DE10354038B4 - Axial piston compressor, in particular compressor for the air conditioning of a motor vehicle - Google Patents

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    • F04B27/1054Actuating elements

Abstract

The invention relates to an axial piston compressor, in particular for the air conditioning system of a motor vehicle. Said compressor comprises a housing and a compressor unit, which is situated in the housing and operated by a drive shaft (104), for drawing in and compressing a coolant. The compressor unit comprises pistons (118) that are displaced axially back and forth in a cylinder block and an adjustable plate that drives the pistons, rotates with the drive shaft (104) and is configured as a swash or wobble plate or pivoting ring (107). The adjustable plate is constructed and dimensioned by the definition of the geometry and/or mass and/or centre of mass in such a way that its torque MSW as a result of the deviation torque Iyz, where MSW = Iyz * O<2>, i.e. the torque as a result of the mass inertia and the centre of mass of the adjustable plate, together with the torque Mk,ges as a result of the masses that have been displaced in a translatory manner, (in particular the pistons and optionally including the sliding blocks (121, 122), piston rods or similar), cause an increase in the tilt angle and thus an increase in the delivery output in the small tilt angle range in the event of an increase in speed and a constant pressure differential <p between the high and low pressure sides and that the tilt angle is reduced, thus reducing the delivery output, once a limiting tilt angle agrenz has been exceeded, where Msw = Mk,ges, in the event of an increase in speed and a constant pressure differential.

Description

Die Erfindung betrifft einen Axialkolbenverdichter, insbesondere Verdichter für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, in der Bauart als Schwenk- bzw. Schrägscheibenverdichter mit einer in seiner Neigung verstellbaren und von der Maschinenwelle angetriebenen Schrägscheibenvorrichtung.The The invention relates to an axial piston compressor, in particular compressor for the Air conditioning system of a motor vehicle, in the design as pan or Swash plate compressor with an adjustable in its inclination and of the machine shaft driven swash plate device.

Zum Stand der Technik können folgende Patentanmeldungen genannt werden:

  • EP 1 172 557 A2 ,
  • DE 195 14 748 C2 ,
  • EP 0 809 027 ,
  • DE 198 39 914 ,
  • – die europäische Patentanmeldung mit der Nummer 9 995 3619, welche als EP 1 151 197 A1 bzw. WO 00/14409 A1 veröffentlicht ist, und
  • – US 2002/0038600.
The following patent applications may be cited in the state of the art:
  • - EP 1 172 557 A2 .
  • - DE 195 14 748 C2 .
  • - EP 0 809 027 .
  • - DE 198 39 914 .
  • - European patent application number 9 995 3619, which is known as EP 1 151 197 A1 or WO 00/14409 A1 is published, and
  • - US 2002/0038600.

In den beiden zuerst genannten Druckschriften geht es primär um die Schwenkscheibe (Schrägscheibe) und deren Verbindung mit der Welle (Kippmechanismus der Schrägscheibe) sowie die Massenträgheit der Schrägscheibe.In the two first mentioned pamphlets are primarily about the Swash plate (swash plate) and its connection to the shaft (tilt mechanism of the swash plate) as well as the mass inertia the swash plate.

Durch die EP 1 172 557 A2 ist eine zweiteilige Stützvorrichtung bekannt, die gleichzeitig als Mitnehmer das Drehmoment zwischen Welle und Schrägscheibe überträgt. Das an der Maschinenwelle befestigte erste Mitnehmerteil, das als Lager in Form einer Aufnahmebohrung ausgeführt ist, ist mit einem erheblichen Abstand neben der Schwenkscheibe angeordnet, und ein zweites, in das erste gelenkig eingreifende Mitnehmerteil ist als seitlicher Fortsatz der Schwenkscheibe ausgebildet. Das erste wie auch das zweite Mitnehmerteil liegen paarweise vor. Üblicherweise ist das Lagerspiel eines Mitnehmers und seines Lagerteiles etwas größer, um definierter zu führen und dabei eine Überbestimmung oder eine Doppelpassung zu vermeiden. Das hat zur Folge, dass ein solcher Verdichter nicht drehzahlunabhängig betrieben werden kann, d.h. eine definierte Vorzugsdrehrichtung aufweist.By the EP 1 172 557 A2 is a two-part support device is known, which simultaneously transmits the torque between the shaft and swash plate as a driver. The attached to the machine shaft first driver part, which is designed as a bearing in the form of a receiving bore is disposed at a considerable distance next to the swash plate, and a second, in the first articulated engaging driver part is formed as a lateral extension of the swash plate. The first as well as the second driver part are in pairs. Usually, the bearing clearance of a driver and its bearing part is slightly larger in order to guide defined and thereby avoid overdetermination or a double fit. This has the consequence that such a compressor can not be operated independently of rotation, that has a defined preferred direction of rotation.

Der von der Kippachse entfernte Schwerpunkt bewirkt eine Unwucht, da das Triebwerk nur für einen (vorzugsweise) mittleren Schrägscheibenkippwinkel gewuchtet werden kann.Of the removed from the tilt axis center of gravity causes an imbalance because the engine only for balanced (preferably) mean swash plate tilt angle can be.

Die ein verdicktes Nabenteil aufweisende Schrägscheibe hat durch ihren "seitlichen Fortsatz" ein verhältnismäßig großes Trägheitsmoment mit einem erheblich von der Kippachse entfernten Schwerpunkt, so dass eine plötzliche Veränderung der Drehgeschwindigkeit mit entsprechender Trägheit zu einer Neigungsverstellung der Schwenkscheibe fuhrt. Weiterhin bestimmt die Schwerpunktlage wesentlich das Regelverhalten mit, und zwar so, dass der Verdichter stark aufregelt, d.h. die Massenträgheitskräfte der Schrägscheibe sowie deren Schwerpunktslage bewirken ein Deviationsmoment, welches ursächlich die translatorischen Massenkräfte (z.B. durch die Kolben und Gleitsteine) dominiert.The a thickened hub portion having swash plate has by its "lateral extension" a relatively large moment of inertia with a center of gravity substantially away from the tilt axis, so that a sudden change the rotational speed with appropriate inertia to a tilt adjustment the swivel disk leads. Furthermore determines the center of gravity essentially with the control behavior, in such a way that the compressor strongly upset, i. the mass inertia forces of the swash plate as well as their center of gravity cause a moment of deviation, which causal the translational mass forces (e.g., by the pistons and sliding blocks).

Eine solche Konstruktion ist in kommerziell verfügbaren Verdichtern umgesetzt worden, die folgende wesentliche Eigenschaften haben:

  • – Das Massenträgheitsmoment der Schrägscheibe bewirkt ein Moment welches größer als das durch die Massenkräfte der Kolben erzeugte Moment ist.
  • – Ein Massenschwerpunkt welcher außerhalb des Kipp- oder Drehpunktes der Schrägscheibe liegt, unterstützt diesen Effekt zusätzlich.
Such a construction has been implemented in commercially available compressors which have the following essential properties:
  • - The moment of inertia of the swash plate causes a moment which is greater than the moment generated by the mass forces of the piston.
  • - A center of mass which lies outside the tilt or pivot point of the swash plate, additionally supports this effect.

In bezug auf diesen Verdichtertyp, der die typische Bauform eines Schrägscheibenverdichters repräsentiert, ist zu bemerken, dass die Masse einer solchen Schrägscheibe nicht beliebig erhöht werden kann, um das Regelverhalten damit zu verändern. Das liegt daran, dass bei den Verdichtern der beschriebenen Art der Massenschwerpunkt der Schrägscheibe in der Regel einen deutlichen Abstand zum Kippgelenk der Schrägscheibe aufweist. Diese Konstruktion begründet sich im wesentlichen damit, dass die Schrägscheibe zusätzlich zu einer geeigneten Führung auf der Welle über einen Stellmechanismus mit der Welle oder ein mit der Welle verbundenes Bauteil gekoppelt oder "gelenkt" werden muss.In relating to this type of compressor, which is the typical design of a swash plate type compressor represents It should be noted that the mass of such a swash plate not increased arbitrarily can be to change the control behavior with it. That's because in the compressors of the type described the center of mass the swash plate usually a clear distance to the tilting joint of the swash plate having. This construction is essentially based on that the swash plate additionally to a suitable leadership on the wave over an adjusting mechanism with the shaft or connected to the shaft Component must be coupled or "steered" must.

Der erwähnte Abstand von Schwerpunkt der Schrägscheibe und Kippgelenk der Schrägscheibe fuhrt zu einer Unwucht des Triebwerkes, insbesondere in Funktion des Schrägscheibenkippwinkels.Of the mentioned Distance from the center of gravity of the swashplate and tilting joint of the swash plate leads to an imbalance of the engine, especially in function of the swash plate tilt angle.

In der DE 195 14 748 C2 wird gezielt die Schwerpunktlage einer Schrägscheibe genutzt, um auch bei kleinsten Kippwinkeln (z.B. bei 0°) ein Deviationsmoment bereitzustellen, welches die Schrägscheibe "aufregelt". Dadurch wird das Problem vermieden, dass der Verdichter bei sehr geringem Kippwinkel nicht mehr gestartet (aufgeregelt) werden kann, da die hierfür notwendige Druckdifferenz wegen des zu geringen Kolbenhubs nicht mehr hergestellt werden kann. Die Druckschrift zielt damit insbesondere auf einen kupplungslosen Betrieb des Verdichters. Bei dieser Betriebsart wird der Verdichter auch im Zustand "Klimaanlage aus" mit Drehzahl beaufschlagt. Folglich wird vom Verdichter immer ein bestimmtes Drehmoment abverlangt, welches minimiert werden muss.In the DE 195 14 748 C2 The center of gravity of a swashplate is specifically used to provide a deviation moment, even at very small tilt angles (eg at 0 °), which "upsets" the swashplate. This avoids the problem that the compressor can no longer be started (regulated) at a very low tilt angle, since the pressure difference necessary for this can no longer be produced because of the piston stroke which is too low. The publication thus aims in particular at a clutchless operation of the compressor. In this operating mode, the compressor is also supplied with speed in the "Air conditioning off" state. Consequently, the compressor is always required a certain torque, which must be minimized.

Im Startvorgang des Verdichters ("Klimaanlage an") soll der Verdichter aufregeln können. Dazu wird bei den Verdichtern nach dem Stand der Technik Gas von der Hochdruckseite des Verdichters in den Kurbelraum geführt. Die Druckerhöhung führt dazu, dass sich der Schrägscheibenkippwinkel erhöht.in the Starting the compressor ("Air conditioning to ") should the compressor can fix. For this purpose, in the compressors according to the prior art gas from the high-pressure side of the compressor led into the crankcase. The pressure increase leads to, that the swashplate tilt angle elevated.

Um den Verdichter so aufregeln zu können, muss ein minimaler Kippwinkel von ca. 0,5° (kann streuen, je nach konstruktiver Umsetzung verschiedener Parameter) vorhanden sein. Der minimale Kippwinkel gewährleistet einen minimalen Kolbenhub, der zur Aufrechterhaltung des Druckes auf der Hochdruckseite ausreichend ist. Leckagen z.B. auf die Niederdruckseite des Systems über das Expansionsorgan wirken dem entgegen.Around to be able to adjust the compressor so must have a minimum tilt angle of about 0.5 ° (may scatter, depending on the constructive Implementation of various parameters) may be present. The minimum Tilt angle guaranteed a minimum piston stroke, which helps maintain the pressure is sufficient on the high pressure side. Leaks e.g. on the low pressure side of the system the expansion organ counteract this.

Im allgemeinen sind es die folgenden Momente, die im Zentrum der Kippbewegung der Schrägscheibe Einfluss auf das Kippen der Schrägscheibe haben. In Klammern ist die Richtung des Momentes angegeben, wobei (–) abregelnd (in Richtung des Minimalhubs) und (+) (aufregelnd in Richtung des Maximalhubs) bedeutet.

  • – Moment infolge der Gaskräfte in den Zylinderräumen (+)
  • – Moment infolge der Gaskräfte aus dem Triebwerksraum (–)
  • – Moment infolge einer Rückstellfeder (–)
  • – (Moment infolge einer Aufstellfeder (+))
  • – Moment infolge der rotierenden Massen (–) (inklusive Moment infolge Schwerpunktlage; kann (+) sein)
  • – Moment infolge der translatorisch bewegten Massen (+)
In general, it is the following moments that affect the tilting of the swash plate in the center of the tilting movement of the swash plate. In brackets, the direction of the moment is indicated, where (-) means decreasing (in the direction of the minimum stroke) and (+) (raising in the direction of the maximum stroke).
  • - moment due to the gas forces in the cylinder chambers (+)
  • - moment due to the gas forces from the engine room (-)
  • - moment due to a return spring (-)
  • - (moment due to an erection spring (+))
  • - moment due to the rotating masses (-) (including moment due to center of gravity; can be (+))
  • - moment due to translationally moving masses (+)

Im weiteren liegt der Schwerpunkt der Betrachtung auf der Größenordnung des Moments infolge der rotierenden Massen (–) (inklusive dem Moment infolge Schwerpunktlage; kann (+ oder (–) sein), bezogen auf das Moment infolge der translatorisch bewegten Massen (+).in the Further, the focus of consideration is on the order of magnitude of the moment due to the rotating masses (-) (including the moment due to Center of gravity; can (+ or (-) ), based on the moment due to the translationally moving Masses (+).

Was in bezug auf die genannte DE 195 14 748 C2 für den Bereich sehr kleiner Kippwinkel nützlich ist, ist im Bereich mittlerer und größerer Kippwinkel ausgesprochen nachteilig. In diesem Zusammenhang sei die EP 0 809 027 genannt. Deren Gegenstand ist eine besondere Ausführungsform des Koppelmechanismus zwischen Welle und Schrägscheibenvorrichtung. Es wird darauf hingewiesen, dass ein solcher Koppelmechanismus insbesondere für Hochdruckanwendungen interessant ist.What about the said DE 195 14 748 C2 is useful for the area very small tilt angle is extremely disadvantageous in the range medium and larger tilt angle. In this context, the EP 0 809 027 called. Their object is a particular embodiment of the coupling mechanism between the shaft and swash plate device. It should be noted that such a coupling mechanism is particularly interesting for high pressure applications.

In dieser Druckschrift wird auch ein weiteres Merkmal (besonders relevant als Stand der Technik) offenbart, auf das es allgemein bei "modernen" Klimaverdichtern ankommt. Demnach ist es besonders interessant, eine Konstantregelung der Fördermenge bereitzustellen. Dabei wird vorgeschlagen, die Kinematik des Verdichters so zu konzipieren, dass die auf die Schrägscheibe wirkenden, abregelnden Kippmomente deutlich gegenüber den aufregelnden Kippmomenten dominieren. Das ist deshalb besonders hervorzuheben, weil es sich hierbei um den oben beschriebenen technischen Lehren im Grunde zuwiderlaufende Maßnahmen handelt.In This document also becomes another feature (particularly relevant as state of the art), to which it generally refers to "modern" air compressors arrives. Accordingly, it is particularly interesting, a constant control the flow rate provide. It is proposed, the kinematics of the compressor be designed so that the forces acting on the swash plate, abregelden Tipping moments clearly opposite dominate the uplifting overturning moments. That's why it's special to emphasize, because this is the technical above Teachings are basically countervailing measures.

Es versteht sich von selbst, dass der Begriff "Fördermenge" relativ unscharf ist. Die Fördermenge wäre als konstant anzusehen, wenn sich z.B. bei Verdoppelung der Drehzahl der Kippwinkel der Schrägscheibenvorrichtung halbiert. Damit wäre geometrisch die Fördermenge konstant. Natürlich wirken dann auch noch andere Parameter auf die Fördermenge ein, wenn sich z.B. der Kippwinkel ändert, z.B. leicht veränderter Liefergrad oder Ölwurf oder dergleichen.It It goes without saying that the term "flow rate" is relatively blurred is. The delivery rate would be considered constant, e.g. when doubling the speed the tilt angle of the swash plate device halved. That would be geometrically the flow rate constant. Naturally Then other parameters also affect the delivery rate, if e.g. the tilt angle changes, e.g. slightly changed Degree of delivery or oil throw or similar.

Für eine Konstantregelung der Fördermenge bei wechselnden Drehgeschwindigkeiten wird dabei das rückstellende Kippmoment der Schrägscheibenvorrichtung ausgenutzt, da – wie bereits erläutert – die Schrägscheibe ihrer Schrägstellung aufgrund der dynamischen Kräfte am mitdrehenden Scheibenteil entgegenwirkt.For a constant control the flow rate at changing speeds of rotation is thereby the restoring Tipping moment of the swash plate device exploited, there - like already explained - the swash plate their inclination due to the dynamic forces counteracts the co-rotating disk part.

Wie oben dargestellt wurde, sind nach dem Stand der Technik Verdichter bekannt, bei denen sich allein aufgrund der wirkenden Momente von aufregelnden und abregelnden Massenkräfte in der Tendenz das Hubvolumen vergrößert. Durch entsprechenden Regeleingriff der eingesetzten Regelventile muss das gegebenenfalls kompensiert werden. Bei neuen Entwicklungen (insbesondere für CO2 bekannt) strebt man danach, dieses Verhalten umzukehren. Der notwendige Regeleingriff kann dann vermindert oder unnötig werden.As indicated above, prior art compressors are known in which al Because of the acting moments of up-regulating and regulating mass forces, the stroke volume tends to increase. By appropriate control intervention of the control valves used that must be compensated if necessary. New developments (especially known for CO 2 ) are aimed at reversing this behavior. The necessary control intervention can then be reduced or unnecessary.

Zum besseren Verständnis ist das beschriebene Kippverhalten infolge der Drehzahlschwankung in 1 angegeben. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es sich hier nur um eine beispielhaft verwendete Ausführung handelt und natürlich je nach gewählter Ausführung quantitative Unterschiede vorhanden sein können. Qualitativ ist die gewählte Ausführung aber repräsentativ für heute verwendete Serienverdichter.For better understanding, the tilting behavior described as a result of the speed fluctuation in 1 specified. It should be noted that this is only an example used as an example and, of course, depending on the chosen design quantitative differences may be present. Qualitatively, the chosen design is representative of today used series compressor.

1 zeigt die Abhängigkeit Triebwerksraum-Druckdifferenz, bezogen auf den Saugdruck über dem Kippwinkel der Schrägscheibe. Berechnet wurde exemplarisch für die Drücke: Hochdruck 120 bar und Saugdruck 35 bar. Gerechnet wurden weiterhin die Drehzahlen: 600 U/min, 1200 U/min, 2500 U/min, 5000 U/min, 8000 U/min und 11.000 U/min. Zu erkennen sind allerdings nur 5 der 6 gerechneten Verläufe. Das liegt daran, dass die Verläufe für die gerechneten Drehzahlen 600 U/min und 1200 U/min quasi fast identisch aufeinander liegen. 1 shows the dependence engine room pressure difference, based on the suction pressure on the tilt angle of the swash plate. An example was calculated for the pressures: high pressure 120 bar and suction pressure 35 bar. The speeds were also calculated: 600 rpm, 1200 rpm, 2500 rpm, 5000 rpm, 8000 rpm and 11,000 rpm. However, only 5 of the 6 calculated courses can be seen. This is because the gradients for the calculated speeds of 600 rpm and 1200 rpm are almost identical to each other.

Aufgrund des Diagramms ist sehr gut erkennbar, dass sich Verläufe ergeben, die ein Verstellen der Schrägscheibe zu größeren Kippwinkeln hier verursachen, wenn sich die Drehzahl erhöht. Neben dem Diagramm in der Anlage sind die Größen angegeben, die für die Berechnung verwendet wurden. Aus Gründen der Vereinfachung wurde mit einer Schrägscheibe gerechnet, die geometrisch im wesentlichen durch einen Innendurchmesser, einen Außendurchmesser und eine Höhe beschrieben wird. Daneben sind die Kolbenmasse (Annahme hier: mK = 45 g), der Teilkreisdurchmesser (Annahme hier: R = 29 mm), auf dem die Kolben liegen, und die Anzahl der Kolben (Annahme hier: n = 7 Stück) relevant.From the diagram it can be seen very clearly that there are courses which cause an adjustment of the swashplate to larger tilting angles here, as the speed increases. In addition to the diagram in the attachment, the sizes used for the calculation are indicated. For reasons of simplification, a swash plate was calculated, which is geometrically described essentially by an inner diameter, an outer diameter and a height. In addition, the piston mass (assumption here: m K = 45 g), the pitch circle diameter (assumption here: R = 29 mm), on which the pistons are, and the number of pistons (assuming here: n = 7 pieces) are relevant.

Nachstehend ist die Herleitung des sog. Deviationsmomentes angegeben, welches für das Kippen der Schwenkscheibe bzw. eines Schwenkringes maßgeblich ist, und zwar im dargestellten Fall allein für das Kippen der Schwenkscheibe bzw. des Schwenkringes verantwortlich ist unter der Voraussetzung, dass der Massenschwerpunkt der Schwenkscheibe bzw. des Schwenkringes sowohl im Kipppunkt als auch im geometrischen Mittelpunkt der Schwenkscheibe bzw. des Schwenkringes liegt. Hierbei handelt es sich um einen anzustrebenden Idealfall der Konstruktion. Für die Herleitung des Deviationsmomentes gilt ganz allgemein Jyz = –J1cosα2 cosα3 – J2 cosβ2 cosβ3 – J3cosγ2cosγ3 α1 = 0
β1 = 90° Richtungswinkel der x-Achse
γ1 = 90° gegenüber den Hauptträgheitsachsen ξ·η·ζ
α2 = 90°
β2 = ψ Richtungswinkel der y-Achse gegenüber den
γ2 = 90° + ψ Hauptträgheitsachsen ξ·η·ζ
α3 = 90°
β3 = 90°-ψ Richtungswinkel der z-Achse gegenüber den
γ3 = ψ Hauptträgheitsachsen ξ·η·ζ

Figure 00060001
(Anmerkung: J3 ≈ 2 J2 Ziel: Jyz soll eine bestimmte Größe haben Jyz
Figure 00070001
J3 ↑ J2 erhöht sich zwangsläufig!)Below is the derivation of the so-called. Deviationsomomentes specified, which is relevant for the tilting of the swash plate or a swivel ring, and in the case shown solely for the tilting of the swash plate or the swivel ring is responsible under the condition that the center of gravity of the swash plate or of the pivot ring is located both in the tilting point and in the geometric center of the swash plate or the swivel ring. This is a desirable ideal case of construction. For the derivation of the moment of deviation applies in general J Y Z = -J 1 cos 2 cos 3 - J 2 cosβ 2 cosβ 3 - J 3 cosγ 2 cosγ 3 α 1 = 0
β 1 = 90 ° directional angle of the x-axis
γ 1 = 90 ° with respect to the main axes of inertia ξ · η · ζ
α 2 = 90 °
β 2 = ψ Directional angle of the y-axis with respect to
γ 2 = 90 ° + ψ main axes of inertia ξ · η · ζ
α 3 = 90 °
β 3 = 90 ° -ψ directional angle of the z-axis with respect to
γ 3 = ψ main axes of inertia ξ · η · ζ
Figure 00060001
(Note: J 3 ≈ 2 J 2 Target: J yz should have a certain size J yz
Figure 00070001
J 3 ↑ J 2 inevitably increases!)

Deviationsmomentof inertia

  • Jyz = –J2 cosψ sinψ + J3 cosψ sinψJ Y Z  = -J 2  cosψ sinψ + J 3  cosψ sinψ

Unabhängig von 13 gilt:Independent of 13 applies:

Moment infolge Massenkraft der KolbenMoment owing Mass force of the pistons

Figure 00070002
Figure 00070002

  • Zi = R·ω2 tanα cosβi Zi = R · ω 2 tanα cosβ i
  • Fmi = mk·zi F Wed.  = m k * z i
  • M(Fmi) = mk·R·cosβi·zi M (F Wed. ) = m k Cosβ * R * i * z i

Figure 00070003
Figure 00070003

Moment Msw infolge DeviationsmomentMoment M sw due to moment of deviation

  • Msw = Jyz·ω2
    Figure 00070004
    M sw = J Y Z · ω 2
    Figure 00070004

Dabei bedeuten die oben verwendeten Größen was folgt:there mean the sizes used above what follows:

θθ
Drehwinkel der Welle (wobei die vor- und nachstehenden Betrachtungen der Einfachheit halber für θ = 0 angestellt werden)Rotation angle of the shaft (where the above and following considerations of simplicity half for θ = 0 employed become)
ηη
Anzahl der KolbenNumber of pistons
RR
Abstand der Kolbenachse zur WellenachseDistance of the piston axis to the shaft axis
ωω
Winkelgeschwindigkeit der Welleangular velocity the wave
αα
Kippwinkel des Schwenkringes/SchwenkscheibeTilt angle of the swivel ring / swashplate
mkmk
Masse eines Kolbens inklusive Gleitsteine bzw. GleitsteinpaarMass of a piston including sliding blocks or sliding block pair
mk,gesmk, ges
Masse aller Kolben inklusive GleitsteineMass of all pistons including sliding blocks
mswmsw
Masse des SchwenkringesMass of the swivel ring
rara
Außenradius des SchwenkringesOuter radius of the swivel ring
riri
Innenradius des SchwenkringesInner radius of the swivel ring
hH
Höhe des SchwenkringesHeight of the swivel ring
gG
Dichte des SchwenkringesDensity of the swivel ring
VV
Volumen des SchwenkringesVolume of the swivel ring
βiβi
Winkelposition des Kolbens iAngular position of the Piston i
zizi
Beschleunigung des Kolbens iAcceleration of the Piston i
FmiFmi
Massenkraft des Kolbens i (inklusive einem Gleitsteinpaar)Mass force of the piston i (including a sliding block pair)
M(Fmi)M (Fmi)
Moment infolge der Massenkraft des Kolbens iMoment as a result of Mass force of the piston i
Mk,gesMk, ges
Moment infolge der Massenkraft aller KolbenMoment as a result of Mass force of all pistons
Mswmsw
Moment infolge des Aufstellmomentes des Schwenkringes/Schwenkscheibe infolge des Deviationsmoments (Jyz)Moment due to the installation torque of the swivel ring / swashplate as a result of the deviation moment (J yz )
JJ
= f (g, r, h) Massenträgheitsmoment= f (g, r, h) mass moment of inertia

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, dass bei der eingangs dargestellten Berechnung der Massenträgheitsmomente, insbesondere des Deviationsmoments vorzugsweise noch ein sog. Steineranteil (ys·zs·m) berücksichtigt werden sollte, unter dessen Berücksichtigung sich das Deviationsmoment wie folgt darstellt:

Figure 00080001
Finally, it should be noted that in the calculation of the Mas moments of inertia, in particular of the moment of deviation preferably still a so-called Steiner proportion (y s · z s · m) should be taken into account, taking into account the deviation moment as follows:
Figure 00080001

Für kleine Kippwinkel der Schwenkscheibe, z.B. eines Schwenkringes, ist der Anteil

Figure 00080002
kleiner als der Steineranteil ys·zs·m. Der Anteil JYZ regelt den Verdichter im mer ab, während der Anteil ys·zs·m stets aufregelt (eingestellt durch die Lage im Quadranten Q2, Q4 gemäß 12).For small tilt angle of the swash plate, such as a swivel ring, the proportion
Figure 00080002
smaller than the Steiner proportion y s · z s · m. The proportion J YZ always regulates the compressor, while the proportion y s · z s · m always upregulates (set by the position in the quadrant Q2, Q4 according to FIG 12 ).

Aus den vorgenannten Überlegungen ergibt sich also, dass das Deviationsmoment zwei gegenläufige Einflussanteile besitzt, d.h. sowohl einen aufregelnden als auch abregelnden Anteil.Out the above considerations So it follows that the moment of the moment of deviation has two opposing influences has, i. both an up and down.

Die entsprechenden Anteile werden jeweils nach Überschreiten eines Grenz-Kippwinkels αG wirksam, wobei für α < αG gilt:
ys·zs·m > JYZ (aufregelnd), und für
α > αG umgekehrt (d.h. abregelnd).
The corresponding proportions are effective after exceeding a limit tilt angle α G , where for α <α G :
y s · z s · m> J YZ (aufregelnd), and for
α> α G reversed (ie, offsetting).

In 1 ist ein weiteres Diagramm enthalten, das das Moment infolge der rotierenden Massen (–) (inklusive dem Moment infolge Schwerpunktlage; hier = 0 gesetzt), das Moment infolge der translatorisch bewegten Massen der Kolben und Gleitsteine (+) darstellt, sowie die Summe aus beidem. Aus der Summe kann man erkennen, dass diese für alle Kippwinkel positiv ist und das Triebwerk allein aufgrund der Massenkräfte und der Massenträgheit der Schrägscheibe für alle Kippwinkel "aufregelt". Dargestellt wurden in dem Diagramm die Momente für eine mittlere Drehzahl von 2500 U/min. Bei kleineren Drehzahlen wird der Effekt natürlich kleiner, bei größeren Drehzahlen demzufolge größer.In 1 is another diagram showing the moment due to the rotating masses (-) (including the moment due to the center of gravity, here = 0), the moment due to the translational masses of the pistons and sliding blocks (+), and the sum of both , From the sum, it can be seen that this is positive for all tilt angles and the engine "corrects" for all tilt angles solely on the basis of the inertial forces and the mass inertia of the swashplate. Shown in the diagram were the torques for a mean speed of 2500 rpm. At lower speeds, of course, the effect is smaller, thus larger at higher speeds.

In 2 sind das Berechnungsschema und das 1 entsprechende Diagramm für ein nahezu identisches Triebwerk angegeben. Allerdings wurde die Höhe der Schrägscheibe von 10 mm auf 18 mm erhöht. Das hat zur Konsequenz, dass das relevante Massenträgheitsmoment Jz auf den doppelten Wert ansteigt.In 2 are the calculation scheme and the 1 corresponding diagram given for a nearly identical engine. However, the height of the swash plate was increased from 10 mm to 18 mm. As a consequence, the relevant mass moment of inertia J z increases to twice the value.

In einem ersten Diagramm der Figur ist ein abregelndes Verhalten des Schrägscheibentriebwerkes zu erkennen. Angedeutet wird dieser Trend, durch den eingefügten Pfeil, wobei "n" die Drehzahl bezeichnen soll (vgl. den Trend mit 1!). Ein weiteres (kleineres) Diagramm enthält auch hier die Momentenverläufe bzgl. des Moments infolge der rotierenden Massen (–) (inklusive dem Moment infolge Schwerpunktlage; hier = 0 gesetzt), das Moment infolge der translatorisch bewegten Massen der Kolben und Gleitsteine (+), sowie die Summe aus beidem. Für die Summe kann man erkennen, dass diese für alle Kippwinkel negativ ist und das Triebwerk allein aufgrund der Massenkräfte und der Massenträgheit der Schrägscheibe für alle Kippwinkel "abregelt". Dargestellt wurden in dem Diagramm die Momente für eine mittlere Drehzahl von 2500 U/min.In a first diagram of the figure, a regulating behavior of the swashplate engine can be seen. This trend is indicated by the inserted arrow, where "n" is to denote the speed (compare the trend with 1 !). Another (smaller) diagram here also contains the torque curves with respect to the moment due to the rotating masses (-) (including the moment due to the center of gravity, here = 0 set), the moment due to the translationally moving masses of the pistons and sliding blocks (+), as well as the sum of both. For the sum, it can be seen that this is negative for all tilt angles and "decelerates" the engine for all tilt angles solely on the basis of the mass forces and the mass inertia of the swashplate. Shown in the diagram were the torques for a mean speed of 2500 rpm.

Auf Basis der zitierten Literaturstellen kann man die beiden angesprochenen Verläufe "aufregelnd" und "abregelnd" als Stand der Technik ansehen. Dabei ist das "aufregelnde" Verhalten bei gegenwärtigen Serienverdichtern häufig feststellbar. Bei neuen Entwicklungen versucht man eher, diesen Trend in das Gegenteil zu wandeln.On Based on the cited references can be the two mentioned Gradients "aufregelnd" and "abregelnd" as state of the art look at. Here is the "aufzustiegende" behavior in current series compressors often ascertainable. In new developments, one tries rather, this Trend to the opposite.

In Ergänzung zu den beiden erläuterten Fällen

  • – Überkompensation der Massenkräfte der Kolben durch die Massenkräfte der Schrägscheibe sowie
  • – Unterkompensation der Massenkräfte der Kolben durch die Massenkräfte der Schrägscheibe,
ist es auch denkbar, eine Kompensation vorzusehen.In addition to the two explained cases
  • - Overcompensation of the mass forces of the piston by the inertial forces of the swash plate as well
  • Undercompensation of the mass forces of the pistons by the mass forces of the swash plate,
it is also conceivable to provide a compensation.

Aus den mathematischen Zusammenhängen ist zu erkennen, dass sich aus der Gleichung der Drehzahleinfluss herauskürzen lässt (2). Ansonsten sind noch geometrische Größen enthalten, die in bestimmten Zusammenhängen zueinander stehen und grundsätzlich, inklusive der Bauteildichten und Dichteverteilungen, so gewählt werden können, dass die Summe der Momente infolge von Massenkräften auf Null eingestellt werden kann.It can be seen from the mathematical contexts that the equation allows the speed to be shortened ( 2 ). Otherwise, geometrical variables are still included which are related to one another in certain contexts and, in principle, including the component densities and density distributions, can be chosen such that the sum of the moments can be set to zero as a result of inertial forces.

Dagegen lässt sich aber ein Einfluss des Kippwinkels nicht vermeiden. Dieser ergibt sich aus den Verläufen der Terme tan(α) und sin(2α). Die Verläufe der Winkelfunktionen sind im Diagramm der 3 dargestellt. Aus dem Diagramm lässt sich einfach ableiten, dass der Einfluss bei kleinem Kippwinkel sehr gering ist, allerdings bei größerem Kippwinkel beträchtlich wird. In der Regel werden die Schrägscheibenkippwinkel der Verdichter durch einen minimalen Wert und einen maximalen Wert limitiert. So sind etwa Werte zwischen einem Kippwinkel von ca. 0° und maximal ca. 25° denkbar. In der Praxis liegen die Werte eher zwischen 1° und ca. 18°. Darauf aufbauend, ist aus dem Diagramm erkennbar, dass man im zuletzt genannten Bereich etwa mit einer Abweichung von 13% rechnen muss. D.h. wenn für minimalen Kippwinkel konstruktiv ein Gleichgewicht zwischen aufregelnden und abregelnden Massen verwirklicht wurde, so muss man im entgegengesetzten Limit der Schrägscheibe dennoch mit einem unerwünschten Kippverhalten (Drehzahleinfluss infolge des Kippwinkels) rechnen.However, an influence of the tilt angle can not be avoided. This results from the courses of the terms tan (α) and sin (2α). The curves of the trigonometric functions are in the diagram of the 3 represented. From the diagram, it can be easily deduced that the influence at a small tilt angle is very small, but becomes considerable at a larger tilt angle. As a rule, the swashplate tilt angles of the compressors are limited by a minimum value and a maximum value. So are values between ei a tilt angle of about 0 ° and a maximum of about 25 ° conceivable. In practice, the values are more likely between 1 ° and 18 °. Based on this, it can be seen from the diagram that one has to reckon with a deviation of 13% in the latter range. That is, if for minimal tilt angle constructive equilibrium between aufzustesternden and abregeldenden masses was realized, one must still expect in the opposite limit of the swash plate with an undesirable tilting behavior (speed increase due to the tilt angle).

Um eine möglichst weitgehende Kompensation der Massenkräfte zu erreichen, ist es sinnvoll, die Kompensation für einen maximalen Kippwinkel oder eine theoretischen (virtuellen) Kippwinkel (z.B. α = 24° (> = αmax = 16°)) vorzusehen, der größer als der maximale Kippwinkel ist. Das resultiert aus der Erkenntnis, dass bei kleinem Kippwinkel ohnehin der Unterschied von tan(α) und sin(2α) klein ist.In order to achieve the greatest possible compensation of the mass forces, it makes sense to provide the compensation for a maximum tilt angle or a theoretical (virtual) tilt angle (eg α = 24 ° (> = α max = 16 °)), which is greater than the maximum Tilt angle is. This results from the knowledge that at a small tilt angle anyway the difference of tan (α) and sin (2α) is small.

Das Diagramm der 4 enthält das Ergebnis der Berechnungen für eine Auslegung auf den Kippwinkel 16°, der für dieses Triebwerk beispielhaft als maximaler Kippwinkel gelten soll. Die Höhe der Schrägscheibe wurde auf 14,292 mm angepasst, die Momentenbilanz weist ebenfalls wieder ausgeglichene Verhältnisse aus. Es sei nochmals erwähnt, dass natürlich auch andere Schrägscheibenparameter für die Einstellung des Massenträgheitsmomentes herangezogen werden können. Um eine einfache Vergleichbarkeit herzustellen, wurde aber lediglich beispielhaft der Parameter Schrägscheibenhöhe ausgewählt.The diagram of 4 contains the result of the calculations for a design on the tilt angle 16 °, which is to be considered as the maximum tilt angle for this engine example. The height of the swash plate has been adjusted to 14.292 mm, the moment balance also shows balanced conditions. It should be mentioned again that of course other swash plate parameters can be used for the adjustment of the mass moment of inertia. For ease of comparison, however, the parameter swash plate height has been selected by way of example only.

Das Regelverhalten der Schrägscheibe gemäß dem Diagramm der 5 zeigt das gewünschte Resultat. Im gesamten Arbeitsbereich der Schrägscheibe (vom minimalen bis maximalen Kippwinkel) gibt es keinen nennenswerten aufregelnden Effekt infolge von Momenten bewegter Massen, eine breite Streuung der Kennlinien wird vermieden, dadurch dass es einen Schnittpunkt bei maximalem Kippwinkel gibt.The control behavior of the swash plate according to the diagram of 5 shows the desired result. In the entire working range of the swash plate (from the minimum to maximum tilt angle), there is no significant aufzustenden effect due to moments of moving masses, a wide dispersion of the characteristics is avoided by the fact that there is an intersection at maximum tilt angle.

Eine sehr gute Kompensation entsteht im Bereich kleiner Kippwinkel wegen des kleinen Effektes (Unterschieds) von tan(α) und sin(2α) sowie für den maximalen Kippwinkel von 16°, für den die Massenkräfte durch Auswahl der Parameter kompensiert wurden. Bei mittleren Kippwinkeln "driften" die Kurven leicht auseinander.A very good compensation arises in the range of small tilt angle because the small effect (difference) of tan (α) and sin (2α) as well as the maximum tilt angle of 16 °, for the the mass forces through Selection of parameters were compensated. At medium tilt angles, the curves "drift" slightly apart.

Für den Fall Kompensation der Massenkräfte sind also folgende Auslegungen denkbar: für α = αmax MK,ges = MSW für α ≥ αmax MK,ges = MSW In the case of compensation of the mass forces, the following interpretations are conceivable: for α = α max M K, ges = M SW for α ≥ α max M K, ges = M SW

In 6 sind verschiedene Regelkennlinien für Betriebsdrücke (Saugdruck/Verdichtungsdruck; n = 5000 U/min) sowie die Berechnungsgrundlagen dargestellt. Je höher der Verdichtungsdruck ist, bei dem der Verdichter betrieben wird, desto größer ist auch der in dem Triebwerksraum einzuregelnde Druck. Je niedriger der Ansaugdruck ist, desto kleiner ist der in dem Triebwerksraum einzuregelnde Druck. Die Steigung der Regelkennlinien wird im wesentlichen durch die Federkraft bestimmt, die auf den Schrägscheiben Mechanismus einwirkt.In 6 Various control characteristics for operating pressures (suction pressure / compression pressure, n = 5000 rpm) and the calculation principles are shown. The higher the compression pressure at which the compressor is operated, the greater the pressure to be regulated in the engine compartment. The lower the intake pressure, the smaller the pressure to be adjusted in the engine room. The slope of the control characteristics is essentially determined by the spring force acting on the swashplate mechanism.

Wie in allen bisher genannten Diagrammen wurden die Kennlinien mit einer Federkonstante bzgl. der Rückstellfeder (Rückstellung in Richtung Minimalhub) von 60 N/mm gerechnet. Würde die Federkonstante kleiner gewählt, so würden die Kurven in Richtung größerer Kippwinkel weniger abfallend sein. Würde die Federkonstante größer gewählt, so würden die Kurven in Richtung größerer Kippwinkel stärker abfallend sein.As in all previously mentioned diagrams, the characteristic curves were given a Spring constant with respect to the return spring (Provision in the direction of minimum stroke) of 60 N / mm. Would the spring constant smaller selected so would the curves towards larger tilt angles be less sloping. Would the spring constant chosen larger, so would the curves towards larger tilt angles stronger to be sloping.

Eine jede Kurve für 5000 U/min ist als repräsentativ für ein Kurvenbündel eines bestimmten Betriebspunktes zu sehen. Wenn berücksichtigt wird, dass ein bestimmter Regeldruck von mindestens 2–3 bar über dem Saugdruck benötigt und ein günstiges Regelverhalten dadurch erreicht wird, dass die Kennlinien eine gewisse möglichst im weiten Bereich lineare Steigung aufweisen, so ist plausibel, dass ein eng beieinander liegendes "Kurvenbündel" eher für alle Betriebsbereiche im erwünschten Bereich des Kennfeldes liegt als Regelkurven, die stärker "auseinanderdriften".A every curve for 5000 rpm is considered representative for a of curves to see a specific operating point. When considered is that a certain control pressure of at least 2-3 bar above the Suction pressure required and a cheap one Control behavior is achieved by the characteristic curves a certain preferably have a linear slope over a wide range, it is plausible that a closely spaced "bundle of curves" rather for all operating areas in the desired Area of the map is as a rule curves, the more "drift apart".

Bei solchen negativen Fällen wie zum Beispiel bei einem aufregelnden Verhalten gemäß 1 ist anschaulich, dass Teile von Regelkurven sehr einfach im Bereichen unterhalb des Niveaus von 2–3 bar oberhalb des Saugdruckes liegen. Um das zu vermeiden, müsste eine weichere Rückstellfeder verwendet werden. Insbesondere bei hohen Drehzahlen kann es aber dann dazu kommen, dass gegenüber der fallenden Charakteristik bei niedrigen Drehzahlen eine ansteigende Charakteristik entsteht. Die Erfahrung zeigt, dass in solchen Fällen sehr unerwünschte Regeleffekte entstehen. Insbesondere ist einzelnen Drücken kein definierter Kippwinkel mehr zuzuordnen (Auftreten von relativen Maxima oder Minima bzw. keine oder zu geringe Steigung oder Wendepunkte).In such negative cases as, for example, in an uplifting behavior according to 1 It is clear that parts of control curves are very easily in the range below the level of 2-3 bar above the suction pressure. To avoid this, a softer return spring would have to be used. In particular, at high speeds but then it may happen that opposite the falling characteristic at low speeds an increasing characteristic arises. Experience shows that in such cases, very unwanted rule effects. In particular, no defined tilt angle is to be assigned to individual pressures (occurrence of relative maxima or minima or no or insufficient slope or turning points).

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Axialkolbenverdichter der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, der sich insbesondere durch eine praxisgerechte Regeldynamik auszeichnet.It It is an object of the invention to provide an improved axial piston compressor of the generic type to provide in particular by a practical Control dynamics distinguished.

Diese Aufgabe wird durch einen Axialkolbenverdichter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These Task is by an axial piston compressor with the features of claim 1. Appropriate training of the inventive concept are the subject of the dependent claims.

Es ist ein wesentlicher Gedanke der Erfindung, eine Schrägscheibenvorrichtung bereitzustellen, bei dem die Momente infolge der Massenkräfte in Betrag und Richtung so wirksam sind, dass sich im Bereich niedriger Kippwinkel ein "Aufregeln" (Schrägscheibe erhöht ihren Kippwinkel, damit steigt die Förderleistung) des Verdichters allein aufgrund der Momente infolge der Massenkräfte ergibt, und sich im Bereich mittlerer bis größerer Kippwinkel ein "Abregeln" (Schrägscheibe verringert ihren Kippwinkel, damit sinkt die Förderleistung) allein aufgrund der Momente infolge der Massenkräfte ergibt.It is an essential idea of the invention, a swash plate device in which the moments due to the mass forces in magnitude and direction are so effective that in the range of low tilt angle a "Aufregeln" (swash plate elevated their tilt angle, thus increasing the flow rate) of the compressor solely due to the moments resulting from the mass forces, and in the area medium to larger tilt angle a "Abregeln" (swash plate reduces its tilt angle, thus decreasing the flow rate) solely due to the moments as a result of the mass forces results.

Die wesentliche Maßnahme liegt darin, dass das Deviationsmoment der Schrägscheibe konstruktiv so vorgegeben wird, dass es im Bereich kleiner Kippwinkel zusammen mit den Kolben oder separat ein "Aufregeln" der Schrägscheibe bewirkt. Dazu muss in diesem Bereich ein Moment MSW aufgrund des Deviationsmomentes > 0 vorhanden sein, und im Bereich des minimalen Kippwinkels muss es genau einen Kippwinkel geben, in dem das Moment MSW aufgrund des Deviationsmomentes = 0 ist. Vergrößert sich der Kippwinkel weiter, so steigt das Deviationsmoment wieder an und wirkt abregelnd. Die Steigung des Momentes Mk,ges infolge der Massenkräfte der Kolben muss kleiner sein als die Steigung des Momentes infolge des Deviationsmoments.The essential measure is that the Deviationsmoment the swash plate is structurally specified so that it causes a "Aufregeln" of the swash plate in the range of small tilt angle together with the piston or separately. For this purpose, a moment M SW due to the deviation moment> 0 must be present in this range, and in the range of the minimum tilt angle there must be exactly one tilt angle in which the moment M SW is due to the deviation moment = 0. If the tilting angle increases further, the deviation moment increases again and has a decreasing effect. The slope of the moment M k, ges due to the mass forces of the pistons must be smaller than the slope of the moment due to the Deviationsmoments.

Durch die Dimensionierung der Schrägscheibe mit dem Ziel, ein solches Verhalten herzustellen, ergibt sich die Möglichkeit, im Bereich kleiner Kippwinkel das "Aufregeln" der Schrägscheibe zu beschleunigen, zu verstärken bzw. zu verbessern und im Bereich größerer Kippwinkel durch das "abregelnde" Verhalten die notwendigen Regelaktivitäten (Regelventil(e) schaltet(en) Bypässe um den Triebwerksraumdruck zu variieren) auf das Notwendige einzuschränken und damit den Verdichterbetrieb energetisch effektiver zu machen. Weiterhin ergibt sich ein günstigeres dynamisches Verhalten, speziell vermindertes Aufschwingen und "Gegenregeln" durch die Ventile.By the dimensioning of the swash plate with the aim of producing such a behavior, the results Possibility, in the range of small tilt angles to accelerate the "Aufregeln" of the swash plate, to reinforce or to improve and in the range of larger tilt angles by the "off-setting" behavior the necessary usually activities (Control valve (s) switches bypasses to vary the engine room pressure) to the necessary restrict and thus making the compressor operation more energetically effective. Farther results in a cheaper dynamic behavior, especially reduced swinging and "counter-regulation" through the valves.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den abhängigen Ansprüchen sowie der Beschreibung anhand der beigefügten Figuren. Von diesen zeigen:advantages and expediencies The invention will be apparent in the rest from the dependent ones claims as well as the description with reference to the attached figures. From these show:

1 bis 5 grafische Darstellungen sowie Wertetabellen bzw. Berechnungsvorschriften zur Auslegung der Schwenkscheibenanordnungen von Axialkolbenverdichtern im Hinblick auf ihr Kippverhalten, 1 to 5 graphical representations as well as tables of values or calculation instructions for the design of the swashplate arrangements of axial piston compressors with regard to their tilting behavior,

6 und 7 eine perspektivische Darstellung bzw. Seitenansichten der erfindungswesentlichen Komponenten eines Axialkolbenverdichters und 6 and 7 a perspective view and side views of the invention essential components of an axial piston compressor and

8 bis 12 grafische Darstellungen bzw. Wertetabellen zur Darstellung der unter definierten konstruktiven Randbedingungen auftretenden Momente. 8th to 12 Graphical representations or tables of values for the representation of the moments occurring under defined structural constraints.

In 6 und 7 wird ein Schrägscheibenmechanismus angegeben, durch den die Auslegung (der Erfindungsgegenstand) konstruktiv umgesetzt werden kann, wobeiIn 6 and 7 a swash plate mechanism is specified by which the design (the subject invention) can be implemented constructively, wherein

7 hierzu eine perspektivische Explosionsdarstellung und 8 zwei Seitenansichten der wesentlichen Komponenten bei minimalem bzw. maximalem Kippwinkel zeigt. 7 this is an exploded perspective view and 8th shows two side views of the essential components at minimum and maximum tilt angle.

Der dargestellte Schwenkring-Mechanismus 100 umfasst eine ringförmige Schwenkscheibe, d.h. einen Schwenkring, 101, der über eine Führungs- bzw. Schiebehülse 102 und eine in dieser liegende Druckfeder 103 neigungsverstellbar auf einer Antriebswelle 104 gelagert ist. Der Schwenkring 101 wird von der Antriebswelle 104 drehend angetrieben und ist über eine spezielle Ausführung der Führungshülse 102 um eine quer zur Antriebswelle verlaufende Schwenkachse gelenkig gelagert. Diese Schwenkachse wird definiert durch zwei Lagerbolzen 104a, 104b, die in Lagerhülsen 105a, 105b der Führungshülse 102 sowie korrespondierend angeordneten radialen Bohrungen 106a, 106b des Schwenkringes 101 drehbar aufgenommen sind. Die Lagerhülsen 105a, 105b sind so bemessen, dass sie einen zwischen der Führungshülse 102 und dem Schwenkring 101 gebildeten Ringraum überbrücken.The illustrated swivel ring mechanism 100 comprises an annular swash plate, ie a swivel ring, 101 , via a guide or sliding sleeve 102 and a compression spring located in this 103 tilt adjustable on a drive shaft 104 is stored. The swivel ring 101 is from the drive shaft 104 driven in rotation and is about a special design of the guide sleeve 102 articulated about a pivot axis extending transversely to the drive shaft. This pivot axis is defined by two bearing pins 104a . 104b that are in bearing sleeves 105a . 105b the guide sleeve 102 and correspondingly arranged radial bores 106a . 106b of the swivel ring 101 are received rotatably. The La gerhülsen 105a . 105b are sized to fit one between the guide sleeve 102 and the swivel ring 101 bridge formed annulus.

Des weiteren ist der Schwenkring 101 mit einem zusammen mit der Antriebswelle 104 drehenden Stützelement 107 gelenkig verbunden, wobei diese Verbindung als Axialabstützung ausgebildet ist. Sie erfolgt durch einen mit dem Schwenkring 101 wirkungsmäßig verbundenen Stützbogen 108. Dieser Stützbogen 108 ist so ausgebildet, dass er eine zwischen einem Kolben 109 der Anordnung und dem Schwenkring wirksame Gelenkanordnung übergreift, und zwar derart, dass unabhängig von der Neigung (dem Kippwinkel) des Schwenkringes 101 jede Kollision zwischen diesem und dem Stützbogen 108 einerseits und einem eine Gelenkanordnung umfassenden Kolbenfuß 110 andererseits ausgeschlossen ist. Das Stützelement 107 ist Teil einer mit der Antriebswelle 104 drehfest verbundenen Scheibe 111.Furthermore, the swivel ring 101 with one together with the drive shaft 104 rotating support element 107 hingedly connected, this compound is designed as Axialabstützung. It is done by a with the swivel ring 101 operatively connected support arch 108 , This support arch 108 is designed to be one between a piston 109 the arrangement and the pivot ring effective hinge assembly overlaps, in such a way that regardless of the inclination (the tilt angle) of the pivot ring 101 every collision between this and the support arch 108 on the one hand and a piston assembly comprising a joint arrangement 110 on the other hand is excluded. The support element 107 is part of one with the drive shaft 104 rotatably connected disc 111 ,

Eine Stützfläche des Stützbogens 108 erstreckt sich etwa konzentrisch zum Mittelpunkt einer zwischen dem Kolben 109 und dem Schwenkring 101 wirksamen Gelenkanordnung. Die axiale Abstützung ist also außerhalb der genannten Gelenkanordnung wirksam, mit der Folge, dass sie durch axiale Abstützungsmaßnahmen nicht beeinträchtigt ist.A support surface of the support arch 108 extends approximately concentric with the center of a between the piston 109 and the swivel ring 101 effective joint arrangement. The axial support is thus effective outside of said hinge assembly, with the result that it is not affected by axial support measures.

Die Verbindung zwischen dem Schwenkring 101 und dem Stützbogen 108 wird durch zwei Verbindungsbolzen 112a, 112b hergestellt, die in ein um 90° gegenüber den vorgenannten Bohrungen 106a, 106b versetztes Bohrungs-Paar 113a, 113b des Schwenkringes und in korrespondierend angeordnete Bohrungen 114a, 114b des Stützbogens selbst eingreifen. Die Gelenkanordnung bezüglich des Kolbenfußes 110 des Kolbens 109 wird – entsprechend dem Stand der Technik – durch zwei kugelsegmentförmige Gelenksteine 115a, 115b gebildet, deren sphärische Oberflächen in einer korrespondierend ausgeformten unteren Stirnfläche des Kolbens 109 einerseits und einer entsprechenden Fläche eines gegenüberliegenden Fortsatzes 117 des Kolbenfußes 110 andererseits liegen. Zwischen den Gelenksteinen ist ein Zwischenraum 116 gebildet, in den der Schwenkring 101 derart eingreift, dass gegenüberliegende Stirnflächenabschnitte die planen Flächen der Gelenksteine berühren.The connection between the swivel ring 101 and the support arch 108 is made by two connecting bolts 112a . 112b made in a 90 ° with respect to the aforementioned holes 106a . 106b offset bore pair 113a . 113b the swivel ring and in correspondingly arranged holes 114a . 114b intervene of the support arc itself. The joint arrangement with respect to the piston foot 110 of the piston 109 is - according to the prior art - by two spherical segment-shaped joint stones 115a . 115b formed, the spherical surfaces in a correspondingly shaped lower end face of the piston 109 on the one hand and a corresponding surface of an opposite extension 117 of the piston foot 110 on the other hand. There is a gap between the joint stones 116 formed, in which the swivel ring 101 engages such that opposite end face portions touch the flat surfaces of the hinge stones.

Es ist erkennbar, dass bei der dargestellten Ausführung das Schwenklager des Schwenkringes 101 nur zur Drehmomentübertragung und das Stützelement 108 nur zur axialen Abstützung des Kolbens 109 bzw. zur Gaskraftabstützung dient. Die Drehmomentübertragung ist also von der Axialabstützung des Schwenkringes 101 entkoppelt.It can be seen that in the illustrated embodiment, the pivot bearing of the pivot ring 101 only for torque transmission and the support element 108 only for the axial support of the piston 109 or for gas force support is used. The torque transmission is thus of the axial support of the pivot ring 101 decoupled.

Von speziellem Interesse ist auch die Stützfläche für den Stützbogen 108 am Stützelement 107. Diese ist als Abschnitt 118 einer Zylinderoberfläche ausgebildet. Um eine Verschiebung der Stützlinie bei Änderung der Neigung des Schwenkringes 101, d.h. eine Verschiebung aus dem "Zentrum" des Kolbens 109 heraus, zu vermeiden, ist der Stützbogen 108 in radialer Richtung relativ zum Schwenkring 101 verschieblich gelagert.Of special interest is also the support surface for the support arch 108 on the support element 107 , This is as a section 118 a cylinder surface formed. To shift the support line when changing the inclination of the swivel ring 101 ie a displacement from the "center" of the piston 109 To avoid, is the support arch 108 in the radial direction relative to the pivot ring 101 slidably mounted.

Im linken Bild der 7 sind vier Bereiche mit Q1, Q2, Q3 und Q4 bezeichnet. Bei den bisherigen Beispielen wurde davon ausgegangen, dass der Schwerpunkt der Schrägscheibe auf der Kippachse liegt, die senkrecht zur Wellenmittelachse definiert ist. Aufbauend darauf, weisen aber Verdichter nach dem Stand der Technik häufig Schwerpunkte im Bereich der Schrägscheibe auf, bei denen der Schwerpunkt der Schrägscheibe nicht auf der Kippachse liegt. In einer bevorzugten Ausfüh rungsform fallen diese Punkte zusammen. In einer weiteren ist ein "Offset" eingeplant. Dabei wirken sich Schwerpunkte in den Quadranten Q wie folgt aus:
QI (positive Koordinaten z und y): abregelnd
Q3 (negative Koordinaten z und y): abregelnd
Q2 (positive Koordinaten z und negatives y): aufregelnd
Q4 (negative Koordinaten z und positives y): aufregelnd
In the left picture the 7 For example, four areas are labeled Q1, Q2, Q3 and Q4. In the previous examples, it was assumed that the center of gravity of the swash plate lies on the tilt axis, which is defined perpendicular to the shaft center axis. Based on this, however, compressors according to the prior art often have focal points in the region of the swashplate, in which the center of gravity of the swashplate is not on the tilting axis. In a preferred embodiment, these points coincide. In another, an "offset" is planned. Here, focal points in the quadrant Q have the following effect:
QI (positive coordinates z and y): offsetting
Q3 (negative coordinates z and y): offsetting
Q2 (positive coordinates z and negative y): up-regulating
Q4 (negative coordinates z and positive y): pending

Wird kein zusätzlicher Massenausgleich vorgesehen, so liegt der Schwerpunkt vieler dem Stand der Technik entsprechender Schrägscheiben im Bereich Q4.Becomes no additional Mass balance provided, so the focus of many is the Prior art corresponding swash plates in the area Q4.

Es ist natürlich möglich, dass ein in einem beliebigen Quadranten angeordneter Schwerpunkt bei Verkippen der Schrägscheibe die Wellenseite, bezogen auf die Wellenachse, wechselt und sich z.B. ein aufregelndes Verhalten in ein abregelndes Verwalten umwandelt. Es ist aber erkannt worden, dass sich im Bereich der Wellenachse natürlich die Fliehkraft und ein eventuell daraus resultierendes Kippmoment eher in Grenzen halten, d.h. die Schwerpunktlage wird nur dann besonders relevant sein, wenn ein gewisser Abstand zur Wellenmittelachse gegeben ist.It is natural possible, that is a center of gravity located in any quadrant when tilting the swash plate the shaft side, relative to the shaft axis, changes and becomes e.g. Transforms an up-leveling behavior into a more disciplined way of managing. However, it has been recognized that in the area of the shaft axis Naturally the centrifugal force and any resulting tilting moment rather limited, i. the center of gravity only becomes special be relevant if given a certain distance to the shaft centerline is.

Im Zusammenhang mit der Erfindung sind die beiden folgenden Schwerpunktslagen von Bedeutung (Offset, der aufregelnd wirkt):
Q2 (positive Koordinaten z und negatives y): aufregelnd
Q4 (negative Koordinaten z und positives y): aufregelnd
In connection with the invention, the following two focal points are important (Offset, which acts in an orderly manner):
Q2 (positive coordinates z and negative y): up-regulating
Q4 (negative coordinates z and positive y): pending

Zum besseren Verständnis wurden die gleichen Parameter (Schrägscheibengeometrie) verwendet wie in 1 und 2.For better understanding, the same parameters (swash plate geometry) were used as in 1 and 2 ,

Dabei handelt es sich im Diagramm links, oben von 8 um den Fall 1a:

  • – "aufregelndes Triebwerk" mit Schwerpunktslage 0.
These are in the diagram left, top of 8th around the case 1a:
  • - "upright engine" with center of gravity 0.

Im Diagramm links, unten der 8 wird der Fall 2a:

  • – "abregelndes Triebwerk" mit Schwerpunktslage 0,
dargestellt. Der Unterschied beider Berechnungen liegt lediglich in der Höhe der Schrägscheibe (vgl. Anlage 6 h = 10 mm, sowie Anlage 7 h = 18mm). Berechnet wurden insgesamt 4 Drehzahlen.In the diagram on the left, below the 8th Case 2a becomes:
  • - "Regulating engine" with center of gravity 0,
represented. The difference between the two calculations lies only in the height of the swashplate (see Appendix 6 h = 10 mm, and Appendix 7 h = 18mm). A total of 4 speeds were calculated.

Das Diagramm rechts, oben repräsentiert den Fall 1b:

  • – "aufregelndes Triebwerk" mit Schwerpunktslage in Q4.
The diagram on the right, above represents case 1b:
  • - "Stopping engine" with focus in Q4.

Dagegen wird im Diagramm "rechts, unten" der Fall 2b:

  • – "auf- bzw. abregelndes Triebwerk" durch Schwerpunktslage in Q4
dargestellt. Dabei können die Fälle 1a, 1b, 2a als bekannt angesehen werden; Quellen und Beispiele wurden weiter oben erläutert. Der Fall 2b steht im Zusammenhang mit der Erfindung.Conversely, in the diagram "right, bottom", case 2b:
  • - "up or down regulating engine" by center of gravity position in Q4
represented. The cases 1a, 1b, 2a can be regarded as known; Sources and examples have been explained above. Case 2b is related to the invention.

In der 8 wird lediglich das resultierende Moment, also (MK,ges + MSW), infolge der Massenkräfte dargestellt, welches das Kriterium des "Aufregelns" oder "Abregelns" entscheidet. In 9 sind die Wertetabellen angegeben, die Grundlage für die Diagramme der 8 sind. In der 10 werden in Ergänzung zur 8 die Fälle 1b und 2b detaillierter dargestellt. Die Diagramme rechts, oben und rechts, unten entsprechen denen der 9. Jeweils in den Diagrammen daneben sind die Einzelmomente angegeben, und zwar für eine ausgewählte Drehzahl von n = 6000 U/min.In the 8th only the resulting moment, that is (M K, ges + M SW ), is represented as a result of the mass forces, which decide the criterion of "Aufregelns" or "Abregelns". In 9 the value tables are given, the basis for the diagrams of the 8th are. In the 10 be in addition to 8th Cases 1b and 2b are shown in more detail. The diagrams on the right, top and right, below correspond to those of 9 , In each case the diagrams in the individual moments are given, and for a selected speed of n = 6000 U / min.

Speziellen Bezug zur Erfindung hat das Bild rechts, unten. Das Moment infolge der Massenkräfte der Kolben ist bei einem Kippwinkel von 0° der Schrägscheibe = 0. Das Moment infolge des Deviationsmoments (MSW) der Schrägscheibe ist >0 und bewirkt ein positives (aufregelndes Moment). Aufgrund des Deviationsmoments von >0 ist auch das resultierende Moment (MSW + MK,ges) in Betrag und Richtung gleich.Special reference to the invention has the image right, bottom. The moment due to the mass forces of the pistons is at a tilt angle of 0 ° of the swash plate = 0. The moment due to the deviation moment (M SW ) of the swash plate is> 0 and causes a positive (up-regulating moment). Due to the deviation moment of> 0, the resulting moment (M SW + M K, ges ) is equal in magnitude and direction.

Ausgehend von einem Kippwinkel von 0° erhöht sich das Kippmoment MK,ges, da durch den größer werdenden Kolbenweg, da die Massenkräfte der Kolben größer werden. Dagegen strebt das Kippmoment entsprechend dem Moment infolge Deviationsmoment, infolge der Schrägscheibe (MSW) ihrer Nulllage entgegen (Deviationsmoment =0°), welche etwa bei einem Kippwinkel von 0,6° liegt. Vergrößert sich der Kippwinkel weiter, so wirkt das Deviationsmoment der Schrägscheibe nicht mehr aufregelnd, sondern abregelnd. Dennoch reicht der Effekt der Schrägscheibe im Bereich 0,6° bis 2° nicht aus, um in der Momentsumme (MK,ges + MSW) insgesamt für ein "Abregeln" zu sorgen. Demzufolge ist die Momentensumme (MK,ges + MSW) bis etwa 2° positiv und wirkt aufregelnd.Starting from a tilt angle of 0 ° increases the tilting moment M K, ges , because of the increasing piston stroke, as the mass forces of the piston are larger. In contrast, the tilting moment corresponding to the moment due Deviation moment, due to the swash plate (M SW ) tends to its zero position (Deviationsmoment = 0 °), which is approximately at a tilt angle of 0.6 °. If the tilt angle increases further, then the moment of deviation of the swashplate no longer acts as an uplifting, but off-set. Nevertheless, the effect of the swash plate in the range 0.6 ° to 2 ° is not sufficient to provide in the moment sum (M K, ges + M SW ) in total for a "Abregeln". As a result, the sum of the momentums (M K, ges + M SW ) is positive up to about 2 ° and has a regulating effect.

Da die Steigung des Momentes infolge der Schrägscheibe betragsmäßig größer ist als die Steigung des Momentes infolge der Kolben, ist bei 2° die Trendumkehr erreicht:

  • – Bis ca. 2° wirken die Momente infolge der Massenkräfte des Triebwerkes aufregelnd.
  • – Ab ca. 2° wirken die Momente infolge der Massenkräfte des Triebwerkes abregelnd.
Since the slope of the moment due to the swash plate is greater in magnitude than the slope of the moment due to the piston, the trend reversal is reached at 2 °:
  • - Up to about 2 °, the moments act as a result of the mass forces of the engine aufregelnd.
  • - From about 2 °, the moments acting as a result of the inertial forces of the engine abregelnd.

Es ist offensichtlich, dass sich über eine geringfügige Änderung in der Schwerpunktslage der Schrägscheibe der Schnittpunkt des Verlaufs des resultierenden Momentes mit der x-Achse im Diagramms nahezu beliebig verschieben lässt. Die Schwerpunktslage wird durch den Steueranteil innerhalb des Deviationsmomentes berücksichtigt. Prinzipiell ließe sich auch bei einer Schwerpunktslage (0/0) also ohne Steueranteil des Deviationsmomentes konstruktiv so vorsehen, dass das Deviationsmoment im Bereich z.B. <0,6° seine "Nulllage" hat.It is obvious that over a slight change in the center of gravity of the swash plate the intersection of the course of the resulting moment with the x-axis in the diagram can be moved almost arbitrarily. The The center of gravity is determined by the tax component within the moment of deviation considered. In principle, let also with a center of gravity position (0/0) thus without tax share of the moment of deviation constructively provide so that the moment of deviation in the range e.g. <0.6 ° has its "zero position".

Weiterhin zielt die Erfindung zunächst einmal auf den konventionellen Kippwinkelbereich zwischen einem minimalen und einem maximalen Kippwinkel und in einem weiteren Schritt auf die Minimierung des minimalen Kippwinkels in Richtung 0°.Furthermore, the invention initially aims at the conventional tilt angle range between a minimum and a maximum tilt angle and in a further step to minimize the mini paint tilt angle in the direction of 0 °.

Aus den Diagrammen der 8 und 10 sowie den Wertetabellen in 9 geht hervor, dass natürlich bei kleinen Verdichterdrehzahlen (z.B. 800...3000 U/min) die Momente insbesondere im Bereich kleiner Kippwinkel außerordentlich klein sind. Die Frage stellt sich, wie man mit so kleinen Momenten überhaupt aufregeln kann.From the diagrams of the 8th and 10 as well as the value tables in 9 shows that, of course, at low compressor speeds (eg 800 ... 3000 U / min) the moments are extremely small, especially in the range of small tilt angles. The question arises, how to manage such small moments at all.

Aus der Wertetabelle (9) rechts, unten kann man für einen üblichen minimalen Kippwinkel von z.B. 0,9° und eine Verdichterdrehzahl von 1500 U/min durch lineare Interpolation ein Moment von 0,04 Nm abschätzen. Auch ein so kleines Moment kann die Schrägscheibe gegen die Federkraft um einige l/10mm verschieben, was etwa einige 1/10° Kippwinkeländerung entspricht. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Möglichkeit einer Kippwinkelverkleinerung bereits im Bereich vom 0,9° auf z.B. 0,7° energetisch sehr bedeutsam für den Anwendungsfall "kupplungsloser Betrieb" des Verdichters sein kann.From the value table ( 9 ) to the right, down can be estimated for a standard minimum tilt angle of, for example, 0.9 ° and a compressor speed of 1500 rev / min by linear interpolation, a torque of 0.04 Nm. Even such a small moment can shift the swash plate against the spring force by a few l / 10mm, which corresponds to some 1/10 ° tilt angle change. It should be noted that the possibility of Kippwinkelverkleinerung already in the range of 0.9 ° to eg 0.7 ° energetically very significant for the application "clutchless operation" of the compressor can be.

In 11 und 12 sind die Regelkurven für die bereits beschriebenen Fälle dargestellt. Zu berücksichtigen sind die für den "aufregelnden" Fall und den "abregelnden" Fall unterschiedlich gewählten Federkonstanten. Die Wahl unterschiedlicher Federkonstanten ist notwendig, um eine sinnvolle Steigung der Kennlinien einzustellen, welche zu Regelung notwendig ist. Charakteristisch für die Regelkennlinien im Diagramm gemäß dem Erfindungsgegenstand ist ebenfalls der Schnittpunkt bei ca. 2°, der die "Trendumkehr" des resultierenden Momentes aufzeigt.In 11 and 12 the control curves for the cases already described are shown. To take into account are the spring constants chosen differently for the "upset" case and the "offsetting" case. The choice of different spring constants is necessary to set a meaningful slope of the characteristics, which is necessary for control. Characteristic of the control characteristics in the diagram according to the subject invention is also the intersection at about 2 °, which shows the "trend reversal" of the resulting moment.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Beispiel und die hervorgehobenen Auslegungs-Schwerpunkte beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen. So ist insbesondere hinsichtlich der konkreten Abmessungen der Schwenkscheibe und ihrer Schwerpunktslage Spielraum für den Konstrukteur vorhanden, sofern den in den anhängenden Ansprüchen formulierten Kriterien Rechnung getragen wird.The execution The invention is not limited to the example described above and the limited emphasis on interpretation but also in one Variety of modifications possible, in the context of professional action lie. This is especially true of the specific dimensions the swashplate and its center of gravity leeway for the designer if present in the attached claims taken into account.

Claims (8)

Axialkolbenverdichter, insbesondere Verdichter für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse und einer in dem Gehäuse angeordneten, über eine Antriebswelle (104) angetriebenen Verdichtereinheit zum Ansaugen und Verdichten eines Kältemittels, wobei die Verdichtereinheit in einem Zylinderblock axial hin- und herlaufende Kolben (109) und eine die Kolben antreibende, mit der Antriebswelle (104) drehende Schwenkscheibe, als Schräg- oder Taumelscheibe oder Schwenkring (101) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkscheibe durch Festlegung der Geometrie und/oder der Masse und/oder des Massenschwerpunktes derart konstruiert und dimensioniert ist, dass ihr Moment MSW infolge des Deviationsmomentes Jyz und der Winkelgeschwindigkeit ω, wobei gilt MSW = Jyz·ω2, d.h. das Moment infolge der Massenträgheit und des Massenschwerpunktes der Schwenkscheibe, zusammen mit einem Moment Mk,ges infolge der translatorisch bewegten Massen, insbesondere der Kolben, ggf. einschließlich Gleitsteine (115a, 115b) Kolbenstangen oder dergleichen, im Bereich kleiner Kippwinkel bei Erhöhung der Drehzahl und konstanter Druckdifferenz Δp zwischen Hoch- und Niederdruckseite eine Erhöhung des Kippwinkels und hierdurch einen Anstieg der Förderleistung bewirkt und sich nach Überschreiten eines Grenzkippwinkels αgrenz, bei dem gilt MSW = Mk,ges, bei Erhöhung der Drehzahl und konstanter Druckdifferenz eine Verringerung des Kippwinkels und hierdurch eine Senkung der Förderleistung ergibt.Axial piston compressor, in particular compressor for the air conditioning system of a motor vehicle, with a housing and arranged in the housing, via a drive shaft ( 104 ) driven compressor unit for sucking and compressing a refrigerant, wherein the compressor unit in a cylinder block axially reciprocating piston ( 109 ) and a piston driving, with the drive shaft ( 104 ) rotating swash plate, as an inclined or swash plate or swivel ring ( 101 ), characterized in that the swash plate is designed and dimensioned by fixing the geometry and / or the mass and / or the center of gravity such that its moment M SW due to the Deviationsmomentes J yz and the angular velocity ω, where M SW = J yz · ω 2 , ie the moment due to the mass inertia and the center of gravity of the swash plate, together with a moment M k, ges due to the translationally moving masses, in particular the piston, possibly including sliding blocks ( 115a . 115b ) Piston rods or the like, in the range of small tilting angle increases the rotational speed and constant pressure difference .DELTA.p between high and low pressure side causes an increase in the tilt angle and thereby an increase in flow and after exceeding a Grenzkippwinkels α limit , where M SW = M k , ges , with increase in speed and constant pressure difference, a reduction in the tilt angle and thereby results in a reduction in flow rate. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkscheibe (101) derart konstruiert und dimensioniert ist, dass der Verlauf des Momentes MSW infolge des Deviationsmomentes Jyz in Abhängigkeit vom Kippwinkel α bei gleicher Drehzahl betragsmäßig im wesentlichen eine größere Steigung aufweist als der Verlauf des Momentes Mk,ges infolge der translatorisch bewegten Massen in Abhängigkeit vom Kippwinkel.Axial piston compressor according to claim 1, characterized in that the swash plate ( 101 ) constructed and dimensioned such that the course of the moment M SW due to the Deviationmomentes J yz as a function of the tilt angle α at the same speed substantially greater slope than the course of the moment M k, ges due to the translationally moving masses in dependence from the tilt angle. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe des Momentes Mk,ges infolge der translatorisch bewegten Massen und des Momentes MSW infolge des Deviationsmomentes Jyz im Kippwinkelbereich zwischen einem vorbestimmten minimalen Kippwinkel αmin und einem maximalen Kippwinkel αmax das Vorzeichen, insbesondere von "plus" nach "minus", wechselt, was einen Übergang von einer Erhöhung des Kippwinkels und einem hierdurch bewirkten Anstieg der Förderleistung auf eine Verringerung des Kippwinkels und hierdurch der Förderleistung bedeutet.Axial piston compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the sum of the moment M k, ges due to the translationally moving masses and the moment M SW due to the Deviationsmomentes Y yz in Kippwinkelbereich between a predetermined minimum tilt angle α min and a maximum tilt angle α max the Sign, in particular from "plus" to "minus", changes, which means a transition from an increase in the tilt angle and a consequent increase in the capacity to a reduction in the tilt angle and thereby the capacity. Axialkolbenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kipppunkt der Schwenkscheibe (101) als Schnittpunkt der Rotationsachsen der Antriebswelle (104) und der Schwenkscheibe festgelegt ist.Axial piston compressor according to one of the preceding claims, characterized in that a tilting point of the swash plate ( 101 ) as an intersection of the axes of rotation of the drive shaft ( 104 ) and the Swing disk is fixed. Axialkolbenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einteilung des die Antriebwelle (104) und Schwenkscheibe (101) umfassenden Raumes in vier Quadranten (Q1, Q2, Q3, Q4) der Schwerpunkt der Schwenkscheibe entweder in einen ersten, vorderen, durch die Antriebswelle und die die Kolbenabstützung umfassende, den Kolben zugewandte Vorderseite der Schwenkscheibe begrenzten Quadranten (Q1), oder in einen zweiten, vorderen, an der relativ zur Antriebswelle dem ersten Quadranten (Q1) gegenüberliegenden Seite liegenden Quadranten (Q2), oder in einen dritten, hinteren, relativ zur Schwenkscheibe auf Höhe des zweiten Quadranten (Q2) hinter, d.h. an der den Kolben abgewandten Seite, der Schwenkscheibe angeordneten Quadranten (Q3), oder in einen vierten, hinteren, relativ zur Schwenkscheibe auf Höhe des ersten Quadranten (Q1) hinter, d.h. an der den Kolben abgewandten Seite, der Schwenkscheibe angeordneten Quadranten (Q4) verlegt ist.Axial piston compressor according to one of the preceding claims, characterized in that when dividing the drive shaft ( 104 ) and swash plate ( 101 ) in four quadrants (Q1, Q2, Q3, Q4) the center of gravity of the swashplate either in a first, front, by the drive shaft and the piston support, the piston facing front of the swashplate limited quadrant (Q1), or in a second, front, at the relative to the drive shaft to the first quadrant (Q1) opposite side lying quadrant (Q2), or in a third, rear, relative to the swash plate at the level of the second quadrant (Q2) behind, ie on the side facing away from the piston of the swashplate arranged quadrants (Q3), or in a fourth, rear, relative to the swashplate at the level of the first quadrant (Q1) behind, ie on the side facing away from the piston, the swashplate arranged quadrant (Q4) is laid. Axialkolbenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schwenkscheibe (101) einerseits und Kolben (109), ggf. einschließlich Gleitsteine (115a, 115b), Kolbenstangen oder dergl., andererseits derart konstruiert und dimensioniert sind, dass bei einem Kippwinkel α von im wesentlichen 0° das Moment MSW infolge des Deviationsmomentes Jyz der Schwenkscheibe größer als Null und das Moment Mk,ges infolge der translatorisch bewegten Massen im wesentlichen gleich Null ist, derart, dass ein positives Gesamt-Moment eine Erhöhung des Kippwinkels α der Schwenkscheibe bewirkt, während oberhalb eines vorbestimmten Kippwinkels im Bereich zwischen 1,5° und 2,5°, insbesondere bei etwa 2°, die Steigung des Momentes Mk,ges infolge der translatorisch bewegten Massen die Steigung des Momentes MSW infolge des Deviationsmomentes Jyz überkompensiert derart, dass ab diesem Wert eine Verringerung des Kippwinkels der Schwenkscheibe bewirkt wird.Axial piston compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the swash plate ( 101 ) on the one hand and piston ( 109 ), if necessary including sliding blocks ( 115a . 115b ), Piston rods or the like., On the other hand designed and dimensioned such that at a tilt angle α of substantially 0 °, the moment M SW due to the Deviationsmomentes J yz the swash plate greater than zero and the moment M k, ges due to the translationally moving masses is substantially equal to zero, such that a positive total torque causes an increase in the tilt angle α of the swash plate, while above a predetermined tilt angle in the range between 1.5 ° and 2.5 °, in particular at about 2 °, the slope of Moment M k, ges due to the translationally moving masses, the slope of the moment M SW due to the Deviationsmomentes Y yz overcompensated such that from this value, a reduction of the tilt angle of the swash plate is effected. Axialkolbenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkscheibe (101) derart konstruiert und dimensioniert ist, dass ihr Moment MSW infolge des Deviationsmomentes Jyz bei einem Kippwinkel α im Bereich zwischen 0,4° und 0,8°, insbesondere bei etwa 0,6°, gleich Null ist.Axial piston compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the swivel disk ( 101 ) is constructed and dimensioned such that its moment M SW due to the deviation moment J yz at a tilt angle α in the range between 0.4 ° and 0.8 °, in particular at about 0.6 °, is equal to zero. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kippwinkel-Wert, ab dem das Gesamt-Moment aus dem Moment Mk,ges der translatorisch bewegten Massen und dem Moment MSW infolge des Deviationsmomentes Jyz der Schwenkscheibe eine Verringerung des Kippwinkels bewirkt, und/oder der Kippwinkel-Wert, bei dem das Moment MSW infolge des Deviationsmomentes Jyz gleich Null ist, durch geeignete Vorbestimmung der Schwerpunktlage der Schwenkscheibe (107) eingestellt sind.Axial piston compressor according to claim 6 or 7, characterized in that the tilt angle value, from which the total moment from the moment M k, ges the translationally moving masses and the moment M SW causes a reduction of the tilt angle due to the Deviationsmomentes J yz of the swash plate , and / or the tilt angle value at which the moment M SW due to the Deviationsmomentes J yz is equal to zero, by suitable predetermination of the center of gravity of the swash plate ( 107 ) are set.
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