DE10339492B4

DE10339492B4 - Kupplungsloser verstellbarer Kühlkompressor

Info

Publication number: DE10339492B4
Application number: DE10339492A
Authority: DE
Inventors: Anri Isesaki Enomoto; Yoshihiro Isesaki Ochiai
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2023-08-28
Also published as: DE10339492A1; US20040076527A1; FR2844014B1; FR2844014A1; US7320576B2

Abstract

Kupplungsloser verstellbarer Kühlkompressor (10), der aufweist:
ein Kompressorgehäuse (11), das eine Kurbelkammer (12), Zylinderbohrungen (13), in die Kolben (18) eingepaßt sind, eine Ansaugkammer (14) und eine Auslaßkammer (15) besitzt,
eine Antriebswelle (19), die sich in der Kurbelkammer (12) erstreckt und drehbar gelagert ist, und durch eine externe Antriebsquelle angetrieben wird,
einen Rotor (22), der auf der Antriebswelle (19) befestigt ist und zusammen mit der Antriebswelle (19) drehbar ist,
eine Taumelscheibe (23), die durch einen Gelenkmechanismus (24) mit dem Rotor (22) verbunden ist, und einen Neigungswinkel in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Antriebswelle (19) besitzt, wobei der Neigungswinkel zwischen einem vorbestimmten maximalen Winkel und einem vorbestimmten minimalen Winkel, der annähernd gleich einem Nullwinkel ist, veränderbar ist, wobei die Taumelscheibe (23) durch gemeinsame Drehung mit dem Rotor (22) eine Taumelbewegung mit dem Neigungswinkel durchführt,
einen Umwandlungsmechanismus (23a–26–18a), der mit den Kolben (18) zur Umwandlung der Taumelbewegung...

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen kupplungslosen verstellbaren Kühlkompressor, wie er im Oberbegriff des hier aufgeführten Anspruchs 1 genannt wird, und insbesondere auf eine Verbesserung zur Reduzierung einer Kompressionsarbeit des kupplungslosen Kühlkompressors während eines Stopps eines Kühlsystems, das den kupplungslosen Kühlkompressor enthält.

Ein typischer kupplungsloser Kühlkompressor der variablen Ver drängungsbauart oder einer Bauart mit veränderbarer Leistung ist in der US 5,573,379 A (entspricht der JP 07293429 offenbart. Bei dem dort gezeigten kupplungsfreien Kühlkompressor handelt es sich typischerweise um einen der Taumelscheibenbauart, wobei eine Taumelscheibe mit einer Antriebswelle gekoppelt ist, mit einem Neigungswinkel aus einer Ebene senkrecht zur Antriebswelle, wobei der Neigungswinkel zwischen einem vorbestimmten maximalen Winkel und einem vorbestimmten minimalen Winkel, der annähernd gleich einem Nullwinkel ist, veränderbar ist. Die Taumelscheibe ist mit Kolben gekoppelt, die in Zylinderbohrungen eingepaßt sind und die Kolben bewegen sich in den Zylinderbohrungen durch Drehung unter dem Neigungswinkel hin und her. Der Kolbenhub wird durch den Neigungswinkel bestimmt und ist maximal, wenn der Neigungswinkel der vorbestimmte Maximalwinkel ist, während er minimal ist, wenn der Neigungswinkel der vorbestimmte minimale Winkel ist. Der Neigungswinkel der Taumelscheibe wird durch Änderung eines Gasdruckes in einer Kurbelkammer, in der die Taumel scheibe angeordnet ist, verändert. Ein Leistungsregelventil wird zur Regelung des Gasdruckes zur Einstellung des Neigungswinkels der Taumelscheibe verwendet, um die Kompressionsleistung des Kompressors zu regeln. Um die Taumelscheibe mit den Kolben zu koppeln wird ein Umwandlungsmechanismus zur Umwandlung der taumelnden Bewegung der Taumelscheibe in eine hin- und hergehende Bewegung der Kolben verwendet. Als Umwandlungsmechanismus sind zwei Bauarten bekannt, von denen eine eine Bauart ist, die eine Schrägscheibe verwendet, die mit den Kolben verbunden und auf der Taumelscheibe drehfest, jedoch verschieblich, gelagert ist, und wobei die andere eine Schuh-Bauart ist, bei der zwei halbkugelförmige Schuhe von den Kolben gelagert werden und in gleitförmigen Kontakt mit beiden Oberflächen der Taumelscheibe stehen.

Der kupplungslose verstellbare Kühlkompressor wird üblicherweise als Kühlkompressor in einem Kühlkreislauf in einer Fahrzeugklimaanlage verwendet. Die Antriebswelle ist durch einen Riemen und eine Riemenscheibe ohne elektromagnetische Kupplung mit einem Fahrzeugmotorabtrieb verbunden. Deshalb wird die Antriebswelle gedreht oder gestoppt, wenn der Motor angetrieben oder gestoppt wird.

Der Kompressor ist so konstruiert, daß die Taumelscheibe in dem vorbestimmten Minimalwinkel gehalten wird, wenn die Antriebswelle gestoppt wird. Es ist wünschenswert, daß der Neigungswinkel aus dem vorbestimmten Minimalwinkel gleichmäßig und schnell erhöht wird, wenn der Motor beginnt, die Antriebswelle anzutreiben. Um diesem Wunsch nachzukommen offenbart das US-Patent Nr. 5,573,379, daß die Taumelscheibe so konstruiert ist, daß ein Moment zur Bewegung der Taumelscheibe erzeugt wird, um den Neigungswinkel zu erhöhen, wenn die Taumelscheibe anfängt, mit dem minimalen Neigungswinkel zu drehen. Somit wird die Kompressionsleistung gleichmäßig und schnell auf ein geeignetes Niveau für eine komfortable Klimatisierung angehoben.

Es ist jedoch oft der Fall, daß die Klimaanlage ausgeschaltet wird, sogar wenn das Kraftfahrzeug angetrieben wird. In dem Fall wird die Antriebswelle gedreht, sogar wenn der Kühlkreislauf der Klimaanlage ausgeschaltet ist. Die Drehung der Antriebswelle führt zu einer Zunahme des Neigungswinkels der Taumelscheibe durch das oben genannte US-Patent. Dies bedeutet, daß eine unnötige Kompressionsarbeit ausgeführt wird, die die Motorausgangsleistung verschwendet.

Es ist demgemäß eine Aufgabe, einen kupplungslosen verstellbaren Kühlkompressor bereitzustellen, bei dem die Kompressionsarbeit reduziert ist, wenn die Antriebswelle des Kompressors während des Aus-Betriebs des Kühlkreislaufs, der den Kompressor enthält, angetrieben wird.

Die Aufgabe wird durch den kupplungslosen Kühlkompressor, der in Anspruch 1 genannt wird, erzielt.

Abhängige Ansprüche statten den kupplunglosen Kühlkompressor mit verschiedenen zusätzlichen Effekten aus.

Diese Erfindung wird unter Bezugnahme auf die exemplarisch in den beigefügten Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele beschrieben, in denen:
1 eine Schnittansicht eines Kompressor gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist;
2 eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt von einem Hauptabschnitt des Kompressors, der in 1 gezeigt ist, ist, zur Bestimmung des anfänglichen Neigungswinkels der Taumelscheibe in einem nicht rotierenden Zustand der Taumelscheibe;
3 die Schnittansicht des Hauptabschnitts aus 2 ist, die einen Zustand darstellt, bei dem der anfängliche Neigungswinkel freigegeben wird, wenn die Taumelscheibe mit einer erhöhten Drehzahl gedreht wird;
4 eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Kompressors gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist, in einem ähnlichen Zustand wie in 2;
5 eine Ansicht ist, die den Hauptabschnitt aus 4 darstellt, in einem ähnlichen Zustand wie in 3;
6 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt eines Kompressors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt, ähnlich wie in 4;
7 eine Ansicht ist, die den Hauptabschnitt aus 6 ähnlich wie in 5 darstellt;
8 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt eines Kompressors gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel zeigt, ähnlich wie in 4; und
9 eine Ansicht ist, die den Hauptabschnitt aus 8 ähnlich wie in 5 darstellt.
Bezugnehmend auf 1 wird ein kupplungsloser verstellbarer Kühlkompressor gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung nachfolgend beschrieben. Der Kompressor 10 weist ein Kompressorgehäuse 11 auf, das ein Vordergehäuse 11a, einen Zylinderblock 11b und einen Zylinderkopf 11c aufweist. Das Kompressorgehäuse 11 begrenzt darin eine Kurbelkammer 12, eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen (eine ist gezeigt) 13, eine Ansaugkammer 14 und eine Auslaßkammer 15. Die Ansaugkammer 14 und die Auslaßkammer 15 besitzen jeweils eine Einlaßöffnung 16 und eine Auslaßöffnung 17 zur Verbindung des Kompressors 10 mit einem Kühlkreislauf.
Kolben (einer ist gezeigt) 18 sind in den Zylinderbohrungen 13 eingepaßt und bewegen sich in den Zylinderbohrungen 13 hin und her.
Eine Antriebswelle 19 erstreckt sich in der Kurbelkammer 12 in einer Richtung parallel zu den Zylinderbohrungen 13 und der Kolben 18 und ist drehbar in dem Kompressorgehäuse 11 mittels Lager 19a–19c gelagert. Die Antriebswelle 19 besitzt einen axialen Endabschnitt 20, der aus dem Vordergehäuse 11a des Kompressorgehäuses 11 nach außen vorsteht. Der axiale Endabschnitt 20 dient zur Verbindung mit einer externen Antriebsquelle (nicht gezeigt), zum Aufnehmen einer Antriebsleistung zur Drehung der Antriebswelle 19 durch eine Riemenscheibe 21 und einen Riemen (nicht gezeigt).
Ein Rotor 22 ist fest auf der Antriebswelle 19 in der Kurbelkammer 12 eingebaut und zusammen mit der Antriebswelle 19 drehbar.
Eine Taumelscheibe 23 ist um die Antriebswelle 19 herum angeordnet und durch einen Gelenkmechanismus 24 in einer Winkelposition als ein Scheitelpunkt, um die Antriebswelle 19 herum mit dem Rotor 22 verbunden. Demgemäß ist die Taumelscheibe 23 zusammen mit dem Rotor 22 drehbar und sie ist in der Lage, aus einer Ebene senkrecht zu einer Antriebsachse der Antriebswelle 19 heraus geneigt zu werden. Die Taumelscheibe 23 führt eine Taumelbewegung mit einem Neigungswinkel durch, indem sie sich zusammen mit dem Rotor 22 dreht. Der Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 ist zwischen einem vorbestimmten Minimalwinkel, der annähernd gleich einem Nullwinkel ist, und einem vorbestimmten Maximalwinkel variabel.
Ein Antriebsbauteil 25 ist um die Antriebswelle 19 zwischen dem Rotor 22 und der Taumelscheibe 23 befestigt und sorgt für eine beaufschlagende Kraft A (siehe 2), um die Taumelscheibe 23 so zu drängen, daß der Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 zu dem vorbestimmten Minimalwinkel wird.
Ein Verbindungsmechanismus oder ein Umwandlungsmechanismus verbindet die Taumelscheibe 23 mit den Kolben 18 zur Umwandlung der Taumelbewegung der Taumelscheibe 23 in eine hin- und hergehende Bewegung der Kolben 18. Der Verbindungsmechanismus weist einen Umfangskantenabschnitt 23a der Taumelscheibe 23 auf, einen hinteren Endabschnitt 18a eines jeden Kolbens 18 und Schuhe 26 mit einer halbkugelförmigen Gestalt. Die Schuhe stehen mit beiden Seiten des Umfangskantenabschnittes der Taumelscheibe 23 in gleitendem Kontakt und werden in dem hinteren Endabschnitt 18a des Kolbens 18 gehalten.
Ein Steuermechanismus 27 oder ein Steuerventil ist in dem Zylinderkopf 11c enthalten, zur Steuerung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 23 zusammen mit oder entgegen dem Antriebs bauteil 25, durch Einstellen eines Druckes in der Kurbelkammer 12, um dadurch die Verdrängung des Kompressors 10 zu steuern. Das Steuerventil 27 steht mit der Kurbelkammer 12 durch einen ersten kleinen Pfad 27a in Verbindung, und mit der Auslaßkammer 15 durch einen zweiten kleinen Pfad 27b. Das Steuerventil 27 steuert die Verbindung zwischen der Auslaßkammer 15 und der Kurbelkammer 12 durch die ersten und zweiten kleinen Pfade 27a und 27b, um dadurch den Gasdruck in der Kurbelkammer 12 einzustellen.
Der Kompressor 10, der oben beschrieben wurde, ist ähnlich zu dem Kompressor, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Kompressor 10 des weiteren eine Vorrichtung zur Bestimmung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 23 zu einem Anfangswinkel (θ1) auf, wenn die Antriebswelle 19 gestoppt ist, ohne durch die externe Antriebsquelle angetrieben zu werden. Der Anfangswinkel wird größer gewählt als der vorbestimmte Minimalwinkel. Der Kompressor weist ferner eine Vorrichtung auf zum Freigeben der Neigungsbestimmungsvorrichtung, wenn die Kompressionsarbeit des Kompressors 10 erhöht wurde, nachdem die Antriebswelle durch die externe Antriebskraft angetrieben wurde.
Als eine Anfangswinkelbestimmungsvorrichtung ist ein Stopper 28 auf der Antriebswelle 19 in einer vorbestimmten Position als eine Anfangsposition auf der Antriebsachse der Antriebswelle 19 befestigt. Der Stopper 28 hindert die Taumelscheibe 23 daran, eine Neigung aufgrund der Kraft A von dem Antriebsbauteil 25 zu verändern, wenn die Antriebswelle 17 nicht durch die äußere Antriebsquelle angetrieben wird und die Taumelscheibe 23 bleibt in einem vorbestimmten Neigungswinkel als Anfangswinkel. Die Position des Stoppers 28 auf der An triebsachse ist variabel. Der Anfangswinkel ist auf einen Winkel auswählbar, der größer als der vorbestimmte minimale Winkel des Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 ist.
Die Freigabevorrichtung weist einen Detektor auf zur Erfassung eines physikalischen Wertes, der der Kompressionsarbeit des Kompressors 10 entspricht, und eine Antriebsvorrichtung, die mit dem Detektor und dem Stopper verbunden ist, um dann, wenn der erfaßte physikalische Wert eine Zunahme der Kompressionsarbeit zeigt, den Stopper von der Anfangsposition in eine Richtung der Antriebsachse anzutreiben, um dadurch zuzulassen, daß sich die Taumelscheibe 23 aufgrund der beaufschlagenden Kraft von dem Antriebsbauteil 25 aus dem Anfangswinkel in einen vorbestimmten Minimalwinkel bewegt.
Der Detektor ist ein Drehzahlsensor zum Abtasten einer Drehzahl der Antriebswelle, die die Kompressionsarbeit des Kompressors wiedergibt.
Bezugnehmend auf die 2 und 3 ist ein fixierter Ring 29 fest auf der Antriebswelle 19 in einer axialen Position auf einer Seite gegenüber dem Rotor 22 in Bezug zur Taumelscheibe 23 befestigt. Der fixierte Ring 29 besitzt eine Seitenoberfläche 29a, die der Taumelscheibe 23 gegenüber liegt. Die Seitenoberfläche 29a ist so geneigt, daß ein erster Abstand entlang der Antriebswelle 19 von der Seitenoberfläche 29a zum Rotor 22 an dem Scheitelpunkt kleiner ist als ein zweiter Abstand entlang der Antriebswelle 19 von der Seitenoberfläche 29a zum Rotor 22 in einer Winkelposition gegenüber dem Scheitelpunkt. Ein keilförmiger Ring 31, der einen keilförmigen Schnitt besitzt, ist um die Antriebswelle 19 herum angeordnet und durch eine Feder 30, die auf einer Außenoberfläche des fixierten Rings 29 in einer Winkelposition, die dem Scheitelpunkt ent spricht, befestigt ist, elastisch gelagert. Der keilförmige Ring 31 besitzt eine geneigte Seitenoberfläche 31a, die der Seitenoberfläche 29a des fixierten Ringes 29 entspricht und damit in Kontakt ist, und ferner eine gegenüberliegende Seitenoberfläche 31b. Der keilförmige Ring 31 besitzt ein Ungleichgewicht um die Antriebswelle herum, so daß ein Gewicht an einer Hälfte des keilförmigen Rings 31 auf der Seite des Scheitelpunktes kleiner ist als an der anderen Hälfte. Wie in 3 gezeigt ist, wird der keilförmige Ring 31 diametral entlang der Seitenoberfläche 29a des fixierten Rings 29 in eine Richtung zu der gegenüberliegenden Seite des Scheitelpunktes entgegen der Abstützkraft der Feder 30 durch eine Zentrifugalkraft (B) bewegt, die durch die Drehung zusammen mit der Antriebswelle 19 hervorgerufen wird. Der Stopper 28 wird als ein Vorsprung an einer Position auf der gegenüberliegenden Seitenoberfläche 31b des keilförmigen Rings 31 ausgebildet. Der Stopper 29 wird in der Richtung der Antriebsachse durch die Bewegung des keilförmigen Rings 31 durch die Zentrifugalkraft B bewegt. Auf diese Weise dient die Feder 30 und der keilförmige Ring 31 als Freigabevorrichtung.
Bezugnehmend auf die 4 und die 5 weist die Antriebsvorrichtung einen Elektromagneten 42 auf, der einen fixierten Magnetkern 43 aufweist, der fest auf der Antriebswelle 19 befestigt ist, eine elektrische Drahtspule 44, die um den fixierten magnetischen Kern 43 herumgewickelt ist, und einen beweglichen magnetischen Kern 45, der den Stopper 28 besitzt und der in Bezug auf den fixierten magnetischen Kern 43 in einer Richtung der Antriebsachse bewegbar ist. Die Antriebsvorrichtung weist darüber hinaus eine Elektromagnetantriebsvorrichtung 41 auf, die mit der elektrischen Drahtspule 44 verbunden ist, zum Erregen und Enterregen der elektrischen Drahtspule 44 in Abhängigkeit von dem physikali schen Wert, der von dem Detektor 40 erfaßt wird. Der Detektor 40 ist ein Drucksensor zur Erfassung eines Druckes in der Auslaßkammer 15.
Der Elektromagnet 42 weist des weiteren eine einen Kern beaufschlagende Feder 46 auf, um den beweglichen magnetischen Kern 45 so zu drängen, daß der Stopper 28 in der Anfangsposition positioniert wird. Die Elektromagnetantriebsvorrichtung 41 erregt die elektrische Drahtspule 44 in einem normalen Zustand nicht, wie in 4 gezeigt ist.
Bezugnehmend auf 5 erregt die Elektromagnetantriebsvorrichtung 41 die elektrische Drahtspule 44, wenn festgestellt wird, daß der erfaßte physikalische Wert über ein vorbestimmtes Niveau hinaus zunimmt, um den Stopper 28 aus der Anfangsposition entgegen der Kraft der den Kern beaufschlagenden Feder 46 in die Richtung der Antriebsachse zu bewegen. Deshalb wird es der Taumelscheibe 23 gestattet, sich auch auf Grund der Kraft (A) aus dem Anfangswinkel in den vorbestimmten Minimalwinkel zu bewegen.
In dem in den 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die ähnlichen Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen wie in den 4 und 5 gezeigt, jedoch sind der ähnliche Detektor 40 und die Elektromagnetantriebsvorrichtung 41 zur Vereinfachung der Zeichnung weggelassen. In dem Ausführungsbeispiel drängt die den Kern beaufschlagende Feder 46 den beweglichen magnetischen Kern 45 so, daß der Stopper 28 in einer Position, die entfernt von der Anfangsposition, vom Rotor 22 aus gesehen, angeordnet ist. Die Elektromagnetantriebsvorrichtung 41 erregt die elektrische Drahtspule 44 in einem normalen Zustand, um den Stopper 28 in der Anfangsposition entgegen der den Kern beaufschlagenden Feder 46 zu halten, wie in 6 gezeigt ist.
Bezugnehmend auf 7 beendet die Elektromagnetantriebsvorrichtung 41 dann, wenn der von dem Detektor 40 erfaßte Wert ein vorbestimmtes Niveau überschreitet, die Erregung der elektrischen Drahtspule 44. Der Stopper 28 wird durch die Kraft der den Kern beaufschlagenden Feder 46 aus der Anfangsposition in die Richtung der Antriebsachse bewegt. Deshalb wird es der Taumelscheibe 23 gestattet, sich aufgrund der beaufschlagenden Kraft A aus dem Anfangswinkel in den vorbestimmten Minimalwinkel zu bewegen.
Das Ausführungsbeispiel, das in den 8 und 9 gezeigt ist, unterscheidet sich im Aufbau von dem, das in den 4 und 5 gezeigt ist, besitzt jedoch die gleiche Funktionsweise. Die ähnlichen Komponenten werden durch die gleichen Bezugszeichen wie in den 2 und 3 gezeigt. Demgemäß wird des weiteren eine Beschreibung zur Vereinfachung der Beschreibung weggelassen.
Als Detektor 40 in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen der 4 bis 9 können verschiedene Sensoren zur Erfassung eines physikalischen Wertes, der der Kompressionsarbeit des Kompressors 10 entspricht, verwendet werden. Der Detektor 40 kann ein Drucksensor sein, zur Erfassung einer Druckdifferenz zwischen der Auslaßkammer 15 und der Ansaugkammer 14.
Der Detektor 40 kann ein Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur des Kompressors 10 sein.
Der Kompressor 10 wird im Inneren mit Schmieröl ausgestattet. Deshalb kann der Detektor 40 ein Temperatursensor sein, zur Erfassung einer Temperatur des Kompressors 10, oder ein Viskositätssensor zur Erfassung einer Viskosität des Schmieröls.
Der Detektor 40 kann ferner ein Temperatursensor zur Erfassung einer Umgebungstemperatur um den Kompressor 10 herum sein.
Der kupplungslose Kühlkompressor wird in einer Fahrzeugklimaanlage verwendet. Deshalb kann der Detektor 40 ein Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur in einem Raum des Fahrzeugs sein.
In den Ausführungsbeispielen kann es oftmals einen Fall geben, bei dem der Stopper 28 aus der Anfangsposition nach hinten bewegt wird, um es der Taumelscheibe 23 zu gestatten, sich während des Betriebs des Kühlkreislaufs der Klimaanlage in den vorbestimmten Minimalwinkel zu bewegen. Jedoch dient das Steuerventil oder der Steuermechanismus im Betrieb dazu, den Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 zur Leistungssteuerung zu steuern. Der Stopper 28 beeinflußt die Leistungssteuerung überhaupt nicht.
Der anfängliche Neigungswinkel kann wie gewünscht eingestellt werden, indem die Anfangsposition des Stoppers 28 ausgewählt wird. Deshalb ist es einfach, die gleichmäßigen und schnellen Starteigenschaften des Kompressors zu verwirklichen.

Claims

Kupplungsloser verstellbarer Kühlkompressor (10), der aufweist: ein Kompressorgehäuse (11), das eine Kurbelkammer (12), Zylinderbohrungen (13), in die Kolben (18) eingepaßt sind, eine Ansaugkammer (14) und eine Auslaßkammer (15) besitzt, eine Antriebswelle (19), die sich in der Kurbelkammer (12) erstreckt und drehbar gelagert ist, und durch eine externe Antriebsquelle angetrieben wird, einen Rotor (22), der auf der Antriebswelle (19) befestigt ist und zusammen mit der Antriebswelle (19) drehbar ist, eine Taumelscheibe (23), die durch einen Gelenkmechanismus (24) mit dem Rotor (22) verbunden ist, und einen Neigungswinkel in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Antriebswelle (19) besitzt, wobei der Neigungswinkel zwischen einem vorbestimmten maximalen Winkel und einem vorbestimmten minimalen Winkel, der annähernd gleich einem Nullwinkel ist, veränderbar ist, wobei die Taumelscheibe (23) durch gemeinsame Drehung mit dem Rotor (22) eine Taumelbewegung mit dem Neigungswinkel durchführt, einen Umwandlungsmechanismus (23a–26–18a), der mit den Kolben (18) zur Umwandlung der Taumelbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung der Kolben (18) gekoppelt ist, um eine Kompression des Kühlmittels, das durch die Ansaugkammer (14) in die Zylinderbohrungen (13) eingeführt wird, auszuführen, und um das komprimierte Kühlmittel durch die Auslaßkammer (15) in einen Kühlkreislauf auszustoßen, und eine Steuervorrichtung (27) zur Steuerung eines Gasdruckes in der Kurbelkammer (12), um den Neigungswinkel der Taumelscheibe (23) zu verändern, wodurch der Kolbenhub eingestellt wird, um die Kompressionsleistung des Kompressors (10) zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (10) des weiteren aufweist: eine Vorrichtung (28) zur Festlegung des Neigungswinkels der Taumelscheibe (23) auf einen Anfangswinkel (θ1), wenn die Antriebswelle gestoppt ist, also nicht von der externen Antriebsquelle angetrieben wird, wobei der Anfangswinkel größer als der vorbestimmte Minimalwinkel gewählt wird; und eine Vorrichtung (30, 31; 40, 41, 42) zur Freigabe der Neigungswinkelfestlegevorrichtung (28), wenn die Kompressionsarbeit des Kompressors (10) zugenommen hat, nachdem die Antriebswelle durch die externe Antriebsquelle angetrieben wurde.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß Anspruch 1, der des weiteren ein Antriebsbauteil (25) aufweist, das eine Kraft (A) auf die Taumelscheibe (23) derart ausübt, daß der Neigungswinkel zum vorbestimmten minimalen Winkel wird, wobei die Neigungswinkelfestlegevorrichtung einen Stopper (28) aufweist, der auf der Antriebswelle (19) in einer solchen Position montiert ist, daß die Taumelscheibe (23) daran gehindert wird, die Neigung aufgrund der Kraft (A) zu verändern, so lange die Antriebswelle (19) durch die externe Antriebsquelle nicht angetrieben wird, um so einen Anfangsneigungswinkel der Taumelscheibe (23) festzulegen, wobei die Position des Stoppers (28) auf der Antriebswelle variabel ist.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Freigabevorrichtung aufweist: einen Detektor (30, 40) zur Erfassung eines physikalischen Wertes, der ein Maß für die Kompressionsarbeit des Kompressors (10) darstellt; eine Antriebsvorrichtung (31, 41, 42), die mit dem Detektor (30, 40) und der Neigungswinkelfestlegevorrichtung (28) verbunden ist, um die Neigungswinkelfestlegevorrichtung (28) freizugeben, wenn der erfaßte physikalische Wert eine Zunahme der Kompressionsarbeit anzeigt.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß Anspruch 3, wobei die Antriebsvorrichtung (31, 41, 42) den Stopper (28) aus der Anfangsposition in Richtung der Antriebswelle antreibt, wenn der erfaßte physikalische Wert eine Zunahme der Kompressionsarbeit anzeigt, um dadurch zuzulassen, daß sich die Taumelscheibe (23) aufgrund der Kraft (A) des Antriebsbauteils (25) aus dem Anfangswinkel zu dem vorbestimmten Minimalwinkel bewegt.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erfasste physikalische Wert eine Drehzahl der Antriebswelle (19) ist.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß Anspruch 3, wobei der Detektor (30, 40) ein Drehzahlsensor zum Erfassen einer Drehzahl der Antriebswelle ist.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß Anspruch 6, des weiteren aufweisend einen fixierten Ring (29), der fest auf der Antriebswelle (19) montiert ist, wobei der fixierte Ring (29) eine Seitenoberfläche (29a) besitzt, die der Taumelscheibe (23) gegenüberliegt, wobei die Seitenoberfläche (29a) so geneigt ist, daß ein erster Abstand in Richtung der Antriebswelle (19) vom oberen Scheitelpunkt der Seitenoberfläche (29a) zum Rotor (22) kleiner als ein zweiter Abstand der Seitenoberfläche (29a) zu dem Rotor (22) bezüglich der Antriebswelle gegenüber dem Scheitelpunkt ist, wobei die Freigabevorrichtung aufweist: eine Feder (30), die auf einer Außenoberfläche des fixierten Rings (29) an einer Winkelposition montiert ist, die dem Scheitelpunkt entspricht; einen keilförmigen Ring (31), wobei der keilförmige Ring (31) um die Antriebswelle (19) herum angeordnet ist und durch die Feder (30) elastisch gelagert wird, wobei der keilförmige Ring (31) eine geneigte Seitenoberfläche (31a) besitzt, die mit der Seitenoberfläche (29a) des fixierten Rings (29) in Kontakt steht und ferner eine gegenüberliegende Seitenoberfläche (31b) besitzt, wobei der keilförmige Ring (31) ein Ungleichgewicht um die Antriebswelle (19) herum besitzt, so daß sein Gewicht auf der Seite des Scheitelpunktes kleiner als das der anderen Hälfte ist, wobei der keilförmige Ring (31) diametral entlang der Seitenoberfläche des fixierten Rings (29) in eine Richtung zur gegenüberliegenden Seite des Scheitelpunktes entgegen der Lagerkraft der Feder (30) durch eine Zentrifugalkraft (B), die durch gemeinsame Drehung mit der Antriebswelle (19) hervorgerufen wird, bewegt wird, und wobei der Stopper (28) als ein Vorsprung (28) ausgebildet ist, an einer Position auf der gegenüberliegenden Seitenoberfläche (31b) des keilförmigen Rings (31), wobei der Stopper (28) durch die Bewegung des keilförmigen Ringes (31) aufgrund der Zentrifugalkraft (B) in Richtung der Antriebswelle bewegt wird.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß Anspruch 3, wobei die Antriebsvorrichtung ein Elektromagnet (42) ist, der einen fixierten magnetischen Kern (43) aufweist, der auf der Antriebswelle (19) montiert ist, eine elektrische Drahtspule (44), die um den fixierten magnetischen Kern (43) herum gewickelt ist, und einen beweglichen magnetischen Kern (45), der den Stopper (28) besitzt und in Bezug zu dem fixierten magnetischen Kern (43) in Richtung der Antriebswelle bewegbar ist, wobei die Antriebsvorrichtung des weiteren eine Elektromagnetantriebsvorrichtung (41) aufweist, die zur Erregung und Enterregung der elektrischen Drahtspule (44) in Abhängigkeit vom physikalischen Wert, wie er durch den Detektor (40) erfaßt wird, mit der elektrischen Drahtspule (44) verbunden ist.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß Anspruch 8, wobei der Elektromagnet (42) desweiteren eine den Kern (45) beaufschlagende Feder (46) aufweist, so daß der Stopper (28) in der Anfangsposition angeordnet ist, und wobei die Elektromagnetantriebsvorrichtung (41) die elektrische Drahtspule (44) in einem normalen Zustand nicht erregt, die elektrische Drahtspule (44) jedoch erregt, wenn festgestellt wird, daß der physikalische Wert über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt, um den Stopper (28) aus der Anfangsposition entgegen der Kraft der den Kern beaufschlagenden Feder (46) in Richtung der Antriebswelle zu bewegen, um dadurch zuzulassen, daß sich die Taumelscheibe (23) aus dem Anfangswinkel in den vorbestimmten Minimalwinkel bewegt.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß Anspruch 8, wobei der Elektromagnet (42) des weiteren eine den Kern (45) beaufschlagende Feder (46) aufweist, um den beweglichen magnetischen Kern (45) so zu bewegen, daß der Stopper (28) an einer Position entfernt von der Anfangsposition, von dem Rotor (28) aus betrachtet, positioniert ist, wobei die Elektromagnetantriebsvorrichtung (41) die elektrische Drahtspule (44) in einem normalen Zustand erregt, um den Stopper (28) entgegen der den Kern beaufschlagenden Kraft (46) in der Anfangsposition zu halten, die Erregung der elektrischen Drahtspule (44) jedoch beendet, wenn festgestellt wird, daß der erfaßte physikalische Wert über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt, um den Stopper (28) durch die Kraft der den Kern beaufschlagenden Feder (46) aus der Anfangsposition in Richtung der Antriebswelle zu bewegen, um dadurch zuzulassen, daß sich die Taumelscheibe (23) aus dem Anfangswinkel in den vorbestimmten Minimalwinkel bewegt.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Detektor (40) ein Drucksensor zur Erfassung eines Drucks der Auslaßkammer (15) ist.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Detektor (40) ein Drucksensor zur Erfassung einer Druckdifferenz zwischen der Auslaßkammer (15) und der Ansaugkammer (14) ist.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Detektor (40) ein Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur des Kompressors (10) ist.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Kompressor (10) mit Schmieröl beschickt ist und der Detektor (40) ein Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur des Schmieröls in dem Kompressor (10) ist.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Kompressor (10) mit Schmieröl beschickt ist und der Detektor (40) ein Viskositätssensor zur Erfassung einer Viskosität des Schmieröls ist.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Detektor (40) ein Temperatursensor zur Erfassung einer Umgebungstemperatur um den Kompressor (40) herum ist.
Kupplungsloser Kühlkompressor gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, der in einer Fahrzeugklimaanlage verwendet wird, wobei der Detektor (40) ein Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur in einem Raum des Fahrzeugs ist.