DE19519920A1 - Taumelscheibenkompressor - Google Patents
TaumelscheibenkompressorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Taumelscheibenkompressor, bei
dem eine Taumelscheibe zur Erzielung einer hin- und hergehen
den Bewegung der Kolben vorgesehen ist. Ein solcher Taumel
scheibenkompressor kann zum Komprimieren eines Kühlmittels in
einem Kühlsystem einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug ver
wendet werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfaßt der Ausdruck Tau
melscheibenkompressor sowohl den Typ mit einseitig angeordne
tem Kolben (den sogenannten Flattertyp), bei dem Kolben aus
schließlich an einer Seite der Taumelscheibe angeordnet sind,
und den Typ mit doppelseitig angeordneten Kolben, bei dem
Kolben auf beiden Seiten der Taumelscheibe angeordnet sind.
Ein Taumelscheibenkompressor zur Verwendung bei dem Kühlsy
stem einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug steht über eine
Kupplung mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors des
Kraftfahrzeugs in Verbindung, so daß die Drehbewegung der
Kurbelwelle an den Kompressor übertragen wird. In Hinblick
auf die Einfachheit der Bauweise ist die Abgabekapazität des
Taumelscheibenkompressors üblicherweise festgelegt. Bei einem
herkömmlichen Taumelscheibenkompressor wird nämlich stets
eine 100%ige Abgabekapazität erreicht, die dem Gesamtvolumen
der Kolbenkammern entspricht.
Jedoch bewirkt bei dem herkömmlichen Taumelscheibenkompres
sor, bei dem stets die 100%ige Abgabekapazität erreicht
wird, das Einrücken der Kupplung, daß das vom Kompressor
benötigte volle Drehmoment augenblicklich an den Motor über
tragen wird, wenn die Kupplung für den Beginn eines Klimati
sierungsvorgangs zum Eingriff gebracht wird, wodurch im Fahr
zeugkörper ein Stoß erzeugt wird.
Andererseits ist aus der ungeprüften japanischen Patentanmel
dung 5-306 680 ein Taumelscheibenkompressor mit einer verän
derbaren Abgabekapazität bekannt, der einen Schieber
(Drehventil) aufweist, der gegenüber einer Drehwelle ver
schiebbar ist. Der Schieber kann sich zusammen mit der Dreh
welle drehen, und es ist ein Steuermittel zur Steuerung der
Axialstellung des Schiebers an der Drehwelle vorgesehen. Das
Steuermittel ist beispielsweise durch ein Steuerventil zur
Steuerung des Gegendrucks am Schieber gebildet, so daß die
Axialstellung des Schiebers in Übereinstimmung mit dem Gegen
druck gesteuert wird. Der Schieber ist mit einer Nut zur Aus
bildung einer Verbindung der Einlaßöffnung mit den Kolbenkam
mern ausgebildet. Die Nut erstreckt sich in Axialrichtung und
besitzt zwei Bereiche mit unterschiedlichen Umfangsabmessun
gen. Mit anderen Worten tritt entsprechend der Axialstellung
des Schiebers durch die Steuereinrichtung eine stufenartige
Veränderung bei einer Umfangslänge auf, wo die Einlaßöffnung
mit der Nut in Verbindung steht. Mit anderen Worten wird ent
sprechend der Axialbewegung des Schiebers die Länge der Zeit
spanne während der die Einlaßöffnung mit einer Zylinderkammer
in Verbindung steht, verändert. Demzufolge wird entsprechend
der Axialbewegung des Schiebers das wirksame Volumen des Zy
linders, d. h. die Menge des in die Kolbenkammer eingeführten
gasförmigen Kühlmittels, verändert. Wenn die Dauer der Ver
bindung der Einlaßöffnung mit der Zylinderkammer verkürzt
wird, wird nämlich die Auslaßkapazität des Kompressors ver
ringert.
Bei dem obengenannten Kompressor mit veränderlicher Abgabeka
pazität ist es möglich, daß die Abgabekapazität verringert
wird, wenn der Betrieb des Kompressors begonnen wird. Die
Verringerung der Abgabekapazität ist Ursache dafür, daß die
am Motor zur Einwirkung gebrachte Last verringert wird, wo
durch in einem gewissen Ausmaß der während des Beginns des
Betriebs des Kompressors erzeugte Stoß verringert wird.
Jedoch war der Kompressor mit steuerbarer Abgabekapazität ur
sprünglich dazu geschaffen, eine Zweistufensteuerung der Ab
gabekapazität des Kompressors entsprechend der Klimatisie
rungsbelastung zu schaffen. Die vollständige Abgabekapazität
wird erreicht, wenn die Klimatisierungsbelastung hoch ist. Im
Gegensatz hierzu wird eine teilweise Abgabekapazität er
reicht, wenn die Klimatisierungsbelastung gering ist. So
liegt der Grad der Verringerung der Abgabekapazität bei 15%
der vollen Kapazität, um eine gewünschte Strömungsmenge des
in den Kompressor während des Zustands geringer Belastung
eingeführten Schmieröls aufrechtzuerhalten. Eine solche ge
ringe Verringerung der Abgabekapazität macht es möglich, daß
nur eine geringe Verkleinerung des Betriebsmomentes erreicht
wird, das die Ursache für die Erzeugung eines Stoßes ist,
wenn der Kompressor gestartet wird.
Des weiteren macht die Ausbildung des Mechanismus zur Steue
rung des Gegendrucks am Schieber einerseits das System kom
pliziert, und steigen andererseits die Herstellungskosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Taumelschei
benkompressor mit vereinfachter Bauweise zu schaffen, die das
Auftreten eines Stoßes verhindert, wenn der Betrieb des Kom
pressors begonnen wird.
Erfindungsgemäß ist ein Taumelscheibenkompressor zum Kompri
mieren eines Gases vorgesehen, der verfügt über
ein Gehäuse mit mindestens einer Zylinderbohrung;
eine Drehwelle, die drehbar mit dem Gehäuse in Verbindung steht;
mindestens einen Kolben, der axial verschiebbar in die minde stens eine Zylinderbohrung eingesetzt ist, so daß mindestens eine Kolbenkammer durch den mindestens einen Kolben in der mindestens einen Zylinderkammer gebildet ist;
eine mit der Drehwelle fest verbundene Taumelscheibe, so daß sich die Taumelscheibe zusammen mit der Drehung der Welle dreht, wobei die Taumelscheibe in Zusammenarbeit mit dem Kol ben so wirkt, daß die Drehbewegung der Taumelscheibe Ursache dafür ist, daß der Kolben in der Zylinderbohrung axial hin- und herbewegt wird, wodurch das Volumen der Kolbenkammer ver ändert wird;
eine Taumelscheibenkammer in dem Gehäuse zur Aufnahme der Taumelscheibe;
ein Einlaßmittel zur Einführung des Gases in die Kolbenkam mer, wenn der Kolben in Richtung zur Vergrößerung des Volu mens der Kolbenkammer bewegt wird;
ein Abführungsmittel zur Abführung des Gases, wenn der Kolben in entgegengesetzter Richtung zur Verkleinerung des Volumens der Kolbenkammer bewegt wird; wobei das Einlaßmittel umfaßt:
eine Einlaßkammer im Gehäuse zur Aufnahme des zu komprimie renden Gases;
eine Einlaßöffnung im Gehäuse zur Verbindung der Einlaßkammer mit der Kolbenkammer;
ein Schieberventil, das mit der Drehwelle drehbar verbunden ist, während es hinsichtlich der Drehwelle axial verschiebbar ist;
eine Einlaßkammer, die der einen Seite des Schieberventils gegenüberliegt, während an der anderen Seite des Schieberven tils eine Zwischendruckkammer ausgebildet ist, die mit der Taumelscheibenkammer in Verbindung steht; und
eine Feder zum Vorspannen des Schieberventils in Richtung auf die Zwischendruckkammer;
wobei das Schieberventil bildet:
eine erste Aussparung, damit die Einlaßöffnung mit der Ein laßkammer längs eines Drehwinkels in Verbindung stehen kann, der einen Teil des Einlaßhubs des Kolbens entspricht, wenn der Schieber zu einer Stellung in der Nähe der Zwischendruck kammer durch die Kraft der Feder infolge des geringen Drucks in der Zwischendruckkammer bewegt wird; und
eine zweite Aussparung, damit die Einlaßöffnung mit der Ein laßkammer während eines Drehwinkelbereichs in Verbindung ste hen kann, der den vollständigen Einlaßhub des Kolbens ent spricht, wenn dem Schieber zu einer Stellung der Zwischen druckkammer gegenüberliegend gegen die Kraft der Feder in folge des hohen Drucks in der Zwischendruckkammer bewegt wird.
eine Drehwelle, die drehbar mit dem Gehäuse in Verbindung steht;
mindestens einen Kolben, der axial verschiebbar in die minde stens eine Zylinderbohrung eingesetzt ist, so daß mindestens eine Kolbenkammer durch den mindestens einen Kolben in der mindestens einen Zylinderkammer gebildet ist;
eine mit der Drehwelle fest verbundene Taumelscheibe, so daß sich die Taumelscheibe zusammen mit der Drehung der Welle dreht, wobei die Taumelscheibe in Zusammenarbeit mit dem Kol ben so wirkt, daß die Drehbewegung der Taumelscheibe Ursache dafür ist, daß der Kolben in der Zylinderbohrung axial hin- und herbewegt wird, wodurch das Volumen der Kolbenkammer ver ändert wird;
eine Taumelscheibenkammer in dem Gehäuse zur Aufnahme der Taumelscheibe;
ein Einlaßmittel zur Einführung des Gases in die Kolbenkam mer, wenn der Kolben in Richtung zur Vergrößerung des Volu mens der Kolbenkammer bewegt wird;
ein Abführungsmittel zur Abführung des Gases, wenn der Kolben in entgegengesetzter Richtung zur Verkleinerung des Volumens der Kolbenkammer bewegt wird; wobei das Einlaßmittel umfaßt:
eine Einlaßkammer im Gehäuse zur Aufnahme des zu komprimie renden Gases;
eine Einlaßöffnung im Gehäuse zur Verbindung der Einlaßkammer mit der Kolbenkammer;
ein Schieberventil, das mit der Drehwelle drehbar verbunden ist, während es hinsichtlich der Drehwelle axial verschiebbar ist;
eine Einlaßkammer, die der einen Seite des Schieberventils gegenüberliegt, während an der anderen Seite des Schieberven tils eine Zwischendruckkammer ausgebildet ist, die mit der Taumelscheibenkammer in Verbindung steht; und
eine Feder zum Vorspannen des Schieberventils in Richtung auf die Zwischendruckkammer;
wobei das Schieberventil bildet:
eine erste Aussparung, damit die Einlaßöffnung mit der Ein laßkammer längs eines Drehwinkels in Verbindung stehen kann, der einen Teil des Einlaßhubs des Kolbens entspricht, wenn der Schieber zu einer Stellung in der Nähe der Zwischendruck kammer durch die Kraft der Feder infolge des geringen Drucks in der Zwischendruckkammer bewegt wird; und
eine zweite Aussparung, damit die Einlaßöffnung mit der Ein laßkammer während eines Drehwinkelbereichs in Verbindung ste hen kann, der den vollständigen Einlaßhub des Kolbens ent spricht, wenn dem Schieber zu einer Stellung der Zwischen druckkammer gegenüberliegend gegen die Kraft der Feder in folge des hohen Drucks in der Zwischendruckkammer bewegt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung ausschließlich beispielhaft
weiter ins einzelne gehend und unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Taumelscheibenkompressor;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II von
Fig. 1;
Fig. 3A einen Querschnitt entlang der Linie III-III von
Fig. 1, wenn die Zusammenarbeit einer Aussparung
des Schiebers mit einer Einlaßöffnung während eines
Einlaßhubs des Kolbens in der Stellung verringerter
Kapazität des Kompressors beginnt, wenn der Betrieb
des Kompressors gestartet wird;
Fig. 3B gleiches wie Fig. 3A, jedoch dann, wenn die Zusam
menarbeit einer Aussparung des Schiebers mit einer
Einlaßöffnung beendet ist;
Fig. 4A gleiches wie Fig. 3A, jedoch dann, wenn sich der
Kompressor im Zustand der vollen Kapazität befin
det;
Fig. 4B gleiches wie Fig. 4A, jedoch dann, wenn die Zusam
menarbeit einer Aussparung des Schiebers mit einer
Einlaßöffnung beendet ist;
Fig. 5 eine schematische perspektivische Ansicht eines
Schiebers bei dem Taumelscheibenkompressor von Fig.
1;
Fig. 6A eine schematische perspektivische Ansicht des Schie
bers mit Bezugnahme auf eine Einlaßöffnung, wenn
sich der Kompressor in Zustand verringerter Kapazi
tät befindet und gerade in Betrieb genommen wird;
Fig. 6B gleiches wie Fig. 6A, jedoch zu einem Zeitpunkt, zu
dem sich der Schieber im Übergangszustand zu der
Stellung der vollen Kapazität befindet;
Fig. 6C den Zustand, bei dem sich der Schieber in der Stell
ung der vollen Kapazität befindet;
Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Taumelscheibenkompressors;
Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII von
Fig. 7;
Fig. 9 gleiches wie Fig. 8, jedoch unter Darstellung einer
Modifikation des Schiebers.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemä
ßen Taumelscheibenkompressors, der in geeigneter Weise bei
einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug verwendet werden
kann. Der Taumelscheibenkompressor von Fig. 1 wird üblicher
weise als Flattertyp bezeichnet, bei dem Kolben nur auf einer
Seite der Taumelscheibe angeordnet sind. Der Kompressor be
sitzt eine Gehäuseeinheit, die aus einem vorderen Gehäuseteil
21, einem mittleren Gehäuseteil oder zylindrischen Block 22
und einem hinteren Gehäuseteil 23 besteht. Das vordere Gehäu
seteil 21 ist mit dem Zylinderblock 22 über Schrauben 24 ver
bunden. Ein Dichtungsring 33 ist in einer Ringnut an der
axialen Stirnfläche des Zylinderblocks 22, die dem vorderen
Gehäuseteil zugewandt ist, angeordnet. In gleicher Weise sind
das hintere Gehäuseteil 23 und der Zylinderblock 22 über sie
ben Schrauben 24 miteinander verbunden, die in Umfangsrich
tung und äguidistant beabstandet gemäß Darstellung in Fig. 2
vorgesehen sind. Eine Ventilsitzplatte 14 ist zwischen dem
Zylinderblock 22 und dem hinteren Gehäuseteil 23 angeordnet.
Ein Dichtungsring 35 ist in einer Ringnut an der axialen
Stirnfläche des hinteren Gehäuseteils 23 die der Ventilsitz
platte 14 zugewandt ist, angeordnet. Mit der Bezugsziffer 1
ist eine Drehwelle bezeichnet, die aus Metall hergestellt
ist. Die Drehwelle 1 ist mit einer elektromagnetischen Kupp
lung (nicht dargestellt) verbindbar, die zur selektiven Über
tragung einer Drehbewegung von einer Drehbewegungsquelle aus,
beispielsweise der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors aus,
an die Drehwelle 1 dient. Eine Taumelscheibenkammer B ist
zwischen dem vorderen Gehäuseteil 21 und dem Zylinderblock 22
ausgebildet. In der Kammer B ist eine Taumelscheibeneinrich
tung aufgenommen. Die Drehwelle 1 ist nämlich einstückig mit
einer Taumelscheibe 1-1 ausgebildet, die in der Kammer B an
geordnet ist. Die Taumelscheibe 1-1 ist mit einem Bereich 1-2
kleinen Durchmessers ausgebildet, der sich von dem Taumel
scheibenbereich 1-1 aus einstückig erstreckt. Der Taumel
scheibenbereich 1-1 besitzt eine Oberfläche 1-1′, die sich
quer zur Längsachse der Welle 1 erstreckt, während sie hin
sichtlich der Längsachse der Welle 1 geneigt ist. Das vordere
Gehäuseteil 21 besitzt einen zentralen Ansatzbereich 21-1, an
dem die Drehwelle 1 über eine Radiallagereinheit 30 drehbar
gelagert ist, die aus einem Käfig 30-1 und einer Vielzahl von
in Umfangsrichtung beabstandeten Nadeln 30-2 besteht. Ein
Schublager 31 ist zwischen dem vorderen Gehäuseteil 21 und
dem Taumelscheibenbereich 1-1 angeordnet, so daß eine axial
wirkende Schubkraft von dem Taumelscheibenbereich 1-1 aus von
dem Schublager 31 auf genommen wird. In der Nähe der Lagerein
heit 30 ist eine Wellenabdichteinheit 16 an der Welle 1 ange
ordnet und in ihrer Lage mittels eines Sprengrings 34 festge
legt ist, der an einer Ringnut einer Bohrung des vorderen Ge
häuseteils 21 angesetzt ist.
Eine Flatterscheibe 2 ist an der geneigten Oberfläche 1-1′
des Flatterscheibenbereichs 1-1 mittels eines Schublagers 32
verschiebbar gelagert. Die Flatterscheibe 2 besitzt eine zen
trale Bohrung 2-1, durch die hindurch sich der Bereich 1-2
kleinen Durchmessers der Taumelscheibe 1-1 erstreckt. Die
Flatterscheibe 2 ist mit einem im wesentlichen halbkugelför
migen Lagerbereich 2-1 ausgebildet, an dem eine Kugel 3 ver
schiebbar gelagert ist. Des weiteren ist eine Aufnahme 4 mit
dem Zylinderblock 22 verbunden und mit einer im wesentlichen
halbkugelförmigen Aussparung 4-1 ausgebildet, an der die
Kugel 3 teilweise gelagert ist. Die Aufnahme 4 ist mit Kerben
4-2 ausgebildet, die mit entsprechenden Kerben an der Flat
terscheibe 2 zum Eingriff kommen können, wodurch eine hin-
und hergehende Bewegung der Flatterscheibe 2 ermöglicht ist.
Die im Durchmesser kleine Welle 1-2 erstreckt sich durch die
Kugel 3 sowie durch die Aufnahme 4 hindurch. Eine Drehbewe
gung wird von der nicht dargestellten Kurbelwelle des Ver
brennungsmotors aus an die Drehwelle 1, d. h. an die Taumel
scheibe 1-1, übertragen. Die Drehbewegung der Taumelscheibe
1-1 um die Achse L der Welle 1 bewirkt, daß sich die Flatter
scheibe 2 um die Achse M der Kugel 3 hin- und herdreht, die
sich quer zur Zeichnungsebene von Fig. 1 erstreckt.
Gemäß Darstellung in Fig. 2 ist der Zylinderblock 22 mit sie
ben in Umfangsrichtung und gleichmäßig beabstandet angeordne
ten Zylinderbohrungen 22-1 ausgebildet, deren jede sich gemäß
Darstellung in Fig. 1 axial erstreckt. Die Zylinderbohrungen
22-1 sind zur Taumelscheibenkammer B hin offen. Kolben 5 sind
in die jeweiligen Zylinderbohrungen 22-1 axial, hin- und her
gehend und verschiebbar eingesetzt, so daß Kolbenkammern Sp
in den Zylinderbohrungen zwischen den jeweiligen Kolben 5 und
der Ventilsitzplatte 14 geschaffen sind. Jeder Kolben 5 ist
an seinem von der Kolbenkammer Sp entfernt gelegenen Ende mit
einem Ansatzbereich 5-1 mit einer im wesentlichen halbkugel
förmigen Aussparung 5-2 ausgebildet. Die Flatterscheibe 2 ist
mit sieben in Umfangsrichtung und äquidistant angeordneten,
im wesentlichen halbkugelförmigen Aussparung 2-3 ausgestat
tet. Ein Satz von sieben in Umfangsrichtung angeordneten Kol
benstangen 6 ist vorgesehen, die je ein erstes Ende 6-1 im
wesentlichen kugelförmiger Gestalt, das in dem entsprechenden
Sitz 2-3 der Flatterscheibe 2 abgesetzt ist, und ein zweites
Ende 6-2 im wesentlichen kugelförmiger Gestalt aufweisen, das
in dem Sitz 5-2 des entsprechenden Kolbens 5 abgesetzt ist.
Somit bewirkt die hin- und hergehende Bewegung der Flatter
scheibe 2 um die Achse M, daß sich der Kolben 5 axial hin-
und hergehend in den jeweiligen Zylinderbohrungen 22-1 be
wegt. Wenn sich ein Kolben 5 in einer Richtung auf die Ven
tilsitzplatte 14 bewegt, wird das Volumen der entsprechenden
Kolbenkammer Sp verkleinert, wodurch Gas in der Kammer kom
primiert werden kann. Wenn im Gegensatz hierzu der Kolben 5
in Richtung von der Ventilsitzplatte 14 aus wegbewegt wird,
wird das Volumen der entsprechenden Kolbenkammer Sp vergrö
ßert, wodurch Gas in die Kammer eingesaugt werden kann.
Gemäß Fig. 1 ist die Ventilsitzplatte 14 mit sieben in Um
fangsrichtung und äquidistant angeordneten Auslaßöffnungen
14-1 ausgebildet, die zu den jeweiligen Kolbenkammern Sp hin
geöffnet sind. Auslaßventile 12 sind an einer Seite der Ven
tilsitzplatte 14 angeordnet, die von den jeweiligen Kolben
kammern Sp abgelegen ist. Ein Anschlagteil 13 ist an einer
Seite jedes jeweiligen Auslaßventils 12 abgelegen von der
Ventilsitzplatte 14 angeordnet. Jedes Auslaßventil 12 besteht
aus einem nachgiebigen Plattenteil, das eine nachgiebige
Kraft erzeugt, die üblicherweise eine entsprechende Auslaß
öffnung 14-1 schließt. Eine Auslaßkammer F ist an einer Seite
des Auslaßventils 12 abgelegen von der Ventilsitzplatte 14
ausgebildet. Die Auslaßkammer F steht mit einem Kondensator
im Kühlkreis in Verbindung. Der Druck in der Kolbenkammer Sp,
der größer als die nachgiebige Kraft ist, bewirkt, daß das
Auslaßventil 12 von der Ventilsitzplatte 14 aus wegverschoben
wird, was es möglich macht, daß das komprimierte Gas in der
Kolbenkammer Sp in die Auslaßkammer F über die Auslaßöffnung
14-1 abgegeben wird.
Der Zylinderblock 22 ist mit einer gestuften Zylinderbohrung
22-2 ausgebildet, die sich axial erstreckt. Ein Schieber 9
ist an der Zylinderbohrung 22-2 verschiebbar angesetzt, so
daß eine Zwischendruckkammer A an einer Seite des Schiebers 9
in der Zylinderbohrung 22-2 gebildet ist und eine Einlaßkam
mer C ist an der anderen Seite des Schiebers 9 ausgebildet.
Die Kammer C steht mit einem Verdampfer (nicht dargestellt)
in einem Kühlsystem zur Aufnahme eines gasförmigen Kühlmit
tels von dem Verdampfer aus in Verbindung. Somit steht die
Kammer C unter einem Druck, der dem Einlaßdruck des Gases
entspricht. Mit anderen Worten wirkt stets ein Druck, der dem
Druck in der Kammer C entspricht, auf die rechte Seite des
Schiebers 9 gemäß Fig. 1. Es ist kein Mittel zur Modifizie
rung des Einlaßdrucks und dafür vorgesehen, den modifizierten
Druck am Schieber zur Einwirkung zu bringen, was das erfin
dungsgemäße System einfach macht.
In dem Aufnahmeteil 4 ist ein Spalt vorgesehen, und dieser
schafft eine Verbindung zwischen der Zwischendruckkammer A
und der Taumelscheibenkammer B. Als Folge hiervon wird Gas,
das durch den Verschiebefreiraum zwischen dem Kolben 5 und
der Zylinderbohrung 22-1 infolge des hohen Druck des Gases in
der Kolbenkammer Sp abfließt, in die Taumelscheibenkammer B
eingeführt. Das Gas in der Kammer B wird dann in die Zwi
schendruckkammer A über den Spalt zwischen dem Aufnahmeteil 4
und der Zylinderbohrung 22-2 eingeführt. Die Zwischendruck
kammer A steht unter einem Zwischendruck, der höher als der
Einlaßdruck an der Einlaßdruckkammer C ist.
Gemäß Darstellung in Fig. 1 ist das hintere Gehäuseteil 23
mit einem zentralen Ansatzbereich 23-1 ausgebildet, der eine
innere Axialöffnung begrenzt, die sich zur Einlaßkammer C ei
nerseits öffnet und andererseits mit einem Rohr (nicht darge
stellt) in Verbindung steht. Das Rohr ist in einem Kühlgas
kreis angeordnet und dient zur Zuführung von an dem Verdamp
fer (nicht dargestellt) verdampftem Gas in die Einlaßdruck
kammer C des Kompressors.
Gemäß Darstellung in Fig. 2 ist der Zylinderblock 22 mit sie
ben in Umfangsrichtung und äquidistant angeordneten Einlaß
öffnungen D ausgestattet. Die Einlaßöffnungen D sind an ihren
ersten Enden zu der jeweiligen Kolbenbohrung 22-1 hin offen,
während die Einlaßöffnungen D an ihren zweiten Enden zu der
zentralen Bohrung 22-2 zur verschiebbaren Aufnahme des Schie
bers 9 gemäß Darstellung in Fig. 1 offen sind. Die Aufgabe
des Schiebers 9 besteht darin, die Dauer der Verbindung der
Einlaßöffnungen D mit den jeweiligen Kolbenkammern Sp, d. h.
die Menge des in die Kammern eingeführten Gases entsprechend
der Kompressionskapazität des Kompressors, zu verändern.
Der Schieber 9 ist mit einer Axialbohrung ausgebildet, die
verschiebbar an der Welle 1-2 eingesetzt ist. An der Innen
fläche der Axialbohrung ist der Schieber 9 mit einer axialen
Nut 9-5 ausgebildet, während ein Keil fest mit der Welle 1-2
in Verbindung steht und in die Axialnut 9-5 eingesetzt ist.
Als Ergebnis hiervon ist eine axiale verschiebbare Verbindung
zwischen der Drehwelle 1-2 und dem Schieber 9 erreicht, wäh
rend die Drehbewegung der Welle 1-2 an der Schieber 9 über
tragen wird. Der Schieber 9 ist aus Metall, beispielsweise
Stahl oder Aluminium, hergestellt, das mit einem Überzug zur
Erhöhung seiner Verschleißfestigkeitseigenschaften überzogen
ist. Gemäß Darstellung in Fig. 5 besteht der Schieber 9 aus
einem Bereich 9-1 großen Durchmessers mit Hülsengestalt, und
erstreckt sich ein Bereich 9-2 kleinen Durchmessers einstük
kig von dem Bereich 9-1 großen Durchmessers aus in Richtung
auf die Taumelscheibe 1-1. Der Bereich 9-1 mit großem Durch
messer steht verschiebbar mit der zylindrischen Innenwand der
Bohrung 22-2 in Berührung, so daß an einer Seite des Bereichs
9-1 mit großem Durchmesser weg von dem Bereich 9-2 mit klei
nem Durchmesser der Einlaßkämmerdruck C ausgebildet ist.
Gemäß Darstellung in Fig. 5.ist der Bereich 9-1 mit großem
Durchmesser mit einer ersten Aussparung 9-3 mit einer axialen
Breite W₁ ausgebildet, die sich in Umfangsrichtung über einen
Winkel Θ₁ erstreckt, und mit einer zweiten Aussparung 9-4
mit einer axialen Breite W₂ ausgebildet, die sich axial in
der Nähe der ersten Aussparung 9-3 befindet und in Umfangs
richtung über einen Winkel Θ₂ erstreckt. Der Wert des Win
kels Θ₁ der umfangsseitigen Erstreckung der ersten Ausspa
rung 9-3 dient der Erzielung eines Teils der Dauer (des Win
kels) der Verbindung der Einlaßkammer C mit der Einlaßöffnung
D bei einem vollständigen Einlaßhub (180°) eines entsprechen
den Kolbens derart, daß nur eine Teilmenge des Gases, die
beispielsweise bei 3% bis 5% bezogen auf die Gesamtmenge
des Gases liegt, in die entsprechende Kolbenkammer Sp einge
führt wird. Im Gegensatz hierzu dient der Winkel Θ2 der um
fangsseitigen Erstreckung der zweiten Aussparung 9-4 der Er
zielung einer vollständigen Dauer der Verbindung der Einlaß
kammer C mit der Einlaßöffnung D bei einem vollständigen Hub
(180°) eines entsprechenden Kolbens derart, daß die Gesamt
menge des Gases in die entsprechende Kolbenkammer Sp einge
führt wird. Die hin- und hergehende Bewegung der Flatter
scheibe 2, die durch die Drehbewegung der Taumelscheibe 1-1
bewirkt wird, bewirkt ihrerseits, daß die Kolben 5 hin- und
herbewegt werden. Eine hin- und hergehende Bewegung eines Zy
klusses eines Kolbens 5 wird durch eine vollständige Drehung
(360°) der Welle 1 erreicht. Jedoch besteht eine Phasendiffe
renz von 360/7° zwischen den Einlaßhüben benachbarter Kolben.
Somit ist die winkelmäßige Anordnung der zweiten Aussparung
9-4 eine solche, daß die zweite Aussparung 9-4 mit jeder der
Einlaßöffnungen D während einer vollen Periode (180°) des
Einlaßhubs des entsprechenden Kolbens 5 in Verbindung steht.
Während einer vollständigen Drehung (360°) des Schiebers 9
steht die Aussparung in sequentieller Weise mit den in Um
fangsrichtung und äquidistant angeordneten Einlaßöffnungen D
in Verbindung, so daß das Gas in der Einlaßkammer C an die
Kolbenkammern Sp verteilt wird.
Gemäß Darstellung in Fig. 1 ist eine Druckfeder 10 zwischen
einer axialen Stirnfläche des Schiebers 9 und einer zugewand
ten Innenfläche des hinteren Gehäuseteils 23 in der Einlaß
kammer C angeordnet, so daß eine nachgiebige Kraft erzeugt
wird, um den Schieber 9 in Richtung auf die Taumelscheibe 1-1
zu drücken, so daß der Schieber 9 mittels des durch die Nut
9-5 geführten Keils 8 axial zu einer Axialstellung verschoben
wird, in der der Schieber 9 mit einem Anschlag 15 in Berüh
rung steht, der als Sprengring gestaltet und an einer Ringnut
an dem Wellenbereich 1-2 angesetzt ist. In dieser axialen
Stellung des Schiebers 9 kann die erste Aussparung 9-3 mit
den Einlaßöffnungen D der jeweiligen Kolbenkammern Sp in Ver
bindung stehen. Anstelle des Anschlages 15 kann ein Schulter
bereich 15a in der zentralen Bohrung 22-2 vorgesehen sein, so
daß er die Funktion des Anschlags erfüllt.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert. Wenn eine Drehbewegung
von einem Verbrennungsmotor auf die Taumelscheibe 1-1 der
Drehwelle über einen Kupplung (nicht dargestellt) unter Ein
griffsbedingung zur Einwirkung gebracht wird, bewirkt als
Folge die Flatterscheibe 2, die mit der Taumelscheibe 1-1 in
Berührung steht, eine Verriegelungsbewegung um die Achse M,
die sich quer zur Achse der Welle 1 erstreckt, ohne infolge
des Vorhandenseins der Kugel 3 und der Aufnahme 4 gedreht zu
werden. Die verriegelnde Bewegung der Flatterscheibe 2 be
wirkt, daß die Kolbenstangen 6 hin- und herbewegt werden, was
seinerseits bewirkt, daß die Kolben in den jeweiligen Zylin
derbohrungen 22-1 in Axialrichtung hin- und herbewegt werden.
Als Folge der hin- und hergehenden Bewegung der Kolben 5 in
den entsprechenden Zylinderbohrungen 22-1 werden die Volumina
der entsprechenden Kolbenkammern Sp verändert, wodurch die
Komprimierung des Gases in den Kolbenkammern Sp stattfindet.
Wenn der Kompressor gestartet wird, kann der Druck an den
Kolbenkammern Sp nicht hoch sein. Demzufolge ist der Druck an
der Zwischendruckkammer A niedrig genug, um Ursache dafür zu
sein, daß er mit dem Druck an der Einlaßkammer c ausgeglichen
wird. Demzufolge verursacht die Kraft der Feder 10, daß der
Schieber 9 nach vorn bewegt wird, bis der Schieber 9 mit dem
Anschlag 15 in Berührung kommt, so daß der Schieber 9 eine
Stellung gemäß Darstellung in Fig. 6A einnimmt, in der die
Verbindung der Einlaßöffnung D mit jeder der Kolbenkammern Sp
über die erste Aussparung 9-3 gegeben ist, die sich in Um
fangsrichtung um einen Winkel Θ₁ erstreckt, der dazu dient,
eine Kapazität zu erreichen, die einem vorbestimmten Prozent
satz, beispielsweise 3% bis 5%, der vollen Kapazität ent
spricht, die dem Volumen der Kolbenkammer entspricht, wenn
sich der entsprechende Kolben 5 am unteren Totpunktzentrum
befindet. Fig. 3A zeigt den Kolben 5, dargestellt mit schraf
fierten Linien, an seinem oberen Totpunktzentrum, in welchem
Fall sich der Kolben 5 am nächsten bei der Ventilsitzplatte
14 befindet und die erste Aussparung 9-3 des Schiebers 9 ihre
Verbindung mit der entsprechenden Einlaßöffnung D beginnt,
während der Schieber 9 gedreht wird, wie mittels eines Pfeils
X dargestellt ist, so daß die Einführung von Kühlmittel in
den Kolbenraum Sp begonnen wird. Fig. 3B zeigt einen Zustand,
bei dem ausgehend von dem Zustand gemäß Fig. 3A die Drehung
des Schiebers 9, d. h. der Drehwelle 1, um einen Winkel Θ₁,
abgeschlossen ist, so daß die Verbindung der ersten Ausspa
rung 9-3 mit der entsprechenden Einlaßöffnung D beendet ist.
In Hinblick auf das oben Gesagte befindet sich der Schieber 9
in der in Fig. 6A dargestellten Position der verringerten Ka
pazität, wenn der Kompressor nicht in Betrieb steht. Wenn der
Kompressor durch Einkuppeln der Kupplung (nicht dargestellt)
zum Anschluß der Antriebswelle 1 mit der Kurbelwelle eines
Verbrennungsmotors gestartet wird, erfährt der Motor folglich
keine große Belastung, wodurch die Erzeugung eines Stoßes im
Fahrzeugkörper verhindert wird.
Der Beginn des Kompressionsvorgangs des Kompressors durch die
hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 5 bewirkt, daß der
Druck in der Zwischendruckkammer A aufgrund des Umstandes
allmählich ansteigt, daß das Gas in der Kolbenkammern Sp in
die Zwischendruckkammer A über die Taumelscheibenkammer B
eintritt. Der Anstieg des Drucks in der Zwischendruckkammer A
bewirkt, daß der Schieber 9 in Richtung auf das hintere Ge
häuseteil 23 gegen die Kraft der Feder 10 bewegt wird. Fig.
6B zeigt die Relativstellungen der Einlaßöffnung D und des
Schiebers 9, wenn die Zunahme des Drucks in der Zwischen
druckkammer A mittelgroß ist. In dieser Stellung der Einlaß
öffnung D und des Schiebers 9 ist die Einlaßöffnung D gegen
über der zweiten Aussparung 9-4 mit einer Umfangserstreckung
von 180° teilweise geöffnet, während der übrige Teil der Ein
laßöffnung D gegenüber der ersten Aussparung 9-3 verringerter
umfangsseitiger Erstreckung noch geöffnet ist. Als Folge
hiervon wird eine verhältnismäßig vergrößerte Kompressionska
pazität des Kompressors während des Übergangszustands von der
Ausgangsstellung des Schiebers 9 in Fig. 6B erreicht.
Wenn eine kurze Zeitspanne nach dem Beginn der Arbeit des
Kompressors verstrichen ist, wird der Druck in der Zwischen
druckkammer A schließlich auf einen Wert erhöht, bei dem der
Schieber 9 zu einer Stellung bewegt wird, in der die Relativ
stellungen der Einlaßöffnung D und des Schiebers 9 gemäß Dar
stellung in Fig. 6C erreicht werden, so daß die Verbindung
der Einlaßöffnung D mit jeder der Kolbenkammern Sp über die
zweite Aussparung 9-4 auftritt, die sich in Umfangsrichtung
über einen Winkel Θ₂ erstreckt, der gleich 180° ist und für
eine volle Kapazität sorgt. Fig. 4B zeigt den Kolben 5,
schraffiert dargestellt, an seinem oberen Totpunktzentrum, wo
der Kolben 5 die Ventilsitzplatte 14 am nächsten angeordnet
ist und wo die zweite Aussparung 9-4 des Schiebers 9 ihre
Verbindung mit der entsprechenden Einlaßöffnung D aufnimmt,
während der Schieber 9 gemäß Darstellung mittels eines Pfeils
während der Schieber 9 gemäß Darstellung mittels eines Pfeils
X gedreht wird, so daß die Einführung von Kühlmittel in die
Kolbenkammer Sp begonnen wird. Fig. 4B zeigt den Zustand, bei
dem sich der Kolben 5, schraffiert darstellt, an seinem unte
ren Totpunktzentrum befindet und bei dem vom Zustand gemäß
Fig. 4B die Drehung des Schiebers 9, d. h. der Drehwelle 1,
mit einem Winkel Θ₂, der gleich 180° ist, abgeschlossen ist,
so daß die Verbindung der zweiten Aussparung 9-4 mit der ent
sprechenden Einsatzöffnung D beendet ist.
Wie oben erläutert macht es erfindungsgemäß der Eingriff der
Kupplung zwischen dem Kompressor und der Kurbelwelle möglich,
daß der Druck in der Zwischendruckkammer A allmählich erhöht
wird, d. h. der Schieber 9 allmählich aus der Stellung mit
verringerter Kapazität zu der Stellung mit voller Kapazität
bewegt wird. Als Folge wird eine allmähliche und glatte Erhö
hung des Kompressionsmoments nach dem Einrücken der Kupplung
und bis dann erreicht, daß der Druck in der Zwischendruckkam
mer vollständig erhöht ist. Demzufolge wird das Auftreten
eines Stoßes, wenn der Betrieb des Kompressors begonnen wird,
im Vergleich zu der vorbekannten Bauweise unterdrückt, bei
der eine 100%ige Kompression augenblicklich begonnen wird,
wenn die Kupplung eingerückt wird.
Des weiteren wird im Vergleich zu der Bauweise der ungeprüf
ten japanischen Patentveröffentlichung 5-306 680 der Schieber
9 erfindungsgemäß nur dann betätigt, wenn der Betrieb des
Kompressors aufgenommen wird, wodurch das Auftreten eines
Stoßes reduziert wird. Somit ist die reduzierte Kompression
mit 3% bis 5% gegenüber der vollen Kompressionskapazität
für die Erreichung dieses Zweckes ausreichend. Da die erfin
dungsgemäße Kompressionskapazitätsverringerung nur auftritt,
wenn der Betrieb des Kompressors beginnt, bewirkt die verrin
gerte Kompressionskapazität mit 3% bis 5% nicht, daß die
Schmierung des Kompressors unzureichend ist. Somit können er
findungsgemäß eine gewünschte Schmierleistung sowie eine ge
wünschte Verringerung des Stoßes, wenn der Kompressor in Be
trieb genommen wird, was miteinander im Widerspruch steht.
Wenn die Kupplung ausgekuppelt wird, wird der Kompressor an
gehalten. In diesem Fall wird der Druck in der Zwischendruck
kammer A verringert, um sich mit dem Druck in der Einlaßkam
mer C auszugleichen. Somit drückt die Feder 10 den Schieber 9
wieder in Richtung vorwärts, bis sie mit dem Anschlag 15 in
Berührung kommt, wodurch eine Stellung mit reduzierter Kom
pressionskapazität, wie in Fig. 6A dargestellt ist, für den
nachfolgenden Beginn des Betriebs des Kompressors erreicht
wird.
Fig. 7 und 8 zeigen eine zweite Ausführungsform, bei der die
vorliegende Erfindung auf einen Taumelscheibenkompressor des
Typs mit doppelseitig angeordneten Kolben angewandt wird,
wobei die Kolben an beiden Seiten einer Taumelscheibe ange
ordnet sind. Eine Taumelscheibe 200 steht mit einer Drehwelle
1 in Verbindung, die mit der Kurbelwelle eines Verbrennungs
motors für ein Fahrzeug über eine Kupplung in Verbindung
steht, so daß die Drehbewegung der Kurbelwelle an die Dreh
welle 1 übertragen wird. Zylinderblöcke 22a und 22b befinden
sich in einer in Axialrichtung einander zugewandten Anordnung
und stehen miteinander über äquidistant und in Umfangsrich
tung angeordnete Schrauben 24 mit einem vorderen Gehäuseteil
21 und einem hinteren Gehäuseteil 23 in Verbindung. Die Dreh
welle 1 ist durch die Zylinderblöcke 22a und 22b über Radial
lager 30a bzw. 30b gelagert. Des weiteren sind ein Schublager
31a zwischen einander zugewandten Flächen des Zylinderblocks
22a und der Taumelscheibe 200 und ein Schublager 31b zwischen
den einander zugewandten Flächen des Zylinderblocks 22b und
der Taumelscheibe 200 angeordnet.
Die Zylinderblöcke 22a und 22b sind mit fünf äquidistant und
in Umfangsrichtung beabstandet angeordneten, axial fluchten
den Teilen von Zylinderbohrungen 22a-1 und 22b-1 ausgebildet.
Kolben 50 sind axial in den Zylinderbohrungen 22a-1 und 22b-1
hin- und hergehend eingesetzt, so daß für jeden Kolben 50
Kolbenkammern Sp an beiden Seiten gebildet sind. Die Kolben
50 stehen mit der Taumelscheibe 200 über entsprechende Paare
von Schuhen 60 halbkugelförmiger Gestalt in Verbindung, so
daß eine Drehbewegung der Taumelscheibe 200 bewirkt, daß die
Kolben 50 in den jeweiligen Zylinderbohrungen axial hin- und
herbewegt werden, was Ursache dafür ist, daß das Volumen der
Kolbenkammern Sp verändert wird.
Die Ventilsitzplatten 14a und 14b sind zwischen dem vorderen
Gehäuseteil 21 und dem Zylinderblock 22a und dem hinteren Ge
häuseteil 23 und dem Zylinderblock 22b angeordnet. An den
Ventilsitzplatten 14a und 14b sind Abflußventile 12a und 12b
(Reedventile) und Ventilanschläge 13a und 13b angeordnet.
Diese Ventile 12a und 12b und die Anschläge 13a und 13b be
sitzen zentrale Bohrungen, an denen stufenförmige Ansatzbe
reiche 22a-2 und 22b-2 eingesetzt sind, so daß die Teile 12a
und 12b und 13a und 13b einstückig mit den Zylinderblöcken
22a und 22b sowie mit den vorderen und hinteren Gehäuseteilen
21 und 23 gemacht sind, wenn die Schrauben 24 angezogen wer
den.
Schieber 9a und 9b, die als Drehventile arbeiten, sind mit
der Drehwelle 1 über Keile 8a bzw. 8b axial verschiebbar ver
bunden, während die Schieber 9a und 9b zusammen mit der Dre
hung der Drehwelle 1 gedreht werden. Schraubenfedern 10a und
10b besitzen erste Enden, die an Sprengringen 20a bzw. 20b
anliegen, und zweite Enden, die an den Schiebern 9a und 9b
anliegen, so daß die Schieber 9a und 9b axial in Richtung
aufeinanderzu bewegt werden, so daß die Schieber 9a und 9b
die Anschläge 15a und 15b als an der Welle 1 ausgebildete
Schultern berühren. Zwischendruckkammern A sind an den Seiten
der Schieber 9a und 9b von den Federn 10a bzw. 10b beabstan
det ausgebildet. Die Zwischendruckkammern A stehen mit einer
Taumelscheibenkammer B in Verbindung. Einlaßdruckkammern c
sind an den Seiten der Schieber 9a und 9b in der Nähe der
Federn 10a bzw. 10b ausgebildet. Der Schieber 9a ist mit
einer ersten Aussparung 9a-3 kleiner Umfangserstreckung für
einen Winkel Θ₁ und einer zweiten Aussparung 9a-4 mit einer
großen Umfangserstreckung für einen Winkel Θ₂, wie unter Be
zugnahme auf Fig. 5 erläutert, ausgebildet. In gleicher Weise
ist der Schieber 9b mit einer ersten Aussparung 9b-3 mit
kleiner Umfangserstreckung für einen Winkel Θ₁ und einer
zweiten Aussparung 9b-4 mit großer Umfangserstreckung für
einen Winkel Θ₂ ausgebildet.
Im Ruhezustand des Kompressors sind der Druck in der Zwi
schendruckkammer A und der Druck in den Einlaßdruckkammern c
ausgeglichen. Als Folge hiervon nehmen die Schieber 9a und 9b
Stellungen ein, in denen die Schieber 9a und 9b mit den An
schlägen 15a bzw. 15b in Verbindung stehen. In diesem Fall
sind die Axialstellungen der Schieber 9a und 9b solche, daß
die Kolbenkammern Sp mit der Einlaßdruckkammer C über die
erste Aussparung 9a-3 und 9b-3 kleinerer Umfangserstreckung
in Verbindung stehen. Somit verursacht die geringe Kompressi
onskapazität, daß die auf den Motor zur Einwirkung gebrachte
Belastung reduziert wird, wenn der Kompressor in Betrieb ge
nommen wird, wodurch ein Stoß verringert wird. Nach Beginn
der Inbetriebnahme des Kompressors wird ein allmählicher An
stieg des Drucks in den Zwischendruckkammern A aufgrund des
Abflusses von Gas aus den Kolbenkammern Sp über die Taumel
scheibenkammer B erreicht, so daß die Schieber 9a und 9b
gegen die Kraft der Federn 10a bzw. 10b voneinander weg be
wegt werden. Als Folge hiervon werden die Schieber 9a und 9b
schließlich zu Stellungen bewegt, in denen die Verbindung der
Kolbenkammern Sp und der jeweiligen Einlaßkammern C über die
zweite Aussparung 9a-4 und 9b-4 größerer Umfangserstreckung
Θ₂ auftritt. Demzufolge wird die volle Kompressionskapazität
des Kompressors erreicht.
Fig. 9 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung,
bei der ein Schieber 9 zusätzlich zu der ersten und der zwei
ten Aussparung 9-3 und 9-4 eine zusätzliche Aussparung 9-6
aufweist, die zwischen der ersten und der zweiten Aussparung
9-3 und 9-4 angeordnet ist. Die zusätzliche Aussparung 9-6
besitzt eine Umfangserstreckung, die größer als diejenige der
ersten Aussparung 9-3 und kleiner als diejenige der zweiten
Aussparung 9-4 ist. Somit wird ein Zwischenwert der Kompres
sionskapazität zwischen der minimalen Kompressionskapazität
entsprechend der Umfangserstreckung der ersten Aussparung 9-3
und vollen Kompressionskapazität entsprechend der Umfangser
streckung der zweiten Aussparung 9-4 erreicht. Somit ist eine
differenziertere Steuerung der Kompressionskapazität bei In
betriebnahme des Kompressors erreicht.
Bei der Erfindung kann anstelle der gestuften Gestalt der
Aussparung 9-3 und 9-4 des Schiebers 9 eine durchgehend ver
jüngte Gestalt der Aussparung verwendet werden. In diesem
Fall wird eine kontinuierliche Vergrößerung der Kompressions
kapazität nach Inbetriebnahme des Kompressors erreicht.
Die obenangegebene Ausführungsform betrifft die Situation,
bei der der Kompressor durch die Kurbelwelle eines Verbren
nungsmotors über eine elektromagnetische Kupplung angetrieben
ist. Die Erfindung kann auch in dem Fall Anwendung finden,
bei dem der Kompressor durch einen unabhängigen Hilfsmotor
angetrieben wird, wie dies der Fall bei einem Klimasystem für
für ein großes Fahrzeug, beispielsweise einen Bus, ist.
Claims (7)
1. Taumelscheibenkompressor zum Komprimieren eines Gases,
der verfügt über:
ein Gehäuse (21, 22, 23) mit mindestens einer Zylinderbohrung (22-1);
eine Drehwelle, die mit dem Gehäuse (21, 22, 23) drehbar in Verbindung steht;
mindestens einen Kolben (5), der axial verschiebbar in die mindestens eine Zylinderbohrung (22-1) eingesetzt ist, so daß mindestens eine Kolbenkammer (Sp) durch den mindestens einen Kolben (5) in der mindestens einen Zylinderbohrung (22-1) ge bildet ist;
eine mit der Drehwelle (1) fest verbundene Taumelscheibe (1- 1), so daß sich die Taumelscheibe (1-1) zusammen mit der Dre hung der Drehwelle (1) dreht, wobei die Taumelscheibe (1-1) in Zusammenarbeit mit dem Kolben (5) wirkt, so daß die Dreh bewegung der Taumelscheibe (1-1) Ursache dafür ist, daß der Kolben (5) in der Zylinderbohrung (22-1) axial hin- und her bewegt wird, wodurch das Volumen der Kolbenkammer (Sp) verän dert wird;
eine Taumelscheibenkammer (B) in dem Gehäuse (21, 22, 23) zur Aufnahme der Taumelscheibe (1-1);
ein Einlaßmittel zur Einführung des Gases in die Kolbenkammer (Sp), wenn der Kolben (5) in Richtung zur Vergrößerung des Volumens der Kolbenkammer (Sp) bewegt wird;
ein Abführungsmittel zur Abführung des Gases, wenn der Kolben (5) in der entgegengesetzten Richtung zur Verkleinerung des Volumens der Kolbenkammer (Sp) bewegt wird;
wobei das Einlaßmittel umfaßt:
eine Einlaßkammer (C) im Gehäuse (21, 22, 23) zur Aufnahme des zu komprimierenden Gases;
eine Einlaßöffnung (D) im Gehäuse (21, 22, 23) zur Verbindung der Einlaßkammer (C) mit der Kolbenkammer (Sp);
ein Schieberventil (9), das mit der Drehwelle (1) drehbar verbunden ist, während es hinsichtlich der-Drehwelle 1 axial verschiebbar ist;
eine Einlaßkammer (C), die zu der einen Seite des Ventils (9) offen ist, während an der anderen Seite des Schieberventils (9) eine Zwischendruckkammer(A) ausgebildet ist, die mit der Taumelscheibenkammer (B) in Verbindung steht; und
eine Feder (10) zum Vorspannen des Schieberventils (9) in Richtung auf die Zwischendruckkammer (A); wobei das Schieberventil (9) bildet:
eine erste Aussparung, damit die Einlaßöffnung (D) mit der Einlaßkammer (C) längs eines Drehwinkels in Verbindung stehen kann, der einem Teil des Einlaßhubs des Kolbens (5) ent spricht, wenn der Schieber (9) zu einer Stellung in der Nähe der Zwischendruckkammer (A) durch die Kraft der Feder (10) infolge des geringen Drucks in der Zwischendruckkammer (A) bewegt wird; und
eine zweite Aussparung, damit die Einlaßöffnung (D) mit der Einlaßkammer (C) während eines Drehwinkelbereichs in Verbin dung stehen kann, der dem vollständigen Einlaßhub des Kolbens (5) entspricht, wenn der Schieber (9) zu einer der Zwischen druckkammer (A) gegenüberliegenden Stellung gegen die Kraft der Feder (10) infolge des hohen Drucks in der Zwischendruck kammer (A) bewegt wird.
ein Gehäuse (21, 22, 23) mit mindestens einer Zylinderbohrung (22-1);
eine Drehwelle, die mit dem Gehäuse (21, 22, 23) drehbar in Verbindung steht;
mindestens einen Kolben (5), der axial verschiebbar in die mindestens eine Zylinderbohrung (22-1) eingesetzt ist, so daß mindestens eine Kolbenkammer (Sp) durch den mindestens einen Kolben (5) in der mindestens einen Zylinderbohrung (22-1) ge bildet ist;
eine mit der Drehwelle (1) fest verbundene Taumelscheibe (1- 1), so daß sich die Taumelscheibe (1-1) zusammen mit der Dre hung der Drehwelle (1) dreht, wobei die Taumelscheibe (1-1) in Zusammenarbeit mit dem Kolben (5) wirkt, so daß die Dreh bewegung der Taumelscheibe (1-1) Ursache dafür ist, daß der Kolben (5) in der Zylinderbohrung (22-1) axial hin- und her bewegt wird, wodurch das Volumen der Kolbenkammer (Sp) verän dert wird;
eine Taumelscheibenkammer (B) in dem Gehäuse (21, 22, 23) zur Aufnahme der Taumelscheibe (1-1);
ein Einlaßmittel zur Einführung des Gases in die Kolbenkammer (Sp), wenn der Kolben (5) in Richtung zur Vergrößerung des Volumens der Kolbenkammer (Sp) bewegt wird;
ein Abführungsmittel zur Abführung des Gases, wenn der Kolben (5) in der entgegengesetzten Richtung zur Verkleinerung des Volumens der Kolbenkammer (Sp) bewegt wird;
wobei das Einlaßmittel umfaßt:
eine Einlaßkammer (C) im Gehäuse (21, 22, 23) zur Aufnahme des zu komprimierenden Gases;
eine Einlaßöffnung (D) im Gehäuse (21, 22, 23) zur Verbindung der Einlaßkammer (C) mit der Kolbenkammer (Sp);
ein Schieberventil (9), das mit der Drehwelle (1) drehbar verbunden ist, während es hinsichtlich der-Drehwelle 1 axial verschiebbar ist;
eine Einlaßkammer (C), die zu der einen Seite des Ventils (9) offen ist, während an der anderen Seite des Schieberventils (9) eine Zwischendruckkammer(A) ausgebildet ist, die mit der Taumelscheibenkammer (B) in Verbindung steht; und
eine Feder (10) zum Vorspannen des Schieberventils (9) in Richtung auf die Zwischendruckkammer (A); wobei das Schieberventil (9) bildet:
eine erste Aussparung, damit die Einlaßöffnung (D) mit der Einlaßkammer (C) längs eines Drehwinkels in Verbindung stehen kann, der einem Teil des Einlaßhubs des Kolbens (5) ent spricht, wenn der Schieber (9) zu einer Stellung in der Nähe der Zwischendruckkammer (A) durch die Kraft der Feder (10) infolge des geringen Drucks in der Zwischendruckkammer (A) bewegt wird; und
eine zweite Aussparung, damit die Einlaßöffnung (D) mit der Einlaßkammer (C) während eines Drehwinkelbereichs in Verbin dung stehen kann, der dem vollständigen Einlaßhub des Kolbens (5) entspricht, wenn der Schieber (9) zu einer der Zwischen druckkammer (A) gegenüberliegenden Stellung gegen die Kraft der Feder (10) infolge des hohen Drucks in der Zwischendruck kammer (A) bewegt wird.
2. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kolben (5) in der Zylinderbohrung (22-
1) die Zylinderkammern (Sp) an seinen jeweiligen Seiten bil
det, so daß die Kolbenkammern (Sp) beidseitig der Taumel
scheibe (1-1) angeordnet sind, und daß Einlaßmittel und Ab
führungsmittel unabhängig voneinander für jede der Kolbenkam
mern (Sp) vorgesehen sind.
3. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Schieber (9) einen ersten zylindrischen
Bereich großen Durchmessers und einen zweiten zylindrischen
Bereich kleinen Durchmessers aufweist, wobei die erste und
die zweite Aussparung an dem ersten zylindrischen Bereich
ausgebildet sind und der zweite zylindrische Bereich mit der
Welle bei axialer Verschiebbarkeit in Verbindung steht.
4. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die erste Aussparung mit der zweiten Aus
sparung in Verbindung steht, so daß die jeweiligen Umfangser
streckungen in stufenartiger Weise verändert werden.
5. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einlaßkammer zu der Seite des Schieber
ventils hin direkt geöffnet ist, d. h. ohne Zuhilfenahme eines
Steuermittels.
6. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der durch die erste Aussparung erreichte
Bereich des Einlaßhubs ein solcher ist, daß 3% bis 5% der
Kompressionskapazität, im Vergleich zur vollen Kapazität des
Kompressors, in dem Augenblick erreicht werden, wenn der Kom
pressor in Betrieb genommen wird.
7. Taumelscheibenkompressor zum Komprimieren eines Gases,
der verfügt über:
ein Gehäuse (21, 22, 23) mit mindestens einer Zylinderbohrung (22-1);
eine Drehwelle (1), die drehbar mit dem Gehäuse (21, 22, 23) in Verbindung steht;
mindestens einen Kolben (5), der axial verschiebbar in die mindestens eine Zylinderbohrung (22-1) eingesetzt ist, so daß mindestens eine Kolbenkammer (Sp) durch den mindestens einen Kolben (5) in der mindestens einen Zylinderkammer (22-1) ge bildet ist;
eine mit der Drehwelle (1) fest verbundene Taumelscheibe (1- 1), so daß sich die Taumelscheibe (1-1) zusammen mit der Dre hung der Drehwelle (1) dreht, wobei die Taumelscheibe (1-1) in Zusammenarbeit mit dem Kolben (5) wirkt, so daß die Dreh bewegung der Taumelscheibe (1-1) Ursache dafür ist, daß der Kolben (5) in der Zylinderbohrung (22-1) axial hin- und her bewegt wird, wodurch das Volumen der Kolbenkammer (Sp) verän dert wird;
eine Taumelscheibenkammer (B) in dem Gehäuse (21, 22, 23) zur Aufnahme der Taumelscheibe (1-1);
ein Einlaßmittel zur Einführung des Gases in die Kolbenkammer (Sp), wenn der Kolben (5) in Richtung zur Vergrößerung des Volumens der Kolbenkammer (Sp) bewegt wird;
ein Abführungsmittel zur Abführung des Gases, wenn der Kolben (5) in der entgegengesetzten Richtung zur Verkleinerung des Volumens der Kolbenkammer (Sp) bewegt wird;
wobei das Einlaßmittel umfaßt:
eine Einlaßkammer (C) im Gehäuse (21, 22, 23) zur Aufnahme des zu komprimierenden Gases;
eine Einlaßöffnung (D) im Gehäuse (21, 22, 23) zur Verbindung der Einlaßkammer (C) mit der Kolbenkammer (Sp);
ein Schieberventil (9), das drehbar mit der Drehwelle (1) verbunden ist, während es hinsichtlich der Drehwelle (1) axial verschiebbar ist;
eine Einlaßkammer (C), die zu der einen Seite des Schieber ventils (9) hin offen ist, ohne Zuhilfenahme eines Steuermit tels, während an der anderen Seite des Schieberventils (9) eine Zwischendruckkammer (A) ausgebildet ist, die mit der Taumelscheibenkammer (B) in Verbindung steht; und
eine Feder (10) zum Vorspannen des Schieberventils (9) in Richtung auf die Zwischendruckkammer (A); wobei das Schieberventil (9) bildet:
eine erste Aussparung, damit die Einlaßöffnung (D) mit der Einlaßkammer (C) längs eines Drehwinkels in Verbindung stehen kann, der einem Teil des Einlaßhubs des Kolbens (5) ent spricht, wenn der Schieber (9) zu einer Stellung in der Nähe der Zwischendruckkammer (A) durch die Kraft der Feder (10) infolge des geringen Drucks in der Zwischendruckkammer (A) bewegt wird, wenn sich der Kompressor im Ruhezustand befin det; und
eine zweite Aussparung, damit die Einlaßöffnung (D) mit der Einlaßkammer (C) während eines Drehwinkelbereichs in Verbin dung stehen kann, der dem vollständigen Einlaßhub des Kolbens (5) entspricht, wenn der Schieber (9) zu einer der Zwischen druckkammer (A) gegenüberliegenden Stellung gegen die Kraft der Feder (10) infolge des hohen Drucks in der Zwischendruck kammer (A) bewegt wird, wenn sich der Kompressor in stabilem Betriebszustand befindet, wobei der durch die erste Ausspa rung erreichte Bereich des Einlaßhubs ein solcher ist, daß 3 bis 5% der Kompressionskapazität, im Vergleich zur vollen Kapazität des Kompressors, in dem Augenblick erreicht werden, wenn der Kompressor in Betrieb genommen wird.
ein Gehäuse (21, 22, 23) mit mindestens einer Zylinderbohrung (22-1);
eine Drehwelle (1), die drehbar mit dem Gehäuse (21, 22, 23) in Verbindung steht;
mindestens einen Kolben (5), der axial verschiebbar in die mindestens eine Zylinderbohrung (22-1) eingesetzt ist, so daß mindestens eine Kolbenkammer (Sp) durch den mindestens einen Kolben (5) in der mindestens einen Zylinderkammer (22-1) ge bildet ist;
eine mit der Drehwelle (1) fest verbundene Taumelscheibe (1- 1), so daß sich die Taumelscheibe (1-1) zusammen mit der Dre hung der Drehwelle (1) dreht, wobei die Taumelscheibe (1-1) in Zusammenarbeit mit dem Kolben (5) wirkt, so daß die Dreh bewegung der Taumelscheibe (1-1) Ursache dafür ist, daß der Kolben (5) in der Zylinderbohrung (22-1) axial hin- und her bewegt wird, wodurch das Volumen der Kolbenkammer (Sp) verän dert wird;
eine Taumelscheibenkammer (B) in dem Gehäuse (21, 22, 23) zur Aufnahme der Taumelscheibe (1-1);
ein Einlaßmittel zur Einführung des Gases in die Kolbenkammer (Sp), wenn der Kolben (5) in Richtung zur Vergrößerung des Volumens der Kolbenkammer (Sp) bewegt wird;
ein Abführungsmittel zur Abführung des Gases, wenn der Kolben (5) in der entgegengesetzten Richtung zur Verkleinerung des Volumens der Kolbenkammer (Sp) bewegt wird;
wobei das Einlaßmittel umfaßt:
eine Einlaßkammer (C) im Gehäuse (21, 22, 23) zur Aufnahme des zu komprimierenden Gases;
eine Einlaßöffnung (D) im Gehäuse (21, 22, 23) zur Verbindung der Einlaßkammer (C) mit der Kolbenkammer (Sp);
ein Schieberventil (9), das drehbar mit der Drehwelle (1) verbunden ist, während es hinsichtlich der Drehwelle (1) axial verschiebbar ist;
eine Einlaßkammer (C), die zu der einen Seite des Schieber ventils (9) hin offen ist, ohne Zuhilfenahme eines Steuermit tels, während an der anderen Seite des Schieberventils (9) eine Zwischendruckkammer (A) ausgebildet ist, die mit der Taumelscheibenkammer (B) in Verbindung steht; und
eine Feder (10) zum Vorspannen des Schieberventils (9) in Richtung auf die Zwischendruckkammer (A); wobei das Schieberventil (9) bildet:
eine erste Aussparung, damit die Einlaßöffnung (D) mit der Einlaßkammer (C) längs eines Drehwinkels in Verbindung stehen kann, der einem Teil des Einlaßhubs des Kolbens (5) ent spricht, wenn der Schieber (9) zu einer Stellung in der Nähe der Zwischendruckkammer (A) durch die Kraft der Feder (10) infolge des geringen Drucks in der Zwischendruckkammer (A) bewegt wird, wenn sich der Kompressor im Ruhezustand befin det; und
eine zweite Aussparung, damit die Einlaßöffnung (D) mit der Einlaßkammer (C) während eines Drehwinkelbereichs in Verbin dung stehen kann, der dem vollständigen Einlaßhub des Kolbens (5) entspricht, wenn der Schieber (9) zu einer der Zwischen druckkammer (A) gegenüberliegenden Stellung gegen die Kraft der Feder (10) infolge des hohen Drucks in der Zwischendruck kammer (A) bewegt wird, wenn sich der Kompressor in stabilem Betriebszustand befindet, wobei der durch die erste Ausspa rung erreichte Bereich des Einlaßhubs ein solcher ist, daß 3 bis 5% der Kompressionskapazität, im Vergleich zur vollen Kapazität des Kompressors, in dem Augenblick erreicht werden, wenn der Kompressor in Betrieb genommen wird.
Applications Claiming Priority (1)
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8181 | Inventor (new situation) |
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