DE19706587A1 - Kältemittelkompressor mit variabler Förderleistung - Google Patents
Kältemittelkompressor mit variabler FörderleistungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen mit variabler Förderleistung
arbeitenden Kältemittelkompressor zum Komprimieren eines gas
förmigen Kältemittels in einem Kühl- bzw. Kältemittelsystem.
Insbesondere befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einem
Kompressor mit einfach-wirkenden Kolben, bei dem ein ein
faches Förderleistungsregelventil vorgesehen ist und der
einen verbesserten internen Aufbau zur Reduzierung von Vibra
tionsgeräuschen aufweist, die durch das Ansaugen eines gas
förmigen Kältemittels aus einem externen Kältemittelsystem
verursacht werden.
Bei Kältemittelkompressoren mit variabler Förderleistung und
einfach-wirkenden Kolben, wie zum Beispiel bei Taumelplatten- und
Taumelscheibenkompressoren, die in Kraftfahrzeugklimaan
lagen bzw. -kälteanlagen verwendet werden, wird eine drehbare
Taumelscheibe oder eine nicht drehbare Taumelplatte rings um
eine zu einer Drehbewegung antreibbare Welle derart angeord
net, daß mit ihrer Hilfe eine Hin- und Herbewegung von ein
fach-wirkenden Kolben herbeiführbar ist, die der Kompression
eines gasförmigen Kältemittels in zugeordneten Zylinderboh
rungen dienen. Die Taumelscheibe oder -platte ist dabei der
art um ein Gelenk schwenkbar, daß sie ihren Neigungswinkel
bezüglich einer zur Drehachse der Antriebswelle senkrechten
Ebene ändern kann. Die Taumelscheibe bzw. -platte wandelt die
Drehung der Antriebswelle in eine Hin- und Herbewegung der
einfach-wirkenden Kolben in den zugeordneten Zylinderboh
rungen eines Zylinderblockes des Kompressors um. Dabei ist
die Taumelscheibe oder -platte in einer Kurbelkammer angeord
net, die durch eine vordere Kammer definiert wird, die am
vorderen Ende des Zylinderblockes vorgesehen ist, wobei der
Neigungswinkel der Taumelscheibe bzw. -platte in Abhängigkeit
von Änderungen des Druckpegels in der Kurbelkammer veränder
bar ist und wobei die Taumelscheibe bzw. -platte auf die
Rückseite der einfach-wirkenden Kolben einwirkt, auf deren
vordere Enden der Druck des gasförmigen Kältemittels, das
heißt der Ansaugdruck, einwirkt, wenn das gasförmige Kälte
mittel in den Kompressor eingesaugt wird. Da das Ausmaß der
Hin- und Herbewegung der einfach-wirkenden Kolben, das heißt
der Hub der einzelnen Kolben, sich ändert, sind der rückwär
tige Druck, der auf die Rückseite der Kolben einwirkt, und
der Ansaugdruck, der auf die vorderen Enden derselben ein
wirkt, ausgeglichen. Eine Taumelscheibe bzw. -platte ändert
also ihren Neigungswinkel derart, daß sich die betreffenden
Kolben mit geändertem Hub hin- und herbewegen können. Der in
der Kurbelkammer herrschende Druck wird durch ein Förder
leistungsregelventil geregelt bzw. kontrolliert, welches
derart angeordnet ist und arbeitet, daß es in Abhängigkeit
von einer Änderung des Saugdrucks unter hohem Druck stehenden
gasförmigen Kältemittels von der Auslaßseite des Kompressors
in die Kurbelkammer leitet.
Bei einem konventionellen, mit variabler Förderleistung
arbeitenden Kompressor mit einfach-wirkenden Kolben muß
jedoch das Förderleistungsventil so aufgebaut sein, daß die
Kurbelkammer ständig hermetisch abgedichtet ist, um eine
exakte Kontrolle des in der Kurbelkammer herrschenden Drucks
zu ermöglichen. Ferner befindet sich die Kurbelkammer im Zu
stand hohen Druckes und hoher Temperatur, da während des Be
triebes des Kompressors Leckgas aus den einzelnen Zylinder
bohrungen in die Kurbelkammer eintritt. Insbesondere, wenn
der Kompressor mit voller Förderleistung und bei hohem Kühl
leistungsbedarf arbeitet, wird die Kurbelkammer dem maximalen
Druck und einer sehr hohen Temperatur ausgesetzt. Daher tritt
hinsichtlich einer Abdichteinrichtung, wie zum Beispiel einer
Dichtlippe, die rund um die Antriebswelle des Kompressors an
geordnet ist, ohne weiteres und schnell ein Verlust an Dicht
leistung auf. Außerdem ergibt sich für verschiedene bewegli
che interne Elemente des Kompressors, wie zum Beispiel die
Kolben, die Taumelscheibe oder -platte und die Schuhe, die
zwischen der Taumelscheibe bzw. -platte und den einzelnen
Kolben angeordnet sind, ein Verschleiß, der zu einer Ver
ringerung der Lebensdauer des Kompressors führt. In einigen
Fällen wird daher ein hochwertiges Hartmetallmaterial ausge
wählt, um die Taumelscheibe bzw. -platte herzustellen, oder
es wird eine spezielle Oberflächenbehandlung durchgeführt, um
den wirksamen Abrieb an der Oberfläche der Taumelscheibe bzw.
-platte zu reduzieren. Die Auswahl des metallischen Materials
und die Ausführung einer bestimmten Oberflächenbehandlung
führen jedoch zwangsläufig zu einer Erhöhung der Produktions
kosten für die Taumelscheibe bzw.
-platte.
Bei Kältemittelkompressoren mit variabler Förderleistung er
gibt sich außerdem gewöhnlich während des Arbeitens des Kom
pressors mit geringer Förderleistung ein starkes Pulsieren
des Ansaugdruckes, und folglich wird in einem Verdampfer
eines Kühlsystems, in welches der Kompressor eingebaut ist,
ein Pulsationsgeräusch. Daher wurde bereits versucht, bei
Kältemittelkompressoren mit variabler Förderleistung
Dämpfungseinrichtungen vorzusehen, um das Pulsieren des An
saugdruckes des gasförmigen Kältemittels zu unterdrücken.
Andererseits führen Dämpfungseinrichtungen zu einer Erhöhung
der Fertigungskosten für den Kompressor. Weiterhin besitzt
das Förderleistungsregelventil, welches in Abhängigkeit von
einer Änderung des Ansaugdruckes des gasförmigen Kältemittels
für den richtigen Auslaßdruck in der Kurbelkammer des Kom
pressors sorgt, ein komplizierter innerer Aufbau, und das
Ventil muß in den Grundkörper des Kompressors eingebaut wer
den, um in angemessener Weise mit den Fluidkanälen im Grund
körper des Kompressors zusammenzuwirken, um dadurch den An
saugdruck zu erfassen, um den in der Kurbelkammer herrschen
den Druck zu regeln, wobei ein Fluidzuführkanal von der Aus
laßkammer zu der Kurbelkammer führt. Daher wird durch die
Herstellung und den Einbau des Förderleistungsregelventils
sowie durch die komplexe Ausbildung der Fluidkanäle im Grund
körper des Kompressors eine Erhöhung der Fertigungskosten
herbeigeführt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben erwähn
ten Probleme zu vermeiden, die bei konventionellen Taumel
scheiben- bzw. -platten-Kompressoren mit variabler Förder
leistung angetroffen werden.
Ferner ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Tau
melscheiben- bzw. -platten-Kompressor mit variabler Förder
leistung und einfach-wirkenden Kolben anzugeben, der in sei
nem inneren Aufbau dahingehend verbessert ist, daß ein Pul
sieren des Ansaugdruckes hinreichend reduziert wird, um das
Pulsationsgeräusch zu verringern, das im Verdampfer eines
Kältemittelsystems auftritt, in welches der Kompressor einge
baut ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin,
einen Taumelscheiben-Kältemittelkompressor mit variabler För
derleistung und einfach-wirkenden Kolben anzugeben, bei dem
eine neuartige Kurbelkammer vorgesehen ist, die so ausgebil
det ist, daß nicht nur die Probleme mit den Pulsationsge
räuschen gelöst werden, sondern ferner so, daß die Lebens
dauer der internen beweglichen Elemente des Kompressors er
höht wird, so daß insgesamt eine erhöhte Zuverlässigkeit des
Kompressors erreicht wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin,
einen mit variabler Förderleistung arbeitenden Taumelschei
ben-Kältemittelkompressor mit einfach-wirkenden Kolben anzu
geben, bei dem neben der neuartigen Kurbelkammer ein verein
fachtes Förderleistungsregelventil vorgesehen ist, um die
Kompression bzw. die Förderleistung des Kompressors in ange
messener Weise zu regeln.
Die gestellte Aufgabe, nämlich insgesamt eine Verbesserung
eines Kompressors mit variabler Förderleistung gegenüber dem
Stande der Technik zu erreichen, wird gemäß der Erfindung bei
einem Kompressor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An
spruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils dieses
Anspruchs 1 gelöst.
Wenn der mit einfach-wirkenden Kolben arbeitende Kältemittel
kompressor mit variabler Förderleistung in ein externes Kühl- bzw.
Kältemittelsystem eingebaut ist, um das gasförmige Käl
temittel zu komprimieren, dann wird das aus dem externen
Kühlsystem über den Rückführkanal für das gasförmige Kälte
mittel zurückkehrende Kältemittel über eine offene Einlaßöff
nung der Kurbelkammer empfangen. Auf der Ansaugseite wird das
gasförmige Kältemittel ferner über die Ansaugkanaleinrich
tungen in die Ansaugkammer geleitet und über entsprechende
Ansaugventileinrichtungen in jede der Zylinderbohrungen ge
saugt, um dort jeweils durch einen einfach-wirkenden Kolben
komprimiert zu werden. Das gasförmige Kältemittel wird dann
im komprimierten Zustand aus den Zylinderbohrungen über ent
sprechende Auslaßventile in die Auslaßkammer abgegeben. Die
Kurbelkammer des Kompressors ist somit ständig mit dem ange
saugten gasförmigen Kältemittel gefüllt, in dem ein niedriger
Ansaugdruck herrscht. Da das saugseitig aus dem externen
Kühlsystem in die Kurbelkammer zurückfließende gasförmige
Kältemittel eine niedrige Temperatur hat und eine Komponente
in Form eines Schmierölnebels enthält, werden die Kurbelkam
mer und verschiedene interne bewegliche Elemente des Kompres
sors, wie zum Beispiel die Taumelscheibe, die Schuhe und die
Lager, gekühlt und geschmiert. Auf diese Weise wird die
mechanische Dauerhaftigkeit der internen beweglichen Elemente
beachtlich erhöht. Weiterhin wird die lippenförmige Dichtung
der Wellendichtungseinrichtung zum Abdichten des Umfangs der
Antriebswelle an der Grenzposition zwischen der Kurbelkammer
und der äußeren Atmosphäre keinem hohen Druck ausgesetzt, wie
er von dem gasförmigen Kältemittel ausgeübt wird, wenn dieses
komprimiert ist, und folglich während der Drehung der Welle
keiner ins Gewicht fallenden Reibungswärme ausgesetzt. Somit
ist die Wellendichtungseinrichtung für eine erhebliche Be
triebszeit des Kompressors gegen eine Verschlechterung ge
schützt.
Wenn die Förderleistung des Kompressors in Abhängigkeit von
einer Reduzierung der erforderlichen Kühlleistung in dem
externen Kühlsystem reduziert wird, bewirkt das Förder
leistungsregelventil eine Reduzierung der Querschnittsfläche
eines Teils der Ansaugkanaleinrichtungen, und zwar unmittel
bar in Abhängigkeit von einer Änderung des Druckes in den An
saugkanaleinrichtungen. Folglich wird der in der Ansaugkammer
herrschende Druck abgesenkt, um den Druck zu reduzieren, wel
cher jeweils auf die vorderen Enden der einfach-wirkenden
Kolben einwirkt. Somit wird der Hub dieser Kolben unter dem
Einfluß des in der Kurbelkammer herrschenden Druckes, welcher
auf die rückwärtigen Enden der betreffenden einfach-wirkenden
Kolben einwirkt, verringert. Infolgedessen wird die Taumel
scheibe (Taumelplatte) um ihre Schwenkachse geschwenkt, um
ihren Neigungswinkel und damit die Förderleistung des Kom
pressors zu verringern. Die im vorderen Gehäuse definierte
Kurbelkammer, in der ein vorgegebener Platz zur Verfügung
steht, kann dabei als Dämpfungskammer zur Unterdrückung von
Pulsationen im Ansaugdruck des gasförmigen Kältemittels die
nen.
Vorzugsweise ist das Förderleistungsregelventil mit einem
Faltenbalgelement versehen, welches eine druckempfindliche
Kammer definiert, die in Fluidverbindung mit den Ansaug
kanaleinrichtungen und einer unter Atmosphärendruck stehenden
Kammer steht, welche gegenüber der druckempfindlichen Kammer
isoliert ist und ständig mit der Atmosphäre in Verbindung
steht. Das Faltenbalgelement kann dabei in eine Position be
wegt werden, in der es die Querschnittsfläche eines Teils der
Ansaugkanaleinrichtungen reduziert, wobei in der unter
Atmosphärendruck stehenden Kammer ein Federelement angeordnet
ist, um das Faltenbalgelement ständig in Richtung auf die
druckempfindliche Kammer zu drücken. Das Faltenbalgelement
wird somit in eine Position bewegt, in der eine Kombination
von Atmosphärendruck und Federkraft des Federelements mit
einem Druck im Gleichgewicht steht, der in den Ansaug
kanaleinrichtungen herrscht, wobei die Bewegung des Falten
balgelements eine Änderung der Querschnittsfläche in den An
saugkanaleinrichtungen bewirkt, wodurch der in der Ansaugkam
mer herrschende Druck geregelt wird.
Die druckempfindliche Kammer des Förderleistungsregelventils
ist vorzugsweise in dem hinteren Gehäuse des Kompressors de
finiert, um einen Teil der Ansaugkanaleinrichtungen zu bil
den.
Das Taumelscheibenelement kann vorzugsweise eine Kombination
einer drehbaren Taumelscheibe und mehrerer Paare von Schuhen
umfassen, die zwischen dem Umfang der Taumelscheibe und den
einzelnen, einfach-wirkenden Kolben angeordnet sind.
Alternativ kann das Taumelscheibenelement eine Kombination
einer drehbaren Taumelplatte und einer nicht-drehbaren Tau
melplatte sein, welche mit den einfach-wirkenden Kolben über
eine entsprechende Anzahl von Verbindungsstangen verbunden
ist.
Die Aufgaben und Ziele der vorliegenden Erfindung sowie deren
Besonderheiten und Vorteile werden aus der nachfolgenden Be
schreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbin
dung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich werden. Es
zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Taumel
scheibenkompressor mit variabler Förder
leistung und einfach-wirkenden Kolben gemäß
einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 einen vergrößerten Teilquerschnitt eines
Förderleistungsregelventils des Kompressors
gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 einen Teilquerschnitt längs der Linie III-III
in Fig. 1, wobei die in dem Kompressor gemäß
Fig. 1 vorgesehenen Ansaugkanäle dargestellt
sind.
Im einzelnen zeigen
Fig. 1 bis 3 einen Taumelscheiben-Kälte
mittelkompressor mit variabler Förderleistung und einfach
wirkenden Kolben, welcher einen Zylinderblock 1 umfaßt, der
ein vorderes Ende und im Abstand davon ein hinteres Ende auf
weist. Das vordere Ende des Zylinderblockes 1 ist dichtend
durch ein vorderes Gehäuse 2 verschlossen, während des hin
tere Ende des Zylinderblockes 1 unter Einfügung einer Ventil
platte 4 dichtend durch ein hinteres Gehäuse 3 verschlossen
ist. Das vordere Gehäuse 2, der Zylinderblock 1 und das hin
tere Gehäuse 3 sind mittels mehrerer langer Schraubbolzen 21
(von denen in Fig. 1 nur einer gezeigt ist) fest miteinander
verbunden. Das vordere Gehäuse 2 definiert in seinem Inneren
eine Kurbelkammer 5, die am vorderen Ende des Zylinderblockes
1 angeordnet ist, und in der Kurbelkammer 5 ist eine axial
verlaufende, axiale Antriebswelle 6 angeordnet. Die Antriebs
welle 6 ist in dem vorderen Gehäuse 2 und in dem Zylinder
block 1 über ein vorderes und ein hinteres reibungsarmes
Lager 7a, 7b drehbar gelagert und besitzt ein vorderes Ende,
welches durch den vorderen Teil des vorderen Gehäuses 2 hin
durch auf die Außenseite des vorderen Gehäuses 2 vorsteht.
Die Antriebswelle 6 kann somit mit einem Drehantrieb verbun
den werden, beispielsweise mit einem Fahrzeugmotor, und zwar
über eine Magnetkupplung (in Fig. 1 nicht gezeigt) und eine
geeignete Dreh-Übertragungseinheit. Die Antriebswelle 6 be
sitzt eine Drehachse, um die sich die Antriebswelle 6 dreht,
wenn sie durch den Drehantrieb zu einer Drehbewegung ange
trieben wird. Der vordere Teil der Antriebswelle 6 ist durch
eine Dichtungseinrichtung 7c abgedichtet, die im vorderen
Teil des vorderen Gehäuses 2, angrenzend an das vordere Lager
7a, angeordnet ist. Die Dichtungseinrichtung 7c dient also
der Abdichtung des Umfangs der Antriebswelle 6 in der Weise,
daß die Kurbelkammer 5 gegenüber der Außenseite des Kompres
sors vollständig isoliert ist.
Der Zylinderblock 1 ist mit mehreren in Umfangsrichtung im
Abstand voneinander vorgesehenen Zylinderbohrungen 8 angeord
net, die rund um die Drehachse der Antriebswelle 6 derart an
geordnet sind, daß sie der gleitverschieblichen Aufnahme von
passend in die betreffenden Zylinderbohrungen 8 eingesetzten
einfach-wirkenden Kolben 9 dienen.
In der Kurbelkammer 5 ist ein Rotor 10 auf der Antriebswelle
6 in einer Position angrenzend an die Innenwand des vorderen
Gehäuses 2 derart angeordnet, daß er gemeinsam mit der An
triebswelle 6 zu einer Drehbewegung antreibbar ist. Der Rotor
10 ist in axialer Richtung durch ein Drucklager 11 an der
Innenwand des vorderen Gehäuses 2 abgestützt. Der Rotor 10
ist mit einem weiter unten noch zu beschreibenden Arm 17 ver
sehen, der nach hinten absteht.
Rund um die Antriebswelle 6 ist eine Taumelscheibe 12 derart
angeordnet, daß die Antriebswelle 6 eine durchgehende Öffnung
20 in einem im wesentlichen zentralen Teil der Taumelscheibe
12 durchgreift. Die Taumelscheibe 12 wird mittels einer
Druckfeder 13 ständig nach hinten gedrückt, welche zwischen
dem Rotor 10 und der Taumelscheibe 12 angeordnet ist. Die
Taumelscheibe 12 ist außerdem an ihren einander gegenüber
liegenden Flächen im Bereich ihres Umfangs mit Gleitflächen
12a versehen. Die Gleitflächen 12a, welche die Form ringför
miger Oberflächenbereiche haben, sind gleitverschieblich
sandwichartig zwischen einem Paar von halbkugelförmigen
Schuhen 14 angeordnet, die gleitverschieblich in Eingriff mit
den entsprechenden einfach-wirkenden Kolben 9 stehen. Die
Taumelscheibe 12 steht somit in Antriebsverbindung mit den
einzelnen Kolben 9.
Die Taumelscheibe 12 ist ferner an ihrer Vorderseite derart
mit zwei Bügeln 12b, 12b versehen, daß diese vom radial inne
ren Teil der Vorderseite in Richtung auf den Rotor 10 vorste
hen. Die Bügel 12b, 12b sind in Umfangsrichtung in im wesent
lichen symmetrischen Positionen bezüglich des oberen Tot
punkts T der Taumelscheibe 12 angeordnet und tragen ein Paar
von Führungszapfen 12c, 12c, an deren Enden entsprechende
Kugeln 12d, 12d vorgesehen sind. Diese Führungskugeln 12d,
12d der Führungszapfen 12c, 12c der Taumelscheibe 12 sind
beweglich in zwei Führungsöffnungen 12a, 12a des Stützarms 17
des Rotors 10 derart eingepaßt, daß sie einen Teil einer Ge
lenkeinheit K bilden, die für ein Zusammenwirken zwischen dem
Rotor 10 und der Taumelscheibe 12 sorgt.
Die oben erwähnte, nicht-lineare durchgehende Bohrung 20 der
Taumelscheibe 12 gestattet ein Drehen bzw. Schwenken der
letzteren, um eine zur Drehachse der Antriebswelle 6 senk
rechte Achse derart, daß der Neigungswinkel der Taumelscheibe
12 veränderbar ist.
Ein Gegengewicht 15 ist an der Taumelscheibe 12 in einer
Position an der Vorderseite der Taumelscheibe 12 im Bereich
des unteren Totpunkts derselben festgenietet. Das Gegenge
wicht 15 hat die Form eines dem Rotor 10 gegenüberliegenden
Blockes, wobei ein Teil des Gegengewichts 15 in radialer
Richtung bezüglich der Drehachse der Antriebswelle 6 vor
steht. Das Gegengewicht 15 ist so angeordnet, daß bei einer
Drehung der Taumelscheibe 12 eine gegenseitige mechanische
Störung mit sämtlichen Schuhen 14 der zugeordneten Kolben 9
vermieden wird.
Die Taumelscheibe 12 besitzt ein vorderes Anschlagende 12e,
welches an einem Teil der Taumelscheibe ausgebildet ist, wel
cher in radialer Richtung innerhalb des Bereichs des Gegenge
wichts 15 liegt. Das vordere Anschlagende 12e der Taumel
scheibe 12 ist zum Eingriff mit einer hinteren Anschlagfläche
10a des Rotors 10 vorgesehen, wenn die Taumelscheibe 12 auf
ihren maximalen Neigungswinkel schwenkt. Das Zusammenwirken
des vorderen Anschlagendes 12a mit der hinteren Anschlag
fläche 10a bestimmt also den maximalen Neigungswinkel der
Taumelscheibe 12. Andererseits wird der minimale Neigungs
winkel der Taumelscheibe 12 dadurch bestimmt, daß ein zen
traler Gegenbohrungsteil der Taumelscheibe 12 in Eingriff mit
einem kreisförmigen Clip 22 gelangt, der fest am hinteren
Teil der Antriebswelle 6 montiert ist. Es ist zu beachten,
daß der minimale Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 nicht
Null ist, sondern nahe bei einem Winkel von 0° der Neigung
bezüglich einer senkrecht zur Drehachse der Antriebswelle 6
verlaufenden Ebene liegt.
Die Führungsöffnungen 17a, 17a des Stützarms 17 der Ge
lenkeinheit K, welche die Führungskugeln 12d, 12d aufnehmen,
sind so angeordnet, daß sie sich parallel zu einer Ebene er
strecken, die durch den oberen Totpunkt T der Taumelscheibe
12 und die Drehachse der Antriebswelle 6 definiert wird, wo
bei die Führungsöffnungen derart gebohrt sind, daß sie sich
der Drehachse der Antriebswelle 6 radial nach innen nähern.
Ferner sind die Führungsöffnungen 17a, 17a des Stützarms 17
der Gelenkeinheit K derart ausgebildet, daß ein Gleiten der
Führungskugeln 12d, 12d in diesen Führungsöffnungen ermög
licht wird, während andererseits jeder der einfach-wirkenden
Kolben 9 in der entsprechenden Zylinderbohrung 8 bis in die
konstante obere Totpunktposition gleiten kann, und zwar unab
hängig von einer Änderung der Neigungswinkel der Taumel
scheibe 6 während des Betriebes des Kompressors.
Gemäß der Erfindung ist die Taumelscheibenkammer 5 mit einer
offenen Einlaßöffnung 40 zur Aufnahme eines gasförmigen Käl
temittels versehen, welches nach der Rückkehr aus einem ex
ternen Kühlsystem zu komprimieren ist. Die offene Einlaßöff
nung 40 in einem Teil des vorderen Gehäuses 2 dient also als
Ansaugöffnung des Kompressors, welche mit einer externen
Saugleitung des Kühlsystems verbindbar ist. Da die Kurbel
kammer 5, welche das zurückfließende gasförmige Kältemittel
empfängt, einen vorgegebenen Raum umschließt, der groß genug
ist, um in derselben ein Rotieren und Schwenken der Taumel
scheibe 12 zu gestatten, kann die Kurbelkammer 5 selbst als
Dämpfungskammer zum Absorbieren bzw. Unterdrücken eines Pul
sierens des Ansaugdruckes des gasförmigen Kältemittels vor
dessen Kompression dienen. Die Kurbelkammer 5 steht über An
saugkanaleinrichtungen im Grundkörper des Kompressors in
Fluidverbindung mit einer Ansaugkammer 30. Die Ansaug
kanaleinrichtungen umfassen mehrere axial verlaufende Fluid
kanäle 41, die in dem Zylinderblock 1 ausgebildet sind und
die - wie dies am besten aus Fig. 3 deutlich wird - jeweils
zwischen zwei benachbarten Zylinderbohrungen 8 angeordnet
sind. Die Ansaugkanaleinrichtungen umfassen ferner eine große
Kammer 42, die im zentralen Teil des Zylinderblockes 1 derart
ausgebildet ist, daß sie eine im wesentlichen fünfeckige Ge
stalt hat und von der Rückseite des Zylinderblockes 11 als
Vertiefung eingeschnitten ist und direkt mit den axialen
Fluidkanälen in Verbindung steht. Die Ansaugkanaleinrich
tungen umfassen ferner eine Ventilkammer 43, die in dem zen
tralen Teil des hinteren Gehäuses 3 derart ausgebildet ist,
daß sie mit der großen Kammer 42 des Zylinderblockes 1 über
eine zentrale Bohrung in der Ventilplatte 4 in Verbindung
steht, wobei in der Wand der Ventilkammer 43 mehrere Ventil
bohrungen 44 ausgebildet sind, um eine Fluidverbindung zwi
schen der Ventilkammer 43 und der Ansaugkammer 30 zu schaf
fen. Es ist zu beachten, daß die in dem hinteren Gehäuse 3
ausgebildete Ventilkammer 43 außerdem als druckempfindliche
Kammer für ein weiter unten noch zu beschreibendes Förder
leistungs-Regelventil 50 dient.
Das hintere Gehäuse 3, in dem die Ansaugkammer 30 und die
Ventilkammer 43 vorgesehen sind, umfaßt ferner eine Auslaß
kammer 31 zur Aufnahme des komprimierten gasförmigen Kälte
mittels. Die Auslaßkammer 31 ist radial außerhalb der Ansaug
kammer 30 angeordnet und gegenüber dieser isoliert.
Die Ansaugkammer 30 steht mit den betreffenden Zylinderboh
rungen 8 über entsprechende Ansaugöffnungen 32 in Verbindung,
die in der Ventilplatte 4 ausgebildet sind.
Die Auslaßkammer 31 steht mit den betreffenden Zylinderboh
rungen 8 über entsprechende Auslaßöffnungen 33 in Verbindung,
die in der Ventilplatte 4 vorgesehen sind.
Die Einlaßöffnungen und die Auslaßöffnungen 32 bzw. 33 sind
durch Einlaß- bzw. Auslaßventile (in Fig. 1 bis 3 nicht ge
zeigt) abdeckbar, die in Abhängigkeit von der Hin- und Her
bewegung der einfach-wirkenden Kolben 9 in den Zylinderboh
rungen 8 geöffnet und geschlossen werden können, von denen
entsprechende Bereiche zwischen der Ventilplatte 4 und den
vorderen Enden der einfach-wirkenden Kolben 9 als Kompres
sionskammern zum Komprimieren des gasförmigen Kältemittels
dienen.
Die Auslaßkammer des hinteren Gehäuses 3 ist mit mehreren
Dämpfungskammern 90 zum Unterdrücken des Pulsierens des
Druckes des komprimierten gasförmigen Kältemittels über einen
Auslaßkanal 91 verbunden. Die Dämpfungskammern 90 für das
komprimierte gasförmige Kältemittel werden in einem äußeren
Rahmenteil des Zylinderblockes 1 sowie in einem äußeren Teil
des vorderen Gehäuses 2 gebildet und sind mit einem Auslaßan
schluß 92 verbunden, der mittels einer Schlauchverbindung mit
einer Zuführleitung (nicht gezeigt) eines externen Kühl- bzw.
Kältemittelsystems verbindbar ist.
Die oben erwähnte Ventilkammer 43 des hinteren Gehäuses 3
dient der Aufnahme eines Förderleistungsregelventils 50,
welches dazu dient, die Fluidverbindung zwischen der großen
Kammer 42 der Ansaugkanaleinrichtungen und der Ansaugkammer
30 in Abhängigkeit von einer Änderung des Druckes in den An
saugkanaleinrichtungen zu regeln. Wie am besten aus Fig. 2
deutlich wird, umfaßt das Förderleistungsregelventil 50 ein
Faltenbalgelement 51, welches von einem zentralen Teil der
Ventilkammer 43 aufgenommen wird und ein offenes Ende be
sitzt, welches an einem Basis-Montagering 52 befestigt ist,
der in ein äußeres Ende der Ventilkammer 43 über eine ring
förmige Dichtung 53 und einen Clipring 54 dichtend eingepaßt
ist, der im äußeren offenen Ende der Ventilkammer 43 sitzt.
Ein das Faltenbalgelement 51 umgebender Bereich der Ventil
kammer 43 bildet eine druckempfindliche Kammer, die in den
Ansaugkanaleinrichtungen definiert ist. Das Faltenbalgelement
51 des Förderleistungsregelventils 50 bewegt sich derart, daß
es die Querschnittsfläche der Ansaugkanaleinrichtungen in
einer Position angrenzend an die mehreren Ventilbohrungen 44
und die zentrale Bohrung der Ventilplatte 5 einstellbar än
dert. Das Faltenbalgelement 51 besitzt einen Federsitz 55,
der im Inneren des Faltenbalgelementes 51 an der Innenfläche
desselben befestigt ist, und der Federsitz besitzt einen
zylindrischen Vorsprung 55a.
Das Förderleistungsregelventil besitzt außerdem eine Sitz
platte 56, die mit einer Gewindebohrung des Basis-Montage
ringes 52 in einer Position verschraubt ist, die einem Ende
des zylindrischen Vorsprungs 55a des Federsitzes 55 gegen
überliegt. Eine Schraubenfeder 57 ist zwischen dem Federsitz
55 und der Sitzplatte 56 derart angeordnet, daß sie eine ein
stellbare Federkraft ausübt, die auf das Faltenbalgelement 51
in Richtung seines ausgedehnten Zustands einwirkt. Die Sitz
platte 56 besitzt eine zentrale Öffnung 56a, über die eine
konstante Fluidverbindung zwischen dem Inneren des Falten
balgelements 51 und der Atmosphäre herstellbar ist, so daß
das Innere des Faltenbalgelementes 51 eine unter Atmosphären
druck stehende Kammer 58 bildet, die ständig auf Atmosphären
druck gehalten wird. Das Faltenbalgelement 51 kann entgegen
der Federkraft der Schraubenfeder 57 aus der gestreckten
Position heraus bewegt werden, um die Querschnittsfläche der
Ansaugkanaleinrichtungen zu reduzieren, bis eine Kompres
sionsposition bezüglich der Querschnittsfläche der Ansaug
kanaleinrichtungen erreicht ist. Die Kompressionsposition des
Faltenbalgelements 51 wird durch den zylindrischen Vorsprung
55a bestimmt, der sich an der Innenfläche der Sitzplatte 56
abstützt. Die Federkraft der Schraubenfeder 57 des Förder
leistungsregelventils 50 kann eingestellt werden, indem die
Ventilsitzplatte 56 durch Schraubbewegungen bezüglich des
Basis-Montageringes verstellt wird.
Der vorstehend beschriebene Taumelscheiben-Kältemittelkom
pressor mit variabler Förderleistung und einfach-wirkenden
Kolben kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in
der nachstehend beschriebenen Weise arbeiten.
Wenn der Kompressor angehalten wird, dann wird der Druck im
Inneren des Grundkörpers des Kompressors auf einem vorgegebe
nen hohen Niveau gehalten. Folglich wird der Druck in der
druckempfindlichen Kammer 43 des Förderleistungsregelventils
50 auf ein Niveau eingestellt, welches höher ist als die
Summe aus dem Atmosphärendruck und der Federkraft der
Schraubenfeder 57. Daher wird das Faltenbalgelement 51 des
Förderleistungsregelventils 50 in seine komprimierte Position
bewegt, in der es sich quer zur Querschnittsfläche der Ven
tilöffnungen 44 der Ansaugkanaleinrichtungen erstreckt.
Wenn die Antriebswelle 6 des Kompressors über die Magnetkupp
lung von einer externen Antriebsquelle zu einer Drehbewegung
angetrieben wird, bewirkt die Drehung der Antriebswelle 6
über den Rotor 10 und die Gelenkeinheit K eine Drehung der
Taumelscheibe 12. Die Taumelscheibe 12, welche einen Nei
gungswinkel besitzt, führt somit eine Schwenk- bzw. Taumelbe
wegung aus, durch die eine Hin- und Herbewegung der einfach
wirkenden Kolben 9 in ihren Zylinderbohrungen 8 herbeigeführt
wird. Es erfolgt somit ein Ansaugen und Komprimieren des gas
förmigen Kältemittels und ein Ausstoßen des komprimierten
gasförmigen Kältemittels. Während einer Anfangsphase des Be
triebes des Kompressors wird ein Zielbereich, der durch das
Kühlsystem gekühlt werden soll, normalerweise eine hohe Tem
peratur aufweisen, und der Druck des gasförmigen Kältemit
tels, welches aus dem externen Kühlsystem in die Kurbelkammer
5 des Kompressors zurückfließt, wird auf einem hohen Niveau
gehalten. Folglich wird der in der Kurbelkammer 5 herrschende
Druck, der über die Ansaugkanaleinrichtungen in der Ansaug
kammer 30 wirksam wird, die einen erweiterten Querschnitt be
sitzen, eine relativ geringe Druckdifferenz bezüglich eines
Ansaugdruckes aufweisen, der in der Ansaugkammer 30 herrscht.
Folglich bewegen sich die einzelnen Kolben 9 in ihren zuge
ordneten Zylinderbohrungen 8 mit maximalem Hub hin und her;
der Kompressor arbeitet also mit voller Förderleistung. Dies
bedeutet, daß das aus dem Kühlsystem zurückkehrende gasför
mige Kältemittel über die offene Einlaßöffnung 40 von der
Kurbelkammer 5 empfangen wird und über die Ansaugkanalein
richtungen, welche die axialen Kanäle 41 umfassen, und die
erweiterte Kammer 42 sowie über die Ventilkammer 43 und die
Ventilöffnungen 44 zu der Ansaugkammer 30 fließt. Das gasför
mige Kältemittel wird dann durch die Ansaugöffnungen 32 der
Ventilplatte 4 in die einzelnen Zylinderbohrungen 8 gesaugt.
Die Kurbelkammer 5 wird also mit dem gasförmigen Kältemittel
gefüllt, unmittelbar nachdem dieses aus dem externen Kühl
system zurückkehrt, das heißt daß das gasförmige Kältemittel
einen verringerten Druck aufweist, der im wesentlichen gleich
dem Druck ist, der in der Ansaugkammer 30 herrscht, wobei das
Kältemittel eine niedrige Temperatur hat und Schmiermittel
partikel enthält. Der gesamte Bereich der Kurbelkammer 5 wird
damit unter einer Saugdruckatmosphäre gehalten und von dem
gasförmigen Kältemittel gekühlt und geschmiert. Folglich kön
nen die internen beweglichen Elemente des Kompressors, wie
die Taumelscheibe 12, die Gelenkeinheit K, die Schuhe 14, die
Kolben 9, die reibungsarmen Lager 7a, 7b, das Drucklager 11
und der äußere Umfang der Antriebswelle 6, in einem ausrei
chend gekühlten und geschmierten Zustand gehalten werden. Die
mechanische Dauerhaftigkeit der internen beweglichen Elemente
des Kompressors kann somit deutlich erhöht werden. Da die
Wellendichtungseinrichtung 7c ständig unter dem relativ
niedrigen Druck der Taumelscheibenkammer 5 steht - im Ver
gleich zu einem konventionellen Kompressor - erfolgt an der
Wellendichtungseinrichtung 7c kein Abrieb durch Reibung, und
folglich kann verhindert werden, daß die Dichtwirkung der
Wellendichtungseinrichtung 7c thermisch verschlechtert oder
geschädigt wird.
Das gasförmige Kältemittel, welches von den einzelnen Zylin
derbohrungen 8 angesaugt wird, wird in deren Kompressionskam
mern jeweils durch den zugeordneten einfach-wirkenden Kolben
9 komprimiert und dann aus der Kompressionskammer über die
Auslaßöffnungen 33 der Ventilkammer in die Auslaßkammer 31
ausgestoßen, wenn die betreffenden Auslaßventile geöffnet
werden. Das komprimierte gasförmige Kältemittel aus der Aus
laßkammer 31 fließt wiederum durch den Auslaßkanal 91 zu der
Dämpfungskammer 90. Wenn das komprimierte Kältemittel in die
Dämpfungskammer 90 eintritt, wird ein Pulsieren des hohen
Auslaßdruckes des komprimierten gasförmigen Kältemittels in
der Dämpfungskammer 90 gedämpft. Anschließend wird das kom
primierte gasförmige Kältemittel aus der Dämpfungskammer 90
über den Auslaß 92 an das externe Kühlsystem abgegeben. Da
die Dämpfung des Pulsierens des Auslaßdruckes in dem kompri
mierten gasförmigen Kältemittel in der Dämpfungskammer 90
eine Trennung der Schmierölpartikel von dem komprimierten
gasförmigen Kältemittel bewirkt, sammelt sich das Schmieröl
am Boden der Dämpfungskammer 90 und fließt in die Kurbelkam
mer 5 zurück.
Während des Arbeitens des Kompressors mit voller Förder
leistung wird ein zu kühlender Bereich, wie zum Beispiel ein
Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, allmählich auf eine nied
rigere Temperatur heruntergekühlt. Folglich wird die Liefer
kapazität für das komprimierte gasförmige Kältemittel allmäh
lich aufgrund der Reduzierung der erforderlichen Kühllei
stung, die von dem Kompressor zu erbringen ist, verringert.
Daher wird der in der Kurbelkammer 5 herrschende Druck sowie
der Druck in der Ventilkammer und der Druck in der druck
empfindlichen Kammer 43 niedriger als die Kombination aus
Atmosphärendruck und Federkraft der Schraubenfeder 57 des
Förderleistungsregelventils 50, was dazu führt, daß sich das
Faltenbalgelement 51 des Förderleistungsregelventils 50 aus
dehnt. Die Querschnittsfläche der Ansaugkanaleinrichtungen
zwischen der Kurbelkammer 5 und der Ansaugkammer 30 wird
damit in einer Position angrenzend an die Ventilöffnungen 44
und die zentrale Bohrung der Ventilplatte 4 (vgl. Fig. 2) re
duziert. Folglich wird die Menge des von der Kurbelkammer 5
in die Ansaugkammer 30 fließenden gasförmigen Kältemittels
reduziert, wodurch sich eine Verringerung des in der Ansaug
kammer 30 herrschenden Saugdruckes ergibt, so daß zwischen
dem Saugdruck und dem in der Kurbelkammer 5 herrschenden
Druck ein erheblicher Differenzdruck entsteht. Folglich
nehmen die Hübe der einzelnen Kolben 9 und damit der Nei
gungswinkel der Taumelscheibe 12 derart ab, daß der Kompres
sor nunmehr mit niedriger Förderleistung arbeitet. Der Kom
pressor arbeitet dann mit niedriger Förderleistung weiter,
bis sich der Kühlleistungsbedarf des Kompressors ändert. Die
Förderleistung des Kompressors wird nämlich kontinuierlich
durch das Förderleistungsregelventil 50 kontrolliert, welches
seinerseits die Querschnittsfläche der Ansaugkanaleinrich
tungen in dem Kompressor in Abhängigkeit von einer Änderung
des Kühlleistungsbedarf regelt.
Es ist zu beachten, daß das Förderleistungsregelventil 50
einen einfachen Aufbau besitzt und nur wenige Elemente um
faßt, nämlich das Faltenbalgelement 51 und die Schraubenfeder
57, die eine einstellbare Federkraft ausübt, um das Falten
balgelement 51 in einen ausgedehnten Zustand desselben zu
bringen. Das Faltenbalgelement 51 kann in Verbindung mit der
Feder 57 eine Reihe von Funktionen erfüllen, beispielsweise
das direkte Erfassen einer Änderung des Druckes in dem gas
förmigen Kältemittel, welches aus dem internen Kühlsystem zu
rückkehrt, das Bewirken einer Änderung des Ansaugdruckes in
dem gasförmigen Kältemittel zur Erzeugung eines Differenz
drucks zwischen dem Ansaugdruck und dem in der Kurbelkammer 5
herrschenden Druck zur einstellbaren Änderung des Neigungs
winkels der Taumelscheibe 12 und des Hubes der einzelnen ein
fach-wirkenden Kolben 9 und gegebenenfalls die Regelung der
Förderleistung des Kompressors in Abhängigkeit von einer
Änderung des für den Kompressor wirksamen Kühlleistungsbe
darfs. Da das Förderleistungsregelventil 50 ferner die Quer
schnittsfläche der Ansaugkanaleinrichtungen reduzieren und
eine anfängliche ausgedehnte Querschnittsfläche der Ansaug
kanaleinrichtungen wieder herstellen kann, und zwar in konti
nuierlicher Weise, kann die Regelung der Förderleistung des
Kompressors sehr gleichmäßig erfolgen. Aus diesem Grunde
führt das Arbeiten des Kompressors dann, wenn dieser in eine
Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs eingebaut ist, nicht zu
einem negativen Einfluß auf den Betrieb des Kraftfahrzeug
motors und die Fahrbedingungen des Fahrzeugs.
Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel wird das Innere
des Faltenbalgelements 51 des Förderleistungsregelventils 50
auf Atmosphärendruck gehalten. Es ist jedoch möglich, das
Innere des Faltenbalgelements 51 durch Verwendung einer
Unterdruckpumpe auf einem konstanten Unterdruck zu halten.
Alternativ kann das Innere des Faltenbalgelements 51 des För
derleistungsregelventils 50 nach Bedarf zwangsläufig in Ab
hängigkeit von verschiedenen externen Regelsignalen bzw.
Steuersignalen evakuiert werden, um eine Zunahme der Förder
leistung des Kompressors zu bewirken, und zwar unabhängig von
einer Änderung des Druckpegels in der druckempfindlichen Kam
mer 43 des Förderleistungsregelventils 50. Beispielsweise
kann das Innere des Faltenbalgelements 51 des Förder
leistungsregelventils 50 mit Hilfe einer geeigneten Leitung
mit der Ansaugseite eines Kraftfahrzeugmotors verbunden wer
den, wobei in der Leitung ein Magnetventil angeordnet werden
kann, welches normalerweise eine Position einnimmt, in der es
für eine Fluidverbindung zwischen dem Inneren des Falten
balgelements 51 und der Atmosphäre sorgt. In Abhängigkeit von
Steuersignalen, wie zum Beispiel einem Signal, welches die
Temperatur in der Fahrgastkabine anzeigt, einem Signal, wel
ches die Menge des auf das Kraftfahrzeug treffenden Sonnen
lichts anzeigt, und einem Signal, welches mit den Aktivitäten
des Fahrers verknüpft ist, wird das Magnetventil dann in
seine verschobene Position geschaltet, in der es eine
Fluidverbindung zwischen dem Inneren des Faltenbalgelements
51 und der Ansaugseite des Motors herstellt.
Aus der vorstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung wird deutlich, daß gemäß der Er
findung ein Taumelscheibenkompressor mit variabler Förder
leistung, dessen Kurbelkammer einem Unterdruck ausgesetzt
wird, das Pulsieren des Ansaugdruckes des gasförmigen Kälte
mittels wirksam reduzieren kann. Somit kann der Kompressor
die Pulsationsgeräusche, die in einem externen Kühlkreislauf
auftreten, ausreichend reduzieren.
Weiterhin kann die Kurbelkammer des mit variabler Förder
leistung arbeitenden Kältemittelkompressors gemäß vorliegen
der Erfindung durch das aus dem externen Kühlkreislauf zu
rückkehrende gasförmige Kältemittel wirksam gekühlt und ge
schmiert werden. Somit können die internen beweglichen Ele
mente des Kompressors ständig gekühlt und geschmiert werden,
um die Lebensdauer des Kompressors zu verbessern. Da die
Wellendichtungseinrichtung an einem äußeren Teil der An
triebswelle angeordnet ist und den Umfang der Antriebswelle
nicht gegen einen hohen Druck abdichten muß, kann die Wellen
dichtungseinrichtung insbesondere nicht thermisch durch Ab
rieb beschädigt werden.
Da das Förderleistungsregelventil ferner in einfacher Weise
aus wenigen Elementen aufgebaut ist, kann das Regelventil als
preiswertes Bauteil hergestellt werden, was zu einer Reduzie
rung der Gesamt-Herstellungskosten des mit variabler Förder
leistung arbeitenden Kältemittelkompressors führt.
Claims (10)
1. Taumelscheiben-Kältemittelkompressor mit variabler För
derleistung und einfach wirkenden Kolben, umfassend:
einen Zylinderblock, der mit mehreren parallelen, darin ausgebildeten Zylinderbohrungen versehen ist, die je weils ein vorderes und ein hinteres Ende aufweisen;
ein vorderes Gehäuse, welches dichtend in Kontakt mit dem vorderen Ende des Zylinderblockes steht, um in dem Gehäuse eine Kurbelkammer zu definieren;
eine drehbare Antriebswelle, die in dem vorderen Gehäuse und dem Zylinderblock gelagert ist und eine Drehachse aufweist;
ein hinteres Gehäuse, welches dichtend mit dem hinteren Ende des Zylinderblockes verbunden ist, um eine Ansaug kammer für das gasförmige Kältemittel vor dessen Kom pression und eine Auslaßkammer für das gasförmige Kälte mittel im komprimierten Zustand zu definieren;
eine Taumelscheibe, die rund um die Antriebswelle derart montiert ist, daß sie gemeinsam mit der Antriebswelle zu einer Drehbewegung antreibbar ist und bezüglich einer zur Antriebswelle senkrechten Ebene schwenkbar ist, um unterschiedliche Neigungswinkel einzunehmen; sowie mehrere einfach-wirkende Kolben, die mit der Taumel scheibe in Antriebsverbindung stehen und in Abhängigkeit von einer Drehbewegung der Taumelscheibe in ihren zuge ordneten Zylinderbohrungen zu einer Hin- und Herbewegung antreibbar sind,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
die Kurbelkammer (5) ist derart ausgebildet, daß sie einen vorgegebenen Raum bietet, der ausreicht, um wäh rend des Betriebes des Kompressors eine Dreh- und Kipp bewegung der Taumelscheibe (12) in der Kurbelkammer (5) zu gestatten, wobei die Kurbelkammer (5) eine offene Einlaßöffnung (40) aufweist, die für eine Fluidverbin dung zwischen der Kurbelkammer (5) und einem Rückführ kanal eines externen Kältemittelsystems für ein gasför miges Kältemittel sorgt, wobei die Kurbelkammer (5) fer ner über Ansaugkanaleinrichtungen (41 bis 44) in Fluidverbindung mit einer Ansaugkammer (30) steht, und daß in den Ansaugkanaleinrichtungen (41 bis 44) ein För derleistungsregelventil (50) angeordnet ist, mit dessen Hilfe die Querschnittsfläche eines Teils der Ansaug kanaleinrichtungen (41 bis 44) in Abhängigkeit von einer Änderung des Druckes des gasförmigen Kältemittels regel bar ist, welches aus der Kurbelkammer (5) über die An saugkanaleinrichtungen (41 bis 44) zu der Ansaugkammer (30) fließt, wobei mit Hilfe des Förderleistungsregel ventils (50) ein in der Kurbelkammer (5) herrschender Druck derart veränderbar ist, daß eine einstellbare Änderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe (12) herbeiführbar ist.
einen Zylinderblock, der mit mehreren parallelen, darin ausgebildeten Zylinderbohrungen versehen ist, die je weils ein vorderes und ein hinteres Ende aufweisen;
ein vorderes Gehäuse, welches dichtend in Kontakt mit dem vorderen Ende des Zylinderblockes steht, um in dem Gehäuse eine Kurbelkammer zu definieren;
eine drehbare Antriebswelle, die in dem vorderen Gehäuse und dem Zylinderblock gelagert ist und eine Drehachse aufweist;
ein hinteres Gehäuse, welches dichtend mit dem hinteren Ende des Zylinderblockes verbunden ist, um eine Ansaug kammer für das gasförmige Kältemittel vor dessen Kom pression und eine Auslaßkammer für das gasförmige Kälte mittel im komprimierten Zustand zu definieren;
eine Taumelscheibe, die rund um die Antriebswelle derart montiert ist, daß sie gemeinsam mit der Antriebswelle zu einer Drehbewegung antreibbar ist und bezüglich einer zur Antriebswelle senkrechten Ebene schwenkbar ist, um unterschiedliche Neigungswinkel einzunehmen; sowie mehrere einfach-wirkende Kolben, die mit der Taumel scheibe in Antriebsverbindung stehen und in Abhängigkeit von einer Drehbewegung der Taumelscheibe in ihren zuge ordneten Zylinderbohrungen zu einer Hin- und Herbewegung antreibbar sind,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
die Kurbelkammer (5) ist derart ausgebildet, daß sie einen vorgegebenen Raum bietet, der ausreicht, um wäh rend des Betriebes des Kompressors eine Dreh- und Kipp bewegung der Taumelscheibe (12) in der Kurbelkammer (5) zu gestatten, wobei die Kurbelkammer (5) eine offene Einlaßöffnung (40) aufweist, die für eine Fluidverbin dung zwischen der Kurbelkammer (5) und einem Rückführ kanal eines externen Kältemittelsystems für ein gasför miges Kältemittel sorgt, wobei die Kurbelkammer (5) fer ner über Ansaugkanaleinrichtungen (41 bis 44) in Fluidverbindung mit einer Ansaugkammer (30) steht, und daß in den Ansaugkanaleinrichtungen (41 bis 44) ein För derleistungsregelventil (50) angeordnet ist, mit dessen Hilfe die Querschnittsfläche eines Teils der Ansaug kanaleinrichtungen (41 bis 44) in Abhängigkeit von einer Änderung des Druckes des gasförmigen Kältemittels regel bar ist, welches aus der Kurbelkammer (5) über die An saugkanaleinrichtungen (41 bis 44) zu der Ansaugkammer (30) fließt, wobei mit Hilfe des Förderleistungsregel ventils (50) ein in der Kurbelkammer (5) herrschender Druck derart veränderbar ist, daß eine einstellbare Änderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe (12) herbeiführbar ist.
2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die offene Einlaßöffnung (40) der Kurbelkammer (5) in
einem Teil des vorderen Gehäuses (2) vorgesehen ist, der
für die Herstellung einer Verbindung zu einem externen
Kältemittelsystem geeignet ist, in welches der Kompres
sor eingebaut ist.
3. Kompressor nach Anspruch 1, bei dem die Ansaugkanalein
richtungen (41 bis 44) mehrere axiale Kanäle (41) umfas
sen, die in dem Zylinderblock radial innerhalb der
Zylinderbohrungen (8) angeordnet sind, sowie eine er
weiterte Kammer (42), die in Verbindung mit sämtlichen
axial verlaufenden Ansaugkanälen (41) steht, sowie eine
in dem hinteren Gehäuse (3) ausgebildete zentrale Kammer
(43), die von einer Wand umschlossen ist, in der minde
stens eine Ventilöffnung (44) ausgebildet ist, um eine
Fluidverbindung zwischen der zentral angeordneten Kammer
(43) und der Ansaugkammer (31) zu schaffen, sowie minde
stens eine durchgehende Öffnung zwischen der erweiterten
Kammer (42) und der zentral angeordneten Kammer (43),
wobei die Ventilöffnung (44) in der Wand der zentral an
geordneten Kammer (43) und die durchgehende Öffnung an
grenzend an das Förderleistungsregelventil (50) angeord
net sind, um mit diesem zur Regelung der Querschnitts
fläche der Ansaugkanaleinrichtungen (41 bis 44) zusam
menzuwirken.
4. Kompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die zentral angeordnete Kammer (43) der Ansaugkanalein
richtungen (41 bis 44) das Förderleistungsregelventil
(50) aufnimmt.
5. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Förderleistungsregelventil (50) folgende Elemente
umfaßt:
ein Faltenbalgelement (51) zum Definieren einer druck empfindlichen Kammer (43), die in Fluidverbindung mit den Ansaugkanaleinrichtungen (41 bis 44) steht und zum Definieren einer unter einem Referenzdruck stehenden Kammer (58), die von der druckempfindlichen Kammer isoliert ist und in der ein Referenzdruck herrscht,
wobei das Faltenbalgelement (51) in eine Position beweg bar ist, in der es die Querschnittsfläche des genannten Teils der Ansaugkanaleinrichtungen (41 bis 44) redu ziert; und
ein Federelement (57), welches in der unter Referenz druck stehenden Kammer (58) angeordnet ist, um das Faltenbalgelement (51) ständig in Richtung auf die druckempfindliche Kammer vorzuspannen.
ein Faltenbalgelement (51) zum Definieren einer druck empfindlichen Kammer (43), die in Fluidverbindung mit den Ansaugkanaleinrichtungen (41 bis 44) steht und zum Definieren einer unter einem Referenzdruck stehenden Kammer (58), die von der druckempfindlichen Kammer isoliert ist und in der ein Referenzdruck herrscht,
wobei das Faltenbalgelement (51) in eine Position beweg bar ist, in der es die Querschnittsfläche des genannten Teils der Ansaugkanaleinrichtungen (41 bis 44) redu ziert; und
ein Federelement (57), welches in der unter Referenz druck stehenden Kammer (58) angeordnet ist, um das Faltenbalgelement (51) ständig in Richtung auf die druckempfindliche Kammer vorzuspannen.
6. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die unter Referenzdruck stehende Kammer (58) unter
Atmosphärendruck steht.
7. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die druckempfindliche Kammer (43) des Förderleistungs
regelventils (50) einen Teil der Ansaugkanaleinrich
tungen (41 bis 44) bildet, in denen der Druck im wesent
lichen gleich dem Druck in der Kurbelkammer (5) ist.
8. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Federelement (57) derart angeordnet ist, daß seine
Federkraft einstellbar ist, wobei die Federkraft mit dem
Referenzdruck zusammenwirkt, um sich einem in der druck
empfindlichen Kammer herrschenden Druck entgegenzustel
len.
9. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in einem Teil des Zylinderblockes (1) und des vorderen
Gehäuses (2) eine Dämpfungskammer (90) vorgesehen ist,
die in Fluidverbindung mit der Auslaßkammer (31) steht
und in dem hinteren Gehäuse (3) zur Dämpfung von Druck
schwankungen des Druckes des komprimierten gasförmigen
Kältemittels vorgesehen ist.
10. Kompressor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dämpfungskammer (90) mit einer Auslaßöffnung (92)
versehen ist, über die das komprimierte gasförmige
Kältemittel nach Dämpfung der darin herrschenden Druck
schwankungen einem externen Kältemittelsystem zuführbar
ist.
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