DE19635738C2 - Verdrängungsvariabler Kompressor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ei­ nen verdrängungsvariablen Kompressor. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen verdrängungsvariablen Kompressor, welcher Kühlgas komprimiert und der in typischer Weise in einer Fahrzeugklimaanlage angeordnet ist.

Ein verdrängungsvariabler Kompressor hat ein Schublager (Axiallager) an dem nahen Ende einer Antriebswelle. Im allge­ meinen ist dieses hintere Schublager manchmal nicht geeignet geschmiert. Insbesondere in einem verdrängungsvariablen Kom­ pressor der Einzelkopfkolbenbauart ist es erforderlich, daß der innere Druck in einer Kurbelkammer exakt eingestellt wird, um die Verdrängung des Kompressors zu regeln. Ein Kompressor dieser Gattung hat daher eine Kurbelkammer, die von einem ex­ ternen Kühlkreislauf getrennt ist. Schmieröl wird in eine Kur­ belkammer eingeleitet, wenn es von einem durchblasenden Gas aus einer Kompressionskammer oder Kühlgas begleitet wird, wel­ ches aus einer Auslaßkammer eingesaugt wird, um den Druck in der Kurbelkammer zu steuern. Wenn der Kompressor von einem mi­ nimalen Verdrängungsbetrieb auf einen maximalen Verdrängungs­ betrieb umschaltet, dann wird das Gas in der Kurbelkammer zu der Ansaugkammer geleitet, wobei ein in dem Gas enthaltener Ölnebel zusammen mit dem Gas aus dem Kompressor nach außen verdrängt wird. Dies resultiert in einer Verknappung an Schmieröl innerhalb der Kurbelkammer. Das Schmieröl wird daher nicht zu jeder Ecke der Kurbelkammer geleitet. Dies verursacht eine unzureichende Schmierung des Schublagers.

Die japanische, ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-11166 offenbart einen Kompressor zur Beseitigung der vorstehend genannten Mängel. Dieser Kompressor hat einen Kanal, der sich von der Kurbelkammer zu der äußeren Peripherie des Lagers er­ streckt. Dieser Kompressor hat ein hinteres Axiallager, das durch Öl geschmiert wird, welches in dem durchblasenden Gas enthalten ist, welches aus der Kurbelkammer zur Ansaugkammer strömt.

Es sei darauf hingewiesen, daß Komponenten in einem Kompressor im allgemeinen ihre eigenen Toleranzen aufweisen unterschied­ lich zu jenen anderer Komponenten. Dies resultiert in unter­ schiedlichen Fehlerbereichen bzw. Toleranzen beim Zusammenbau des Kompressors. Insbesondere hat der Kompressor eine An­ triebswelle, welche eine Stützplatte und eine Taumelscheibe in einem festen Bauteil wie beispielsweise einem Zylinderblock oder einem vorderen Gehäuse trägt. Die Taumelscheibe konver­ tiert eine Rotation der Antriebswelle in eine lineare Hin- und Herbewegung von Kolben zwischen dem vorbestimmten oberen Tot­ punkt und dem unteren Totpunkt. Der Montagefehler der bewegba­ ren Bauteile und der fixierten Bauteile verursacht die Abwei­ chung des oberen Totpunkts. Ein Schraubenbolzen ist daher in einem Kompressor eingebaut, dessen entferntes Ende den Lager­ ring bzw. die Laufbahn des hinteren Schublagers berührt. Die Abstandsdifferenz wird dabei durch den Schraubenbolzen absor­ biert, d. h., in anderen Worten ausgedrückt, das die Eindreh­ tiefe des Schraubenbolzens wird entsprechend dem Fehler jedes Kompressors verändert.

Bei dem vorstehend beschriebenen Kompressor ist der Kanal für das Öl, welches das hintere Schublager schmiert, unmittelbar zur äußeren Periphere des Lagers hin geöffnet. Wenn der Kom­ pressor im Betrieb ist, drehen zwei Lagerringe bzw. Laufbahnen sowie Kugeln des Lagers entsprechend der Rotation einer An­ triebswelle. Das Lager wird durch den Ölnebel geschmiert, wel­ cher in dem Kühlgas enthalten ist, das durch die Lagerringe und Kugeln strömt. Aufgrund des größeren spezifischen Gewichts im Vergleich zum Kühlgas ist es eher wahrscheinlich, daß der Ölnebel durch Zentrifugalkräfte beeinflußt wird. Das Öl wird daher häufig in Radialrichtung zerstäubt, ohne daß es in das Lager eingeleitet wird. Dies resultiert in der unzureichenden Schmierung des Lagers. Desweiteren bedeutet das Durchströmen äußerst schmaler Spalte, welche zwischen den Lagerringen und den Kugeln ausgebildet werden, eine ziemliche Erhöhung des Wi­ derstandes, welches der Strömung des Kühlgases entgegensteht.

In der japanischen Veröffentlichung 3-11166 wird weder eine Gegenmaßnahme für das Stoppen der Drehbewegung jenes Lagerrin­ ges, welches nicht mit der Antriebswelle in Kontakt ist veröf­ fentlicht noch vorgeschlagen. Aus diesem Grunde wird bei einem Kompressor mit dem Abstands-Absorptionsmechanismus gemäß vor­ stehender Beschreibung die Drehbewegung der Antriebswelle in­ direkt auf den Schraubenbolzen in dem Mechanismus übertragen. Insbesondere wird der Schraubenbolzen durch den Lagerring ge­ dreht, welcher nicht mit der Antriebswelle in Kontakt ist. Dies könnte den Schraubenbolzen lösen und als ein Ergebnis hiervon eine Abweichung der Abstände bezüglich des Lagers und anderer Komponenten bedeuten. Die Änderung verursacht Geräu­ sche bzw. Lärm sowie Vibrationen, wenn der Kompressor im Be­ trieb ist.

Als weiterer Stand der Technik sei noch auf die folgenden Druckschriften verwiesen:

Aus der zum Erfindungsgegenstand nachveröffentlichten Druckschrift DE-PS 196 12 384 ist ebenfalls ein Kompressor mit variabler Verdrängung bekannt. Dieser Kompressor besitzt eine Taumelscheibe, die innerhalb einer Kurbelkammer auf einer Antriebswelle montiert ist und einen Kolben antreibt. Ein vom Kompressor zu förderndes, sowie einen Ölnebel enthaltendes Kühlgas kann über einen Entspannungskanal aus der Kurbelkammer abgelassen werden, um einem Überdruck in der Kurbelkammer zu begegnen, wobei der Entspannungskanal in eine Aufnahmekammer für ein Antriebswellenlager mündet.

Auch aus der DE-PS 40 34 686 ist ein Kühlkompressor der Taumelscheiben-Bauart mit Doppelkopfkolben bekannnt, bei dem im Förderbetrieb Kühlgas aus einer Kurbelkammer über Ansaugkanale in vordere und hintere Ansaugkammern eingesaugt wird, um anschließend in Zylinderbohrungen komprimiert zu werden. Die Ansaugkanäle sind dabei über einen Bypasskanal miteinander verbunden, durch den dann Kühlgas angesaugt wird, wenn die Taumelscheibe in eine minimale Neigungsposition verschwenkt und dabei der hintere Ansaugkanal durch eine Reduziereinrichtung verengt, bzw. verschlossen wird. Hierdurch wird das Kühlgas, welches ein Schmieröl enthält, aus der Kurbelkammer in den vorderen Ansaugkanal gesaugt, wodurch eine Schmierung von vorderen Lagern und Dichtungselementen der Antriebswelle gewährleistet ist.

Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ei­ nen verdrängungsvariablen Kompressor zu schaffen, der eine zu­ friedenstellende Schmierung des Schublagers beibehält.

Zur Erreichung dieser Aufgabe hat ein verdrängungsvariabler Kompressor gemäß der Erfindung eine Nockenplatte, die an einer Antriebswelle in einer Kurbelkammer montiert ist und zumindest einen Kolben, der betriebsfähig mit der Nockenplatte gekoppelt ist, so daß eine Drehbewegung der Antriebswelle in eine linea­ re Hin- und Herbewegung konvertiert wird. Die Bewegung kompri­ miert und verdrängt Kühlgas, in welchem ein Ölnebel enthalten ist. Der Kompressor hat desweiteren einen Abzugskanal für das Abziehen des Kühlgases aus der Kurbelkammer, um einen übermä­ ßigen Druck in der Kurbelkammer abzubauen. Der Abzugs- bzw. Überdruckkanal ist in Richtung zu einer Aufnahmekammer hin ge­ öffnet, in der ein Lager eine Axiallast aufnimmt, die auf die Antriebswelle einwirkt. Das Lager ist zur Antriebswelle hin durch ein Element vorgespannt, um eine Montagetoleranz des La­ gers auszugleichen. Der Kompressor ist gekennzeichnet durch einen ersten Vorsprung, der an dem Lager ausgebildet ist. Der erste Vorsprung steht in einer Radialrichtung mit Bezug zu der Antriebswelle vor, um sich mit dem Abzugskanal in einer Linie auszurichten und kommt dabei mit einer inneren Fläche der Auf­ nahmekammer in Eingriff, um eine Rotation des Lagers zu ver­ hindern.

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung welche als neu und er­ finderisch erachtet werden, werden in den anlie­ genden Ansprüchen aufgeführt. Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die einen verdrän­ gungsvariablen Kompressor gemäß einem ersten Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung darstellt,

Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die einen äußeren Lagerring von der rechten Seite der Fig. 1 aus betrachtet darstellt,

Fig. 3 ist eine Draufsicht des äußeren Lagerrings in Fig. 1, gesehen von der linken Seite der Fig. 1,

Fig. 4 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die ein Schub- bzw. Axiallager eines verdrängungsvariablen Kom­ pressors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung darstellt,

Fig. 5 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die ein Schublager und dessen Umgebung eines verdrängungsvariablen Kompressors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung darstellt und

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf ein Schublager gemäß Fig. 5.

Wie in der Fig. 1 dargestellt wird, ist ein vorderes Gehäuse 12 direkt an das vordere Ende eines Zylinderblocks 11 ange­ schlossen, wohingegen ein hinteres Gehäuse 14 an das hintere Ende des Blocks 11 über eine dazwischen sich befindlichen Ven­ tilplatte 13 angeschlossen ist. Eine Ansaugkammer 15 sowie ei­ ne Auslaßkammer 16 sind in dem hinteren Gehäuse 14 ausgebil­ det. Eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen 17 sind in dem Zylin­ derblock 11 ausgebildet. Jede Zylinderbohrung nimmt einen Kol­ ben 35 auf, der sich in der zugehörigen Bohrung 17 hin- und herbewegen kann. Eine Kompressionskammer 18 wird durch die Ventilplatte 13, der Zylinderbohrung 17 sowie den Kolben 35 ausgebildet.

Ein Ansaugmechanismus 19 ist in der Ventilplatte 13 für das Ansaugen von Kühlgas aus der Ansaugkammer 15 in die Kompressi­ onskammer 18 vorgesehen. Das Volumen der Kompressionskammer 18 ändert sich in Übereinstimmung mit der Hin- und Herbewegung des Kolbens 35. Ein Auslaßmechanismus 20 ist in der Ventil­ platte 13 für das Auslassen von Kühlgas aus der Kompressions­ kammer 18 in die Auslaßkammer 16 vorgesehen.

Eine Kurbelkammer 21 ist zwischen dem Block 11 und dem vorde­ ren Gehäuse 12 ausgebildet. Eine Antriebswelle 22 wird durch ein Paar Radiallager 23 in der Mitte der Kurbelkammer 21 abge­ stützt. Ein Abstandsabsorptionsschraubenbolzen 25 ist durch den Auslaßmechanismus 20 und die Ventilplatte 13 geschraubt. Ein Schub- bzw. Axiallager 24 ist zwischen dem entfernten Ende des Schraubenbolzens 25 und dem hinteren Ende der Welle 22 an­ geordnet.

Eine Abstützplatte 26 ist auf die Welle 22 für eine integrale Rotation mit der Welle 22 innerhalb der Kurbelkammer 21 mon­ tiert. Ein Arm 27 mit einem Langloch 28 ist an dem äußeren pe­ ripheren Bereich der Abstützplatte 26 ausgeformt und steht rückwärts vor. Eine zylindrisch geformte Gleitbüchse 33 ist auf der Antriebswelle 22 montiert und ist in eine vorwärtige und rückwärtige axiale Richtung hin- und herbewegbar. Ein Drehlagerzapfen 30 oder eine Nockenplatte ist lose auf der An­ triebswelle 22 montiert. Der Lagerzapfen 30 hat eine Nabe, die mit einer Gleitbüchse 33 durch ein paar Kupplungsstifte 33a verbunden ist. Der Lagerzapfen 30 ist desweiteren an die Ab­ stützplatte 26 angelenkt. Insbesondere ist ein Stift 29 an dem äußeren peripheren Abschnitt des Lagerzapfens 30 befestigt, um dem Armbereich 27 zu entsprechen und ist dabei in das Langloch 28 eingesetzt.

Aus diesem Grunde ist der Lagerzapfen 30 dafür vorgesehen, in­ tegral mit der Antriebswelle 22 und der Abstützplatte 26 zu rotieren und um die Kupplungsstifte 33a herum zu verschwenken. Wenn der Lagerzapfen 30 um die Kupplungsstifte 33a ver­ schwenkt, dann gleitet der Stift 29 entlang des Langlochs 28, wobei die Gleitbüchse 33 sich entlang der Antriebswelle 22 be­ wegt. Eine Taumelscheibe 31 ist auf dem Nabenabschnitt 30a des Lagerzapfens 30 angeordnet. Ein Stift 31a mit einem kugeligen Kopf ist in die Taumelscheibe 17 eingesetzt. Eine Stange 32 ist an dem Zylinderblock 11 und dem vorderen Gehäuse 12 befe­ stigt, mit welcher der Stift 31a in Eingriff ist. Der Eingriff des Stifts 31a und der Stange 32 verhindert die Drehbewegung der Taumelscheibe 31, während er die Schwenkbewegung in eine rückwärtige und vorwärtige Richtung zuläßt. Ein paar Federn 34 sind zwischen der Abstützplatte 26 und der Gleitbüchse 33 so­ wie zwischen einem Federhalteelement 22a und der Gleitbüchse 33 angeordnet. Die Vorspannkraft der Federn 34 hält die Gleit­ büchse 33 an dem Mittelpunkt zwischen der Abstützplatte 26 und dem Anschlag 22a, wenn der Kompressor nicht betätigt wird. Die Kolben 35 sind an die Taumelscheibe 31 durch eine Kolbenstange 36 gekoppelt.

Ein Rücksprung 37 ist an dem vorderen Ende des Zylinderblocks 11 in dessen zentralem Abschnitt ausgebildet. Eine Lagerkammer 38 oder eine Aufnahmekammer ist an dem hinteren Ende des Blocks 11 in dessen zentralem Abschnitt ausgebildet. Ein Kanal 39 in dem Zylinderblock 11 verbindet den Rücksprung 37 mit der Kammer 38. Die Lagerkammer 38 ist an die Ansaugkammer 15 über einen Kanal 40 angeschlossen. Das Schublager 24 ist an dem vorderen Ende der Lagerkammer 38 angeordnet.

Das Lager 24 hat einen inneren Lagerring 41, eine Mehrzahl von Roll- bzw. Wälzkörpern 42 und einen äußeren Lagerring 43. Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt wird, hat der äußere Lagerring 43 einen ersten Vorsprung 44 und einen zweiten Vorsprung 45, wel­ che beide radial mit Bezug zur Welle 22 vorstehen. Der äußere Lagerring 43 hat desweiteren eine ringförmige Nut 46, die an der vorderen Seite, d. h., der Seite, welche die Abwälzkörper 42 berührt, ausgeformt ist. Die Nut 46 hält Schmieröl zurück. Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt wird, ist der Vorsprung 44 mit einem Rücksprung 47 in Eingriff, der an der inneren Fläche der Lagerkammer 38 ausgeformt ist. Der Boden (Tal) der Rücksprungs 47 ist ununterbrochen, d. h., fortlaufend zu der unteren inneren Fläche des Kanals 39 ausgeformt. Der Vorsprung 44 ist daher entlang dem Kanal 39 ausgerichtet. Wie in der Fi­ gur gezeigt wird, ist ein Hohlraum 48 zwischen dem äußeren La­ gerring 43 und der inneren Fläche der Lagerkammer 38 ausgebil­ det.

Der zweite Vorsprung 45 ist mit einem zweiten Rücksprung 38a in Eingriff, der an der inneren Fläche der Lagerkammer 38 aus­ geformt ist. Das Einsetzen des Vorsprungs 45 in den Rücksprung 38a hilft, den äußeren Lagerring 43 in die Lagerkammer 38 in die richtige Richtung einzubauen. Wie in der Fig. 1 gezeigt wird, ist die Auslaßkammer 16 mit der Kurbelkammer 21 über Ka­ näle 50a und 50b sowie ein Steuerventil 49 fluidverbunden, welches in dem hinteren Gehäuse 14 und dem Zylinderblock 11 vorgesehen ist. Das Steuer- bzw. Regelventil 49 verbindet und trennt die Kammern 16 und 21. Das Regelventil 49 hat ein Ge­ häuse 51, welches aus einem vorderen Abschnitt 51a und einem hinteren Abschnitt 51b besteht. Eine Druckkammer 51c ist zwi­ schen dem vorderen Abschnitt 51a und dem hinteren Abschnitt 51b ausgebildet. Die Druckkammer 51c ist an die Auslaßkammer 16 über den Kanal 50a angeschlossen. Eine Ventilkammer 55 ist an dem vorderen Ende des Abschnitts 51a ausgebildet. Eine Durchgangsbohrung 53 ist in dem vorderen Abschnitt für ein Verbinden der Ventilkammer 55 mit der Druckkammer 51c ausge­ formt. Ein Ventilsitz 52 ist in der Ventilkammer 55 an der Öffnung der Durchgangsbohrung 53 ausgebildet. Der hintere Ab­ schnitt 51b hat ebenfalls eine Durchgangsbohrung 51d. Der Durchmesser der Bohrung 51d ist geringfügig kleiner als jener der Bohrung 53. Die Bohrungen 53 und 51d sind in der gleichen Achse zueinander ausgebildet. Ein Hohlraum, der an dem hinte­ ren Ende des Abschnitts 51b ausgebildet ist, ist durch ein Diaphragma 58 geteilt. Der vordere Abschnitt des Hohlraums dient als eine druckempfindliche Kammer 59 und ist mit der An­ saugkammer 15 über einen Kanal (nicht gezeigt) verbunden. Der hintere Abschnitt des Raums dient als eine Konstantdruckkammer 60.

Eine Stange 57 ist gleitfähig in den Bohrungen 53 und 51d auf­ genommen. Der Durchmesser der Stange 57 ist nahezu der gleiche wie jener der Bohrung 51d. Das hintere Ende der Stange 57 be­ rührt das Diaphragma 58. Ein Ventilelement, d. h., eine Ventil­ kugel 54 ist an dem vorderen Ende der Stange 57 vorgesehen. Eine Feder 56 ist in der Ventilkammer 55 vorgesehen für das Vorspannen der Kugel 54 in Richtung zum hinteren Ende des Kom­ pressors. Lediglich mit der Vorspannkraft der darauf einwir­ kenden Feder berührt die Kugel 54 den Ventilsitz 52, wodurch die Bohrung 53 von der Ventilkammer 55 getrennt wird. Die Aus­ laßkammer 16 und die Kurbelkammer 21 sind entsprechend vonein­ ander getrennt.

Der Betrieb des Kompressors mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird nunmehr im nachfolgenden beschrieben.

Wenn die Welle 22 durch eine externe Antriebswelle gedreht wird, beispielsweise ein Fahrzeugmotor, dann drehen die Ab­ stützplatte 26, der Stift 29, und der Drehlagerzapfen 30 inte­ gral miteinander. Die Taumelscheibe 31 wird in die rückwärtige und vorwärtige Richtung verschwenkt, ohne mit der Welle 22 zu drehen. Diese Schwenkbewegung wird anschließend auf die Kolben 35 über die zugehörigen Kolbenstangen 36 übertragen. Auf diese Weise wird die Drehbewegung der Antriebswelle 22 in eine li­ neare Hin- und Herbewegung der Kolben 35 konvertiert. Als ein Ergebnis hiervon werden die Kolben 35 sequentiell in den zuge­ hörigen Zylinderbohrungen 17 hin- und herbewegt. Die Bewegung der Kolben 35 saugt zuerst Kühlgas aus der Ansaugkammer 15 in die Kompressionskammer 18 der Zylinderbohrung 17 ein. Das Gas wird dann in der Kammer 18 komprimiert und zur Auslaßkammer 16 ausgelassen. Der Kolben 35 verursacht in einem Kompressionshub ein Durchblasgas, welches in die Kurbelkammer durch den Spalt einströmt, der zwischen der äußeren Fläche des Kolbens 35 und der inneren Wand der Zylinderbohrung 17 ausgebildet wird. Die­ ses durchblasende Gas wird dann in die Lagerkammer 38 aus der Kurbelkammer 21 über den Kanal 39 eingesaugt, und daraufhin zu der Ansaugkammer 15 über den Kanal 40 geführt. Eine Erhöhung bezüglich des Drucks in der Kurbelkammer durch das durchbla­ sende Gas wird folglich entsprechend verhindert. Die Menge an durchblasendem Gas, welches in die Ansaugkammer 15 von der Kurbelkammer 21 angesaugt wird, hängt von dem Durchmesser an der Öffnung der Kanäle 39 und 40 ab.

Wenn der Kompressor nicht im Betrieb ist, dann ist der Druck Ps in der Ansaugkammer 15, der Druck Pd in der Auslaßkammer und der Druck Pc in der Kurbelkammer gleich zueinander. Zu diesem Zeitpunkt sind die Gleitbüchse 33 und die Taumelscheibe 31 auf den Mittelpunkt der Welle 22 durch die Vorspannkraft der Federn 34 plaziert. Das Kugelventil 54 in dem Regelventil 49 berührt den Ventilsitz 52 und verschließt dabei den Kanal 53. Ein Rotieren der Welle 22 durch eine externe Antriebskraft verursacht, daß die Kolben 35 in den entsprechenden Zylinder­ bohrungen 17 sich hin- und herbewegen. Die Hin- und Herbewe­ gung der Kolben 35 komprimiert Kühlgas und stößt das Gas in die Auslaßkammer 16 aus. Zu Beginn des Betriebs verursacht die hohe Umgebungstemperatur bzw. die hohe Kühlbelastung, die an den Kompressor angelegt wird, daß der Druck Ps in der Ansaug­ kammer 15 hoch wird. Diese Druckdifferenz wirkt auf das vorde­ re und hintere Ende jedes Kolbens 35, wobei die Hin- und Her­ bewegung der Kolben 35 vergrößert wird. Dies wiederum bewirkt eine Vergrößerung des Momentes, welches die Neigung der Tau­ melscheibe 30 erhöht. Die Gleitbüchse 32 wird daraufhin entge­ gen der Kraft der Feder 34 nach vorne bewegt. Die Verdrängung des Kompressors wird folglich maximiert.

Die druckempfindliche Kammer 59, die an die Ansaugkammer 15 angeschlossen ist, verursacht, daß der Druck Ps in der Ansaug­ kammer 15 an die Kammer 59 angelegt wird. Der Druck Ps wirkt auf das Diaphragma 58, wodurch der Kanal 53 mittels des Kugel­ ventils 54 verschlossen gehalten wird. Die Kompressionswirkung auf den Kolben 35 verursacht, daß das Gas in der Kompressions­ kammer 18 in die Kurbelkammer 21 ausleckt, wodurch der Druck Pc in der Kurbelkammer erhöht wird. Beim Einsaugen in die An­ saugkammer 15 über den Kanal 39, die Lagerkammer 38 sowie den Kanal 40 übt das durchblasende Gas nahezu keinen Einfluß auf die Differenz zwischen den Drücken Pc und Ps aus. Der Kompres­ sor fährt daher mit seinem Betrieb bei maximaler Verdrängung fort.

Wenn der Kompressor über eine bestimmte Zeitperiode gearbeitet hat, fällt die Umgebungstemperatur, d. h., daß die Kühlbela­ stung, welche an den Kompressor angelegt wird, sich verrin­ gert. Folglich verringert sich der Druck Ps in der Ansaugkam­ mer 15 entsprechend. Die druckempfindliche Kammer 59, die an die Ansaugkammer 15 angeschlossen ist, verursacht, daß der in­ nere Druck der Kammer 59 sich verringert, wenn der Druck Ps verringert wird. Wenn der innere Druck in der Kammer 59 klei­ ner wird als ein vorbestimmter Druck, dann wirkt das Diaphrag­ ma 58 im Ansprechen auf die Differenz der Drücke und bewegt das Kugelventil 54 mittels der Stange 58 nach vorne. Das Ku­ gelventil 54 wird daher entgegen der Kraft der Feder 56 vor­ wärts bewegt, wodurch der Kanal 53 geöffnet wird.

Das unter hohem Druck stehende Kühlgas in der Auslaßkammer 16 wird in die Kurbelkammer 21 über den Kanal 50a, den Kanal 53 in dem Regelventil 49 sowie den Kanal 50b eingesaugt. Dies be­ wirkt, daß der Druck Pc in der Kurbelkammer 21 höher wird. Die Differenz zwischen den Drücken Pc und Ps wirkt auf beide Sei­ ten jedes Kolbens 35, wodurch das Moment erhöht wird, welches für eine Verringerung der Neigung der Taumelscheibe 31 verant­ wortlich ist. Die Gleitbüchse 34 wird daraufhin rückwärts ent­ gegen der Kraft der hinteren Feder 34 bewegt. Der Neigungswin­ kel der Taumelscheibe 31 wird daher verringert. Dies resul­ tiert in einer Verkürzung des Hubes der Kolben 35. Der Kom­ pressor arbeitet folglich mit einer geringeren Verdrängung. Die Kühlkapazität des Kompressors verringert sich daher in Übereinstimmung mit der Änderung der Kühlbelastung.

Wenn der Kompressor über eine vorbestimmte Zeitperiode bei ei­ ner geringen Verdrängung betrieben worden ist, erhöht sich dessen Kühlbelastung basierend auf einem Anstieg der Umge­ bungstemperatur. Dies erhöht den Druck Ps in der Ansaugkammer 15 und folglich den Druck in der Kammer 59. Wenn der Druck in der Kammer 59 höher wird als der vorbestimmte Druck, dann rea­ giert das Diaphragma 58 mit der Druckdifferenz der Drücke und zieht an der Stange 57. Aus diesem Grunde entfernt sich die Stange 57 von dem Kugelventil 54. Das Kugelventil 54, welches durch die Feder 56 vorgespannt ist, berührt daraufhin den Ven­ tilsitz 52, um die Auslaßkammer 16 von der Kurbelkammer 21 zu trennen. Das Kühlgas innerhalb der Kurbelkammer 21 wird in die Ansaugkammer 15 über den Kanal 39, die Kammer 38 sowie den Ka­ nal 40 eingesaugt. Als ein Ergebnis hiervon fällt der Druck Pc in der Kurbelkammer 21 und wird daher klein. Die Differenz der Drücke Pc und Ps wirkt auf die vorderen und hinteren Enden der Kolben 35 derart, daß die Gleitbüchse vorwärtsgeschoben wird, um den Neigungswinkel der Taumelscheibe 31 zu erhöhen. Der Kompressor startet daher den Betrieb mit maximaler Verdrängung wie er aus auch tut, wenn der Betrieb insgesamt gestartet wird. Der Vorsprung 44, der an dem äußeren Lagerring 43 in dem Lager 24 vorgesehen und in den Rücksprung 47 des Zylinder­ blocks 11 eingesetzt ist, verhindert, daß der äußere Lagerring 43 durch die Welle 22 gedreht wird. Der Schraubenbolzen 25 wird daher nicht wegen einer Drehung des Lagerrings 43 gelöst. Dies ermöglicht dem Kompressor, bei geringen Geräuschen und Vibrationen betrieben zu werden.

Der Vorsprung 44 dient ferner dazu, das Kühlgas in das Schub­ lager 24 zu führen. Der Vorsprung 44 des Schublagers 24 er­ streckt sich zu dem Kanal 39. Das Kühlgas kollidiert daher mit dem Vorsprung 44 und wird in das Lager 24 entlang des äußeren Lagerrings 43 eingeleitet. Das Schmieröl, welches als Nebel in dem Gas enthalten ist, bleibt an der vorderen Fläche des La­ gerrings 43 kleben, um dort einen Ölfilm auszubilden. Dieser Ölfilm wird in das Schublager 24 durch die Strömung des Kühl­ gases gedrückt. Bei konventionellen Kompressoren wird das als Nebel vorhandene Schmieröl in dem Kühlgas unmittelbar in das Schublager eingeleitet. Aufgrund eines höheren spezifischen Gewichtes als jenes des Kühlgases wird der Ölnebel aus dem Schublager infolge Zentrifugalkräfte ausgeschleudert. Das Öl, welches in der Nut 46 verbleibt, gewährleistet eine stabile Existenz des Ölfilms in dem Schublager 46. In diesem Ausfüh­ rungsbeispiel wird der Ölnebel in den Film verwandelt, bevor er in das Schublager 24 eindringt. Die Oberflächenspannung des Films macht das Öl relativ unanfällig gegen Zentrifugalkräfte.

Das Schmieröl wird folglich dem Schublager 24 in geeigneter Weise zugeführt.

Obgleich eine relativ einfache Konstruktion verhindert der Kompressor gemäß der vorliegenden Erfindung einen toten Gang des Schublagers sowie des Auslaßmechanismus 20, verursacht durch die Drehung der Drehwelle und versorgt in effektiver Weise das Schublager 24 mit Schmieröl.

Der Kanal 39, welcher sich im wesentlichen parallel zu der An­ triebswelle 11 erstreckt, erfordert eine minimal notwendige Länge sowie eine geringe Steigung. Dies resultiert in einem sauberen widerstandslosen Einlaß an Kühlgas in den Kanal 39.

Der Raum 48, der zwischen dem äußeren Lagerring 43 und der in­ neren Wand der Kammer 38 ausgebildet wird, verringert den Wi­ derstand auf das Kühlgas, wenn dieses durch die Kammer 38 strömt. Das Kühlgas wird daher sauber bzw. reibungsfrei in die Ansaugkammer 15 eingesaugt. Wenn folglich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 31 erhöht wird, dann fällt der Druck in der Kurbelkammer 21 reibungsfrei. Diese erlaubt dem Kompressor schnell auf den maximalen Verdrängungsbetrieb geschaltet zu werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß eine Mehrzahl von Kanälen 39 und Vorsprünge 44 ausgeformt sein können. Dies erleichtert zu­ sätzlich die Schmierung des Schublagers 24.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 4 näher beschrieben. In dem zweiten Ausführungsbeispiel steht ein Vorsprung 73, äquivalent zu dem Vorsprung 44 gemäß dem ersten Ausführungs­ beispiel in einer schrägen Richtung mit Bezug zu dem äußeren Lagerring 72 eines Schublagers 71 vor. Dies erleichtert den Eintritt an Kühlgas in das Schublager 71 entlang der geneigten Fläche, welches darin resultiert, daß die Schmierung des Schublagers 71 folglich erleichtert wird.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Fig. 5 und 6 beschrie­ ben.

Ein Schublager 81, welches das hintere Ende der Antriebswelle 22 lagert, hat ein Gleitlager. Das Gleitlager hat eine Unter­ legscheibe 82. Auf der Oberfläche, welche die Welle 22 be­ rührt, ist eine Ölführungsnut 84 ausgebildet, die sich von dem Vorsprung 44 in Richtung zur Mitte der Unterlegscheibe 82 hin erstreckt. Eine Mehrzahl von Ölrückhaltenuten 83 erstrecken sich radial auf der gleichen Oberfläche. Dies ermöglicht dem Kühlgas, mit dem Vorsprung 44 zu kollidieren und in den Hohl­ raum zwischen der Unterlegscheibe 82 und dem hinteren Ende der Antriebswelle 22 eingesaugt zu werden. Das als Ölnebel in dem Gas enthaltene Öl bleibt an dem Vorsprung 44 kleben. Die Strö­ mung des Gases drückt und verschiebt das Öl entlang der vorde­ ren Fläche der Unterlegscheibe 83. Das Öl wird folglich in das Lager 81 gedrückt, wo es in effektiver Weise dessen Gesamtbe­ reich mittels der Nut 84 verbreitert. Das ausgebreitete Öl wird in den Nuten 83 zurückgehalten, wodurch ein stabiler Öl­ film zwischen dem Wellenende und der Unterlegscheibe 82 ausge­ bildet wird. Der Ölfilm und die Unterlegscheibe 82 dienen als ein dynamisches Drucklager für das Aufnehmen der Schubbela­ stung der Antriebswelle 22.

Die Ausbildung des hinteren Schublagers 81 mit einer Unterleg­ scheibe 82, wie vorstehend beschrieben wurde, verringert die Anzahl an Teilen für den Zusammenbau eines Kompressors. Dies verringert die Herstellungskosten eines Kompressors.

In diesem Ausführungsbeispiel kann die ringförmige Nut 46, wie sie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, auf der Wellenseite der Unterlegscheibe 82 zusätzlich zu den Nuten 83 und 84 ausgeformt werden. Dies hilft bei der Ausbil­ dung eines stabileren Ölfilms zwischen dem Ende der Welle 22 und der Unterlegscheibe 82.

Claims (13)

1. Verdrängungsvariabler Kompressor mit einer Nocken­ platte, die auf einer Antriebswelle innerhalb einer Kurbelkam­ mer montiert ist, zumindest einem Kolben, der an die Nocken­ platte betriebsfähig gekoppelt ist, so daß eine Rotation der Antriebswelle in eine lineare Hin- und Herbewegung konvertier­ bar ist, um Kühlgas zu komprimieren und auszustoßen, welches einen Ölnebel enthält und einem Abzugskanal für das Abziehen des Kühlgases aus der Kurbelkammer zur Beseitigung eines Über­ höhten Drucks in der Kurbelkammer, wobei der Abzugskanal zu einer Aufnahmekammer hin geöffnet ist, in der ein Lager eine Axiallast, die auf die Antriebswelle einwirkt, aufnimmt und wobei das Lager zur Antriebswelle durch ein Element vorge­ spannt ist, um eine Montagetoleranz des Lagers zu absorbieren, wobei der Kompressor gekennzeichnet ist, durch einen ersten Vorsprung (44, 73), der an dem Lager (24, 71, 81) vorgesehen ist, und in eine radiale Richtung mit Bezug zur Antriebswelle (22) vorsteht, um sich zu dem Abzugskanal (39) hin auszurichten und der mit einer inneren Fläche der Aufnah­ mekammer (38) in Eingriff ist, um eine Rotation des Lagers (24, 71, 81) zu verhindern.

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekammer (38) eine erste Nut (47) für das Aufnehmen des ersten Vorsprungs (44, 73) hat.

3. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Ansaugkammer (15) und einen Verbindungskanal (40), der die Ansaugkammer (15) mit der Aufnahmekammer (38) verbindet, um das Kühlgas zu der Ansaugkammer (15) zu leiten, wobei das Kühlgas gegen den ersten Vorsprung (44, 73) auftrifft und in das Lager (24, 71, 81) eingeleitet wird, wodurch das Öl das Lager (24, 71, 81) schmiert.

4. Kompressor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (24, 71, 81) einen inneren Lagerring (41) nahe dem Abzugskanal (39) hat sowie einen äußeren Lagerring (43, 72) entfernt vom Abzugskanal (39) mit Bezug zu dem inneren Lager­ ring (41) hat und zumindest einen Wälzkörper (42), der zwi­ schen dem inneren Lagerring (41) und dem äußeren Lagerring (43, 72) angeordnet ist, wobei der erste Vorsprung (44, 73) an dem äußeren Lagerring (43, 72) vorgesehen ist.

5. Kompressor nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Aufnahmefläche, die an dem äußeren Lagerring (43, 72) vorgesehen ist und dem inneren Lagerring (41) gegenüberliegt, um die Kühlgasströmung aufzunehmen, wodurch das Öl einen Öl­ film auf der Aufnahmefläche ausbildet.

6. Kompressor nach einem der Ansprüche 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen zweiten Vorsprung (45), der an dem äußeren Lagerring (43, 72) vorgesehen ist, sowie eine zweite Nut (38a), die in der Aufnahmekammer (38) vorgesehen ist, um den zweiten Vor­ sprung (45) aufzunehmen für einen korrekten Zusammenbau des Lagers (24, 71) mit der Aufnahmefläche gegenüber dem inneren Lagerring (41).

7. Kompressor nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmefläche eine Nut (46) für das Zurückhalten des Öles hat.

8. Kompressor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Lagerring (43, 72) in der Aufnahmekammer (38) ange­ ordnet ist, wobei sich ein Hohlraum (48) dazwischen ausbildet, um den Widerstand zu verringern, der auf die Kühlgasströmung in die Aufnahmekammer (38) einwirkt.

9. Kompressor nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Vorsprung (73) sich unter einer Neigung in Richtung zum inneren Lagerring (41) erstreckt.

10. Kompressor nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch ein hinteres Gehäuse (14), das angrenzend an die Kurbelkammer (21) und eine Ventilplatte (13) angeordnet ist, welche das hintere Gehäuse (14) von der Kurbelkammer (21) trennt.

11. Kompressor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannelement eine Schraube (25) hat, die an der Ventil­ platte (13) montiert ist, um das Lager (24, 71, 81) zur An­ triebswelle (22) hin vorzuspannen.

12. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (81) eine Unterlagsscheibe (82) hat.

13. Kompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlagscheibe (82) eine Oberfläche hat, welche die An­ triebswelle (22) berührt, eine Nut (83) hat, welche das Öl zur Kontaktfläche ein­ führt und eine Nut (84) hat, welche das Öl zurückhält.