DE19621174A1 - Kompressor, insbesondere für Fahrzeug-Klimaanlagen - Google Patents
Kompressor, insbesondere für Fahrzeug-KlimaanlagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kompressor, insbesondere
für Fahrzeug-Klimaanlagen.
Derartige Kompressoren arbeiten vielfach nach dem Axi
alkolbenprinzip, d. h. sie weisen ein Gehäuse auf, in
dem eine drehbare Antriebswelle gelagert ist. Die An
triebswelle ist mit einer Schrägscheibe verbunden. Wenn
sich nun die Antriebswelle dreht, führt die Schräg
scheibe oder gegebenenfalls eine mit ihr verbundene
Taumelscheibe taumelnde Bewegung aus. Diese taumelnde
Bewegung wird dazu verwendet, mindestens einen Kolben
in einem Zylinder hin- und herzubewegen, der in dem
Gehäuse vorgesehen ist. In der Regel weist ein derarti
ger Kompressor aber mehrere Kolben mit entsprechenden
Zylindern auf.
Kompressoren dieser Art sind bereits vielfach beschrie
ben worden. So zeigen die US-PS 5 407 328, 5 056 416,
5 059 097 und 5 425 303 derartige Kompressoren, bei
denen eine Taumelscheibe drehbar auf der Schrägscheibe
gelagert ist. Die Taumelscheibe wird durch verschiedene
Maßnahmen daran gehindert, sich mit der Drehscheibe
mitzudrehen. Sie kann daher fest mit den Kolben verbun
den werden, wobei lediglich Gelenkanordnungen vorgese
hen sein müssen, um eine Änderung der Neigung der
Schrägscheibe zu ermöglichen. Dies gestattet es, die
Förderleistung des Kompressors über eine Veränderung
des Hubs der Kolben zu verändern. Wegen der Neigungs
änderung sind die Kolben mit Hilfe einer Stange, die an
beiden Enden Kugelköpfe aufweist, mit der Taumelscheibe
verbunden. Diese Stangen gleichen die unterschiedlichen
Angriffsradien der Axialkräfte aus, die sich bei einer
Änderung der Schrägstellung der Schrägscheibe ergeben.
Da die Stangen aber Kräfte nur in ihrer Längsrichtung
übertragen können, entsteht eine ungleichmäßige Bela
stung der Kolben in dem Fall, in dem sich die Stangen
nicht genau parallel zur Längsrichtung der Kolbenbewe
gung bewegen. Hierdurch entstehen einerseits Un
dichtigkeiten, andererseits wird die Reibung zwischen
Kolben und Zylinder groß. Die Lagerung der Taumelschei
be auf der Schrägscheibe muß innerhalb dieser Angriffs
punkte der Stangen erfolgen. Dies hat zur Folge, daß
entweder der Durchmesser eines derartigen Kompressors
verhältnismäßig groß wird oder das Lager der Taumel
scheibe auf der Schrägscheibe kleingehalten werden muß.
Im letzten Fall entstehen relativ große Reibungskräfte,
die den Wirkungsgrad eines derartigen Kompressors ver
mindern, weil die Schrägscheibe mit der Drehzahl der
Antriebswelle gegenüber der Taumelscheibe rotiert. Da
die Taumelscheibe gegen Verdrehen gesichert werden muß,
wozu eine Drehmomentstütze erforderlich ist, vergrößert
sich der Durchmesser.
Eine andere Ausbildung von Kompressoren ist in den
US-PS 5 417 552 und 5 387 091 beschrieben. Hier ist
keine Trennung mehr zwischen Schrägscheibe und Taumel
scheibe vorgesehen. Dafür ist die Schrägscheibe über
Gleitanordnungen direkt mit den Kolben verbunden, d. h.
es ist eine Relativbewegung in Umfangsrichtung zwischen
der Schrägscheibe und den Kolben möglich. Da die Lage
rung der Kolben an der Schrägscheibe relativ weit außen
erfolgt, treten hier relativ große Geschwindigkeiten in
Umfangsrichtung auf, was wiederum die Reibung erhöht.
Die Reibungskräfte greifen mit einem relativ großen
Hebelarm an den Kolben an und pressen sie Umfangsrich
tung gegen die Zylinderwand. Dies führt zu einem größe
ren Verschleiß und vermindert wiederum den Wirkungs
grad.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kompak
ten Kompressor mit geringem Verschleiß im Betrieb an
zugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Kompressor, insbesondere
für Fahrzeug-Klimaanlagen, gelöst mit mindestens einem
in einem Zylinder bewegbaren Kolben, einer Antriebswel
le und einer Taumelscheibenanordnung zwischen dem Kol
ben und der Antriebswelle, wobei die Taumelscheibenan
ordnung eine Schrägscheibe aufweist, an der eine Tau
melscheibe drehbar gelagert ist und zwischen der Tau
melscheibe und dem Kolben ein Lager angeordnet ist, das
eine Bewegung der Taumelscheibe gegenüber dem Kolben in
Umfangsrichtung ermöglicht.
Durch diese Anordnung erhöht man die Anzahl der Frei
heitsgrade bei der Bewegung der Taumelscheibe. Die Tau
melscheibe kann sich sowohl gegenüber der Schrägscheibe
als auch gegenüber dem oder den Kolben frei drehen.
Vorgegeben ist lediglich die Taumelbewegung, die zur
Erzeugung der gewünschten Kolbenbewegung notwendig ist.
Durch den zusätzlichen Freiheitsgrad wird sich die
Drehzahl der Taumelscheibe gegenüber der Schrägscheibe
und den Kolben so einstellen, daß die Reibung am klein
sten ist. Die Kräfte, die von der Taumelscheibe auf die
Kolben ausgeübt werden, sind dann ebenfalls minimal, so
daß eine einseitige Belastung der Passung zwischen Kol
ben und Zylinder ebenfalls minimiert wird. Da die Rei
bungskräfte und damit auch die Querkräfte auf den oder
die Kolben kleingehalten werden, ergibt sich nicht nur
ein hoher Wirkungsgrad, sondern auch ein geringer Ver
schleiß. Da keine Drehmomentstütze für die Taumelschei
be benötigt wird, die sie am Drehen hindert, bleiben
die Außenabmessungen klein.
Vorzugsweise erlaubt das Lager auch eine Bewegung zwi
schen Taumelscheibe und Kolben in Radialrichtung. Wenn
sich die Neigung der Schrägscheibe ändert, kann der
Kolben seinen Angriffspunkt an der Taumelscheibe ver
lagern. Durch eine Änderung der Neigung der Schräg
scheibe entstehen also keine zusätzlichen Kräfte in
Radialrichtung zwischen Kolben und Zylinder. Die freie
Verlagerbarkeit des Kolbens gegenüber der Taumelscheibe
hat darüber hinaus den Vorteil, daß die auftretenden
Hangabtriebskräfte zwischen dem Kolben und der Taumel
scheibe in dem Lager den auftretenden Zentrifugalkräf
ten entgegenwirken.
Vorzugsweise ist das Lager als Gleitschuhanordnung aus
gebildet, die auf beiden axialen Seiten mit einer ebe
nen Gleitfläche an der Taumelscheibe anliegt. Hierdurch
wird auf einfache Art und Weise die gewünschte Beweg
lichkeit zwischen der Taumelscheibe und dem Kolben si
chergestellt.
Vorzugsweise weist die Gleitschuhanordnung für jeden
Kolben ein Paar von sphärisch ausgebildeten Gleitschu
hen auf, die in entsprechenden Ausnehmungen des Kolbens
verschwenkbar gelagert sind. Das Paar von Gleitschuhen
kann also im Extremfall durch eine zweigeteilte Kugel
gebildet werden, die in eine entsprechend kugelförmige
Ausnehmung eingesetzt ist, wobei zwischen den beiden
Hälften der Kugel die Taumelscheibe aufgenommen ist.
Natürlich muß es sich nicht um eine vollständige Kugel
handeln. Die Größe des Kugelabschnitts bestimmt sich
nach dem gewünschten Winkel, um den die Schrägscheibe
verschwenkt werden kann.
Mit Vorteil ist die Antriebswelle drehfest mit einer
Grundplatte verbunden, die über einen Gelenkarm dreh
fest mit der Schrägscheibe verbunden ist, wobei der
Gelenkarm einen verlagerbaren Schwenkpunkt für die
Schrägscheibe bildet. Der Gelenkarm hat also zwei Funk
tionen. Er überträgt zum einen die Drehbewegung von der
Antriebswelle auf die Schrägscheibe. Er definiert ande
rerseits auch einen Punkt, um den die Schrägscheibe
verschwenkt werden kann, wenn sich der Winkel der
Schrägscheibe gegenüber der Antriebswelle ändert. Bei
dem Schwenkpunkt muß es sich nicht um einen festen
Punkt auf dem Gelenkarm handeln. Der Gelenkarm kann
auch mehrere Gelenke aufweisen.
Vorzugsweise ist hierbei eine Feder zwischen der Grund
platte und der Schrägscheibe angeordnet, die auf die
Schrägscheibe in Richtung auf eine minimale Verdrängung
wirkt. Diese Feder drückt oder zieht also die Schräg
scheibe in eine Position, in der der Winkel zwischen
der Schrägscheibe und der Antriebswelle im Bereich von
fast 90° liegt. Bei einer derartigen Winkeleinstellung
ist der Kolbenhub minimal. Wenn der Kompressor Kälte
mittel fördern soll, muß diese Winkelstellung der
Schrägscheibe verändert werden. Zumindest beim Anlaufen
des Kompressors kann man aber die von der Feder initi
ierte Neutralstellung beibehalten, was den Anfahrbe
trieb erleichtert.
Bevorzugterweise ist zwischen der Feder und der Schräg
scheibe eine Druckplatte angeordnet, die gemeinsam mit
der Schrägscheibe in Axialrichtung auf der Antriebswel
le verschiebbar ist. Damit werden definierte Kräftever
hältnisse für die Feder geschaffen. Die Druckplatte
kann mit ihrer Druckangriffsfläche im wesentlichen
senkrecht zur Antriebswelle verlaufen, so daß durch die
Feder keine einseitigen Kräfte ausgeübt werden müssen,
die zu einem höheren Verschleiß führen würden. Da ande
rerseits die Druckplatte gemeinsam mit der Schrägschei
be auf der Antriebswelle verfahrbar ist, kann das ge
wünschte Verhalten der Schrägscheibe eingestellt wer
den.
Vorzugsweise weist die Druckplatte eine Durchgangsöff
nung auf, durch die der Gelenkarm geführt ist. Damit
kann die Druckplatte einen relativ großen Durchmesser
annehmen, ohne die Funktionsfähigkeit des Kompressors
im übrigen zu beeinflussen und vor allem, ohne den
Durchmesser des Kompressors übermäßig stark zu vergrö
ßern.
Insbesondere ist es hiermit möglich, die Feder als
Druckfeder auszubilden, die radial außerhalb des Ge
lenkarms angeordnet ist. Damit kann die Feder relativ
groß gemacht werden, so daß sie entsprechend große
Kräfte erzeugen kann. Gleichzeitig ist man aber beim
übrigen Aufbau des Kompressors relativ frei in der Wahl
der Abmessungen.
Vorzugsweise umgibt die Feder die Antriebswelle koaxi
al. Auch dies ist eine Maßnahme, um die Druckbeauf
schlagung von Komponenten möglichst gleichmäßig zu hal
ten. Alle Kräfte, die von der Feder zwischen der Grund
platte und der Druckplatte erzeugt werden, verlaufen
dann praktisch parallel zu der Achse der Antriebswelle.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vor
gesehen, daß jeder Kolben mit einem Teil seiner Länge
aus dem Zylinder heraus in einen Gehäuseinnenraum be
wegbar ist, der einen steuerbaren Druckausgang auf
weist. Es läßt sich mit vertretbarem Aufwand praktisch
nicht erreichen, daß die Passung zwischen dem Kolben
und seinem Zylinder absolut dicht ist. Es wird also
immer vorkommen, daß Kältemittel zwischen dem Kolben
und dem Zylinder vorbei entweicht. Das Kältemittel wird
im vorliegenden Fall aber dann in dem Gehäuseinnenraum
aufgefangen. Der laufende Zustrom von Kältemittel in
den Gehäuseinnenraum führt dann zu einer Druckverände
rung, insbesondere zu einer Druckerhöhung in dem Ge
häuseinnenraum. Diese Druckerhöhung läßt sich dann zu
einer Steuerung der Neigung der Schrägscheibe ausnut
zen, wie dies an sich bekannt ist. Der Druck im Gehäus
einnenraum läßt sich über den steuerbaren Druckausgang
steuern.
Insbesondere dann, wenn der Druckausgang mit Saugdruck
des Kompressors beaufschlagbar ist, läßt sich der Druck
im Gehäuseinnenraum soweit absenken, daß die maximale
Förderleistung des Kompressors erreicht wird, in dem
die Schrägscheibe ihre größte Schrägstellung annimmt.
In diesem Fall ist die Förderlänge des Kolbens am größ
ten.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Feder im Ge
häuseinnenraum angeordnet ist. Damit werden alle Kräf
te, die zu der Einstellung der Schräglage oder des Win
kels der Schrägscheibe führen können, in einem Raum
konzentriert. Maßnahmen für eine Weiterleitung dieser
Kräfte zum Angriffsort an die Schrägscheibe sind nicht
notwendig.
Vorzugsweise weist jeder Kolben in seiner Mantelfläche
mindestens eine axialverlaufende Nut auf, in die ein
von der Zylinderwand radial einwärts vorstehender Stift
eingreift. Dadurch wird erreicht, daß der Kolben dreh
fest in dem Zylinder gehalten wird. Die Bewegungen des
Kolbens im Zylinder bleiben also auf die Axialrichtung
beschränkt. Zusätzliche Reibungskräfte treten dann
nicht auf. Der Kolben kann sich im Zylinder in einer
bestimmten Position einfahren. Dies erhöht die Lebens
dauer und verringert die Undichtigkeiten.
Vorzugsweise ist der Stift hierbei an der radialen Au
ßenseite des Kompressorgehäuses angeordnet. Dies er
leichtert die Fertigung.
Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Stift
von außen das Gehäuse durchragt. In diesem Fall ist es
lediglich notwendig, an der radialen Außenseite des
Gehäuses des Kompressors eine Bohrung anzubringen,
durch die der Stift eingeführt werden kann und zwar
solange, bis er in den Zylinder vorsteht. Gegebenen
falls kann man den Stift in Radialrichtung verlagerbar
ausgestalten, so daß man gewisse Anpassungen an die
einzelnen Kolben vornehmen kann. Es ist lediglich er
forderlich, daß man dann den Stift gegenüber dem Gehäu
se abdichtet. Dies ist aber relativ problemlos möglich,
weil der Stift an und für sich kein bewegtes Teil ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug
ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich
nung beschrieben. Hierin zeigt die
einzige Figur einen schematischen Querschnitt durch
einen Kompressor.
Ein Kompressor 1 weist eine Antriebswelle 2 auf. Er
wird deswegen auch als wellenbetriebener Kompressor
bezeichnet. Die Antriebswelle 2 ist durch eine Wellen
durchführung 3 in ein Gehäuse geführt, das aus einem
Vorderteil 26, einem Mittelteil 27 und einem Hinterteil
28 besteht. Die Gehäuseteile 26, 27, 28 sind mit be
kannten Mitteln, beispielsweise Gewindebolzen 29, in
Axialrichtung miteinander verbunden.
Im Mittelteil 27 des Gehäuses sind in Umfangsrichtung
verteilt mehrere Zylinder 10 angeordnet, von denen le
diglich einer dargestellt ist. In jedem Zylinder 10
befindet sich ein Kolben 9, der in Axialrichtung hin- und
herbewegbar ist.
Der Antrieb des Kolbens 9 bzw. der Kolben 9 erfolgt
über eine Taumelscheibenanordnung 30. Die Taumelschei
benanordnung 30 weist eine Taumelscheibe 5 auf, die auf
einer Schrägscheibe 4 drehbar gelagert ist. Hierzu sind
Nadellager 6 oder andere reibungsvermindernde Lager
zwischen der Taumelscheibe 5 und der Schrägscheibe 4
vorgesehen.
Die Taumelscheibe 5 ihrerseits ist über Gleitlager 7
mit dem Kolben 9 verbunden. Die Gleitlager 7 weisen
halbkugelartige Gleitschuhe 8 auf, die vorne und hin
ten, d. h. axial von beiden Seiten an der Taumelscheibe
anliegen. Die Gleitschuhe 8 sind in entsprechend nega
tiv ausgebildeten Lagerschalen 31 aufgenommen, die wie
derum im Kolben 9 befestigt sind.
Durch das Gleitlager 7 kann sich einerseits die Taumel
scheibe 5 frei in Bezug zum Kolben 9 drehen. Anderer
seits kann sich aber auch die radiale Ausrichtung der
Taumelscheibe 5 zu dem Kolben 9 ändern. Dies bedeutet
beispielsweise, daß die Taumelscheibe 5 bei einer Ände
rung der Neigung der Schrägscheibe 4 radial weiter nach
außen oder weiter nach innen in Bezug auf den Kolben 9
wirkt. In der dargestellten Position der Schrägscheibe
4 befindet sich die Taumelscheibe radial relativ weit
außen. Wenn sich der Winkel zwischen der Schrägscheibe
4 und der Antriebswelle 2 vergrößert, zieht sich die
Taumelscheibe 5 mit ihrer Gleitfläche entsprechend wei
ter radial nach innen zurück. Dadurch wird erreicht,
daß die Kolben 9 immer mit einer Kraft beaufschlagt
werden können, die im wesentlichen parallel zu ihrer
Bewegungsrichtung angreift.
In an und für sich bekannter Weise weist der Zylinder
10 eine Saugventilöffnung 11 auf, über die ein Kühlmit
tel angesaugt werden kann. Ferner ist eine Druckventil
öffnung 12 vorgesehen, über die komprimiertes Kältemit
tel aus dem Zylinder ausgegeben werden kann. Die Druck
ventilöffnung 12 kann durch ein Ventilelement 32 ver
schlossen werden. Entsprechende Ventile für die Saug
ventilöffnung 11 sind hier nicht dargestellt, aber bei
Bedarf vorhanden.
Zum Antrieb der Schrägscheibe 4 ist eine Grundplatte 16
drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden. Mit der
Grundplatte 16 ist ein Gelenkarm 13 drehfest verbunden.
Bei einem Umlauf der Grundplatte 16 wird der Gelenkarm
13 also mitgenommen. Die Schrägscheibe 4 ist an einem
Drehpunkt 14 mit dem Gelenkarm 13 verbunden, d. h. sie
kann um diesen Drehpunkt 14 herum verschwenkt werden.
Der Gelenkarm 13 ist seinerseits wieder über einen
Drehpunkt 15 mit der Grundplatte 16 verbunden. Dadurch
können beim Verschwenken der Schrägscheibe 4 gewisse
Änderungen in der durch den Gelenkarm 13 gebildeten
Hebelgeometrie in Radialrichtung aufgefangen werden.
Der Schwenkpunkt der Schrägscheibe kann also in gewis
sen Grenzen wandern.
An der Grundplatte 16 ist ein Flansch 25 angeordnet und
drehfest mit ihr verbunden. Auf der Antriebswelle 2 ist
eine Druckplatte 18 in Axialrichtung verschiebbar an
geordnet. Zwischen der Druckplatte 18 und dem Flansch
25 ist eine Druckfeder 17 angeordnet. Die Druckfeder 17
drückt die Druckplatte 18 nach vorne, d. h. nach links
in der Figur, und schiebt damit die Schrägscheibe 4
ebenfalls in diese Richtung. Da die Schrägscheibe 4
über den Gelenkarm 13 mit der Grundplatte 16 verbunden
ist, führt dies dazu, daß die Schrägscheibe eine gerin
ge Neigung annimmt, so daß der Kolben 9 ein entspre
chend kleinen Hub durchführt.
Die Schrägscheibe 4 ist hierzu nicht nur um ihren
Schwenkpunkt verschwenkbar, sie dreht sich auch um ei
nen Drehpunkt 19 einer Führungsanordnung 20, die ge
meinsam mit der Druckplatte 18 auf der Antriebswelle 2
in Axialrichtung verschiebbar ist.
Die Druckplatte 18 weist eine Durchgangsöffnung 35 auf,
durch die der Gelenkarm 13 geführt ist. Die Druckfeder
17 hat einen relativ großen Durchmesser, d. h. sie um
gibt die Antriebswelle 2 koaxial und kann zusätzlich
auch noch den Gelenkarm 13 außen umfassen. Dadurch wird
eine Druckbeaufschlagung der Druckplatte 18 relativ
weit außen möglich ohne daß die Funktion des Gelenkarms
13 durch die Druckfeder 17 beeinträchtigt wird. Ent
sprechend günstig wirkt sich das auf die Dimensionie
rung der Druckfeder 17 und die Baugröße des Kompressors
1 aus.
Der Kolben 9 ist an seiner Mantelfläche mit einer Nut
21 versehen. In die Nut 21 ragt ein Stift 22 herein,
der beispielsweise durch das Ende einer Schraube 23
gebildet ist, die radial von außen durch den Mittelteil
27 des Gehäuses eingeschraubt worden ist. Der Stift 22
bildet zusammen mit der Nut 21 eine Verdrehsicherung
für den Kolben 9.
Der Kolben 9 wird bei seiner Hin- und Herbewegung ein
Stück weit in einen Gehäuseinnenraum 33 herausgezogen.
Es ist hierbei fast unausweislich, daß eine geringe
Menge von insbesondere gasförmigem Kältemittel in den
Gehäuseinnenraum 33 entweicht oder leckt. Dieser stän
dige Zustrom von Kältemittel führt zu einer Erhöhung
des Drucks im Gehäuseinnenraum 33. Um diesen Druck ab
zulassen, ist eine Öffnung 24 vorgesehen, die mit einem
schematisch dargestellten Ventil 34 verbunden ist. Mit
Hilfe des Ventils 34 kann der Druck im Gehäuseinnenraum
abgesenkt werden. Die andere Seite des Ventils kann
beispielsweise mit der Saugventilöffnung 11 verbunden
werden, so daß der Druck im Gehäuseinnenraum 33 maximal
auf den Saugdruck des Kompressors abgesenkt werden
kann.
Mit Hilfe des Drucks im Gehäuseinnenraum 33 kann nun
beispielsweise die Schrägstellung der Schrägscheibe 4
und damit die Förderleistung des Kompressors 1 gesteu
ert werden. Wenn der Druck im Gehäuseinnenraum 33 ge
nauso groß oder annähernd genauso groß ist, wie der
Druck an der Druckventilöffnung, dann sind beide Enden
des Kolbens 9 nahezu im Gleichgewicht. In diesem Fall
wirken nur geringe Reaktionskräfte auf die Schrägschei
be 4, so daß die Druckfeder 17 die Schrägscheibe 4 in
die in der Figur dargestellte Position bewegt. Wird
hingegen der Druck im Gehäuseinnenraum 33 abgesenkt,
wirken höhere Kräfte entgegen der Feder 17, so daß die
Neigung der Schrägscheibe 4 vergrößert wird.
Der Kompressor arbeitet nun folgendermaßen:
Wenn die Antriebswelle 2 gedreht wird, dreht sie die Grundplatte 16 mit. Die Grundplatte 16 nimmt über den Gelenkarm 13 die Schrägscheibe 4 mit. Hierbei wird die Taumelscheibe 5 in eine taumelnde Bewegung versetzt, so daß der Kolben 9 hin- und herbewegt wird. Je nach dem, welcher Druck im Gehäuseinnenraum 33 herrscht, wird die Schrägscheibe 4 durch die entsprechenden Reaktionskräf te mehr oder weniger stark geneigt.
Wenn die Antriebswelle 2 gedreht wird, dreht sie die Grundplatte 16 mit. Die Grundplatte 16 nimmt über den Gelenkarm 13 die Schrägscheibe 4 mit. Hierbei wird die Taumelscheibe 5 in eine taumelnde Bewegung versetzt, so daß der Kolben 9 hin- und herbewegt wird. Je nach dem, welcher Druck im Gehäuseinnenraum 33 herrscht, wird die Schrägscheibe 4 durch die entsprechenden Reaktionskräf te mehr oder weniger stark geneigt.
Durch die Änderung der Neigung der Schrägscheibe 4 än
dert sich auch die Position der Taumelscheibe 5 zu dem
Gleitlager 7, d. h. das Gleitlager 7 zwischen der Tau
melscheibe 5 und dem Kolben 9 befindet sich radial mehr
oder weniger außen auf der Taumelscheibe. Es stellt
sich eine Position ein, an der die geringsten Kräfte
auftreten.
Die Taumelscheibe 5 kann sich weiterhin frei in Bezug
zu dem Kolben 9 drehen. Sie kann sich auch frei in Be
zug zu der Schrägscheibe 4 drehen, so daß sich eine
Drehzahl der Taumelscheibe 5 einstellen wird, bei der
die auftretenden Reibungskräfte am niedrigsten sind.
Auf diese Weise ist es möglich, daß der Kompressor 1
mit einem relativ guten Wirkungsgrad und einem relativ
kleinen Verschleiß arbeitet. Die Kräfte auf den Kolben
9 beschränken sich praktisch ausschließlich auf die
axiale Richtung, so daß ein Kippen des Kolbens 9 gegen
über dem Zylinder 10 vermieden wird. Hierdurch bleibt
der Verschleiß klein und die Dichtigkeit des Kompres
sors 1 entsprechend groß.
Claims (16)
1. Kompressor, insbesondere für Fahrzeug-Klimaanlagen,
mit mindestens einem in einem Zylinder (10) beweg
baren Kolben (9), einer Antriebswelle (2) und einer
Taumelscheibenanordnung (30) zwischen dem Kolben
(9) und der Antriebswelle (2), wobei die Taumel
scheibenanordnung (30) eine Schrägscheibe (4) auf
weist, an der eine Taumelscheibe (5) drehbar gela
gert ist, und zwischen der Taumelscheibe (5) und
dem Kolben (9) ein Lager (7) angeordnet ist, das
eine Bewegung der Taumelscheibe (5) gegenüber dem
Kolben (9) in Umfangsrichtung ermöglicht.
2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager (7) auch eine Bewegung zwischen Tau
melscheibe (5) und Kolben (9) in Radialrichtung
erlaubt.
3. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Lager (7) als Gleitschuhanordnung
(8, 31) ausgebildet ist, die auf beiden axialen
Seiten mit einer ebenen Gleitfläche an der Taumel
scheibe (5) anliegt.
4. Kompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gleitschuhanordnung (8, 31) für jeden Kol
ben (9) ein Paar von sphärisch ausgebildeten Gleit
schuhen (8) aufweist, die in entsprechenden Ausneh
mungen (31) des Kolbens (9) verschwenkbar gelagert
sind.
5. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (2)
drehfest mit einer Grundplatte (16) verbunden ist,
die über einen Gelenkarm (13) drehfest mit der
Schrägscheibe (4) verbunden ist, wobei der Gelenk
arm (13) einen verlagerbaren Schwenkpunkt (14) für
die Schrägscheibe (4) bildet.
6. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Feder (17) zwischen der Grundplatte (16)
und der Schrägscheibe (4) angeordnet ist, die auf
die Schrägscheibe (4) in Richtung auf eine minimale
Verdrängung wirkt.
7. Kompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Feder (17) und der Schrägscheibe
(4) eine Druckplatte (18) angeordnet ist, die ge
meinsam mit der Schrägscheibe (4) in Axialrichtung
auf der Antriebswelle (2) verschiebbar ist.
8. Kompressor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckplatte (18) eine Durchgangsöffnung
(35) aufweist, durch die der Gelenkarm (13) geführt
ist.
9. Kompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder (17) als Druckfeder ausgebildet ist,
die radial außerhalb des Gelenkarms (13) angeordnet
ist.
10. Kompressor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder (17) die Antriebswelle (2) koaxial
umgibt.
11. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß jeder Kolben (9) mit ei
nem Teil seiner Länge aus dem Zylinder (10) heraus
in einen Gehäuseinnenraum (33) bewegbar ist, der
einen steuerbaren Druckausgang (24, 34) aufweist.
12. Kompressor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß der Druckausgang (24, 34) mit Saugdruck
des Kompressors (1) beaufschlagbar ist.
13. Kompressor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Feder (17) im Gehäuseinnen
raum (33) angeordnet ist.
14. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß jeder Kolben (9) in sei
ner Mantelfläche mindestens eine axialverlaufende
Nut (21) aufweist, in die ein von der Zylinderwand
radial einwärts vorstehender Stift (22) eingreift.
15. Kompressor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß der Stift (22) an der radialen Außenseite
des Kompressorgehäuses (27) angeordnet ist.
16. Kompressor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß der Stift (22) von außen das Gehäuse (27)
durchragt.
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