DE19513015A1 - Taumelscheibenkompressor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Taumelscheibenkompressor, insbesondere auf eine Verbesserung der Lagerungen, die die Last von der Taumelscheibe aufnehmen.

Im allgemeinen werden Kompressoreinheiten in Kraftfahrzeugen, Lastkraftwägen und ähnlichem verwendet, um komprimiertes Gas an die Fahrzeugklimaanlagen zu liefern.

Ein herkömmlicher Taumelscheibenkompressortyp verwendet eine Konstruktion mit einer Vielzahl an doppelköpfigen Kolben. Ein derartiger Taumelscheibenkompressor hat ein Paar Zylinderblöcke 110A und 110B, wie in Fig. 20 gezeigt ist. Eine Antriebswelle 111 wird von dem Paar Zylinderblöcke 110A und 110B drehbar gelagert. Eine Taumelscheibe 112 ist auf der Antriebswelle 111 montiert. Drucklager 113 sind jeweils zwischen ringförmigen Druckaufnahme-Rippenabschnitten 112a angeordnet, die auf der Vorder- und Rückseite der Taumelscheibe 112 vorgesehen sind, und Druckaufnahme- Rippenabschnitten 110a der Zylinderblöcke 110A und 110B. Jedes Drucklager 113 hat eine ringförmige innere Laufbahn 113a und eine ringförmige äußere Laufbahn 113b, die unterschiedliche Durchmesser haben.

Die äußeren Enden beider Zylinderblöcke 110A und 110B grenzen jeweils an Gehäuse 114 und 115. Schrauben 116 fixieren die einzelnen Zylinderblöcke 110A und 110B und die Gehäuse 114 und 115 fest.

Während der Kompressormontage, wenn die Schrauben 116 festgezogen werden, stößt jede innere Laufbahn 113a nahe ihrem äußeren Umfang an den da zugehörigen Druckaufnahme- Rippenabschnitt 112a. Dieses Schraubenanziehen verformt jede innere Laufbahn elastisch. Die äußeren Laufbahnen 113b stoßen in der Nähe ihrer inneren Umfänge an die Druckaufnahme- Rippenabschnitte 110a der Zylinderblöcke 110A und 110B.

Wenn die Taumelscheibe 112 rotiert, gehen die Kolben 117 hin und her und komprimieren das Kühlgas. Die Reaktionskraft der Taumelscheibe 112 wirkt wiederum als eine Axiallast über die Kolben 117 und die Taumelscheibe 112 auf die Drucklager 113. Die Axiallast wird durch die Druckaufnahme-Rippenabschnitte 110a, 112a auf die Drucklager 113 aufgebracht. Da der Durchmesser des Rippenabschnittes 112a größer ist, als der des Rippenabschnittes 110a, wird ein Moment um die innere Laufbahn 112a erzeugt, das diese elastisch verformt, wenn die Axiallast durch die Taumelscheibe 112 auf die Lager 113 aufgebracht wird. Wie schematisch in Fig. 21 dargestellt ist, können die Drucklager 113 als gleichbedeutend mit Federn S betrachtet werden, die zwischen beiden Seiten der Taumelscheibe 112 und der Zylinderblöcke 110A und 110B angeordnet sind.

Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Kühlgas komprimiert wird, erzeugt die federähnliche Wirkung der Drucklager 113 jedoch eine Vibration, die auf die Taumelscheibe 112 übertragen wird. Darüber hinaus, wenn die Antriebswelle mit hohen Drehzahlen rotiert, wird eine hochfrequente Vibration erzeugt und trägt zu dem Geräusch bei, das durch den Kompressor verursacht wird.

Die japanische ungeprüfte Gebrauchsmuster-Veröffentlichung Nr. 54-170410 offenbart den Aufbau eines anderen Drucklagers. Gemäß diesem Aufbau sind beide Außenseiten der Nabenabschnitte der Taumelscheibe und die zwei Abstützflächen der Zylinderblöcke flach ausgebildet. Hier werden die Drucklager starr zwischen den Außenseiten der Nabenabschnitte und den gegenüberliegenden Abstützflächen gehalten.

Die innere Laufbahn des Drucklagers berührt die Außenseite des Nabenabschnittes an dessen gesamter Seitenfläche. Mit diesem Aufbau wird die innere Laufbahn gegen die Walzen gepreßt, wenn ein Moment aufgrund des Drucks des komprimierten Gases auf die Taumelscheibe wirkt, wie wenn in die Walzen geschnitten werden sollte, wodurch eine versetzte Last auf die Walzen des Drucklagers wirkt. Dies beschleunigt den Verschleiß des Lagers. Als Folge davon rufen die verschlissenen Drucklager Vibrationen und Geräusche oder Leistungsverlust im Kompressor hervor.

Es ist dementsprechend Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Taumelscheibenkompressor zu schaffen, der bei Verwendung einer sehr einfachen Konstruktion die Vibration der Taumelscheibe reduzieren kann.

Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Kompressor zu schaffen, mit dem die Lebensdauer des Drucklagers verlängert werden kann.

Um die vorstehenden und andere Aufgaben und Ziele zu erreichen, ist ein Kompressor vorgesehen, der eine in einem Zylinderblock drehbar gelagerte Antriebswelle hat. Eine Taumelscheibe rotiert in Übereinstimmung mit der Rotation der Antriebswelle. Eine Vielzahl an Kolben geht in den dazugehörigen Zylinderbohrungen in dem Zylinderblock hin und her, um das Gas in Übereinstimmung mit der Drehung der Taumelscheibe zu komprimieren. Erste und zweite Drucklager sind in dem Zylinderblock an beiden Seiten der Taumelscheibe vorgesehen und nehmen die Axialkräfte auf, die durch das Hin- und Hergehender Kolben auf die Taumelscheibe und die Antriebswelle aufgebracht werden. Das erste Drucklager hat einen ersten Abschnitt, der an beiden Seiten durch die Taumelscheibe und den Zylinderblock geklemmt ist, und einen zweiten Abschnitt, der von der Taumelscheibe oder dem Zylinderblock entfernt angeordnet ist.

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, die für neu gehalten werden, werden im einzelnen in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt. Die Erfindung kann, zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen, am besten unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung der vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den dazugehörigen Zeichnungen verstanden werden.

Fig. 1 ist eine Querschnittansicht eines Kompressors gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilansicht des in Fig. 1 gezeigten Kompressors im Querschnitt;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Kompressors im Querschnitt gemäß einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Kompressors im Querschnitt gemäß einer anderen Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 5 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Kompressors im Querschnitt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Kompressors im Querschnitt gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Kompressors im Querschnitt gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;

Fig. 8 ist eine vergrößerte Teilansicht zur Erläuterung des Balligkeitseffektes (crowning effect) eines Drucklagers;

Fig. 9 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Kompressors im Querschnitt gemäß einem fünften erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;

Fig. 10 ist eine Querschnittansicht der Taumelscheibe des Kompressors aus Fig. 9;

Fig. 11 ist eine Vorderansicht der Taumelscheibe des Kompressors aus Fig. 9;

Fig. 12 ist eine Querschnittansicht der Taumelscheibe einer Abwandlung des fünften Ausführungsbeispiels;

Fig. 13 ist eine Teilansicht eines Kompressors im Querschnitt gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel;

Fig. 14 ist eine Teilansicht eines Kompressors im Querschnitt gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel;

Fig. 15 ist eine Teilansicht eines Kompressors im Querschnitt gemäß einem achten Ausführungsbeispiel;

Fig. 16 ist eine vergrößerte Teilansicht im Querschnitt, die eine Abwandlung des achten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 17 ist eine Querschnittansicht der Taumelscheibe einer anderen Abwandlung des achten Ausführungsbeispiels;

Fig. 18 ist eine Teilansicht eines Kompressors im Querschnitt gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel;

Fig. 19 ist eine Teilansicht eines Kompressors im Querschnitt gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel;

Fig. 20 ist eine Querschnittansicht eines herkömmlichen Kompressors; und

Fig. 21 ist eine schematische Seitenansicht der Taumelscheibe aus Fig. 20.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird ein Taumelscheibenkompressor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.

Der Taumelscheibenkompressor enthält ein Paar Zylinderblöcke 2 und 3. Eine Antriebswelle 1 wird von dem Paar Zylinderblöcke 2 und 3 drehbar gelagert. Auf der Antriebswelle 1 ist eine Taumelscheibe 5 montiert. Drucklager 6A und 6B sind jeweils zwischen der Taumelscheibe 5 und den Zylinderblöcken 2 und 3 eingesetzt. Ein jedes der Drucklager 6A und 6B hat eine ringförmige innere Laufbahn 61 und eine ringförmige äußere Laufbahn 62. Die innere Laufbahn 61 und die äußere Laufbahn 62 haben nahezu den gleichen Durchmesser.

Die äußeren Enden der beiden Zylinderblöcke 2 und 3 werden durch Gehäuse 14 und 15 verriegelt. Schrauben 16 verbinden die einzelnen Zylinderblöcke 2 und 3 und die Gehäuse 14 und 15 fest miteinander, so daß die einzelnen Drucklager 6A und 6B zwischen der Taumelscheibe 5 und den Zylinderblöcken 2 und 3 gehalten werden.

Wenn der Kompressor läuft und die Kolben 7 in Übereinstimmung mit der Drehung der Taumelscheibe 5 hin- und hergehen, wird das Kühlgas komprimiert und die Reaktionskraft wirkt als eine Axiallast über die Kolben 7 und die Taumelscheibe 5 auf die Drucklager 6A und 6B.

Die Abstützungskonstruktion für die Drucklager 6A und 6B wird nachfolgend detailliert beschrieben. Da das Paar Drucklager 6A und 6B in diesem Ausführungsbeispiel sowohl starr gehalten werden, als auch dieselbe Konstruktion haben, wird im nachfolgenden nur das hintere Drucklager 6B diskutiert.

Das hintere Drucklager 6B hat eine innere Laufbahn 61, eine äußere Laufbahn 62, Walzen 63 und einen (nicht gezeigten) Lagerkäfig. Durch die Ebene, auf der die Walzen 63 auf der inneren Laufbahn 61 und der äußeren Laufbahn 62 rollen, wird eine Umlaufebene definiert. Der Kreis, der die Mitte der Umlaufebene durchläuft, ist definiert als ein Umlaufmittelkreis PC, der äußere Durchmesser der Umlaufebene ist als ein äußerer Umlaufdurchmesser OD definiert, und der innere Durchmesser der Umlaufebene ist als ein innerer Umlaufdurchmesser BD definiert.

Ein flacher Durckaufnahmesitz oder -oberfläche 31 ist in dem Zylinderblock 3 (Fig. 2) ausgebildet. Der Sitz 31 berührt die gesamte äußere Laufbahn 62. Ein Druckaufnahmesitz oder - oberfläche 51 ist in einem Nabenabschnitt 5a der Taumelscheibe 5 ausgebildet. Der Sitz 51 hat eine Ringform und nahezu den gleichen Flächeninhalt wie die Umlaufebene. Der Sitz 51 hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist, als der der inneren Laufbahn 61. Der Sitz 51 berührt die innere Laufbahn 61 und formt einen erwünschten Spielraum G1 zwischen dem Nabenabschnitt 5a und der Außenseite der inneren Laufbahn 61.

Es ist vorzuziehen, daß der Außendurchmesser des Sitzes 51 ungefähr gleich groß wie der äußere Umlaufdurchmesser OD des Drucklagers 6B ist. Natürlich kann der Außendurchmesser des Sitzes 51 kleiner als der äußere Umlaufdurchmesser OD gemacht werden. Dieser Druckaufnahmesitz 51 kann anstelle der Taumelscheibe 5 in dem Zylinderblock 3 ausgebildet sein, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 kann der Sitz 31 des Zylinderblocks 3 desweiteren so abgewandelt werden, daß er dieselbe Form wie der Sitz 51 des Nabenabschnittes 5a hat.

In einer Abwandlung, die in Fig. 4 gezeigt ist, ist der Innendurchmesser des Sitzes 51 annähernd gleich zum inneren Umlaufdurchmesser BD des Drucklagers 6B. Zwischen dem Nabenabschnitt 5a und der Innenwand der inneren Laufbahn 61 ist ein Spielraum G2 ausgebildet.

Beim herkömmlichen Kompressor, wenn das Moment, das auf der Kompressionsreaktionskraft des Gases basiert, auf die Taumelscheibe 5 wirkt, wirkt eine schwere Versatzlast auf den Umfangsabschnitt der Umlaufebene der inneren Laufbahn und der äußeren Laufbahn. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist zumindest ein Druckaufnahmesitz 51 in seinem Durchmesser geringer festgesetzt als die innere Laufbahn 61, um den Spielraum G1 zwischen dem Nabenabschnitt 5a der Taumelscheibe 5 und der Außenseite der inneren Laufbahn 61 sicherzustellen.

Das Moment wird deshalb nicht auf die Umlaufebene übertragen, wodurch die auf die Umlaufebene wirkende Versatzlast aufgehoben wird.

In der Abwandlung in Fig. 4 kann ein Wechsel des Moments durch eine winzige Deformation, die am Innenwandabschnitt der inneren Laufbahn 61 auftritt, wirksam aufgehoben werden.

Dies wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 weiter diskutiert. Wenn die Taumelscheibe 5 rotiert, rotiert die äußere Laufbahn 62 in Reaktion auf die Bewegung der Taumelscheibe 5, wodurch die äußere Laufbahn 62 und der Sitz 31 gegeneinander gleiten. Dies verschleißt beide Teile 62 und 63 in der Größenordnung von Mikrometern, wodurch ein winziger Spalt W1 dazwischen entsteht. Dieser Spalt ist erwünscht, um eine Momentenschwankung aufzuheben.

Die innere Laufbahn 61, im Gegensatz zu der äußeren Laufbahn 62, rotiert in Reaktion auf die Rotation der Taumelscheibe 5 nur wenig. Jedoch rufen die Ringform des Sitzes 51, die hauptsächlich dazu verwendet wird, deren Fläche zu reduzieren, und die winzige Deformation der inneren Laufbahn 61, einen Verschleiß des Sitzes 51 der Taumelscheibe 5 hervor, wodurch ein winziger Spalt W2 entsteht. Der Spalt W2 reicht aus, eine Momentenveränderung bezüglich der Taumelscheibe 5 aufzuheben und erzeugt einen hervorragenden Balligkeitseffekt (crowning effect), um die Lastkonzentration auf die Endabschnitte der Walzen zu reduzieren.

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der Sitz 51 des Nabenabschnittes 5a der Taumelscheibe 5 einen gebogenen Querschnitt hat. Eine konvexe Oberfläche des Sitzes 51 berührt die innere Laufbahn 61 auf dem Umlaufmittelkreis PC des Drucklagers 6B. Eine Kontaktlinie wird zwischen dem Sitz 51 und der inneren Laufbahn 61 aufrechterhalten. Die Spielräume G1 und G2 werden zwischen dem inneren Umfang der inneren Laufbahn 61 und dem Sitz 51 gebildet. Die übrige Konstruktion des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht der des ersten Ausführungsbeispiels.

Sogar wenn sich das Moment, das auf die Taumelscheibe wirkt, verändert, wird deshalb der Unterschied zwischen den Lasten, die auf den inneren Umfangsabschnitt der Umlaufebene des Drucklagers 6B wirken, erheblich reduziert. Die winzige Deformierung der inneren Laufbahn 61 kann die veränderliche Last ebenso wirksam absorbieren.

In einem dritten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 6 gezeigt ist, ist das hintere Drucklager 6B mit dem Sitz versehen, wie er in den vorhergehenden Beschreibungen diskutiert wurde, und das vordere Drucklager 6A hat eine Ausgleichsfunktion, so daß die Axiallast absorbierbar ist.

Auf der Vorderseite des Nabenabschnittes 5a der Taumelscheibe 5 ist ein ringförmiger Durckaufnahmesitz 5b ausgebildet, der einen relativ großen Durchmesser hat. Die innere Laufbahn 61 des vorderen Drucklagers 6A ist in der Nähe ihres radial äußeren Umfangsabschnittes mit dem Sitz 5b in Eingriff. Auf dem Zylinderblock 2 ist ein ringförmiger Druckaufnahmesitz 2a ausgebildet, der einen relativ kleinen Durchmesser hat. Die äußere Laufbahn 62 des vorderen Drucklagers 6A ist in der Nähe ihres radial inneren Abschnittes mit dem Sitz 2a in Eingriff. Um beiden Drucklagern 6A und 6B die gemeinsamen Funktionen und Komponenten in diesem Ausführungsbeispiel zu geben, haben die inneren Laufbahnen 61 von beiden Drucklagern 6A und 6B einen größeren Durchmesser als die äußeren Laufbahnen 62.

Wenn der Nabenabschnitt 5a der Taumelscheibe 5 über die Drucklager 6A und 6B zwischen beiden Zylinderblöcken 2 und 3 gehalten wird, deformieren sich deshalb die Laufbahnen 61 und 62, die mit den Sitzen 5b und 2a mit unterschiedlichen Durchmessern in Eingriff sind, elastisch. Wenn das Anziehen der Schrauben fester als notwendig ist, wird die überschüssige Kraft durch das vordere Drucklager aufgrund der Deformation absorbiert. Dies beseitigt die Einstellung der Anzugskraft der Schrauben und vereinfacht die Montagearbeit. Wenn der Kompressor läuft und das auf der Kompressionsreaktionskraft des Gases basierende Moment auf die Taumelscheibe 5 wirkt, lagert das stabil gehaltene hintere Drucklager 6B die Taumelscheibe 5 durch ihre Steifheit. Die variable Axiallast wird geeignet durch das vordere Drucklager 6A absorbiert, das die Ausgleichsfunktion hat.

Fig. 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel, bei dem sich die Konstruktion des vorderen Drucklagers 6A von der im dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet. Ein Nabenabschnitt 50a einer Taumelscheibe 50 hat einen flachen Druckaufnahmesitz 50b, der mit der inneren Laufbahn 61 in Eingriff ist. Eine Unterlegscheibe 7 und eine Tellerfeder 8 sind in einem Zylinderblock 20 um die Antriebswelle 1 herum untergebracht, wobei die äußere Laufbahn 62 über die Unterlegscheibe 7 mit der Tellerfeder 8 in Wirkverbindung steht. Mit anderen Worten, in diesem Ausführungsbeispiel wird die Ausgleichsfunktion zur Absorption der Axiallast nicht durch das Drucklager 6A selbst erreicht, sondern sie hängt von der inneren elastischen Deformation der Tellerfeder 8 zwischen dem Zylinderblock 20 und dem vorderen Drucklager 6A ab. Deshalb kann die Ausgleichsfunktion leicht durch geeignetes Auswählen der Federkonstante der Tellerfeder 8 eingestellt werden.

Anstelle des vorderen Drucklagers 6A kann dem hinteren Drucklager 6B die Ausgleichsfunktion gegeben werden. Die Tellerfeder kann durch eine Schraubenfeder, eine Walzenfeder oder ähnliches ersetzt werden.

Im nachfolgenden wird ein fünftes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 11 beschrieben.

In diesem Ausführungsbeispiel hat das hintere Drucklager 6B die innere Laufbahn 61, die äußere Laufbahn 62, Walzen 63 und einen (nicht gezeigten) Lagerkäfig wie in den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Der im Zylinderblock 3 ausgebildete flache Druckaufnahmesitz 31 ist mit der gesamten Außenseite der äußeren Laufbahn 62 in Eingriff. Auf dem Nabenabschnitt 5a der Taumelscheibe 5 ist ein Druckaufnahmesitz 151 mit einem Rücksprungabschnitt 151a ausgebildet, wie deutlich in den Fig. 10 und 11 gezeigt ist.

Dieser Rücksprungabschnitt 151a wird durch Zuschneiden des Nabenabschnittes 5a auf eine vorbestimmte Dicke in einem Bereich R (die schraffierte Fläche in Fig. 11), der nahezu halbringförmig ist, ausgebildet. Die Fläche R ist bezüglich eines Punktes P1 symmetrisch, der um einen vorbestimmten Winkel Θ entlang der Drehrichtung der Taumelscheibe 5 von einem Totpunkt P0 beabstandet ist, an dem die durch den Mittelpunkt O der Taumelscheibe 5 laufende senkrechte Linie C die Umfangskante der Taumelscheibe 5 schneidet. Ein auf die Taumelscheibe 5 wirkendes Moment, das auf der Reaktionskraft, die auf jeden Kolben 7 aufgebracht wird, basiert, stellt ein Maximum in einer speziellen Phase dar, in der die Taumelscheibe 5 um den Winkel Θ vom Totpunkt P0 leicht voreilt. Die Ausbildung des Rücksprungabschnittes 151a bildet einen erwünschten Spielraum C1 zwischen dem Nabenabschnitt 5a und der inneren Laufbahn 61.

Fig. 12 zeigt eine Abwandlung des Rücksprungabschnittes 151a. Ein Rücksprungabschnitt 151a in dieser Abwandlung wird durch schräges Wegschneiden der vorstehend erwähnten halbringförmigen Fläche R von der Mitte des Nabenabschnittes 5 bis zum Außenumfang hin ausgebildet. Als Folge davon wird zwischen dem Nabenabschnitt 5 und der inneren Laufbahn 61 ein Spielraum C2 ausgebildet, der von der Mitte des Nabenabschnittes 5 zum Außenumfang hin allmählich weiter wird.

Wenn das auf der Kompressionsreaktionskraft des Gases basierende Moment auf die Taumelscheibe 5 wirkt, wird es über den Nabenabschnitt 5a auf die innere Laufbahn 61 übertragen. In diesem Ausführungsbeispiel läßt der Spielraum C1 und C2 jedoch zu, daß sich die innere Laufbahn 61 deformiert. Das Moment, das nicht durch diese Deformation absorbiert wurde, wird über die Antriebswelle 1 auf ein Radiallager 4 übertragen und dort aufgenommen. Auf diese Art und Weise wird die Last auf das Drucklager 6B reduziert.

Ferner wir die Last sogar immer an einem Paar Bogensehnen Q des Sitzes 151 aufgenommen, ungeachtet der Größe der Last. Es ist somit möglich, das meiste der versetzten Last, die auf die Umlaufebene des Drucklagers 6B wirkt, auszugleichen.

Fig. 13 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel hat das hintere Drucklager 6B dieselbe Konstruktion wie das des fünften Ausführungsbeispiels, das in Fig. 9 gezeigt ist, und das vordere Drucklager 6A hat im wesentlichen dieselbe Konstruktion als das des dritten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 6 gezeigt ist. In diesem Zusammenhang soll auf die Beschreibungen des dritten und fünften Ausführungsbeispiels bezüglich der Konstruktionen der einzelnen Teile des sechsten Ausführungsbeispiels verwiesen werden.

Wenn in dem sechsten Ausführungsbeispiel das auf der Reaktionskraft des Gases basierende Moment auf die Taumelscheibe 5 wirkt, wird es von dem hinteren Drucklager 6B und dem Radiallager 4 aufgenommen. Die variable Axiallast wird geeignet von dem vorderen Drucklager 6A absorbiert, das die Ausgleichsfunktion hat.

Fig. 14 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel hat das hintere Drucklager 6B dieselbe Konstruktion wie das des fünften Ausführungsbeispiels, das in Fig. 9 gezeigt ist, und das vordere Drucklager 6A hat dieselbe Konstruktion wie das des vierten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 7 gezeigt ist. In diesem Zusammenhang soll auf die Beschreibungen des vierten und fünften Ausführungsbeispiels bezüglich der Konstruktionen der einzelnen Teile des siebten Ausführungsbeispiels verwiesen werden.

Zusätzlich zu der Funktion und den Vorteilen des Kompressors des sechsten Ausführungsbeispiels, kann der Kompressor des siebten Ausführungsbeispiels durch geeignetes Auswählen der Federkonstante der Tellerfeder 8 eine leichte Einstellung der Ausgleichsfunktion sicherstellen.

Ein achtes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 15 diskutiert.

Ein Kompressor gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat ein vorderes und ein hinteres Drucklager 6A und 6B, die auf der Vorder- und der Rückseite der Taumelscheibe 5 dieselbe Konstruktion haben. Das hintere Drucklager 6B hat die innere Laufbahn 61, die äußere Laufbahn 62, die Walzen 63 und den (nicht gezeigten) Lagerkäfig wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Im Zylinderblock 3 ist ein flacher Druckaufnahmesitz 231 ausgebildet, der nahezu mit der gesamten Außenseite der äußeren Laufbahn 62 in Eingriff steht. Auf dem Nabenabschnitt 5a der Taumelscheibe 5 ist ein Druckaufnahmesitz 251 kegelstumpfförmig ausgebildet. Dieser Druckaufnahmesitz 251 ist mit dem Mittelabschnitt der inneren Laufbahn 61 in Eingriff und bildet dabei in einem gegebenen Winkelbereich α (um 0,02 bis 0,5 Grad) zwischen dem Außenumfangsabschnitt des Sitzes 251 und der inneren Laufbahn 61 einen Spielraum aus. Die Breite dieses Spielraumes nimmt allmählich vom Mittelabschnitt des Sitzes 251 zur Außenumfangskante davon zu.

Wenn das auf der Kompressionsreaktionskraft des Gases basierende Moment auf die Taumelscheibe 5 wirkt, wird das Moment über den Nabenabschnitt 5a auf die innere Laufbahn 61 übertragen. Da in diesem Ausführungsbeispiel der Spielraum des gegebenen Winkelbereiches α vorgesehen ist, ist eine Deformation des Umfangsabschnittes der inneren Laufbahn 61 zulässig. Das Moment, das nicht durch diese Deformation absorbiert wurde, wird über die Antriebswelle 1 auf das Radiallager 4 übertragen und dort aufgenommen. Dies reduziert die Belastungen auf die Drucklager 6A und 6B.

Der Sitz 231 des Zylinderblocks 3 kann in derselben Art und Weise wie der wie in Fig. 16 gezeigte Sitz 251 der Taumelscheibe 5 ausgebildet sein. Ferner können beide Druckaufnahmesitze 251 und 231 kegelstumpfförmig ausgebildet sein.

Fig. 17 zeigt eine Abwandlung des Sitzes der Taumelscheibe 5. Dieser Druckaufnahmesitz 251a hat eine ähnliche Konstruktion wie der des Sitzes 151 des fünften Ausführungsbeispiels, das in Fig. 12 gezeigt ist. Der Sitz 251a ist nahezu vollständig um einen vorher festgelegten Winkel β (ungefähr 0,02 bis 0,5 Grad) bezüglich der Ebene, die normal zur Antriebswelle 1 steht, geneigt, so daß der Spielraum zwischen dem Sitz 251a und der inneren Laufbahn 61 an dem Punkt maximal wird, an dem das auf den Sitz 251a wirkende Moment maximal wird. Die Breite dieses Spielraums nimmt von einem Ende des Nabenabschnittes 5a der Taumelscheibe 5 zum anderen Ende hin zu. Dies reduziert auch wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel die auf das Drucklager 6B wirkende Belastung.

Fig. 18 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel hat das hintere Drucklager 6B dieselbe Konstruktion wie das des achten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 15 gezeigt ist, und das vordere Drucklager 6A hat im wesentlichen dieselbe Konstruktion wie das des dritten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 6 gezeigt ist. In diesem Zusammenhang soll auf die Beschreibungen des dritten und achten Ausführungsbeispiels bezüglich der Konstruktionen der Teile des neunten Ausführungsbeispiels verwiesen werden.

Wenn im neunten Ausführungsbeispiel das auf der Kompressionsreaktionskraft des Gases basierende Moment auf die Taumelscheibe 5 wirkt, wird es durch das hintere Drucklager 6B und das Radiallager 4 aufgenommen. Die variable Axiallast wird von dem vorderen Drucklager 6A geeignet absorbiert, das die Ausgleichsfunktion hat.

Fig. 19 zeigt ein zehntes Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel hat das hintere Drucklager 6B dieselbe Konstruktion wie das des achten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 15 gezeigt ist, und das vordere Drucklager 6A hat im wesentlichen dieselbe Konstruktion wie das des vierten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 7 gezeigt ist. In diesem Zusammenhang soll auf die Beschreibungen des vierten und achten Ausführungsbeispiels bezüglich der Konstruktionen der Teile des zehnten Ausführungsbeispiels verwiesen werden.

Zusätzlich zur Funktion und den Vorteilen des Kompressors des neunten Ausführungsbeispiels, stellt der Kompressor des zehnten Ausführungsbeispiels durch geeignetes Auswählen der Federkonstante der Tellerfeder 8 eine leichte Einstellung der Ausgleichsfunktion sicher.

Ein Kompressor enthält eine Antriebswelle, die drehbar auf einem Zylinderblock gelagert ist. Eine Taumelscheibe rotiert in Übereinstimmung mit der Drehung der Antriebswelle. Eine Vielzahl an Kolben geht in den dazugehörigen Zylinderbohrungen in Übereinstimmung mit der Drehung der Taumelscheibe hin und her. In dem Zylinderblock sind auf beiden Seiten der Taumelscheibe erste und zweite Drucklager vorgesehen, die die Axialbelastungen aufnehmen, die auf die Taumelscheibe und die Antriebswelle in Übereinstimmung mit dem Hin- und Hergehen der Kolben aufgebracht werden. Das erste Drucklager hat den ersten Sitzabschnitt auf beiden Seiten durch die Taumelscheibe und den Zylinderblock eingeklemmt, und den zweiten Sitzabschnitt von der Taumelscheibe oder dem Zylinderblock entfernt angeordnet.

Claims (15)

1. Kompressor mit einer Antriebswelle (1), die drehbar in einem Zylinderblock (2, 3) gelagert ist, einer Taumelscheibe (5), die in Übereinstimmung mit der Antriebswelle (1) drehbar ist, und einer Vielzahl an Kolben (7), die in dazugehörigen Zylinderbohrungen (30) im Zylinderblock (2, 3) hin- und hergehen, um Gas in Übereinstimmung mit der Drehung der Taumelscheibe (5) zu komprimieren, gekennzeichnet durch
ein erstes Drucklager (6B) und ein zweites Drucklager (6A), die in dem Zylinderblock (2, 3) vorgesehen sind, wobei das erste Drucklager (6B) auf einer Seite der Taumelscheibe (5) und das zweite Drucklager (6A) auf der gegenüberliegenden Seite der Taumelscheibe (5) zur Aufnahme von Axialbelastungen angeordnet sind, die auf die Taumelscheibe (5) und die Antriebswelle (1) gemäß den hin- und hergehenden Kolben (7) aufgebracht werden; und
wobei das erste Drucklager (6B) einen ersten Sitzabschnitt hat, der an seinen gegenüberliegenden Seiten von der Taumelscheibe (5) und dem Zylinderblock (2, 3) geklemmt ist, und einen zweiten Sitzabschnitt hat, der entweder von der Taumelscheibe (5) oder dem Zylinderblock (2, 3) beabstandet ist.

2. Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Drucklager (6B)
eine der Taumelscheibe (5) gegenüberliegende innere Laufbahn (61) hat,
eine dem Zylinderblock (2, 3) gegenüberliegende äußere Laufbahn (62) hat,
eine ringförmige Umlaufebene, die zwischen der inneren Laufbahn (61) und der äußeren Laufbahn (62) definiert ist, wobei die Umlaufebene eine Außendurchmesser und einen Innendurchmesser hat; und
eine Vielzahl an Walzen (63), die in der Lage sind, auf der Umlaufebene abzurollen.

3. Kompressor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (5) und der Zylinderblock (2, 3) Oberflächen (51, 31) zur Aufnahme der Axialbelastungen haben, wobei jede Oberfläche am ersten Abschnitt des ersten Drucklagers (6B) mit einer der inneren Laufbahn (61) und der äußeren Laufbahn (62) in Eingriff ist.

4. Kompressor gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (51) der Taumelscheibe (5) eine Ringform um die Antriebswelle (1) hat, wobei die Oberfläche einen Außendurchmesser hat, der im wesentlichen gleich zum Außendurchmesser (OD) der Umlaufebene ist.

5. Kompressor gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (31) des Zylinderblocks (2, 3) eine Ringform um die Antriebswelle (1) hat, wobei die Oberfläche einen Außendurchmesser hat, der im wesentlichen gleich zum Außendurchmesser (OD) der Umlaufebene ist.

6. Kompressor gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (51) der Taumelscheibe (5) einen Innendurchmesser hat, der im wesentlichen gleich zum Innendurchmesser (BD) der Umlaufebene ist.

7. Kompressor gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (51) der Taumelscheibe (5) eine konvexe Oberfläche enthält, die einen Linienkontakt zum ersten Drucklager (6B) herstellt.

8. Kompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Drucklager (6A) zum Ausgleich der Axialbelastungen dient.

9. Kompressor gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Taumelscheibe (5) und dem Zylinderblock (2, 3) ringförmige Sitze ausgebildet sind, die voneinander unterschiedliche Durchmesser haben, wobei die Sitze dem zweiten Drucklager (6A) erlauben, deformiert zu werden, um die Axialbelastungen auszugleichen.

10. Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner eine Vorrichtung (8) zum Vorspannen des zweiten Drucklagers (6A) zum ersten Drucklager (6B) hin aufweist.

11. Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (5) einen Rücksprungabschnitt (151a) hat, der mit der inneren Laufbahn (61) des ersten Drucklagers (6B) am zweiten Sitzabschnitt des ersten Drucklagers einen Spielraum (C1) ausbildet.

12. Kompressor gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (5) eine Nabe (5a) hat, die eine Vorderseite hat, und der Rücksprungabschnitt (151a) im wesentlichen über eine Hälfte der Vorderseite der Nabe (5a) ausgebildet ist.

13. Kompressor gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücksprungabschnitt (151a) von einer Mitte der Taumelscheibe (5) zum Umfang der Taumelscheibe hin geneigt ist.

14. Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (251) der Taumelscheibe (5) eine Kegelstumpfform hat, wobei ein mittiger Abschnitt mit der inneren Laufbahn in Eingriff ist, und ein Umfangsabschnitt von der inneren Laufbahn entfernt angeordnet ist.

15. Kompressor gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (251a) der Taumelscheibe (5) mit Bezug zu einer Ebene, die senkrecht zur Antriebswelle (1) steht, um einen vorbestimmten Winkel (β) geneigt ist.