DE19513265A1 - Vibrationsverhinderungsanordnung eines Taumelscheibenkompressors - Google Patents
Vibrationsverhinderungsanordnung eines TaumelscheibenkompressorsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Nockenplattenkompressor,
bei dem eine Vielzahl Doppelkopfkolben in jeweiligen Zylin
derbohrungen hin- und hergehen, wenn sich eine Nockenplatte
auf einer Drehwelle dreht, wodurch Kühlgas in der Kompres
sionskammer in jeder Zylinderbohrung komprimiert wird. Ge
nauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung
zur Verhinderung von Vibrationen während des Betriebs des
Kompressors.
Im allgemeinen wird ein Kompressor in einem Klimaanlagen
system oder einem Gefrierapparat verwendet. Um beispielsweise
eine Kabine in einem Fahrzeug zu klimatisieren, komprimiert
ein Kompressor Kühlgas, das von einem externen Kühlkreislauf
zugeführt wird, und entlädt das Gas dann zu dem externen
Kühlkreislauf.
Das japanische ungeprüfte Gebrauchsmuster Nr. HEI 2-101080
offenbart diese Art Kompressor. Dieser Kompressor hat eine
Vielzahl (beispielsweise fünf) Zylinderbohrungen, die in
gleichwinkligen Abständen um seine Drehwelle angeordnet sind,
wobei eine Vielzahl hin- und hergehender Doppelkopfkolben in
den jeweiligen Zylinderbohrungen aufgenommen sind. Wenn sich
eine Taumelscheibe zusammen mit der Drehwelle dreht, bewegt
sich jeder Kolben hin und her. Wenn jeder Kolben nach vorne
bewegt wird, stößt das Kühlgas in jeder Kompressionskammer
ein Auslaßventil auf und bewegt sich in eine Auslaßkammer
heraus. Wenn sich jeder Kolben zurückbewegt, stößt das Kühl
gas in jeder Kompressionskammer ein Einlaßventil auf und be
wegt sich in die Kompressionskammer.
Die Taumelscheibe und Drehwelle dieses Kompressors sind auf
einem Zylinderblock mittels eines Paars Radiallager und eines
Paars Axiallager gelagert. Daher wird die radiale Last auf
die Drehwelle durch die Radiallager auf den Zylinderblock
übertragen und die axiale Last auf die Drehwelle wird durch
die Axiallager auf den Zylinderblock übertragen.
Die axiale Last auf die Drehwelle ändert sich nahezu einer
Kosinuskurve folgend, wie durch eine Kurve C₁ in Fig. 5 ge
zeigt ist. In Fig. 5 ist auf der horizontalen Skala der Dreh
winkel der Drehwelle aufgetragen und die vertikale Skala
stellt die Größe und Richtung der Axiallast dar. Das Symbol
"+" stellt die Axiallast dar, die vorwärts auf den Kompressor
wirkt und das Symbol "-" stellt die Axiallast dar, die rück
wärts auf den Kompressor wirkt. Wenn es fünf Kolben gibt, ist
es aus Fig. 5 offensichtlich, daß während der einmaligen Dre
hung der Drehwelle die Wirkungsrichtung der axialen Last sich
wechselweise fünfmal ändert und die Maximalwerte Fmax0 der
Axiallast in unterschiedliche Richtungen wechselweise auftre
ten.
Jedes der zuvor beschriebenen Axiallager hat ein Paar Schalen
und eine Vielzahl Walzen, die zwischen den Schalen vorgesehen
sind. Die Schalen dieser Lager sind vorverformt, um eine Vor
last in Axialrichtung auf die Drehwelle aufzubringen. Diese
Vorlast wird höher als der Maximalwert der Axiallast einge
stellt, um ein Zittern der Drehwelle in die Axialrichtung zu
verringern, wodurch das Auftreten von Vibrationen und Ge
räuschen von vornherein unterdrückt wird.
Da sich die Durchbiegung der Schalen verändert, ist es jedoch
wahrscheinlich, daß die Vorlast größer eingestellt wird, als
es zur Vorwegnahme der Veränderung notwendig ist. Die über
schüssige Vorlast steigert den Drehwiderstand der Drehwelle
und der Taumelscheibe, wodurch der Energieverlust ansteigt.
Entsprechend wurde die Erfindung zur Lösung der obigen Pro
bleme geschaffen und es ist eine Hauptaufgabe der Erfindung,
einen Nockenplattenkompressor zu schaffen, der ein Unter
drücken der Vibrationen des Kompressors und ein Unterdrücken
des Energieverlustes ermöglicht.
Der erfindungsgemäße Kompressor hat eine Vielzahl Zylinder
bohrungen, die um eine Drehwelle in einem Zylinderblock ge
bildet sind und eine Vielzahl Doppelkopfkolben, die in den
jeweiligen Zylinderbohrungen untergebracht sind. Entsprechend
der Drehung einer Nockenplatte, die auf der Drehwelle mon
tiert ist, komprimieren die Kolben Kühlgas in einer Vielzahl
vorderer und hinterer Kompressionskammern, die in den Boh
rungen jeweils vor und hinter den Bohrungen gebildet sind.
Der Kompressor weist einen Aufnahmemechanismus auf, der eine
Axiallast aufnimmt, die auf die Drehwelle während des Be
triebs des Kompressors aufgebracht wird. Ein Erzeugungsmecha
nismus erzeugt eine erste Vorlast, die auf einem Unterschied
zwischen einem Maximum der Summe der Lasten, die auf die Vor
derseite der Kolben durch das Kühlgas in den vorderen Kom
pressionskammern aufgebracht wird, und einem Maximum der
Summe der Lasten basiert, die auf die Rückseiten der Kolben
durch das Kühlgas in den hinteren Kompressionskammern aufge
bracht wird. Eine Übertragungsvorrichtung überträgt die erste
Vorlast auf den Aufnahmemechanismus in einer vorbestimmten
Richtung.
Die Merkmale der Erfindung, die als neu betrachtet werden,
werden im einzelnen in den beigefügten Ansprüchen hervorgeho
ben. Die Erfindung zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen
wird am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung
der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispielen zusammen
mit den beigefügten Zeichnungen verstanden, in denen
Fig. 1 eine Seitenschnittansicht ist, die ein erstes, erfin
dungsgemäßes Ausführungsbeispiel darstellt;
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1
ist;
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 1
ist;
Fig. 4 eine Teilschnittansicht des Kompressors ist;
Fig. 5 eine Graphik ist, die die Axiallast auf eine Drehwelle
darstellt;
Fig. 6 eine Seitenschnittansicht ist, die eine Abwandlung des
Kompressors zeigt;
Fig. 7 eine Seitenschnittansicht ist, die eine andere Abwand
lung des Kompressors zeigt;
Fig. 8 eine Seitenschnittansicht ist, die den gesamten Kom
pressor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigt;
Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9 in Fig. 8
ist;
Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie 10-10 in Fig. 8
ist;
Fig. 11 eine Seitenschnittansicht ist, die einen Teil des
Kompressors aus Fig. 8 in Vergrößerung zeigt;
Fig. 12(a) eine Graphik ist, die einen Wechsel des Druckes in
der Kompressionskammer darstellt;
Fig. 12(b) eine Graphik ist, die einen Wechsel der Axiallast
zeigt;
Fig. 12(c) eine Graphik ist, die einen Wechsel der Axiallast
zeigt;
Fig. 13 eine Seitenschnittansicht ist, die den gesamten Kom
pressor gemäß einer ersten Abwandlung des zweiten Ausfüh
rungsbeispieles zeigt;
Fig. 14 eine Seitenschnittansicht ist, die den gesamten Kom
pressor gemäß einer zweiten Abwandlung zeigt;
Fig. 15 eine Seitenschnittansicht von wesentlichen Abschnit
ten ist, die eine dritte Abwandlung zeigen;
Fig. 16 eine Seitenschnittansicht von wesentlichen Abschnit
ten ist, die eine vierte Abwandlung zeigen;
Fig. 17 eine Seitenschnittansicht von wesentlichen Abschnit
ten ist, die eine fünfte Abwandlung zeigt; und
Fig. 18 eine Seitenschnittansicht von wesentlichen Abschnit
ten ist, die eine sechste Abwandlung zeigt.
Ein erstes, erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel wird nun
unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschrieben.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein Paar Zylinderblöcke 1 und
2 miteinander gekoppelt. Ein vorderes Gehäuse 5 ist über eine
Ventilplatte 3 mit der äußeren Stirnfläche des vorderen Zy
linderblocks 1 verbunden und ein hinteres Gehäuse 6 ist
ebenso über eine Ventilplatte 4 mit der äußeren Stirnfläche
des hinteren Zylinderblocks 6 verbunden. Die Zylinderblöcke 1
und 2, die Ventilplatten 3 und 4, das vordere Gehäuse 5 und
das hintere Gehäuse 6 sind mittels Bolzen 22 gesichert. Ein
Paar Aufnahmelöcher 1a und 2a ist in den Mittenabschnitten
beider Zylinderblöcke 1 und 2 ausgebildet und steht miteinan
der in Verbindung. Ringförmige Vorsprünge 3a und 4a sind auf
den Ventilplatten 3 und 4 ausgebildet. Die Vorsprünge 3a und
4a sind in die jeweiligen Löcher 1a und 2a eingepaßt, um die
Ventilplatte 3 und 4 an den Zylinderblöcken 1 und 2 zu posi
tionieren.
Lagerlöcher 5a und 6a sind jeweils an den Mittenabschnitten
des vorderen Gehäuses 5 und des hinteren Gehäuses 6 ausgebil
det und sind mit den jeweiligen Aufnahmelöchern 1a und 2a in
Verbindung. Lager 7 und 8, die jeweils eine Vielzahl Walzen
mit kegelstumpfartiger Form haben, sind in den Lagerlöchern
5a und 6a jeweils untergebracht. Eine Drehwelle ist drehbar
auf dem vorderen Gehäuse 5 und dem hinteren Gehäuse 6 über
die Lager 7 und 8 gelagert. Eine äußere Schale 7a des Lagers
7 liegt am Boden und der inneren Wand des zugeordneten Lager
lochs 5a an.
Innere Schalen 7b und 8b der Lager 7 und 8 liegen jeweils an
Stufenabschnitten 9a1 und 9b1 an, die zwischen den Abschnit
ten 9a und 9b mit großem Durchmesser und einem Abschnitt 9c
mit kleinem Durchmesser der Drehwelle liegen. Die Walzen 7c
des Lagers 7 sind zwischen der äußeren Schale 7a und der in
neren Schale 7b angeordnet und die Walzen 8c des Lagers 8
sind zwischen der äußeren Schale 8c und der inneren Schale 8b
angeordnet. Die vorderen Walzen 7c sind auf dem Umfang eines
imginären Kegels C1 angeordnet, der zur Vorderseite des Kom
pressors zusammenläuft und die hinteren Walzen 8c sind auf
dem Umfang eines imaginären Kegels C2 angeordnet, der zur
Rückseite des Kompressors zusammenläuft. Die Böden der beiden
imaginären Kegel C1 und C2 stehen daher einander gegenüber.
Jede der Walzen 7c und 8c hat ein äußeres Ende, das nahe der
Drehwelle 9 angeordnet ist und ein inneres Ende, das zur
Drehwelle 9 im Abstand angeordnet ist.
Die Drehwelle 9 ist mit einer Taumelscheibe 10 verbunden, die
als Nockenplatte dient. Eine Taumelscheibenkammer 11 ist zwi
schen den Zylinderblöcken 1 und 2 ausgebildet, die Einlaß
kanäle 12 aufweist. Ein (nicht gezeigter) externer Kühlkreis
lauf ist mit den Einlaßkanälen 12 verbunden, so daß das Kühl
gas über die Einlaßkanäle 12 in die Taumelscheibenkammer 11
von dem externen Kühlkreislauf zugeführt wird.
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, sind fünf Zylinderboh
rungen 13 in dem Zylinderblock 1 ausgebildet und fünf Zylin
derbohrungen 14, 14A in dem Zylinderblock 2 ausgebildet. Die
Bohrungen 13, 13A, 14, 14A sind in gleichwinkligen Abständen
um die Drehwelle 9 ausgebildet. Die fünf vorderen Zylinder
bohrungen 13, 13A bilden axial ausgerichtete Paare mit den
fünf hinteren Zylinderbohrungen 14, 14A und jedes Paar Zylin
derbohrungen nimmt einen hin- und hergehenden Doppelkopfkol
ben 15 oder 15A auf. Die Drehbewegung der Taumelscheibe 10
wandelt sich in die Hin- und Herbewegung der Kolben 15, 15A
über Schuhe 16 und 17 um. Wenn sich die Taumelscheibe 10
dreht, bewegen sich daher die Kolben 15, 15A in ihren jewei
ligen Zylinderbohrungen 13, 13A und 14, 14A vorwärts und
rückwärts.
Der Durchmesser "r" der vorderen Zylinderbohrungen 13, 13A
wird kleiner als der Durchmesser "R" der Zylinderbohrungen
14, 14A gewählt. Entsprechend ist die Druckaufnahmefläche "m"
eines vorderen Kopfes 15a jedes Kolbens 15, 15A kleiner als
die Druckaufnahmefläche "M" eines hinteren Kopfes 15b.
Auslaßkammern 18 und 19 sind jeweils in Umfangsabschnitten
des vorderen Gehäuses 5 und des hinteren Gehäuses 6 ausgebil
det. Die Köpfe 15a und 15b jedes Kolbens 15, 15A bilden zwei
Kompressionskammern Pa und Pb in jedem Paar der Zylinderboh
rungen 13 und 14. Die Kompressionskammern Pa und Pb sind je
weils mit der vorderen und hinteren Auslaßkammer 18 und 19
über Auslaßkanäle 3b und 4b in der vorderen und hinteren Ven
tilplatte 3 und 4 verbunden. Die einzelnen Auslaßkanäle 3b
und 4b werden wahlweise durch Klappenauslaßventile 20 und 21
geöffnet oder geschlossen. Der Öffnungsgrad der Auslaßkanäle
3b und 4b durch die Auslaßventile 20 und 21 ist jeweils durch
Rückhalteelemente 23 und 24 beschränkt. Die einzelnen Auslaß
kammern 18 und 19 sind mit dem zuvor erwähnten externen Kühl
kreislauf verbunden.
Drehventile 25 und 26 mit einer fast zylindrischen Form sind
an den äußeren Flächen der Abschnitte 9a und 9b mit großem
Durchmesser der Drehwelle 9 jeweils befestigt. Die Drehven
tile 25 und 26 sind jeweils in den Aufnahmelöchern 1a und 2a
untergebracht. Entlüftungskanäle 25a und 26a sind jeweils in
den Innenwänden der Drehventile 25 und 26 ausgebildet, die
den Lagerlöchern 5a und 6a eine Verbindung mit der Taumel
scheibenkammer 11 ermöglichen. Eine Lippendichtung 29 ist
zwischen dem vorderen Gehäuse 5 und der Drehwelle 9 vorgese
hen, um ein Austreten des Kühlgases außerhalb des Kompressors
von dem Lagerloch 5a zu verhindern.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind Ansaugkanäle 1b in gleicher
Anzahl wie die vorderen Zylinderbohrungen 13, 13A in dem vor
deren Zylinderblock 1 in gleichwinkligen Abständen zwischen
dem vorderen Aufnahmeloch 1a und den vorderen Zylinderbohrungen 13, 13A
ausgebildet. Die einzelnen Saugkanäle 1b sind
immer mit den Zylinderbohrungen, 13, 13A verbunden.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind ähnlich Saugkanäle 2b in
gleicher Anzahl wie die hinteren Zylinderbohrungen 14, 14A in
dem hinteren Zylinderblock 2 in gleichwinkligen Abständen
zwischen dem hinteren Aufnahmeloch 2a und den hinteren Zylin
derbohrungen 14, 14A ausgebildet. Die einzelnen Saugkanäle 2b
sind immer mit den Zylinderbohrungen 14, 14A verbunden.
Jedes Drehventil 25, 26 hat einen einzigen Saugdurchtritt 27
oder 28. Einlässe 27a und 28a der Saugdurchtritte 27 und 28
öffnen sich zu der Taumelscheibenkammer 11, während sich Aus
lässe 27b und 28b zu den äußeren Flächen der Drehventile 25
und 26 öffnen. Wenn sich die Drehventile 25 und 26 drehen,
verursachen die Saugdurchtritte 27 und 28 daher nacheinander,
daß die Taumelscheibenkammer 11 mit den Zylinderbohrungen 13,
13A und 14, 14A über die einzelnen Saugkanäle 2b verbunden
wird.
Der in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Kolben 15A liegt am obe
ren Totpunkt bezüglich der vorderen Zylinderbohrung 13A und
liegt am unteren Totpunkt bezüglich der hinteren Zylinderboh
rung 14A. Wenn der Kolben 15A in einer solchen Lage ist, ist
der Auslaß 27b des Saugdurchtritts 27 gerade kurz vor der
Verbindung mit dem Saugkanal 1b der vorderen Zylinderbohrung
13A, während der Auslaß 28b des Saugdurchtritts 28 gerade
kurz vor der Trennung von dem Saugkanal 2b der hinteren Zy
linderbohrung 14A ist. Wenn der Kolben 15A anfängt, sich vom
oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt bezüglich der vorderen
Zylinderbohrung 13A im Saughub für diese Zylinderbohrung 13A
nach unten zu bewegen, wird der Saugdurchtritt 27 mit der
Kompressionskammer Pa der Zylinderbohrung 13A verbunden, da
sich das Drehventil 25 dreht. Folglich wird das Kühlgas in
der Taumelscheibenkammer 11 in die Kompressionskammer Pa der
Zylinderbohrung 13A über den Saugdurchtritt 27 zugeführt.
Wenn der Kolben 15A anfängt, sich von dem unteren Totpunkt zu
dem oberen Totpunkt bezüglich der hinteren Zylinderbohrung 14A
im Auslaßhub für diese Zylinderbohrung 14A gleichzeitig
mit der Durchführung des Saughubs für die vordere Zylinder
bohrung 13A nach unten zu bewegen, wird der Saugdurchtritt 28
von der Kompressionskammer Pb der Zylinderbohrung 14A ge
trennt, da sich das Drehventil 26 dreht. Folglich wird das
Kühlgas in der Kompressionskammer Pb in die Auslaßkammer 19
über den Auslaßkanal 4b ausgelassen, während das Auslaßventil
24 aufgestoßen wird. Das ausgelassene Kühlgas kehrt zu dem
externen Kühlkreislauf zurück.
Die oben beschriebenen Saug- und Auslaßvorgänge des Kühlgases
werden ebenso für die Kompressionskammern Pa und Pb der ande
ren Zylinderbohrungen 13 und 14 durchgeführt.
Der Aufbau der Lager wird nun detailliert beschrieben.
Wie in Fig. 1 und 4 gezeigt ist, steht das vordere Ende der
Drehwelle 9 aus dem vorderen Gehäuse 5 vor und das hintere
Ende ist in dem Lagerloch 6a des hinteren Gehäuses 6 angeord
net. Eine Trennwand 30 als Übertragungselement ist in dem La
gerloch 6a so aufgenommen, daß es entlang der Achse der Dreh
welle 9 gleiten kann. Die Trennwand 30 liegt an der äußeren
Schale 8a des Walzenlagers 8 an, ohne die innere Schale 8b zu
berühren. Ein Dichtring 31 liegt zwischen der Trennwand 30
und der Oberfläche des Lagerloches 6a. Die Trennwand 30 bil
det eine Druckkammer 32 auf der Rückseite des Lagerloches 6a.
Eine Tellerfeder 33 ist in der Druckkammer 32 angeordnet.
Diese Tellerfeder 33 drückt die Trennwand 30 gegen die äußere
Schale 8a des Walzenlagers 8, um eine Vorwärtslast auf die
Drehwelle 9 über das Lager 8 aufzubringen. Diese Vorlast
führt zum Eingriff des vorderen Stufenabschnittes 9a1 der
Drehwelle 9 mit dem vorderen Walzenlager 7.
Die Druckkammer 32 ist über einen Durchtritt 34 mit der Aus
laßkammer 19 verbunden. Entsprechend wirkt der Auslaßdruck
des Kühlgases auf die Druckkammer 32 und der Auslaßdruck in
der Druckkammer 32 wirkt über die Trennwand 30 gegen den
Saugdruck im Lagerloch 6a. Da der Auslaßdruck normalerweise
größer als der Saugdruck ist, steigert das Vorhandensein der
Druckkammer 32 die auf die Drehwelle 9 aufgebrachte Vorlast.
Wenn sich die Taumelscheibe 10 zusammen mit der Drehwelle 9
dreht, bewegen sich die fünf Kolben 15 in den jeweiligen Zy
linderbohrungen 13 und 14 über die Schuhe 17 hin und her. In
Übereinstimmung mit der Hin- und Herbewegung jedes Kolbens 15
wird das Kühlgas der Taumelscheibenkammer 11 über die Ein
laßkanäle 12 zugeführt. Da sich die Drehventile 25 und 26 zu
sammen mit der Drehwelle 9 drehen, wird das Gas der Taumel
scheibenkammer 11 den Kompressionskammern regelmäßig zuge
führt, nachdem es durch die Saugdurchtritte 27 und 28 der
Drehventile 25 und 26 hindurchgetreten ist. Die Gase werden
in den einzelnen Kompressionskammern Pa und Pb komprimiert
und anschließend in die Auslaßkammern 18 und 19 über die Aus
laßkanäle 3b und 4b und die Auslaßventile 20 und 21 ausgelas
sen.
Wenn die Gase komprimiert werden, wirken die Drücke in der
vorderen und hinteren Kompressionskammer Pa und Pb auf den
vorderen Kopf 15a und den hinteren Kopf 15b jedes Kolbens 15.
Der Unterschied zwischen der Summe der auf die einzelnen vor
deren Köpfe 15a wirkenden Drücke und der Summe der auf die
einzelnen hinteren Köpfe 15b wirkenden Drücke wird als erste
Vorlast in Axialrichtung der Drehwelle 9 über die Kolben 15,
Schuhe 17 und Taumelscheibe 10 übertragen.
Diese erste Vorlast variiert, wie durch eine Kurve C₀ in der
Graphik in Fig. 5 gezeigt ist. Die vertikale Skala dieser
Graphik stellt die Größe und Richtung der Last dar und die
horizontale Skala zeigt den Drehwinkel der Drehwelle 9 an.
Das Symbol "+" in der Graphik stellt die Axiallast dar, die
in Richtung auf das hintere Gehäuse 6 von dem vorderen Ge
häuse 5 wirkt (im folgenden als ′,vordere Axiallast" bezeich
net) und das Symbol "-" stellt die Axiallast dar, die in
Richtung auf das vordere Gehäuse 5 von dem hinteren Gehäuse 6
wirkt (im folgenden als "hintere Axiallast" bezeichnet). Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel ändert sich, wie durch die
Kurve C₀ gezeigt ist, die Wirkungsrichtung der Axiallast
wechselweise fünfmal und die Größe der Axiallast wird allge
mein in Richtung zur Minusseite der vertikalen Skala verscho
ben.
Die hintere Axiallast auf die Drehwelle 9 wird durch das vor
dere Lager 7 aufgenommen und auf das vordere Gehäuse 5 über
tragen. Die vordere Axiallast wird durch das hintere Walzen
lager 8, die Trennwand 30 und die Tellerfeder 33 aufgenommen
und auf das hintere Gehäuse 6 übertragen.
Wenn die Flächen des vorderen und hinteren Kopfes 15a und 15b
gleich wie beim Stand der Technik gewählt sind, sollte die
Größe der vorderen Axiallast nahezu gleich der Größe der hin
teren Axiallast sein, wie durch eine Kurve C₁ in Fig. 5 ange
zeigt ist. In diesem Ausführungsbeispiel jedoch ist die Flä
che "m" der vorderen Köpfe 15a der Kolben 15, 15A kleiner ge
wählt als die Fläche "M" der hinteren Köpfe 15b. Wenn die
Drücke in den vorderen und hinteren Kompressionskammern Pa
und Pb gleich zueinander sind, ist die auf die hinteren Köpfe
15b wirkende Kraft größer als die auf die vorderen Köpfe 15a
wirkende Kraft. Wie durch die Kurve C₀ in Fig. 5 gezeigt ist,
verschiebt sich folglich die Größe der Axiallast in Richtung
der Minusseite auf der vertikalen Skala mehr als im Fall der
Kurve C₁, so daß der Maximalwert Fmax1 der vorderen Axiallast
geringer als der Maximalwert Fmax2 der hinteren Axiallast
wird.
Wenn die Flächen der vorderen und hinteren Köpfe 15a und 15b
der Kolben 15, 15A voneinander unterschiedlich gemacht wer
den, wie oben erwähnt ist, ist es offensichtlich, daß, selbst
wenn der Kompressor nach seiner Anregung einen einheitlichen
Druck hat, eine erste Vorlast auf die Drehwelle 9 aufgebracht
wird. Diese erste Vorlast entspricht dem Unterschied zwischen
der vorderen Axiallast und der hinteren Axiallast.
Weiterhin werden in diesem Ausführungsbeispiel zweite und
dritte Vorlasten in die Axialrichtung auf die Drehwelle 9
durch die Vorspannkraft der Tellerfeder 33 und den Druck in
der Druckkammer 32 aufgebracht, wie durch die gerade Linie L
in Fig. 5 gezeigt ist. Die zusammengesetzte Kraft dieser La
sten ist durch F₀ dargestellt. Die zweite Vorlast durch die
Tellerfeder 33 ist konstant. Die dritte Vorlast durch den
Druck in der Druckkammer 32 ändert sich geringfügig in Über
einstimmung mit dem Auslaßdruck, ist aber nahezu konstant.
Die Last F₀, die durch die Linie L dargestellt ist, wirkt
gegen die vordere Axiallast. Die Last F₀ in diesem Ausfüh
rungsbeispiel wird auf einen geringfügig größeren Wert als
den Maximalwert Fmax1 der vorderen Axiallast und geringer als
der herkömmliche Maximalwert Fmax0 der vorderen Axiallast ge
setzt. Das Setzen der Last F₀ in dieser Weise hindert die
Drehwelle 9 am Flattern und verhindert abnormale Geräusche
und abnormale Schwingungen. Dieses Ausführungsbeispiel kann
ebenso den Drehwiderstand der Drehwelle 9 verglichen mit dem
herkömmlichen Kompressor reduzieren, wodurch der Energiever
lust reduziert wird.
In dem Fall, in dem die Last in die Axialrichtung nur durch
die Vorspannkraft der Tellerfeder 33 vorgegeben ist, wird es
notwendig, eine Feder zu verwenden, dessen Vorspannkraft grö
ßer als die Axiallast ist, die auftritt, wenn der Auslaßdruck
maximal wird. Da dieses Ausführungsbeispiel so gestaltet ist,
daß eine extra Vorlast in der Druckkammer 32 unter Verwendung
des Auslaßdruckes erzeugt wird, kann jedoch die Vorspannkraft
der Tellerfeder 33 reduziert werden, so daß der Drehwider
stand auf die Drehwelle 9 und der Energieverlust weiter ver
kleinert werden können.
Die Wirksamkeit der Vorspannkraft der Tellerfeder 33 hängt
von dem Betrag der Deformation dieser Feder ab. Da dieser De
formationsbetrag von der Zusammenbaugenauigkeit der Zylinder
blöcke 1 und 2 des vorderen Gehäuses 5 und des hinteren Ge
häuses 6 abhängt, gibt es eine Abweichung in der Wirksamkeit
der Vorspannkraft der Tellerfeder 33. Wenn durch diese
Schwankung die Reduzierung der Federkraft erwartet wird, ist
es notwendig, zunächst die Vorspannkraft der Tellerfeder 33
höher anzusetzen. Da der oben beschriebene Aufbau des vorlie
genden Ausführungsbeispieles es genau gegenteilig gestattet,
die Vorspannkraft der Tellerfeder 33 geringer anzusetzen,
wird die Abweichung kleiner, so daß die Feder 33 mit einer
hohen Präzision hergestellt werden kann.
Weiterhin werden die Drehventile 25 und 26 in diesem Ausfüh
rungsbeispiel als Einlaßventile verwendet, um die folgenden
Vorteile hervorzubringen.
Wenn ein klappenartiges Einlaßventil verwendet wird, klebt
das Einlaßventil aufgrund des in dem Kühlgas enthaltenen
Schmieröls an dem Saugkanal fest, wodurch die Betriebszeitge
bung des Einlaßventils verzögert wird. Da diese Art Einlaß
ventil nahe an dem Saugkanal angeordnet ist, selbst wenn der
Saugkanal geöffnet ist, wirkt es als ein Widerstand gegen das
Saugen des Kühlgases. Die Verzögerung der Betriebszeitgebung
und der Saugwiderstand reduziert den voluminetrischen Wir
kungsgrad des Kompressors.
Im Gegensatz dazu beseitigt die Verwendung der Drehventile 25
und 26 die Probleme des Ventilklebens und des Saugwiderstan
des, die durch das Schmieröl verursacht werden. Wenn die
Drücke in den Kompressionskammern Pa und Pb geringfügig ge
ringer als der Saugdruck in der Taumelscheibenkammer 11 wer
den, fließt das Kühlgas spontan in die Kompressionskammern Pa
und Pb. Die Verwendung der Drehventile 25 und 26 kann daher
den voluminetrischen Wirkungsgrad signifikant im Vergleich
mit der Verwendung eines klappenartigen Einlaßventils verbes
sern.
Um die Flächen der vorderen und hinteren Köpfe 15a und 15b
jedes Kolbens 15, 15A unterschiedlich voneinander zu machen,
ohne die Gesamtabmessung des Kompressors zu verändern, sollte
einer der Durchmesser der vorderen und hinteren Zylinderboh
rungen 13, 13A und 14, 14A geringer sein. Dadurch wird die
Gesamtauslaßverdrängung des Kompressors reduziert. Die Ver
besserung des voluminetrischen Wirkungsgrades, die durch die
Verwendung der Drehventile 25 und 26 gemacht wurde, kompen
siert jedoch die Reduzierung der Auslaßverdrängungen.
In den Fig. 6 und 7 gezeigte Abwandlungen werden im folgenden
beschrieben, wobei hauptsächlich auf die Unterschiede zu dem
zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel eingegangen wird.
Ähnliche oder gleiche Bezugszeichen, wie sie für dieses Aus
führungsbeispiel verwendet wurden, werden für die Komponenten
der Abwandlungen verwendet, die den gleichen Aufbau wie die
dieses Ausführungsbeispieles haben, um Redundanz zu vermei
den.
In der in Fig. 6 gezeigten Abwandlung sind Lagerlöcher 3c und
4c in den Ventilplatten 3 und 4 ausgebildet. Die Drehwelle 9
ist drehbar in den Lagerlöchern 3c und 4c über Walzenlager 7
und 8 gelagert. Eine Schraubenfeder 35 liegt zwischen der äu
ßeren Schale 8a des Walzenlagers 8 und dem hinteren Gehäuse
6. Die Schraubenfeder 35 spannt das Walzenlager 8 nach vorne
vor, wodurch die Vorlast auf die Drehwelle aufgebracht wird.
Eine Vielzahl Vorsprünge 5b ist auf dem vorderen Gehäuse 5
ausgebildet. Die Vorsprünge 5b drücken die äußere Schale 7a
des Walzenlagers 7 nach hinten. Die hintere Axiallast auf die
Drehwelle 9 wird durch das vordere Gehäuse 5 über das Walzen
lager 7 und die Vorsprünge 5b aufgenommen. Die vordere Axial
last auf die Drehwelle 9 wird durch das hintere Gehäuse 6
über das Walzenlager 8 und die Schraubenfeder 3-5 aufgenommen.
Das hintere Ende der Drehwelle 9 erstreckt sich in die hin
tere Auslaßkammer 19, so daß sie nach vorne durch den Auslaß
druck vorgespannt ist. Ein Auslaßdurchtritt 9c ist in der
Drehwelle 9 ausgebildet. Das Kühlgas in der hinteren Auslaß
kammer 19 mischt sich daher mit dem Kühlgas in der vorderen
Auslaßkammer 18 über den Auslaßdurchtritt 9c und das ge
mischte Gas wird in den externen Kühlkreislauf von einem Aus
laßkanal 5c in dem vorderen Gehäuse 5 entladen. Das Vorsehen
des Auslaßdurchtritts 9c in der Drehwelle 9 trägt dazu bei,
den Kompressor kompakter zu machen als verglichen mit dem
Fall, in dem die Auslaßdurchtritte in den Zylinderblöcken 1
und 2 vorgesehen sind.
Die Richtung des Druckes in der Auslaßkammer 19, die auf die
Drehwelle 9 wirkt, ist gleich wie die Vorspannrichtung der
Schraubenfeder 35. Diese Kräfte wirken als eine Last auf die
Drehwelle 9. Entsprechend kann der Energieverlust verglichen
mit dem Fall reduziert werden, in dem die Vorlast nur durch
die Feder erzeugt wird.
Die Drehventile 25A und 26A sind fest mit dem Paar Abschnitte
9a und 9b mit großem Durchmesser auf der Drehwelle 9 verbun
den. Dichtringe 36 und 37 liegen jeweils zwischen dem Dreh
ventil 25A und der Drehwelle 9 und zwischen dem Drehventil
26A und der Drehwelle 9. Die Drehventile 25A und 26A sind je
weils in den Aufnahmelöchern 1a und 2a aufgenommen. Die Aus
laßdrücke in den Auslaßkammern 18 und 19 wirken auf die äuße
ren Endabschnitte von beiden Drehventilen 25A und 26A und der
Saugdruck in der Taumelscheibenkammer 11 wirkt auf die inne
ren Endabschnitte. Beide Drehventile 25A und 26A schirmen den
Saugdruckbereich von dem Auslaßdruckbereich ab. Das Ansaugen,
Komprimieren und Entladen des Kühlgases wird auch in dieser
Abwandlung so durchgeführt wie bei dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Abwandlung liegt eine ringförmige
Blattfeder 38 zwischen einer Vielzahl Vorsprünge 5b auf dem
vorderen Gehäuse 5 und der äußeren Schale 7a des Walzenlagers
7. Diese Feder 38 bringt eine Vorlast auf die Drehwelle 9
auf. Genauer liegen die Vorsprünge 5b an der äußeren Fläche
der Blattfeder 9 an und die äußere Fläche der Feder 38 steht
nach außen von der äußeren Schale 7a vor. Die Vorsprünge 5b
drücken den Außenflächenabschnitt der Blattfeder 38 gegen das
Walzenlager 7. Folglich verformt sich die Blattfeder 38, um
eine Vorlast auf die Drehwelle 9 aufzubringen.
Eine Vielzahl Vorsprünge 6b ist in dem hinteren Gehäuse 6
ausgebildet. Die Vorsprünge 6b liegen an der äußeren Schale
8a der Oberfläche des Walzenlagers 8 an. Die hintere Axial
last auf die Drehwelle 9 wird durch das vordere Gehäuse 5
über das Walzenlager 7, die Blattfeder 38 und die Vorsprünge
58 aufgenommen. Die vordere Axiallast auf die Drehwelle 9
wird durch das hintere Gehäuse 6 über das Walzenlager 8 und
die Vorsprünge 6b aufgenommen.
Weiterhin kann bei dieser Erfindung der Maximalwert Fmax1 der
vorderen Axiallast auf einen negativen Wert gesetzt werden,
indem der Unterschied zwischen den Flächen der vorderen und
hinteren Köpfe jedes Doppelkopfkolbens gesteigert wird. Diese
Ausgestaltung kann den Bedarf für die Feder zum Aufbringen
einer Vorlast auf die Drehwelle 9 oder für einen Aufbau zum
Zuführen des Auslaßdruckes auf die Druckkammer 32 beseiti
gen.
Zur Aufnahme der Axiallast kann ein Winkellager oder ein nor
males Kugellager anstelle des Walzenlagers verwendet werden.
Die Taumelscheibe dieser Erfindung umfaßt eine Wellennocke,
die eine Nocke darstellt, dessen Oberfläche so gestaltet ist,
daß sich jeder Kolben mehrere Male hin- und herbewegen kann,
während die Nocke einmal umläuft.
Ein zweites Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird nun im
Detail unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 12 beschrieben,
wobei hauptsächlich auf die Unterschiede zum ersten Ausfüh
rungsbeispiel eingegangen wird.
Wie in den Fig. 8 und 10 gezeigt ist, ist eine Vertiefung 15c
im hinteren Kolbenboden jedes Kolbens 15, 15A ausgebildet, um
das Volumen der Kompressionskammer Pb zu erweitern.
Wenn der vordere Kopf 15a des Kolbens 15, 15A an dem bezüg
lich der vorderen Zylinderbohrung 13, 13A oberen Totpunkt
liegt, wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist das Volumen "n" der
vorderen Kompressionskammer Pa minimiert und das Volumen der
hinteren Kompressionskammer Pb maximiert. Wenn der Kolben 15,
15A an dem bezüglich der hinteren Zylinderbohrung 14, 14A
oberen Totpunkt liegt, ist das Volumen "N" der hinteren Kom
pressionskammer Pb minimiert und das Volumen der vorderen
Kompressionskammer Pa ist maximiert. Wenn das Volumen jeder
Kompressionskammer Pa oder Pb am Minimum ist, bildet sich
toter Raum zwischen den Kolben und der Ventilplatte und das
Kühlgas in diesem Raum wird nicht in die Auslaßkammer 18 oder
19 aus dem Auslaßkanal 3b oder 4b ausgelassen, sondern ver
bleibt dort.
Eine Kurve Da in Fig. 12(a) stellt eine Schwankung des Drucks
in der vorderen Kompressionskammer Pa dar und eine Kurve Db
stellt eine Schwankung des Drucks in der hinteren Kompres
sionskammer Pb dar. Eine Kurve Ea in Fig. 12(b) stellt eine
Schwankung nur des Drucks der vorderen Axiallast gemäß der
Druckänderung in der Kompressionskammer Pa oder Pb dar. Eine
Kurve Eb stellt eine Schwankung nur des Drucks der hinteren
Axiallast entsprechend der Änderung des Drucks der Kompres
sionskammer Pa oder Pb dar. Es ist offensichtlich, daß jede
Axiallast, die bezüglich der Drehwelle 9 erzeugt wird, so
schwankt wie durch eine Kurve C₀ in Fig. 12(c) gezeigt ist.
Die Bedeutungen der Begriffe und Symbole in Fig. 12(c) sind
dieselben wie die in Fig. 5 gezeigten und die Kurve C₀ wird
durch Zusammensetzen der Kurven Ea und Eb erhalten. Die ge
samte Kurve C₀ ist beträchtlich in Richtung der negativen
Seite der vertikalen Skala verschoben.
Wenn der Totraum in der Kompressionskammer Pa gleich groß wie
der Totraum in der Kompressionskammer Pb des Standes der
Technik ist, ändert sich die Axiallast nahezu entlang der
Kosinuskurve wie durch eine Kurve C₁ in Fig. 12(c) oder die
Kurve C₁ in Fig. 5 gezeigt ist. Da in diesem Ausführungsbei
spiel die Vertiefung 15c in dem Kolbenboden des hinteren
Kopfes 15b vorgesehen ist, ist das Volumen des Totraums in
der hinteren Kompressionskammer Pb jedoch größer als das
Volumen n des Totraums der vorderen Kompressionskammer Pa. In
dem Saughub des Kolbens steigt das Volumen der Kompressions
kammer an und das Kühlgas, das in dem Totraum verblieben ist,
weitet sich aus. Je größer der Totraum ist, desto geringer
wird der Druck in der Kompressionskammer im Saughub. Es ist
daher offensichtlich aus Fig. 12(a), daß der Druckabfall in
der hinteren Kompressionskammer Pb kleiner ist als der
Druckabfall in der vorderen Kompressionskammer Pa.
Es ist auch aus der Kurve C₀ in Fig. 12(c) offensichtlich,
daß sich der Unterschied der Größen zwischen den Toträumen in
der vorderen und hinteren Kompressionskammer Pa und Pb auf
die gesamte Axiallast auf die Drehwelle 9 auswirkt. Bei
spielsweise ist der Maximalwert Fmax1 der vorderen Axiallast
geringer als der Maximalwert Fmax2 der hinteren Axiallast.
Das liegt daran, daß der Totraum in der Kompressionskammer Pb
größer gewählt ist als der Totraum in der Kompressionskammer
Pa.
Eine Kurve L in Fig. 12(c) stellt die Last F₀ dar, die auf
die Drehwelle 9 aufgrund der Verformung der Feder 33 und auf
grund des Drucks in der Druckkammer 32 aufgebracht ist. Die
zweite Vorlast, die auf die Drehwelle 9 durch die Feder 33
aufgegeben ist, ist konstant. Die dritte Vorlast durch den
Druck in der Druckkammer 32 schwankt geringfügig in Überein
stimmung mit dem Auslaßdruck, ist aber nahezu konstant. Die
hintere Axiallast wird durch das vordere Gehäuse 5 über die
vorderen Walzenlager 7 aufgenommen, während die vordere
Axiallast durch das hintere Gehäuse 6 über die hinteren Wal
zenlager 8, die Trennwand 30 und die Feder 33 aufgenommen
wird.
Die Last F₀ wirkt gegen die vordere Axiallast. Die Last F₀
wird daher wie beim ersten Ausführungsbeispiel geringfügig
größer gewählt als der Maximalwert Fmax1 der vorderen Axial
last und geringer als der herkömmliche Maximalwert Fmax0 der
vorderen Axiallast. Entsprechend flattert die Drehwelle 9
nicht und abnormale Geräusche und abnormale Vibrationen kön
nen wie beim ersten Ausführungsbeispiel verhindert werden.
Dieses zweite Ausführungsbeispiel kann ebenso den Drehwider
stand der Drehwelle 9 mehr als beim Stand der Technik redu
zieren, wodurch der Energieverlust reduziert wird.
Abwandlungen des zweiten Ausführungsbeispieles werden im fol
genden unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 18 beschrieben.
Der Aufbau der in Fig. 13 gezeigten Abwandlung besteht aus
der Kombination des Aufbaus der in Fig. 6 gezeigten Abwand
lung und des Aufbaus des in Fig. 8 gezeigten zweiten Ausfüh
rungsbeispieles. Genauer gesagt ist eine Vertiefung 15c in
dem hinteren Kolbenboden jedes Kolbens 15 und eine Spiralfe
der 35 in dem hinteren Gehäuse 6 vorgesehen. Diese Abwandlung
bringt daher ungefähr die Funktion und die Vorteile gleich
wertig zu denen, die die Kombination der in Fig. 6 und 8 ge
zeigten Aufbauten hat.
Der Aufbau der in Fig. 14 gezeigten Abwandlung besteht aus
der Kombination des in Fig. 7 gezeigten Aufbaus und des Auf
baus des in Fig. 8 gezeigten zweiten Ausführungsbeispieles.
Genauer gesagt ist eine Vertiefung 15d in dem vorderen Kol
benboden jedes Kolbens 15 und eine Blattfeder 38 in dem vor
deren Gehäuse 5 vorgesehen. Diese Abwandlung hat daher die
Funktion und die Vorteile gleichwertig zu denen, die die Kom
bination der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Aufbauten hat.
In der in Fig. 15 gezeigten Abwandlung ist der Aufbau zum
Aufbringen einer Last auf die Drehwelle 9 gleich zu dem, den
das zweite Ausführungsbeispiel hat, mit der Ausnahme, daß die
Länge "t" des hinteren Kopfes 15e eines Doppelkopfkolbens 15B
kürzer gewählt als die Länge "T" des vorderen Kopfes 15a ist.
Entsprechend wird das Volumen des Totraumes in der hinteren
Kompressionskammer Pb größer als das Volumen des Totraumes in
der vorderen Kompressionskammer Pa. Es ist daher möglich, den
Energieverlust zu reduzieren, während die Vibration wie in
dem zweiten Ausführungsbeispiel verhindert wird.
Bei der in Fig. 16 gezeigten Abwandlung ist der Aufbau zum
Aufbringen einer Last auf die Drehwelle 9 gleich wie bei dem
zweiten Ausführungsbeispiel. Die Länge "Y" der hinteren
Zylinderbohrung 14B ist kürzer als die Länge "y" der vorderen
Zylinderbohrung 13A gewählt. Entsprechend wird das Volumen
des Totraumes in der hinteren Kompressionskammer Pb größer
als das Volumen des Totraumes in der vorderen Kompressions
kammer Pa. Es ist daher möglich, den Energieverlust zu redu
zieren, während die Vibration wie beim zweiten Ausführungs
beispiel verhindert wird.
Bei der in Fig. 17 gezeigten Abwandlung ist der Aufbau zum
Aufbringen einer Last auf die Drehwelle 9 gleich wie der des
zweiten Ausführungsbeispiels. Der Durchmesser "R" des Auslaß
kanals 4d bezüglich der hinteren Kompressionskammer Pb wird
jedoch größer als der Durchmesser "r" des Auslaßkanals 3b be
züglich der vorderen Kompressionskammer Pa gewählt und die
Querschnittsfläche des Auslaßkanals 4d ist größer als die des
Auslaßkanals 3b. Entsprechend wird das Volumen des Totraumes
in der hinteren Kompressionskammer Pb größer als das Volumen
des Totraumes in der vorderen Kompressionskammer Pa, so daß
diese Abwandlung den Energieverlust reduzieren kann, während
die Vibration wie beim zweiten Ausführungsbeispiel verhindert
wird.
Bei der in Fig. 18 gezeigten Abwandlung ist der Aufbau zum
Aufbringen einer Last auf die Drehwelle 9 gleich wie der des
ersten Ausführungsbeispiels mit der Ausnahme, daß eine ring
förmige Vertiefung 14a in der Innenwand der hinteren Zylin
derbohrung 14A ausgebildet ist. Diese Vertiefung 14a steht in
Verbindung mit dem Totraum in der hinteren Kompressionskammer
Pb. Entsprechend wird das Volumen des Totraumes der hinteren
Kompressionskammer Pb größer als das Volumen des Totraums in
der vorderen Kompressionskammer Pa. Es ist daher möglich, den
Energieverlust zu reduzieren, während die Vibration wie bei
dem ersten Ausführungsbeispiel verhindert ist.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel und dessen Abwandlungen kann
der Maximalwert Fmax1 der Axiallast, die von der Kompres
sionskammer mit einem kleineren Totraum in Richtung auf die
Kompressionskammer mit einem größeren Totraum wirkt, so ge
wählt werden, daß sie sich null nähert, indem der Unterschied
zwischen den Toträumen der vorderen und hinteren Kompres
sionskammer (siehe Fig. 12(c)) gesteigert wird. Die ge
wünschte Last kann daher selbst dann erhalten werden, wenn
der Kompressor so abgewandelt wird, daß die Last auf die
Drehwelle aufgebracht wird, indem nur eine Wirkung des Aus
laßdrucks auf die Drehwelle zugelassen wird. In diesem Fall
werden die Federn 33, 35 und 38 überflüssig.
Obwohl die Ausführungsbeispiele die Taumelscheibe als eine
Nockenplatte verwenden, kann eine in der US 4756239 offen
barte Kurvenplatte oder ähnliches verwendet werden.
Ein Kompressor weist eine Vielzahl Zylinderbohrungen auf, die
um eine Drehwelle in einem Zylinderblock gebildet sind und
eine Vielzahl Doppelkopfkolben auf, die in den jeweiligen Zy
linderbohrungen untergebracht sind. Die Kolben komprimieren
Kühlgas entsprechend der Drehung einer Nockenplatte, die auf
der Drehwelle (9) montiert ist in einer Vielzahl vorderer und
hinterer Kompressionskammern, die in den Bohrungen vor und
hinter den Kolben gebildet sind. Der Kompressor weist einen
Aufnahmemechanismus auf, der eine während des Betriebes des
Kompressors auf die Drehwelle aufgebrachte Axiallast auf
nimmt. Ein Erzeugungsmechanismus erzeugt eine erste Vorlast,
die auf einem Unterschied zwischen einem Maximum der Summe
der Lasten, die auf die Vorderseite der Kolben durch das
Kühlgas in den vorderen Kompressionskammern aufgebracht wer
den, und einem Maximum der Summe der Lasten basiert, die auf
die Rückseiten der Kolben durch das Kühlgas in den hinteren
Kompressionskammern aufgebracht werden. Eine Übertragungsvor
richtung überträgt die erste Vorlast auf den Aufnahmemecha
nismus in einer vorbestimmten Richtung.
Claims (14)
1. Kompressor mit einer Vielzahl Zylinderbohrungen (13, 14),
die um eine Drehwelle (9) in einem Zylinderblock (1, 2) ge
bildet sind und mit einer Vielzahl Doppelkopfkolben (15), die
in den jeweiligen Zylinderbohrungen (13, 14) untergebracht
sind, wobei die Kolben (15) Kühlgas in einer Vielzahl vorde
rer und hinterer Kompressionskammern (Pa, Pb), die in den
Bohrungen (13, 14) vor und hinter den jeweiligen Kolben (15)
gebildet sind, entsprechend der Drehung einer Nockenplatte
(10) komprimieren, die auf der Drehwelle (9) montiert ist,
mit
einer Aufnahmevorrichtung (5, 7) zum Aufnehmen einer während des Betriebs des Kompressors auf die Drehwelle (9) aufge brachten Axiallast;
einer Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer ersten Vor last, die auf einem Unterschied zwischen einem Maximum der Summe der Lasten, die auf die Vorderseite der Kolben (15) durch das Kühlgas in der vorderen Kompressionskammer (Pa) aufgebracht werden, und einem Maximum der Summe der Lasten beruht, die auf die Rückseiten der Kolben (15) durch das Kühlgas in den hinteren Kompressionskammern (Pb) aufgebracht werden; und
einer Übertragungsvorrichtung (9, 10) zum Übertragen der er sten Vorlast auf die Aufnahmevorrichtung (5, 7) in einer vor bestimmten Richtung.
einer Aufnahmevorrichtung (5, 7) zum Aufnehmen einer während des Betriebs des Kompressors auf die Drehwelle (9) aufge brachten Axiallast;
einer Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer ersten Vor last, die auf einem Unterschied zwischen einem Maximum der Summe der Lasten, die auf die Vorderseite der Kolben (15) durch das Kühlgas in der vorderen Kompressionskammer (Pa) aufgebracht werden, und einem Maximum der Summe der Lasten beruht, die auf die Rückseiten der Kolben (15) durch das Kühlgas in den hinteren Kompressionskammern (Pb) aufgebracht werden; und
einer Übertragungsvorrichtung (9, 10) zum Übertragen der er sten Vorlast auf die Aufnahmevorrichtung (5, 7) in einer vor bestimmten Richtung.
2. Kompressor nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Aufbringvorrichtung (33) zum zusätzlichen Aufbringen
einer zweiten Vorlast mit einer bestimmten Größe auf die Auf
nahmevorrichtung (5, 7).
3. Kompressor nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Auslaßkammer (19), die komprimiertes Kühlgas enthält; und
eine Vorsehvorrichtung zum zusätzlichen Vorsehen einer drit ten Vorlast, die auf einem Druck in der Auslaßkammer (19) auf die Aufnahmevorrichtung (5, 7) beruht.
eine Auslaßkammer (19), die komprimiertes Kühlgas enthält; und
eine Vorsehvorrichtung zum zusätzlichen Vorsehen einer drit ten Vorlast, die auf einem Druck in der Auslaßkammer (19) auf die Aufnahmevorrichtung (5, 7) beruht.
4. Kompressor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Kolben (15) eine vordere Fläche und eine hintere Fläche
hat, die sich voneinander durch ihre Druckaufnahmefläche
unterscheiden.
5. Kompressor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede Kompressionskammer (Pa, Pb) einen Totraum zwischen einer Innenwand der Kompressionskammer (Pa, Pb) und dem zugehörigen Kolben (15) bildet, wenn jeder Kolben (15) am oberen Totpunkt seines Hubes liegt und
daß die vorderen und hinteren Kompressionskammern (Pa, Pb) Toträume haben, die sich volumenmäßig voneinander unterschei den.
jede Kompressionskammer (Pa, Pb) einen Totraum zwischen einer Innenwand der Kompressionskammer (Pa, Pb) und dem zugehörigen Kolben (15) bildet, wenn jeder Kolben (15) am oberen Totpunkt seines Hubes liegt und
daß die vorderen und hinteren Kompressionskammern (Pa, Pb) Toträume haben, die sich volumenmäßig voneinander unterschei den.
6. Kompressor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Toträume durch eine vordere Fläche und eine hintere Flä
che jedes Kolbens (15) gebildet sind, und
daß die vordere Fläche zu der hinteren Fläche eine unter
schiedliche Oberfläche hat.
7. Kompressor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Vertiefung (15c) entweder nur auf einer hinteren Seite
oder einer vorderen Seite jedes Kolbens (15) ausgebildet ist.
8. Kompressor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich die vorderen und hinteren Kompressionskammern (Pa, Pb)
voneinander in ihren Längen unterscheiden.
9. Kompressor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Innenwand entweder der hinteren Kompressionskammer (Pb)
oder der vorderen Kompressionskammer (Pa) teilweise ausge
schnitten ist.
10. Kompressor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Aufbringvorrichtung eine Feder umfaßt.
11. Kompressor nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Feder eine Tellerfeder (34) umfaßt.
12. Kompressor nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Feder eine Spiralfeder (35) umfaßt.
13. Kompressor nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Feder eine Blattfeder (38) umfaßt.
14. Kompressor nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorsehvorrichtung eine Druckkammer (32), die auf einer
Verlängerung der Drehwelle (9) vorgesehen ist und mit der
Auslaßkammer (19) in Verbindung steht, und ein Übertragungs
element (30) umfaßt, um einen Druck in der Druckkammer (32)
auf die Drehwelle (9) zu übertragen.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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