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Die Erfindung betrifft einen Axialkolbenverdichter,
insbesondere CO2-Verdichter für Kraftfahrzeugklimaanlagen,
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Axialkolbenverdichter werden vielfach
in Klimaanlagen für
Kraftfahrzeuge verwendet und dienen dort zum Ansaugen und Verdichten
eines Kältemittels.
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Solche Verdichter bzw. Kompressoren
sind in zahlreichen unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt und umfassen
in aller Regel ein Gehäuse, das
eine Verdichter- bzw.
Pumpeneinheit enthält.
Der Antrieb der Verdichter- bzw. Pumpeneinheit erfolgt üblicherweise
mittels einer außerhalb
des Gehäuses gelegenen
Antriebseinheit. Ein vorerwähnter
Axialkolbenverdichter bildet einen Teil der Pumpeneinheit, die als
Axialkolbenpumpe ausgebildet sein kann. Die Pumpeneinheit besteht
aus mindestens einem Kolben, der in einem Zylinder hin und her bewegbar
ist. Üblicherweise
sind bekannte Kompressoren zur Erhöhung der Effektivität mit mehreren
Kolben ausgestattet. Die Hin- und Herbewegung der Kolben entlang
ihrer Längsachse
wird durch eine Kopplung der Kolben an eine Taumelscheibe bewirkt,
die über
Lagereinheiten mit einer um eine Achse drehbaren Schrägscheibe
in Wirkverbindung steht.
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Die
DE 198 33 604 A1 beschreibt einen „typischen" Aufbau eines Taumelscheibenverdichters. Das
dortige Gehäuse
umfasst zwei Teile, die einen Triebwerksraum begrenzen. In diesem
ist ein Schrägscheiben/Taumelscheiben-Mechanismus
angeordnet, der durch eine aus dem Gehäuse herausgeführte Antriebswelle
angetrieben wird. Der Antrieb der Antriebswelle erfolgt über eine
Riemenscheibe außerhalb
des Gehäuses.
Die Taumelscheibe ist über
Pleuelstangen mit den Kolben verbunden. Die Abstützung der Taumelscheibe erfolgt über Axial- und
Schrägkugellager
an einer Schrägscheibe,
die drehfest mit der Antriebswelle in Verbindung steht. Nachteilig
bei dem Stand der Technik gemäß der
DE 198 33 604 A1 ist
der komplizierte Aufbau sowie eine, insbesondere bei höheren Drehzahlen
aufgrund der auftretenden Fliehkräfte problematische Schmierung der
Taumelscheibenlagerung. Darüber
hinaus sind die dortigen Axiallager nur unzureichend für die im Wechsel
auftretenden Druck- und Zugkräfte
seitens der Pleuelstange und des Kolben ausgelegt. Ein erhöhter Verschleiß und damit
kürzere
Lebensdauer sind die Folge.
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Die
US
5,823,490 sowie die korrespondierende
DE 196 21 174 A1 beschreiben
einen Kolbenantrieb mittels einer Taumelscheibenanordnung, bei der
die Taumelscheibe ebenfalls auf einer Schrägscheibe drehgelagert ist.
Für die
Lagerung werden dort Nadellager zwischen der Taumelscheibe und der Schrägscheibe
eingesetzt. Die Taumelscheibe ist ihrerseits über Gleitlager mit den Kolben
verbunden. Die Gleitlager weisen hierzu halbkugelförmige Gleitschuhe
auf, die vorne und hinten, d.h. axial von beiden Seiten an der Taumelscheibe
anliegen. Die Gleitschuhe sind in entsprechend konkav ausgebildeten Lagerschalen
aufgenommen, die in den Kolben ausgebildet sind. Die Neigung der
Schrägscheibe
ist einerseits über
einen Gelenkarm und andererseits über eine Druckplatte einstellbar,
die mittels einer Druckfeder gegen die Schrägscheibe geschoben wird und
eine Schrägstellung
der Schrägscheibe
entsprechend einem gewünschten
Kolbenhub definiert. Um die Kräfte
und Momente an den Triebwerksteilen aufnehmen zu können, sind
bei dem beschriebenen Verdichter insgesamt drei Lagerstellen vorgesehen: zwei
Axialnadelkränze
und ein Radialnadelkranz. Somit weist die Taumelscheibe fünf Lagerlaufbahnen auf,
die integrativer Bestandteil der Taumelscheibe sind. Um den im Betrieb
auftretenden Kräften,
insbesondere bei hohen Drehzahlen, gerecht zu werden, ist es notwendig,
die Taumelscheibe aus Stahl zu fertigen oder zumindest zu härten und
einer Schleifbearbeitung zuzuführen.
Dies wirkt sich in mehrfacher Hinsicht nachteilig aus, da zum einen
die Vielzahl und die komplizierte Integration der Lagerstellen eine Schmierung
problematisch macht. Darüber
hinaus wird auch hier Schmieröl
durch die Fliehkraft nach außen
geschleudert, so dass die Ölversorgung
und eine gleichmäßige Schmierung
an den Lagerstellen schlecht bzw. nicht gewährleistet ist, was zu einem erhöhten Verschleiß führt.
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Darüber hinaus wirkt sich die große Masse der
Taumelscheibe nachteilig aus, da die Taumelscheibe mit steigender
Drehzahl derart in das Kräftegleichgewicht
des Schrägscheibenmechanismus
eingreift, dass der Mechanismus in Richtung eines größeren Kippwinkels
und damit einer größeren Leistung
regelt. Dies ist jedoch unerwünscht,
da die Leistung bei einer steigenden Drehzahl ohnehin erhöht wird,
so dass dies durch einen kleineren Kolbenhub, der durch einen kleineren
Kippwinkel gekennzeichnet wäre,
kompensiert werden sollte. Ein Rückgriff auf
gesonderte Regelsysteme ist deshalb notwendig. Bei der Verwendung
eines Taumelscheibenverdichters zum Verdichten von CO2 ist
darüber
hinaus die Verwendung von Axialnadelkränzen problematisch, da deren
Grenzdrehzahl gering ist, die geforderte Tragfähigkeit aber gerade große Lagerdurchmesser erfordert.
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Ein weiterer Axialkolbenverdichter
mit Taumelscheiben-Mechanismus ist in der
EP 0 853 198 A2 offenbart.
Die dortige Taumelscheibenanordnung entspricht prinzipiell derjenigen
der
DE 196 21 174 A1 .
Unterschiedlich ist lediglich die Art und die Anzahl der Lagerungen
sowie die Form und die Gestalt der Taumelscheibe. Die zum vorgenannten
Verdichter beschriebenen Probleme treten auch bei diesem Aggregat
auf. Die Schmierungsproblematik dürfte aufgrund einer geringeren
Anzahl an Lagerlaufflächen
etwas geringer sein als bei der
DE 196 21 174 A1 . Ebenso wie dort, sind aber
auch hier die Axiallager nur unzureichend auf die wechselnden Druck- und
Zugbelastungen des Kolbens ausgelegt.
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Die
EP 1 052 403 A2 beschreibt eine Taumelscheiben-Lagerung,
bei der eine Lauffläche
des Radiallagers als integrativer Bestandteil der Taumelscheibe
vorgesehen ist. Darüber
hinaus wird anstelle der vorbeschriebenen Axialnadelkränze ein
Axialrollenlager zur Aufnahme der Druck- und Zugkräfte sowie
zur Anlenkung der Taumelscheibe seitens der Schrägscheibe verwendet. Nachteilig
bei dieser Konstruktion ist jedoch das große Bauvolumen sowie eine große Masse,
die zu erhöhten
Fliehkräften
und somit Unwucht- und Verschleißerscheinungen führt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen
Verdichter zu schaffen, der sich gegenüber dem Stand der Technik durch
eine einfachere und insbesondere auch leichtere Taumelscheibenlagerung
auszeichnet. Auch sollten durch die Erfindung der Montageaufwand,
das Bauvolumen sowie Schmierungs- und Verschleißprobleme verringert werden.
Schließlich
soll sich der Verdichter durch besonders geringe Verlustleistungsaufnahme
auszeichnen und, insbesondere auch bei höheren Temperaturen, tribologisch
optimal verhalten bedingt durch eine verbesserte Wärmeableitung
aus den Laufflächenbereichen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Axialkolbenverdichter
gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
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Insbesondere wird die Aufgabe durch
einen Axialkolbenverdichter, insbesondere einen CO2-Verdichter
für Kraftfahrzeugklimaanlagen,
mit einem dem Kolben zugeordneten Taumelscheibenmechanismus gelöst, der
eine, an einer mit einer Antriebswelle umlaufenden Schrägscheibe,
abgestützte
Taumelscheibe umfasst, wobei die Abstützung der Taumelscheibe über ein
gleichzeitig axial als auch radial wirksames Ringlager erfolgt.
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Ein wesentlicher Punkt der Erfindung
liegt darin, dass die axiale und radiale Abstützung der Taumelscheibe mit
nur einem Lager realisiert ist. Das Lager, das als Ringlager ausgebildet
ist, nimmt sowohl Radialkräfte
als auch Axialkräfte
(in beiden Richtungen) und ein Kippmoment der Taumelscheibe gleichmäßig auf.
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Als Ringlager kommen Gleit- oder
Wälzkörperlager
in Betracht, wobei insbesondere Rollenlager bevorzugt sind. Es sind
jedoch auch Kugellager oder, je nach Größe und Belastung des Lagers,
Nadellager einsetzbar. Besonders vorteilhaft sind Rollenlager mit kurzen
dicken Rollen, die sich durch eine höhere „Tragzahl" und geringere Reibung als Nadellager
mit langen dünnen
Nadeln auszeichnen.
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Erfindungsgemäß sind die Lagerwirkebenen des
Ringlagers kreuzweise zueinander angeordnet und entweder durch umlaufende
Gleitflächen
oder über
den Umfang des Ringlagers angeordnete Wälzkörper einerseits und zugeordneten
Laufflächen
andererseits definiert.
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Vorzugsweise ist das Ringlager als
Kreuzrollenlager ausgebildet.
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Gemäß einer Ausbildungsform der
Erfindung sind zwei der vier Laufflächen des Kreuzrollenlagers in
die Taumelscheibe integriert. Eine weitere Lauffläche ist
als Gegenlauf fläche
an der Schrägscheibe ausgebildet
und die vierte Lauffläche,
die ebenfalls als Gegenlauffläche
dient, ist Teil eines gesonderten Lagerrings oder einer Sicherungsmutter.
Somit bildet die Taumelscheibe mit dem Kreuzrollenlager eine Wirkeinheit,
die auf die Schrägscheibe
ansetzbar und mittels einer Sicherungsmutter fixierbar ist. Als
Alternative kann ein gesonderter Lagerring zum Abschluß des Kreuzrollenlagers
und ggf. zur Festlegung der Kreuzrollenlager-Taumelscheibe-Einheit
dienen. Hierzu kommen neben Schraubverbindungen auch Rast- oder
Schnappverbindungen in Frage. Auch der Einsatz eines Sicherungsbolzens
oder -stifts ist denkbar.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung
ergibt sich daraus, dass die Schrägscheibe keine(n) ausladenden „tellerförmigen" Bereiche) zur Aufnahme
von Axialnadellager oder Axialrollenlager gemäß dem Stand der Technik aufweist.
Hierdurch wird das Bauteil erheblich kleiner und leichter. Durch
die reduzierte Masse der Schrägscheibe
sind ehedem bestehende Unwuchtprobleme, die aufgrund bekannter Schrägscheibengeometrien
zu berücksichtigen
sind, deutlich verringert. Eine solche Unwucht kann beispielsweise
im Bereich der Anlenkung und/oder Führung der Schrägscheibe
auftreten, da die Schrägscheibe
in diesem Bereich asymmetrisch aufgebaut ist. Da der „tellerförmige" Bereich jedoch erfindungsgemäß nicht
vorhanden ist und der Bereich der Anlenkung und/oder Führung der
Schrägscheibe
erfindungsgemäß eine geringe
Masse aufweist, ist hier ein Ausgleich von Unwucht durch die Anbringung
eines geringen Ausgleichsgewichtes sehr leicht möglich. Das Ausgleichsgewicht
wird vorzugsweise unmittelbar an der Schrägscheibe angebracht. Da sich eine
Unwucht jedoch nicht nur auf die Schrägscheibe an sich, sondern auf
die gesamte Schrägscheibe-Taumelscheibe-Anordnung
auswirkt, kann ein solches Ausgleichsgewicht zur Auswuchtung der
Einheit Taumel-/Schrägscheibe
erfindungsgemäß auch an
einem Lagerring bzw. einer Lagersicherungsmutter angeordnet sein.
Vorzugsweise wird durch die Anbringung des Ausgleichsgewichts der
Gesamtschwerpunkt der Taumel-/Schrägscheiben-Einheit derart verlagert,
dass er im wesentlichen in einer sich senkrecht zur Antriebsachse
erstreckenden Kippachse der Taumelscheibe liegt. Auf diese Weise
ist es erfindungsgemäß möglich, den
Massenschwerpunkt der Baugruppe mit dem Kipppunkt der Baugruppe
zur Deckung zu bringen, so dass eine Unwucht in vorteilhafter Weise
vollständig
eliminiert ist, und zwar unabhängig
vom Kippwinkel.
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Diese Ausführungsform stellt gegenüber dem
Stand der Technik einen erheblichen Vorteil dar, da, wie bereits
erwähnt,
eine taumelnde Masse (gemeinsam mit den Kolben) aufgrund ihrer Trägheit die Schrägscheibe
in Abhängigkeit
der Drehzahl in Richtung des maximalen Kippwinkels der Schrägscheibe zu
stellen versucht. Hiergegen wirkt die Fliehkraft der Schrägscheibe,
die im Gegenzug einem minimalen Kippwinkel der Schrägscheibe
entgegenstrebt. Erfindungsgemäß ist es
aufgrund der kleinen Masse der Taumelscheibe möglich, die Massenverhältnisse
und die Dimensionierung von Schrägscheibe
und Taumelscheibe so zu wählen,
dass sich der Mechanismus gegenüber
Drehzahlschwankungen im wesentlichen stabil verhält, so dass ein voreingestellter Schrägscheibenkippwinkel
erhalten bleibt.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung erfolgt eine Schrägstellung
der Schrägscheibe mittels
einer Feder, die sich einerseits an einer Grundplatte abstützt, die
drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist und die andererseits
die Schrägscheibe
in eine Neigung drängt.
Die Einstellung der Neigung kann entweder über einen Gelenkarm oder über eine
Schrägstellung
der Grundplatte an sich eingestellt werden. Der Gelenkarm ist drehfest
mit der Antriebswelle verbunden. Durch die Verwendung einer Druckfeder
ist in vorteilhafter Weise eine kompakte Bauform des Schrägscheibenverdichters
möglich.
Als Druckfedern kommen insbesondere Schrauben- oder Tellerfedern
in Frage, wobei Mehrdrahtfedern, Schraubentellerfedern und Federn
mit einem rechteckigen Coil-Querschnitt
bevorzugt sind. Die jeweilige Wahl der Feder richtet sich nach den
jeweiligen Bedürfnissen,
wobei sich bei hohen Stoßfrequenzen,
d.h. bei hohen Drehzahlen und/oder einer größeren Anzahl von Kolben, Mehrdrahtfedern,
und für
einen sehr kompakten Andruckmechanismus insbesondere Schraubentellerfedern
bevorzugt eignen. Die Federkennlinie kann sowohl progressiv, als
auch degressiv gewählt
sein. Hiermit lässt
sich das Regelverhalten des Schrägscheibenverdichters
beeinflussen.
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Gemäß bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung sind die Rollenkörper
des Kreuzrollenlagers entweder wechselweise im Verhältnis 1:1,
1:2 oder 1:3 kreuzweise zueinander angeordnet. Auf diese Weise ist
eine auslastungsgerechte Auslegung des Kreuzrollenlagers möglich. So
kann beispielsweise eine hohe Druckbelastung während eines Kompressionsvorgangs
des Kolbens durch eine erhöhte
Anzahl von Rollenkörpern
gegenüber
einer reduzierten Anzahl von belasteten Rollenkörpern während einer Expansionsbewegung
des Kolbens abgefangen werden. Druckseitig sind somit onsbewegung des
Kolbens abgefangen werden. Druckseitig sind somit beispielsweise
zwei Rollenkörper
angeordnet, während
zugseitig lediglich ein Rollenkörper
vorliegt. Praktisch wechseln sich demgemäß zwei druckbelastete Rollenkörper wechselseitig
mit einem zugbelasteten Rollenkörper über den
Umfang des Kreuzrollenlagers ab. Sofern notwendig, können die
Rollenkörper
des Kreuzrollenlagers wechselweise auch im Verhältnis 1:4 oder in einem höheren Verhältnis kreuzweise
zueinander angeordnet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung sind die Lagerwirkebenen des Ringlagers unter einem
Winkel von 90° oder
schiefwinklig zueinander angeordnet. Je nach Belastung des Ringlagers ist
jedoch auch eine asymmetrische Anordnung der Lagerwirkebenen vorgesehen,
die eine gute Kraftverteilung einerseits und eine optimierte Lagerführung andererseits
gewährleistet.
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Grundsätzlich wird jedoch eine Anordnung der
Rollen unter einem Winkel von 90° zueinander bevorzugt,
da diese Anordnung konstruktiv am einfachsten ist. Denkbar ist,
die Rollen insgesamt um einen vorbestimmten Winkel zu kippen, ohne
dass der Relativwinkel zwischen den Rollenachsen verändert wird.
Dadurch kann einer unterschiedlich starken Axial- und/oder Radialbelastung
des Ringlagers Rechnung getragen werden. Insbesondere kann dadurch z.B.
dem Umstand Rechnung getragen werden, dass den axialen Kompressionskräften durch
entsprechendes Kippen der Lagerwirkflächen eine höhere Tragfähigkeit zugeordnet wird als
den geringeren Axialkräften
beim Saughub der Axialkolben, die sich über die Taumelscheibe am Ring-
bzw. Kreuzrollenlager abstützen.
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Durch eine Kombination der Anzahl
der Rollenkörper,
die an den Lagerwirkebenen des Ringlagers angeordnet sind und dem
Winkel, unter dem die Lagerwirkebenen stehen, ist eine optimale
Einstellung auf hohe Axiallasten möglich. Hierbei kann in bestmöglicher
Weise berücksichtigt
werden, dass die Axiallast bei einer Kompression einseitig sehr
hoch ist, während
die Axiallast aufgrund eines Saughubs vergleichsweise klein bemessen
ist.
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Es sei betont, dass anstelle von
Rollenkörpern
auch andere Wälzkörper in
Form eines entsprechenden Kreuzwälzkörperlagers
eingesetzt werden können.
Bevorzugt sind ne ben den bereits vorerwähnten Zylinderrollen, Kugeln
oder tonnenförmige Walzen
sowie, insbesondere im Falle einer Miniaturisierung auch Nadeln.
Gegebenenfalls sind den Wirkebenen des Ringlagers unterschiedliche
Wälzkörper zugeordnet.
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand
eines Ausführungsbeispiels
beschrieben, das anhand der Abbildungen näher erläutert wird. Hierbei zeigen:
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1 einen
Schrägscheibenverdichter
mit Taumelscheibenanordnung gemäß dem Stand
der Technik;
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2 eine
perspektivische, teilweise gebrochene Darstellung einer erfindungsgemäßen Taumelscheibenanordnung;
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3 die
Taumelscheibenanordnung gemäß 2 in gedrehter und etwas
gekippter Ansicht;
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4 einen
Längsschnitt
durch eine erfindungsgemäße Taumelscheibenanordnung;
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5 eine
Schnittansicht der erfindungsgemäßen Taumelscheibenanordnung
gemäß 4 in gedrehter Darstellung;
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6 die
Darstellung der Tragfähigkeitskriterien
des erfindungsgemäßen Ringlagers;
und
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7 die
Tragfähigkeit
des erfindungsgemäßen Ringlagers
bei gekippter Lage der Lagerwirkebenen insgesamt unter Beibehaltung
der Relativlage der Lagerwirkebenen zueinander.
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In der nachfolgenden Beschreibung
werden für
gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
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1 zeigt
einen Schrägscheibenverdichter mit
einer Taumelscheibenanordnung gemäß dem Stand der Technik. Ein
Taumelscheibenmechanismus 2, der mittels einer Antriebswelle 3 betrieben wird,
umfasst eine Schrägscheibe 4 sowie
eine Taumelscheibe 5. Die Taumelscheibe 5 steht über Ringlager 6 mit
der Schrägscheibe 4 in
Wirkverbindung. Die Ringlager 6 sind als Axial- und Radiallager
ausgebildet. Die Schrägscheibe 4 ist
drehfest an der Antriebswelle 3 befestigt. Die Taumelscheibe 5 ist
mittels einer Verdrehsicherung in einem Gehäuse, in dem der Taumelscheibenmechanismus 2 untergebracht
ist, angeordnet. An der Taumelscheibe 5 ist eine Pleuelstange 15 angebracht, über die
ein Kolben 1 betätigbar
ist. Die Schrägscheibe 4 ist
durch einen relativ weit ausladenden tellerförmigen Bereich 19 gekennzeichnet,
der zur Aufnahme der Lager 6 dient. Diese aus Stabilitätsgründen relativ
großvolumige
Bauweise ist sowohl platz- als auch gewichtsintensiv.
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2 zeigt
einen erfindungsgemäßen Taumelscheibenmechanismus 2.
Eine Schrägscheibe 4 ist
auf einer Antriebswelle 3 drehfest befestigt. Eine Taumelscheibe 5 steht
mit der Schrägscheibe 4 über ein
sich um die Schrägscheibe 4 herumerstreckendes
Ringlager 6 in Wirkverbindung. Das Ringlager 6 ist
als Kreuzrollenlager 8 ausgebildet. Das Kreuzrollenlager 8 weist
zwei winklig zueinander angeordnete Lagerwirkebenen 7 auf.
Die Lagerwirkebenen sind relativ zur Schrägscheiben bzw. Ringlagerebene 10 (s. 6) symmetrisch unter einem
Winkel von jeweils 45° angeordnet.
Die Lagerwirkebenen 7 sind durch in Rollenkörperbuchsen 14 aufgenommene Zylinderrollen
(nicht gezeigt) definiert. Wie in 2 und
in 3 ersichtlich, ist
der Taumelscheibenmechanismus 2 mittels einer Sicherungsmutter 13 fixiert.
Hierzu ist die Sicherungsmutter 13 auf ein an der Schrägscheibe 4 ausgebildetes
Gewinde aufschraubbar.
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Das Kreuzrollenlager 8 ist
so konzipiert, dass es vier Laufflächen 9, 10, 11 aufweist.
Zwei Laufflächen 9 sind
gemäß den 4 und 5 an der Taumelscheibe 5 lokalisiert.
Eine Gegenlauffläche 10 sowie eine
Gegenlauffläche 11 befinden
sich jeweils an der Schrägscheibe 4 sowie
an einem Lagerring 12 bzw. einer Sicherungsmutter 13.
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Eine gute und über das gesamte Kreuzrollenlager
gleichmäßige Schmierung
des Kreuzrollenlagers ist auf einfache Weise möglich. Dies ergibt sich zum
einen daraus, dass vorteilhafterweise lediglich ein umlaufendes
Lager vorgesehen ist. Auftretende Fliehkräfte sind gegenüber herkömmlichen Axiallagern
gemäß dem Stand
der Technik deutlich reduziert, da der radiale Abstand des Kreuzrollenlagers
von der Achse der Antriebswelle 3 kleiner als bei herkömmlichen „tellerförmigen" Schrägscheiben
ist. Somit ist ein „Ausschleudern" von Schmiermittel
nicht zu befürchten.
Darüber
hinaus wird das Schmiermittel durch die winklig zur Antriebswellenachse 3 verlaufenden
Rollen durch die Rollbewegung in Richtung der Lagerbuchsen rückgeführt. Über einen
Lagerring 12, der als Sicherungsmutter 13 ausgebildet sein
kann, ist das Kreuzrollenlager 8 abdichtbar. Die Laufflächen 9, 10, 11 des
Kreuzrollenlagers 8 sind vorzugsweise zumindest oberflächengehärtet. Alternativ
kann auch ein gehärteter
Einsatz vorgesehen sein. Der Lagerring 12 bzw. die Sicherungsmutter 13 kann
ein Ausgleichsgewicht 16 umfassen, das als Gegengewicht
zu einem in den 4 und 5 links unten dargestellten „henkelförmigen" Führungsbereich dient
und eine Unwucht, die durch diesen Führungsbereich gegeben ist,
ausgleicht. Vorzugsweise erfolgt die Anbringung und Dimensionierung
des Ausgleichsgewichtes 16 so, dass der Gesamtschwerpunkt
der Einheit „Taumelscheibe,
Schrägscheibe, Ringlager,
Sicherungsmutter" etwa
in deren sich senkrecht zur Antriebsachse 3 erstreckenden
Kippachse 17 liegt. Dadurch lässt sich eine minimale Belastung
des Ringlagers durch äußere Drehmomente erhalten.
Die Ansteuerung bzw. Betätigung
der Kolben des Taumelscheibenverdichters erfolgt über Gleitsteine
(nicht gezeigt), die an der Taumelscheibe 5 abgestützt sind.
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In den 6 und 7 ist die axiale und radiale Tragfähigkeit
des Ringlagers durch die Axialkraftpfeile Fax1,
Fax2 und Frad dargestellt,
und zwar in 6 bei symmetrischer
Anordnung der Lagerrollen relativ zur Ringlagerebene 19 im Vergleich
zu einer asymmetrischen Anordnung gemäß 7. Bei letzterer ist die axiale Tragfähigkeit
Fax2 erheblich größer als bei der symmetrischen
Anordnung gemäß 6, wo Fax1 = Fax2 ist. Im übrigen zeigt 6, dass das beschriebene Kreuzrollenlager
sowohl axiale Fax1, Fax2 als
auch radiale Kräfte
Frad sowie Drehmomente M aufzunehmen vermag.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass
alle oben beschriebenen Teile für
sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in
den Zeichnungen dargestellten Details als erfindungswesentlich beansprucht
werden. Abänderungen
hiervon sind dem Fachmann geläufig.
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- 1
- Kolben
- 2
- Taumelscheibenmechanismus
- 3
- Antriebswelle
- 4
- Schrägscheibe
- 5
- Taumelscheibe
- 6
- Ringlager
- 7
- Lagerwirkebenen
- 8
- Kreuzrollenlager
- 9
- Lauffläche (Taumelscheibe)
- 10
- Gegenlauffläche (Schrägscheibe)
- 11
- Gegenlauffläche (Lagerring)
- 12
- Lagerring
- 13
- Sicherungsmutter
- 14
- Rollenkörperbuchsen
- 15
- Pleuelstange
- 16
- Ausgleichsgewicht
- 17
- Kippachse
- 18
- tellerförmiger Bereich
- 19
- Ringlagerebene