DE19533341C2 - Kompressor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kompressor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere bezieht sie sich auf einen Aufbau zur Begrenzung der Strömung in Druckdurchlässen zwischen Kammern eines Kompressors dieser Bauart, der eine angetriebene Platte benutzt, um Kühlgas zu komprimieren.

Bei einem Kompressor mit einer angetriebenen Platte wie beispielsweise einer verschwenkbaren Taumelscheibe ist die angetriebene Platte auf einer Antriebswelle innerhalb der Kurbelkammer montiert. Die Drehung der Welle wird mittels der angetriebenen Platte in eine hin- und hergehende Bewegung der Kolben in den zugeordneten Zylinderbohrungen umgewandelt. Das Kühlgas, das von einer Ansaugkammer den Zylinderbohrungen zugeführt wird, wird durch die hin- und hergehende Bewegung der Kolben komprimiert und dann über eine Ausstoßkammer aus dem Kompressor ausgestoßen. Da die Kurbelkammer in einem dicht abgeschlossenen Raum ausgebildet ist, ist es notwendig, den Druck innerhalb der Kammer auf einem angemessenen Niveau zu halten.

Jedoch können Laekagen oder ein Fehlblasen des komprimierten Gases zwischen der äußeren zylindrischen Fläche der Kolben und der inneren zylindrischen Fläche der jeweiligen Zylinderbohrungen auftreten. Das durch Fehlblasen ausgetretene Gas tritt in die Kurbelkammer ein und erhöht den Druck in dieser. Weiterhin wird bei einem Kompressor mit variabler Verdrängung, bei dem der Neigungswinkel der Antriebsplatte automatisch eingestellt wird, das ausgestoßene Volumen des Kompressors aufgrund der automatischen Justierung des Druckes innerhalb der Kurbelkammer gemäß der Kühlbelastung verändert. Daher wurden Kompressoren mit einem Aufbau vorgeschlagen, bei denen der Druck innerhalb der Kurbelkammer in andere Kammern geleitet wird. Bei diesen Kompressoren sind die Kurbelkammern mit Ausstoßkammern oder Ansaugkammern in Verbindung, um den Druck zu vermindern.

Die JP 3- 55675 B offenbart einen solchen Kompressor. Bei diesem Kompressor ist ein gasleitender Durchlaß zwischen der Ansaugkammer und der Kurbelkammer ausgebildet. Gas, das bei einem Fehlblasen von den Kompressionskammern der Zylinderbohrungen ausgestoßen wurde, wird über diesen Durchlaß zu der Ansaugkammer zurückgeführt. Dies verhindert einen übermäßigen Druckanstieg in der Kurbelkammer aufgrund des beim Fehlblasen ausgestoßenen Gases.

Zusätzlich wird ein Lufteinlaßdurchlaß, der zwischen der Ausstoßkammer und der Kurbelkammer angeordnet ist, mit einem Entlastungsventil versehen. Das Ventil weist einen Ventilsteuermechanismus auf, der von dem Druck in der Kurbelkammer mittels des Druckdurchlasses betätigt wird. Das Öffnen und Schließen des Ventiles wird durch den Mechanismus entsprechend dem Druck in der Kurbelkammer gesteuert. Das Öffnen und Schließen des Ventiles bewirkt eine Einstellung des Druckes innerhalb der Kurbelkammer. Dadurch wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe geändert und das Ausstoßvolumen des komprimierten Gases gesteuert.

Bei dem oben erwähnten Kompressor ist normalerweise ein Begrenzungsabschnitt innerhalb des gasleitenden Durchlasses vorgesehen, um den Strom am Kühlgas auf einen vorbestimmten Betrag einzuregeln, bevor das Gas in die Ansaugkammer zurückströmt. Wie in Fig. 12 dargestellt, weist dieser Begrenzungsabschnitt Durchgangslöcher 105, 106 und einen Durchlaß 108 auf. Die Löcher 105, 106 sind jeweils in dem Zylinderblock 103 und einer Ventilplatte 104 ausgebildet. Der Durchlaß 108 ist nutenartig in der inneren Endfläche des rückseitigen Gehäuses 107 ausgebildet, um das Durchgangsloch 106 mit der Ansaugkammer 100 zu verbinden. Die Breite und Tiefe des Durchlasses 108 dient dazu, die Menge des Fluidstroms zu begrenzen. Der Durchlaß 108 kann in der Endfläche des Zylinderblocks 103 anstelle des rückseitigen Gehäuses 107 ausgebildet sein.

Jedoch führt das Ausbilden des Durchlasses 108 in dem hinteren Gehäuse 107 oder dem Zylinderblock 103, um einen Begrenzungsabschnitt des Durchlasses 102 auszubilden, zu bestimmten Problemen. Es wird nämlich der Durchlaß 108 während des Gusses des hinteren Gehäuses 107 oder des Zylinderblocks 103 in der Endfläche ausgebildet. Die Endfläche des Gehäuses 107 oder des Zylinderblockes 103 wird dann geschliffen, um die gewünschte Rauhigkeit zu erzielen. Jedoch hängt die Tiefe des Schleifvorganges von den Gußbedingungen der Endfläche ab. Auf diese Weise wird die Tiefe des Durchlasses 108 durch die nicht konstante Schleiftiefe verändert. Im Ergebnis daraus differiert die Größe des Durchlasses von Kompressor zu Kompressor. Die Leistungsfähigkeit der Produkte variiert daher zumindest geringfügig.

Um dieses Problem zu lösen, kann der Durchlaß 108 auf eine vorbestimmte Tiefe von der Endfläche aus nach dem Schleifen der Endfläche des hinteren Gehäuses 107 oder des Zylinderblocks 103 ausgebildet werden. Jedoch sind solche Bearbeitungsvorgänge kompliziert und problematisch.

Weitere ähnliche Kompressoren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sind aus der DE 43 42 318 C2, DE 40 34 686 C2, DE 43 44 818 A1, DE 42 34 989 A1 und DE 42 13 249 A1 be­ kannt. Die Kurbelkammer ist jeweils mit entweder der Ansaugkam­ mer und/oder der Ausstoßkammer über einen Druckdurchlaß mit ei­ ner Drosselstelle verbunden, um den Druckaustausch zwischen den Kammern zu beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kompressor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß ei­ ne konsistente Leistungsfähigkeit jedes hergestellten Kompres­ sors gewährleistet ist und somit ein zuverlässiger Betrieb des Kompressors ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Erfindungsgemäß ist der engste Abschnitt zum Drosseln des Druck­ austausches zwischen den Kammern durch eine in der Dichtung vor­ gesehene Ausnehmung gebildet, so daß eventuelle Maßtoleranzen der weiteren Bauteile des Kompressors bei der Bestimmung der Ma­ ße der Drosselstelle nur eine untergeordnete Rolle spielen. Der Kompressor weist daher einen Druckdurchlaß mit genau definierter Drosselstelle auf, der einfach herzustellen ist.

Die Erfindung wird zusammen mit ihren Vorteilen anhand der fol­ genden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, die bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellen.

Fig. 1 ist ein Querschnitt, der ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kompressors mit variabler Verdrängung vom hin- und hergehenden Typ gemäß der vorliegenden Erfindung beschreibt;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, wie dargestellt in Richtung 01/der Ebene, die angegeben ist durch die Linie 2-2 in Fig. 1, wobei einige Teile weggelassen sind;

Fig. 3 ist ein Teilquerschnitt, der einen Gaseinlaßdurchlaß zwischen der Ausstoßkammer und der Kurbelkammer und ein Entlastungsventil zum Öffnen und Schließen des Einlaßdurchlasses darstellt;

Fig. 4 ist ein Teilquerschnitt, der ein Ventilsteuermechanismus, der das Öffnen und Schließen des Entlastungsventils steuert und einen Durchlaß zeigt, durch den der Druck der Kurbelkammer geregelt wird;

Fig. 5 ist ein vergrößerter Teilquerschnitt, der einen Gasführungsdurchlaß zwischen der Ansaugkammer und der Kurbelkammer sowie einen Begrenzungsabschnitt zeigt, der in dem Gasführungsdurchlaß vorgesehen ist;

Fig. 6 ist ein Teilquerschnitt eines Kompressors nach Fig. 5 mit einer Dichtung, der den Gasführungsdurchlaß und den Begrenzungsabschnitt zeigt;

Fig. 7 ist ein Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kompressors mit variabler Verdrängung vom hin- und hergehenden Typ gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ist ein vergrößerter Teilquerschnitt, der einen Gaseinlaßdurchlaß zwischen der Ausstoßkammer und der Kurbelkammer und ein Entlastungsventil zum Öffnen und Schließen des Einlaßdurchlasses zeigt;

Fig. 9 ist ein vergrößerter Teilquerschnitt, der einen Gasführungsdurchlaß zwischen der Ansaugkammer und der Kurbelkammer zeigt;

Fig. 10 ist ein vergrößerter Teilquerschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels eines Kompressors mit variabler Verdrängung vom hin- und hergehenden Typ gemäß der vorliegenden Erfindung, der insbesondere einen Gasführungsdurchlaß zwischen der Ansaugkammer und der Kurbelkammer und ein Entlastungsventil zum Öffnen und Schließen des Gasführungsdurchlasses zeigt;

Fig. 11 ist ein vergrößerter Teilquerschnitt, der einen Gaseinlaßdurchlaß zwischen der Ausstoßkammer und der Kurbelkammer und ein Entlastungsventil zum Öffnen und Schließen des Einlaßdurchlasses zeigt;

Fig. 12 ist ein vergrößerter Teilquerschnitt, der einen Gasführungsdurchlaß zwischen der Ansaugkammer und der Kurbelkammer bei einem Kompressor nach dem Stand der Technik zeigt.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kompressors mit variabler Verdrängung vom hin- und hergehenden Typ gemäß der vorliegenden Erfindung, wird wie folgt unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 beschrieben.

Wie dargestellt in den Fig. 1 und 2, ist ein vorderes Gehäuse 2 mit einem vorderen Ende eines Zylinderblocks 1 verbunden. Ein hinteres Gehäuse 4 ist mit dem hinteren Ende eines Zylinderblocks 1 verbunden, wobei eine Ventilplatte 3 zwischen diesen angeordnet ist. Beide Gehäuse 2 und 4 und der Zylinderblock 1 sind fest miteinander über eine Vielzahl von Durchgangsbolzen 5 verbunden.

Eine Antriebswelle 6 ist drehbar in der Mitte des Zylinderblocks 1 und des Gehäuses 2 mittels eines Paars von Lagern 7 und einer Wellenringdichtung 8 gelagert. Die Welle 6 ist mit einer Antriebsquelle (nicht dargestellt), beispielsweise einem Motor, verbunden und wird von dieser angetrieben. Eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 9 ist in dem Zylinderblock 1 von einem Ende zum anderen hin ausgebildet. Die Bohrungen 9 sind entlang desselben Umfangskreises um die Achse der Welle 6 mit gleichen Abständen herum angeordnet. Ein Kolben 10 wird hin- und hergehend in jeder Bohrung 9 aufgenommen. Die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 10 innerhalb der Bohrung 9 definiert eine Kompressionskammer mit einem variablen Volumen.

Eine ringartige Trennwand 4a ist einstückig in dem hinteren Gehäuse 4 ausgebildet. Die Trennwand 4a trennt eine ringförmige Ansaugkammer 11, die an der äußeren Umfangsseite begrenzt wird, von einer Ausstoßkammer 13, die an der Innenseite begrenzt wird. Die Ansaug- und die Ausstoßkammern 11, 13 sind mit einem externen Kühlkreislauf (nicht dargestellt) über eine entsprechende Ansaug- und Ausstoßöffnung 12, 14 verbunden. Eine Dichtung 29 ist zwischen dem hinteren Gehäuse 4 und der Ventilplatte 3 vorgesehen. Die Dichtung 29 ist aus einer Metallplatte, beispielsweise aus Stahl mit einem geringen Kohlenstoffanteil, hergestellt und weist eine Schicht Gummi auf, die eine Dicke von 20 bis 30 Mikrometer hat und mittels Hitze mit dieser verbunden wurde. Die Dichtung 29 dichtet zuverlässig den Raum zwischen der inneren Endfläche des hinteren Gehäuses 4 und der Ventilplatte 3 ab. Auf diese Weise wird die Ansaugkammer 11 zuverlässig gegenüber der Ausstoßkammer 13 abgedichtet. Auf diese Weise wird ebenso gewährleistet, daß die Ansaugkammer 11 gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.

Die Ventilplatte 3 ist mit einer Ansaugplatte 15 an der Seite des Zylinderblocks 1 und mit einer Ausstoßplatte 16 an der Seite des hinteren Gehäuses 4 versehen. Eine Vielzahl von Ansaugöffnungen 52, die eine Verbindung jeder Zylinderbohrung 9 mit der Ansaugkammer 11 herstellen, ist in der Ventilplatte 3 und der Dichtung 29 ausgebildet. Eine Vielzahl von Ansaugventilen 15a, die die zugeordneten Ansaugöffnungen 52 öffnen und schließen, ist einstückig in der Ansaugplatte 15 ausgebildet. Eine Vielzahl von Ausstoßöffnungen 53, die jede Zylinderbohrung 9 mit der Ausstoßkammer 13 verbinden, ist in der Ventilplatte 3 ausgebildet. Eine Vielzahl von Ausstoßventilen 16a, die die zugeordneten Ausstoßöffnungen 53 öffnen und schließen, ist einstückig in der Ansaugplatte 16 ausgebildet.

Eine Kurbelkammer 17 ist in dem vorderen Gehäuse 2 vor dem Zylinderblock 1 ausgebildet. Ein Rotor 18, aufgenommen in der Kurbelkammer 17, ist an der Welle 6 befestigt und dreht zusammen mit dieser Welle 6. Der Rotor 18 hat einen Armabschnitt an seinem Umfangsabschnitt, in dem ein Schlitz 19 ausgebildet ist. Eine Schwenkplatte 20 gelagert durch diesen Schlitz 19 des Rotors 18 mittels eines Verbindungsstifts 21 ist verschwenkbar und dreht sich zusammen mit dem Rotor 18. Ein vorspringender Abschnitt 22 ist im Zentrum der Platte 20 ausgeformt. Eine Buchse 23, montiert auf der Welle 6, ist entlang der Axialrichtung der Welle 6 bewegbar. Die Buchse 23 weist ein Paar Stifte 24 auf, die von der äußeren Umfangsfläche vorstehen und mit dem vorspringenden Abschnitt 22 der Platte in Eingriff sind.

Ein Radiallager 26 und ein Axiallager 27 lagern die verschwenkbare Taumelscheibe 25 und erlauben eine Relativdrehung zwischen der Platte 25 und dem vorspringenden Abschnitt 22 der Platte 20. Die Lagerungen 26, 27 ermöglichen auch ein gemeinsames Verschwenken der Taumelscheibe 25 zusammen mit der Schwenkplatte 20. Ein Eingriff zwischen einem Abschnitt der Platte 25 und einem der Bolzen 5 begrenzt die Drehung der Platte 25. Eine Kolbenstange 28 verbindet jeden Kolben 10 mit der Platte 25. Durch Drehung der Welle 6 taumelt die Platte 25 und bewegt die Kolben 10 mittels der Stangen 28 hin und her.

Wie in Fig. 1, 2, 5 und 6 dargestellt, ist ein gasleitender Durchlaß 31 zwischen der Ansaugkammer 11 und der Kurbelkammer 17 ausgebildet. Der Durchlaß 31 verbindet dauerhaft die Ansaugkammer 11 mit der Kurbelkammer 17. Eine Beschreibung des Durchlasses 31 wird folgend gegeben. Ein Durchgangsloch 33 ist in der Ventilplatte 3 und der Dichtung 29 ausgebildet. Ein drosselnder Durchgang 51, der das Loch 33 mit einem der Ansaugöffnungen 53 verbindet, ist durch Ausschneiden einer Kerbe in der Dichtung 29 ausgebildet. Der Hauptabschnitt des Durchlasses 31 wird durch das einen Bolzen aufnehmende Loch 32A gebildet. Das Loch 32A ist unter anderen zahlreichen bolzenaufnehmenden Löchern 32 in dem Zylinderblock 1 für einen Bolzen 5 ausgeformt. Das Loch 32A, das mit einem Durchmesser größer als der Durchmesser des Bolzens 5 ausgeformt wurde, erlaubt es dem Kühlgas, durch den Raum zu strömen, der zwischen der Wand des Loches 32A und der äußeren Oberfläche des Bolzens 5 besteht.

Wie dargestellt in den Fig. 5 und 6, dient der drosselnde Durchgang 51 des Durchlasses 31, der sich zwischen dem Durchgangsloch 33 und der zugeordneten Ansaugöffnung 52 über eine vorbestimmte Länge erstreckt, als Drosselstelle, die den Gasstrom auf eine vorbestimmte Menge regelt. Leakagen oder Fehlblasen des Kühlgases aus den Zylinderkammern der Bohrungen 9 in der Kurbelkammer 17, wird zu der Ansaugkammer 11 über den Durchlaß 31 zurückgeführt. Der Strom des zurückgeführten Gases wird auf eine vorbestimmte Menge mittels des begrenzenden Durchgangs 51 in dem Durchlaß 31 begrenzt, um den Druck in der Kurbelkammer 17 zu vermindern. Die Querschnittsfläche des drosselnden Durchgangs 51, die durch eine Variation der Breite des Durchgangs 51 und der Dicke der Dichtung 29 eingestellt wird, steuert den Strom des Kühlgases.

Wie dargestellt in den Fig. 2 und 3 ist ein Gaseinlaßdurchlaß 35 zwischen der Ausstoßkammer 13 und der Kurbelkammer 17 ausgebildet. Der Durchlaß 35 verbindet die Ausstoßkammer 13 mit der Kurbelkammer 17. Der Hauptabschnitt des Durchlasses 35 wird durch ein bolzenaufnehmendes Loch 32B gebildet. Das Loch 32B ist unter der Vielzahl von bolzenaufnehmenden Löchern 32 in dem Zylinderblock 1 vorgesehen. Der Durchlaß 35 umfaßt auch ein Durchgangsloch 36, das in der Ventilplatte 3 und der Dichtung 29 ausgebildet ist, und einen Durchgang 37, der im wesentlichen entlang der inneren Endfläche des hinteren Gehäuses 4 ausgeformt ist. Mit anderen Worten ist das Loch 32B mit einem Durchmesser ausgebildet, der größer als der Durchmesser des Bolzens 5 ist. Der Raum, der zwischen der inneren Wand des Loches 32B und der äußeren Umfangsfläche des Bolzens 5 besteht, bildet einen Abschnitt des Durchlasses 35.

Ein Entlastungsventil 38 ist in dem Durchlaß 37 vorgesehen, um den Einlaßdurchlaß 35 zu öffnen und zu schließen. Das Ventil 38 umfaßt einen Ventilsitz 39, der an einem Abschnitt des Durchlasses 37 ausgebildet ist, eine sphärische Spitze 40, die gegenüber dem Sitz 39 angeordnet ist, und eine Feder 41, die die sphärische Spitze zum Sitz 39 hin drängt.

Wie dargestellt in Fig. 2 bis 4 ist ein Ventilsteuermechanismus 42 in der Nähe des Ventils 38 angeordnet, um das Öffnen und Schließen des Ventils 38 zu steuern. Der Ventilsteuermechanismus 42 umfaßt einen Faltenbalg 43, eine Betätigungsstange 44, die zwischen dem Faltenbalg 43 und der Spitze 40 montiert ist, und eine Feder 45, die den Faltenbalg 43 und die Stange 44 zur Spitze 40 hin drängt.

Eine Umgebungsdruckkammer 46, die mit der Umgebung in Verbindung ist, ist innerhalb des Faltenbalges 43 vorgesehen. Eine Druckerfassungskammer 47 ist außerhalb des Faltenbalges angeordnet. Ein Druckdurchlaß 48, der die Druckkammer 47 entsprechend dem Druck der Kurbelkammer mit Druck beaufschlagt, ist zwischen der Kurbelkammer 17 und der Erfassungskammer 47 ausgebildet. Der Hauptabschnitt des Durchlasses 48 wird durch ein bolzenaufnehmendes Loch 32C gebildet. Das Loch 32C ist unter einer Vielzahl von bolzenaufnehmenden Löchern 32 in dem Zylinderblock 1 vorgesehen. Der Durchlaß 48 umfaßt auch ein Durchgangsloch 49, das in der Ventilplatte 3 und der Dichtung 29 ausgebildet ist, und einen Durchgang 50, der in dem hinteren Gehäuse 4 ausgebildet ist. In derselben Weise wie der Gasleitungsdurchlaß 31 und der Gaseinlaßdurchlaß 35, ist das Loch 32C mit einem Durchmesser ausgebildet, der größer als der Durchmesser des Bolzens 5 ist. Die Kurbelkammer 17 ist in Verbindung mit der Erfassungskammer 47 über einen Raum, der durch die innere Wand des Loches 32C und die äußere Umfangsfläche des Bolzens 5 definiert ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt eine Positioniereinrichtung (nicht dargestellt) eine Vielzahl von Positionierlöchern und Positionierstiften, die zwischen dem Zylinderblock 1 und dem vorderen Gehäuse 2 und zwischen dem Zylinderblock 1 und dem hinteren Gehäuse 4 vorgesehen sind. Daher werden die Gehäuse 2, 4 zuverlässig an den entsprechenden Enden des Zylinderblocks 1 unabhängig von den Durchlässen 31, 35, 48, die durch die aufnehmenden Löcher 32 ausgebildet werden, positioniert.

Folgend wird die Bewegung des Kompressors mit variabler Verdrängung vom hin- und hergehenden Typ beschrieben.

Der Druck in der Kurbelkammer 17 wird auf einem Druckwert gehalten, der höher als der vorgesehene Druck ist, wenn der Kompressor nicht in Betrieb ist. Entsprechend erfaßt der Faltenbalg 43 des Ventilsteuermechanismus 42 den hohen Druck der Kurbelkammer 17 und befindet sich in einem zusammengezogenen Zustand. Dieser zusammengezogene Zustand hält die sphärische Spitze 40 des Entlastungsventils 38 an einer Position, in welcher diese den Einlaßdurchlaß 35 verschließt.

Durch Drehung der Antriebswelle 6, die durch eine Antriebsquelle, beispielsweise einen Motor, angetrieben wird, wird durch den Rotor 18 ein hin- und hergehendes Schwingen der Taumelscheibe 25 verursacht und die Schwenkplatte 20 bewirkt auf diese Weise eine hin- und hergehende Bewegung jedes Kolbens 10 innerhalb der entsprechenden Bohrung 9. Die hin- und hergehende Bewegung der Kolben 10 bewirkt, daß das Kühlgas in der Ansaugkammer 11 weiter in die Kompressionskammer der Bohrungen 9 über den Ansaugventilmechanismus 15 eingeleitet wird. Weiterhin zwingt es das Gas, das in den Kompressionskammern komprimiert wurde dazu, in die Ausstoßkammer 13 über den Ausstoßventilmechanismus 16 ausgestoßen zu werden.

Während des Anfangszustands des Betriebs des Kompressors ist der Druck in der Ansaugkammer 11 hoch, da die Temperatur des Fahrzeuginnenraumes die Kühllast erhöht. Daher ist der Druck in der Kurbelkammer 17 geringfügig höher als der Druck in der Ansaugkammer 11. Dadurch wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 25 erhöht und die Kolben 10 laufen mit dem maximalen Hub hin und her, um ein maximales Volumen von komprimiertem Kühlgas auszustoßen.

In diesem Zustand wird das beim Fehlblasen ausgestoßene Gas, das von der Kompressionskammer jeder Zylinderbohrung 9 in die Kurbelkammer 17 leckt, in die Ansaugkammer 11 von der Kurbelkammer 17 aus über den Gasführungsdurchlaß 31 zurückgeführt. Auf diese Weise wird ein Anstieg des internen Drucks der Kammer 17 unterdrückt und der Kompressor stößt weiterhin komprimiertes Gas mit maximalem Volumen aus. Wenn der Betrieb des Kompressors andauert, wird die Temperatur im Fahrzeuginnenraum absinken und somit die Kühllast vermindert werden. Dadurch wird der Druck in der Ansaugkammer 11 vermindert und der Druck in der Kurbelkammer 17 auf einen Wert unter dem Anfangswert vermindert. Als Ergebnis daraus weitet sich der Faltenbalg 43 des Ventilsteuermechanismus 42 auf. Wie dargestellt in Fig. 3 und 4, wird durch dieses Aufweiten die sphärische Spitze 40 des Ventiles 38 zu einer Position bewegt, an welcher diese den Gaseinlaßdurchlaß 35 öffnet. Entsprechend wird Kühlgas in der Ausstoßkammer 13 die Kurbelkammer 17 über die Einlaßpassage 35 erreichen und verhindern, daß der Druck in der Kammer 17 unter einen vorbestimmten Wert abfällt. Dies führt zu einer großen Druckdifferenz zwischen der Kurbelkammer 17 und der Ansaugkammer 11. Diese Druckdifferenz vermindert den Neigungswinkel der Taumelscheibe 25 und verringert auf diese Weise den Hub des Kolbens 10. Entsprechend wird das Ausstoßvolumen des Kühlgases vermindert.

Bei dem Kompressor dieses Ausführungsbeispiels ist der begrenzende Durchgang 51 durch Ausschneiden einer Kerbe mit einer vorbestimmten Breite aus der Dichtung 29 gebildet, um als Drosselstelle in dem Gasführungsdurchlaß 31 zu dienen. Dies führt dazu, daß im Vergleich zu einem herkömmlichen Kompressor, bei dem der Drosselabschnitt in der Endfläche des hinteren Gehäuses 4 oder des Zylinderblocks 1 ausgebildet wurde, ein Schleifen der Endflächen nach dem Gießen nicht zu Schwankungen in der Größe der Drosselstelle von Produkt zu Produkt in Abhängigkeit vom Schleifvorgang führt. Entsprechend ist die Drosselstelle oder der Durchgang 51 mit hoher Präzision ausgebildet und steuert genau die Menge des Gasstroms in den gasleitenden Durchlaß 31. Außerdem kann die Drosselstelle, die durch den Durchgang 51 ausgebildet wird, einfach und präzise hergestellt werden, indem der Durchgang 51 aus dem Dichtungsmaterial ausgestanzt wird.

Weiterhin sind bei dem Kompressor, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, der Gasführungsdurchlaß 31, der Gaseinlaßdurchlaß 35 und der Druckdurchlaß 48 jeweils in den entsprechenden bolzenaufnehmenden Löchern 32A, 32B, 32C ausgebildet. D. h., diese Durchlässe 31, 35, 48 werden in dem Zylinderblock 1 durch Herstellen der Aufnahmelöcher 32A, 32B, 32C mit einem Durchmesser größer dem Durchmesser der Bolzen 5 ausgebildet. D. h., das Herstellen langer Löcher mit einem geringen Durchmesser zwischen jeder Zylinderbohrung 9, wobei ein Bohrer benutzt werden muß, der eine große Länge und einen geringen Durchmesser aufweist, wie bei herkömmlichen Kompressoren kann unterbleiben. Darum müssen diese Durchlässe 31, 35, 48 nicht unabhängig von den Löchern 32 ausgebildet werden. Dies ermöglicht eine Vereinfachung der Herstellung und vermindert die Bearbeitungszeit für den Zylinderblock 1.

Weiterhin kann der Zylinderblock 1 kompakter gestaltet werden, da die Durchlässe 31, 35, 48 nicht als unabhängige Bohrungen, die Platz im Zylinderblock 1 benötigen, ausgebildet werden müssen. Dies erlaubt die Herstellung kleinerer Kompressoren.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden zumindest die Durchlässe 31, 35, 48 innerhalb der bolzenaufnehmenden Löcher 32 ausgebildet.

Folgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kompressors mit variabler Verdrängung vom hin- und hergehenden Typ gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 9 erläutert.

In derselben Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, ist ein Gaseinlaßdurchlaß 61, der die Ausstoßkammer 13 mit der Kurbelkammer 17 verbindet, zwischen den Kammern 13 und 17 ausgebildet. Der Hauptabschnitt des Durchlasses 61 ist durch ein bolzenaufnehmendes Loch 32d ausgebildet, das in dem Zylinderblock 1 vorgesehen ist. Der Durchlaß 61 umfaßt ein Durchgangsloch 62, das in der Ventilplatte 3 und der Dichtung 29 ausgeformt ist, einen Durchgang 63, der in dem hinteren Gehäuse ausgebildet ist, ein Aufnahmeloch 64, das mit dem Durchgang 63 in Verbindung ist, und einen Durchgang 65, der das Loch 64 mit der Ausstoßkammer 13 verbindet. Das Loch 32D wird mit einem Durchmesser ausgebildet, der größer als der Durchmesser eines Bolzens 5 ist.

Ein Entlastungsventil 38 ist in dem Durchlaß 61 vorgesehen. Das Ventil umfaßt ein Gehäuse 66, das in dem Loch 64 angeordnet ist, einen Ventilsitz 67, der in dem Gehäuse 66 ausgebildet ist, eine sphärische Spitze 68, die gegenüber dem Sitz 67 angeordnet ist, und eine Feder 69, die die Spitze 68 zum Sitz 67 hin drängt.

Ein Ventilsteuermechanismus 62, der das Öffnen und Schließen des Ventiles 38 steuert, ist in der Nähe des Ventiles 38 angeordnet. Der Mechanismus 42 umfaßt ein Konstantdruckgehäuse 70, eine Membran 71, die über die Öffnung des Gehäuses 70 gespannt ist, und eine Betätigungsstange 72, die zwischen der Membran 71 und der Spitze 68 montiert ist, sowie eine Feder 73, die die Spitze 68 über die Membran 71 und die Betätigungsstange 72 zur offenen Position hin drängt.

Eine Konstantdruckkammer 74 und eine Druckerfassungskammer 75 sind in dem Gehäuse 70 ausgebildet und mittels der Membran 71 voneinander getrennt. Eine Druckpassage 76, ausgebildet in dem hinteren Gehäuse 4 und dem Gehäuse 66, ist zwischen der Ansaugkammer 11 und der Erfassungskammer 75 vorgesehen. Die Erfassungskammer 75 wird über den Durchlaß 76 auf den Ansaugdruck in der Ansaugkammer 11 gebracht.

Wie dargestellt in Fig. 9 verbindet ein gasleitender Durchlaß 77 die Ansaugkammer 11 mit der Kurbelkammer 17, der zwischen den Kammern 11 und 17 ausgebildet ist. Der Hauptabschnitt des Durchlasses 77 ist durch ein bolzenaufnehmendes Loch 32E ausgebildet, das in dem Zylinderblock 1 vorgesehen ist. Der Durchlaß 77 umfaßt ein Durchgangsloch 78, ausgebildet in der Ventilplatte 3 und der Dichtung 29. Der Durchlaß 77 umfaßt auch einen drosselnden Durchgang 80, der eine vorbestimmte Breite aufweist und das Durchgangsloch 78 mit einer der Ansaugöffnungen 52 verbindet. Der drosselnde Durchgang 80 wird durch Ausschneiden einer Kerbe aus der Dichtung 29 hergestellt. Der Durchgang 80 in dem Durchlaß 77 dient dazu, den Strom an Kühlgas auf eine vorbestimmte Menge zu begrenzen und so zu regulieren.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist, wenn der Kompressor nicht in Betrieb ist, der Druck in der Ansaugkammer 11, der Ausstoßkammer 13 und der Kurbelkammer 17 derselbe. Dies bewirkt, daß die Spitze 68 des Entlastungsventils 38 an dem Ventilsitz 67 anstößt, wobei die Federkräfte der Federn 69, 73 in einem ausgeglichenen Zustand sind und der Durchlaß 61 so geschlossen wird.

Wenn der Betrieb des Kompressors aufgenommen wird, verursacht die Drehung der Antriebswelle 6 ein hin- und hergehendes Schwingen der Taumelscheibe 25 und somit eine hin- und hergehende Bewegung jedes Kolbens 10 innerhalb der entsprechenden Bohrung 9. Die hin- und hergehende Bewegung der Kolben 10 zwingt das Kühlgas von der Ansaugkammer 11 in die Kompressionskammern, die in den Zylinderbohrungen 9 begrenzt sind, und dann den Ausstoß des komprimierten Gases aus den Kompressionskammern in die Ausstoßkammer 13.

Während des Anfangszustands des Betriebs des Kompressors ist der Druck in der Ansaugkammer 11 aufgrund der hohen Kühllast hoch. Ein hoher Ansaugdruck wirkt somit auf die Druckerfassungskammer 75 des Ventilsteuermechanismus 42 über den Druckdurchlaß 76. Daher wird die Spitze 68 des Entlastungsventils 38 in einem Zustand gehalten, in dem der Einlaßdurchlaß 61 verschlossen ist. Dies verhindert, daß Kühlgas in der Ausstoßkammer 13 in die Kurbelkammer 17 eindringt. Weiterhin wird das beim Fehlblasen ausgestoßene Gas in die Kurbelkammer 17 von den Kompressionskammern der Zylinderbohrung 9 zu der Ansaugkammer 11 über den Gasführungsdurchlaß 77 zurückgeführt. Entsprechend ist die Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Kurbelkammer 17 und dem Ansaugdruck gering. Dadurch wird die Neigung der Taumelscheibe 25 auf einen maximalen Winkel eingestellt und dies führt dazu, daß der Kompressor ein maximales Volumen an komprimiertem Kühlgas ausstößt.

Wenn der Betrieb des Kompressors weitergeführt wird, wird die Temperatur im Fahrzeuginnenraum absinken und damit auch die Kühllast. Dadurch wird der Druck in der Ansaugkammer 11 und auch der Druck der Druckerfassungskammer 17 des Ventilsteuermechanismus 42 absinken. Daher bewegt sich die Spitze 68 des Entlastungsventils 38 von dem Ventilsitz 67 mittels der Betätigungsstange 72 weg und öffnet den Gaseinlaßdurchlaß 61. Entsprechend wird Kühlgas in der Ausstoßkammer 13 in die Kurbelkammer 17 über den Einlaßdurchlaß 61 eindringen und somit wird die Druckdifferenz zwischen der Kurbelkammer 17 und dem Ansaugdruck ansteigen. Dies führt dazu, daß eine große Druckdifferenz zwischen der Kurbelkammer 17 und Ansaugkammer 11 entsteht. Diese Druckdifferenz vermindert den Neigungswinkel der Taumelscheibe 25 und reduziert somit den Hub der Kolben 10. Entsprechend wird die Menge des ausgestoßenen komprimierten Gases vermindert.

Bei dem Kompressor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der drosselnde Durchgang 80 durch Ausschneiden einer Nut mit einer vorbestimmten Breite aus der Dichtung 29 hergestellt, um als Drosselstelle 80 in dem Gasführungsdurchlaß 77 zu wirken. Die Drosselstelle ist nicht an der Endfläche des hinteren Gehäuses 4 oder des Zylinderblocks 1 ausgebildet. Daher wird wie beim ersten Ausführungsbeispiel der drosselnde Durchgang 80 mit Präzision ausgeformt und steuert genau die Menge des Gasstromes in dem gasführenden Durchlaß 77. Zusätzlich kann der drosselnde Durchgang 80 einfach und präzise mit vorbestimmter Größe in der Dichtung 29 ausgebildet werden.

Bei dem Kompressor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Durchlässe 61, 77 in den Bolzenaufnahmelöchern 32D, 32E innerhalb des Zylinderblocks 1 ausgebildet. D. h., eine Bearbeitung mit einem Bohrer, der eine große Länge und einen geringen Durchmesser aufweist, ist nicht erforderlich. Daher werden dieselben Vorteile wie beim ersten Ausführungsbeispiel wie beispielsweise eine einfache Ausbildung der Durchlässe 61, 77 im Zylinderblock 1 mit kurzer Bearbeitungszeit auch bei dem Kompressor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erzielt.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind beide Durchlässe 61, 77 in Bolzen aufnehmenden Löchern 32 ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, nur einen der Durchlässe 61, 77 in einem Loch 32 auszuformen.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 erläutert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel verbindet ein gasführender Durchlaß 81 die Ansaugkammer 11 mit der Kurbelkammer 17. Der Hauptabschnitt des Durchlasses 81 ist in einem bolzenaufnehmenden Loch 32F vorgesehen, das in dem Zylinderblock 1 ausgebildet ist. Der Durchlaß 81 umfaßt ein Durchgangsloch 82, das in dem Ventil 3 ausgebildet ist, einen Durchlaß 83, der in dem hinteren Gehäuse 4 ausgeformt ist, ein Aufnahmeloch 84, das mit dem Durchlaß 82 in Verbindung ist, und einen Durchlaß 85, der das Loch 84 mit der Ansaugkammer 11 verbindet. Das aufnehmende Loch 32F ist mit einem Durchmesser ausgebildet, der größer als der Durchmesser eines Bolzens 5 ist.

Ein Entlastungsventil 38 zum Öffnen und Schließen des Durchlasses 81 ist in dem Aufnahmeloch 84 des Durchlasses 81 ausgebildet. Wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, umfaßt das Ventil 38 ein Gehäuse 66, einen Ventilsitz 67, eine sphärische Spitze 68 und eine Feder 69. Jedoch ist das Ventil 38 unterschiedlich zum zweiten Ausführungsbeispiel in dem Punkt, daß die Feder 69 die Spitze 68 von dem Ventilsitz 67 weg drängt.

Ein Ventilsteuermechanismus 42, der das Öffnen und Schließen des Ventils 38 steuert, ist in der Nähe des Ventils 38 angeordnet. Wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel umfaßt der Mechanismus 42 ein Konstantdruckgehäuse 70, eine Membran 71, eine Betätigungsstange 72 und eine Feder 73. Jedoch ist der Mechanismus 42 unterschiedlich zu dem des zweiten Ausführungsbeispiels in dem Punkt, daß die Spitze 68 von der Feder 73 zum Sitz 67 hin gedrängt wird. Weiterhin wird wie beim zweiten Ausführungsbeispiel die Konstantdruckkammer 74 und die Druckerfassungskammer 75 in dem Gehäuse 70 ausgebildet, indem diese mittels der Membran voneinander getrennt werden. Die Erfassungskammer 75 ist über den Durchlaß 85 des gasführenden Durchlasses 81 mit der Ansaugkammer 11 verbunden.

Wie dargestellt in Fig. 11 ist ein Gaseinlaßdurchlaß 86 zwischen der Ausstoßkammer 13 und der Kurbelkammer 17 ausgebildet. Der Durchlaß 86 verbindet die Ausstoßkammer 13 mit der Kurbelkammer 17. Der Hauptabschnitt des Durchlasses 86 wird durch ein bolzenaufnehmendes Loch 32G ausgebildet, das in dem Zylinderblock 1 vorgesehen ist. Das Loch 32G ist mit einem Durchmesser ausgeführt, der größer als der Durchmesser eines Bolzens 5 ist. Ein Durchgangsloch 87, das mit dem Aufnahmeloch 32G in Verbindung ist, ist in der Ventilplatte 3 und der Dichtung 29 ausgebildet. Das Durchgangsloch 87 ist über den drosselnden Durchgang 89 mit der Ausstoßkammer 13 verbunden. Der drosselnde Durchgang 89 wird durch Ausschneiden einer Kerbe mit einer vorbestimmten Breite aus der Dichtung 29 ausgebildet. Der Durchgang 89 dient dazu, den Strom am Kühlgas auf eine vorbestimmte Menge einzustellen.

Bei dem Kompressor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel erhöht eine hohe Kühllast den Druck in der Ansaugkammer 11 und erhöht somit auch den Druck innerhalb der Druckerfassungskammer 75. Dadurch wird die Spitze 68 des Entlastungsventils 38 zu einer Position bewegt, in der diese den gasführenden Durchlaß 81 öffnet. Dies führt dazu, daß Kühlgas in der Kurbelkammer 17, das ein Fehlblasgas aus den Kompressionskammern der Zylinderbohrungen 9 ist oder von der Ausstoßkammer 13 über den Gaseinlaßdurchlaß 86 zugeführt wurde, in die Ansaugkammer 11 entlastet wird. Entsprechend bewirkt die geringe Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Kurbelkammer 17 und dem Ansaugdruck ein Verschwenken der Taumelscheibe 25 auf den maximalen Winkel, wodurch ein maximales Volumen von komprimiertem Kühlgas von dem Kompressor ausgestoßen wird.

Wenn die Kühllast absinkt und der Druck in der Ansaugkammer 11 sinkt, wird auch der Druck in der Druckerfassungskammer 75 vermindert. Dies bewirkt, daß die Spitze 68, die durch die Feder 73 gedrängt wird, den gasführenden Durchlaß 81 schließt. Auf diese Weise wird der Strom des Kühlgases von der Kurbelkammer 17 zu der Ansaugkammer 11 über den Durchlaß 81 unterbrochen. Als Ergebnis daraus, wird das Fehlblasgas von den Kompressionskammern der Zylinderbohrungen 9 und das von der Ausstoßkammer 13 über den Gaseinlaßdurchlaß 86 zugeführte Kühlgas den Druck in der Kurbelkammer 17 erhöhen. Entsprechend wird durch die Differenz zwischen dem Druck in der Kurbelkammer 17 und dem Ansaugdruck der Hub der Kolben 10 geringer und somit das Ausstoßvolumen an Kühlgas vermindert.

Bei dem Kompressor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist der drosselnde Durchgang 89 ebenfalls durch Ausschneiden einer Kerbe mit vorbestimmter Breite aus der Dichtung 29 ausgebildet, um als Drosselstelle in dem Gaseinlaßdurchlaß 86 zu wirken. Die Drosselstelle ist nicht in der Endfläche des hinteren Gehäuses 4 oder im Zylinderblock 1 ausgebildet. Daher wird wie bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der drosselnde Durchgang 89 mit hoher Präzision hergestellt und dieser steuert genau die Menge des Gasstromes in dem Gaseinlaßdurchlaß 86. Weiterhin kann die Drosselstelle, ausgebildet durch den Durchgang 89, auf einfache Weise und präzise mit einer Breite vorbestimmter Größe in der Dichtung 29 ausgeformt werden.

Weiterhin sind die Durchlässe 81, 86 in bolzenaufnehmenden Löchern 32F, 32G, vorgesehen in Zylinderblöcken, ausgebildet. Als Ergebnis daraus wird eine Bohrbearbeitung mit einem Bohrer großer Länge und geringem Durchmesser nicht mehr benötigt, wenn die Durchlässe 81, 86 in dem Zylinderblock 1 hergestellt werden. Daher werden dieselben Vorteile wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel erzielt und die Durchlässe 81, 86 werden im Zylinderblock 1 mit kurzer Bearbeitungszeit auch bei dem Kompressor gemäß diesem Ausführungsbeispiel einfach hergestellt.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind beide Durchlässe 81, 86 in bolzenaufnehmenden Löchern 32 ausgebildet. Es ist alternativ jedoch auch möglich, nur einen der Durchlässe 81, 86 in einem der Löcher 32 auszubilden.

Wahlweise kann die Erfindung bei einem Kompressor angewendet werden, bei dem der Neigungswinkel der Taumelscheibe 25 nicht veränderlich ist. Mit anderen Worten kann die Erfindung bei einem Kompressor realisiert werden, der keine variable Verdrängung hat. In diesem Fall wird der gasleitende Durchlaß, der die Ansaugkammer mit der Kurbelkammer verbindet, mittels einer Dichtung ausgebildet, die eine Kerbe aufweist, um die Menge des Gasstroms zu regeln.

Claims (6)

1. Kompressor mit einem Zylinderblock (1), der eine vordere Stirnfläche und eine hintere Stirnfläche aufweist, einem an der vorderen Stirnfläche anschließenden vorderen Gehäuse (2), und einem an der hinteren Stirnfläche über Ventilplatten (3) sowie eine Dichtung (29) befestigten hinteren Gehäuse (4), so daß eine Kurbelkammer (17), eine Ansaugkammer (11) und eine Ausstoßkammer (13) definiert sind, wobei in der Kurbelkammer (17) eine an einer Antriebswelle (6) befestigte Antriebsplatte (20) aufgenommen ist, die die Drehung der Antriebswelle (6) in eine hin- und hergehende Bewegung eines Kolbens (10) in einer Zylinderbohrung (9) im Zylinderblock (1) umwandelt, so daß von der Ansaugkammer (11) der Zylinderbohrung (9) zugeführtes Gas komprimiert wird und komprimiertes Gas in die Ausstoßkammer (13) ausgestoßen wird, wobei die Kurbelkammer (17) über einen Druckdurchlaß (31; 77; 86) zum Druckaustausch mit der Ansaugkammer (11) und/oder der Ausstoßkammer (13) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der engste Abschnitt des Druckdurchlasses (31; 77; 86) durch eine in der Dichtung (29) ausgebildete Ausnehmung (51; 80; 89) begrenzt ist, die den Druckaustausch zwischen den Kammern drosselt.

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckdurchlaß (31; 77) einen Druckentlastungsdurchlaß bildet, der die Kurbelkammer (17) mit der Ansaugkammer (11) verbindet, um einen überhöhten Druck in der Kurbelkammer (17) auf einen vorbestimmten Druckwert zu entlasten, wobei dieser überhöhte Druck auf dem mittels des Kolbens (10) in der Zylinderbohrung (9) komprimierten Gas beruht, das von dort in die Kurbelkammer (17) leckt.

3. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsplatte (20) bezüglich der Achse der Antriebswelle (6) entsprechend dem Druck in der Kurbelkammer (17) verschwenkbar ist, wobei der Verschwenkwinkel der Antriebsplatte 20 das Ausstoßvolumen des Kompressors steuert.

4. Kompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckübertragungsdurchlaß (35; 61) die Kurbelkammer (17) mit der Ausstoßkammer (13) verbindet, um den Druck in der Ausstoßkammer (13) in die Kurbelkammer (17) zu übertragen, um den Druck in der Kurbelkammer (17) einzustellen, wobei der Druckübertragungsdurchlaß mittels eines Ventils (38) selektiv geöffnet und geschlossen wird.

5. Kompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorsteuerdruckdurchlaß (48; 76) zum Zuführen von einem der Drücke in der Kurbelkammer (17) und der Ansaugkammer (11) zu dem Ventil (38) vorgesehen ist, um das Ventil selektiv zu öffnen und zu schließen.

6. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerdruckdurchlaß (76) den Druck der Ansaugkammer (11) an das Ventil (38) anlegt.