in Fig. 1 (später als "Axialrichtung" bezeichnet) erstrecken. Am Außenumfang an der Innenseite des hinteren Gehäuses ist eine Ansaugkammer 31 ausgebildet, die einen offenen Raum bildet. In der Mitte ist eine Ausgabekammer 32 ausgebildet, die einen offenen Raum bildet.
Die Bezugsziffer 4 ist eine Welle zum Empfangen einer Drehkraft von einer externen Energiequelle. Ein Scheibenteil 41 ist integral und senkrecht zu dieser ausgebildet. Ein einzelner Radialrichtungsarm 42 ist vorgesehen, um im allgemeinen in der Axialrichtung aus einem Teil des Außenumfangs des Scheibenteils 41 herauszustehen. An dem Arm 42 sind zwei als Nocken dienende Führungsnuten, d. h. eine obere Führungsnut 43 und eine untere Führungsnut 44 in vorgegebenen Formen an vorgegebenen Positionen oben und unten ausgebildet. Die Welle 4 wird durch das vordere Gehäuse 1 durch Radiallager 402 und 404 axial gehalten und wird durch das vordere Gehäuse 1 in der Axialrichtung ebenso durch ein Drucklager 403, welches die Rückseite des Scheibenteils 41 trägt, axial gehalten. Es wird darauf hingewiesen, dass Wellendichtungsvorrichtungen 401 an diesen Lagerteilen vorgesehen sind, um einen Austritt eines Fluids aus der Welle 4 herum nach außen zu verhindern.
Die Bezugsziffer 5 ist eine Antriebsscheibe bestehend aus einem im wesentlichen scheibenförmigen Scheibenteil 5a, einem Wellenteil 5b, das so geformt ist, dass es aus ihrer Mitte hervorsteht, einem Randteil 5c, das in einer Ringform von dem Scheibenteil 5a um das Wellenteil 5b herum hervorsteht, und dergleichen. Die Antriebsscheibe 5 ist mit zwei Radialrichtungsarmen 51 versehen, die von ihrer Rückseite zu dem Scheibenteil 41 hervorstehen, und trägt zwei Stifte 52 und 53 zwischen den zwei Armen 51. Diese Stifte 52 und 53 sind in die obere Führungsnut 43 und die untere Führungsnut 44 eingesetzt, die in dem oben erwähnten Arm 42 an der Seite der Welle 4 ausgebildet sind, um mit diesen gleitend in Eingriff zu stehen. Deswegen kann die Antriebsscheibe 5 zusammen mit der Welle 4 drehen und bezüglich der Welle 4 geneigt werden.
Das Wellenteil 5b der Antriebsscheibe 5 weist darüber eine Schuhhalteplatte 6 mit einer Öffnung in ihrer Mitte auf. Diese ist drehbar mit der Antriebsscheibe 5 durch ein Halteplatten-Drucklager 601 und eine Halteeinheit 9 verbunden. Die Schuhhalteplatte 6 greift die später erläuterten Schuhe 8 und das später erläuterte Antriebsdrucklager 5 mit der Antriebsscheibe 5 und wird zur Führungsbewegung der Schuhe 8 in der radialen Richtung benutzt. Es wird darauf hingewiesen, dass das Wellenteil 5b der Antriebsscheibe 5 mit einem Außengewinde zum Einschrauben in die Haltemutter 9 versehen ist.
Die spezielle Form der Schuhhalteplatte 6 in dem ersten Ausführungsbeispiel wird bei Betrachtung von Fig. 3 sowie zusätzlich der Fig. 1 und der Fig. 2 klar. Die Schuhhalteplatte 6 ist mit einer kreisförmigen Vertiefung 6a in der Mitte versehen und kann das Halteplatten-Drucklager 601 in dieser Vertiefung 6a aufnehmen. In der Mitte der Vertiefung 6a ist eine Mittelöffnung 6b zum Eingriff des Wellenteils 6b der Antriebsscheibe 5 ausgebildet. Am Umfang der Schuhhalteplatte 6 ist die exakt gleiche Anzahl an Schuhführungsnuten 6c, die durch sich radial erstreckende U-förmige Ausschnittteile gebildet sind, wie die Anzahl von Kolben 7 (zum Beispiel sechs) ausgebildet.
Mit jeder Schuhführungsnut 6c steht ein Schuhkörper 8a einer Form nahe eines Zylinders mit geschlossenem Boden eines Schuhs 8 mit einer Verschleißfestigkeit der in Fig. 3 und Fig. 5 gezeigten Form gleitend in Eingriff. Die Schuhhalteplatte 6 ist drehbar bezüglich der Antriebsscheibe 5 verbunden, aber da die an dem Kolben 7 angebrachten Schuhkörper 8a mit den Schuhführungsnuten 6c der Schuhhalteplatte 6 in Eingriff stehen, ist eine Drehung der Schuhhalteplatte 6 verhindert und es wird nur eine Schaukelbewegung zusammen mit der geneigten Drehbewegung der Antriebsscheibe 5 durchgeführt. Gleichzeitig treten einige Veränderungen in den Abständen unter den mehreren Schuhkörpern 8 an der Schuhhalteplatte 6 und ihren Positionen auf. Deshalb sind die Breite und andere Abmessungen der Schuhführungsnuten 6c der Schuhhalteplatte 6 mit einem Rand eingestellt, so dass mit den Schuhkörpern 8a Freiräume gebildet sind, wie durch Bezugsziffern 62a und 62b in Fig. 3 dargestellt.
Ferner ist jeder Schuh 8 mit einem Schuhflansch 8c ausgebildet, der aus dem Schuhkörper 8a zu den Seiten herausragt. Auf jeden Schuhflansch 8c wird durch die zwei Seitenabschnitte der in der Schuhhalteplatte 6 ausgebildeten entsprechenden Schuhführungsnut 6c gedrückt. Ferner ist; wie in Fig. 4 dargestellt, jeder Schuh 8 mit einer kugelförmigen Vertiefung 8b ausgebildet, in welche ein an einem Ende eines Kolbens 7 ausgebildetes kugelförmiges Ende 7a eingepasst ist und durch Verstemmen oder ein anderes Verfahren verriegelt wird, wodurch das Ende mit dem Schuh 8 in einer drehbaren und gleitenden Weise in Eingriff steht. Der Kolben 7, an dem der Schuh 8 angebracht ist, ist verschiebbar in eine oben erwähnte Zylinderbohrung 21 eingesetzt.
Die über das an dem Wellenteil 5b der Antriebsscheibe 5 ausgebildete Außengewinde geschraubte Haltemutter 9 drückt die Schuhhalteplatte 6 durch das Halteplatten- Drucklager 601 zu dem Antriebsdrucklager 500 und der Antriebsscheibe 5. Deswegen drückt die Schuhhalteplatte 6 gleichzeitig die mehreren Schuhe 8 auf das Antriebsdrucklager 500. Auf diese Weise werden das Drucklager 500, die mehreren Schuhe 8, die Schuhhalteplatte 6 und das Halteplatten-Drucklager 601 auf der Antriebsscheibe 5 zusammengebaut. Das Randteil 5c der Antriebsscheibe 5 ist zur Positionierung des Lagers 500 bezüglich des Scheibenteils 5a nützlich. Es wird darauf hingewiesen, dass die in Fig. 1 und in Fig. 2 dargestellten Bezugsziffern 501 und 502 ringförmige Platten sind, die einen Teil des Antriebsdrucklagers 500 bilden.
Die Bezugsziffer 10 ist eine Ventilöffnungsplatte mit wenigstens jeweils einem Ansauganschluss 10a oder einem Ausgabeanschluss 10b, die durch diese an allen Zylinderbohrung 21 entsprechenden Stellen laufen. Jeder Ansauganschluss 10a der Ventilöffnungsplatte ist von der Ansaugkammer 31 des hinteren Gehäuses 3 von der Seite der Zylinderbohrung 21 durch einen Teil des Ansaugventils 13 aus einer einzelnen dünnen Platte eines Federstahls abgetrennt. Jeder Ausgabeanschluss 10b ist von der Seite der Ausgabekammer 32 in dem hinteren Gehäuse 3 wieder durch einen Teil des Ausgabeventils 11 aus einer einzelnen dünnen Platte eines Federstahls abgetrennt. Das Ausgabeventil 11 wird gleichzeitig befestigt, wenn ein dieses Ventil schützender Ventilhalter 12durch eine Schraube 14 an eine Ventilöffnungsplatte 10 geschraubt wird. Ferner werden die Ventilöffnungsplatte 10 und das Ansaugventil 13 durch Greifen zwischen dem vorderen Gehäuse 1 und dem Zylinderblock 2 und dem hinteren Gehäuse 3 gegriffen, wenn diese insgesamt zusammen befestigt werden.
Als nächstes wird die Funktionsweise des Antriebsscheibenkompressors mit variablem Volumen des ersten Ausführungsbeispiels erläutert. Wenn die Welle 4 durch eine externe Energiequelle wie beispielsweise einen in einem Fahrzeug montierten Verbrennungsmotor zum Drehen angetrieben wird, dreht sich die mit dem Scheibenteil 41 der Welle 4 durch den Arm 42, die obere und die untere Führungsnut 43 und 44, die zwei Stifte 52 und 53 und die zwei Arme 51 verbundene Antriebsscheibe 5 zusammen mit der Welle 4. Die Schuhhalteplatte 6 wird jedoch bezüglich der Antriebsscheibe 5 durch das Halteplatten-Drucklager 601 gehalten und die mit den Schuhführungsnuten 6c in Eingriff stehenden mehrere Schuhe 8 greifen in die kugelförmigen Enden der Kolben 7 ein, so dass sich die Platte nicht dreht. Deshalb greift die Schuhhalteplatte 6 nur in Schaukelbewegung einer ihrem Neigungswinkel entsprechenden Amplitude unter Greifen des Antriebsdrucklagers 500 und der mehreren Schuhe 8 in die Antriebsscheibe 5 ein, wenn die Antriebsscheibe 5 bezüglich der imaginären Ebene senkrecht zu der Welle 4 geneigt ist. Deswegen greifen die zwischen der Schuhhalteplatte 6 und der Antriebsscheibe 5 durch das Antriebsdrucklager 500 und die mehreren mit diesen verbundenen Kolben 7 gegriffenen mehreren Schuhe 8 in Hubbewegung in die Zylinderbohrungen 21 ein.
Im Fall des ersten Ausführungsbeispiels verändern, wenn sich die zwei Stifte 52 und 53 durch Gleiten in der oberen Führungsnut 43 und der unteren Führungsnut 44 an der Seite der Welle 4 bewegen, die Antriebsscheibe 5 und die Schuhhalteplatte 6 ihren Neigungswinkel bezüglich der Ebene senkrecht zu der Welle 4, so dass sich gleichzeitig die Hübe aller Kolben 7 um exakt die gleichen Maße verändern. Deswegen verändert sich das Ausgabevolumen des Kompressors gleichmäßig.
Die an der Oberseite jedes Kolbens ausgebildete Arbeitskammer C dehnt sich im Ansaughub unter den mehreren Kolben 7 aus und erhält einen niedrigen Druck, so dass das in der Ansaugkammer 31 zu komprimierende Fluid, zum Beispiel das Kühlmittel eines Klimasystems, das an dem Ansauganschluss 10a der Ventilöffnungsplatte 10 vorgesehene Ansaugventil 13 aufdrückt und einströmt. Im Gegensatz dazu zieht sich die an der Oberseite jedes Kolbens 7 ausgebildete Arbeitskammer C bei dem Kompressionshub zusammen, so dass das Fluid darin komprimiert wird und einen hohen Druck erhält und das an dem Ausgabeanschluss 10b der Ventilöffnungsplatte 10 vorgesehene Ausgabeventil 11 aufdrückt, um aus der Ausgabekammer 32 ausgegeben zu werden. Das Ausgabevolumen ist in diesem Fall im wesentlichen proportional zu der Länge des Hubs des Kolbens 7, der durch den Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 bestimmt ist.
Falls sich der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 auf diese Weise verändert, verändert sich das Ausgabevolumen des Kompressors, so dass das Ausgabevolumen in dem Kompressor des ersten Ausführungsbeispiels durch Verändern des Drucks in der vorderen Gehäusekammer 1a, welchen den Gegendruck aller Kolben 7 unter Verwendung eines nicht dargestellten Druckregelventils und dergleichen bildet, gesteuert werden kann. Normalerweise wird ein Druck zwischen dem hohen Druck der Ausgabekammer 32 und dem niedrigen Druck der Ansaugkammer 31 von dem Druckregelventil eingeleitet.
Beim Erhöhen des Drucks in der vorderen Gehäusekammer 1a, d. h. des Gegendrucks aller Kolben 7, geht der Gleichgewichtszustand mit dem Druck in der an der Oberseite jedes Kolbens 7 ausgebildeten Arbeitskammer C verloren, und die mittlere Stellung der Kolben 7 in der Hubbewegung bewegt sich zu einer Stellung nahe zu der Ventilöffnungsplatte 10 bis ein neuer Gleichgewichtszustand erzielt ist. Deswegen werden die Hübe aller Kolben 7 kleiner, so dass das Ausgabevolumen des Kompressors gleichmäßig verringert wird.
Fig. 2 zeigt den Zustand, wenn die Hübe der Kolben 7 im wesentlichen Null werden und das Ausgabevolumen im wesentlichen Null wird. In diesem Fall wird der Druck in der vorderen Gehäusekammer 1a maximal und der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 wird im wesentlichen Null, so dass die Kolben 7 an Positionen im wesentlichen an der oberen toten Mitte sind und nicht in die Hubbewegung in den Zylinderbohrungen 21 eingreifen.
Im Gegensatz dazu wird, falls ein nicht dargestelltes Druckregelventil zur Verringerung des Drucks in der vorderen Gehäusekammer 1a betrieben wird, der auf die Kolben 7 wirkende Gegendruck kleiner, so dass die Hübe aller Kolben 7 insgesamt größer werden und das Ausgabevolumen des Kompressors gleichmäßig größer wird. Fig. 1 zeigt den Zustand, in dem der Druck in der vorderen Gehäusekammer 1a minimal wird, so dass der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 zu dem maximalen Ausmaß größer wird, und in dem die Hübe der Kolben 7 und das Ausgabevolumen des Kompressors maximal werden.
Die charakteristischen Merkmale des ersten Ausführungsbeispiels liegen in der Tatsache, dass mehrere mit den kugelförmigen Enden der Kolben 7 direkt in Eingriff stehende Schuhe 8 durch eine einzelne Schuhhalteplatte 6 mit der Antriebsscheibe 5 durch das Antriebsdrucklager 500 gegriffen und gehalten werden, und in der Tatsache, dass die Antriebsscheibe mit dem Arm 42 an der Seite der Welle 4 unter Verwendung eines Doppelgleitverbindungsmechanismus bestehend aus zwei Führungsnuten 43 und 44 und zwei Stiften 52 und 53 verbunden ist.
Deswegen kann die große Reibung, die in einem herkömmlichen Antriebsscheibenkompressor mit variablem Volumen zwischen der Antriebsscheibe 5 und den Schuhen 8 auftrat, durch das Drucklager 500 vermieden werden, so dass die Haltbarkeit der Schuhe 8 und deshalb die Zuverlässigkeit des Kompressors mit variablem Volumen deutlich verbessert werden.
Ferner wird der Reibungsverlust zwischen der Antriebsscheibe 5 und den Schuhen 8 verringert, so dass die großen Vorteile erzielt werden können, dass die mechanische Leistung verbessert wird und die Kompressionsleistung verbessert wird.
Ferner besteht beim Halten der Welle 4 durch Radiallager 402 und 404, die an dem vorderen Ende des vorderen Gehäuses 1 vorgesehen sind und die Welle 4 und die Antriebsscheibe 5 durch einen Doppelgleitverbindungsmechanismus verbinden, nicht länger eine Notwendigkeit, die Welle 4 durch die Mitte der Antriebsscheibe 5 zu führen und sie bis zu dem Zylinderblock 2 zu erstrecken. Deshalb wird es möglich, ein Halteplatten-Drucklager 601 mit einem kleinen Durchmesser zum Verbinden der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 und dergleichen zu verwenden, so dass strukturelle Einschränkungen beseitigt werden und es deshalb möglich ist, den Kompressor insgesamt kompakter zu machen, und seine Konstruktion stromlinienförmiger zu machen. Dies trägt sehr zu der Verringerung der Herstellkosten bei.
Übrigens können auch ohne Verwendung eines Doppelgleitverbindungsmechanismus die Antriebsscheibe 5 und die Schuhhalteplatte 6 mit der Welle 4 verbunden werden. In diesem Fall ist es jedoch notwendig, eine Welle 4, die durch die Mitte der Antriebsscheibe 5 und die Schuhhalteplatte 6 läuft, vorzusehen, so dass das verwendete Halteplatten-Drucklager 601 eines mit genügend großen Abmessungen, um das Laufen der Welle 4 durch seine Mitte zu ermöglichen, sein muss. Dies hat den Folgeeffekt, dass nicht nur der Durchmesser der Schuhhalteplatte 6 größer gemacht wird, sondern auch der Umfang des Kompressors insgesamt vergrößert wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass als Maßnahme zum Verändern des Neigungswinkels der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6, um das Ausgabevolumen des Kompressors zu verändern, in dem ersten Ausführungsbeispiel der Druck in dem vorderen Gehäuse 1a verändert wurde, aber die vorliegende Erfindung ist nicht durch die Natur dieser Maßnahme charakterisiert, so dass es natürlich möglich ist, eine beliebige andere Maßnahme, welche die Lösung der gleichen Aufgabe ermöglicht, einzusetzen.
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kompressors mit variablem Volumen der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele von dem in Fig. 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel bis zu dem in Fig. 9 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel haben als charakteristische Merkmale die Konstruktionen ihrer Kolben 7. Die übrigen Konstruktionen können die gleichen wie jene des oben genannten ersten Ausführungsbeispiels sein, so dass auf die Erläuterungen der Gesamtkonstruktionen dieser Ausführungsbeispiele verzichtet wird und nur die detaillierten Aufbauten der Kolben 7 erläutert werden. Ferner werden den gemeinsamen Teilen mit dem oben genannten ersten Ausführungsbeispiel die gleichen Bezugsziffern zugewiesen und auf Erläuterungen wird verzichtet.
Es gibt einige gemeinsame Punkt unter den die Schlüsselteile dieser Ausführungsbeispiele bildenden Kolben. Der erste gemeinsame Punkt ist, dass alle Kolben dünne hohle Konstruktionen aufweisen. Ferner sind die oben genannten kugelförmigen Enden 7a durch ein Verfahren wie beispielsweise ein Integralformen im voraus oder Schweißen ausgebildet. In diesem Fall sind nur die kugelförmigen Enden 7a massiv. Indem beinahe alle Kolben 7 dünne hohle Konstruktionen sind, werden die zwischen den kugelförmigen Enden und den Schuhen 8 wirkenden Trägheitskräfte entsprechend der Amplitude der Massen der Kolben 7 kleiner. Deswegen können die auf diese Teile wirkenden Reibungskräfte und der Abtrieb verringert werden, so dass die Haltbarkeit größer wird.
Der zweite gemeinsame Punkt unter diesen Ausführungsbeispielen liegt in der Auswahl der verwendeten Materialien. Das in der Vergangenheit häufig verwendete Material auf Aluminiumbasis wird nicht verwendet, sondern es wird ein Eisenmaterial verwendet. Als Material des Zylinderblocks 2 wird jedoch weiterhin wie in der Vergangenheit ein Material auf Aluminiumbasis benutzt. Falls ein Material auf Aluminiumbasis auch für die Kolben verwendet werden würde, würden die Gleitflächen der Zylinderbohrungen 21 und die Kolben 7 aufgrund der Reibung der gleichartigen Metalle sich leicht fressen, so dass die Gleitflächen überzogen werden müssten. Falls für die Kolben 7 jedoch ein Eisenmaterial verwendet wird, tritt ein Fressen nicht länger einfach auf, so dass die an den Zylinderbohrungen 21 aus dem Material auf Aluminiumbasis gleitenden Oberflächen nicht länger beschichtet werden müssen.
Es wird darauf hingewiesen, dass es, falls für die Kolben 7 ein Eisenmaterial verwendet wird, das Problem existiert, dass die Masse im Vergleich zu einem Material auf Aluminiumbasis ansteigt, aber dieses Problem kann vermieden werden, indem die Kolben 7 als dünne Hohlkonstruktionen ausgebildet werden, um ihr Gewicht wie oben erläutert zu verringern. Ferner gibt es, falls für die Kolben 7 ein Eisenmaterial verwendet wird, da die mit den Zylinderbohrungen 21 aus einem Material auf Aluminiumbasis gleitenden Oberflächen nicht beschichtet werden müssen, die Vorteile, dass nicht nur die Kosten des Zylinderblocks 2 und der Kolben 7 niedriger werden, sondern dass auch die Festigkeit der Kolben 7 deutlich größer wird.
Der dritte gemeinsame Punkt unter diesen Ausführungsbeispielen ist, dass jeder der Kolben 7 mit einem konisch geformten Schulterteil 7b versehen ist. Das konisch geformte Schulterteil 7b verbindet gleichmäßig das kugelförmige Ende 7a und den zylindrischen Teil 7c, so dass es für eine Spannung schwierig ist, sich an dem Verbindungsteil des kugelförmigen Endes 7a und des zylindrischen Teil 7c zu konzentrieren. Deshalb werden die Festigkeit und Haltbarkeit der Kolben 7 verbessert, so dass die Dicke reduziert und das Gewicht verringert werden kann.
Als nächstes werden die Konstruktionsmerkmale der Schlüsselteile, d. h. der Kolben 7 des zweiten Ausführungsbeispiels bis sechsten Ausführungsbeispiels einzeln erläutert. Als erstes besteht das charakteristische Merkmal des Kolbens 7 des in Fig. 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels darin, dass das kugelförmige Ende 7a und der damit verbundene hohle konische Schulterteil 7b im voraus integral ausgebildet werden, ein Ende des hohlen zylindrischen Teils 7c mit dem offenen Ende des konischen Schulterteils 7b verbunden wird, um es durch Verstemmen (oder Verschweißen oder dergleichen) zu umwickeln, und ein flacher tischförmiger Boden 7d integral mit dem anderen Ende des zylindrischen Teils 7c durch Presspassung, Verstemmen, Druckschweißen, Verkleben oder ein anderes Verfahren verbunden wird. Es wird darauf hingewiesen, dass zum Verstärken des Verbindungsteils des konischen Schulterteils 7b und des zylindrischen Teils 7c ein Stufenteil 7e und ein dünnes Teil 7f an einem Ende des zylindrischen Teils 7c ausgebildet sind.
Das charakteristische Merkmal des Kolbens 7 des in Fig. 6 dargestellten dritten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass das kugelförmige Ende 7a, der konische Schulterteil 7b und der zylindrische Teil 7c im voraus integral ausgebildet werden und der Boden 7d integral mit dem offenen Ende des zylindrischen Teils 7c durch ein Verfahren ähnlich dem Fall des zweiten Ausführungsbeispiels verbunden wird. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Konstruktion stromlinienförmiger als bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, so dass manchmal bessere Ergebnisse als bei dem zweiten Ausführungsbeispiel in den Bereichen der Kosten, der Festigkeit und dergleichen erzielt werden.
Das charakteristische Merkmal des Kolbens 7 des in Fig. 7 dargestellten vierten Ausführungsbeispiels ist, dass der zylindrische Teil 7c und der Boden 7d im voraus integral ausgebildet werden und der konische Schulterteil 7b integral mit dem offenen Ende des zylindrischen Teils 7c durch ein Verfahren ähnlich dem Fall des zweiten Ausführungsbeispiels verbunden wird. Auch in diesem Fall werden manchmal bessere Ergebnisse als bei dem zweiten Ausführungsbeispiel in den Bereichen der Kosten, der Festigkeit und dergleichen erzielt.
Das charakteristische Merkmal des Kolbens 7 des in Fig. 8 dargestellten fünften Ausführungsbeispiels ist, dass der konische Schulterteil 7b, der zylindrische Teil 7c und der Boden 7d durch ein Verfahren ähnlich dem Fall des zweiten Ausführungsbeispiels integral verbunden werden, aber das kugelförmige Ende 7a separat von diesen hergestellt und dann integral mit dem vorderen Ende des konischen Schulterteils 7b durch ein Verfahren wie beispielsweise Schweißen verbunden wird. Da die Teile im voraus separat hergestellt werden, wird die Fertigung des relativ schwierigen kugelförmigen Endes 7a und dergleichen einfach, aber es gibt den Nachteil, dass die Kosten zum integralen Verbinden der Teile ansteigen und die Festigkeit manchmal gegenüber derjenigen der obigen Ausführungsbeispiele schlechter wird.
Das charakteristische Merkmal des Kolbens 7 des in Fig. 9 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass der konische Schulterteil 7b, der zylindrische Teil 7c und der Boden 7d im voraus integral geformt werden und das kugelförmige Ende 7a separat von diesen hergestellt wird, und dann integral mit dem vorderen Ende der konischen Schulter 7d durch ein Verfahren wie beispielsweise Schweißen verbunden wird. Auch in diesem Fall wird die Fertigung des relativ schwierigen kugelförmigen Endes 7a einfach, aber abhängig von dem Verfahren des Schweißens des kugelförmigen Endes 7a an das konische Schulterteil 7b wird die Festigkeit manchmal schlechter als bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen.
Fig. 10 bis Fig. 14 zeigen ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im allgemeinen ist es bei einem Kompressor mit variablem Volumen der Art, bei welcher sich das Ausgabevolumen automatisch durch das Gleichgewicht zwischen der Kompressionsreaktionskraft in den Arbeitskammern C und der Gegenkraft der Kolben 7 wie beispielsweise dem Druck in der vorderen Gehäusekammer 1a verändert, wenn der Motor gestartet wird und der Kompressor zusammen damit zu drehen beginnt, um die Last auf den Motor zu verringern und die Erschütterung beim Starten der Drehung abzuschwächen, bevorzugt, in dem Zustand des kleinen Volumens zu stoppen. Deshalb ist eine Feder vorgesehen, die eine Kraft in eine Richtung zur Verkleinerung des Neigungswinkels der Antriebsscheibe überträgt. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist jedoch zu einem Zeitpunkt, wie beispielsweise wenn der Betrieb von einem Zustand wieder aufgenommen wird, in dem der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 im wesentlichen Null oder minimal wird und der Betrieb gestoppt ist, in dem Betriebszustand beim Erhöhen des Neigungswinkels von Null oder seinem Minimalwert, wie in Fig. 1 dargestellt, zuerst der Hub jedes Kolbens 7 extrem klein und das Fluid führt beinahe keine Kompressionsarbeit in der Arbeitskammer C durch, so dass der Druck in der Arbeitskammer C niedrig ist und deshalb ist die die Antriebsscheibe 5 schräg stellende Kraft, wie in Fig. 1 dargestellt, schwach und der Anstieg des Ausgabevolumens wird langsam. Deshalb wird die Reaktion zu einem Problem, wenn es notwendig ist, das Ausgabevolumen schnell zu erhöhen. Um dieses Problem zu lösen, sind bei einem Kompressor mit variablem Volumen der herkömmlichen Art, bei dem die Welle durch die Mitte der Antriebsscheibe läuft und sich in das Innere des Zylinderblocks erstreckt, an den zwei Seiten der Antriebsscheibe an der Stelle, wo die Welle durch die Antriebsscheibe läuft, Schraubenfedern vorgesehen und die Antriebsscheibe ist in eine Richtung zur Vergrößerung ihres Neigungswinkels durch die Kraft der zwei Kompressionsschraubenfedern, die gegeneinander drücken, vorgespannt.
Bei dem Kompressor mit variablem Volumen der vorliegenden Erfindung besteht jedoch eines der charakteristischen Merkmale darin, dass die Welle 4 grundsätzlich nicht durch die Antriebsscheibe 5 läuft. Die Antriebsscheibe 5 wird durch die Welle 4 in einer freitragenden Weise gehalten, so dass es nicht möglich ist, zwei solche Kompressionsschraubenfedern vorzusehen. Deshalb ist in dem siebten Ausführungsbeispiel anstelle der zwei Kompressionsfedern eine einzelne Torsionsschraubenfeder 15, wie beispielsweise in Fig. 14 dargestellt, vorgesehen, um dieses Problem zu lösen.
Die Form der Torsionsschraubenfeder 15 und die Eingriffszustände der Teile werden aus der Betrachtung einer der Fig. 10 bis 12 und Fig. 13 klar. Das heißt, die Torsionsschraubenfeder 15 hat eine links-rechts-symmetrische Form, wie in Fig. 13 dargestellt. Der "vordere Federarm 15a" genannte Teil in der Mitte ist so konstruiert, dass er mit der Oberfläche des Scheibenteils 41 der Welle 4 in Eingriff steht, wie in Fig. 12 dargestellt. Die Teile an den zwei Seiten der Torsionsschraubenfeder sind um den durch den einzelnen oberen Arm 51a der Antriebsscheibe 5 gehaltenen oberen Stift 52 gewickelt, dann um den durch das Paar der unteren Arme 51b gehaltenen unteren Stift 53 gewickelt, und erstrecken sich weiter, um das Paar der hinteren Federarme 15b an den zwei Enden zu bilden. Die vorderen Endteile der hinteren Federarme 15b sind so ausgebildet, dass sie mit vorstehenden Lappen 42c der an dem Scheibenteil 4 vorgesehenen unteren Arme 42b in Eingriff stehen, wenn der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 Null oder minimal wird, wie in Fig. 11 und Fig. 12 dargestellt, und dass sie von den Lappen 42c getrennt sind, wenn der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 größer als ein vorgegebener Wert wird, wie in Fig. 10 dargestellt.
Die Torsionsschraubenfeder 15 erzeugt eine Kraft FB1, welche die Antriebsscheibe 5 in eine Richtung vorspannt, in welcher der Neigungswinkel durch die Federkraft der um den oberen Stift 52 gewickelten Teile Null oder minimal wird. Diese Kraft FB1 wirkt fortlaufend auf die Antriebsscheibe 5 durch den unteren Stift 53, da der vordere Federarm 15a in stetigem Kontakt mit der Oberfläche des Scheibenteils 41 ist. Ferner kann die Torsionsschraubenfeder 15 eine Kraft FB2 erzeugen, welche die Antriebsscheibe 5 in eine Richtung zur Vergrößerung des Neigungswinkels durch die Federkraft der um den unteren Stift 53 gewickelten Teile vorspannt. Diese Kraft FB2 wirkt jedoch nur zu dem Zeitpunkt, wie beispielsweise in Fig. 11 oder Fig. 12 dargestellt, wenn die vorderen Enden des vorderen Federarms 15a mit den Fahnen 42c in Eingriff stehen, d. h. wenn der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 nahe Null oder minimal ist effektiv, um den Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 zu erhöhen und die Kraft FB1 auszugleichen. Wenn der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 eine Amplitude von mehr als einem vorgegebenen Wert hat, wie beispielsweise in dem in Fig. 10 dargestellten Fall, trennen sich die vorderen Ende des vorderen Federarms 15a von den als Fanghaltern dienenden Fahnen 42c, so dass sie nicht effektiv wirken. Deshalb erzeugt in einem solchen Betriebszustand die Torsionsschraubenfeder 15 nur die Kraft FB1. Aufgrund einer solchen Wirkung kann die Torsionsschraubenfeder 15 die Antriebsscheibe 5 in eine Richtung vorspannen, in der der Neigungswinkel in dem Zustand, in dem der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 groß ist, reduzieren, und in eine Richtung, in dem der Neigungswinkel in dem Zustand, in dem der Neigungswinkel Null oder minimal ist, erhöht wird.
Da der Kompressor mit variablem Volumen des siebten Ausführungsbeispiels mit einer einzelnen Torsionsschraubenfeder 15 mit einer derartigen Wirkung versehen ist, wird, wenn der Vorgang wie in Fig. 12 dargestellt gestoppt wird oder in einem Betriebszustand, in dem das Ausgabevolumen Null oder minimal wird, wie in Fig. 11 dargestellt, die Kraft FB2 erzeugt und wirkt in eine Richtung zum Vergrößern des Neigungswinkels der Antriebsscheibe 5, so dass beim Stoppen, wenn der Gegendruck FH in der vorderen Gehäusekammer 1a nicht auf die Kolben 7 wirkt, oder in einem Betriebszustand direkt nach dem Beginn des Vorgangs, wenn der Gegendruck FH nicht genügend ansteigt, die Antriebsscheibe 5 durch die Kraft FB2 gezwungen, einen vorgegebenen Neigungswinkel einzunehmen, und sie nimmt einen Zustand ein, wie in Fig. 12 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn das Ausgabevolumen während des Betriebs Null oder minimal gemacht wird, wie in Fig. 11 dargestellt, der Druck FH in der vorderen Gehäusekammer 1a hoch ist und die Kompressionsgegenkraft FP in den Arbeitskammern C klein ist, so dass, selbst wenn die Kraft FB2 aufgrund der Torsionsschraubenfeder 15 wirkt, der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 Null oder minimal wird. Selbst wenn die Torsionsschraubenfeder 15 vorgesehen ist, stört sie deshalb nicht die Steuerung des Ausgabevolumens.
Als nächstes wird als achtes Ausführungsbeispiel eines Kompressors mit variablem Volumen der vorliegenden Erfindung ein Ausführungsbeispiel erläutert, welches durch den Aufbau des das kugelförmige Ende 7a an einem Ende jedes Kolbens 7 und einen Schuh 8 verbindenden Kugelgelenks oder das Verfahren zu dessen Herstellung charakterisiert ist. Das achte Ausführungsbeispiel ist nur durch das Kugelgelenkteil charakterisiert, so dass der übrige Aufbau der gleiche wie in den anderen Ausführungsbeispielen sein kann. In dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden, wie in Fig. 15A dargestellt, zuerst der Kolben 7 und sein kugelförmiges Ende 7a gefertigt, dann wird eine vorgegebene Gussform verwendet, um den Schuh 8 so zu gießen, dass er das kugelförmige Ende 7a umgibt. Deswegen wird gleichzeitig zur Bildung des Schuhkörpers 8a und des Schuhflansches 8c das Verbindungsteil 17 auf einmal geformt. Die automatisch an der Seite des Schuhs 8 gebildete kugelförmige Vertiefung 8b wird durch Übertragung der kugelförmigen Oberfläche des kugelförmigen Endes 7a der Seite des Kolbens 7 gebildet, so dass die Oberflächenrauheit und andere Oberflächeneigenschaften analog übertragen werden. Deshalb wird eine maschinelle Bearbeitung oder dergleichen der kugelförmigen Vertiefung 8b unnötig. Da es ferner einfach ist, den Schuhkörper 8a um das kugelförmige Ende 7a dick zu machen, kann die Zugfestigkeit des durch Gießen geformten Verbindungsteils 17 extrem hoch gemacht werden.
Zum Vergleich ist in Fig. 15B ein Verbindungsteil 16 dargestellt, das man durch Verstemmen wie in der Vergangenheit praktiziert erhält. Auch in diesem Fall wird zuerst das kugelförmige Ende 7a an der Seite des Kolbens 7 geformt, dann wird der Schuhkörper 8a des Schuhs 8 um das kugelförmige Ende 7a herum verstemmt, aber es gibt eine Grenze der verstemmbaren Dicke des Schuhkörpers 8a, so dass es schwierig ist, die Zugfestigkeit des durch Verstemmen gebildeten Verbindungsteils 16 zu erhöhen. Ferner ist es schwierig, dies durch eine maschinelle Bearbeitung oder dergleichen zu korrigieren, selbst wenn die Oberflächeneigenschaften der kugelförmigen Vertiefung 8b des Schuhs 8 sich aufgrund des Verstemmens verschlechtern. Dagegen kann die Tatsache, dass dieses Problem nicht entsteht, als Vorteil eines durch diesen gebildeten Verbindungsteils 17 angesehen werden.
Fig. 16A und 16B zeigen spezielle Beispiele eines Schuhs 8 mit dem durch Gießen geformten Verbindungsteil 17. In jedem Fall ist die Formung durch das herkömmliche Verfahren mittels Verstemmen schwierig. Das heißt in dem Fall von Fig. 16A ist der den Verbindungsteil 17 bildende Schuhkörper, der durch Gießen des Schuhs 8 gebildet wird, in seiner Form oval. Ferner werden Verstärkungsrippen 8b an der kurzen Seite des ovalförmigen Schuhkörpers 8e gebildet. Selbst wenn der Schuh 8 eine solche komplizierte Form besitzt, ist es möglich, ihn einfach zu erhalten, da das achte Ausführungsbeispiel Gießen benutzt. In dem Fall von Fig. 16B ist der Körper des Schuhs 8 mit einer Kegelfläche 8f versehen, aber es ist möglich, das Verbindungsteil 17 durch Gießen durch Umgeben des kugelförmigen Endes 7a des Kolbens 7 durch Gießen einfach zu formen.
Das durch Gießen gebildete Verbindungsteil 17 ist nicht auf den Fall beschränkt, bei dem das kugelförmige Ende 7a direkt am Ende des Kolbens 7 ausgebildet ist. Wie in Fig. 17A dargestellt, ist es möglich, wenn eine kugelförmige Vertiefung 7g an einem Teil des Kolbens 7 ausgebildet wird und ein kugelförmiges Ende 18A einer Verbindungsstange 18 mit dieser verbunden wird, den durch Gießen durch erst Fertigen des kugelförmigen Endes 18A der Verbindungsstange 18 und dann Gießen des Kolbens 7 derart, dass er dieses umgibt, das Verbindungsteil 17 zu formen.
Ferner ist es, wie in Fig. 17B dargestellt, nicht nur möglich, das Verbindungsteil 17 durch Gießen zwischen dem Kolben 7 und einem Ende der Verbindungsstange 18 zu formen, sondern es ist auch möglich, das Verbindungsteil 17 durch Gießen zwischen dem an dem anderen Ende der Verbindungsstange 18 ausgebildeten kugelförmigen Ende 18b und dem Schuh 8 zu formen. In diesem Fall wird das kugelförmige Ende 18b im voraus an dem anderen Ende der Verbindungsstange 18 geformt und dann wird der Schuh 8 so gegossen, dass er das kugelförmige Ende 18b umgibt.
Als nächstes wird ein neuntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Der Kompressor mit variablem Volumen des neunten Ausführungsbeispiels ist durch die Verbesserung des zwischen der Antriebsscheibe 5 und dem Schuh 8 vorgesehenen Antriebsdrucklagers 500 gekennzeichnet. Für das an diesem Abschnitt vorgesehene Antriebsdrucklager 500 ist es aus den folgenden Gründen bevorzugt, ein sogenanntes Nadellager mit in der Radialrichtung langen Rollen (Nadelrollen) zu verwenden. Fig. 18 und Fig. 19 sind schematische Darstellungen der Positionsbeziehung der Antriebsscheibe 5, der Kolben 7, der Schuhe 8 und des Antriebsdrucklagers 500 und der Beziehung der auf sie wirkenden Kräfte. In dem in Fig. 18 gezeigten Zustand, in dem das Ausgabevolumen Null oder minimal ist, ist die Antriebsscheibe 5 im wesentlichen senkrecht zu der Welle 4, so dass in diesem Beispiel die Mittelteile der radial angeordneten länglichen Rollen 500a so ausgebildet sind, dass sie auf der axialen Mittellinie BS der Zylinderbohrung 21 und des Kolbens 7 liegen. Dies ist der bevorzugteste Modus, in dem die Druckkraft FP von einem Kolben 7 auf den Mittelteil der Rolle 500a in ihrer Längsrichtung (Radialrichtung der Antriebsscheibe 5) ausgeübt wird.
In dem Fall der obigen Konstruktion ist der Zustand, in dem die Antriebsscheibe 5 um exakt den Winkel um die Mitte der Neigung 4a zum Neigen gebracht wird, der durch die Bezugsziffer 4a in der Figur gezeigt ist, in Fig. 19 dargestellt. In Fig. 19 ist die durch die Mittelteile der Rollen 500a laufende und diese senkrecht schneidende Linie als NS bezeichnet, die Richtungslinien der Kraft von den zwei an der unteren toten Mitte und der oberen toten Mitte angeordneten Kolben 7 sind als FPx und FPy bezeichnet, und der Abstand von der Mittelachse der Welle 4 zu der Mittelachse BS eines Kolbens 7 ist als BP bezeichnet.
Wie klar aus Fig. 19 ersichtlich, ist die Richtung der Kraft aufgrund der Neigung der Antriebsscheibe 5 von dem Mittelteil der Rollen 500a versetzt. An dem Kolben 7x an der unteren toten Mitte bewegt sich die Richtungslinie FPx der Kraft von den Mittelteilen der Rollen 500a nach innen. Ferner bewegt sich an dem Kolben 7y an der oberen toten Mitte die Richtungslinie FPy der Kraft von den Mittelteilen der Rollen 500a nach außen. Die Position der auf die Rollen 500a wirkenden Kraft ist am bevorzugtesten an den Mittelteilen, so dass es notwendig ist, ein Wirken der Kraft auf die Enden der Rollen 500a zu vermeiden. Deshalb müssen die Rollen 500a so lang wie möglich sein.
Im allgemeinen stehen jedoch in einem radial angeordneten Nadeldrucklager die Rollen im strengen Sinne nicht in Rollkontakt mit den sie überstreichenden gegenüber liegenden Flächen. Ein Schlupf einer Amplitude entsprechend der Länge der Rollen oder des Radius der gegenüberliegenden Flächen an Positionen, an denen die Rollen eingreifen, tritt auf. Der Aufbau eines herkömmlichen Nadeldrucklagers, welches als Antriebsdrucklager 500 in dem Kompressor mit variablem Volumen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist von Fig. 20 bis Fig. 22 veranschaulicht. Die große Anzahl von auf einem einzelnen Kreis angeordneten Rollen 500a hält vorgegebene Abstände durch eine käfigartige Halterung 500b. Die Halterung 500b besteht aus zwei Halterungshälften 500c und 500d, die zusammengebaut sind. Diese Hälften sind mit fensterartigen Öffnungen 500e und 500f ausgebildet, durch welche die Rollen 500a freiliegen.
Bei einem herkömmlichen Drucklager mit einer solche Konstruktion tritt, falls der Durchmesser des die Mittelteile aller Rollen 500a verbindenden Kreises als φD und die Länge der Rollen 500a als W bezeichnet ist, ein Schlupf eines Schlupfverhältnisses W/2πD an den äußeren Enden der Rollen 500a und ein Schlupf eines Schlupfverhältnisses -W/2πD an den inneren Enden auf. Wenn der Radius des Kreises, an dem die Mittelteile aller Rollen 500a eingreifen, der gleiche ist, werden deshalb die Absolutwerte der Schlupfverhältnisse proportional zu der Länge der Rollen 500a. Natürlich ist es umso besser, je kleiner das Schlupfverhältnis ist. Während die Lebensdauer des Antriebsdrucklagers 500 auch von den Belastungsbedingungen abhängt, wird sie kürzer, wenn das Schlupfverhältnis zu groß wird.
Andererseits ist es bei dem Kompressor mit variablem Volumen der vorliegenden Erfindung notwendig, ein Antriebsdrucklager 500 vorzusehen, welches eine große Belastung zwischen der Antriebsscheibe 5 und den Schuhen 8 der Kolben 7 tragen kann, so dass es notwendig wird, ein Nadeldrucklager mit langen Rollen 500a wie oben erläutert, zu verwenden. Dies läuft jedoch der Anforderung zur Erhöhung der Lebensdauer des Lagers entgegen. Deshalb werden in einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung diese zwei Bedürfnisse gleichzeitig durch das Vorsehen eines Antriebsdrucklagers 500 mit einem kleinen Schlupfverhältnis und gleichzeitig einer ausreichend hohen Lagerbelastungsfähigkeit erfüllt.
Wie in Fig. 23 dargestellt, ist das Antriebsdrucklager 500 in dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durch die Anordnung einer großen Zahl von kurzen Rollen gekennzeichnet, die in Gruppen auf mehreren konzentrischen Kreisen aufgeteilt sind. Deshalb wird in dem neunten Ausführungsbeispiel eine konzentrische kreisförmige Vielzahl von Halterungen 503 und 504 verwendet, und eine große Anzahl von kurzen Rollen 505 und 506 wird unabhängig von diesen Halterungen 503 und 504 gehalten. Die Rollen 505 und 506 sind alle kurz, so dass der Unterschied zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der äußeren Enden und der Umfangsgeschwindigkeit der inneren Enden klein wird und das Schlupfverhältnis ebenfalls klein wird.
Das den Schlüsselteil des zehnten Ausführungsbeispiels, das man durch etwa ähnliches Denken erhält, bildende Antriebsdrucklager 500 ist in Fig. 24 dargestellt. Auch in dem zehnten Ausführungsbeispiel werden eine innere und eine äußere Reihe von kurzen Rollen 505 und 506 verwendet, aber in diesem Fall werden die Rollen 505 und 506 durch eine einzelne Halterung 507 gehalten. Bei der Verwendung von separaten Halterungen 503 und 504 wie in dem obigen neunten Ausführungsbeispiel ist es notwendig, den Abstand δW zwischen den inneren und den äußeren Rollen 505 und 506 relativ groß zu machen, so dass der Außendurchmesser des Antriebsdrucklagers 500 als Ganzes größer wird, aber wenn eine einzige Halterung 507 verwendet wird, wie in dem zehnten Ausführungsbeispiel, wird der Abstand δW klein, so dass der Außendurchmesser des Antriebsdrucklagers 500 insgesamt relativ klein gemacht werden kann.
Die Entwicklung des zehnten Ausführungsbeispiels wird im in Fig. 25 dargestellten elften Ausführungsbeispiel fortgesetzt. In diesem Fall wird eine einzelne Halterung 508 verwendet und die inneren und äußeren Rollen 505 und 506 liegen an den gleichen Fensteröffnungen frei. Es gibt einen kleinen Unterschied in den Drehgeschwindigkeiten der Rollen 505 und 506, aber der Unterschied ist klein, so dass er beinahe kein Problem darstellt. In dem elften Ausführungsbeispiel wird der Abstand δW Null, so dass der Außendurchmesser des Antriebsdrucklagers 500 insgesamt kleiner gemacht werden kann als bei dem Fall des neunten Ausführungsbeispiels oder des zehnten Ausführungsbeispiels. In jedem Fall wird es durch Verwendung einer großen Anzahl von auf mehreren konzentrischen Kreisen angeordneten kurzen Rollen 505 und 506 möglich, die Lagerbelastungsfähigkeit des Antriebsdrucklagers 500 zu erhöhen, während ein Anstieg des Schlupfverhältnisses nieder gehalten wird.
Beim Verändern des Ausgabevolumens in einem Kompressor mit variablem Volumen wie in der vorliegenden Erfindung ist es notwendig, den Druck in der vorderen Gehäusekammer 1a zu erhöhen und den Kolben 7 in die Richtung des Zylinderblocks 2 vorzuspannen, so dass der Schuh 8 fest gegen die ringförmig Platte 502 oder die Schuhhalteplatte 6 gedrückt wird. Diese Kraft variiert in Abhängigkeit von dem Ausgabevolumen, dem Durchmesser der Kolben 7 und anderen Abmessungen des Kompressors, aber er beträgt zum Beispiel 150 N im Fall eines Kühlkompressors mit einem Durchmesser der Kolben 7 von 31 mm und bei Verwendung von HFC-134a als Kühlmittel. Zum Beispiel erreicht die Kraft etwa 500 N, selbst wenn der Durchmesser der Kolben 7 20 mm beträgt.
Andererseits tritt während des Betriebs eine relative Verschiebung zwischen den Schuhen 8 und der Schuhhalteplatte 6 auf, auch wenn der Abstand gering ist, so dass es bevorzugt wird, die Kontaktflächen größer zu machen, um das Verschieben sanfter zu machen. Falls die Flansche 8c der Schuhe 8 größer gemacht werden, um die Gleitkontaktflächen mit der Schuhhalteplatte 6 zu vergrößern, würde mit kreisförmigen Schuhen wie jene in der Vergangenheit benutzten eine geometrische Störung zwischen einem Schuh 8 und einem anderen Schuh 8 oder mit anderen Elementen auftreten.
Als Maßnahme zur Lösung dieses Problems wird ein zwölftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 26 und Fig. 27 dargestellt ist, erläutert. Das zwölfte Ausführungsbeispiel ist gekennzeichnet durch die Form des Schuhs 8, insbesondere der Form des Schuhflansches 8c, der in Gleitkontakt mit der Schuhhalteplatte 6 kommt. Die Form kann prägnant als "im allgemeinen fächerförmig" ausgedrückt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 3 dargestellt, der Schuhflansch 8c im allgemeinen rechteckig gemacht ist, so dass der Kontaktbereich mit der Schuhhalteplatte 6 größer als bei dem herkömmlichen kreisförmigen Schuh wird, aber der Kontaktbereich ist etwas kleiner als mit einem Schuh 8, bei dem der Schuhflansch 8c so groß wie möglich gemacht ist, wie bei dem zwölften Ausführungsbeispiel. Der Schuhflansch 8c in dem zwölften Ausführungsbeispiel hat eine Außenumfangsfläche 8g und einen Innenumfangsfläche 8h, die als Bogenflächen im allgemeinen konzentrisch mit der Außenkreisfläche der Schuhhalteplatte 6 geformt sind, und hat zwei Seitenflächen 8i, die in der Radialrichtung flach sind, um so den Kontaktbereich des Schuhflansches 8c so groß wie möglich zu machen. Es wird darauf hingewiesen, dass die vier Ecken 8j geeignet gerundet sind.
Der nicht dargestellte Gesamtaufbau des Kompressors mit variablem Volumen des zwölften Ausführungsbeispiels ist ähnlich zu dem des in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels. Der kleine Unterschied besteht darin, wie klar aus der Fig. 3 entsprechenden Fig. 27 hervorgeht, dass bei dem zwölften Ausführungsbeispiel fünf Kolben 7 und Zylinderbohrungen 21 oder eine weniger als bei dem ersten Ausführungsbeispiel existieren und fünf Schuhführungsnuten 6c der Schuhhalteplatte 6 existieren. Deshalb ist es möglich, den Kontaktbereich des Schuhflansches 8c auch unter diesem Gesichtspunkt größer als in dem ersten Ausführungsbeispiel zu machen.
Als eine Modifikation des zwölften Ausführungsbeispiels zeigt Fig. 28 ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie klar aus einem Vergleich mit Fig. 27 hervorgeht, ist die Form des Schuhflansches 8c in dem dreizehnten Ausführungsbeispiel eine Form zwischen der Fächerform des in Fig. 27 dargestellten zwölften Ausführungsbeispiels und der Rechteckform des in Fig. 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels. Die Tatsache, dass der vorstehende Abschnitt des Schuhflansches 8c jedoch innerhalb eines keine Störungen mit einem angrenzenden Schuhflansch 8c verursachenden Bereichs so groß wie möglich gemacht ist, um den Gleitkontaktbereich mit der Schuhhalteplatte 6 oder der ringförmigen Platte 502 zu vergrößern, ist die gleiche. Indem nur der Schuhflansch 8c auf dieses Maß größer gemacht wird, können im Vergleich mit dem herkömmlichen kreisförmigen Schuh viel bessere Ergebnisse erzielt werden.
Als nächstes werden Fig. 29 bis Fig. 31 benutzt, um ein vierzehntes Ausführungsbeispiel des Kompressors mit variablem Volumen der vorliegenden Erfindung zu erklären. Der Hauptunterschied zwischen dem Kompressor mit variablem Volumen des vierzehnten Ausführungsbeispiels und des in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels ist der, dass bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Schuh 8 jedes Kolbens 7 indirekt in die Antriebsscheibe 5 durch das Antriebsdrucklager 500 eingreift, während bei dem vierzehnten Ausführungsbeispiel, wie bei herkömmlichen Antriebsscheibenkompressoren mit variablem Volumen häufig praktiziert, ein Paar halbkreisförmiger Schuhe 19 und 20, die an dem Kolben 7 vorgesehen sind, direkt gleitend eingreifen, um so die Antriebsscheibe 5 zwischen sich zu nehmen. Deshalb besteht kein Bedarf, das Antriebsdrucklager 500 und die Schuhhalteplatte 6, das Halteplatten-Drucklager 601 oder dergleichen des ersten Ausführungsbeispiels vorzusehen. Mit Ausnahme des Punktes, dass das Paar Schuhe 19 und 20 direkt gleitend in die Antriebsscheibe 5 eingreift, hat der Kompressor mit variablem Volumen des vierzehnten Ausführungsbeispiels im wesentlichen den gleichen Aufbau wie den des ersten Ausführungsbeispiels.
Der Kompressor mit variablem Volumen des vierzehnten Ausführungsbeispiels ist nicht für einen Betrieb mit hohen Drehzahlen und hohen Belastungen geeignet, da die Schuhe 19 und 20 und die Antriebsscheibe 5 mit einer hohen Geschwindigkeit aneinander gleiten, aber mit Ausnahme der Eingriffsteile der Antriebsscheibe 5 und der Schuhe ist der übrige Aufbau ähnlich demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, so dass wegen der durch die Welle 4 in einer freitragenden Weise durch den Doppelgleitverbindungsmechanismus gehaltenen Antriebsscheibe 5 im wesentlichen die gleichen Funktionen und Wirkungen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel und dergleichen ausgeübt werden. Deshalb veranschaulicht das vierzehnte Ausführungsbeispiel, dass die technische Idee der vorliegenden Erfindung auf einen Kompressor mit variablem Volumen angewendet werden kann, der eine herkömmliche Art von Schuhen 19 und 20 verwendet.
Betrachtet man den detaillierten Aufbau im vierzehnten Ausführungsbeispiel, ist der an der Antriebsscheibe 5 vorgesehene Arm 51 in den oberen Arm 51a und den unteren Arm 51b in dem vierzehnten Ausführungsbeispiel in der gleichen Weise wie in dem in Fig. 10 und dergleichen dargestellten siebten Ausführungsbeispiel verzweigt. Diese sind durch eine einzelne Platte geformt, wie in Fig. 31 dargestellt. Deshalb tragen die zwei Arme 42, die den an dem oberen Arm 51a angebrachten oberen Stift 52 (in Fig. 31 ein durch 52a angegebener Kopf und ein durch 52b angegebener Verriegelungsschnappring) durch die obere Führungsnut 43 halten und den an dem unteren Armen 51b angebrachten unteren Stift 53 durch die untere Führungsnut 44 halten, den oberen Arm 51a und den unteren Arm 51b, gefertigt aus einem einzelnem Bogen, durch Greifen derselben von den zwei Seiten.
Schlüsselteile des fünfzehnten Ausführungsbeispiels sind in Fig. 32 als eine Modifikation des vierzehnten Ausführungsbeispiels gezeigt. Der Unterschied des fünfzehnten Ausführungsbeispiels zu dem vierzehnten Ausführungsbeispiel liegt in der Tatsache, dass zwei obere Arme 51a (und deshalb auch die in Fig. 29 dargestellten unteren Arme 51b) in einem vorgegebenen Abstand vorgesehen sind und die zwei Arme 42 die Arme 51a, 51b durch den Stift 52 von außen halten. Indem der Abstand zwischen den zwei Armen 42 ausreichend groß gemacht wird, gibt es den Vorteil, dass der Zustand der durch die Welle 4 gehaltenen Antriebsscheibe 5 stabiler als bei dem vierzehnten Ausführungsbeispiel wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel die vorliegende Erfindung bezüglich eines Kompressors mit variablem Volumen erläutert ist, aber wenn die Tatsache berücksichtigt wird, dass ein Kompressor mit festem Volumen, bei dem der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 fixiert ist, eine spezielle Ausführungsform eines Kompressors mit variablem Volumen ist, ist es klar, dass einige der die vorliegende Erfindung charakterisierenden Teile auch auf einen Kompressor mit festem Volumen angewendet werden können, so dass in diesem Sinne die vorliegende Erfindung auch einen Kompressor mit festem Volumen abdeckt. Ferner werden natürlich auch bei Anwendung der vorliegenden Erfindung auf einen Kompressor mit festem Volumen die Effekte der oben erläuterten Erfindung wie beispielsweise die Möglichkeit, den Kompressor kompakter und stromlinienförmiger zu machen, erzielt.
Unter den anhängenden Figuren zeigen Fig. 33 bis Fig. 35 ein sechzehntes Ausführungsbeispiel des Falls des Arbeitens der vorliegenden Erfindung als Antriebsscheibenkompressor mit variablem Volumen. In Fig. 33, die den Längsschnittaufbau des Kompressors als Ganzes in einem das maximale Ausgabevolumen ergebenden Betriebszustand zeigt, ist die Bezugsziffer 1 ein einen Teil eines Gehäuses des Kompressors bildendes vorderes Gehäuse, während 2 ein Zylinderblock ist, der in das vordere Gehäuse 1 eingesetzt ist und mit einem hinteren Gehäuse 3 durch mehrere Durchgangsschrauben 40 verbunden ist. An der Innenseite des Zylinderblocks 2 sind fünf oder sechs Zylinderbohrungen 21 ausgebildet, die sich in der Seitenrichtung in Fig. 33 (der Axialrichtung) im allgemeinen äquidistant um eine Mittelachse herum erstrecken. Am Außenumfang an der Innenseite des hinteren Gehäuses 3 ist eine Ansaugkammer 31 ausgebildet, die einen offenen Raum bildet. In der Mitte ist eine einen offenen Raum bildende Ausgabekammer 32 ausgebildet.
Die Bezugsziffer 4 ist ein Welle zum Aufnehmen einer Drehkraft von einer externen Kraftquelle. Ein Scheibenteil 41 ist senkrecht zu diesem integral ausgebildet. Ein einzelner Arm 42 ist so vorgesehen, dass er im allgemeinen in der Axialrichtung aus einem Teil des Außenumfangs des Scheibenteils 41 heraussteht. An dem Arm 42 sind zwei als Nocken dienende Führungsnuten, d. h. eine obere Führungsnut 43 und eine untere Führungsnut 44 in vorgegebenen Formen an vorgegebenen Stellen oben und unten ausgebildet. Die Welle 4 wird durch das vordere Gehäuse 1 durch Radiallager 402 und 404 axial gehalten und wird durch das vordere Gehäuse 1 in der Axialrichtung ebenfalls durch ein die Rückseite des Scheibenteils 41 haltendes Drucklager 403 axial gehalten. Es wird darauf hingewiesen, dass Wellendichtungen 401 an diesen Lagerteilen vorgesehen sind, um einen Austritt von Fluid um die Welle 4 herum nach außen zu verhindern.
Die Bezugsziffer 5 ist eine Antriebsscheibe bestehend aus einem im allgemeinen scheibenförmigen Scheibenteil 5a, einem Wellenteil 5b, das so geformt ist, dass es aus ihrer Mitte hervorragt, einem in einer Ringform von dem Scheibenteil 5a um das Wellenteil 5b herum vorstehenden Randteil 5c, und dergleichen. Die Antriebsscheibe 5 ist mit zwei Armen 51 versehen, die von ihrer Rückseite zu dem Scheibenteil 41 vorstehen, und trägt zwei Stifte 52 und 53 zwischen den zwei Armen 51. Diese Stifte 52 und 53 sind in die in dem obigen Arm 42 an der Seite der Welle 4 ausgebildete obere Führungsnut 43 und untere Führungsnut 44 eingesetzt, um mit dieser gleitend in Eingriff zu stehen. Deswegen kann die Antriebsscheibe 5 zusammen mit der Welle 4 drehen und sich bezüglich der Welle 4 neigen.
Das Wellenteil 5b der Antriebsscheibe 5 hat über sich eine Schuhhalteplatte 6 mit einer Öffnung in ihrer Mitte. Diese ist drehbar mit der Antriebsscheibe 5 durch ein Halteplatten-Drucklager 601 und eine Haltemutter 9 verbunden. Die Schuhhalteplatte 6 wird verwendet, um die später erläuterten Schuhe 8 und ein Antriebsdrucklager 500 mit der Antriebsscheibe 5 zu greifen. Es wird darauf hingewiesen, dass das Wellenteil 5b der Antriebsscheibe 5 mit einem Außengewinde zum Schrauben in die Haltemutter 9 versehen ist.
In dem sechzehnten Ausführungsbeispiel wird die spezielle Form des Schuhs 8, der drehend in das kugelförmige Ende 71 an einem Ende jedes Kolbens 7 eingreift, um so zusammen mit dem kugelförmigen Ende 71 ein Kugelgelenk zu bilden, bei Betrachtung der perspektivischen Darstellung von Fig. 34 klar. Ferner wird die spezielle Form der Schuhhalteplatte 6 bei Betrachtung von Fig. 35 zusätzlich zu Fig. 33 klar. Jedoch zeigt dieses Beispiel den Fall von sechs Kolben 7. Die Schuhhalteplatte 6 ist mit einer kreisförmigen Vertiefung 61 in der Mitte versehen und kann das Halteplatten-Drucklager 601 in dieser Vertiefung 61 aufnehmen. In der Mitte der Vertiefung 61 ist, wie oben erwähnt, eine Öffnung 63 zum Eingreifen mit dem Wellenteil 5b der Antriebsscheibe ausgebildet. An Rand der Schuhhalteplatte 6 ist exakt die gleiche Anzahl von Schuhführungsnuten 62 mit fester Breite wie die Anzahl von Kolben 7 radial ausgebildet.
In die Schuhführungsnut 62 greift gleitend ein Schuhkörper 8a einer Form nahe an einem Zylinder mit geschlossenem Boden eines Schuhes 8 der in Fig. 34 gezeigten Form ein. Die Schuhhalteplatte 6 ist drehend bezüglich der Antriebsscheibe 5 verbunden, aber da die an den Kolben 7 angebrachten Schuhkörper 8a mit den Schuhführungsnuten 62 der Schuhhalteplatte 6 in Eingriff stehen, wird eine Drehung der Schuhhalteplatte 6 verhindert und es wird nur eine Schaukelbewegung zusammen mit einer geneigten Drehbewegung der Antriebsscheibe durchgeführt. Hierbei treten manche Veränderungen in den Abständen zwischen den mehreren Schuhkörpern 8 auf der Schuhhalteplatte 6 und ihren Positionen auf. Deshalb sind die Breite und andere Maße der Schuhführungsnuten 62 der Schuhhalteplatte 6 mit einem Spielraum eingestellt.
Der Schuhkörper 8a jedes Schuhs ist mit einer kugelförmigen Vertiefung 8b ausgebildet. Ein an einem Ende jedes Kolbens 7 ausgebildetes kugelförmiges Ende 71 liegt mit Presspassung in diesem und ist durch Verstemmen oder ein anderes Verfahren verriegelt, um ein Kugelgelenk zu bilden, mit dem es in den Schuh 8 in einer drehbaren und gleitenden Weise eingreifen kann. Der Kolben 7, an dem der Schuh 8 angebracht ist, wird gleitend in eine Zylinderbohrung 21 des Zylinderblocks 2 eingesetzt. Ferner ist jeder Schuh 8 mit einem Paar Schuhflanschen 8c ausgebildet, die aus dem Schuhkörper 8a herausragen. Jeder Schuhflansch 8c wird durch die zwei Seitenabschnitte einer in der Schuhhalteplatte 6 gebildeten Schuhführungsnut 62 gedrückt.
Die über das an dem Wellenteil 5b der Antriebsscheibe 5 gebildete Außengewinde geschraubte Haltemutter 9 drückt die Schuhhalteplatte 6 durch das Halteplatten- Drucklager 601 zu dem Antriebsdrucklager 500 und der Antriebsscheibe 5. Deswegen kann die Schuhhalteplatte 6 gleichzeitig die mehreren Schuhe 8 auf das Antriebsdrucklager 500 drücken. Auf diese Weise werden das Drucklager 500, die mehreren Schuhe 8, die Schuhhalteplatte 6 und das Halteplatten-Drucklager 601 auf der Antriebsscheibe 5 montiert. Das Randteil 5c der Antriebsscheibe 5 ist zum Positionieren des Lagers 500 bezüglich des Scheibenteils 5a nützlich. Es wird darauf hingewiesen, dass die in Fig. 33 gezeigten Bezugsziffern 501 und 502 ringförmige Platten sind, die einen Teil des Antriebsdrucklagers 500 bilden.
Die Bezugsziffer 10 ist eine Ventilöffnungsplatte bestehend aus einer dicken Platte mit wenigstens jeweils einer Ansaugöffnung 10a und einer Ausgabeöffnung 10b, welche durch diese an Stellen entsprechend jeder Zylinderbohrung 21 laufen. Jede Ansaugöffnung 10a kann mit einer Arbeitskammer 21a in einer Zylinderbohrung 21 und einer an dem Außenumfang in dem hinteren Gehäuse 3 gebildeten Ansaugkammer 31 in Verbindung stehen. Analog kann jede Ausgabeöffnung 10b mit einer Arbeitskammer 21a und einer in der Mitte des hinteren Gehäuses 3 gebildeten Ausgabekammer 32 in Verbindung stehen.
Jede Ansaugöffnung 10a der Ventilöffnungsplatte 10 ist an der Seite der Zylinderbohrung 21 durch einen Teil eines Ansaugventils 13 aus einem einzelnen dünnen Bogen aus Federstahl abgetrennt. Jede Ausgabeöffnung 10b ist von der Seite der Ausgabekammer 32 durch einen Teil eines wieder aus einem einzelnen dünnen Bogen aus Federstahl gemachten Ausgabeventils 11 abgetrennt. Das Ausgabeventil 11 wird gleichzeitig befestigt, wenn eine dieses schützende Ventilhalterung 12 an einer Ventilöffnungsplatte 10 durch eine Schraube 14 und eine Mutter 25 befestigt wird. Ferner werden die Ventilöffnungsplatte 10 und das Ansaugventil 13 durch Greifen zwischen das vordere Gehäuse 1 und den Zylinderblock 2 und das hintere Gehäuse 3 befestigt, wenn diese zusammen als Ganzes befestigt werden.
Wie oben erläutert, ist der Zylinderblock 2 mit fünf oder, wie in dem Beispiel von Fig. 35 gezeigt, mit sechs Zylinderbohrungen 21 ausgebildet, aber an seiner Mitte ist ein beträchtlich großer toter Raum gebildet. Dies deshalb, weil die Welle 4 nur durch das vordere Gehäuse 1 gehalten wird, das vordere Ende der Welle 4 sich nicht in den Zylinderblock 2 erstreckt, und kein Lager zum Halten des vorderen Endes vorgesehen ist. In dem sechzehnten Ausführungsbeispiel wird dieser tote Raum genutzt, um eine einen offenen Raum bildende Schalldämpfungskammer 22 zu bilden. Diese Schalldämpfungskammer 22 steht mit der Ausgabekammer 32 durch wenigstens eine durch die Ventilöffnungsplatte 10 geformte Verbindungsöffnung 23 in Verbindung. Es wird darauf hingewiesen, dass es wie in den anderen Ausführungsbeispielen auch möglich ist, obwohl es nicht gezeigt ist, die Schalldämpfungskammer 22 mit der Ansaugkammer 31 in Verbindung stehen zu lassen oder die Schalldämpfungskammer 22 in zwei Teile aufzuteilen und einen Teil mit der Ausgabekammer 32 und den anderen Teil mit der Ansaugkammer 31 in Verbindung stehen zu lassen.
Spezielle Beispiele der Anordnung der Verbindungsöffnungen 23 sind in Fig. 36 und Fig. 37 gezeigt. In beiden Fällen sind fünf Zylinderbohrungen 21 in dem Zylinderblock 2 ausgebildet und es werden fünf Kolben 7 verwendet. In dem in Fig. 36 dargestellten ersten Beispiel der Anordnung sind fünf Verbindungsöffnungen 23 an den Verzweigungsteilen der sternförmigen Ventilhalterung 12 ausgebildet. Dies sind auch die Verzweigungsteile des ähnlich geformten Ausgabeventils 11, das hinter der Ventilhalterung 12 versteckt ist. In dem in Fig. 37 dargestellten zweiten Beispiel der Anordnung ist eine einzige Verbindungsöffnung 24 ausgebildet, welche durch die Mitte der Schraube 14 läuft.
Als nächstes wird die Funktionsweise des Antriebsscheibenkompressors mit variablem Volumen eines sechzehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erläutert. Wenn die Welle 4 durch eine externe Kraftquelle wie beispielsweise einen in einem Fahrzeug eingebauten Verbrennungsmotor oder Elektromotor drehend angetrieben wird, dreht sich die mit dem Scheibenteil 41 der Welle 4 durch den Arm 42, die obere und die untere Führungsnut 43 und 44, die zwei Stifte 52 und 53 und die zwei Arme 51 verbundene Antriebsscheibe 5 integral mit der Welle 4. Die Schuhhalteplatte 6 ist bezüglich der Antriebsscheibe 5 durch das Halteplatten-Drucklager 601 gehalten, und die mit den Schuhführungsnuten 62 in Eingriff stehenden mehreren Schuhe 8 stehen mit den kugelförmigen Enden 71 der Kolben 7 in Eingriff, so dass sie sich nicht drehen. Nur wenn die Antriebsscheibe 5 bezüglich der die Welle 4 senkrecht schneidenden imaginären Ebene geneigt ist, wie in Fig. 33 dargestellt, greift die Schuhhalteplatte 6 in Schaukelbewegung einer Amplitude entsprechend dem Neigungswinkel in Schaukelbewegung in die Antriebsscheibe 5 ein, während sie das Antriebsdrucklager 500 und die mehreren Schuhe 8 greift. Deswegen greifen die mehreren Schuhe 8, die zwischen der Schuhhalteplatte 6 und der Antriebsscheibe 5 durch das Antriebsdrucklager 500 und die mehreren mit diesem verbundenen Kolben 7 gegriffen sind, in Hubbewegung in die Zylinderbohrungen 21 ein.
Im Fall des sechzehnten Ausführungsbeispiels verändern die Antriebsscheibe 5 und die Schuhhalteplatte 6 ihren Neigungswinkel bezüglich der Welle 4, wenn sich die zwei Stifte 52 und 53 durch Gleiten in der oberen Führungsnut 43 und der unteren Führungsnut 44 auf der Seite der Welle bewegen, so dass sich die Hübe aller Kolben 7 gleichzeitig um exakt das gleiche Maß verändern. Deswegen kann das Ausgabevolumen des Kompressors gleichmäßig verändert werden.
Die in den Oberseiten der mehreren Kolben ausgebildeten Arbeitskammern 21a dehnen sich aus und erfahren eine niedrigen Druck im Ansaughub, so dass das zu komprimierende Fluid in der Ansaugkammer 31, zum Beispiel das Kühlmittel eines Klimasystems, das an den Ansaugöffnungen 10a der Ventilöffnungsplatte 10 vorgesehene Ansaugventil 13 aufdrückt und hineinströmt. Im Gegensatz dazu schrumpfen die an den Oberseiten der Kolben ausgebildeten Arbeitskammern 21a im Kompressionshub, so dass das Fluid in ihnen komprimiert wird und einen hohen Druck erfährt, das an den Ausgabeöffnungen 10b der Ventilöffnungsplatte 10 vorgesehene Ausgabeventil 11 aufdrückt und in die Ausgabekammer 32 ausgegeben wird. Das Ausgabevolumen in diesem Fall ist im allgemeinen proportional zu der Länge der Hübe der Kolben 7, wie sie durch den Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 bestimmt werden.
Falls der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 auf diese Weise geändert wird, verändert sich das Ausgabevolumen des Kompressors, um so das Ausgabevolumen zu steuern, und in dem Kompressor mit variablem Volumen des sechzehnten Ausführungsbeispiels wird der den Gegendruck aller Kolben 7 bildende Druck in der vorderen Gehäusekammer 1a mittels eines nicht dargestellten Druckregelventils oder dergleichen verändert. Normalerweise wird ein Druck zwischen dem Hochdruck in der Ausgabekammer 32 und dem Niederdruck in der Ansaugkammer 31 in die vordere Gehäusekammer 1a eingeleitet, um so den Druck von dem Druckregelventil zu steuern.
Falls der Druck in der vorderen Gehäusekammer 1a, d. h. der Gegendruck aller Kolben 7 ansteigt, geht der Gleichgewichtszustand zwischen dem Gegendruck und dem Druck in den an den Oberseiten der Kolben 7 gebildeten Arbeitskammern 21a verloren, so dass sich bis zu einem neuen Gleichgewichtszustand die mittleren Stellungen der mehreren Kolben 7 zu Stellungen nahe der Ventilöffnungsplatte 10 bewegen. Deswegen werden die Hübe aller Kolben 7 alle auf einmal kleiner, so dass das Ausgabevolumen des Kompressors gleichmäßig reduziert wird.
Auch wenn dies nicht dargestellt ist, sind alle Kolben 7, wenn der Druck in der vorderen Gehäusekammer 1a am größten wird und der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 im wesentlichen Null wird, im wesentlichen an den oberen toten Mittelpositionen und stehen mit den Zylinderbohrungen 21 überhaupt in beinahe keiner Hubbewegung in Eingriff.
Im Gegensatz hierzu wird der auf die Kolben 7 wirkende Druck kleiner, wenn das nicht dargestellte Druckregelventil zur Erniedrigung des Drucks in der vorderen Gehäusekammer 1a betrieben wird, so dass die Hübe aller Kolben 7 zusammen größer werden und das Ausgabevolumen des Kompressors gleichmäßig größer wird. Fig. 33 zeigt den Zustand, in dem der Druck in der vorderen Gehäusekammer 1a am kleinsten wird, der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 auf das Maximalmaß größer wird, und die Hübe der Kolben 7 und das Ausgabevolumen des Kompressors maximal werden.
Ein charakteristisches Merkmal des sechzehnten Ausführungsbeispiels ist der Punkt, dass die mehreren direkt mit den kugelförmigen Enden 71 der Kolben 7 in Eingriff stehenden Schuhe 8 gegriffen durch eine einzelne Schuhhalteplatte 6 mit der Antriebsscheibe 5 durch ein Antriebsdrucklager 500 gehalten werden und die Antriebscheibe 5 mit dem Arm 42 auf der Seite der Welle 4 unter Verwendung eines Doppelgleitverbindungsmechanismus bestehend aus zwei Führungsnuten 43 und 44 und zwei Stiften 52 und 53 verbunden ist, um so alle Teile bezüglich der Antriebsscheibe 5 nur durch das vordere Gehäuse 1 durch die Radiallager 402 und 404 und das Drucklager 403 zu halten.
Deswegen besteht nicht länger eine Notwendigkeit, das vordere Ende der Welle 4 auszudehnen, um den Zylinderblock 2 zu erreichen, und es durch ein Lager 64 zu halten, wie bei dem in Fig. 38 dargestellten herkömmlichen Kompressor, so dass in dem sechzehnten Ausführungsbeispiel eine Schalldämpfungskammer 22, die einen offenen Raum einer Größe gerade groß genug, um den in der Mitte des Zylinderblocks 2 gebildeten toten Raum zu verwenden, bildet, ausgebildet wird und diese Schalldämpfungskammer 22 mit der Ausgabekammer 32 durch fünf in der Ventilöffnungsplatte 10 ausgebildete Verbindungsöffnungen 23 in Verbindung steht. Dies ist das zweite kennzeichnende Merkmal.
Durch die Verbindung zwischen der Ausgabekammer 32 und der Schalldämpfungskammer 22 steigt das scheinbare Volumen der Ausgabekammer 32 deutlich an, so dass Druckschwankungen (Ausgabepulsierungen) des aus der Ausgabekammer 32 nach außen geschickten komprimierten Fluids effektiv unterdrückt werden. Ferner steht in dem sechzehnten Ausführungsbeispiel die Schalldämpfungskammer 22 mit der Ausgabekammer 32 in Verbindung, aber wenn die Schalldämpfungskammer 22 mit der Ansaugkammer 31 durch nicht dargestellte Verbindungsöffnungen in Verbindung steht, wird natürlich die Ansaugpulsierung unterdrückt. Falls ferner, wie oben erläutert, die Schalldämpfungskammer 22 in zwei Teile gesplittet wird und sie sowohl mit der Ansaugkammer 31 als auch mit der Ausgabekammer 32 in Verbindung steht, ist es möglich, gleichzeitig die Ansaugpulsierung und die Ausgabepulsierung zu unterdrücken.
Es wird darauf hingewiesen, dass als zusätzlicher Effekt der vorliegenden Erfindung, da die Welle 4 im Vergleich zu dem Fall, in dem die Welle 4 durch die Mitte der Antriebsscheibe 5 läuft und das vordere Ende durch das Lager 64 in der Mitte des Zylinderblocks 2 gehalten wird, nur durch das vordere Gehäuse gehalten wird, nicht nur der Aufbau einfacher ist, sondern auch der Länge der Welle 4 deutlich verkürzt ist, so dass die Länge des Kompressors in Axialrichtung insgesamt verkürzt werden kann. Da es ferner möglich wird, ein Halteplatten-Drucklager 601 von kleinem Durchmesser zum Verbinden der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 zu verwenden, wird es möglich, den Umfang des vorderen Gehäuses 1 oder des Zylinderblocks 2 auch in der Radialrichtung zu verringern. Dies ist zum Reduzieren der Größe und Verringern des Gewichts des Kompressors insgesamt und für einen stromlinienförmigen Aufbau nützlich, so dass es sehr zu einer Verringerung der Herstellkosten beiträgt.
Ferner betrifft das sechzehnte Ausführungsbeispiel einen Kompressor mit variablem Volumen, aber es kann klar auch auf einen Kompressor mit festem Volumen angewendet werden. Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf Antriebsscheibenkompressoren beschränkt.
Fig. 39 zeigt ein siebzehntes Ausführungsbeispiel des Falls des Arbeitens der vorliegenden Erfindung in einem Antriebsscheibenkompressor mit variablem Volumen. Zwei Teilbeispiele nur der Schlüsselteile des Volumenregelventils und der an diesem angebrachten Anschlüsse sind in Fig. 40 und Fig. 41 gezeigt. In Fig. 39, welche den Längsschnittaufbau des Kompressors als Ganzes in einem Betriebszustand des maximalen Ausgabevolumens für den Kompressor des siebzehnten Ausführungsbeispiels zeigt, ist die Bezugsziffer 1 ein einen Teil eines Gehäuses des Kompressors bildendes vorderes Gehäuses, während 2 ein Zylinderblock ist, der in das vordere Gehäuse 1 eingesetzt ist und mit einem hinterem Gehäuse 3 durch mehrere Durchgangsschrauben 40 verbunden ist. Im Inneren des Zylinderblocks 2 sind fünf oder sechs Zylinderbohrungen 21 in der Seitenrichtung in Fig. 39 ("Axialrichtung") im allgemeinen äquidistant um eine Mittelachse ausgebildet. Am Außenumfang an der Innenseite des hinteren Gehäuses 3 ist eine einen offenen Raum bildende Aussaugkammer 31 ausgebildet. In der Mitte ist eine einen offenen Raum bildende Ausgabekammer 32 ausgebildet.
Die Bezugsziffer 4 ist eine Welle zum Aufnehmen einer Drehkraft von einer externen Kraftquelle. Ein Scheibenteil 41 ist senkrecht zu dieser integral ausgebildet. Ein einzelner Arm 42 ist vorgesehen, um in der Axialrichtung aus einem Teil des Außenumfangs des Scheibenteils 41 herauszustehen. An dem Arm 42 sind zwei als Nocken dienende Führungsnuten, d. h. eine obere Führungsnut 43 und eine untere Führungsnut 44 in vorgegebenen Formen an vorgegebenen Stellen oben und unten ausgebildet. Die Welle 4 wird durch das vordere Gehäuse 1 durch Radiallager 402 und 404 axial gehalten und wird durch das vordere Gehäuse 1 auch in der Axialrichtung durch ein die Rückseite des Scheibenteils 41 haltendes Drucklager 403 axial gehalten. Es wird darauf hingewiesen, dass Wellenabdichtungsvorrichtungen 401 an diesen Lagerteilen vorgesehen sind, um ein Austreten des Fluids um die Welle 4 herum nach außen zu verhindern.
Die Bezugsziffer 5 ist eine Antriebsscheibe bestehend aus einem im allgemeinen scheibenförmigen Scheibenteil 5a, einem Wellenteil 5b, das so ausgebildet ist, dass es von ihrer Mitte vorsteht, und dergleichen. Die Antriebsscheibe 5 ist mit zwei Armen 51 versehen, die von ihrer Rückseite zu dem Scheibenteil 41 vorstehen, und trägt zwischen den zwei Armen 51 zwei Stifte 52 und 53. Diese Stifte 52 und 53 sind in die in dem oben genannten Arm 42 an der Seite der Welle 4 in die obere Führungsnut 43 und die untere Führungsnut 44 eingesetzt, um mit dieser gleitend in Eingriff zu stehen. Deswegen kann die Antriebsscheibe 5 zusammen mit der Welle 4 drehen und kann sich bezüglich der Welle 4 neigen.
Auf das Wellenteil 5b der Antriebsscheibe 5 ist eine Schuhhalteplatte 6 mit einer Öffnung in ihrer Mitte angepasst. Diese ist drehbar mit der Antriebsscheibe 5 durch ein Halteplatten-Drucklager 601 und eine Haltemutter 9 verbunden. Die Schuhhalteplatte 6 wird verwendet, um die später erläuterten Schuhe 8 und das Antriebsdrucklager 500 mit der Antriebsscheibe 5 zu greifen. Es wird darauf hingewiesen, dass das Wellenteil 5b der Antriebsscheibe 5 mit einem Außengewinde zum Schrauben in die Haltemutter 9 versehen ist.
Um zusammen mit dem kugelförmigen Ende 7a jedes Kolbens 7 in dem siebzehnten Ausführungsbeispiel ein Kugelgelenk zu bilden, wird ein drehend mit dem kugelförmigem Ende 7a in Eingriff stehender Schuh durch die Schuhhalteplatte 6 auf das Antriebsdrucklager 500 gedrückt. Die Schuhhalteplatte 6 ist mit einer kreisförmigen Vertiefung in der Mitte versehen und kann das Halteplatten-Drucklager 601 in ihr aufnehmen. Am Umfang der Schuhhalteplatte 6 ist exakt die gleiche Anzahl an Schuhführungsnuten konstanter Breite wie die Anzahl an Schuhen 8, d. h. die Anzahl an Kolben 7 radial ausgebildet. Die Schuhhalteplatte 6 ist drehbar relativ zu der Antriebsscheibe 5 verbunden, aber die an den Kolben 7 angebrachten Schuhe 8 stehen mit den Schuhführungsnuten der Schuhhalteplatte 6 in Eingriff, so dass eine Drehung der Schuhhalteplatte 6 verhindert wird und nur eine Schaukelbewegung zusammen mit einer schrägen Drehbewegung der Antriebsscheibe durchgeführt wird.
Jeder Schuh 8 ist mit einer kugelförmigen Vertiefung ausgebildet, in welche ein an einem Ende eines Kolbens 7 ausgebildetes kugelförmiges Ende 7a eingepresst ist und durch Verstemmen oder ein anderes Verfahren verriegelt ist, wodurch das Ende mit dem Schuh 8 in einer drehbaren und gleitenden Weise in Eingriff steht. Der Kolben 7, an dem der Schuh 8 angebracht ist, wird gleitend in eine oben genannte Zylinderbohrung 21 eingesetzt. Obwohl nicht dargestellt, ist jeder Schuh 8 mit einem Paar Schuhflanschen ausgebildet, die von den Seitenflächen in die Seitenrichtung herausstehen. Diese Schuhflansche werden durch die Abschnitte der zwei Seiten der Schuhführungsnuten, die in der Schuhhalteplatte 6 ausgebildet sind, gedrückt.
Die über das an dem Wellenteil 5b der Antriebsscheibe 5 ausgebildete Außengewinde geschraubte Haltemutter 9 drückt die Schuhhalteplatte 6 durch das Halteplatten- Drucklager 601 zu dem Antriebsdrucklager 500 und der Antriebsscheibe S. Deswegen drückt die Schuhhalteplatte 6 gleichzeitig die mehreren Schuhe 8 an das Antriebsdrucklager 500. Auf diese Weise werden das Drucklager 500, die mehreren Schuhe 8, die Schuhhalteplatte 6 und das Halteplatten-Drucklager 601 an die Antriebsscheibe 5 montiert.
Die Bezugsziffer 10 ist eine Ventilöffnungsplatte aus einer dicken Platte mit wenigstens jeweils einer Ansaugöffnung 10a und einer Ausgabeöffnung 10b, welche durch diese an Stellen entsprechend jeder Zylinderbohrung 21 laufen. Jede Ansaugöffnung 1 Oa kann die Arbeitskammer 21a in der Zylinderbohrung 21 mit der am Außenumfang in dem hinteren Gehäuse 3 ausgebildeten Ansaugkammer 31 verbinden. Analog kann jede Ausgabeöffnung 10b die Arbeitskammer 21a mit der in der Mitte des hinteren Gehäuses 3 ausgebildeten Ausgabekammer 32 verbinden.
Jede Ansaugöffnung 10a der Ventilöffnungsplatte 10 ist von der Seite der Zylinderbohrung 21 durch einen Teil eines Ansaugventils aus einer nicht dargestellten einzelnen dünnen Platte aus Federstahl abgetrennt. Jede Ausgabeöffnung 1 Ob ist von der Seite der Ausgabekammer 32 durch einen Teil eines Ausgabeventils 11 wieder aus einem einzelnen dünnen Bogen eines Federstahls abgetrennt. Das Ausgabeventil 11 wird gleichzeitig befestigt, wenn eine dieses schützende Ventilhalteplatte 12 an die Ventilöffnungsplatte 10 durch eine mit dem an dem zylindrischen Teil des später erläuterten Volumenregelventils ausgebildeten Außengewinde in Eingriff stehende Mutter 25 angeschraubt wird.
Wie oben erläutert, ist der Zylinderblock 2 mit fünf oder sechs Zylinderbohrungen 21 ausgebildet, aber in seiner Mitte ist ein beträchtlich großer toter Raum ausgebildet. Dies deshalb, weil die Welle 4 nur durch das vordere Gehäuse 1 gehalten wird, das vordere Ende der Welle 4 sich nicht zu dem Zylinderblock 2 erstreckt, und auch kein Lager zum Halten des vorderen Ende vorgesehen ist. In dem siebzehnten Ausführungsbeispiel wird dieser tote Raum zum Anordnen des Volumenregelventils 13 verwendet. Deshalb ist in der Mitte des Zylinderblocks 2 ein Hohlraum 2a als stufenförmige Öffnung ausgebildet. Das Volumenregelventil 130 ist durch einen an dem hinteren Gehäuse 3 angebrachten Anschluss 150 mit einer nicht dargestellten Steuervorrichtung verbunden.
Als nächstes wird eine detaillierte Erläuterung eines ersten Beispiels eines auf einen Kompressor des in Fig. 39 dargestellten siebzehnten Ausführungsbeispiels angewendeten Volumenregelventils 130 unter Bezugnahme auf Fig. 40, welche eine teilweise vergrößerte Darstellung des Volumenregelventils 130 selbst und des zugeordneten Anschlusses 150 ist, gegeben. Der Hauptkörper des Regelventils 130 besteht aus einem Joch 132 aus einem kurzen, zylindrisch geformten Magnetkörper, einem Stator 133 aus einem an seiner Innenseite befestigten zylindrischen Magnetkörper, einem den Hauptteil des Außenumfangs überspannenden, im allgemeinen napfförmigen Ventilgehäuse 134, einem um den Stator 133 angebrachten, napfförmigen Führungsrohr 143, einer um das Führungsrohr 143 in dem Ventilgehäuse 134 gewickelten Solenoidspule, einem aus einem beweglich in dem Führungsrohr 143 eingesetzten Magnetkörper bestehenden Kolben 136, und einer in den Stator 133 eingesetzten und die Verschiebung des Kolbens 136 nach vorne übertragenden Stange 137.
Ein Ventilkopf 138 mit einem durch seine Mitte laufenden gestuften Loch ist auf das Joch geschraubt, so dass er mit dem vorderen Ende des Stators 133 verbunden ist, wodurch in dem gestuften Teil des Loches ein Ventilsitz 138a gebildet wird. Das verengte vordere Ende der Stange 137, d. h. das Stangennadelteil 137a, läuft lose durch ein verengtes Loch hinter dem Ventilsitz 138a des Ventilkopfes 138. Ein Druckeinleitungsloch 138b ist an diesem Teil von der Seite ausgebildet. Es wird darauf hingewiesen, dass das Druckeinleitungsloch 138b, wie in Fig. 39 dargestellt, durch das durch die Innenseite des Zylinderblocks 2 ausgebildete Verbindungsloch 2c und die in der Ventilöffnungsplatte 10 und der Ventilhalteplatte 12 entsprechend zu diesem ausgebildeten Verbindungslöcher mit der Ausgabekammer 32 in Verbindung steht, so dass es möglich ist, das unter Druck stehende Fluid in der Ausgabekammer 32 zu der Hochdruckkammer 138c des Regelventils 130 einzuleiten. Ferner ist ein O-Ring 138d in die ringförmige Nut an dem Außenumfang des Ventilkopfes 138 eingesetzt, wodurch der Raum mit dem Hohlraum 2a des Zylinderblocks 2 abgedichtet wird.
Eine Kappe 139 ist auf das vordere Ende des Ventilkopfes 138 geschraubt, während an ihrem Boden eine Ventilöffnung 139a ausgebildet ist. In die aus dem vorderen Innenraum des Ventilsitzes 138a des Ventilkopfes 138 bestehende Ventilkammer 138a ist eine Stahlkugel 140 eingesetzt, welche den Ventilsitz 138a als Ventilelement öffnet und schließt. Diese ist durch die Federkraft der Feder 142 durch den Federsitz 141 in eine den Ventilsitz 138a schließende Richtung vorgespannt.
Am Boden des Ventilgehäuses 134 ist, wie in Fig. 39 dargestellt, das Regelventil 130 in den Hohlraum 2a des Zylinderblocks 2 eingesetzt und durch die Ventilöffnungsplatte 10 hineingedrückt, wodurch es an dem Kompressor angebracht ist. In diesem Zustand wird ein durch die Löcher der Ventilöffnungsplatte 10 und der Ventilhalteplatte 10 laufendes und sich nach hinten erstreckendes zylindrisches Teil 134a gebildet. An seinem Außenumfang ist ein Außengewinde 134b vorgesehen, so dass das Regelventil 130 durch Aufschrauben der Mutter 25 an den Kompressor befestigt wird. An der Innenseite des zylindrischen Teils 134a ist eine aus einem Leiter bestehende Mittelelektrode 144 durch einen Isolierring 145 gehalten. Die Mittelelektrode 144 ist durch einen Leitungsdraht 145a mit der Solenoidspule 135 verbunden. Ferner ist an dem hinteren Ende der Mittelelektrode 144 ein den Aufnahmeteil einer Gegenverriegelung bildendes Verbindungsteil 144a ausgebildet.
Ein Innengewinde einer Öffnung, die durch die Wand des hinteren Gehäuses 3 entsprechend der Position des in dem Hohlraum 2a des Zylinderblocks 2 des Kompressors montierten Volumenregelventils 130 verlaufend vorgesehen ist, hat ein an dem Außenumfang des vorderen Zylinders 150f des Anschlusses 150 mit einem hexagonalen oder anders geformten Flansch ausgebildetes Außengewinde 150a aufgeschraubt. Ein Teil des Außenumfangs des hinteren zylindrischen Teils 150r, an dem ein nicht dargestellter Kraftvorschubanschluss an der Solenoidspule 135 angebracht ist, bildet eine in einen Ring vorstehende Leiste 150b zum Verbessern des Verriegelungs- und Wasserabdichtungseffekts des Anschlusses.
Um die vordere Öffnung des Anschlusses 150 zu verschließen, wird für das Verbindungsteil 150c eine hermetische Dichtung 151 verwendet. Die hermetische Dichtung 151 hält eine Elektrodenstange 151a aus einem Kupferdraht oder aus einem anderen gutem Leiter durch eine Glasdichtung 151b. Deswegen wird vollständig verhindert, dass das Hochdruckfluid durch die Innenseite des Anschlusses 150 aus der Ausgabekammer 32 in dem hinteren Gehäuse 3 nach außen austritt. Ferner wird beim Schrauben des Anschlusses 150 in die Öffnung des hinteren Gehäuses 3, wie in Fig. 39 dargestellt, eine Dichtscheibe 170 verwendet, um zu verhindern, dass das Hochdruckfluid um den Anschluss 150 herum austritt. Es wird darauf hingewiesen, dass beim Schrauben des Anschlusses 150 in das hinteren Gehäuse 3 gleichzeitig das vordere Ende der Elektrodenstange 151a mit dem an der Mittelelektrode 144 des Regelventils 130 ausgebildeten Verbindungsteil 144a eingreift und elektrisch verbunden wird.
Als nächstes wird die Funktionsweise des Kompressors des siebzehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und des in Fig. 40 dargestellten, in diesen eingebauten Volumenregelventils 130 erläutert. Wenn die Welle 4 durch eine externe Kraftquelle wie beispielsweise einen in einem Fahrzeug eingebauten Verbrennungsmotor oder Elektromotor drehend angetrieben wird, dreht sich die Antriebsscheibe 5, die durch den Arm 42, die obere und die untere Führungsnut 43 und 44, die zwei Stifte 52 und 53 und die zwei Arme 51 mit dem Scheibenteil 41 der Welle 4 verbunden ist, integral mit der Welle 4. Die Schuhhalteplatte 6 wird bezüglich der Antriebsscheibe 5 durch das Halteplatten-Drucklager 601 gehalten, und die mit den Schuhführungsnuten in Eingriff stehenden mehreren Schuhe 8 stehen mit den kugelförmigen Enden 7a der Kolben 7 in Eingriff, so dass sie sich nicht drehen. Nur wenn die Antriebsscheibe 5 bezüglich der die Welle 4 senkrecht schneidenden imaginären Ebene geneigt ist, wie in Fig. 39 dargestellt, greift die Schuhhalteplatte 6 in einer Schaukelbewegung einer Amplitude entsprechend dem Neigungswinkel in die Antriebsscheibe 5 ein, während sie das Antriebsdrucklager 500 und die mehreren Schuhe 8 greift. Deswegen greifen die mehreren, zwischen der Schuhhalteplatte 6 und der Antriebscheibe 5 durch das Antriebsdrucklager 500 gegriffenen Schuhe 8 und die mit diesen verbundenen Kolben 7 in Hubbewegung in die Zylinderbohrungen 21.
In dem Fall des siebzehnten Ausführungsbeispiels verändern die Antriebsscheibe 5 und die Schuhhalteplatte 6 ihren Neigungswinkel bezüglich der Welle 4, wenn sich die zwei Stifte 52 und 53 durch Gleiten in der oberen Führungsnut 43 und der unteren Führungsnut 44 an der Seite der Welle 4 bewegen, so dass die Hübe aller Kolben 7 sich gleichzeitig um exakt die gleichen Maße verändern. Deswegen kann das Ausgabevolumen des Kompressors gleichmäßig verändert werden.
Die in den Oberseiten der mehreren Kolben ausgebildeten Arbeitskammern 21a dehnen sich in dem Ansaughub aus und erfahren einen niedrigen Druck, so dass das in der Ansaugkammer 31 zu komprimierende Fluid, zum Beispiel das Kühlmittel eines Klimasystems, das an den Ansaugöffnungen 10a der Ventilöffnungsplatte 10 vorgesehene Ansaugventil 13 öffnet und hinein strömt. Im Gegensatz dazu schrumpfen die an den Oberseiten der Kolben ausgebildeten Arbeitskammern 21a in dem Kompressionshub, so dass das Fluid in ihnen komprimiert wird und einen hohen Druck erfährt, das an den Ausgabeöffnungen 1 Ob der Ventilöffnungsplatte 10 vorgesehene Ausgabeventil 11 aufdrückt und zu der Ausgabekammer 32 ausgegeben wird. Das Ausgabevolumen ist in diesem Fall im allgemeinen proportional zu der Länge der Hübe der Kolben 7, wie durch den Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 bestimmt.
Falls der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 auf diese Weise verändert wird, verändert sich das Ausgabevolumen des Kompressors, um so das Ausgabevolumen zu regeln, der den Gegendruck aller Kolben 7 bildenden Druck in der vorderen Gehäusekammer 1a wird mittels des nicht dargestellten Volumenregelventils 130 verändert. Das heißt, in dem Volumenregelventil 130 des in Fig. 39 und Fig. 40 dargestellten siebzehnten Ausführungsbeispiels wird das Hochdruckfluid aus der Ausgabekammer 32 des Kompressors durch das Verbindungsloch 2c und das Druckeinleitungsloch 138b zu der Hochdruckkammer 138c geführt. Wenn eine nicht dargestellte Steuervorrichtung ein Steuersignal ausgibt und dadurch die Solenoidspule 135 elektrisch vorgespannt wird und einen magnetischen Fluss durch die Elektrodenstange 151a des Anschlusses 150 und die mit dieser verbundenen Mittelelektrode 144 erzeugt, wird der Stator 133 magnetisiert, so dass der Stator 133 den Kolben 136 magnetisch anzieht. Deswegen wird die Stahlkugel 140 über die Stange 137 gedrückt, so dass der Ventilsitz 138a gegen die Vorspannkraft der Feder 142 geöffnet wird.
Durch das sich öffnende Volumenregelventil 130 strömt das Hochdruckfluid der Hochdruckkammer 138c durch die Ventilöffnung 139a und strömt in die Antriebsscheibenkammer 1a, so dass der Druck in der Antriebsscheibenkammer 1a ansteigt. Obwohl nicht dargestellt, steht die Antriebsscheibenkammer 1a konstant mit der Ansaugkammer 31 durch einen eingeschnürten Durchgang in Verbindung, so dass das Druckniveau in der Antriebsscheibenkammer 1a durch die Strömungsrate des von dem Volumenregelventil 130 zugeführten Hochdruckfluids bestimmt wird. Deshalb wird das Volumenregelventil 130 durch die Steuervorrichtung vorzugsweise in einem Einschaltverhältnis gesteuert. Auf diese Weise kann die nicht dargestellte Steuervorrichtung den Druck in der Antriebsscheibenkammer 1a durch das Volumenregelventil 130 auf einen beliebigem Druck zwischen dem Hochdruck der Ausgabekammer 32 und dem Niederdruck der Ansaugkammer 31 einstellen.
Falls der Druck in der Antriebsscheibenkammer 1a, d. h. der Gegendruck aller Kolben 7 angestiegen ist, geht der Gleichgewichtszustand zwischen dem Gegendruck und dem Druck in den in den Oberseiten der Kolben 7 ausgebildeten Arbeitskammern 21a verloren, so dass sich die Mittelpositionen der mehreren Kolben 7 zu Positionen nahe der Ventilöffnungsplatte 10 bewegen, bis ein neuer Gleichgewichtszustand erzielt wird. Deswegen werden die Hübe aller Kolben 7 auf einmal kleiner, so dass das Ausgabevolumen des Kompressors gleichmäßig reduziert wird. Obwohl nicht dargestellt, befinden sich alle Kolben 7, wenn der Druck in der Antriebsscheibenkammer 1a am größten wird und der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 im wesentlichen Null wird, an den oberen toten Mittelpositionen und greifen bei beinahe jeder Hubbewegung überhaupt nicht in die Zylinderbohrungen 21 ein.
Im Gegensatz dazu wird der auf die Kolben 7 wirkende Gegendruck kleiner, wenn das Volumenregelventil 130 durch die Steuervorrichtung zur Erniedrigung des Drucks in der Antriebsscheibenkammer 1a betrieben wird, so dass die Hübe aller Kolben 7 zusammen größer werden und das Ausgabevolumen des Kompressors gleichmäßig größer wird. Fig. 39 zeigt den Zustand, in dem der Druck in der Antriebsscheibenkammer 1a am kleinsten wird, der Neigungswinkel der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 auf das Maximalmaß größer wird und die Hübe der Kolben 7 und das Ausgabevolumen des Kompressors maximal werden.
Ein charakteristisches Merkmal des siebzehnten Ausführungsbeispiels liegt in der Tatsache, dass mehrere direkt mit den kugelförmigen Enden der Kolben 7 in Eingriff stehende Schuhe 8 durch eine einzelne Schuhhalteplatte 6 mit der Antriebsscheibe 5 durch das Antriebsdrucklager 500 gegriffen und gehalten werden und die Antriebsscheibe mit dem Arm 42 auf der Seite der Welle 4 mittels eines Doppelgleitverbindungsmechanismus bestehend aus zwei Führungsnuten 43 und 44 und zwei Stiften 52 und 53 verbunden ist, wodurch alle Teile bezüglich der Antriebsscheibe 5 nur durch das vordere Gehäuse 1 durch die Radiallager 402 und 404 und das Drucklager 403 gehalten werden.
Deswegen besteht nicht länger eine Notwendigkeit, das vordere Ende der Welle 4 zum Erreichen des Zylinderblocks 2 auszudehnen und es durch das Lager 64 zu halten, wie bei dem in Fig. 44 gezeigten herkömmlichen Antriebsscheibenkompressor mit variablem Volumen, so dass in dem siebzehnten Ausführungsbeispiel ein Volumenregelventil 130 unter Verwendung des in der Mitte des Zylinderblocks 2 gebildeten toten Raums vorgesehen ist. Dies ist das zweite charakteristische Merkmal. Deswegen steht der Kompressor am Abschnitt des Volumenregelventils 130 nicht in die Axialrichtung oder die Radialrichtung heraus, so dass es den Vorteil gibt, dass die Größe des Kompressors als Ganzes deutlich reduziert werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass in dem siebzehnten Ausführungsbeispiel des Kompressors der vorliegenden Erfindung als zusätzlicher Effekt der Vorteil existiert, da das Volumenregelventil 130 innerhalb des Kompressors vorgesehen ist, dass das Volumenregelventil 130 mit der Ausgabekammer 32 und dergleichen durch einen einfachen Strömungspfad (Verbindungsloch 2c, usw.) in Verbindung stehen kann. Falls das Volumenregelventil 130 als Ganzes so ausgebildet ist, dass es in ein Fluid wie dem in dem Kompressor komprimierten Kühlmittel oder ein Schmieröl wie beispielsweise ein in diesem gemischtes Kältemaschinenöl eintaucht, besteht ferner nicht länger eine Notwendigkeit, das Rohr 36 und dergleichen als hochhermetische Dichtung zu machen, um das Fluid und dergleichen an einem Durchtritt durch die Solenoidspule 34 zu hindern, wie in dem in Fig. 45 dargestellten Stand der Technik. Bei dem Volumenregelventil in dem siebzehnten Ausführungsbeispiel ist es ausreichend, nur die Ausgangsöffnung der Signalleitung abzudichten, so dass es ausreichend ist, nur den Bereich um die Elektrodenstange 151a in dem Anschluss 150 als eine luftdichte Konstruktion unter Verwendung einer hermetischen Dichtung 151 und dergleichen zu formen.
Das verwendete Führungsrohr 143 kann eines mit einer hohen magnetischen Permeabilität selbst ohne Luftdichtheit oder ein dünnes sein. Falls zum Beispiel ein mit mehreren Schlitzen in der Längsrichtung vorgesehenes Führungsrohr 143 verwendet wird, wird deshalb der in der Solenoidspule 135 erzeugte magnetische Fluss effizient auf den Kolben 136 wirken. Deshalb ist es möglich, den Aufbau des Volumenregelventils 130 einfach und von hoher magnetischer Leistung zu machen.
Da die Welle 4 nur durch das vordere Gehäuse 1 gehalten wird, wird im Vergleich zu dem Fall des Laufens der Welle 4 durch die Mitte der Antriebsscheibe 5 und Halten ihres vorderen Endes durch ein Lager 64 in der Mitte des Zylinderblocks 2 wie im Stand der Technik nicht nur der Aufbau einfacher, sondern es kann ferner auch die Länge der Welle 4 deutlich verkürzt werden, so dass die axiale Länge des Kompressors als Ganzes verkürzt werden kann. Ferner wird es möglich, ein Halteplatten-Drucklager 601 von kleinem Durchmesser zum Verbinden der Antriebsscheibe 5 und der Schuhhalteplatte 6 und dergleichen zu verwenden, so dass es auch in der Radialrichtung möglich wird, den Umfang des vorderen Gehäuses 1 oder des Zylinderblocks 2 kleiner zu machen. Dies ist zum Reduzieren der Größe und Verringern des Gewichts des Kompressors als Ganzes effektiv. Ferner wird der Aufbau stromlinienförmig. Deshalb trägt dies deutlich zur Verringerung der Herstellkosten bei.
Fig. 41 zeigt ein zweites Beispiel des Volumenregelventils 130. Dieses Volumenregelventil 130 kann ebenfalls eingebaut in den Kompressor des in Fig. 39 dargestellten siebzehnten Ausführungsbeispiels verwendet werden. Das zweite Beispiel des Volumenregelventils 130 unterscheidet sich von dem obigen ersten Ausführungsbeispiel in dem Punkt des Aufbaus der durch den Isolierring 145 gehaltenen Mittelelektrode 144 in dem an dem hinteren Ende des Ventilgehäuses 134 vorgesehenen zylindrischen Teil 134a. In dem zweiten Beispiel bildet die Mittelelektrode 144 einen Hohlzylinder mit geschlossenem Boden. Die Bodenfläche trägt ein Ende einer Druckfeder 144b. Das andere Ende hält elastisch eine kleine scheibenförmige Kraftaufnahmeplatte 144c. Das vordere Ende einer Elektrodenstange 151a an der Seite des Anschlusses 150 stößt gegen die Kraftaufnahmeplatte 155c und lässt die Druckfeder 144b etwas biegen. Deshalb wird, selbst wenn es einen gewissen Positionsversatz zwischen dem Volumenregelventil 130 und dem Anschluss 150 gibt, eine Kraft ohne Behinderung zu der Solenoidspule 135 zugeführt. Die übrigen Wirkungen sind ähnlich zu jenen des oben erläuterten ersten Beispiels.
Fig. 42 zeigt ein drittes Beispiel eines Volumenregelventils 130. Das dritte Beispiel des Volumenregelventils 130 unterscheidet sich von den obigen Beispielen in dem Punkt, dass der in dem ersten Beispiel und dem zweiten Beispiel getrennt von dem Regelventil 130 vorgesehene Anschluss 150 in dem dritten Beispiel integral mit dem Volumenregelventil 130 ausgebildet ist. Das heißt, der Hauptkörper des Volumenregelventils 130 hat einen ähnlichen Aufbau wie bei dem ersten Beispiel, aber die hinteren Enden des mit dem hinteren Ende des Volumenregelventils 130 verbundenen zylindrischen Teils 134a und die Elektrodenstange 151a erstrecken sich etwas hinten aus dem hinteren Gehäuse 3 heraus, und ein Isolierring 145 ist nahe an diesen hinteren Enden vorgesehen, um die Positionsbeziehung und den Isolierzustand zwischen den beiden aufrechtzuerhalten. In diesem Fall wird das vordere Ende der Elektrodenstange 151a das Kraftaufnahmeteil 160. Ein Anschluss eines nicht dargestellten Außenleiters ist mit dieser verbunden. Das vordere Ende des zylindrischen Teils ist mit einer Vertiefung 134c zum Eingriff mit einer Verriegelung eines nicht dargestellten Anschlusses ausgebildet. Gemäß dem dritten Beispiel des Anschlusses 150 ist es nicht nur möglich, den Aufbau des Teils entsprechend dem Anschluss 150 zu vereinfachen, sondern es werden auch ähnliche Effekte wie bei dem obigem ersten Beispiel und dergleichen erzielt.
Der Zustand des Volumenregelventils 130 des dritten Beispiels angebracht an einen Kompressor ist in Fig. 43 als ein achtzehntes Ausführungsbeispiel des Kompressors der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Der Unterschied zu dem Kompressor des in Fig. 39 dargestellten siebzehnten Ausführungsbeispiels besteht nur darin, dass der Teil entsprechend dem Anschluss 150 in dem ersten Beispiel des Volumenregelventils 130 durch das dritte Beispiel des in Fig. 42 dargestellten Volumenregelventils ersetzt wird, so dass neben den durch das Volumenregelventil 130 des dritten Beispiels erzielten Effekten, Wirkungen und Effekte ähnlich dem Kompressor des siebzehnten Ausführungsbeispiels gezeigt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass ein O-Ring 146 zum einfachen Abdichten an der Stelle vorgesehen ist, wo das zylindrische Teil 134a des Volumenregelventils 150, das sich lang von dem Gehäuse 134 erstreckt, durch das hintere Gehäuse 3 läuft.
Ferner bezogen sich das siebzehnte Ausführungsbeispiel und das achtzehnte Ausführungsbeispiel auf Kompressoren mit variablem Volumen, aber die vorliegende Erfindung ist nicht durch das Bereitstellen eines variablen Ausgabevolumens charakterisiert, so dass die Schlüsselteile dieser Ausführungsbeispiele klar auch auf Kompressoren mit festem Volumen angewendet werden können. Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf Antriebsscheibenkompressoren beschränkt.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsbeispiele, die zu Veranschaulichungszwecken ausgewählt wurden, beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass zahlreiche Modifikationen daran durch Fachleute vorgenommen werden können, ohne das Grundkonzept und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Kompressor mit
einer Welle, die nur durch ein vorderes Endteil eines Gehäuses durch ein Lager axial gehalten ist und eine Drehkraft von einer Kraftquelle empfängt;
einer Antriebsscheibe, die sich dreht, indem sie mit der Welle verbunden und durch sie gehalten ist, und die sich bezüglich der Welle neigen kann;
einer Schuhhalteplatte, die durch die Antriebsscheibe durch ein ein Rollenlager bildendes Halteplatten-Drucklager gehalten wird und dadurch den gleichen Neigungswinkel einnimmt, aber an einer Drehung gehindert ist;
mehreren Schuhen, die mit mehreren in einer Radialrichtung an einem Umfangsteil der Schuhhalteplatte ausgebildeten Schuhführungsnuten in Eingriff stehen und in der Radialrichtung gleiten können;
einem Antriebsdrucklager, das zwischen den Schuhen und der Antriebsscheibe angeordnet ist;
mehreren Kolben, die direkt mit den Schuhen verbunden sind und in Hubbewegung eingreifen und in Zylinderbohrungen eingesetzt sind, um ein Fluid anzusaugen und zu komprimieren und eine Drehung der Schuhhalteplatte zu verhindern; und
einer Einrichtung zum Verändern des Neigungswinkels der Antriebsscheibe und der Schuhhalteplatte, um ein Ausgabevolumen zu verändern.

2. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem jeder Schuh aus einem Schuhkörper, der mit einer kugelförmigen Vertiefung versehen ist, die mit einem an einem entsprechenden Kolben vorgesehenen kugelförmigen Ende in Eingriff steht, und einem aus der Seite integral aus dem Schuhkörper heraus stehenden Schuhflansch besteht.

3. Kompressor, mit
einer Welle, die eine Drehkraft von einer Kraftquelle empfängt;
einer Antriebsscheibe, die sich dreht, indem sie mit der Welle verbunden und durch sie gehalten ist, und die sich bezüglich der Welle neigen kann;
einer Schuhhalteplatte die durch die Antriebsscheibe durch ein ein Rollenlager bildendes Halteplatten-Drucklager gehalten ist und dadurch den gleichen Neigungswinkel einnimmt;
mehreren Kolben, die in Zylinderbohrungen eingesetzt sind, um ein Fluid anzusaugen und zu komprimieren, und die eine Drehung der Schuhhalteplatte verhindern; und
einem Mechanismus zum Umwandeln der geneigten Drehbewegung der Antriebsscheibe in eine Hubbewegung der Kolben, wobei
als Einrichtung zum Verändern des Neigungswinkels der Antriebsscheibe zur Veränderung eines Ausgabevolumens ein Gleitverbindungsmechanismus bestehend aus mehreren Stiften und mehreren Führungsnuten, mit denen die Stifte in Eingriff stehen, an einer Stelle entfernt von der axialen Mitte der Welle vorgesehen ist, um die Welle und die Antriebsscheibe zu verbinden.

4. Kompressor nach Anspruch 3, bei welchem die Welle nur durch ein vorderes Ende eines Gehäuses durch ein Lager gehalten ist.

5. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem jeder Kolben aus einem konischen Schulterteil, das im voraus integral mit einem kugelförmigen Ende ausgebildet ist, einem mit dem konischen Schulterteil verbundenen zylindrischen Teil, und einem mit dem zylindrischem Teil verbundenen Bodenteil besteht.

6. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem jeder Kolben aus einem konischen Schulterteil, das im voraus integral mit einem kugelförmigen Ende ausgebildet ist, einem im voraus integral mit dem konischen Schulterteil ausgebildeten zylindrischen Teil und einem mit dem zylindrischem Teil verbundenen Bodenteil besteht.

7. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem jeder Kolben aus einem im voraus integral mit einem kugelförmigen Ende ausgebildeten konischen Schulterteil, einem mit dem konischen Schulterteil verbundenen zylindrischen Teil und einem im voraus integral mit dem zylindrischem Teil ausgebildeten Bodenteil besteht.

8. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem jeder Kolben aus einem mit einem kugelförmigen Ende verbundenen konischen Schulterteil, einem mit dem konischen Schulterteil verbundenen zylindrischen Teil und einem mit dem zylindrischem Teil verbundenen Bodenteil besteht.

9. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem jeder Kolben aus einem mit einem kugelförmigem Ende verbundenen konischen Schulterteil, einem im voraus integral mit dem konischen Schulterteil verbundenen zylindrischen Teil, und einem im voraus integral mit dem zylindrischem Teil verbundenen Bodenteil besteht.

10. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem Teile jedes Kolben durch Schweißen oder Verstemmen verbunden sind.

11. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem jeder Kolben hohl ist.

12. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem jeder Kolben aus einem Eisenmaterial gefertigt ist.

13. Kompressor nach Anspruch 1, ferner mit einer Torsionsschraubenfeder, welche die Antriebsscheibe in einem Zustand, in dem der Neigungswinkel wenigstens der Antriebsscheibe groß ist, in eine den Neigungswinkel reduzierende Richtung und in einem Betriebszustand, in dem der Neigungswinkel Null oder minimal ist, in eine den Neigungswinkel vergrößernde Richtung vorspannt.

14. Kompressor nach Anspruch 13, bei welchem die Torsionsschraubenfedern eine einzelne Bandfeder ist.

15. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem jeder Schuh aus einem Schuhkörper und einem Schuhflansch besteht, und der Schuhkörper durch Gießen so ausgebildet ist, dass er ein kugelförmiges Ende an der Seite des Kolbens umgibt.

16. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem jeder Kolben durch Gießen so geformt ist, dass er ein kugelförmiges Ende einer Verbindungsstangenseite umgibt, an der der Kolben mit einem entsprechenden Schuh verbunden ist.

17. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem das Antriebsdrucklager mit einer großen Anzahl von kurzen Rollen versehen ist, die radial in zwei Gruppen aufgeteilt auf mehreren konzentrischen Kreisen angeordnet sind.

18. Kompressor nach Anspruch 17, bei welchem eine große Anzahl von kurzen Rollen, die radial in Gruppen aufgeteilt auf mehreren konzentrischen Kreisen angeordnet sind, durch eine separate Halterung für jede Gruppe von Rollen auf jedem konzentrischem Kreis gehalten ist.

19. Kompressor nach Anspruch 17, bei welchem eine große Anzahl von kurzen Rollen, die radial aufgeteilt in Gruppen auf mehreren konzentrischen Kreisen angeordnet sind, durch eine gemeinsame Halterung gehalten ist.

20. Kompressor nach Anspruch 19, bei welchem mehrere Rollen, die in einer Radialrichtung auf der gleichen Linie angeordnet sind, aus einer großen Anzahl von kurzen Rollen, die radial aufgeteilt in Gruppen auf mehreren konzentrischen Kreisen angeordnet sind, durch eine in einer gemeinsamen Halterung ausgebildeten gleichen Fensteröffnung gehalten sind.

21. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchen jeder durch die Schuhhalteplatte gedrückte Schuh mit einem Schuhflansch integral mit einem Schuhkörper versehen ist, und eine ebene Form des Schuhflansches eine im wesentlichen rechteckige Form ist.

22. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem jeder durch die Schuhhalteplatte gedrückte Schuh mit einem Schuhflansch integral mit einem Schuhkörper versehen ist, und eine ebene Form des Schuhflansches eine im wesentlichen Fächerform ist.

23. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem jeder durch die Schuhhalteplatte gedrückte Schuh mit einem Schuhflansch integral mit einem Schuhkörper versehen ist, und eine ebene Form des Schuhflansches im wesentlichen eine Form zwischen einer Rechteckform und einer Fächerform ist.

24. Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem das Antriebsdrucklager entfernt ist, um den Schuh direkt gleitend mit der Antriebsscheibe in Eingriff stehen zu lassen.

25. Kompressor nach Anspruch 3, bei welchem die Antriebsscheibe und die Welle durch einen einzelnen Arm, der an der Seite der Antriebsscheibe ausgebildet ist, und zwei Arme, die an der Seite der Welle ausgebildet sind, um den Arm zu überspannen, verbunden sind.

26. Kompressor nach Anspruch 3, bei welchem die Antriebsscheibe und die Welle durch zwei Arme, die in einem Abstand an der Seite der Antriebsscheibe ausgebildet sind, und zwei Arme, die an der Seite der Welle ausgebildet sind, um die zwei Arme von außen zu überspannen, verbunden sind.

27. Kompressor, mit
einer Welle, die eine Drehkraft von einer Kraftquelle empfängt; mehreren Kolben, die in Hubbewegung eingreifen, indem sie verbunden mit der Welle angetrieben werden;
einem Zylinderblock, der mit mehreren die Kolben aufnehmenden Zylinderbohrungen ausgebildet ist;
einer Ansaugkammer, aus welcher die Kolben ein Fluid in Arbeitskammern saugen lassen, welche in den Zylinderbohrungen ausgebildet sind;
einer Ausgabekammer, zu welcher das in den Arbeitskammern komprimierte Fluid ausgegeben wird;
wenigstens einer Schalldämpfungskammer, die einen offenen Raum bildet, der unter Verwendung eines toten Raums des Zylinderblocks gebildet ist; und
einer Verbindungsöffnung zum Verbinden der Schalldämpfungskammer und wenigstens einer der Ansaugkammer und der Ausgabekammer.

28. Kompressor, mit
einer Welle, welche eine Drehkraft von einer Kraftquelle empfängt;
einer Antriebsscheibe, die sich dreht, indem sie verbunden mit der Welle angetrieben wird, und die sich bezüglich der Welle neigen kann;
mehreren Kolben, die in Hubbewegung eingreifen, indem sie mit der Antriebsscheibe in Verbindung stehen;
einem Zylinderblock, der mit mehreren Zylinderbohrungen zum Aufnehmen der Kolben parallel zu der Welle ausgebildet ist;
einer Ansaugkammer, aus der die Kolben ein Fluid in Arbeitskammern saugen lassen, welche in den Zylinderbohrungen ausgebildet sind;
einer Ausgabekammer, zu der das in den Arbeitskammern komprimierte Fluid ausgeben wird;
wenigstens einer Schalldämpfungskammer, die einen offenen Raum bildet, welcher unter Verwendung eines toten Raums des Zylinderblocks gebildet ist; und
einer Verbindungsöffnung zum Verbinden der Schalldämpfungskammer und wenigstens einer der Ansaugkammer und der Ausgabekammer.

29. Kompressor nach Anspruch 28, bei welchem die Antriebsscheibe mit der Welle verbunden ist, um ihren Neigungswinkel bezüglich der Welle verändern zu können.

30. Kompressor nach Anspruch 29, ferner mit
einer Schuhhalteplatte, die durch die Antriebsscheibe durch ein ein Rollenlager bildendes Halteplatten-Drucklager gehalten wird und dadurch den gleichen Neigungswinkel einnimmt, aber an einer Drehung gehindert ist; und
mehreren Schuhen, die mit mehreren Schuhführungsnuten in Eingriff stehen können, welche in einer Radialrichtung in einem Randteil der Schuhhalteplatte ausgebildet sind, um in die Radialrichtung zu gleiten, und die mit Enden der Kolben in Eingriff stehen.

31. Kompressor nach Anspruch 30, bei welchem jeder Schuh aus einem Schuhkörper, der mit einer kugelförmigen Vertiefung versehen ist, welche mit einem an einem der Kolben vorgesehenen kugelförmigen Ende in Eingriff steht, und einem Paar von Schuhflanschen, die aus den zwei Seiten integral aus dem Schuhkörper heraus stehen und mit der Schuhhalteplatte in Eingriff stehen, besteht.

32. Kompressor nach Anspruch 29, bei welchem als Einrichtung zum Verändern des Neigungswinkels der Antriebsscheibe zum Verändern eines Ausgabevolumens und zum Verbinden der Welle und der Antriebsscheibe ein Gleitverbindungsmechanismus bestehend aus mehreren Stiften und mehreren Führungsnuten, mit denen die Stifte in Eingriff stehen, an einer Stelle entfernt von der axialen Mitte der Welle vorgesehen ist.

33. Kompressor nach Anspruch 32, bei welchem die Welle nur durch ein vorderes Ende eines Gehäuses durch ein Lager axial gehalten wird.

34. Kompressor, mit
mehreren Kolben zum Komprimieren eines Fluids;
einem Zylinderblock, der mit mehreren Zylinderbohrungen zum Aufnehmen der Kolben ausgebildet ist; und
einem Volumenregelventil zum Verändern eines Ausgabevolumens des Kompressors, das unter Verwendung eines toten Raums des Zylinderblocks, wo die Zylinderbohrungen nicht ausgebildet sind, angebracht ist.

35. Kompressor, mit
einer Welle, welche eine Drehkraft von einer Kraftquelle empfängt;
einer Antriebsscheibe, die sich dreht, indem sie verbunden mit der Welle angetrieben wird, und die sich bezüglich der Welle neigen kann;
mehreren Kolben, die in Hubbewegung eingreifen, indem sie mit der Antriebsscheibe in Verbindung stehen;
einem Zylinderblock, der mit mehreren Zylinderbohrungen ausgebildet ist, welche die Kolben parallel zu der Welle um eine Mittelachse der Welle aufnehmen; und
einem Volumenregelventil, das unter Verwendung eines toten Raums in einer Mitte des Zylinderblocks angebracht ist und einen Neigungswinkel der Antriebsscheibe verändern kann, um so ein Ausgabevolumen des Kompressors zu verändern.

36. Kompressor nach Anspruch 35, bei welchem das Volumenregelventil so ausgebildet ist, dass es einen Druck einer die Antriebsscheibe aufnehmenden Antriebsscheibenkammer verändern kann, um das Ausgabevolumen des Kompressors zu verändern.

37. Kompressor nach Anspruch 35, ferner mit
einer Schuhhalteplatte, welche durch die Antriebsscheibe durch ein Antriebsdrucklager gehalten ist und dadurch den gleichen Neigungswinkel einnimmt, aber an einer Drehung gehindert ist; und
mehreren Schuhen, welche mit mehreren Schuhführungsnuten in Eingriff stehen können, welche in einer Radialrichtung an einem Randteil der Schuhhalteplatte ausgebildet sind, um in der Radialrichtung zu gleiten, und die mit Enden der Kolben in Eingriff stehen.

38. Kompressor nach Anspruch 35, bei welchem als Einrichtung zum Verändern des Neigungswinkels der Antriebsscheibe zum Verändern eines Ausgabevolumens und zum Verbinden der Welle und der Antriebsscheibe ein Gleitverbindungsmechanismus bestehend aus mehreren Stiften und mehreren Führungsnuten, mit denen die Stifte in Eingriff stehen, an einer Stelle entfernt von der axialen Mitte der Welle vorgesehen ist.

39. Kompressor nach Anspruch 38, bei welchem die Welle nur durch ein vorderes Ende eines Gehäuses durch ein Lager axial gehalten ist.

40. Kompressor nach Anspruch 34, bei welchem das Volumenregelventil so ausgebildet ist, dass es einen beliebigen Druck zwischen einem Druck einer Ansaugkammer, aus der die Kolben ein Fluid in in den Zylinderbohrungen ausgebildeten Arbeitskammern saugen lassen, und einem Druck einer Ausgabekammer, zu der das in den Arbeitskammern komprimierte Fluid ausgegeben wird, erzeugen kann.