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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Taumelscheibenverdichter mit variabler Verdrängung.
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STAND DER TECHNIK
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Ein herkömmlicher Taumelscheibenverdichter mit variabler Verdrängung (nachstehend als Verdichter bezeichnet) ist in der Patentliteratur 1 offenbart. Dieser Verdichter weist eine Ansaugkammer, eine Austrittskammer, eine Taumelscheibenkammer und mehrere Zylinderbohrungen auf, die in einem Gehäuse ausgebildet sind. In dem Gehäuse wird drehbar eine Antriebswelle getragen. Die Taumelscheibenkammer beherbergt eine Taumelscheibe, die mit einer Drehung der Antriebswelle einhergehend drehbar ist. Zwischen der Antriebswelle und der Taumelscheibe ist ein Verbindungsmechanismus vorgesehen. Der Verbindungsmechanismus erlaubt eine Änderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe. Der Neigungswinkel ist als ein Winkel der Taumelscheibe bezogen auf eine zur Antriebsachse der Antriebswelle senkrechte Richtung definiert. In jeder Zylinderbohrung ist sich hin und her bewegend ein Kolben untergebracht. Ein Paar Schuhe, das für jeden Kolben vorgesehen ist, dient als ein Umwandlungsmechanismus und bewegt den Kolben mit einem dem Neigungswinkel entsprechenden Hub mit einer Drehung der Taumelscheibe einhergehend in jeder Zylinderbohrung hin und her. Ein Stellglied ist dazu imstande, durch Ändern des Volumens einer Steuerungsdruckkammer den Neigungswinkel zu ändern. Das Stellglied wird durch einen Steuerungsmechanismus gesteuert.
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In diesem Verdichter hebt der Steuerungsmechanismus den Druck in der Steuerungsdruckkammer an, indem er den Druck eines Kühlmittels in der Austrittskammer nutzt, und erhöht dadurch über den Verbindungsmechanismus den Neigungswinkel der Taumelscheibe. Wenn dabei der Verbindungsmechanismus aufgrund des Drucks in der Steuerungsdruckkammer von der Taumelscheibe gedrückt wird und wenn die Länge des Verbindungsmechanismus in der Axialrichtung der Antriebswelle minimiert wird, kann der Neigungswinkel nicht weiter erhöht werden. Mit anderen Worten wird in diesem Verdichter der maximale Neigungswinkel beschränkt, indem der Verbindungsmechanismus von der Taumelscheibe gedrückt wird. Auf diese Weise kann in diesem Verdichter die Abgabeleistung pro Umdrehung der Antriebswelle bis zum Maximum erhöht werden.
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ENTGEGENHALTUNGSLISTE
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PATENTLITERATUR
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- Patentliteratur 1: JP H05-172052 A
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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In einem Verdichter, in dem der Neigungswinkel der Taumelscheibe wie oben beschrieben durch ein Stellglied geändert wird, ist der erforderliche Steuerungsdruck, der dem Druck in der Steuerungsdruckkammer entspricht, der zum Erhöhen des Neigungswinkels der Taumelscheibe auf den Maximalwert erforderlich ist, vorgegeben. Wenn der Verdichter derart gestaltet ist, dass ein Austrittskühlmitteldruck, d. h. der Druck von Kühlmittel in der Austrittskammer, in die Steuerungsdruckkammer eingeführt wird, ist der erforderliche Steuerungsdruck niedriger als eine Obergrenze des Austrittkühlmitteldrucks eingestellt.
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Da in dem oben beschriebenen herkömmlichen Verdichter der Maximalwert des Neigungswinkels beschränkt wird, indem der Verbindungsmechanismus von der Taumelscheibe gedrückt wird, wird auf die Taumelscheibe und den Verbindungsmechanismus mehr Druck als der erforderliche Steuerungsdruck aufgebracht. Dies macht es notwendig, eine ausreichende Festigkeit der Taumelscheibe und des Verbindungsmechanismus des Verdichters sicherzustellen, die diesem Druck standhält, und deswegen ist es unausweichlich, die Größe der Taumelscheibenkammer und somit die Größe des Verdichters zu erhöhen.
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Da in dem oben beschriebenen herkömmlichen Verdichter der Maximalwert des Neigungswinkels durch den Verbindungsmechanismus beschränkt wird, der durch die Montage mehrerer Teile in der Achsenrichtung der Antriebswelle ausgebildet wird, kommt es außerdem aufgrund von Abmessungstoleranzen und dergleichen der Taumelscheibe und des Verbindungsmechanismus in der Achsenrichtung der Antriebswelle wahrscheinlich zu einer Streuung des Maximalwerts des Neigungswinkels. Es ist somit schwierig, die Qualität jedes einzelnen Verdichters aufrechtzuerhalten.
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Die Erfindung erfolgte angesichts der oben beschriebenen herkömmlichen Umstände, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verdichter zur Verfügung zu stellen, in dem der Neigungswinkel einer Taumelscheibe durch ein Stellglied geändert wird, wobei Produkt für Produkt eine hervorragende Qualitätsstabilität sichergestellt wird, während eine Größenreduzierung realisiert wird.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Ein erfindungsgemäßer Taumelscheibenverdichter mit variabler Verdrängung umfasst: ein Gehäuse, in dem eine Austrittskammer, eine Taumelscheibenkammer und eine Zylinderbohrung ausgebildet sind; eine Antriebswelle, die drehbar in dem Gehäuse getragen wird; eine Taumelscheibe, die in der Taumelscheibenkammer mit einer Drehung der Antriebswelle einhergehend drehbar ist; einen Verbindungsmechanismus, der zwischen der Antriebswelle und der Taumelscheibe vorgesehen ist und eine Änderung eines Neigungswinkels der Taumelscheibe in einer zu einer Antriebsachse der Antriebswelle senkrechten Richtung gestattet; einen Kolben, der sich hin und her bewegend in der Zylinderbohrung untergebracht ist; einen Umwandlungsmechanismus, der den Kolben mit einem dem Neigungswinkel entsprechenden Hub mit einer Drehung der Taumelscheibe einhergehend in der Zylinderbohrung hin und her bewegt; ein Stellglied, das dazu imstande ist, den Neigungswinkel zu ändern; und einen Steuerungsmechanismus, der das Stellglied steuert,
wobei die Ansaugkammer und die Taumelscheibenkammer miteinander in Verbindung stehen,
das Stellglied einen auf der Antriebswelle vorgesehenen Trennwandkörper, einen beweglichen Körper, der in der Taumelscheibenkammer entlang der Antriebsachse der Antriebswelle beweglich ist und mit einem an die Taumelscheibe zu koppelnden Kopplungsabschnitt versehen ist, und eine Steuerungsdruckkammer aufweist, die von dem Trennwandkörper und dem beweglichen Körper definiert wird und den beweglichen Körper durch Einlassen eines Kühlmittels aus der Austrittskammer bewegt, und
auf der Antriebswelle ein Maximalneigungsbeschränkungsbauteil vorgesehen ist, das sich synchron mit der Antriebswelle dreht und einen Maximalwert des Neigungswinkels beschränkt, indem es gegen den beweglichen Körper stößt.
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In dem erfindungsgemäßen Verdichter ist außerdem der erforderliche Steuerungsdruck geringer als die Obergrenze des Abgabekühlmitteldrucks eingestellt. In diesem Verdichter bewegt sich der bewegliche Körper des Stellglieds, wenn das Kühlmittel aus der Austrittskammer in die Steuerdruckkammer eingeleitet wird. Dadurch ändert sich in diesem Verdichter der Neigungswinkel der Taumelscheibe. In dem Verdichter wird der Maximalwert des Neigungswinkels der Taumelscheibe beschränkt, wenn der bewegliche Körper gegen das Maximalneigungsbeschränkungsbauteil stößt. Das heißt, dass in diesem Verdichter, obwohl der bewegliche Körper und die Taumelscheibe über den Kopplungsabschnitt aneinander gekoppelt sind, die Taumelscheibe unter Nutzung des Drucks in der Steuerungsdruckkammer nicht gegen den Verbindungsmechanismus drückt, um den Maximalwert des Neigungswinkels zu beschränken. Folglich wirkt in diesem Verdichter nicht mehr Druck als der erforderliche Steuerungsdruck auf die Taumelscheibe und den Verbindungsmechanismus, und daher ist es nicht notwenig, mehr Festigkeit der Taumelscheibe und des Verbindungsmechanismus als erforderlich sicherzustellen. Somit erspart der Verdichter die Notwendigkeit, die Taumelscheibenkammer zu vergrößern.
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Außerdem wird in dem Verdichter der Maximalwert des Neigungswinkels beschränkt, indem der bewegliche Körper dazu gebracht wird, gegen das Maximalneigungsbeschränkungsbauteil zu stoßen, anstatt den Verbindungsmechanismus zu verwenden. Selbst wenn die Taumelscheibe und der Verbindungsmechanismus Abmessungstoleranzen und dergleichen in der Achsenrichtung der Antriebswelle haben, führen solche Toleranzen folglich zu keiner Streuung des Maximalwerts des Neigungswinkels.
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Da sich das Maximalneigungsbeschränkungsbauteil synchron mit der Antriebswelle dreht, wird darüber hinaus auch dann, wenn der bewegliche Körper gegen das Maximalneigungsbeschränkungsbauteil stößt, die Drehung des beweglichen Körpers und der Taumelscheibe durch das Maximalneigungsbeschränkungsbauteil nicht beschränkt.
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Somit gewährleistet der erfindungsgemäße Verdichter, in dem der Neigungswinkel der Taumelscheibe durch das Stellglied geändert wird, Produkt für Produkt eine hervorragende Qualitätsstabilität, während eine Größenreduzierung realisiert wird.
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In dem erfindungsgemäßen Verdichter können als das Maximalneigungsbeschränkungsbauteil verschiedene Bauteile eingesetzt werden, solange die Bauteile ausreichende Festigkeit haben, um mehr Druck als dem erforderlichen Steuerungsdruck Stand zu halten, und synchron mit der Antriebswelle drehbar sind. Darüber hinaus kann auf dem beweglichen Körper zum Beispiel zu dem alleinigen Zweck, gegen das Maximalneigungsbeschränkungsbauteil zu stoßen, ein Vorsprung oder dergleichen ausgebildet werden.
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In dem erfindungsgemäßen Verdichter kann die Antriebswelle einen Antriebswellenkörper und eine Kappe aufweisen, die auf den Antriebswellenkörper pressgepasst ist und sich in der Taumelscheibenkammer befindet. Es ist vorzuziehen, dass die Kappe das Maximalneigungsbeschränkungsbauteil ist. Indem ein Hauptkörperabschnitt dazu gebracht wird, gegen die Kappe zu stoßen, ist es in diesem Fall möglich, den Maximalwert des Neigungswinkels zu beschränken. Wenn die Kappe das Maximalneigungsbeschränkungsbauteil ist, ist es darüber hinaus möglich, abhängig von der Form der Kappe und der Position, an der die Kappe auf den Antriebswellenkörper pressgepasst wird, eine Position einzustellen, an der der Hauptkörperabschnitt gegen die Kappe stößt. Somit ist der Verdichter dazu imstande, geeignet den Maximalwert des Neigungswinkels zu beschränken.
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Der erfindungsgemäße Verdichter kann einen Sicherungsring umfassen, der auf die Antriebswelle gepasst ist und sich in der Taumelscheibenkammer befindet. Außerdem ist es vorzuziehen, dass der Sicherungsring das Maximalneigungsbeschränkungsbauteil ist. Auch in diesem Fall ist es möglich, abhängig von der Position, an der der Sicherungsring auf den Antriebswellenkörper gepasst ist, eine Position einzustellen, an der der Hauptkörperabschnitt gegen den Sicherungsring stößt. Somit ist dieser Verdichter ebenfalls dazu imstande, geeignet den Maximalwert des Neigungswinkels zu beschränken.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Der erfindungsgemäße Verdichter, in dem der Neigungswinkel der Taumelscheibe durch das Stellglied geändert wird, gewährleistet Produkt für Produkt eine hervorragende Qualitätsstabilität, während eine Größenreduzierung realisiert wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Schnittansicht eines Verdichters gemäß Ausführungsbeispiel 1 zum Zeitpunkt maximaler Verdrängung.
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2 ist eine schematische Darstellung, die einen Steuerungsmechanismus des Verdichters gemäß Ausführungsbeispiel 1 zeigt.
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3 ist eine Perspektivansicht, die einen beweglichen Körper des Verdichters gemäß Ausführungsbeispiel 1 von hinten betrachtet zeigt.
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4 ist eine Schnittansicht des Verdichters gemäß Ausführungsbeispiel 1 zum Zeitpunkt minimaler Verdrängung.
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5 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Hauptteil eines Verdichters gemäß Ausführungsbeispiel 2 zum Zeitpunkt maximaler Verdrängung zeigt.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden unten Ausführungsbeispiele 1 und 2 beschrieben, die die Erfindung verkörpern. Die Verdichter gemäß den Ausführungsbeispielen 1 und 2 sind Doppelkopf-Taumelscheibenverdichter mit variabler Verdrängung. Diese Verdichter werden beide in Fahrzeugen eingebaut und bilden Kühlkreisläufe einer Fahrzeugklimaanlage.
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Ausführungsbeispiel 1
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein Verdichter gemäß Ausführungsbeispiel 1 ein Gehäuse 1, eine Antriebswelle 3, eine Taumelscheibe 5, einen Verbindungsmechanismus 7, mehrere Kolben 9, ein Paar Schuhe 11a und 11b und ein Stellglied 13 sowie einen Steuerungsmechanismus 15, der in 2 gezeigt ist.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist das Gehäuse 1 ein vorderes Gehäuse 17, das sich in dem Verdichter an einer vorderen Position befindet, ein hinteres Gehäuse 19, das sich in dem Verdichter an einer hinteren Position befindet, erste und zweite Zylinderblöcke 21 und 23, die sich zwischen dem vorderen Gehäuse 17 und dem hinteren Gehäuse 19 befinden, und erste und zweite ventilbildende Platten 39 und 41 auf.
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In dem vorderen Gehäuse 17 ist eine Nabe 17a ausgebildet, die nach vorne vorsteht. In der Nabe 17a ist eine Wellendichtvorrichtung 25 vorgesehen. In dem vorderen Gehäuse 17 sind eine erste Ansaugkammer 27a und eine erste Austrittskammer 29a ausgebildet. Die erste Ansaugkammer 27a befindet sich auf einer Innenumfangsseite des vorderen Gehäuses 17. Die erste Austrittskammer 29a ist in einer Ringform ausgebildet und befindet sich in dem vorderen Gehäuse 17 auf einer Außenumfangsseite der ersten Ansaugkammer 27a.
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In dem vorderen Gehäuse 17 ist ein erster Vorderseitenverbindungsdurchgang 18a ausgebildet. Das vordere Ende des ersten Vorderseitenverbindungsdurchgangs 18a steht mit der ersten Austrittskammer 29a in Verbindung, und sein hinteres Ende öffnet sich am hinteren Ende des vorderen Gehäuses 17.
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Der oben beschriebene Steuerungsmechanismus 15 ist im hinteren Gehäuse 19 vorgesehen. Außerdem sind im hinteren Gehäuse 19 eine zweite Ansaugkammer 27b, eine zweite Austrittskammer 29b und eine Druckregulierungskammer 31 ausgebildet. Die Druckregulierungskammer 31 befindet sich im zentralen Teil des hinteren Gehäuses 19. Die zweite Ansaugkammer 27b ist in einer Ringform ausgebildet und befindet sich in dem hinteren Gehäuse 19 auf einer Außenumfangsseite der Druckregulierungskammer 31. Die zweite Austrittskammer 29b ist ebenfalls in einer Ringform ausgebildet und befindet sich in dem hinteren Gehäuse 19 auf einer Außenumfangsseite der zweiten Ansaugkammer 27b.
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In dem hinteren Gehäuse 19 ist ein erster Hinterseitenverbindungsdurchgang 20a ausgebildet. Das hintere Ende des ersten Hinterseitenverbindungsdurchgangs 20a steht mit der zweiten Austrittskammer 29b in Verbindung, und sein vorderes Ende öffnet sich zum vorderen Ende des hinteren Gehäuses 19.
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Zwischen dem ersten Zylinderblock 21 und dem zweiten Zylinderblock 23 ist eine Taumelscheibenkammer 33 ausgebildet. Die Taumelscheibenkammer 33 befindet sich ungefähr in der Mitte in der von vorne nach hinten verlaufenden Richtung des Gehäuses 1.
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In dem ersten Zylinderblock 21 sind mehrere erste Zylinderbohrungen 21a in Umfangsrichtung parallel zueinander in gleichen Winkelabständen ausgebildet. Außerdem ist in dem ersten Zylinderblock 21 ein erstes Wellenloch 21b ausgebildet, um der Antriebswelle 3 zu erlauben, dadurch eingeführt zu werden. Auf dem ersten Wellenloch 21b ist ein erstes Gleitlager 22a vorgesehen. Anstelle des ersten Gleitlagers 22a kann ein Wälzlager vorgesehen werden.
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Der erste Zylinderblock 21 hat eine erste Vertiefung 21c, die mit dem ersten Wellenloch 21b in Verbindung steht und mit dem ersten Wellenloch 21b koaxial ist. Die erste Vertiefung 21c steht mit der Taumelscheibenkammer 33 in Verbindung und bildet einen Teil der Taumelscheibenkammer 33. Die erste Vertiefung 21c ist derart geformt, dass ihr Durchmesser zum vorderen Ende hin stufenweise kleiner wird. Auf einem vorderen Ende der ersten Vertiefung 21c ist ein erstes Axiallager 35a vorgesehen. In dem ersten Zylinderblock 21 ist ein erster Verbindungsdurchgang 37a ausgebildet, um der Taumelscheibenkammer 33 zu erlauben, mit der ersten Ansaugkammer 27a in Verbindung zu stehen. Außerdem ist in dem ersten Zylinderblock 21 eine erste Halternut 21a vorgesehen, um einen maximalen Öffnungsgrad von jeweils später beschriebenen ersten Ansaugmembranventilen 391a zu beschränken.
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In dem ersten Zylinderblock 21 ist ein zweiter Vorderseitenverbindungsdurchgang 18b ausgebildet. Das vordere Ende des zweiten Vorderseitenverbindungsdurchgangs 18b öffnet sich am vorderen Ende des ersten Zylinderblocks 21, und sein hinteres Ende öffnet sich am hinteren Ende des ersten Zylinderblocks 21.
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Ähnlich wie beim ersten Zylinderblock 21 sind im zweiten Zylinderblock 23 mehrere zweite Zylinderbohrungen 23a ausgebildet. Die zweiten Zylinderbohrungen 23a sind in der von vorne nach hinten verlaufenden Richtung jeweils mit den ersten Zylinderbohrungen 21a gepaart. Die ersten Zylinderbohrungen 21a und die zweiten Zylinderbohrungen 23a haben den gleichen Durchmesser.
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Außerdem ist in dem zweiten Zylinderblock 23 ein zweites Wellenloch 23b ausgebildet, um der Antriebswelle 3 zu erlauben, dadurch eingeführt zu werden. Das hintere Ende des zweiten Wellenlochs 23b steht mit der Druckregulierungskammer 31 in Verbindung. Auf dem zweiten Wellenloch 23 ist ein zweites Gleitlager 22b vorgesehen. Anstelle des zweiten Gleitlagers 22b kann ein Wälzlager vorgesehen werden.
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Der zweite Zylinderblock 23 hat eine zweite Vertiefung 23c, die mit dem zweiten Wellenloch 23b in Verbindung steht und mit dem zweiten Wellenloch 23b koaxial ist. Die zweite Vertiefung 23c steht ebenfalls mit der Taumelscheibenkammer 33 in Verbindung und bildet einen Teil der Taumelscheibenkammer 33. Dementsprechend steht das vordere Ende des zweiten Wellenlochs 23b mit der Taumelscheibenkammer 33 in Verbindung. Die zweite Vertiefung 23c ist derart geformt, dass ihr Durchmesser zum hinteren Ende hin schrittweise kleiner wird. Auf dem hinteren Ende der zweiten Vertiefung 23c ist ein zweites Axiallager 35b vorgesehen. In dem zweiten Zylinderblock 23 ist ein zweiter Verbindungsdurchgang 37b ausgebildet, um der Taumelscheibenkammer 33 zu erlauben, mit der zweiten Ansaugkammer 27b in Verbindung zu stehen. Außerdem ist in dem zweiten Zylinderblock 23 eine zweite Halternut 23e vorgesehen, um einen maximalen Öffnungsgrad von später beschriebenen zweiten Ansaugmembranventilen 411a zu beschränken.
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Der zweite Zylinderblock 23 weist eine Auslassöffnung 230, eine Zusammenflussaustrittskammer 231, einen dritten Vorderseitenverbindungsdurchgang 18c, einen zweiten Hinterseitenverbindungsdurchgang 20b und eine Einlassöffnung 330 auf. Die Auslassöffnung 230 und die Zusammenflussaustrittskammer 231 stehen miteinander in Verbindung. Über die Auslassöffnung 230 ist die Zusammenflussaustrittskammer 231 mit einem (nicht gezeigten) Kondensator verbunden, der eine Rohrleitung bildet.
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Das vordere Ende des dritten Vorderseitenverbindungsdurchgangs 18c öffnet sich zum vorderen Ende des zweiten Zylinderblocks 23, und sein hinteres Ende steht mit der Zusammenflussaustrittskammer 231 in Verbindung. Der dritte Vorderseitenverbindungsdurchgang 18c steht mit dem hinteren Ende des zweiten Vorderseitenverbindungsdurchgangs 18b in Verbindung, wenn der erste Zylinderblock 21 und der zweite Zylinderblock 23 miteinander verbunden sind.
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Das vordere Ende des zweiten Hinterseitenverbindungsdurchgangs 20b steht mit der Zusammenflussaustrittskammer 231 in Verbindung, und sein hinteres Ende öffnet sich zum hinteren Ende des zweiten Zylinderblocks 23.
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Die Einlassöffnung 330 ist in dem zweiten Zylinderblock 23 ausgebildet. Über die Einlassöffnung 330 ist die Taumelscheibenkammer 33 mit einem (nicht gezeigten) Verdampfer verbunden, der eine Rohrleitung bildet.
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Die erste ventilbildende Platte 39 ist zwischen dem vorderen Gehäuse 17 und dem ersten Zylinderblock 21 vorgesehen. Außerdem ist die zweite ventilbildende Platte 41 zwischen dem hinteren Gehäuse 19 und dem zweiten Zylinderblock 23 vorgesehen.
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Die erste ventilbildende Platte 39 weist eine erste Ventilplatte 390, eine erste Ansaugventilplatte 391, eine erste Austrittsventilplatte 392 und eine erste Halterplatte 393 auf. In der ersten Ventilplatte 390, der ersten Austrittsventilplatte 392 und der ersten Halterplatte 393 sind erste Ansaugöffnungen 390a ausgebildet, deren Anzahl gleich der Anzahl der ersten Zylinderbohrungen 21a ist. In der ersten Ventilplatte 390 und der ersten Ansaugventilplatte 391 sind erste Austrittsöffnungen 390b ausgebildet, deren Anzahl gleich der Anzahl der ersten Zylinderbohrungen 21a ist. In der ersten Ventilplatte 390, der ersten Ansaugventilplatte 391, der ersten Austrittsventilplatte 392 und der ersten Halterplatte 393 ist ein erstes Ansaugverbindungsloch 390c ausgebildet. In der ersten Ventilplatte 390 und der zweiten Ansaugventilplatte 391 ist ein erstes Austrittsverbindungsloch 390d ausgebildet.
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Die ersten Zylinderbohrungen 21a stehen über die jeweiligen ersten Ansaugöffnungen 390a mit der ersten Ansaugkammer 27a in Verbindung. Außerdem stehen die ersten Zylinderbohrungen 21a über die jeweiligen ersten Austrittsöffnungen 390b mit der ersten Austrittskammer 29a in Verbindung. Die erste Ansaugkammer 27a steht über das erste Ansaugverbindungsloch 390c mit den ersten Verbindungsdurchgängen 37a in Verbindung. Der erste Vorderseitenverbindungsdurchgang 18a steht über das erste Austrittsverbindungsloch 390d mit dem zweiten Vorderseitenverbindungsdurchgang 18b in Verbindung.
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Die erste Ansaugventilplatte 391 ist auf der hinteren Fläche der ersten Ventilplatte 390 vorgesehen. Die erste Ansaugventilplatte 391 hat mehrere erste Ansaugmembranventile 391a, die dazu imstande sind, die jeweiligen ersten Ansaugöffnungen 390a durch elastische Verformung zu öffnen und zu schließen. Die erste Austrittsventilplatte 392 ist auf der vorderen Fläche der ersten Ventilplatte 390 vorgesehen. Die erste Austrittsventilplatte 392 hat mehrere erste Austrittsmembranventile 392a, die dazu imstande sind, die jeweiligen ersten Austrittsöffnungen 390b durch elastische Verformung zu öffnen und zu schließen. Die erste Halterplatte 393 ist auf der vorderen Fläche der ersten Austrittsventilplatte 392 vorgesehen. Die erste Halterplatte 393 beschränkt einen maximalen Öffnungsgrad der jeweiligen ersten Austrittsmembranventile 392a.
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Die zweite ventilbildende Platte 41 weist eine zweite Ventilplatte 410, eine zweite Ansaugventilplatte 411, eine zweite Austrittsventilplatte 412 und eine zweite Halterplatte 413 auf. In der zweiten Ventilplatte 410, der zweiten Austrittsventilplatte 412 und der zweiten Halterplatte 413 sind zweite Ansaugöffnungen 410a ausgebildet, deren Anzahl gleich der Anzahl der zweiten Zylinderbohrung 23a ist. In der zweiten Ventilplatte 410 und der zweiten Ansaugventilplatte 411 sind zweite Austrittsöffnungen 410b ausgebildet, deren Anzahl gleich der Anzahl der zweiten Zylinderbohrungen 23a ist. In der zweiten Ventilplatte 410, der zweiten Ansaugventilplatte 411, der zweiten Austrittsventilplatte 412 und der zweiten Halterplatte 413 ist ein zweites Ansaugverbindungsloch 410c ausgebildet. In der zweiten Ventilplatte 410 und der zweiten Ansaugventilplatte 411 ist ein zweites Austrittsverbindungsloch 410d ausgebildet.
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Die zweiten Zylinderbohrungen 23a stehen über die jeweiligen zweiten Ansaugöffnungen 410a mit der zweiten Ansaugkammer 27b in der Verbindung. Außerdem stehen die zweiten Zylinderbohrungen 23a über die jeweiligen zweiten Austrittsöffnungen 410b mit der zweiten Austrittskammer 29b in Verbindung. Die zweite Ansaugkammer 27b steht über das zweite Ansaugverbindungsloch 410c mit den zweiten Verbindungsdurchgängen 37b in Verbindung. Der erste Hinterseitenverbindungsdurchgang 20a steht über das zweite Austrittsverbindungsloch 410d mit dem zweiten Hinterseitenverbindungsdurchgang 20b in Verbindung.
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Die zweite Ansaugventilplatte 411 ist auf der vorderen Fläche der zweiten Ventilplatte 410 vorgesehen. Die zweite Ansaugventilplatte 411 ist mit mehreren zweiten Ansaugmembranventilen 411a versehen, die dazu imstande sind, die jeweiligen zweiten Ansaugöffnungen 410a durch elastische Verformung zu öffnen und zu schließen. Außerdem ist die zweite Austrittsventilplatte 412 auf der hinteren Fläche der zweiten Ventilplatte 410 vorgesehen. Die zweite Austrittsventilplatte 412 ist mit mehreren zweiten Austrittsmembranventilen 412a versehen, die dazu imstande sind, die jeweiligen Austrittsöffnungen 410b durch elastische Verformung zu öffnen und zu schließen. Die zweite Halterplatte 413 ist auf der hinteren Fläche der zweiten Austrittsventilplatte 412 vorgesehen. Die zweite Halterplatte 413 schränkt einen maximalen Öffnungsgrad jedes zweiten Austrittsmembranventils 412a ein.
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In dem Verdichter wird von dem ersten Vorderseitenverbindungsdurchgang 18a, dem ersten Austrittsverbindungsloch 390d, dem zweiten Vorderseitenverbindungsdurchgang 18b und dem dritten Vorderseitenverbindungsdurchgang 18c ein erster Austrittsverbindungsdurchgang 18 ausgebildet. Außerdem wird durch den ersten Hinterseitenverbindungsdurchgang 20a, dem zweiten Austrittsverbindungsloch 410d und dem zweiten Hinterseitenverbindungsdurchgang 20b ein zweiter Austrittsverbindungsdurchgang 20 ausgebildet.
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Außerdem stehen in dem Verdichter die ersten und zweiten Ansaugkammern 27a und 27b und die Taumelscheibenkammer 33 über die ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge 37a und 37b und die ersten und zweiten Ansaugverbindungslöcher 390c und 410c miteinander in Verbindung. Folglich ist der Druck in den ersten und zweiten Ansaugkammern 27a und 27b und der Taumelscheibenkammer 33 im Wesentlichen gleich. Da über die Einlassöffnung 330 ein Niedrigdruckkühlmittelgas in die Taumelscheibenkammer 33 strömt, das durch einen Verdampfer gegangen ist, ist der Druck in der Taumelscheibenkammer 33 und den ersten und zweiten Ansaugkammern 27a und 27b geringer als der Druck in den ersten und zweiten Austrittskammern 29a und 29b.
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Die Antriebswelle 3 setzt sich aus einem Antriebswellenkörper 30, einem ersten Tragebauteil 43a und einem zweiten Tragebauteil 43b zusammen. Auf der vorderen Endseite des Antriebswellenkörpers 30 ist ein erster Abschnitt kleinen Durchmessers 30a ausgebildet, und auf der hinteren Endseite des Antriebswellenkörpers 30 ist ein zweiter Abschnitt kleinen Durchmessers 30b ausgebildet. Der Antriebswellenkörper 30 verläuft von der Vorderseite des Gehäuses 1 aus nach hinten, da er von der Nabe 17a aus durch die ersten und zweiten Gleitlager 22a und 22b nach hinten eingeführt ist. Folglich werden der Antriebswellenkörper 30 und somit die Antriebswelle 3 so von dem Gehäuse 1 getragen, dass sie um eine Antriebsachse O herum drehbar sind. Das vordere Ende des Antriebswellenkörpers 30 befindet sich in der Nabe 17a und sein hinteres Ende ragt in die Druckregulierungskammer 31 hinein.
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Auf dem Antriebswellenkörper 30 sind die Taumelscheibe 5, der Verbindungsmechanismus 7 und das Stellglied 13 vorgesehen. Die Taumelscheibe 5, der Verbindungsmechanismus 7 und das Stellglied 13 sind alle in der Taumelscheibenkammer 33 angeordnet.
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Das erste Tragebauteil 43a ist auf den ersten Abschnitt kleinen Durchmessers 30a des Antriebswellenkörpers 30 pressgepasst und befindet sich innerhalb des ersten Gleitlagers 22a im ersten Wellenloch 21b. Außerdem weist das erste Tragebauteil 43a einen Flansch 430, der so gestaltet ist, dass er gegen das erste Axiallager 35a stößt, und einen (nicht gezeigten) Montageabschnitt auf, der so gestaltet ist, dass er einem zweiten Stift 37b, der später beschrieben wird, erlaubt, dadurch eingeführt zu werden. Am ersten Tragebauteil 43a ist ein vorderes Ende einer ersten Rückstellfeder 44a befestigt. Die erste Rückstellfeder 44a verläuft vom ersten Tragebauteil 43a aus entlang der Antriebsachse O zur Taumelscheibenkammer 33 hin.
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Das zweite Tragebauteil 43b ist auf das hintere Ende des zweiten Abschnitts kleinen Durchmessers 30b des Antriebswellenkörpers 30 pressgepasst und befindet sich im zweiten Wellenloch 23b. Das zweite Tragebauteil 43b entspricht einer erfindungsgemäßen Kappe. Auf dem vorderen Ende des zweiten Tragebauteils 43b ist ein Flansch 431 ausgebildet. Der Flansch 431 hat eine flach geformte vordere Fläche 431a. Der Flansch 431 ragt in die zweite Vertiefung 23c hinein und stößt gegen das zweite Axiallager 35b. Außerdem ragt das hintere Ende des zweiten Tragebauteils 43b in die Druckregulierungskammer 31 hinein. In dem zweiten Tragebauteil 43b sind hinter dem Flansch 431 ein erstes Gleitbauteil 432 und ein zweites Gleitbauteil 433 aus Harz vorgesehen. Die ersten und zweiten Gleitbauteile 432 und 433 befinden sich mit einer Innenumfangsfläche des zweiten Wellenlochs 22b in Kontakt und können an ihr entlang gleiten.
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Das zweite Gleitlager 22b ist in das hintere Ende des zweiten Wellenlochs 23b pressgepasst. Dadurch ist das zweite Gleitlager 22b im zweiten Wellenloch 23b vorgesehen.
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Die Taumelscheibe 5 hat eine flache Ringform und weist eine vordere Fläche 5a und eine hintere Fläche 5b auf. Die vordere Fläche 5a ist in der Taumelscheibenkammer 33 bezogen auf den Verdichter nach vorne gewandt. Außerdem ist die hintere Fläche 5b in der Taumelscheibenkammer 33 bezogen auf den Verdichter nach hinten gewandt.
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Die Taumelscheibe 5 ist an einer Ringplatte 45 befestigt. Die Ringplatte 45 hat eine flache Ringform mit einem in der Mitte ausgebildeten Einführloch 45a. Die Taumelscheibe 5 ist an der Antriebswelle 3 angebracht, da der Antriebswellenkörper 30 in der Taumelscheibenkammer 33 durch das Einführloch 45a hindurch eingeführt ist.
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Der Verbindungsmechanismus 7 hat einen Tragearm 49. In der Taumelscheibenkammer 33 ist der Tragearm 49 bezüglich der Taumelscheibe 5 vorne platziert und befindet sich zwischen der Taumelscheibe 5 und dem ersten Tragebauteil 43a. Der Tragearm 49 ist so ausgebildet, dass er vom vorderen Ende zum hinteren Ende hin im Wesentlichen L-förmig ist. Wie in 4 gezeigt ist, stößt der Tragearm 49 gegen den Flansch 430 des ersten Tragebauteils 43a, wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 bezogen auf die Antriebsachse O minimal wird. An dem hinteren Ende des Tragearms 49 ist ein Gewicht 49a ausgebildet. Das Gewicht 49a verläuft ungefähr halb um einen Umfang des Stellglieds 13 herum. Die Form des Gewichts 49a kann passend gestaltet werden.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist die hintere Endseite des Tragearms 49 durch einen ersten Stift 47a mit einer Endseite der Ringplatte 45 verbunden. Wenn die Achse des ersten Stifts 47a als eine erste Schwenkachse M1 definiert wird, wird die vordere Endseite des Tragearms 49 um die erste Schwenkachse M1 herum so getragen, dass sie bezogen auf die eine Endseite der Ringplatte 45, d. h. der Taumelscheibe 5, schwenkbar ist. Die erste Schwenkachse M1 verläuft in einer zur Antriebsachse O der Antriebswelle 3 senkrechten Richtung.
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Das vordere Ende des Tragearms 49 ist über den zweiten Stift 47b mit dem ersten Tragebauteil 43a verbunden. Wenn die Achse des zweiten Stifts 47b als eine zweite Schwenkachse M2 definiert wird, wird die hintere Endseite des Tragearms 49 so um die zweite Schwenkachse M2 herum getragen, dass sie bezogen auf das erste Tragebauteil 43a, d. h. die Antriebswelle 3, schwenkbar ist. Die zweite Schwenkachse M2 verläuft parallel zur ersten Schwenkachse M1. Der erfindungsgemäße Verbindungsmechanismus 7 setzt sich aus dem Tragearm 49, den ersten und zweiten Stiften 47a und 47b und zusätzlich ersten und zweiten Zieharmen 132 und 133 und einem dritten Stift 47c zusammen, die später beschrieben werden.
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Das Gewicht 49a ist so vorgesehen, dass es sich am hinteren Ende des Tragearms 49, d. h. in Bezug auf die erste Schwenkachse M1 auf der entgegengesetzten Seite der zweiten Schwenkachse M2, verläuft. Da der Tragearm 49 mit dem ersten Stift 42a von der Ringplatte 45a getragen wird, geht das Gewicht 49a durch eine Nut 45b in der Ringplatte 45 hindurch und erreicht die hintere Flächenseite der Ringplatte 45, d. h. die Seite der hinteren Fläche 5b der Taumelscheibe 5. Daher wirkt eine Zentrifugalkraft, die durch die Drehung der Taumelscheibe 5 um die Antriebsachse O herum erzeugt wird, auch auf das Gewicht 49a auf der Seite der hinteren Fläche 5b der Taumelscheibe 5.
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In diesem Verdichter ist die Taumelscheibe 5 dazu imstande, sich zusammen mit der Antriebswelle 3 zu drehen, wenn die Taumelscheibe 5 durch den Verbindungsmechanismus 7 mit der Antriebswelle 3 verbunden ist. Außerdem ist die Taumelscheibe 5 dazu imstande, ihren Neigungswinkel aufgrund der Schwenkbewegung beider Enden des Tragearms 49 um jeweils die erste Schwenkachse M1 und die zweite Schwenkachse M2 herum zu ändern.
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Die Kolben 9 haben jeweils einen ersten Kopf 9a an ihrem vorderen Ende und einen zweiten Kopf 9b an ihrem hinteren Ende. Der erste Kopf 9a ist sich hin und her bewegend in jeder ersten Zylinderbohrung 21a untergebracht. Der erste Kopf 9a und die erste ventilbildende Platte 39 bilden in jeder ersten Zylinderbohrung 21a eine erste Kompressionskammer 21d. Der zweite Kopf 9b ist sich hin und her bewegend in jeder zweiten Zylinderbohrung 23a untergebracht. Der zweite Kopf 9b und die zweite ventilbildende Platte 41 definieren in jeder zweiten Zylinderbohrung 23a eine zweite Kompressionskammer 23d.
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In der Mitte jedes Kolbens 9 ist ein Eingriffsabschnitt 9c ausgebildet. In jedem Eingriffsabschnitt 9c sind halbkugelförmige Schuhe 11a und 11b vorgesehen. Die Schuhe 11a und 11b wandeln eine Drehung der Taumelscheibe 5 in eine Hin- und Herbewegung der Kolben 9 um. Die Schuhe 11a und 11b entsprechen einem erfindungsgemäßen Umwandlungsmechanismus. Dadurch sind die ersten und zweiten Köpfe 9a, 9b dazu imstande, sich in den ersten und zweiten Zylinderbohrungen 21a, 23a mit einem dem Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 entsprechenden Hub hin und her zu bewegen.
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Wenn sich in dem Verdichter der Hub der Kolben 9 entsprechend der Änderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5 ändert, bewegen ich dabei jeweilige obere Totpunktpositionen der ersten Köpfe 9a und der zweiten Köpfe 9b. Genauer bewegt sich, wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 abnimmt, die obere Totpunktposition der zweiten Köpfe 9b stärker als die obere Totpunktposition der ersten Köpfe 9a.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist das Stellglied 13 in der Taumelscheibenkammer 33 platziert. Das Stellglied 13 befindet sich in der Taumelscheibenkammer 33 hinter der Taumelscheibe 5 und ist dazu imstande, sich in die zweite Vertiefung 23c vor zu bewegen. Das Stellglied 13 weist einen beweglichen Körper 13a, einen Trennwandkörper 13b und eine Steuerungsdruckkammer 13c auf. Die Steuerungsdruckkammer 13c ist zwischen dem beweglichen Körper 13a und dem Trennwandkörper 13b ausgebildet.
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Wie in 3 gezeigt ist, weist der bewegliche Körper 13a eine hintere Wand 130, eine Umfangswand 131, einen ersten Zieharm 132 und einen zweiten Zieharm 133 auf. Die hintere Wand 130 befindet sich in dem beweglichen Körper 13a an einer hinteren Position und verläuft radial in einer Richtung weg von der Antriebsachse O. Die hintere Wand 130 hat ein Einführloch 130a, durch das der zweite Abschnitt kleinen Durchmessers 30b des Antriebswellenkörpers 30 eingeführt wird. Die Umfangswand 131 setzt sich von einer Außenumfangskante der hinteren Wand 130 fort und verläuft im beweglichen Körper 13a nach vorne.
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Der erste Zieharm 132 und der zweite Zieharm 133 sind beide am vorderen Ende der Umfangswand 131 ausgebildet. Der erste Zieharm 132 und zweite Zieharm 133 der Umfangswand 131 sind so platziert, dass sie einander quer über die Antriebsachse O zugewandt sind und im beweglichen Körper 13a nach vorne vorstehen. Diese ersten und zweiten Zieharme 132 und 133 entsprechen einem erfindungsgemäßen Kopplungsabschnitt. Durch den ersten Zieharm 132 und den zweiten Zieharm 133 sind jeweils ein erstes Stiftloch 132a und ein zweites Stiftloch 133a gebohrt. Der bewegliche Körper 13a ist durch die hintere Wand 130, die Umfangswand 131 und die ersten und zweiten Zieharme 132 und 133 in einer mit Boden versehenen Zylinderform ausgebildet.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist der Trennwandkörper 13b in einer Scheibenform ausgebildet, die einen Durchmesser hat, der im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des beweglichen Körpers 13a ist. Zwischen dem Trennwandkörper 13b und der Ringplatte 45 ist eine zweite Rückstellfeder 44b vorgesehen. Genauer ist das hintere Ende der zweiten Rückstellfeder 44b am Trennwandkörper 13b befestigt und das vordere Ende der zweiten Rückstellfeder 44b ist an der gegenüberliegenden Endseite der Ringplatte 45 befestigt.
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Durch den beweglichen Körper 13a und den Trennwandkörper 13b hindurch ist der zweite Abschnitt kleinen Durchmessers 30b des Antriebswellenkörpers 30 eingeführt. Der bewegliche Körper 13a ist in einer zweiten Unterbringungskammer 23c untergebracht und ist dem Verbindungsmechanismus 7 quer über die Taumelscheibe 5 zugewandt. Der Trennwandkörper 13b ist in dem beweglichen Körper 13a an einer Position hinter der Taumelscheibe 5 platziert, und sein Umfang ist von der Umfangswand 131 umgeben. Folglich ist zwischen dem beweglichen Körper 13a und dem Trennwandkörper 13b die Steuerungsdruckkammer 13c ausgebildet. Die Steuerdruckskammer 13c wird von der Taumelscheibenkammer 33 durch die hintere Wand 130 und die Umfangswand 131 des beweglichen Körpers 13a und den Trennwandkörper 13b getrennt.
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In dem Verdichter ist der Steuerungsdruckkammer 13c ein erforderlicher Steuerungsdruck vorgegeben, der dem Druck in der Steuerungsdruckkammer 13c entspricht, der erforderlich ist, um den Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 auf einen Maximalwert zu erhöhen. Der erforderliche Steuerungsdruck ist geringer als die Obergrenze des Austrittskühlmitteldrucks, d. h. die Obergrenze des Drucks des Kühlmittelgases in der ersten Austrittskammer 29a und der zweiten Austrittskammer 29b, eingestellt.
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In dem Verdichter ist der bewegliche Körper 13a aufgrund des Einführens des zweiten Abschnitts kleinen Durchmessers 30b dazu imstande, sich zusammen mit der Antriebswelle 3 zu drehen und sich in der Taumelscheibenkammer 33 entlang der Antriebsachse O der Antriebswelle 3 zu bewegen. Andererseits ist der Trennwandkörper 13b mit dem zweiten Abschnitt kleinen Durchmessers 30b in einem Zustand verbunden, in dem der zweite Abschnitt kleinen Durchmessers 30b durch ihn eingeführt worden ist. Der Trennwandkörper 13b ist somit nur dazu imstande, sich zusammen mit der Antriebswelle 3 zu drehen, nicht aber, sich auf die gleiche Weise wie der bewegliche Körper 13a zu bewegen. Deswegen bewegt sich der bewegliche Körper 13a bezüglich des Trennwandkörpers 13b entlang der Antriebsachse O. Der Trennwandkörper 13b kann auf dem Antriebswellenkörper 30 so vorgesehen werden, dass er entlang der Antriebsachse O beweglich ist.
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Die ersten und zweiten Zieharme 132 und 133 sind durch den dritten Stift 47c mit der gegenüberliegenden Endseite der Ringplatte 45 verbunden. Der dritte Stift 47c verläuft vom ersten Stiftloch 132a aus, das in 3 gezeigt ist, durch die gegenüberliegende Endseite der Ringplatte 45 zum zweiten Stiftloch 133a. Wie in 1 gezeigt ist, wird, wenn die Achse des dritten Stifts 47c als eine Wirkungsachse M3 definiert wird, die gegenüberliegende Endseite der Ringplatte 45, d. h. die Taumelscheibe 5, von dem beweglichen Körper 13a so getragen, dass sie um die Wirkungsachse M3 herum schwenkbar ist. Die Wirkungsachse M3 verläuft parallel zu den ersten und zweiten Schwenkachsen M1 und M2. Der bewegliche Körper 13a ist somit an die Taumelscheibe 5 gekoppelt.
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Der zweite Abschnitt kleinen Durchmessers 30b hat einen Axialweg 3a, der vom hinteren Ende aus entlang der Antriebsachse O nach vorne verläuft, und einen Radialweg 3b, der vom vorderen Ende des Axialwegs 3a aus in Radialrichtung verläuft und sich in einer Außenumfangsfläche des Antriebswellenkörpers 30 öffnet. Das hintere Ende des Axialwegs 3a öffnet sich zur Druckregulierungskammer 31. Der Radialweg 3b öffnet sich zur Steuerungsdruckkammer 13c. Die Steuerungsdruckkammer 13c steht somit über den Radialweg 3b und den Axialweg 3a mit der Druckregulierungskammer 31 in Verbindung.
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An einem Spitzenende des Antriebswellenkörpers 30 ist ein Gewindeabschnitt 3d ausgebildet. Über den Gewindeabschnitt 3d wird die Antriebswelle 3 mit einer Riemenscheibe oder einer elektromagnetischen Kupplung (nicht gezeigt) verbunden.
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Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet der Steuerungsmechanismus 15 einen Niedrigdruckdurchgang 15a, einen Hochdruckdurchgang 15b, ein Steuerungsventil 15c, eine Drosselblende 15d, den Axialweg 3a und den Radialweg 3b.
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Der Niedrigdruckdurchgang 15a ist mit der Druckregulierungskammer 31 und der zweiten Ansaugkammer 27b verbunden. Über den Niedrigdruckdurchgang 15a, den Axialweg 3a und den Radialweg 3b stehen die Steuerungsdruckkammer 13c, die Druckregulierungskammer 31 und die zweite Ansaugkammer 27b miteinander in Verbindung. Der Hochdruckdurchgang 15b ist mit der Druckregulierungskammer 31 und der zweiten Austrittskammer 29b verbunden. Über den Hochdruckdurchgang 15b, den Axialweg 3a und den Radialweg 3b stehen die Steuerungsdruckkammer 13c, die Druckregulierungskammer 31 und die zweite Austrittskammer 29b miteinander in Verbindung. Die Drosselblende 15d ist in dem Hochdruckdurchgang 15b vorgesehen.
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Das Steuerungsventil 15c ist am Niedrigdruckdurchgang 15a vorgesehen. Das Steuerungsventil 15c ist dazu imstande, beruhend auf dem Druck in der zweiten Ansaugkammer 27b einen Öffnungsgrad des Niedrigdruckdurchgangs 15a einzustellen.
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In dem Verdichter ist die in 1 gezeigte Einlassöffnung 330 mit einem Rohr verbunden, das zum Verdampfer führt, während die Auslassöffnung 230 mit einem Rohr verbunden ist, das zum Kondensator führt. Der Kondensator ist über ein Rohr und ein Expansionsventil mit dem Verdampfer verbunden. Der Verdichter, der Verdampfer, das Expansionsventil, der Kondensator usw. bilden einen Kühlkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage. Die Darstellung des Verdampfers, des Expansionsventils, des Kondensators und der Rohre wird weggelassen.
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In dem wie oben beschrieben gestalteten Verdichter dreht sich die Taumelscheibe 5 durch die Drehung der Antriebswelle 3 und die Kolben 9 bewegen sich in den ersten und zweiten Zylinderbohrungen 21a und 23a hin und her. Dadurch ändern die ersten und zweiten Kompressionskammern 21d und 23d entsprechend dem Kolbenhub ihre Volumen. In dem Verdichter finden wiederholt eine Ansaugphase zum Ansaugen von Kühlmittelgas in die ersten und zweiten Kompressionskammern 21d und 23d, eine Kompressionsphase zum Komprimieren des Kühlmittelgases in den ersten und zweiten Kompressionskammern 21d und 23d und eine Abgabephase zum Abgeben des komprimierten Kühlmittelgases in die ersten und zweiten Austrittskammern 29a und 29b statt.
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Das in die erste Austrittskammer 29a abgegebene Kühlmittelgas geht durch den ersten Austrittsverbindungsdurchgang 18 und erreicht die Zusammenflussaustrittskammer 231. Gleichermaßen geht das in die zweite Austrittskammer 29b abgegebene Kühlmittelgas durch den zweiten Austrittsverbindungsdurchgang 20 und erreicht die Zusammenflussaustrittskammer 231. Nachdem es die Zusammenflussaustrittskammer 231 erreicht hat, wird das Kühlmittelgas durch die Auslassöffnung 230 zum Kondensator abgegeben.
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Während diese Ansaugphase usw. stattfinden, wird auf den Rotationskörper, der sich aus der Taumelscheibe 5, der Ringplatte 45, dem Tragearm 49 und dem ersten Stift 47a zusammensetzt, eine Kolbenkompressionskraft aufgebracht, die den Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 verringert. Wenn sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 ändert, erhöht sich der Hub der Kolben 9 oder verringert sich, und dadurch ist es möglich, die Verdrängung zu steuern.
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Wenn das Steuerungsventil 15c des Steuerungsmechanismus 15, das in 2 gezeigt ist, den Öffnungsgrad des Niedrigdruckdurchgangs 15a erhöht, wird genauer der Druck in der Druckregulierungskammer 31 und somit der Druck in der Steuerungsdruckkammer 13c im Wesentlichen gleich dem Druck in der zweiten Ansaugkammer 27b. Aufgrund der Kolbenkompressionskraft, die auf die Taumelscheibe 5 wirkt, bewegt sich der bewegliche Körper 13a des Stellglieds 13, wie in 4 gezeigt ist, in der Taumelscheibenkammer 33 nach vorne.
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Folglich drückt in dem Verdichter der bewegliche Körper 13a an der Wirkungsachse M3 über die ersten und zweiten Zieharme 132 und 133 die Taumelscheibe 5 an der gegenüberliegenden Endseite in der Taumelscheibenkammer 33 nach vorne. Somit schwenkt in dem Verdichter die gegenüberliegende Endseite der Ringplatte 45, mit anderen Worten die gegenüberliegende Endseite der Taumelscheibe 5, gegen eine Vorspannkraft der zweiten Rückstellfeder 44b im Uhrzeigersinn um die Wirkungsachse M3 herum. Außerdem schwenkt das hintere Ende des Tragearms 49 im Uhrzeigersinn um die erste Schwenkachse M1 herum und das vordere Ende des Tragearms 49 schwenkt im Gegenuhrzeigersinn um die zweite Schwenkachse M2 herum. Der Tragearm 49 gelangt nahe an den Flansch 430 des ersten Tragebauteils 43a. Dadurch schwenkt die Taumelscheibe 5 unter Nutzung der Wirkungsachse M3 als einen Wirkpunkt und unter Verwendung der ersten Schwenkachse M1 als Hebelpunkt. Dies verringert den Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 bezogen auf die Antriebsachse O der Antriebswelle 3 und den Hub der Kolben 9. Daher nimmt die Abgabeleistung des Verdichters pro Umdrehung der Antriebswelle 3 ab. Der in 4 gezeigte Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 ist der Minimalwert in diesem Verdichter.
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Dabei wird in diesem Verdichter auf die Taumelscheibe 5 auch die auf das Gewicht 49a wirkende Zentrifugalkraft aufgebracht. Somit wird die Taumelscheibe 5 dieses Verdichters leicht in eine Richtung versetzt, die den Neigungswinkel verringert.
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Wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 abnimmt, stößt die Ringplatte 45 gegen das hintere Ende der ersten Rückstellfeder 44a. Die erste Rückstellfeder 44a verformt sich somit elastisch und das hintere Ende der ersten Rückstellfeder 44a gelangt nahe an das erste Tragebauteil 43a.
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Wenn in diesem Verdichter der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 kleiner wird und der Hub der Kolben 9 abnimmt, bewegt sich die obere Totpunktposition der zweiten Köpfe 9b von der zweiten ventilbildenden Platte 41 weg. Wenn sich in dem Kompressor der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 0 Grad nähert, erfolgt somit in der ersten Kompressionskammer 21d etwas Kompressionsarbeit, während in der zweiten Kompressionskammer 23d keine Kompressionsarbeit erfolgt.
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Wenn das in 2 gezeigte Steuerungsventil 15c den Öffnungsgrad des Niedrigdruckdurchgangs 15a verringert, nimmt der Druck in der Druckregulierungskammer 31 aufgrund des Drucks des Kühlmittelgases in der zweiten Austrittskammer 29b zu, und dadurch nimmt der Druck in der Steuerungsdruckkammer 13c zu. Somit bewegt sich der bewegliche Körper 13a des Stellglieds 13 in der Taumelscheibenkammer 33, wie in 1 gezeigt ist, gegen die auf die Taumelscheibe 5 wirkende Kolbenkompressionskraft nach hinten, d. h. zum Flansch 431 des zweiten Tragebauteils 43b hin.
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Folglich zieht in dem Kompressor der bewegliche Körper 13a die gegenüberliegende Endseite der Taumelscheibe 5 an der Wirkungsachse M3 über die ersten und zweiten Zieharme 132 und 133 in der Taumelscheibenkammer 33 nach hinten. Somit schwenkt in dem Verdichter die gegenüberliegende Endseite der Taumelscheibe 5 im Gegenuhrzeigersinn um die Wirkungsachse M3 herum. Außerdem schwenkt die hintere Seite des Tragearms 49 im Gegenuhrzeigersinn um die erste Schwenkachse M1 herum und das vordere Ende des Tragearms 49 schwenkt im Uhrzeigersinn um die zweite Schwenkachse M2 herum. Der Tragearm 49 bewegt sich vom Flansch 430 des ersten Tragebauteils 43a weg. Dadurch schwenkt die Taumelscheibe 5 in einer Richtung, die zu der oben beschriebenen Richtung in dem Fall, in dem der Neigungswinkel verringert wird, entgegengesetzt ist, wobei sie die Wirkungsachse M3 als Wirkpunkt nutzt und die erste Schwenkachse M1 als Hebelpunkt nutzt. Dies erhöht den Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 bezogen auf die Antriebsachse O der Antriebswelle 3.
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In dem Verdichter bewegt sich dabei der bewegliche Körper 13a zum Flansch 431 hin und zieht die gegenüberliegende Endseite der Taumelscheibe 5 über die ersten und zweiten Zieharme 132 und 133 in der Taumelscheibenkammer 33 nach hinten, bis der Druck in der Steuerungsdruckkammer 13c den erforderlichen Steuerungsdruck erreicht. Somit erlaubt der Verbindungsmechanismus 7 eine Erhöhung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5, bis er den Maximalwert erreicht. Die Abgabeleistung des Verdichters pro Umdrehung der Antriebswelle 3 nimmt zu, wenn der Hub der Kolben 9 zunimmt. Wenn der Druck in der Steuerungsdruckkammer 13c den erforderlichen Steuerungsdruck erreicht, erreicht der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5, wie in 1 gezeigt ist, den Maximalwert.
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Während in dem Verdichter wie oben beschrieben der erforderliche Steuerungsdruck der Steuerungsdruckkammer 13c niedriger als die Obergrenze des Abgabekühlmitteldrucks eingestellt ist, wird das Kühlmittelgas von der zweiten Austrittskammer über den Hochdruckdurchgang 15b und dergleichen in die Steuerungsdruckkammer 13c eingeleitet. Daher steigt in dem Verdichter, auch nachdem der Neigungsdruck der Taumelscheibe 5 wie oben beschrieben den Maximalwert erreicht hat, der Druck in der Steuerungsdruckkammer 13c weiter über den erforderlichen Steuerungsdruck an.
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Wenn in dem Verdichter der Druck in der Steuerungsdruckkammer 13c zunimmt und den erforderlichen Steuerungsdruck erreicht, bewegt sich in dieser Hinsicht der bewegliche Körper 13a in der Taumelscheibenkammer 33 nach hinten und stößt mit der hinteren Wand 130 gegen die vordere Fläche 431a des Flansches 431. Dies erlaubt dem Verdichter, den Maximalwert des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5 zu beschränken. Das heißt, dass in diesem Verdichter, obwohl der bewegliche Körper 13a und die Taumelscheibe 5 über die ersten und zweiten Zieharme 132 und 133 aneinander gekoppelt sind, die Taumelscheibe 5 aufgrund des Drucks in der Steuerungsdruckkammer 13c nicht gegen den Tragearm 49 des Verbindungsmechanismus 7 drückt, um den Maximalwert des Neigungswinkels zu beschränken. In diesem Verdichter wirkt der den erforderlichen Steuerungsdruck überschreitende Druck auf den Flansch 431 und somit auf das zweite Tragebauteil 43b, nicht aber über die ersten und zweiten Zieharme 132 und 133 auf die Taumelscheibe 5 oder den Tragearm 49 des Verbindungsmechanismus 7. Daher ist es in diesem Verdichter nicht notwendig, die Festigkeit der Taumelscheibe 5 und des Tragearms 49 mehr als erforderlich zu gewährleisten. Somit befreit der Verdichter von der Notwenigkeit, die Taumelscheibenkammer 33 zu vergrößern.
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In dem Verdichter wird der Maximalwert des Neigungswinkels durch die hintere Wand 130 des beweglichen Körpers 13a und den Flansch 431, die gegeneinander stoßen, nicht durch den Verbindungsmechanismus 7 beschränkt. Daher führen in dem Verdichter auch dann, wenn die Taumelscheibe 5 und der Verbindungsmechanismus 7 Abmessungstoleranzen oder dergleichen in der Richtung der Antriebsachse O haben, solche Toleranzen zu keiner Streuung des Maximalwerts des Neigungswinkels.
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Da in dem Verdichter das zweite Tragebauteil 43b auf den Antriebswellenkörper 30 pressgepasst ist, dreht sich das zweite Tragebauteil 43b einschließlich des Flansches 431 synchron mit dem Antriebswellenkörper 30. Daher wird in dem Verdichter auch dann, wenn die hintere Wand 130 gegen den Flansch 431 stößt, die Drehung des beweglichen Körpers 13a und auch der Taumelscheibe 5 durch den Flansch 431 nicht beschränkt.
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Daher gewährleistet der Verdichter gemäß Ausführungsbeispiel 1, in dem der Neigungswinkel der Taumelscheibe 5 durch das Stellglied 13 geändert wird, Produkt für Produkt eine hervorragende Qualitätsstabilität, während eine Größenreduzierung realisiert wird.
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Insbesondere wird in diesem Verdichter der Maximalwert des Neigungswinkels beschränkt, indem der Flansch 431 des zweiten Tragebauteils 43b dazu gebracht wird, gegen die hintere Wand 130 des beweglichen Körpers 13a zu stoßen. Daher ist es in diesem Verdichter möglich, abhängig von der Dicke des Flansches 431 und der Form des zweiten Tragebauteils 43b selbst die Position einzustellen, an der die hintere Wand 130 gegen den Flansch 431 stößt. Darüber hinaus ist es in diesem Verdichter auch möglich, abhängig von der Position, an der das zweite Trägerbauteil 43b auf den zweiten Abschnitt kleinen Durchmessers 30b des Antriebswellenkörpers 30 pressgepasst ist, die Position einzustellen, an der die hintere Wand 130 gegen den Flansch 431 stößt. Somit ist der Verdichter dazu imstande, geeignet den Maximalwert des Neigungswinkels zu beschränken.
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Ausführungsbeispiel 2
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In dem Verdichter gemäß Ausführungsbeispiel 2 ist, wie in 5 gezeigt ist, auf den zweiten Abschnitt kleinen Durchmessers 30b des Antriebswellenkörpers 30 ein Sicherungsring 51 gepasst. Genauer gesagt ist der Sicherungsring 51 an einer Position zwischen dem zweiten Tragebauteil 43b und dem beweglichen Körper 13a auf den zweiten Abschnitt kleinen Durchmessers 30b gepasst. Dadurch befindet sich der Sicherungsring 51 in der zweiten Vertiefung 23c, d. h. in der Taumelscheibenkammer 33. Die Form des Sicherungsrings 51 kann passend gestaltet werden. Zur Erleichterung der Erläuterung wird in dieser Figur die Darstellung der Kolben 9, der Schuhe 11a und 11b und dergleichen weggelassen. Die übrigen Bestandteile des Verdichters sind die gleichen wie die des Verdichters gemäß Ausführungsbeispiel 1, und hinsichtlich der gleichen Bestandteile werden die gleichen Bezugszahlen verwendet und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen.
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Wenn in diesem Verdichter der Druck in der Steuerungsdruckkammer 13c zunimmt und den erforderlichen Steuerungsdruck erreicht, stößt die hintere Wand 130 des beweglichen Körpers 13a, die sich in der Taumelscheibenkammer 33 nach hinten bewegt hat, gegen den Sicherungsring 51. Dies erlaubt es dem Verdichter, den Maximalwert des Neigungswinkels der Taumelscheibe 5 zu beschränkten, ohne dass die Taumelscheibe 5 und die Umfangswand 131 gegeneinander stoßen.
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Auch in diesem Verdichter ist es möglich, abhängig von der Position, an der der Sicherungsring 51 auf den zweiten Abschnitt kleinen Durchmessers 30b pressgepasst ist, die Position einzustellen, an der die hintere Wand 130 gegen den Sicherungsring 51 stößt. Somit kann in diesem Verdichter der Maximalwert des Neigungswinkels geeignet beschränkt werden. Die übrigen Funktionsweisen dieses Verdichters sind die gleichen wie die des Verdichters gemäß Ausführungsbeispiel 1.
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Obwohl die Erfindung oben unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele 1 und 2 beschrieben worden ist, ist die Erfindung natürlich nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele 1 und 2 beschränkt und kann nach Bedarf abgewandelt und angewandt werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
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Zum Beispiel kann auf der hinteren Wand 130 des beweglichen Körpers 13a für den alleinigen Zweck, gegen den Flansch 431 oder den Sicherungsring 51 zu stoßen, ein Vorsprung vorgesehen werden. Außerdem kann der Vorsprung so gestaltet werden, dass er dazu imstande ist, gegen das zweite Axiallager 35b zu stoßen. In diesem Fall entspricht das zweite Axiallager 35b dem erfindungsgemäßen Maximalneigungsbeschränkungsbauteil.
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Darüber hinaus kann der Verdichter als ein Einzelkopf-Taumelscheibenverdichter mit variabler Verdrängung gestaltet werden, indem nur in entweder dem ersten Zylinderblock 21 oder dem zweiten Zylinderblock 23 Zylinderbohrungen ausgebildet werden.
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Außerdem kann der Steuerungsmechanismus 15 derart gestaltet werden, dass das Steuerungsventil 15c in dem Hochdruckdurchgang 15b vorgesehen ist, während die Drosselblende 15d in dem Niedrigdruckdurchgang 15a vorgesehen ist. In diesem Fall ist es möglich, unter Verwendung des Steuerungsventils 15c den Öffnungsgrad des Hochdruckdurchgangs 15b einzustellen. Dadurch kann der Druck in der Steuerungsdruckkammer 13b aufgrund des Drucks des Kühlmittelgases in der zweiten Austrittskammer 29b rasch erhöht werden, und die Abgabeleistung kann rasch erhöht werden.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die Erfindung ist bei einer Klimaanlage und dergleichen anwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 3
- Antriebswelle
- 5
- Taumelscheibe
- 7
- Verbindungsmechanismus
- 9
- Kolben
- 11a, 11b
- Schuh (Umwandlungsmechanismus)
- 13
- Stellglied
- 13a
- Beweglicher Körper
- 13b
- Trennwandkörper
- 13c
- Steuerungsdruckkammer
- 15
- Steuerungsmechanismus
- 21a
- Erste Zylinderbohrung
- 21d
- Erste Kompressionskammer
- 23a
- Zweite Zylinderbohrung
- 23d
- Zweite Kompressionskammer
- 27a
- Erste Ansaugkammer
- 27b
- Zweite Ansaugkammer
- 29a
- Erste Austrittskammer
- 29b
- Zweite Austrittskammer
- 33
- Taumelscheibenkammer
- 43b
- Zweites Tragebauteil (Maximalneigungsbeschränkungsbauteil, Kappe)
- 51
- Sicherungsring (Maximalneigungsbeschränkungsbauteil)
- 130
- Hintere Wand (Hauptkörperabschnitt)
- 131
- Umfangswand (Hauptkörperabschnitt)
- 132
- Erster Zieharm (Kopplungsabschnitt)
- 133
- Zweiter Zieharm (Kopplungsabschnitt)
- O
- Antriebsachse
