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Die
Erfindung betrifft einen Axialkolbenverdichter, insbesondere CO2-Verdichter für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Ein
derartiger Axialkolbenverdichter ist zum Beispiel aus der
DE 197 49 727 A1 bekannt.
Dieser umfaßt
ein Gehäuse,
in dem in einer kreisförmigen Anordnung
mehrere Axialkolben um eine rotierende Antriebswelle herum angeordnet
sind. Die Antriebskraft wird von der Antriebswelle über einen
Mitnehmer auf eine ringförmige
Schwenkscheibe und von dieser wiederum auf die parallel zur Antriebswelle translatorisch
verschiebbaren Kolben übertragen. Die
ringförmige
Schwenkscheibe ist an einer axial verschieblich an der Antriebswelle
gelagerten Hülse schwenkbar
gelagert. In der Hülse
ist ein Langloch vorgesehen, durch das der erwähnte Mitnehmer hindurchgreift.
Somit ist die axiale Beweglichkeit der Hülse auf der Antriebswelle durch
die Abmessungen des Langloches begrenzt. Eine Montage erfolgt durch
ein Hindurchstecken des Mitnehmers durch das Langloch. Antriebswelle,
Mitnehmer, Schiebehülse
und Schwenkscheibe sind in einem sog. Triebwerksraum angeordnet,
in dem gasförmiges
Arbeitsmedium des Verdichters mit einem bestückten Druck vorliegt. Das Fördervolumen
und damit die Förderleistung
des Verdichters sind abhängig
vom Druckverhältnis
zwischen Saugseite und Druckseite der Kolben bzw. entsprechend abhängig von
den Drücken
in den Zylindern einerseits und im Triebwerksraum andererseits.
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Der
erwähnte
Mitnehmer dient sowohl zur Drehmomentübertragung zwischen Antriebswelle und
Schwenkscheibe als auch zur axialen Abstützung der Kolben, d.h. zur
Gaskraftabstützung.
Die Konstruktion gemäß der
DE 197 49 727 A1 geht
aus von einer älteren
Konstruktion, zum Beispiel gemäß der
DE 44 11 926 A1 ,
bei der der Mitnehmer zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein an der
Antriebswelle befestigter erster Mitnehmerteil mit erheblichem Abstand neben
der Schwenkscheibe angeordnet ist und ein zweiter, in den ersten
gelenkig eingreifender Mitnehmerteil einen seitlichen Fortsatz der
Schwenkscheibe bildet. Diese Bauweise hat den Nachteil, dass sie
die axiale Mindestlänge
des Verdichters wesentlich mitbestimmt. Außerdem hat die einen verdickten
Nabenteil aufweisende Schwenkscheibe durch ihren seitlichen Fortsatz
ein verhältnismäßig großes Trägheitsmoment
mit einem erheblich von der Antriebsachse entfernten Schwerpunkt,
so dass eine plötzliche
Veränderung
der Drehgeschwindigkeit mit entsprechender Trägheit zu einer Neigungsverstellung der
Schwenkscheibe führt.
Weiterhin bewirkt der von der Kippachse entfernte Schwerpunkt eine
Unwucht, da das Triebwerk nur für
einen (vorzugsweise) mittleren Schwenkscheiben-Kippwinkel gewuchtet
werden kann. Ähnlich
verhält
es sich bei der Konstruktion nach der
EP 1 172 557 A2 .
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Gegenüber diesen
bekannten Konstruktionen zeichnet sich der Vorschlag gemäß der
DE 197 49 727 A1 durch
eine wesentlich kompaktere Bauweise aus. Trägheitskräfte werden auf ein Minimum reduziert.
Weiterhin wird auch eine exakte Einhaltung der inneren Totpunktposition
der Kolben gewährleistet.
Sogenannte Scharträume
werden verhindert. Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der
DE 197 49 727 A1 soll
nunmehr anhand der
10 und
11 näher beschrieben werden. Ein
Axialkolbenverdichter
1 gemäß
10 weist beispielsweise sieben Kolben
2 auf,
die in Umfangsrichtung in gleichem Winkelabstand voneinander angeordnet
und in Zylinderbohrungen
3 eines Zylinderblockes
4 axial
hin- und herbeweglich gelagert sind. Die Hubbewegung der Kolben
2 erfolgt
durch den Eingriff einer zu einer Antriebswelle
5 schräg verlaufenden
ringförmigen Schwenkscheibe
6 in
Eingriffskammern
7, die jeweils an geschlossene Hohlräume
8 der
Kolben
2 angrenzen. Für
den im wesentlichen spielfreien Gleiteingriff in jeder Schräglage der
Schwenkscheibe
6 sind zwischen dieser und einer sphärisch gewölbten Innenwand
10 der
Eingriffskammer
7 beidseitig Kugelsegmente bzw. kugelsegmentartige
Gleitsteine
11 und
12 vorgesehen, so dass die
Schwenkscheibe
6 bei ihrem Umlauf zwischen ihnen gleitet.
Die Antriebsübertragung
von der Antriebswelle
5 zu der ringförmigen Schwenkscheibe
6 erfolgt
durch einen in der Antriebswelle
5 befestigten Mitnehmerbolzen
13,
dessen beispielsweise kugelförmiger
Kopf in eine Radialbohrung
16 der ringförmigen Schwenkscheibe
6 eingreift.
Dabei ist die Position des Mitnehmerkopfes
15 so gewellt,
dass sein Mittelpunkt
17 mit demjenigen der Kugelform der
Kugelsegmente
11,
12 übereinstimmt. Außerdem liegt
dieser Mittelpunkt auf einer Kreislinie, die geometrischen Achsen
der sieben Kolben miteinander verbindet. Auf diese Weise ist die Totpunktposition
der Kolben
2 exakt bestimmt und ein minimaler schädlicher
Raum gewährleistet.
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Die
Kopfform des freien Mitnehmerendes ermöglicht die Veränderung
der Neigung der ringförmigen
Schwenkscheibe 6, indem der Mitnehmerkopf 15 einen
Lagerkörper
für die
die Hubweite der Kolben 2 verändernde Schwenkbewegung der
Schwenkscheibe 6 bildet. Weitere Vorraussetzung für ein Verschwenken
der Scheibe 6 ist die Verschiebbarkeit ihrer Lagerachse 20 in
Richtung der Antriebswelle 5. Hierzu ist entsprechend 11 die Lagerachse 20 durch
zwei gleichachsig beidseitig einer Schiebehülse 21 gelagerte Lagerbolzen 22, 23 gebildet,
die außerdem
in radialen Bohrungen 24, 25 der ringförmigen Schwenkscheibe 6 gelagert
sind. Die Schiebehülse 21 hat
hierzu vorzugsweise beidseitig Lagerhülsen 26, 27,
die den Ringraum 28 zwischen der Schiebehülse 21 und
der ringförmigen
Schwenkscheibe 6 überbrücken. Die
Begrenzung der Verschiebbarkeit der Lagerachse 20 und die
maximale Schrägstellung
der Schwenkscheibe 6 ergibt sich durch den Mitnehmerbolzen 13,
indem dieser ein in der Schiebehülse 21 vorgesehenes
Langloch 30 durchdringt, so dass die Schiebehülse 21 an
den Enden des Langloches 30 Anschläge findet. Die Kraft für die Winkelverstellung
der Schwenkscheibe 6 und damit für eine Regelung des Verdichters
ergibt sich aus der Summe der jeweils beidseitig der Kolben 2 gegeneinander
wirkenden Drücke,
so dass diese Kraft vom Druck im Triebwerksraum 33 abhängig ist. Für die Regelung
dieses Druckes kann eine Strömungsverbindung
mit einer äußeren Druckgasquelle vorgesehen
sein. Je höher
der Druck an der Triebwerksraumseite der Kolben 2 bzw.
im Triebwerksraum 33 relativ zum Druck auf der gegenüberliegenden
Seite der Kolben 2 ist, umso kleiner wird der Hub der Kolben 2 und
damit die Förderleistung
des Verdichters. Die Einstellung der Position der Schiebehülse 21 und
damit des Hubes der Kolben 2 bzw. die Förderleistung des Verdichters
erfolgt durch mindestens eine mit der Schiebehülse 21 zusammenwirkende
Feder 34, 35. Vorzugsweise ist die Schiebehülse 21 zwischen
zwei Schraubendruckfedern 34, 35 eingeschlossen,
die auf der Antriebshülle 5 angeordnet sind.
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Nachteilig
bei der bekannten Konstruktion ist, dass das beschriebene Kontaktprinzip
zwischen Mitnehmer und Schwenkscheibe ein ungleichförmiges Verformungsverhalten
der Schwenkscheiben-Laufseiten bewirkt, welches in der Folge zu
einem entsprechend ungünstigen
Laufverhalten der Gleitsteine auf der Schwenkscheibe führt. Im
Bereich der zylindrischen Bohrung der Schwenkscheibe, in der sich
das kugelförmige
Ende des Mitnehmers abstützt,
kommt es durch die konstruktionsbedingt sehr kleine Restwandstärke zu einer
starken Verformung in diesem Bereich. Dadurch werden die Laufeigenschaften
der Gleitsteine auf der Schwenkscheibe entsprechend beeinträchtigt.
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Dieses
Problem wurde bereits erkannt. Zur Vermeidung sind zum Beispiel
in der WO 02/38959 A1 unterschiedliche geometrische Formgebungen zwischen
Mitnehmer und zugeordneter Aufnahmebohrung vorgeschlagen worden.
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Aus
der
FR 2 782 126 A1 ist
ein weiteres Schwenkscheiben-Triebwerk bekannt, bei dem ein Mitnehmer
in eine Schwenkscheibe hineinragt. Gegenüber dem Stand der Technik nach
der
DE 197 49 727
A1 ist die Schwenkscheibe allerdings auch in radialer Richtung
angelenkt und weist deshalb in radialer Richtung keine Verschieblichkeit
auf. Der Vorteil dieser Konstruktion liegt darin, dass das zugeordnete Gelenk
die Kräfte
flächig übertragen
kann mit der Folge, dass eine relativ kleine Bauweise möglich ist.
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Zusammenfassend
kann jedoch festgestellt werden, dass sämtlichen bekannten Konstruktionen folgende
Nachteile anhaften, und zwar aufgrund der Überlagerung mehrerer Funktionen:
- – Übertragung
des Antriebsmoments (durch Mitnehmer/Drehmomentstütze), sowie
- – Abstützung der
Schwenkscheibe so, dass der obere Totpunkt der Kolben unverändert bleibt.
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Dies
führt zu
folgendem Verhalten:
- – Durch beide Einflüsse wird
der in der Regel kugelförmige
Kopf des Mitnehmers an zwei Bereichen erheblicher Flächenpressung
unterworfen;
- – Diese
Flächenpressung
tritt auch an den entsprechenden Stellen der Schwenkscheibe auf;
- – Durch
die erwähnten
Flächenpressungen kommt
es leicht zu Verformungen, die sich aufgrund der Gegebenheiten unkontrolliert
gegenseitig beeinflussen können.
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Die
bekannte Mitnehmer/Drehmomentstütze wird
sowohl durch das Drehmoment beaufschlagt als auch durch die Abstützkraft
der Schwenkscheibe als Reaktion auf resultierende Gaskräfte. Beide
Kraft- und Biegemomentverläufe
weisen ihr Maximum im Bereich der Aufnahme an der Antriebswelle
auf. Dementsprechend stark muß die
Antriebswelle dimensioniert sein. Gleiches gilt natürlich auch
für die Dimensionierung
sowohl des Mitnehmers als auch der Schwenkscheibe, insbesondere
im Bereich der Aufnahmebohrung für
den Mitnehmer. Die stärkere Dimensionierung
führt natürlich zwangsläufig zu
entsprechend höheren
Massen und damit Trägheitsmomenten.
Diese können
das Regelverhalten ungünstig beeinflussen
und müssen
kompensiert werden. Die stärkere
Dimensionierung hat auch zur Folge, dass die den Kolben zugeordneten
Gelenkanordnungen größer dimensioniert
sind bzw. größer dimensioniert werden
müssen.
Dies gilt sowohl für
die Gleitsteine als auch für
die Kolben selbst.
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Um
hier Abhilfe zu schaffen, müssen
Maßnahmen
zur Reduzierung der einwirkenden Kräfte getroffen werden.
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Dementsprechend
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verdichter
der eingangs genannten Art zu schaffen, der ohne Einschränkung der
Funktionssicherheit leichter gebaut werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Der Kern der vorliegenden
Erfindung liegt also darin, dass die beim Stand der Technik vorhandene Funktionsüberlagerung,
nämlich
- – Gaskraftabstützung und
- – Drehmomentübertragung
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im
Bereich zwischen Schwenkscheibe und Antriebswelle vermieden bzw.
entkoppelt wird. Durch diese Entkoppelung werden die einzelnen Bauteile zur Übertragung
der vorgenannten Kräfte
und Momente entlastet und können
entsprechend kleiner dimensioniert werden. Insbesondere können auch
Toleranzspiele zwischen den einzelnen Bauteilen exakter eingestellt
und überhöhte Flächenpressungen vermieden
werden. Die axiale Abstützung
der Kolben einerseits und die Übertragung
von Drehmomenten von der Antriebswelle auf die Schwenkscheibe andererseits
wird also erfindungsgemäß unterschiedlichen
Bauteilen zugeordnet.
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Es
hat sich als sinnvoll erwiesen, das Drehmoment über das Kippgelenk zwischen
Schwenkscheibe und Antriebswelle zu übertragen, zumal in der Regel
zwei Bolzengelenke dafür
vorhanden sind. Das Spiel dieser Bolzenlagerung ist exakt einstellbar. Druckpunkte
können
vermieden werden. Überlagerung
von Umfangs- und
Axialkräften
im Bereich zwischen Stützelement
und Schwenkscheibe werden erfindungsgemäß vermieden.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
und Konstruktionsdetails der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Nachstehend
werden konkrete Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Konstruktion
anhand der beigefügten
Zeichnung näher
erläutert.
Diese zeigt in:
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1 eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verdichters
im schematischen Längsschnitt;
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2 bis 5 verschiedene Ausführungsformen der gelenkigen
Verbindung zwischen Antriebswelle und Schwenkscheibe unter gleichzeitiger
Darstellung der axialen Abstützung
der Schwenkscheibe gegenüber
der Antriebswelle, jeweils im schematischen Querschnitt;
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6 und 7 zwei unterschiedliche Ausführungsformen
eines Axialkraft-Übertragungselements zwischen
Schwenkscheibe und Antriebswelle im Längsschnitt bzw. in Seitenansicht;
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8 zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Verdichters im schematischen Längsschnitt;
und
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9 ein weiteres Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Verdichters im schematischen Längsschnitt.
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Der
in 1 im schematischen
Längsschnitt dargestellte
Verdichter 100 umfaßt
einen Zylinderblock 101, ein einen Triebwerksraum 103 begrenzendes
Gehäuse 102 sowie
eine Antriebswelle 104, die über einen Schwenkscheiben-Mechanismus 105 innerhalb
des Triebwerksraums 103 mehrere, insbesondere sieben gleichmäßig über den
Umfang um die Antriebswelle 104 herum angeordnete Axialkolben 106 antreibt,
die innerhalb des Zylinderblocks 101 axial verschieblich
gelagert sind.
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Der
Schwenkscheiben-Mechanismus 105 umfaßt eine ringförmige Schwenkscheibe 107,
die sowohl mit einer auf der Antriebswelle 104 axial verschieblich
gelagerten Schiebehülse 108 als
auch mit einem im Abstand von der Antriebswelle 104 mit
dieser mitdrehend angeordneten Stützelement 109 gelenkig
verbunden ist, wobei die Kolben 106 jeweils eine Gelenkanordnung 110 aufweisen,
an der die ringförmige
Schwenkscheibe 107 in Gleiteingriff steht. Die Gelenkanordnung 110 ist
entsprechend der gemäß Stand
der Technik ausgebildet und umfaßt ebenfalls zwei halbsphärische Gleitsteine 111, 112.
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Die
Schiebehülse 108 ist
ebenfalls wie beim Stand der Technik ausgebildet und durch Schraubendruckfedern 113 axial
vorgespannt.
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Das
Stützelement 109 ist
bei der dargestellten Ausführungsform
als Kugelkopf ausgebildet. Dieser befindet sich am freien Ende eines
stiftartigen Kraftübertragungselements 114.
Das Stützelement 109 greift
in eine an der ringförmigen
Schwenkscheibe 107, nämlich
am Ringelement derselben ausgebildete Langlochbohrung 115 ein,
dessen Bohrungsachse sich radial und dessen längere Querschnittsachse sich
in Umfangsrichtung erstreckt. Damit ist gewährleistet, dass das Stützelement 109 im
wesentlichen nur zur axialen Abstützung der Kolben 106 bzw.
zur Gaskraftabstützung
dient. Die entsprechenden Kräfte
werden über
das Stützelement
und dem zugeordneten Kraftübertragungsbolzen 114 auf
die Antriebswelle 104 übertragen.
Die Drehmomentübertragung
zwischen Antriebswelle 104 und Schwenkscheibe 107 erfolgt
ausschließlich über eine
dazwischen angeordnete Gelenkverbindung 116 (siehe 2 bis 5). Das Stützelement 109 kann
statt kugel- auch zylinder- oder tonnenförmig ausgebildet sein. In den
beiden letztgenannten Fällen
erstreckt sich die Längsachse
des Stützelements
senkrecht zum stiftartigen Kraftübertragungselement 114.
Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass die axiale Abstützung über einen Linienkontakt zwischen
Stützelement
und der entsprechenden Radialbohrung in der Schwenkscheibe 107 erfolgt.
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Aufgrund
der Entkoppelung von Drehmoment-Übertragung
und Gaskraftabstützung
ist es möglich,
die Schwenkscheibe relativ klein zu dimensionieren und entsprechend
leicht zu bauen, ohne dass Deformationen auftreten. Auch ist es
einfacher, den Kraftübertragungsmechanismus
spielfrei zu gestalten mit der Folge, dass der Verdichter geräuschärmer arbeitet.
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Die
Schwenk-Gelenkverbindung 116 zwischen Antriebswelle 104 und
Schwenkscheibe 107 kann unterschiedlich ausgebildet sein,
wie die 2 bis 5 erkennen lassen. Diese
Figuren lassen darüber hinaus
erkennen, dass das Stützelement 109 innerhalb
der Langlochbohrung 115 in Umfangs- bzw. Rotationsrichtung
ausreichend Spiel hat, so dass in keinem Fall Kräfte infolge des Antriebsmoments
wirksam werden. Durch das Stützelement
werden lediglich axiale Gaskräfte
aufgenommen und übertragen.
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Bei
der Ausführungsform
nach 2 erfolgt die Drehmomentübertragung
zwischen Antriebswelle 104 und ringförmiger Schwenkscheibe 107 über zwei sich
relativ zur Antriebswelle 104 diametral erstreckende Bolzen,
die zwischen Schiebehülse 108 und Schwenkscheibe 107 wirksam
sind. Die Schiebehülse
selbst ist über
eine Passfederanordnung 117 drehfest mit der Antriebswelle 104 verbunden.
Die ringförmige
Schwenkscheibe 107 ist um die durch die erwähnten Lagerbolzen 118 definierte
Achse verschwenkbar. Das stiftartige Kraftübertragungselement 114 erstreckt
sich durch die Schiebehülse 108 mit
Spiel.
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Bei
der Ausführungsform
nach 3 erfolgt die Verdrehsicherung
zwischen Schiebehülse 108 und
Antriebswelle 104 durch das stiftartige Kraftübertragungselement 114.
Im übrigen
deckt sich die Konstruktion gemäß 3 mit derjenigen gemäß 2.
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Die
Ausführungsform
gemäß 4 entspricht im wesentlichen
der gemäß 3; denn auch bei der Ausführungsform
nach 4 erfolgt die Verdrehsicherung
zwischen Antriebswelle 104 und Schiebehülse 108 durch den
Kraftübertragungsstift 114.
Die Koppelung erfolgt bei der Ausführungsform nach 4 lediglich an dem dem kugelförmigen Stützelement 109 gegenüberliegenden
Ende des Kraftübertragungsstiftes 114.
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5 zeigt eine weitere Lösung der
Verbindung zwischen Antriebswelle 104 und ringförmiger Schwenkscheibe 107,
und zwar ohne Zwischenschaltung von Gelenkbolzen 118. Diese
werden bei der Ausführungsform
nach 5 durch entsprechende
Radialzapfen 119 der Schiebehülse 108 ersetzt. Diese
Radialzapfen 119 definieren ein Schwenklager für die ringförmige Schwenkscheibe 107 um
eine durch die Radialzapfen 119 definierte Querachse 120.
Im übrigen
entspricht die Konstruktion gemäß 5 derjenigen gemäß 2.
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Die 6 und 7 zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsformen
für die
Verbindung zwischen einem kugelförmigen
Stützelement 109 und
einem stiftartigen Kraftübertragungselement 114.
Bei der Ausführungsform
nach 6 ist das kugelförmige Stützelement 109 an
einem Ende eines hülsenartigen
Kraftübertragungselements 114 angeordnet,
insbesondere angeschweißt
(vorzugsweise Reibschweißverbindung).
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
nach 7 weist das stiftartige
Kraftübertragungselement 114 noch
einen Ringabsatz 121 auf, der als Anschlag für die Einbringung
in eine in der Antriebswelle 104 ausgebildete Aufnahmebohrung
dient. Das stiftartige Kraftübertragungselement 114 ist
bei der Ausführungsform
nach 1 so angeordnet,
dass es schräg
von der Antriebswelle 104 wegragt, und zwar derart, dass
bei einer mittleren Neigungsposition der ringförmigen Schwenkscheibe 107 die
Längsachse des
stiftartigen Kraftübertragungselements 114 radial zur
ringförmigen
Schwenkscheibe 107 gerichtet ist.
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Der
erwähnte
Anschlag 121 stellt im übrigen auch
sicher, dass ohne zusätzliche
Einstellmaßnahmen
bei der Montage des Verdichters der Mittelpunkt 122 des
kugelförmigen
Stützelements 109 mit
dem Mittelpunkt der jedem Kolben zugeordneten Gelenkanordnung 110 zusammenfällt. Diese
Einbaulage wird bevorzugt; allerdings kann es auch vorteilhaft sein,
einen geringen „offset" von bis zu etwa
1/10 mm zwischen der Kreislinie, auf der der Mittelpunkt des Stützelements 109 einerseits
und der Kreislinie, auf der die Mittelpunkte der Kolben-Gelenkanordnungen 110 liegen,
andererseits vorgesehen sein, um den Schadraum je nach Schwenkwinkel
geringfügig
zu variieren. Vorzugsweise liegt der Mittelpunkt 122 des Stützelements 109 auf
einer Kreislinie, die radial geringfügig außerhalb der Kreislinie erstreckt,
auf der die Mittelpunkte der Kolben-Gelenkanordnung 110 liegen.
Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass zu keinem Zeitpunkt Kippmomente an der Schwenkscheibe
angreifen, die die Schwenkscheibe in eine andere, nicht vorgesehene
Richtung kippen.
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An
dieser Stelle sei auch nochmals erwähnt, dass es denkbar ist, zwei
sog. Gaskraftstützen
bzw. Stützelemente 109 vorzusehen,
die jeweils zur Abstützung
in axial entgegengesetzter Richtung dienen. Damit kann eine sog.
Doppelpassung mit dem Problem der Überbestimmung vermieden werden.
Die beiden Stützelemente
können
auch asymmetrisch angeordnet sein.
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Im
Falle einer einzigen Gaskraftstütze
könnte
diese die Schwenkscheibe kurz vor der oberen Totpunktlage stützen, da
bei dieser Lage die Maximalkraft aufgrund Ventilöffnung vorliegt. Bei einer
solchen Variante muß jedoch
beachtet werden, dass das Stützgelenk
projiziert mit seinem Mittelpunkt weiterhin mit dem Mittelpunkt
der Kolben-Gelenkanordnung 110 zusammenfällt. Zu
beachten ist außerdem, dass
bei Anordnung des Gelenks vor der Totpunktlage die Schwenkscheibe
an ihrer Hauptlastseite (Druck) etwas dünnwandiger ist als an der gegenüberliegenden
Lastseite (Zug).
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8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Verdichters,
bei dem Teile, die bereits anhand der 1 beschrieben
sind, mit denselben Bezugsziffern wie in 1 gekennzeichnet sind.
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Der
Schwenkscheiben-Mechanismus 105 ist bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 8 identisch. Das Ausführungsbeispiel
gemäß 8 unterscheidet sich von
demjenigen gemäß 1 im wesentlichen nur dadurch,
dass der Zylinderblock 101 sich in den Triebwerksraum 103 konisch
hineinerstreckt, wodurch eine verlängerte Führung der Kolben 106 erreicht
wird. Der Konus 123 ist so ausgebildet, dass er sich in
den Ringraum 124 zwischen Schiebehülse 108 und ringförmiger Schwenkscheibe 107 hineinerstreckt.
Dadurch lässt
sich der Verdichter hinsichtlich seiner Baulänge zusätzlich reduzieren.
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Bei
der Ausführungsform
nach 9 ist das Stützelement 109 am
freien Ende eines L-förmigen Kraftübertragungselements 114 angeordnet,
und zwar am freien Ende des kürzeren,
sich schräg
radial nach außen
erstreckenden Schenkels 125. Der längere Schenkel 126 erstreckt
sich etwa parallel zur Antriebswelle 104 und ist axial
an einer mit der Antriebswelle 104 drehfest verbundenen
Stützscheibe 127 abgestützt. Die
Stützscheibe 127 wiederum
ist über
ein sich um die Antriebswelle 104 herum erstreckendes Nadellager 128 am
Gehäuse 102 abgestützt.
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Diese
Konstruktion hat den Vorteil, dass in der Antriebswelle 104 eine
Lochleibung für
das stiftartige Kraftübertragungselement 114 vermieden
werden kann. Dementsprechend kann der Durchmesser der Antriebswelle 104 stark
reduziert werden.
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9 macht auch deutlich, dass
die sog. Gaskraftstütze
alternativ auch von außen
anstatt von innen in die Schwenkscheibe eingreifen könnte, wobei
in diesem Fall die Kolbenverdrehsicherung nicht an der Innenseite
des Triebwerksgehäuses 102,
sondern nach innen zur Antriebswelle hin verlagert wäre.
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Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem
Stand der Technik neu sind.
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- 100
- Verdichter
- 101
- Zylinderblock
- 102
- Gehäuse
- 103
- Triebwerksraum
- 104
- Antriebswelle
- 105
- Schwenkscheiben-Mechanismu
- 106
- Kolben
- 107
- Schwenkscheibe
(ringförmig)
- 108
- Schiebehülse
- 109
- Stützelement
- 110
- Gelenkanordnung
- 111
- Gleitstein
- 112
- Gleitstein
- 113
- Schraubendruckfeder
- 114
- Kraftübertragungselement
(stiftartig)
- 115
- Langlochbohrung
- 116
- Gelenkverbindung
- 117
- Paßfederanordnung
- 118
- Lagerbolzen
- 119
- Radialzapfen
- 120
- Querachse
- 121
- Ringabsatz
bzw. -anschlag
- 122
- Mittelpunkt
des Stützelements
- 123
- Konus
- 124
- Ringraum
- 125
- Schenkel
- 126
- Schenkel
- 127
- Stützscheibe
- 128
- Nadellager