DE19542945A1 - Drucklageranordnung für einen Taumelscheibenkompressor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Taumelscheiben-Kältemittel­ kompressor mit doppelt-wirkenden Kolben umfassend: einen vorderen und einen hinteren Zylinderblock mit axial fluchtend ausgerichteten Zylinderbohrungen zur gleitverschieblichen Aufnahme von doppelt-wirkenden Kolben zum Komprimieren eines gasförmigen Kältemittels, wobei die Zylinderblöcke zusammen­ gebaut sind und einen vorderen bzw. einen hinteren Schulter­ teil aufweisen, wobei die Schulterteile in der Mitte der zu­ sammengebauten Zylinderblöcke einander mit axialem Abstand gegenüberliegen; ein vorderes und ein hinteres Gehäuse zum Schließen des vorderen bzw. des hinteren Endes der zusammen­ gebauten Zylinderblöcke; eine axiale Antriebswelle, die mit Hilfe von Radiallagern in einer axialen Mittelbohrung des vorderen Gehäuses und in den zusammengebauten Zylinderblöcken drehbar gelagert ist; eine drehfest auf der Antriebswelle montierte Taumelscheibe zum Antreiben der doppelt-wirkenden Kolben zu einer Hin- und Herbewegung, wobei die Taumelscheibe zwischen dem vorderen und dem hinteren Schulterteil der zu­ sammengebauten Zylinderblöcke angeordnet ist und einen vor­ deren sowie einen hinteren Nabenteil aufweist, wobei diese Nabenteile dem vorderen bzw. dem hinteren Schulterteil der zusammengebauten Zylinderblöcke gegenüberliegen; und eine vordere und eine hintere Drucklageranordnung, von denen die eine zwischen dem vorderen Schulterteil und dem vorderen Nabenteil und die andere zwischen dem hinteren Schulterteil und dem hinteren Nabenteil angeordnet ist und die bei um ihre Drehachse rotierender Taumelscheibe für eine feste axiale Ab­ stützung derselben sorgen.

Die Erfindung befaßt sich also mit einem Taumelscheiben- Kältemittelkompressor mit doppelt-wirkenden Kolben, welcher speziell für den Einsatz in einer Kraftfahrzeugklimaanlage geeignet ist. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Verbesserung der Drucklageranordnungen eines Taumel­ scheiben-Kältemittelkompressors.

Die JP-OS 64-63669 beschreibt einen Taumelscheiben-Kälte­ mittelkompressor mit doppelt-wirkenden Kolben zum Komprimie­ ren eines gasförmigen Kältemittels, welches in einer Kraft­ fahrzeugklimaanlage zirkuliert. Der prinzipielle Aufbau die­ ses bekannten Kompressors ist in Fig. 5 gezeigt, gemäß wel­ cher ein vorderer und ein hinterer Zylinderblock 10A, 10B axial hintereinanderliegend zusammengebaut sind, wobei das äußere Ende der zusammengebauten Zylinderblöcke 10A, 10B jeweils durch ein vorderes bzw. hinteres Gehäuse 14, 15 geschlossen ist.

Die axial zusammengebauten Zylinderblöcke 10A und 10B defi­ nieren eine Anzahl von axialen Zylinderbohrungen 17, in denen jeweils ein doppelt-wirkender Kolben 18 gleitverschieblich angeordnet ist, um ein gasförmiges Kältemittel zu komprimie­ ren und in den Kältemittelkreislauf auszustoßen.

Der Kompressor besitzt eine Antriebswelle 11, welche mittels Radiallagern im vorderen und im hinteren Zylinderblock 10A, 10B drehbar gelagert ist. Auf der Antriebswelle 11 sitzt im Verbindungsbereich der beiden Zylinderblöcke 10A, 10B dreh­ fest eine Taumelscheibe 12. Eine Drehung der Taumelscheibe 12 bewirkt eine Hin- und Herbewegung der doppelt wirkenden Kol­ ben 18 in ihren zugeordneten Zylinderbohrungen 17.

Die Taumelscheibe 12 wird in axialer Richtung durch zwei Drucklager 13 abgestützt, von denen jedes zwischen einem Nabenteil der Taumelscheibe 12 und einem Schulterteil des jeweils angrenzenden Zylinderblockes 10A, 10B angeordnet ist. Die Drucklager 13 werden durch eine axiale Vorspannung in ihrer Lage gehalten, welche mit Hilfe langer Schraubbolzen 16 oder dergleichen erzeugt wird, die das vordere Gehäuse 14, den vorderen Zylinderblock 10A, den hinteren Zylinderblock 10B und das hintere Gehäuse 15 in axialer Richtung stramm zusammenspannen. Die Schraubbolzen 16 werden stramm ange­ zogen, wobei ein überschüssiger Teil der axialen Vorspannung, welcher dadurch auf die Drucklager 13 ausgeübt wird, durch elastische Deformation der als Laufbahnträger dienenden Lauf­ bzw. Lagerringe der Drucklager 13 aufgefangen wird. Da die inneren Lagerringe 13a der beiden Drucklager 13 an ihren äußeren umfangsbereichen abgestützt werden, und zwar durch ringförmige Sitze 12a an den Enden der Nabenteile der Taumel­ scheibe 12, und da die äußeren Lagerringe 13b der beiden Drucklager 13 an ihren inneren Umfangsbereichen abgestützt werden, und zwar durch ringförmige Sitze 10a an den Enden der Schulterteile des vorderen und des hinteren Zylinderblocks 10A und 10B, können nämlich die inneren und äußeren Lager­ ringe 13a, 13b beider Drucklager 13 elastisch verformt wer­ den, um eine übermäßige axiale Vorspannung, welche auf die Drucklager 13 einwirkt, federnd aufzufangen.

Trotz der Tatsache, daß eine gewisse axiale Vorspannung allein durch elastische Deformation der Lagerelemente der Drucklager 13 aufgefangen werden kann, ergeben sich dann Probleme, wenn auf die Drucklager eine relativ große axiale Vorspannung ausgeübt wird, um eine möglichst starre axiale Abstützung der Taumelscheibe 12 zu erreichen, da dadurch der Verbrauch an Antriebsenergie, die dem Taumelscheibenkompres­ sor insbesondere von einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine zugeführt wird, erhöht wird. Wenn andererseits nur eine rela­ tiv geringe axiale Vorspannung auf die Drucklager 13 ausgeübt und damit die axiale Abstützung für die Taumelscheibe 12 re­ duziert wird, ergeben sich andere Probleme. Wenn der Kompres­ sor in einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird und wenn der Auslaßdruck des gasförmigen Kältemittels entwe­ der dadurch erhöht wird, daß das Kraftfahrzeug auf einer vielbefahrenen Straße fährt oder daß eine hohe Außentempera­ tur herrscht, dann ergibt sich nämlich eine Zunahme des auf die Taumelscheibe 12 des Kompressors über die hin- und herbe­ wegten Kolben ausgeübten Moments. Aufgrund des großen Moments wird die Taumelscheibe 12 verformt, was zu Vibrationsbewe­ gungen derselben führt, so daß aufgrund des Vibrierens der Taumelscheibe 12 ungewöhnlich starke Geräusche erzeugt wer­ den. Dieses Problem tritt in ähnlicher Weise auf, wenn zum Auffangen einer übermäßigen axialen Vorspannung an den Druck­ lagern 13 ein anderes elastisches Element bzw. ein Federele­ ment eingesetzt wird.

Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend aufge­ zeigten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, verbesserte Drucklager für die Taumelscheibe eines Kältemit­ telkompressors anzugeben, die einerseits für eine axial sta­ bile Abstützung der Taumelscheibe sorgen und andererseits für eine Reduzierung des Energieverbrauchs des Kompressors und außerdem für eine Unterdrückung von Vibrationsgeräuschen der Taumelscheibe sorgen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Kältemit­ telkompressor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß die drehfest mit der Antriebswelle verbundene Taumelscheibe durch die Drucklager mit schrittweise variabler Steifigkeit abgestützt wird, um einerseits einen niedrigen Energieverbrauch zu er­ reichen und andererseits das Auftreten von Vibrationsgeräu­ schen der Taumelscheibe zu verhindern.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nach­ stehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt einer Drucklageran­ ordnung für einen Taumelscheiben-Kältemittel­ kompressor mit doppelt-wirkenden Kolben gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung;

Fig. 2 einen der Darstellung gemäß Fig. 1 ähnlichen Teil-Längsschnitt gemäß einem zweiten bevor­ zugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 einen der Darstellung gemäß Fig. 1 ähnlichen Teil-Längsschnitt für eine Variante des er­ sten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1;

Fig. 4 einen der Darstellung gemäß Fig. 2 ähnlichen Teil-Längsschnitt für eine Variante des zwei­ ten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen konventionel­ len Taumelscheiben-Kältemittelkompressor mit doppelt-wirkenden Kolben.

Ehe nachstehend im einzelnen auf die Zeichnungsfiguren einge­ gangen wird, sei vorausgeschickt, daß auf eine detaillierte Beschreibung des Aufbaus des Kompressors selbst mit Ausnahme der Drucklageranordnung in der vorliegenden Anmeldung ver­ zichtet wird, da die gesamte Konstruktion des mit doppelt­ wirkenden Kolben arbeitenden Taumelscheiben-Kältemittelkom­ pressors in den die Drucklageranordnung gemäß vorliegender Erfindung eingebaut werden soll, der Konstruktion eines kon­ ventionellen Kompressors entspricht, wie er in Fig. 5 der Zeichnung gezeigt ist.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Antriebswelle 1 eines mit doppelt-wirkenden Kolben arbeitenden Taumelscheiben-Kälte­ mittelkompressors, wobei die Antriebswelle 1 mittels eines vorderen und eines hinteren Radiallagers 4A bzw. 4B drehbar gelagert ist. Die Lager 4A und 4B sitzen dabei in koaxialen Mittelbohrungen eines vorderen Zylinderblocks 2 bzw. eines hinteren Zylinderblocks 3.

Die beiden Zylinderblöcke 2 und 3 sind in axialer Richtung fest zusammengespannt und definieren mehrere axial verlau­ fende Zylinderbohrungen (nicht gezeigt) zur Aufnahme von hin- und herbeweglichen doppelt-wirkenden Kolben zum Komprimieren eines gasförmigen Kältemittels.

Auf der Antriebswelle 1 ist eine Taumelscheibe 5 drehfest montiert; die Antriebswelle 1 wird mittels von außen zuge­ führter Energie, beispielsweise durch eine Kraftfahrzeug- Brennkraftmaschine, zu einer Drehbewegung angetrieben. Die Taumelscheibe 5 ist zwischen einem vorderen Drucklager 6A und einem hinteren Drucklager 6B auf ihrer Vorderseite bzw. ihrer Rückseite angeordnet. Die Drucklager 6A und 6B sind jeweils zwischen einer Schulter des angrenzenden Zylinderblocks 2, 3 und dem benachbarten Ende eines Nabenteils der Taumelscheibe 5 angeordnet und werden unter Vorspannung in ihrer Lage ge­ halten, wenn die beiden Zylinderblöcke 2 und 3 mittels Schraubbolzen oder dergleichen (in Fig. 1 nicht gezeigt), die den Bolzen 16 in Fig. 5 entsprechen, fest gegeneinandergezo­ gen werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 umfaßt die vordere Drucklageranordnung das vordere Drucklager 6A, während die hintere Drucklageranordnung das Drucklager 6B umfaßt. Die hintere Drucklageranordnung ist mit einem flachen, der Auf­ nahme eines Druckes dienenden Sitz 5b versehen, der am hinte­ ren Ende des Nabenteils der Taumelscheibe vorgesehen ist, so­ wie mit einem flachen, der Aufnahme eines Druckes dienenden Sitz 3b an der Stirnfläche des Schulterteils des hinteren Zylinderblockes 3. Die flachen Sitze 5b und 3b liegen ein­ ander axial gegenüber und spannen das hintere Drucklager 6B sandwichartig zwischen sich ein. Im einzelnen stehen ein innerer Lagerring 61 und ein äußerer Lagerring 62 des hinte­ ren Drucklagers 6B in engem Kontakt mit den flachen Sitzen 5b und 3b, so daß das Drucklager 6B zwischen der Taumelscheibe 5 und dem hinteren Zylinderblock 3 stabil und starr gehaltert ist.

Die vordere Drucklageranordnung mit dem vorderen Drucklager 6A weist einen flachen, der Aufnahme eines Druckes dienenden Sitz 2a auf, der an der Stirnfläche des Schulterteils des vorderen Zylinderblockes 2 vorgesehen ist, sowie einen ring­ förmigen, der Druckaufnahme dienenden Sitz 5a, der längs des äußeren Umfangs des angrenzenden Nabenendes der Taumelscheibe 5 vorgesehen und dem flachen Sitz 2a in axialer Richtung ge­ genüberliegt. Die vordere Drucklageranordnung ist ferner mit einem kreisrunden, druckaufnehmenden Sitz 5a′ versehen, wel­ cher vertieft in das angrenzende Ende des Nabenteils der Tau­ melscheibe 5 eingearbeitet ist und radial innerhalb des ring­ förmigen Sitzes 5a und koaxial zu diesem angeordnet ist. Das vordere Drucklager 6A wird zwischen dem flachen Sitz 2a an dem vorderen Zylinderblock 2 und dem ringförmigen Sitz 5a der Taumelscheibe 5 in seiner Lage gehalten. Dabei sind jedoch zwischen dem Nabenteil der Taumelscheibe 5 und dem inneren Lagerring 61 des Drucklagers 6A Federscheiben 7a und 7b ange­ ordnet. Im einzelnen ist eine erste Federscheibe 7a größeren Durchmessers zwischen dem ringförmigen Sitz 5a und dem inne­ ren Lagerring 61a des Drucklagers 6A angeordnet. Eine zweite Federscheibe 7b besitzt einen kleineren Durchmesser und sitzt in dem kreisrunden Sitz 5a′, wobei sie so angeordnet ist, daß zwischen ihrer Oberfläche und dem inneren Lagerring 61 des Drucklagers 6a ein kleiner Spalt aufrechterhalten wird. Die­ ser Spalt wird geschlossen, wenn die Last für den Kompressor erhöht wird, wobei die Federscheibe 7b kleineren Durchmessers folglich in Kontakt mit dem inneren Lagerring 61 des vorderen Drucklagers 6A gebracht wird.

Wenn das vordere und das hintere Drucklager 6A, 6B angrenzend an das vordere bzw. hintere Ende des Nabenteils der Taumel­ scheibe 5 angeordnet und durch eine Kraft vorgespannt werden, die in Abhängigkeit vom Anziehen der lagen Schraubbolzen oder dergleichen von dem vorderen und dem hinteren Zylinderblock 2, 3 über die eine Federscheibe 7a übertragen wird, dann wird diese größere Federscheibe 7a elastisch verformt, um dabei insgesamt das axiale Spiel der beiden Drucklager 6A und 6B und den überwiegenden Teil der angelegten Vorspannung auf zu­ nehmen. Die Drucklager 6A und 6B der vorderen und der hinte­ ren Drucklageranordnung können somit auf einen solchen Zu­ stand eingestellt und vorspannt werden, daß sie für die Tau­ melscheibe 5 in axialer Richtung eine stabile und starre mechanische Halterung bilden. Dabei wird die Federkonstante der größeren Federscheibe 7a vorab so gewählt, daß sich bei der elastischen Verformung dieser Federscheibe für die Tau­ melscheibe eine axiale Abstützung ergibt, deren mechanische Steifigkeit für einen Betrieb des Kompressors mit niedrigem Auslaßdruck geeignet ist. Die mechanische Steifigkeit der axialen Abstützung der Taumelscheibe 5 durch die Drucklager 6A und 6B über die größere Federscheibe 7a ist also relativ niedrig, so daß sich die Taumelscheibe bei geringem Reibungs­ widerstand relativ glatt drehen kann, was zu einem geringen Verbrauch der von der Brennkraftmaschine an den Kompressor gelieferten Antriebsenergie führt.

Wenn der Kompressor dagegen mit einem hohen Auslaßdruck be­ trieben wird, ist die Taumelscheibe 5 aufgrund des darauf über die Kolben einwirkenden hohen Auslaßdruckes ständig einem großen Moment unterworfen. Folglich wird die Taumel­ scheibe 5 bei ihrer Drehbewegung gegenüber ihrer Ausgangs­ position verlagert und gegenüber ihrer ursprünglichen Gestalt verformt. Die elastische Verformung der größeren Scheiben­ feder 7a nimmt folglich zu, und infolgedessen beginnt eine elastische Verformung der kleineren Federscheibe 7b, wenn diese in Kontakt mit dem inneren Lagerring 61 des Drucklagers 6A gelangt. Nunmehr wirkt die Kombination der elastischen Kräfte, die von den beiden Federscheiben 7a und 7b erzeugt werden, zwischen dem inneren Lagerring 61 des vorderen Druck­ lagers 6A und dem vorderen Nabenteil der Taumelscheibe 5. Hierdurch wird die mechanische Steifigkeit der axialen Ab­ stützung durch das Drucklager 6A der vorderen Lageranordnung in angemessener Weise erhöht. Folglich werden während des Arbeitens des Kompressors mit hohem Auslaßdruck Vibrationen der Taumelscheibe 5 unterdrückt, und es werden keine uner­ wünschten Geräusche erzeugt.

Das erste Ausführungsbeispiel der vorderen und der hinteren Drucklageranordnung kann derart abgewandelt werden, daß an­ grenzend an den hinteren Nabenteil der Taumelscheibe 5 ein weiteres Paar von tellerförmigen Federscheiben angeordnet wird, die den Federscheiben 7a und 7b ähnlich sind, derart, daß diese weiteren Federscheiben mit dem hinteren Drucklager 6B der hinteren Drucklageranordnung zusammenwirken, um die mechanische Steifigkeit der axialen Abstützung für die Tau­ melscheibe 5 zu kontrollieren.

Da das Anbringen eines Satzes von Federscheiben 7a, 7b an beiden Enden des Nabenteils der Taumelscheibe 5 geeignet ist, aufgrund von Interferenzen zwischen den beiden Paaren von Federscheiben instabile Vibrationsbewegungen der Taumel­ scheibe hervorzurufen, wird jedoch das Anbringen eines ein­ zigen Paares von Federscheiben 7a, 7b an der Vorderseite oder an der Rückseite der Taumelscheibe 5 bevorzugt, und zwar in Verbindung mit flachen druckaufnehmenden Sitzen 5b und 3b auf der axial gegenüberliegenden Seite der Taumelscheibe 5, da sich dies sowohl für den Betrieb des Kompressors mit niedri­ gem Arbeitsdruck als auch für den Betrieb des Kompressors mit hohem Arbeitsdruck als die beste Lösung für die Unterdrückung instabiler Vibrationen der Taumelscheibe 5 erwiesen hat.

Weiterhin sollte hinsichtlich des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 beachtet werden, daß das Anbringen eines ver­ tieften, kreisrunden Sitzes 5a′ im Ende des vorderen Naben­ teils der Taumelscheibe 5 nicht unbedingt erforderlich ist. Es sollte jedoch gewürdigt werden, daß die Tiefe des vertief­ ten Sitzes 5a′ gemessen von der Ebene des ringförmigen Sitzes 5a in Abhängigkeit von einem Unterschied in der Federkonstan­ ten für die zweite Federscheibe 7b einstellbar variiert wer­ den kann. Daher bereitet es keine Schwierigkeiten, die rich­ tige Federkonstante für die zweite Federscheibe 7b zu finden, wodurch sich die Herstellung der zweiten Federscheibe 7b ver­ billigen kann.

Weiterhin ist der Einsatz der tellerförmigen Federscheiben 7a und 7b im Hinblick auf die Tatsache, daß diese beiden Federn in den Drucklageranordnungen des Kompressors in axialer Rich­ tung nur wenig Platz benötigen und daß folglich keine größe­ ren Änderungen bei der Konstruktion des Kompressors vorgenom­ men werden müssen, besonders günstig.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für die vordere und die hintere Drucklageranordnung zum axialen Abstützen der Taumelscheibe 5 des mit doppelt-wirkenden Kolben arbeitenden Taumelscheiben-Kältemittelkompressors. Bei dem zweiten Aus­ führungsbeispiel wird das hintere Drucklager 6B der hinteren Drucklageranordnung durch zwei einander gegenüberliegende flache druckaufnehmende Sitze 5b und 3b in derselben Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel starr und stabil in seiner Lage gehalten.

Das vordere Drucklager 6A der vorderen Drucklageranordnung wird dagegen zwischen einem kleineren ringförmigen druckauf­ nehmenden Sitz 2c im angrenzenden Ende des Schulterteils des Zylinderblockes 2 und einem größeren ringförmigen druckauf­ nehmenden Sitz 5c am vorderen Ende des Nabenteils der Taumel­ scheibe 5 gehaltert. Im einzelnen stützt sich dabei der in­ nere Lagerring 61 des vorderen Drucklagers 6A an dem größeren ringförmigen Sitz 5c des Nabenteils der Taumelscheibe 5 an­ grenzend an einen vertieften Bereich desselben ab, während sich der äußere Lagerring 62 des vorderen Drucklagers 6A an dem kleineren ringförmigen Sitz 2c des Schulterteils des Zylinderblockes 2 in einem äußeren Umfangsbereich desselben abstützt. Wenn durch den vorderen Zylinderblock 2 eine axiale Vorspannung für das vordere Drucklager 6A erzeugt wird, dann kann dieses folglich elastisch verformt werden, um einen Teil der Vorspannung aufzunehmen.

Weiterhin ist bei der vorderen Drucklageranordnung des Aus­ führungsbeispiels gemäß Fig. 2 in einem vertieften, kreis­ runden, druckaufnehmenden Sitz in der Stirnfläche des vorde­ ren Nabenteils der Taumelscheibe 5, welcher von dem größeren ringförmigen Sitz 5c umgeben ist, eine Tellerfeder bzw. eine Federscheibe 8 angeordnet. Üblicherweise verbleibt zwischen der Federscheibe 8 und dem inneren Lagerring 61 des vorderen Drucklagers 6a ein schmaler Spalt, so daß die Federscheibe 8 normalerweise nicht in Kontakt mit dem vorderen Drucklager 6A steht, solange der Kompressor mit niedrigem Auslaßdruck ar­ beitet. Die tellerförmige Federscheibe 8 kommt jedoch dann in Kontakt mit dem inneren Lagerring 61 des vorderen Drucklagers 6A, wenn der innere Lagerring 61 in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Kompressionsleistung des Kompressors derart ver­ formt wird, daß sich der kleine Spalt schließt.

Wenn bei der vorstehend beschriebenen Lagerkonstruktion gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Taumelscheibe 5 sandwich­ artig zwischen dem vorderen und dem hinteren Drucklager 6A, 6B eingespannt ist, wenn diese Drucklager durch die axialen Kräfte gegeneinander vorgespannt werden, die durch Anziehen der langen Schraubbolzen über den vorderen und den hinteren Zylinderblock 2, 3 erzeugt werden, dann stehen der innere und der äußere Lagerring 61, 62 des vorderen Drucklagers 6a in Kontakt mit den beiden ringförmigen, druckaufnehmenden Sitzen 5c und 2c und werden elastisch verformt bzw. ausgelenkt, wo­ bei jegliches axiale Spiel im Bereich des vorderen und des hinteren Drucklagers 6A, 6B aufgehoben wird, so daß sich eine starre Abstützung für die Taumelscheibe 5 ergibt. Da die Elastizität des inneren und des äußeren Lagerringes 61, 62 des Drucklagers 6A verhältnismäßig hoch ist, ist jedoch die mechanische Steifigkeit der durch das vordere und das hintere Drucklager 6A, 6B für die Taumelscheibe 5 erzeugten axialen Abstützung nicht besonders groß, und folglich kann der Ver­ brauch der von der Brennkraftmaschine zu dem Kompressor über­ tragenen Antriebsenergie relativ klein bleiben.

Wenn der Auslaßdruck des Kompressors erhöht wird, werden der innere und der äußere Lagerring 61, 62 des vorderen Druck­ lagers 6A aufgrund der Verlagerung der Taumelscheibe 5 noch stärker elastisch verformt. Somit gelangt die Federscheibe 8 in Kontakt mit dem inneren Lagerring 61 des vorderen Druck­ lagers 6A und wird anschließend verformt. Die von der Feder­ scheibe 8 erzeugte Federkraft sorgt für eine zusätzliche mechanische Steifigkeit für die Abstützung der Taumelscheibe 5 gegenüber den Stützkräften des vorderen und des hinteren Drucklagers 6A, 6B. Folglich kann verhindert werden, daß Vibrationen der Taumelscheibe 5 und entsprechende uner­ wünschte Geräusche erzeugt werden.

Da das hintere Drucklager 6B, welches angrenzend an den hin­ teren Nabenteil der Taumelscheibe 5 angeordnet ist, durch die Stirnfläche des Schulterteils des hinteren Zylinderblockes 3 und das angrenzende Ende des hinteren Nabenteils der Taumel­ scheibe 5 starr in seiner Lage gehalten wird, und zwar unter einer geeigneten Vorspannung, können ferner instabile Vibra­ tionen der Taumelscheibe bei mit hohem Auslaßdruck arbeiten­ den Kompressor verhindert werden.

Weiterhin kann die Verwendung der Federscheibe 8 als elasti­ sches Element dieselben vorteilhaften Wirkungen herbeiführen, wie sie für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurden.

In Fig. 3 und 4 sind zwei Variationen des ersten bzw. des zweiten Ausführungsbeispiels gezeigt. Im einzelnen zeigt Fig. 3 eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels, bei der die als Wälz- bzw. Nadellager ausgebildeten Drucklager 6A und 6B durch flache Drucklager 6C und 6D in Form einer starren ebe­ nen Gleitplatte ersetzt sind.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Variante des zweiten Ausführungs­ beispiels sind die als Nadellager ausgebildeten Drucklager 6A und 6B jeweils durch ein flaches Drucklager 6C′ in Form einer elastisch deformierbaren flachen Gleitplatte ersetzt bzw. durch ein flaches, starres Drucklager 6D in Form einer fla­ chen, starren Gleitplatte. Das flache Drucklager 6C′ kann sich elastisch verformen, um eine axiale Last aufzufangen, welche während des Betriebes des Kompressors auf dieses Drucklager ausgeübt wird.

Die übrigen Teile der vorderen und der hinteren Drucklageran­ ordnung der Varianten gemäß Fig. 3 und 4 sind ebenso ausge­ bildet wie bei dem ersten bzw. bei dem zweiten Ausführungs­ beispiel. Daher ändert sich bei den beiden Varianten gemäß Fig. 3 und 4 die mechanische Steifigkeit der axialen Ab­ stützung, die von der vorderen und der hinteren Drucklageran­ ordnung für die Taumelscheibe 5 erzeugt wird, schrittweise in Abhängigkeit von einer Änderung des Auslaßdruckes des Kom­ pressors. Im einzelnen liefern die vordere und die hintere Drucklageranordnung bei mit niedrigem Auslaßdruck arbeitendem Kompressor für die Taumelscheibe 5 eine axiale Abstützung mit relativ geringer Steifigkeit, wodurch der Verbrauch an An­ triebsenergie durch den Kompressor verringert werden kann. Wenn der Kompressor dagegen mit einem hohen Auslaßdruck ar­ beitet, liefern die vordere und die hintere Drucklageranord­ nung für die Taumelscheibe 5 eine steifere axiale Abstützung, so daß Vibrationsbewegungen der Taumelscheibe 5 aufgrund des hohen Auslaßdruckes verhindert werden können.

Die als flache Gleitscheiben ausgebildeten Drucklager 6C, 6C′ und 6D, die bei den Konstruktionsvarianten gemäß Fig. 3 und 4 eingesetzt werden, sind gegenüber den als Nadellager ausge­ bildeten Drucklagern 6A und 6B insofern vorteilhaft, als die von den Drucklagern selbst erzeugten Geräusche reduziert wer­ den können und dieser Lagertyp sehr preiswert ist.

Claims (10)

1. Taumelscheiben-Kältemittelkompressor mit doppelt-wirken­ den Kolben umfassend:
einen vorderen und einen hinteren Zylinderblock mit axial fluchtend ausgerichteten Zylinderbohrungen zur gleitverschieblichen Aufnahme von doppelt-wirkenden Kolben zum Komprimieren eines gasförmigen Kältemittels, wobei die Zylinderblöcke zusammengebaut sind und einen vorderen bzw. einen hinteren Schulterteil aufweisen, wo­ bei die Schulterteile in der Mitte der zusammengebauten Zylinderblöcke einander mit axialem Abstand gegenüber­ liegen;
ein vorderes und ein hinteres Gehäuse zum Schließen des vorderen bzw. des hinteren Endes der zusammengebauten Zylinderblöcke;
eine axiale Antriebswelle, die mit Hilfe von Radial­ lagern in einer axialen Mittelbohrung des vorderen Gehäuses und in den zusammengebauten Zylinderblöcken drehbar gelagert ist;
eine drehfest auf der Antriebswelle montierte Taumel­ scheibe zum Antreiben der doppelt-wirkenden Kolben zu einer Hin- und Herbewegung, wobei die Taumelscheibe zwischen dem vorderen und dem hinteren Schulterteil der zusammengebauten Zylinderblöcke angeordnet ist und einen vorderen sowie einen hinteren Nabenteil aufweist, wobei diese Nabenteile dem vorderen bzw. dem hinteren Schul­ terteil der zusammengebauten Zylinderblöcke gegenüber­ liegen; und
eine vordere und eine hintere Drucklageranordnung, von denen die eine zwischen dem vorderen Schulterteil und dem vorderen Nabenteil und die andere zwischen dem hin­ teren Schulterteil und dem hinteren Nabenteil angeordnet ist und die bei um ihre Drehachse rotierender Taumel­ scheibe für eine feste axiale Abstützung derselben sorgen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Drucklageranordnungen Federmittel (7a, 7b, 8) umfaßt, die zwischen dem zugeordneten Drucklager (6A, 6C, 6C′) und dem daran angrenzenden vorderen bzw. hinteren Naben­ teil der Taumelscheibe (5) angeordnet sind und daß die Federmittel (7a, 7b, 8) derart mit dem zugeordneten Drucklager (6A, 6C, 6C′) zusammenwirken, daß die Stei­ figkeit der axialen Abstützung für die Taumelscheibe (5) schrittweise in Abhängigkeit von einer Änderung der Be­ triebsbedingungen des Kompressors von einem niedrigen zu einem hohen Auslaßdruck und umgekehrt veränderbar ist.

2. Kältemittelkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das vordere und das hintere Drucklager (6A, 6B) jeweils ein Wälzlager umfassen, welches einen inneren und einen äußeren Lagerring (61, 62) und da­ zwischen angeordnete Wälzkörper umfaßt und daß eines der Drucklager (6A, 6B) derart angeordnet ist, daß sein äußerer Lagerring (62) in engem Kontakt mit einem flachen, druckaufnehmenden Sitz (2a) des angrenzenden Zylinderblockes (2) steht, so daß er durch die axialen Kräfte nicht verformbar ist, und daß der innere Lager­ ring (61) ständig in Kontakt mit den Federmitteln (7a) steht.

3. Kältemittelkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes der Drucklager (6A, 6B) ein Wälz­ lager umfaßt, welches einen inneren und einen äußeren Lagerring (61, 62) sowie dazwischen angeordnete Wälz­ elemente aufweist, und daß eines der Drucklager (6A) derart angeordnet ist, daß ein radial innerer Teil seines äußeren Lagerringes (62) ständig in Kontakt mit einem druckaufnehmenden Sitz (2c) kleineren Durchmessers an dem Schulterteil des angrenzenden Zylinderblockes (2) steht, derart, daß der äußere Lagerring (62) verformbar ist, und daß ein radial äußerer Teil des inneren Lager­ ringes (61) ständig in Kontakt mit einem ringförmigen, druckaufnehmenden Sitz (5c) größeren Durchmessers steht, der am angrenzenden Nabenteil der Taumelscheibe (5) aus­ gebildet ist, derart, daß der innere Lagerring (61) ver­ formbar ist und bei mit hohem Auslaßdruck arbeitendem Kompressor in Kontakt mit den Federmitteln (8) gelangt.

4. Kältemittelkompressor nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federmittel eine einzige tellerförmige Federscheibe (8) umfassend die von einem kreisrunden vertieften Sitz im angrenzenden Nabenteil der Taumel­ scheibe (5) aufgenommen wird.

5. Kältemittelkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die jeweils andere Drucklageranordnung (6B, 6D) in engem Kontakt mit flachen, druckaufnehmenden Sitzen (3b, 5b) des angrenzenden Schulterteils des be­ nachbarten Zylinderblockes (3) bzw. des angrenzenden Nabenteils (5) steht, so daß dieses Drucklager (6B) gegen eine Verformung gesichert ist.

6. Kältemittelkompressor nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dieses andere Drucklager (6B) ein Wälz­ lager mit einem inneren Lagerring (61), einem äußeren Lagerring (62) und Wälzelementen zwischen den Lager­ ringen umfaßt.

7. Kältemittelkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federmittel eine erste und eine zweite tellerförmige Federscheibe (7a, 7b) umfassen, daß die erste Federscheibe (7a) ständig in Kontakt mit dem an­ grenzenden Drucklager (6A, 6C) steht, um darauf unab­ hängig von den Betriebsbedingungen des Kompressors stän­ dig eine Vorspannung auszuüben, und daß die zweite Federscheibe (7b) dann in Kontakt mit dem angrenzenden Drucklager (6A) gelangt, wenn der Kompressor von einem Betrieb mit niedrigem Auslaßdruck zu einem Betrieb mit hohem Auslaßdruck übergeht, um dadurch die auf das an­ grenzende Drucklager (6A) ausgeübte Vorspannung zu er­ höhen.

8. Kältemittelkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Drucklager (6C, 6D; 6C′, 6D) jeweils ein flaches scheibenförmiges Drucklager mit einer Gleitplatte umfassen.

9. Kältemittelkompressor nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eines der flachen, scheibenförmigen Druck­ lager (6C, 6C′) eine Gleitplatte mit einander gegenüber­ liegenden flachen Oberflächen aufweist und derart ange­ ordnet ist, daß die eine flache Oberfläche ständig in Kontakt mit einem ringförmigen, druckaufnehmenden Sitz (2c) kleineren Durchmessers an dem Schulterteil des an­ grenzenden Zylinderblockes (2) steht und daß die andere flache Oberfläche ständig in Kontakt mit einem ringför­ migen, druckaufnehmenden Sitz (5c) größeren Durchmessers des angrenzenden Nabenteils der Taumelscheibe (5) steht, und daß die Gleitplatte (6C, 6C′) derart verformbar ist, daß sie beim Arbeiten des Kompressors mit hohem Auslaß­ druck in Kontakt mit Federmitteln (7b, 8) gelangt.

10. Kältemittelkompressor nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federmittel eine einzige tellerförmige Federscheibe (8) umfassen, die in einem vertieften, kreisrunden Sitz im angrenzenden Nabenteil der Taumel­ scheibe (5) angeordnet ist, und daß dieser Sitz radial innerhalb des ringförmigen, druckaufnehmenden Sitzes (5c) größeren Durchmessers angeordnet ist.