DE10314195A1 - Mit Drehmomentbegrenzer ausgestatteter Kompressor - Google Patents

Abstract

Ein mit einem Drehmomentbegrenzer versehener Kompressor ist so aufgebaut, dass, im Hinblick auf das mögliche Auftreten unbeaqbsichtigten Fressens oder Festlaufens des Kompressors für den Fall, eine Einwegkupplung anstelle einer elektromagnetischen Kupplung verwendet wird, um es einem Kühlmittelkompressor für eine Kraftfahrzeugklimaanlage zu ermöglichen, von einem Elektromotor anstelle einer Brennkraftmaschine angetrieben zu werden, wenn ein übermäßiges Moment durch die Einwegkupplung übertragen werden muss, Rollen Keilflächen überlaufen und in Taschenabschnitte fallen oder es werden Freilaufelemente zum Überrollvorgang umgesteuert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kompressor und insbesondere einen Kompressor, der mit einem Drehmomentbegrenzer ausgestattet und geeignet zur Verwendung als Kühlmittelkompressor in einer auf einem Fahrzeug angeordneten (Luft)klimaanlage ist.
• 2. Beschreibung der verwandten Technik
• Ein Kühlmittelkompressor für ein auf einem Fahrzeug, beispielsweise einem Automobil, angeordnetes Klimatisierungssystem wird, während das Fahrzeug läuft, durch eine fahrzeugseitig angeordnete Brennkraftmaschine in Drehung versetzt, bei der es sich um die Hauptkraftquelle zum Antrieb des Fahrzeugs handelt; ist es jedoch notwendig, das Klimatisierungssystem zu betätigen, wenn die Brennkraftmaschine durch Leerlaufregelung oder dergleichen zum Stillstand gekommen ist, wird der Kompressor durch einen Elektromotor in Drehung versetzt, der durch eine auf dem Kraftfahrzeug angeordnete Batterie als Hilfsstromquelle angetrieben ist. Solch ein Kompressor, der selektiv durch eine aus einer Vielzahl von Kraftquellen angetrieben wird, wird Kompressor vom Verbundantriebstyp oder Kompressor mit Hybridantrieb bezeichnet.
• Ein Kompressor ist in der nicht geprüften, japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 11-30182 beschrieben, bei dem, um die Notwendigkeit von Verbindungs- oder Trennmitteln für Drehantriebsleistung wie von einer elektromagnetischen Kupplung zu eliminieren, die gewöhnlich als Kraftübertragungsmechanismus zum Antrieb eines Rotationsverdichters verwendet wird, ist eine Einwegkupplung zwischen einer Riemenscheibe, welche die Rotationsleistung von einer Brennkraftmaschine aufnimmt und einer Rotationswelle des Verdichters vorgesehen, derart, dass die Einwegkupplung dahingehend wirkt, dass sie die Drehung der Riemenscheibe unterbricht, wenn die Brennkraftmaschine zum Stillstand gekommen ist und der Kompressor in Drehung durch einen Elektromotor versetzt werden soll. Man hält diesen Kompressor immer in Rotation, während die Brennkraftmaschine angetrieben wird, selbst wenn das Klimatisierungssystem nicht betätigt werden muss. Wenn also das Kühlmittel nicht verdichtet werden muss, wird ein elektromagnetisches im Durchlass angeordnetes Ventil, welches eine Austragskammer mit einer Saugkammer verbindet, geöffnet, so dass die wirksame Volumenverdrängung im wesentlichen auf null reduziert wird.
• Allgemein gibt es andere Fälle, wo eine Einwegkupplung in einem Kraftübertragungsmechanismus eingesetzt wird, wie beispielsweise beschrieben in der geprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 07-72585, bei der eine Einwegkupplung zwischen einer Riemenscheibe (entweder der Kurbelwellenriemenscheibe oder der Riemenscheibe auf der Abtriebsseite) und einer Rotationswelle vorgesehen ist, um die Verminderung der Betriebsdauer eines Riemens aufgrund der winzigen Veränderung der Rotationsgeschwindigkeit in einer Kolbenbrennkraftmaschine zu verhindern, was zu einer Verminderung des Antriebsmoments führt, so dass die Kurbelwellenriemenscheibe in Rotation in entgegengesetzter Richtung durch die abtriebsseitige Riemenscheibe angetrieben wird, und eine übermäßige Spannung wird im Band auf der Abtriebsseite aufgebaut, was zur Verminderung der Lebensdauer des Riemens führt. Auch sind technische Mittel offenbart in der nicht geprüften, japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 06-129449, bei der bei einer Einwegkupplung vom Freilauftyp, die für den oben genannten Zweck verwendet werden kann und bei der die Kraftübertragung durch sog. roll-over- bzw. Überrolleffekt behindert werden kann, der äußere Ring der Einwegkupplung gehärtet wird, um das Auftreten von Verformungen des äußeren Rings zu verhindern.
• Ist ein Kompressor auf diese Weise aufgebaut, wobei eine Einwegkupplung anstelle einer elektromagnetischen Kupplung Einsatz findet, derart, dass die Rotationswelle des Kompressors immer am Rotieren gehalten wird, während die Brennkraftmaschine arbeitet, kann die auf die Rotationswelle des Kompressors wirkende Momentenlast exzessiv groß für den Fall eines Versagens oder Festfressens des Kompressors werden, und im Ergebnis kann der Riemen zwischen einer Kurbelwellenriemenscheibe der Brennkraftmaschine und einer kompressorseitigen Riemenscheibe reißen oder die Brennkraftmaschine zum Stillstand kommen und das Fahrzeug nicht weiter fahren, oder ein Momentenstoss kann erzeugt werden, der für die Fahrzeuginsassen unangenehm fühlbar ist.
• Um diese mit einem Kompressor ohne elektromagnetische Kupplung zusammenhängenden Probleme zu lösen, ist es notwendig, dass ein Element, wie beschrieben, in der nicht geprüften, japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2001-317456, welches bricht, wenn eine übergroße Momentenlast oberhalb eines vorbestimmten Wertes irgendwo in dem Kraftübertragungsweg von der Riemenscheibe zur Rotationswelle des Kompressors angelegt wird, vorgesehen wird. Dies kann jedoch zu einem anderen Problem, wie einer Zunahme der Anzahl von Teilen, einer Zunahme der Größe aufgrund des geforderten Zusatzraums, um so ein Element um die Riemenscheibe oder dergleichen herum vorzusehen oder zu einer komplizierten Form, führen, die für Teile, wie die Riemenscheibe, erforderlich wird. Auch wird im oben beschriebenen Stand der Technik die Funktion eines Drehmomentenbegrenzers realisiert durch das Brechen eines Elements und, da das Timing des Auftretens des Brechens des Elements abhängig von verschiedenen Faktoren wie den Oberflächencharakteristiken des Elements, der Metallograhie des Materials, der Temperatur und der Alterungserscheinungen schwankt, tritt ein anderes Problem auf, indem das Element während des Normalbetriebs brechen kann, oder das Element bricht nicht, selbst wenn das vorbestimmte Moment überschritten wird.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen, mit dem Stand der Technik zusammenhängenden Probleme zu überwinden und neuartige Mittel zum Lösen dieser Probleme zur Verfügung zu stellen.
• Ein mit einem Momentenbegrenzer der vorliegenden Erfindung ausgestatteter Kompressor ist ein Rotationskompressor, der mit einem Kraftübertragungsmechanismus ausgestattet und unter Drehung über einen Kraftübertragungsmechanismus durch eine äußere Drehkraftquelle angetrieben wird, wobei der Kraftübertragungsmechanismus einen Einwegkupplungsabschnitt umfasst und so konstruiert ist, dass, solange die auf den Kompressor wirkende Momentenlast sich innerhalb des Bereichs des Normwalwerts befindet, der Einwegkupplungsabschnitt sich in einem Eingriffszustand befindet, so dass er die Rotationskraft von der Rotationskraftquelle auf den Kompressor überträgt, während, wenn die auf den Kompressor wirkende Momentenlast in unüblicher Weise zunimmt und einen vorbestimmten Wert überschreitet, der Einwegkupplungsabschnitt außer Eingriff kommt und die Übertragung der Drehkraft von der Drehkraftquelle zum Kompressor abschaltet, und, ist einmal die Übertragung der Rotationskraft abgeschaltet, wird Rotationskraft nicht mehr übertragen.
• Befindet sich also der Kompressor in Normalbetrieb und die auf den Kompressor wirkende Momentenlast innerhalb des Bereichs des Normalwerts, so ist die Einwegkupplung im Eingriffszustand, so dass die Drehleistung effizient von der Drehkraftquelle auf den Kompressor übertragen wird, nimmt jedoch die auf die Rotationswelle wirkende Momentenlast in unüblicher Weise aufgrund irgend eines Grundes, beispielsweise aufgrund des Fressens des Kompressors oder dergleichen, zu, dann kommt der Einwegkupplungsabschnitt außer Eingriff, so dass die Übertragung der Drehleistung von der Drehkraftquelle auf den Kompressor abgeschaltet wird und der Abschaltzustand aufrecht erhalten wird. So wirkt der Einwegkupplungsabschnitt als Momentenbegrenzer, so dass keine übermäßige Momentenlast auf die Rotationskraftquelle wirkt und kein Momentenstoss auftritt und keinerlei Beschädigung in der Rotationskraftquelle hervorgerufen wird.
• Ist eine Hilfskraftquelle im Kraftübertragungsmechanismus vorgesehen, so kann der Kompressor unter Drehung durch die Hilfskraftquelle anstelle der Hauptrotationskraftquelle angetrieben werden, während der Einwegkupplungsabschnitt als Drehmomentbegrenzer arbeitet und es ermöglicht, dass die Hauptdrehkraftquelle in einem Stopzustand gehalten wird.
• Ist der Einwegkupplungsabschnitt als Einwegkupplung vom Rollentyp konstruiert, kann zusätzlich zur Bildung eines ersten Taschenabschnitts, der gewöhnlich in Umfangsrichtung auf einer Seite der Keilfläche auf dem äußeren Ring oder dem inneren Ring in Eingriff mit der Rolle des Einwegkupplungsabschnitts vorgesehen ist, ein zweiter Taschenabschnitt auf der anderen Seite der Keilfläche gebildet werden, derart, dass die Momentenlast in ungewöhnlicher Weise zunimmt und einen vorbestimmten Wert überschreitet: hierdurch kann die Rolle in die zweite Tasche fallen und außer Eingriff mit der Keilfläche kommen, so dass verhindert wird, dass die übermäßige Momentenlast einen ungünstigen Effekt auf die Rotationskraftquelle ausübt.
• Ist die Einwegkupplung als eine Einwegkupplung vom Freilauftyp gebaut, so werden, wenn die Momentenlast ungewöhnlich zunimmt und einen vorbestimmten Wert überschreitet, die Freilaufelemente in dem Einwegkupplungsabschnitt in einen Überrollzustand umgesteuert, so dass verhindert wird, dass die übermäßige Momentenlast einen ungünstigen Einfluss auf die Rotationskraftquelle ausübt.
• Ist ein aus einem elastischen Material gebildeter Stossdämpfer im Kraftübertragungsweg vorgesehen, so kann der Stoss aufgrund der Veränderung des Moments reduziert werden und der Eintritt von Fremdmaterialien, wie Staub, Wasser, Öl oder dergleichen, in den Kraftübertragungsmechanismus durch geeignete Auslegung der Konstruktion des Stossdämpfers verhindert werden.
• Der Kraftübertragungsmechanismus für den Kompressor der vorliegenden Erfindung lässt sich weitestgehend im Inneren der Riemenscheibe zur Aufnahme der Drehleistung von der Drehleistungsquelle unterbringen. Der Kraftübertragungsmechanismus kann hierdurch kompakt ausgebildet werden.
• Eine Hilfskraftquelle, die im Inneren des Kraftübertragungsmechanismus für den Kompressor vorgesehen sein kann, besteht bevorzugt aus einem Elektromotor, der von einer Kraftquelle für einen Elektromotor, beispielsweise einer Batterie, betätigt wird. Da ein Elektromotor sehr kompakt sein kann, kann er im Inneren einer Riemenscheibe untergebracht werden.
• Ist ein Lagerabschnitt zusammen mit dem Einwegkupplungsabschnitt, wie er in dem Kraftübertragungsmechanismus des Kompressors der vorliegenden Erfindung verwendet wird, vorgesehen, so lässt sich die Konzentrizität des äußeren Rings und des inneren Rings des Einwegkupplungsabschnitts leicht aufrecht erhalten.
• Der bei dem Kraftübertragungsmechanismus verwendete Einwegkupplungsabschnitt des Kompressors der vorliegenden Erfindung kann außerhalb des Gehäuses des Kompressors vorgesehen sein oder kann innerhalb des Kompressorgehäuses eingebaut werden. Im letztgenannten Fall lässt sich die Schmierung des Einwegkupplungsabschnitts gemeinsam unter Verwendung von im Kompressor zirkulierendem Schmiermittel durchführen. So wird das Schmiersystem vereinfacht, und Verschleiß und Überhitzen des Einwegkupplungsabschnitts kann in verlässlicher Weise verhindert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 ist eine geschnittene Vorderansicht und zeigt einen Kompressor nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 2 ist ein Seitenschnitt längs der Linie II-II der Fig. 1;
• Fig. 3 ist ein vergrößerter Seitenschnitt und zeigt einen wesentlichen Teil der Fig. 2;
• Fig. 4 ist ein Seitenschnitt und zeigt einen anderen Arbeitszustand des wesentlichen in Fig. 3 gezeigten Teils;
• Fig. 5 ist eine Ansicht von vorne im Vertikalschnitt eines Kompressors nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 6 ist eine Seitenansicht im Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 5 und zeigt einen wesentlichen Teil der zweiten Ausführungsform;
• Fig. 7 ist eine geschnittene Seitenansicht und zeigt einen anderen Arbeitszustand des wesentlichen in Fig. 6 gezeigten Teils;
• Fig. 8 ist eine Vorderansicht im Vertikalschnitt und zeigt einen Kompressor nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung, und
• Fig. 9 ist eine Ansicht von vorne im Vertikalschnitt gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Ein mit einem Drehmomentbegrenzer nach der vorliegenden Erfindung ausgestatteter Kompressor wird nun genauer mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4, die eine erste Ausführungsform zeigen, beschrieben. Der Kompressor selbst ist einer vom Taumelscheibentyp, vom Evolutentyp, vom Schaufeltyp oder ein anderer Verdrängungskompressor und ist so aufgebaut, dass er einen Arbeitszustand bei einem Verdrängungsvolumen gleich null erreichen kann. Das Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht jedoch nicht in der Konstruktion des Kompressors, sondern dem im Kompressor vorgesehenen Kraftübertragungsmechanismus.
• Der Kraftübertragungsmechanismus gehört zu dem sog. Hybridantriebssystem. Wird der Kompressor als Kühlkompressor in einer auf einem Fahrzeug installierten Klimaanlage eingesetzt, so wird der Kraftübertragungsmechanismus verwendet, um rotativ den Kompressor selektiv anzutreiben und dabei entweder eine (nicht dargestellte) Brennkraftmaschine zu verwenden, bei der es sich um die Hauptantriebsquelle beim Antrieb des Fahrzeugs handelt oder einen Elektromotor zu verwenden, der in den Kraftübertragungsmechanismus selbst als Hilfskraftquelle eingebaut ist. In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Riemenscheibe zur Aufnahme von Drehleistung über einen Riemen von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Die Riemenscheibe 1 ist über ein Lager 2 an einem vorragenden Teil 8a gelagert, der von einem Teil des Gehäuses des Kompressors 8 vorsteht. Mit 3 ist ein Stoßdämpfer aus elastischem Material, wie synthetischem Kautschuk, bezeichnet, der mit Wärme an die Ringaußenumfangsfläche des Endteils der Riemenscheibe 1 gebunden ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird eine Vielzahl von Nuten 31 auf der Außenumfangsfläche des stoßabsorbierenden Dämpfers 3 ausgebildet.
• Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine schalenartige Nabe mit einer Öffnung in einem Mittelteil, und eine Vielzahl von Konvexitäten 41 sind auf dem Außenumfangsteil ausgebildet, so dass sie nach innen in einer radialen Richtung vorstehen. Diese Konvexitäten 41 sind jeweils in die Nuten 31 des stoßabsorbierenden Dämpfers 3 eingepasst. Die Riemenscheibe 1 kommt in Eingriff mit der Nabe 4 über den stoßabsorbierenden Dämpfer 3, der aus elastischem Material geformt ist und überträgt so die Drehleistung (das Moment) elastisch und unterdrückt Stöße aufgrund von Momentenschwankungen, während gleichzeitig verhindert wird, dass Wasser, Staub oder dergleichen durch einen Spalt in den Innenraum der Riemenscheibe 1 eindringen.
• Das Bezugszeichen 5 steht für eine Einwegkupplungseinheit, die sich zusammensetzt aus einem Einwegkupplungsabschnitt 53 vom Rollentyp und einem Lagerungsabschnitt 56, beispielsweise Kugellagern im Falle der ersten Ausführungsform. Die detaillierte Struktur des Einwegkupplungsabschnitts 53 ist in Fig. 3 gezeigt. Der Einwegkupplungsabschnitt 53 umfasst einen äußeren Ring 51, einen inneren Ring 52 und eine Vielzahl von Rollen 53a, Federn 53d zum Beaufschlagen der jeweiligen Rollen 53a in Richtung entgegengesetzt zur Drehantriebsrichtung R des Kompressors 8, am äußeren Ring 51 sind Träger 53e zum Halten der jeweiligen Federn 53d befestigt. Der Lagerungsabschnitt 56 ist vorgesehen, um die Konzentrizität zwischen dem äußeren Ring 51 und dem inneren Ring 52 des Einwegkupplungsabschnitts 53 aufrecht zu erhalten. Aus diesem Grund werden der äußere Ring 51 und der innere Ring 52 des Einwegkupplungsabschnitts 53 in einer axialen Richtung verlängert, so dass der äußere Ring und der innere Ring des Lagerungsabschnitts 56 gebildet werden. Die Rolle 53 kann eine sphärische Kugel sein.
• Der äußere Ring 51 hat eine Außenumfangsfläche, die in die mittige Öffnung der Nabe 4 eingepasst ist, so dass eine integrale Einheit gebildet wird. Eine Innenumfangsfläche des äußeren Rings 51 im Einwegkupplungsabschnitt 53 ist nicht eine glatte Zylinderfläche, sondern verfügt über Keilflächen 53b, die eine Keilwirkung auf die Rollen 53a, erste Taschenabschnitte 53f und zweite Taschenabschnitte 53c jeweils vor und hinter den Keilflächen 53b in der Drehrichtung R ausüben. Die Keilfläche 53b ist geringfügig relativ zur Tangentialrichtung geneigt und bildet einen Angriffswinkel in Vorwärtsrichtung bezüglich der Drehantriebsrichtung R. Die Keilfläche 53b, und damit der äußere Ring 51, hat eine geeignete Elastizitätsgröße und, wird die Rolle 53a gegen diese mit einer Kraft gepresst, die nicht geringer als ein bestimmter Wert ist, so kann sie sich elastisch oder plastisch verformen und nimmt die Rolle 53a auf. Wenn die Keilfläche 53b geformt ist, beispielsweise als kleine Ebene, und die Länge der Keilfläche 53b längs der Umfangsrichtung des äußeren Rings 51 geeignet vergrößert wird, wird der oben genannte, erste Taschenabschnitt 53f und der zweite Taschenabschnitt 53c natürlich vor und hinter der Keilfläche 53b geformt.
• Während bei dem Einwegkupplungsabschnitt 53 im Kompressor der ersten Ausführungsform die Keilfläche 53b der für die Rolle 53a und der erste Taschenabschnitt 53f sowie der zweite Taschenabschnitt 53c vor und hinter der Keilfläche 53b auf der Innenumfangsfläche des äußeren Rings geformt sind, ist die äußere Umfangsfläche des inneren Rings 52 als eine glatte Zylinderfläche geformt und ermöglicht so ein freies Rollen der Rolle 53a. Wenn daher der äußere Ring 51 relativ zum inneren Ring 52 in der gleichen Richtung wie der Drehantriebsrichtung R des Kompressors 8 bewegt wird, wird die Rolle 53a wie ein Keil zwischen der Keilfläche 53b des äußeren Rings 51 und der Außenumfangsfläche des inneren Rings 52 eingefangen, so dass sie gegeneinander verriegelt sind und eine relative Drehung verhindern. Im Ergebnis drehen sich der innere Ring 52 und der äußere Ring 51 als integrale Einheit.
• Wenn andererseits der äußere Ring 51 ruht und der innere Ring 52 sich in der gleichen Richtung wie der Drehantriebsring R des Kompressors dreht, fällt die Rolle 53a in den ersten Taschenabschnitt 53f. Auch wenn der äußere Ring 51 relativ zum inneren Ring 52 in der gleichen Richtung wie die Drehantriebsrichtung R bewegt wird, kommt die Rolle 53a zunächst in Eingriff mit der Keilfläche 53b, so dass der äußere Ring 51 relativ zum inneren Ring 52 verriegelt wird, so dass der innere Ring 52 sich mit dem äußeren Ring 51 in der Richtung R dreht. Wenn jedoch eine Momentenlast bei oder oberhalb eines bestimmten Wertes auf den inneren Ring 52 wirkt, und der äußere Ring 51 gegen dieses Moment gedreht wird, so wird die Keilfläche 53b elastisch oder plastisch verformt, so dass die Rolle in den zweiten Taschenabschnitt 53c fällt. In diesen Taschenabschnitten 53f, 53c ist die Trennung von der äußeren Umfangsfläche des inneren Rings 52 größer als der Durchmesser der Rolle 53a, so dass die Rolle 53a nicht länger den äußeren Ring 51 und den inneren Ring 52 relativ zueinander verriegeln kann; eine Drehkraft wird daher nicht von dem äußeren Ring 51 und dem inneren Ring 52 auf den jeweils anderen übertragen. Somit drehen sich der innere Ring 52 und der äußere Ring 51 frei relativ zueinander.
• Die Innenumfangsfläche des inneren Rings 52 der Einwegkupplungseinheit 5 umfasst eine Zylinderfläche, die an der Rotationswelle 6 des Kompressors 8 angebracht ist und einen Abschnitt mit Innengewinde, der gegen einen Abschnitt 61 mit Außengewinde auf dem Endteil der Drehwelle 6 verschraubt wird, welche zusammen den Innenring mit der Rotationswelle 6 zur Bildung einer integralen Einheit verbinden.
• Das Bezugszeichen 7 bezeichnet einen Elektromotor, der innerhalb der Riemenscheibe 1 konstruiert ist und der einen Rotor 71 umfasst, der an der Rotationswelle 6 des Kompressors 8 befestigt ist, sowie einen Stator 72, der an dem vorragenden Abschnitt 8a befestigt ist, der in einer Axialrichtung vom Gehäuse des Kompressors 8 vorsteht. Bei der gezeigten Ausführungsform wird der Rotor 71 über die Mittelöffnung an die Rotationswelle 6 angepasst und sandwichartig angeordnet und befestigt zwischen der Abstufung 62 der Rotationswelle 6 und dem Innenring 52 der Einwegkupplungseinheit 5. Der Rotor 71 kann so zusammen mit der Drehwelle 6 drehen. Eine Vielzahl von Windungen 71a sind auf dem Rotor 71 vorgesehen, und diese Windungen sind mit einer äußeren Kraftquellenlinie über eine Vielzahl von Schlupfringen oder Commutatoren (nicht gezeigt), die am Rotor 71 befestigt sind, verbunden; eine Vielzahl von Bürsten oder dergleichen sind an der Gehäuseseite befestigt, so dass sie gleitend hiermit in Eingriff kommen.
• Der Stator 72 umfasst eine schüsselartige Statorkonsole 72a, die an der Mittelöffnung an dem vorstehenden Abschnitt 8a des Gehäuses unter Verwendung eines Schnapprings 8b und einer Vielzahl von Magneten (Dauermagneten) 72b befestigt ist, die ihrerseits gleichförmig an der Innenfläche des Umfangsteils befestigt sind, so dass sie der Außenumfangsfläche des Rotors 71 gegenüberstehen. Obwohl bei der dargestellten Ausführungsform ein Motor vom Magnettyp mit relativ geringem Kraftverbrauch als Elektromotor 7 Verwendung findet, braucht der Motor vom Magnettyp nicht notwendigerweise als Elektromotor der vorliegenden Erfindung Verwendung finden; ein anderer Typ von Elektromotor kann eingesetzt werden.
• Die Arbeitsweise des Kraftübertragungsmechanismus, die im Kompressor der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, wird nun beschrieben. Während die Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) des Fahrzeugs arbeitet, wird die Riemenscheibe 1 über einen Riemen durch eine Kurbelwellenriemenscheibe auf der Brennkraftmaschine angetrieben. Die Drehung der Riemenscheibe 1 wird über den stoßabsorbierenden Dämpfer 3 auf die Nabe 4 übertragen, wodurch beim Einwegkupplungsabschnitt 53 der Einwegkupplungseinheit 5 der äußere Ring 51 in einer integralen Einheit mit der Nabe 4 sich dreht, so dass unter Drehung der innere Ring 52 zusammen als integrale Einheit mit der Rotationswelle 6 des Kompressors 8 in der gleichen Richtung wie die Drehantriebsrichtung R des Kompressors 8 angetrieben wird; hiermit wird die Rolle 53a in Eingriff mit der Keilfläche 53b des äußeren Rings 51 gebracht, und der äußere Ring 51 und der innere Ring 52 sind gegeneinander verriegelt. So wird die Drehung der Nabe 4 auf die Rotationswelle 6 des Kompressors 8 übertragen und der Kompressor hierbei unter Drehantrieb bewegt, so dass er das Kühlmittel ansaugt und komprimiert und es in den Kühlkreislauf abgibt.
• Handelt es sich beim Kompressor 8 um einen vom variablen Verdrängertyp, so kann die Klimaanlage im wesentlichen abgeschaltet sein, indem man das Verdrängungsvolumen auf null reduziert, selbst wenn die Brennkraftmaschine arbeitet und die Riemenscheibe 1 somit gedreht wird. Somit braucht ein Kraftübertragungsmechanismus wie eine elektromagnetische Kupplung, wie sie gewöhnlich bei der Rotationswelle 6 Verwendung findet, nicht vorgesehen sein. Die Kühlkapazität der Klimaanlage lässt sich natürlich frei regeln, indem das Verdrängungsvolumen des Kompressors 8 nach Wunsch variiert wird.
• Soll die Klimaanlage in Gang gesetzt werden, beispielsweise im Fall von Leerlauf- Stop-Regelung, so dass die Brennkraftmaschine als Hauptantriebsquelle zum Stillstand gekommen ist und die Riemenscheibe 1 und die Nabe 4 sowie der äußere Ring 51 der Einwegkupplungseinheit 5 zum Stillstand gleichzeitig mit der Brennkraftmaschine gekommen sind, wird elektrische Leistung auf den Elektromotor 7 von einer Kraftwelle, wie einer Batterie, geliefert, um den Rotor 71 in Drehung zu versetzen, so dass die Rotationswelle 6 des Kompressors 8, befestigt am Rotor 71, unter Drehung angetrieben wird. Das Liefern von Leistung an den Elektromotor 7 wird automatisch durch eine elektronische Regeleinrichtung oder dergleichen (nicht dargestellt) geregelt. Wird der Kompressor von einer Hilfsantriebsquelle in Drehung versetzt, beispielsweise einem Elektromotor 7, so kann der Kompressor das Kühlmittel ansaugen, es komprimieren und an den Kühlkreislauf in der gleichen Weise abgeben als wäre er durch eine Brennkraftmaschine angetrieben. Selbst wenn der Kompressor nicht vom variablen Verdrängungstyp ist, lässt sich das Abschalten der Klimaanlage oder der Regelung der Kühlkapazität frei durchführen, indem die Leistungszufuhr an den Elektromotor 7 unterbrochen wird, oder indem die Zuführung von Leistung geregelt oder die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationswelle 6 variiert wird.
• Wird der Elektromotor 7 in dieser Weise betrieben, so dreht sich der Innenring 52 relativ zum im Ruhezustand befindlichen Außenring 51 in der gleichen Richtung wie der Drehantriebsrichtung R des Kompressors 8 beim Einwegkupplungsabschnitt 53 der Einwegkupplungseinheit 5, so dass die Rolle 53a die Feder 53d zusammendrückt und in den ersten Taschenabschnitt 53f fällt. Im Ergebnis kommt die Rolle 53a nicht in Eingriff mit der Keilfläche 53b und der Innenring 52 kann sich relativ frei zum Außenring 51 drehen. Der Einwegkupplungsabschnitt 53 wird so in einen gewöhnlichen ausgerückten Zustand verbracht, und das durch den Elektromotor 7 erzeugte Moment wird nicht unnötig verbraucht.
• Während der Kühlmittelkompressor 8 der Klimaanlage durch die Brennkraftmaschine als Hauptantriebsquelle in Drehung versetzt wird, wenn die auf die Drehwelle 6 wirkende Momentenlast ungewöhnlicherweise aus irgend einem Grund steigt, beispielsweise durch ein Festlaufen des Kompressors 8, besteht die Möglichkeit, dass der Riemen auf der Riemenscheibe 1 bricht oder die Drehgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine plötzlich fällt, so dass ein Stoß auf die Insassen des Fahrzeugs ausgeübt wird. Mit der im Kompressor der ersten Ausführungsform vorgesehenen Kraftübertragung jedoch lassen sich solche Probleme vermeiden, da der Einwegkupplungsabschnitt 53 automatisch vom Zustand des normalen Eingriffs, gezeigt in Fig. 3, in den ausgerückten in Fig. 4 gezeigten Zustand übergeht.
• In solch einem Fall also, wenn der Innenring 52 zu einem Halt aufgrund des ungewöhnlich gesteigerten Moments gebracht wird, wird die Presskraft der Rolle 53gegen die Keilfläche 53b des äußeren Rings 51 ungewöhnlich groß, und die Keilfläche 53b verformt sich elastisch oder plastisch und nimmt die Rolle 53a auf. Im Ergebnis läuft die Rolle 53a über die Keilfläche 53b und fällt in den zweiten Taschenabschnitt 53c. Dies erzeugt Raum um die Rolle 53a, so dass der äußere Ring 51 frei bezüglich der Brennkraftmaschine drehen kann und die Riemenscheibe 1, selbst wenn der Innenring 52 zu einem Stop gebracht ist, die oben genannten Probleme hierdurch vermieden werden können. Mit dem im Kompressor der ersten Ausführungsform vorgesehenen Kraftübertragungsmechanismus also kann der Einwegkupplungsabschnitt 53 einen speziellen Ausrückzustand erfahren, derart, dass die Kraftübertragung auf den Kompressor 8 abgeschaltet wird, während die Riemenscheibe 1 sich dreht.
• Kommt die Brennkraftmaschine als Hauptantriebsquelle zum Stillstand und wird der Kompressor 8 durch den Elektromotor 7 als Hilfsantriebsquelle betätigt, wird, wenn der Kompressor 8 sich festfrisst, ein ungewöhnlich großer Strom im Elektromotor 7 gemäß der abnorm gestiegenen Momentenlast fließen. Durch Abschalten der Stromzufuhr wird ein solcher ungewöhnlicher Strom erfasst, lässt sich also das Auftreten von irgend welchen Nachteilen verhindern. In diesem Fall fällt die Rolle 53a des Einwegkupplungsabschnitts in den ersten Taschenabschnitt 53f des äußeren Rings 51 und erzeugt einen gewöhnlichen Ausrückzustand, so dass der äußere Ring 51 und die Nabe 4 und die hiermit gegenseitig verbundene Riemenscheibe sowie der Riemen und die Brennkraftmaschine nicht ungünstig beeinflusst werden.
• Wenn im oben genannten Zustand der Betrieb der Brennkraftmaschine wieder aufgenommen wird, so wie im oben beschriebenen Fall, läuft die Rolle 53a des Einwegkupplungsabschnitts 53 über die Keilfläche 53b und fällt in den zweiten Taschenabschnitt 53c, so dass, selbst wenn der Kompressor 8 festfrisst, der äußere Ring 51 des Einwegkupplungsabschnitts 53 frei drehen kann, und ungünstige Einflüsse auf die Brennkraftmaschine oder das Auftreten von Problemen, wie das Reißen des Riemens, lassen sich verhindern.
• Ist also der Kraftübertragungsmechanismus auf dem Kompressor der ersten Ausführungsform vorgesehen, kann der Einwegkupplungseinheit 5 selbst eine Drehmomentenfunktion erteilt werden, ohne dass dies zu besonderen Problemen, wie einem Anstieg in der Anzahl der Teile oder einer Zunahme in der Größe der Einheit, führen würde. Auch in diesem Fall erzeugt die Funktion als Drehmomentbegrenzer keine Ergebnisse wie das Brechen eines Elements, welches schwierig zu reparieren ist.
• Wird der äußere Ring elastisch verformt, so wird auf der Keilfläche 53b keinerlei Spur hinterlassen oder, selbst wenn der äußere Ring plastisch verformt wird, wird nur ein geringer Strich der Rolle 53 auf der Keilfläche 53b zurückbleiben. Die Reparatur lässt sich also nur durch Ersetzen der Einwegkupplungseinheit durchführen. Das stabile Abschalten von Leistungscharakteristiken lässt sich mit der Einwegkupplungseinheit 5 erreichen, ohne auf andere Teile ungünstige Effekte auszuüben.
• Ist im allgemeinen der Kompressor vom variablen Verdrängungstyp und läuft er im Leerlauf mit null Verdrängung, so kann manchmal ein ungewöhnliches Geräusch durch die Oszillation der Riemenscheibe 1 oder der Teile innerhalb des Kompressors 8 unter dem Einfluss der Momentenveränderung der Kraftquelle, beispielsweise der Brennkraftmaschine, erzeugt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass bei null Verdrängung das auf die Rotationswelle 6 des Kompressors 8 wirkende Moment um null mit einer gewissen Amplitude schwingt. Ist die Einwegkupplungseinheit 5 in einem Teil des Kraftübertragungsmechanismus des Kompressors 8 wie bei der ersten Ausführungsform vorgesehen, so wird die negative Komponente des Moments nicht auf die Innenseite des Kompressors 8 übertragen, und im Ergebnis schwanken bzw. schwingen Teile im Kompressor 8 nicht, und ein nahe dem Kompressor 8 erzeugtes Geräusch kann verhindert werden.
• Die Fig. 5 bis 7 sind Darstellungen eines Kompressors, der mit einem Drehmomentbegrenzer gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Bei der oben beschriebenen, ersten Ausführungsform wird der Einwegkupplungsabschnitt 53 einschließlich der Keilfläche 53b und die Rolle 53a in einer Einwegkupplungseinheit 5 verwendet, die Teil des am Kompressor vorgesehenen Kraftübertragungsmechanismus ist. Bei der zweiten Ausführungsform wird ein Einwegkupplungsabschnitt 54 vom Freilauftyp anstelle des oben beschriebenen Einwegkupplungsabschnitts 53 vom Rollentyp verwendet. Wie aus Fig. 6, die den Eingriffszustand zeigt, klar wird, umfasst dieser Einwegkupplungsabschnitt 54 einen äußeren Ring 55 mit einer glatten Innenumfangsfläche wie bei einer gewöhnlichen Einwegkupplung vom Freilauftyp sowie einen Innenring 52, der über eine glatte Außenumfangsfläche verfügt, sowie eine Vielzahl von Freilaufelementen 54a sind hierzwischen eingefügt, und Federn 54b dienen als Rückhalteelemente, um die relative Positionierung und Orientierung der Vielzahl von Freilaufelementen 54a aufrecht zu erhalten.
• Der Einwegkupplungsabschnitt 54 vom Freilauftyp wird bewusst so eingestellt, dass, wird ein Moment, das gleich oder zwei- bis dreimal größer als das Nennmoment ist, angelegt, der Freilauf 54a über den Eingriffszustand des Innenrings 52 mit dem Außenring 55 in den sog. "Überrollzustand" zurückgestellt, indem das Moment nicht länger übertragen wird.
• Wie ein Vergleich von Fig. 5 mit Fig. 1 deutlich macht, ist die Konstruktion des Kompressors bei der zweiten Ausführungsform im wesentlichen die gleiche wie die Konstruktion bei der ersten Ausführungsform bis auf die Einwegkupplungseinheit 5 im Kraftübertragungsmechanismus. Wie bei der ersten Ausführungsform ist der Kompressor bei der zweiten Ausführungsform auch mit einem Antriebsmechanismus versehen, der zu dem Antriebsmechanismus vom sog. Hybridtyp gehört. So ist der Kompressor 8 in der zweiten Ausführungsform auch mit einer Riemenscheibe oder Blockrolle 1, einem stoßabsorbierenden Dämpfer 3, einer Nabe 4, einem Elektromotor 7 etc. versehen und kann daher als Kühlmittelkompressor vom Hybridantriebstyp für eine Luftklimaanlage Verwendung finden.
• Somit ist entsprechend dem Kompressor in der zweiten Ausführungsform, wenn eine Brennkraftmaschine als Hauptantriebsquelle Verwendung findet und der Kompressor 8 unter Drehantrieb durch die Brennkraftmaschine in Richtung R angetrieben wird, der Einwegkupplungsabschnitt 54 vom Freilauftyp sich im normalen Eingriffszustand, wie in Fig. 6 gezeigt, befindet, so dass das Moment übertragen wird und, kommt die Brennkraftmaschine zum Stillstand und wird der Kompressor 8 durch einen Elektromotor 7 in Richtung R unter Drehung angetrieben, so verkippt der Freilauf 54a geringfügig, so dass der Einwegkupplungsabschnitt 54 in Ausrück- oder Trennzustand gebracht wird, so dass, selbst wenn der Innenring 52 und die Rotationswelle 6 durch den Elektromotor 7 gedreht werden, der äußere Ring 55 zusammen mit der Riemenscheibe 1 und der Nabe 4 in Ruhe verbleiben können.
• Für den Fall, dass der Kompressor 8 sich festfressen sollte, wird der Freilauf 54a des Einwegkupplungsabschnitts 54 vom Freilauftyp durch eine ungewöhnlich überhöhte Momentenlast in den Zustand des Überrollens zurückgestellt, so dass die Kraftübertragung vom äußeren Ring 55 auf den inneren Ring 52 abgeschaltet wird und andere Teile somit daran gehindert werden, ungünstig beeinflusst zu werden. Auf diese Weise wirkt der Einwegkupplungsabschnitt 54 vom Freilauftyp in der Einwegkupplungseinheit 5 als Momentenbegrenzer, und im wesentlichen der gleiche Arbeitseffekt wie bei der ersten Ausführungsform kann mit dem Kompressor der zweiten Ausführungsform erhalten werden.
• Fig. 8 ist eine Darstellung eines Kompressors, der mit einem Momentenbegrenzer gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist. Der auf dem Kompressor der dritten Ausführungsform vorgesehene Kraftübertragungsmechanismus ist keiner vom sog. Hybridtyp und umfasst auch keine eingebaute Hilfsstromquelle wie einen Elektromotor 7, wie wir dies in der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform gesehen haben. Der Kompressor 8 ist von einfacher Konstruktion, ohne konstruktiv kompliziert zu sein, und es sind auch keine teuren Kraftverbindungs- oder Trennmittel, wie eine Elektromagnetkupplung, vorhanden. So beispielsweise wird ein variabler Kolbenkompressor mit null Verdrängung als Kompressor 8 verwendet. Insbesondere ist es notwendig, dass der Kraftübertragungsmechanismus auf dem Kompressor der dritten Ausführungsform die Funktion eines Momentenbegrenzers haben sollte.
• Da der Kompressor der dritten Ausführungsform nicht mit einem Hybridantriebsmechanismus versehen ist, wird er schematisch so konstruiert, dass ein Elektromotor 7 als Hilfsstromquelle aus dem Kraftübertragungsmechanismus des Kompressors der ersten Ausführungsform (Fig. 1) oder aus dem Kraftübertragungsmechanismus des Kompressors der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 5 genommen wird. Insbesondere ist der Kompressor derart konstruiert, dass eine Riemenscheibe 1 zur Aufnahme von Drehleistung von einer Kraftquelle, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, über eine Vielzahl von Rillen 1 in Axialrichtung, die hierauf ausgebildet sind, verfügt und die gleichmäßig um die Rotationswelle 6 des Kompressors 8 angeordnet sind; blockförmige, gummiartige, elastische Körper 12 sind jeweils in diesen Rillen 11 angeordnet.
• Wie beim Kompressor 8 der ersten Ausführungsform ist ein innerer Ring 52 einer Einwegkupplungseinheit 5 an der Rotationswelle 6 im Kompressor 8 der dritten Ausführungsform angeordnet, und ein scheibenförmiger Flanschteil 51a ist auf einem entsprechenden Außenring 51 mit einer Scheibe 45 aus synthetischem Harz geformt, die einteilig mit dem Flanschabschnitt 51a in einer Einheit ausgebildet ist. Eine Vielzahl von Klauen 46 stehen vom Umfang der Scheibe 45 vor und greifen hinter die oben genannten, elastischen Körper 12 in Umfangsrichtung der Riemenscheibe 1 relativ zur Drehantriebsrichtung R des Kompressors 8. Die elastischen Körper wirken daher in ähnlicher Weise wie der stoßabsorbierende Dämpfer 3 der oben beschriebenen Ausführungsformen.
• Ein Einwegkupplungsabschnitt 53 mit Rollen 53a, ähnlich denen bei der ersten Ausführungsform, ist zwischen dem äußeren Ring 51 und dem inneren Ring 52 der Einwegkupplungseinheit 5 ausgebildet. Der Einwegkupplungsabschnitt 53 kann ersetzt werden durch einen Einwegkupplungsabschnitt 54 vom Freilauftyp, ähnlich dem in der zweiten Ausführungsform. Andere konstruktive Teile, wie das Hauptlager 2, können ähnlich dem in der oben beschriebenen Ausführungsform sein.
• Im Kompressor der dritten Ausführungsform wirkt eine konstruktive Komponente, ähnlich dem Einwegkupplungsabschnitt 53 oder 54, in diesen der ersten oder zweiten Ausführungsformen als Drehmomentbegrenzer. So sollte im Falle, dass das auf die Rotationswelle 6 wirkende Moment ungewöhnlich aufgrund eines gewissen Grundes, wie beispielsweise Festfressen des Kompressors 8, ansteigt, so fällt die Rolle 53a in den zweiten Taschenabschnitt 53c, der auf der Innenumfangsfläche des äußeren Rings 5 (siehe Fig. 3) geformt ist, so dass der Einwegkupplungsabschnitt 53 ausgerückt wird und die Übertragung des Moments von der Riemenscheibe 1 auf die Rotationswelle 6 unterbrochen wird. Daher kann der gleiche Arbeitseffekt mit dem Kompressor der dritten Ausführungsform mit seiner Einwegkupplungseinheit 5 und den elastischen Körpern 12 und dergleichen als Teil des operativen Effekts erhalten werden, wie er nach den ersten und zweiten Ausführungsformen erhalten wurde.
• Fig. 9 ist eine Darstellung und zeigt einen Kompressor gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Diese vierte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass eine Einwegkupplungseinheit 5, die aus einem Einwegkupplungsabschnitt 53 mit der oben genannten Konstruktion und einem Lagerungsabschnitt 56 besteht, als eingebaute Einheit innerhalb des Gehäuses 10 des Kompressors 8 eingeschlossen ist. Das Innere der Riemenscheibe 1 ist daher einfacher als das Innere der Riemenscheibe 1 in der dritten Ausführungsform. Wieder wird ein Elektromotor 7, wie der der ersten oder zweiten Ausführungsform, nicht in das Innere der Riemenscheibe 1 eingebaut, es ist jedoch möglich, einen solchen Elektromotor 7 vorzusehen. Eine Scheibe 9 wird direkt am Endteil der Rotationswelle 6 befestigt, und eine Vielzahl von Klauen 46, ähnlich denen in der dritten Ausführungsform, stehen in Axialrichtung vom Umfang der Scheibe 9 vor und kommen in Eingriff mit den Rillen oder Ausnehmungen der Riemenscheibe 10 mit hierzwischen gesetzten, nicht dargestellten, elastischen Körpern. Die elastischen Körper wirken hierbei in der gleichen Weise wie der stoßabsorbierende Dämpfer 3 in der ersten Ausführungsform. Der Kompressor kann so konstruiert sein, ohne dass die elastischen Körper vorgesehen sind, derart, dass Klauen 46 direkt in Eingriff mit den Rillen der Riemenscheibe 1 kommen.
• Der in der vierten Ausführungsform verwendete Kompressor 8 ist ein solcher vom Taumelscheibentyp mit variabler Verdrängung, der das Arbeiten im Freilaufzustand bei null Verdrängung ermöglicht. In diesem Fall ist die Rotationswelle 6 nicht direkt mit der Antriebsplatte 13 verbunden, und eine Einwegkupplungseinheit 5, die aus einem Einwegkupplungsabschnitt 53 und einem Lagerungsabschnitt 56 der oben beschriebenen Art besteht, ist hierzwischen vorgesehen. Der Einwegkupplungsabschnitt 53 ist ähnlich dem in der ersten Ausführungsform und kann ersetzt werden durch einen Einwegkupplungsabschnitt 54 vom Freilauftyp, wie bei der zweiten Ausführungsform. Die Einwegkupplungseinheit 5 ist weiter in den Innenraum des Kompressors 8 hinein angeordnet als die Wellenabdichtungseinrichtung, beispielsweise eine Lippendichtung, die an dem Teil angeordnet ist, wo die Rotationswelle 6 das Gehäuse 10 des Kompressors 8 durchdringt. Da andere Merkmale der Konstruktion und die Arbeitsweise des Kompressors vom Taumelscheibentyp 8 an sich bekannt sind, wird hier nur eine kurze Beschreibung gegeben.
• Innerhalb des Gehäuses 10 ist eine im wesentlichen scheibenförmige Taumelscheibenplatte 15 bis zur Rotationswelle 6 eingeführt, so dass sie sich frei mittels des zentralen Lochs verkippen lässt. Eine Kompressionsfeder 16 ist auch an die Rotationswelle 6 herangeführt, derart, dass das eine Ende von der Antriebsplatte 13 abgestützt wird, während das andere Ende der Feder 16 immer die Taumelscheibenplatte 15 in Axialrichtung und nach rechts in Fig. 9 vorspannt. Ein Arm 17 ist so ausgebildet, dass er radial von einem Teil der Taumelscheibenplatte 15 vorsteht und sein vorderes Ende steht in Gleiteingriff mit einer radialen Führungsnut 18, die in der oben genannten Antriebsplatte 13 ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 19 bezeichnet ein Radiallager, das den vorstehenden Abschnitt der Antriebsplatte 13 sowie ein Ende der Rotationswelle 6 über den genannten Lagerungsabschnitt 56 trägt. Das Bezugszeichen 20 bezeichnet ein Schublager, welches die Axialkraft aufnimmt, die von der Taumelscheibenplatte 15 auf die Antriebsplatte 13 in Zusammenhang mit dem Gehäuse 10 übertragen wird. Das andere Ende der Rotationswelle 6 ist über ein Radiallager 21 durch den Mittelteil des Zylinderblocks 22 abgestützt, der einteilig in einer Einheit mit dem Gehäuse 10 ausgebildet ist.
• Der einen Teil des Gehäuses 10 bildende Zylinderblock 22 verfügt über mehrere (beispielsweise fünf) Zylinderbohrungen 23, die gleichförmig um die Rotationswelle 6 angeordnet sind. Ein Kolben 24 ist gleitverschieblich in jede der Zylinderbohrungen 23 eingeführt, und eine Arbeitskammer 25 wird zum Ansaugen und Komprimieren von Fluid, beispielsweise einem Kühlmittel, in dem Inneren der Zylinderbohrung 23 gebildet. Verbleibender Raum im Gehäuse 10 bildet eine Taumelscheibenkammer 26. Ein aus einem Material mit hohem Gleitvermögen und hohem Verschleißwiderstand gebildeter Schuh 27 ist an einem Ende jedes Kolbens 24 abgestützt, und jeder Kolben 24 steht in Gleiteingriff mit dem Schuh 27 mit dem Umfang der Taumelscheibenplatte 15. Ein Teil eines Fluids (Kühlmittel) wird an die Taumelscheibenkammer bei einem gewünschten Druck zwischen dem Auslassdruck und dem Ansaugdruck des Kompressors 8 über ein nicht dargestelltes Druckregelventil geliefert. Nach Fig. 9 ist eine Feder 28, deren rechtes Ende durch den Teil des Zylinderblocks 22 auf der Seite des Radiallagers 21 abgestützt ist, auf der Drehwelle 6 vorgesehen, wie in einer Position eng am Radiallager 21 gezeigt ist.
• Der variable Verdrängungskompressor 8 vom Taumelscheibentyp nach der vierten Ausführungsform ist, wie oben beschrieben, aufgebaut. Wird die Riemenscheibe 1 unter Drehung über einen Riemen durch eine Kraftquelle, beispielsweise eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine, angetrieben, so wird die Kraft oder Leistung direkt von der Scheibe 9 mit Klauen 46 auf die Rotationswelle 6 übertragen. Die Kraft wird von der Rotationswelle 6 auf die Antriebsplatte 13 vermittels des Einwegkupplungsabschnitts 53 der Einwegkupplungseinheit 5 übertragen, wobei die Einwegkupplungseinheit 5 im allgemeinen in der gleichen Weise wie nach der dritten Ausführungsform wirkt.
• Da die Antriebswelle 13 sich dreht, wird die Taumelscheibenplatte 15 daher unter Drehung über die Führungsnut 18 und den Arm 17 angetrieben. Ist die Taumelscheibe 19 auch nur geringfügig relativ zur fiktiven Ebene senkrecht zur Rotationswelle 6 geneigt, so wird jeder Kolben 24 gezwungen, sich hin- und hergehend in der Zylinderbohrung 23 infolge des Drehens der Taumelscheibe 15 zu bewegen. Die Arbeitskammer 25 wird hierdurch expandiert oder zusammengezogen, so dass Fluid, wie das Kühlmittel, in die Arbeitskammer 25 über ein nicht dargestelltes Saugventil beim Saughub angesaugt wird, wenn die Arbeitskammer expandiert und das Fluid wird beim Kompressionshub komprimiert, wenn die Arbeitskammer 25 schrumpft und dann wird das Fluid in die nicht dargestellte Austragskammer ausgetragen. Durch Komprimieren des Fluids in mehreren Arbeitskammern 25 während des Kompressionshubs wirkt eine Reaktion zur Kompression auf die Kolben 24 und bildet Arbeitskammern 25, so dass diese Reaktion auf die Kompression eine Schubkraft hervorruft, welche die Taumelscheibe 15 in Axialrichtung (links in Fig. 9) gegen die Vorspannkraft der Feder 16 drückt.
• Wie oben beschrieben, wird ein wünschenswerter Regeldruck zwischen dem Auslassdruck und dem Saugdruck auf die Taumelscheibenkammer 26 durch das nicht dargestellte Druckregelventil ausgeübt, so dass dieser Regeldruck als Gegendruck auf sämtliche Kolben 24 wirkt und jeden Kolben 24 in Richtung nach rechts in Fig. 9 vorspannt. Daher wird die axiale Stellung des mittleren Teils der Taumelscheibe 15 auf der Rotationswelle 6 bestimmt durch das Gleichgewicht der resultierenden Kraft der Reaktion zur auf den Kolben 24 wirkenden Kompression in wenigstens einem Teil der Arbeitskammern 25, und die resultierende Kraft des Gegendrucks auf die Taumelscheibenkammer 26, das ist die axiale Vorspannkraft aufgrund des Regeldrucks und der Vorspannkraft der Feder 16. Ist die axiale Stellung der Taumelscheibe 15 bestimmt, wird der Kippwinkel der Taumelscheibe 15 und damit die Größe des Hubs der hin- und hergehenden Bewegung, die für sämtliche Kolben gleich ist, bestimmt.
• Das Verdrängungsvolumen des Kompressors 8 lässt sich also kontinuierlich variieren durch Veränderung des Regeldrucks auf die Taumelscheibenkammer 26 unter Verwendung des Druckregelventils.
• Wird der Regeldruck in der Taumelscheibe 26 maximiert (der Auslassdruck wird so geliefert, wie er ist), so werden sämtliche Kolben 24 zum oberen Totpunkt gepresst, was den Hub zu null macht; die Taumelscheibe 15 wird jetzt senkrecht zur Rotationswelle 6 (der Kippwinkel ist in diesem Falle gleich null). So führt die Rotation der Taumelscheibe 15 nicht zu einer hin- und hergehenden Bewegung, die wesentliche Verdrängung des Kompressors 8 wird zu null. Da keine Reaktion auf die Kompression in diesem Zustand erzeugt wird, wird eine an einem Ende freie Feder 28 auf der Rotationswelle 6 vorgesehen, so dass eine Axialkraft erzeugt wird, die der Taumelscheibe 15 einen minimalen Kippwinkel verleiht, indem der Mittelteil der Taumelscheibe 15 nach links in Fig. 9 zurückgeschoben wird, sobald der Regeldruck in der Taumelscheibenkammer 26 geringfügig abgesenkt wird.
• Wird der Regeldruck in der Taumelscheibenkammer 26 minimiert (der Saugdruck wird, wie er ist, angelegt), wird der Gegendruck für sämtliche Kolben abgesenkt, und die Kolben 24 werden beim Kompressionshub nach links in Fig. 9 durch die Reaktion auf die Kompression geschoben, so dass der Mittelteil der Taumelplatte sich nach links auf der Rotationswelle 6 verschiebt, so dass der Kippwinkel der Taumelscheibe 15 erhöht wird. So wird der Hub der hin- und hergehenden Bewegung für sämtliche Kolben 24 maximiert und damit die Verdrängung des Kompressors maximiert. Indem man also einen beliebigen Regeldruck zwischen dem Auslassdruck und dem Saugdruck annimmt, lässt sich der Kippwinkel der Taumelscheibenplatte 15 beliebig einstellen, und das Verdrängungsvolumen des Kompressors 8 kann auf einen beliebigen Wert variiert werden.
• Beim Kompressor 8 der vierten Ausführungsform ist eine Einwegkupplungseinheit 5 zwischen der Rotationswelle 6 und der Antriebsscheibe 13 vorgesehen und, wird die Rotationswelle 6 unter Drehung über die Riemenscheibe 5 oder dergleichen von einer Kraftquelle, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, in Antriebsrichtung des Kompressors 8 angetrieben, so wird der Einwegkupplungsabschnitt 53 in Eingriffszustand gerückt, indem er die Leistung oder Kraft auf die Antriebsplatte 13 überträgt und die Taumelscheibe 15 in Drehung versetzt. Wenn die Riemenscheibe 1 sich dreht, drehen sich immer die Antriebsscheibe 13 und die Taumelscheibe 15. Braucht das Klimatisierungssystem nicht betätigt zu werden, so wird der Regeldruck der Taumelscheibenkammer 26 maximiert und bringt den Kippwinkel der Taumelscheibe 15 auf null; die hin- und hergehende Bewegung der Kolben 24 wird unterbrochen. Der Kompressor 8 befindet sich also im Leerlaufzustand und verbraucht in diesem Fall sehr geringe Leistung, so dass eine elektromagnetische Kupplung oder dergleichen nicht zwischen Riemenscheibe 1 und Rotationswelle 6 vorgesehen sein muss, um die Kraftübertragung abzuschalten.
• Wenn aus irgend einem Grunde, wie dem Festfressen des Kompressors 8, das von der Rotationswelle 6 auf die Antriebsscheibe 13 übertragene Moment einen übermäßig großen Wert erreicht, kommt der Einwegkupplungsabschnitt 53, wie oben beschrieben, außer Eingriff, so dass das gesamte System geschützt wird. Wenn die Riemenscheibe 1 zusammen mit der Kraftquelle zum Stillstand gekommen ist oder wenn die Drehung der Rotationswelle 6 momentan umgekehrt wird, beispielsweise aufgrund einer Umkehrkomponente, die in der übertragenen Rotationskraft durch verändernde Rotation in der Kraftquelle eingeschlossen ist, so kommt der Einwegkupplungsabschnitt 53 außer Eingriff und blockiert die Übertragung der Umkehrkomponente auf den Kompressor 8.
• So lässt sich im wesentlichen der gleiche Arbeitseffekt mit dem Kompressor 8 nach der vierten Ausführungsform erreichen, verglichen mit dem der oben beschriebenen, dritten Ausführungsform. Bei der dem Kompressor 8 der vierten Ausführungsform spezifischen Konstruktion wird zusätzlich die Einwegkupplungseinheit 5 als eingebaute Einheit innerhalb des Gehäuses des Kompressors 8 vorgesehen und verfügt daher über den Vorteil, dass die Schmierung der Einwegkupplungseinheit 5 unter Verwendung eines Teils des im Kompressor 8 zirkulierenden Schmieröls ausgeführt werden kann. Beim Kompressor der vierten Ausführungsform wird also die Notwendigkeit einer Schmierfettschmierung für die Einwegkupplungseinheit 5 eliminiert; vorteilhaft können hierdurch Probleme, wie Verschleiß oder Überhitzung, vermieden werden.

Claims (11)

1. Ein mit einem Drehmomentbegrenzer versehener Kompressor, wobei der Kompressor zusätzlich mit einem Kraftübertragungsmechanismus versehen und unter Drehung durch eine äußere Rotationskraftquelle über diesen Kraftübertragungsmechanismus angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kraftübertragungsmechanismus einen Einwegkupplungsabschnitt umfasst und, während die auf diesen Kompressor wirkende Momentenlast innerhalb des Normalwertbereiches sich befindet, dieser Einwegkupplungsabschnitt sich in Eingriff befindet, so dass die Rotationsleistung von dieser Rotationskraftquelle auf diesen Kompressor übertragen wird, während, wenn die auf diesen Kompressor wirkende Momentenlast ungewöhnlich über einen vorbestimmten Wert steigt, dieser Einwegkupplungsabschnitt außer Eingriff kommt, so dass die Übertragung der Drehleistung von dieser Rotationskraftquelle auf diesen Kompressor abgeschaltet wird und die Rotationskraft nicht wieder übertragen wird, sobald einmal die Übertragung der Drehleistung abgeschaltet ist.

2. Mit einem Drehmomentbegrenzer gemäß Anspruch 1 versehener Kompressor, wobei eine eingebaute Hilfskraftquelle im Inneren oder benachbart diesem Kraftübertragungsmechanismus vorgesehen und in der Lage ist, unter Drehung diesen Kompressor anstelle dieser Rotationskraftquelle anzutreiben und wobei dieser Einwegkupplungsabschnitt in der Lage ist, diese Rotationskraftquelle im Haltezustand zu halten.

3. Mit einem Drehmomentbegrenzer gemäß Anspruch 1 versehener Kompressor, wobei dieser Einwegkupplungsabschnitt sich zusammensetzt aus einer Einwegskupplung vom Rollentyp und zusätzlich zu einem ersten Taschenabschnitt auf der einen Seite in Umfangsrichtung gesehen mit einer Keilfläche versehen ist, die in Eingriff mit dieser Rolle des Einwegkupplungsabschnitts auf dem äußeren Ring oder dem inneren Ring kommt, ein zweiter Taschenabschnitt auf der anderen Seite dieser Keilfläche ausgebildet ist, derart, dass, nimmt die Momentenlast ungewöhnlich über einen vorbestimmten Wert zu, diese Rolle in diesen zweiten Taschenabschnitt fällt, um von dieser Keilfläche freigegeben zu werden.

4. Mit einem Drehmomentbegrenzer gemäß Anspruch 1 versehener Kompressor, wobei dieser Einwegkupplungsabschnitt sich zusammensetzt aus einer Einwegskupplung vom Freilauftyp und wobei dieser Einwegkupplungsabschnitt derart eingestellt ist, dass, nimmt die Momentenlast ungewöhnlich über einen vorbestimmten Wert zu, dieser Freilauf des Einwegkupplungsabschnitts auf einen Überrollzustand umgesteuert wird.

5. Mit einem Drehmomentbegrenzer gemäß Anspruch 1 versehener Kompressor, wobei ein stoßabsorbierender Dämpfer aus einem elastischen Material in dem Kraftübertragungsweg vorgesehen ist.

6. Mit einem Drehmomentbegrenzer gemäß Anspruch 5 versehener Kompressor, wobei dieser stoßabsorbierende Dämpfer einen Dichtungsmechanismus zum Blockieren des Eintritts von Fremdstoffen bildet.

7. Mit einem Drehmomentbegrenzer gemäß Anspruch 1 versehener Kompressor, wobei der größte Teil dieses Kraftübertragungsmechanismus innerhalb einer Riemenscheibe zur Aufnahme der Drehleistung von dieser Drehantriebsquelle gebaut ist.

8. Mit einem Drehmomentbegrenzer gemäß Anspruch 2 versehener Kompressor, wobei die Hilfskraftquelle ein Elektromotor ist.

9. Mit einem Drehmomentbegrenzer gemäß Anspruch 1 versehener Kompressor, wobei ein Lagerabschnitt in Zuordnung zu diesem Einwegkupplungsabschnitt vorgesehen ist, um die Konzentrizität von dessen Außenring und Innenring aufrecht zu erhalten.

10. Mit einem Drehmomentbegrenzer gemäß Anspruch 1 versehener Kompressor, wobei dieser Einwegkupplungsabschnitt außerhalb des Gehäuses des Kompressors vorgesehen ist.

11. Mit einem Drehmomentbegrenzer gemäß Anspruch 1 versehener Kompressor, wobei dieser Einwegkupplungsabschnitt innerhalb des Gehäuses des Kompressors vorgesehen ist.