DE19712348C2 - Taumelscheibenkompressor mit einfach-wirkenden Kolben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Taumelscheibenkom­ pressor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, nämlich einen Taumelscheibenkompressor mit einfach-wirkenden Kolben, wie er beispielsweise zum Komprimieren eines gasförmigen Käl­ temittels in einer Kraftfahrzeugklimaanlage verwendet wird.

Insbesondere befaßt sich die vorliegende Erfindung mit der Schmierung von Schuhen, die in dem Kompressor zwischen einer Taumelscheibe und Kolben angeordnet sind.

Aus der JP-OS (Kokai) 60-175783 ist beispielsweise ein Taumel­ scheibenkompressor mit einfach-wirkenden Kolben bekannt, der ein Gehäuse aufweist, in dem eine Kurbelkammer und parallel zueinander verlaufende Zylinderbohrungen ausgebildet sind, sowie Kolben, die hin- und herbeweglich in ihren zugeordneten Zylinderbohrungen angeordnet sind, um ein gasförmiges Kälte­ mittel in den Zylinderbohrungen zu komprimieren, wobei in der Kurbelkammer auf der Antriebswelle des Kompressors eine Tau­ melscheibe befestigt ist, die mit halbkugelförmigen Schuhen zusammenwirkt, welche zwischen der Taumelscheibe und den Kol­ ben angeordnet sind, um die Drehbewegung der Taumelscheibe in eine Hin- und Herbewegung der Kolben umzuwandeln. Bei diesem bekannten Kompressor besitzt jeder der Kolben eine Kolben­ stange mit einem Lager, welches einen ersten Lagerteil, einen axial im Abstand davon angeordneten zweiten Lagerteil und ei­ nen dritten Lagerteil aufweist, der sich in axialer Richtung erstreckt und den ersten und zweiten Lagerteil miteinander verbindet, wobei der erste Lagerteil in der Nähe der Zylin­ derbohrung angeordnet ist und der zweite Lagerteil auf der von der Zylinderbohrung abgewandten Seite des Lagers. Der er­ ste und der zweite Lagerteil haben einander zugewandte Ober­ flächen, in denen halbrunde bzw. halbkugelförmige Nuten aus­ gebildet sind, und die halbkugelförmigen Oberflächen der halbkugelförmigen Schuhe werden von diesen halbkugelförmigen Nuten aufgenommen.

Derartige Taumelscheibenkompressoren sind außerdem aus der DE 41 39 186 A1 und der DE 34 26 849 A1 bekannt.

Wenn bei dem bekannten Kompressor das Kraftfahrzeug für eine lange Zeit nicht benutzt wird, dann kann das gasförmige Käl­ temittel in der Kurbelkammer des Kompressors zu einer flüssi­ gen Phase kondensieren oder in eine Gasphase verdampfen, und zwar je nach den Unterschieden der Temperatur in dem Konden­ sator, dem Verdampfer und dem Kompressor eines diese Elemente umfassenden Kältemittelkreislaufs. Wenn dieser Zustand wie­ derholt eintritt, kann das Schmieröl, welches in dem gasför­ migen Kältemittel in der Kurbelkammer des Kompressors enthal­ ten ist, aus dem Kompressor heraus transportiert werden und die Gleitflächen zwischen den halbkugelförmigen Schuhen und der Taumelscheibe sowie zwischen den halbkugelförmigen Schu­ hen und dem ersten und dem zweiten Lagerteil werden trocken. Dieses Phänomen ist besonders in jüngerer Zeit aufgetreten, nämlich seit als gasförmiges Kältemittel ein Freon- Ersatzstoff benutzt wird. Früher ist das erwähnte Problem nicht häufig aufgetreten, und es wird davon ausgegangen, daß dies daran liegt, daß das bisher in dem Kältemittel enthalte­ ne Chlor eine Funktion besitzt, die derjenigen fester Schmierstoffe entspricht.

Wenn der Kompressor ausgehend von einem Zustand gestartet wird, in dem das zunächst in der Kurbelkammer enthaltene Schmieröl aus dem Kompressor heraustransportiert wurde und in dem die Gleitflächen trocken geworden sind (schlechte Schmierbedingungen), kann die Taumelscheibe geschmiert wer­ den, da das als Reserve im unteren Bereich der Kurbelkammer gehaltene Schmieröl bei der Drehbewegung der Taumelscheibe von deren Umfang transportiert werden kann, selbst wenn die Menge an flüssigem Schmieröl, die als Reserve in der Kurbel­ kammer gehalten wird, klein ist. Wenn nämlich die Taumel­ scheibe um nur eine Umdrehung gedreht wird, breitet sich das Schmieröl auf dem gesamten Umfang der Taumelscheibe aus. Das Schmieröl kann daher die zusammenwirkenden Gleitflächen an der Taumelscheibe und den halbkugelförmigen Schuhen tränken, so daß der schlechte Schmierzustand bezüglich dieser Gleit­ flächen innerhalb kurzer Zeit überwunden wird.

Um die Schmierung dieser Gleitflächen zu verbessern, wird in der DE 34 26 849 A1 vorgeschlagen, die Schuhe auf ihrer mit der Gleitfläche der Taumelscheibe zusammenwirkenden Gleitflä­ che mit einem Sackloch zu versehen, das als Schmierölreser­ voir dient.

Das Schmieröl kann jedoch nur geringfügig in die zusammenwir­ kenden Gleitflächen der halbkugelförmigen Schuhe und des er­ sten und des zweiten Lagerteils eindringen, wenn der Kompres­ sor, ausgehend von dem Zustand schlechter Schmierung, gestar­ tet wird, da das Schmieröl nur mit denjenigen Teilen der halbkugelförmigen Oberflächen der Schuhe in Kontakt gelangt, welche bezüglich der Kurbelkammer freiliegen, und dann auf den zusammenwirkenden Gleitflächen der halbkugelförmigen Schuhe und der ersten und der zweiten Lagereinrichtungen wäh­ rend der Drehbewegung der Platte und der Taumelbewegung der Schuhe verteilt wird. Daher ist eine längere Zeit erforder­ lich, um das Schmieröl vollständig auszubreiten. Außerdem wird ein Schmierölnebel, der in die Kurbelkammer strömt und in einem Leckgasstrom enthalten ist, der durch einen Spalt zwischen den Zylinderbohrungen und den Kolben austritt, hauptsächlich den Gleitflächen zwischen den halbkugelförmigen Schuhen und den ersten und den zweiten Lagerteilen zugeführt. Die Schmierölmenge wird daher auf die zusammenwirkenden Gleitflächen der halbkugelförmigen Schuhe und der ersten und der zweiten Lagerteile im Vergleich zur Ausbreitung auf den zusammenwirkenden Gleitflächen der Taumelscheibe und der halbkugelförmigen Schuhe nur unzureichend verteilt.

Insbesondere kann das Leckgas leicht zu den halbkugelförmigen Schuhen strömen, die der Zylinderbohrung benachbart sind, je­ doch nicht ohne weiteres zu den halbkugelförmigen Schuhen, die von den Zylinderbohrungen abgewandt sind, da die Taumel­ scheibe eine entsprechende Leckgasströmung verhindert. Aus diesem Grunde werden die zusammenwirkenden Gleitflächen der halbkugelförmigen Schuhe und der zweiten Lagerteile, die sich auf der von der zugeordneten Zylinderbohrung entfernten Seite befinden, im Vergleich zu den zusammenwirkenden Gleitflächen der halbkugelförmigen Schuhe und der ersten Lagerteile, die angrenzend an die Zylinderbohrung angeordnet sind, weniger geschmiert. Aus diesem Grunde besteht die Tendenz für das Auftreten einer reibungsbedingten Abnutzung, eines Verbren­ nens oder eines Blockierens bezüglich der zusammenwirkenden Gleitflächen zwischen den halbkugelförmigen Schuhen und den im Abstand von den Zylinderbohrungen befindlichen zweiten La­ gerteilen.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, die oben angegebenen Probleme zu lösen und einen Kompressor anzugeben, in dem das Schmieröl den zusam­ menwirkenden Gleitflächen der halbkugelförmigen Schuhe und der Lagerteile zugeführt werden kann, die sich im Abstand von den Zylinderbohrungen in Positionen befinden, in denen die Schmierung bisher schwer zu erreichen ist, wenn der Kompres­ sor in einem schwach geschmierten Zustand startet.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Kompressor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dieser Ausgestaltung wird die Taumelscheibe von der An­ triebswelle zu einer Drehbewegung angetrieben, und die Kolben werden über die Schuhe zu einer Hin- und Herbewegung ange­ trieben. Das gasförmige Kältemittel wird somit von den Kolben in den Zylinderbohrungen komprimiert. Wenn der Kompressor ge­ startet wird, tritt ein Leckstrom des gasförmigen Kältemit­ tels durch einen Spalt zwischen den Zylinderbohrungen und den Kolben in die Kurbelkammer aus. Dabei wird ein Schmierölne­ bel, der in dem gasförmigen Kältemittel enthalten ist, den zusammenwirkenden Gleitflächen der Schuhe und der Nuten des zweiten Lagerteils auf der von den Zylinderbohrungen abge­ wandten Seite zugeführt, und zwar durch die Ölverbindungsöff­ nung hindurch, die in dem zweiten Lagerteil vorgesehen ist. Daher wird es möglich, den Teil des Kompressors wirksam zu schmieren, bei dem es bisher schwierig war, eine ausreichende Schmierölversorgung zu erreichen. Auf diese Weise wird eine ausreichende Schmierfunktion selbst dann gewährleistet, wenn der Kompressor gestartet wird, nachdem das Kraftfahrzeug eine lange Zeit nicht benutzt wurde.

Vorzugsweise umfaßt der Kompressor ferner eine durchgehende Öffnung, die durch die Taumelscheibe hindurchgeht, um eine Fluidverbindung zwischen einem Teil der Kurbelkammer auf einer Seite der Taumelscheibe und einem anderen Teil der Kur­ belkammer auf der anderen Seite der Taumelscheibe herzustel­ len.

Wenn der Kompressor bei dieser Ausgestaltung gestartet wird, fließt der Leckgasstrom in einen Teil der Kurbelkammer, der sich auf einer Seite der Taumelscheibe befindet, und von die­ sem Teil zu einem weiteren Teil der Kurbelkammer, der sich auf der anderen. Seite der Taumelscheibe befindet, und zwar durch die durchgehende Öffnung in der Taumelscheibe hindurch. Das in dem Leckgas enthaltene Schmieröl wird somit den zusam­ menwirkenden Gleitflächen der Schuhe und der Nuten des zwei­ ten Lagerteils auf der von der Zylinderbohrung abgewandten Seite durch die Ölverbindungsöffnung hindurch zugeführt. So­ mit wird sehr schnell eine gute Schmierwirkung erreicht.

Vorzugsweise umfaßt der Kompressor ferner in der Nut des er­ sten Lagerteils in einer Position auf einer Achse der Ölver­ bindungsöffnung eine Aussparung. Diese Aussparung, die in der Nut des ersten Lagerteils vorgesehen ist, wirkt als Ölreser­ voir, mit dessen Hilfe es möglich ist, schlechte Schmierbe­ dingungen für den Kompressor zu vermeiden, wenn dieser ange­ halten wird. Andererseits läßt sich die Aussparung leicht ma­ schinell herstellen, da sie auf der Achse der Ölverbindungs­ öffnung liegt.

Vorzugsweise ist der Schuh mit einer halbkugelförmigen Ge­ stalt mit einer halbkugelförmigen Oberfläche und einer fla­ chen Oberfläche ausgebildet, wobei die Nut in einer halbrun­ den bzw. halbkugelförmigen Gestalt ausgebildet ist, wobei die halbkugelförmige Oberfläche des halbkugelförmigen Schuhs in Gleitkontakt mit der halbkugelförmigen Nut steht und wobei die flache Oberfläche des halbkugelförmigen Schuhs in Gleit­ kontakt mit dem Umfangsbereich der Taumelscheibe steht. Die halbkugelförmigen Schuhe können in einer dreidimensionalen Weise gleiten, welche ihre Drehung in den halbkugelförmigen Nuten begleitet, so daß selbst dann stabile Gleitkontakte ge­ währleistet werden können, wenn sich der Kippwinkel der Tau­ melscheibe ändert, wodurch die Zuverlässigkeit des Kompres­ sors verbessert wird. Der Gleitkontakt zwischen der Taumel­ scheibe und den Kolben über die Schuhe wird somit stabil.

Vorzugsweise umfaßt der Kompressor ferner eine Führungsöff­ nung, die durch den Schuh zwischen dessen flacher Oberfläche und dessen sphärischer Oberfläche hindurchgeht. Bei dieser Ausgestaltung steht der Randbereich der Taumelscheibe in Kon­ takt mit dem Schmierölvorrat, welcher im unteren Teil der Kurbelkammer gebildet wird, und das Schmieröl wird im Verlauf nur einer einzigen Umdrehung der Taumelscheibe über den ge­ samten Umfang derselben verteilt und tränkt die zusammenwir­ kenden Gleitflächen, nämlich die flachen Teile der halbkugel­ förmigen Schuhe einerseits und den Umfang der Taumelscheibe andererseits, unmittelbar nach dem Starten des Kompressors. Außerdem wird Schmieröl an den zusammenwirkenden Gleitflächen der halbkugelförmigen Schuhe und der halbkugelförmigen Nuten des ersten und des zweiten Lagerteils zugeführt, und zwar durch die Führungsöffnung in dem Schuh hindurch.

Vorzugsweise besitzt die Führungsöffnung ein erstes Ende und ein zweites gegenüberliegendes Ende, wobei mindestens eines der beiden Enden im Vergleich zum übrigen Teil der Führungs­ öffnung erweitert ist. Vorzugsweise besitzt ferner der Schuh in seiner flachen Oberfläche radial verlaufende Nuten, die in die Führungsöffnung übergehen.

Vorzugsweise wird als zu komprimierendes gasförmiges Kälte­ mittel ferner 1,1,1,2-Tretrafluorethan verwendet.

Ferner umfaßt der Kompressor vorzugsweise eine an der äußeren Oberfläche der Kolben vorgesehene Aussparung, so daß das Leckgas gleichmäßig aus der Zylinderbohrung in die Kurbelkam­ mer fließen kann.

Schließlich besitzt der Kompressor ferner vorzugsweise eine Schwenkplatte, die in der Kurbelkammer an der Antriebswelle befestigt ist, um sich gemeinsam mit dieser zu drehen, wobei die Platte zwei Stützarme aufweist, die in Richtung auf die Taumelscheibe abstehen und wobei die Stützarme mit Führungs­ öffnungen versehen sind. Dabei besitzt die Taumelscheibe zwei Verbindungselemente, die in Richtung auf die Platte abstehen und gleitverschieblich und kippbar von den Führungsöffnungen der Stützarme aufgenommen werden, so daß die Taumelscheibe durch die Stützarme und die Verbindungselemente derart an der Platte angelenkt ist, daß der Kippwinkel der Taumelscheibe zur Steuerung bzw. Regelung der Förderleistung des Kompres­ sors geändert werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden Be­ schreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch deutlich werden. Es zei­ gen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kompressor ge­ mäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Er­ findung;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt eines Kompressors ge­ mäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Er­ findung;

Fig. 3 einen Teillängsschnitt eines Kompressors ge­ mäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Er­ findung;

Fig. 4 einen Teillängsschnitt eines Kompressors ge­ mäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Er­ findung;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen modifizierten halbkugelförmigen Schuh eines Kompressors ge­ mäß der Erfindung;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines modifi­ zierten halbkugelförmigen Schuhs für einen Kompressor gemäß der Erfindung; und

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines weiteren modifizierten halbkugelförmigen Schuhs für einen Kompressor gemäß der Erfindung.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen Taumelscheibenkompressor mit einfach-wirkenden Kolben, welcher ein Gehäuse mit einem Zy­ linderblock 21, einem am vorderen Ende des Zylinderblockes 21 befestigten vorderen Gehäuse 22 und einem hinteren Gehäuse 23 umfaßt, das am hinteren Ende des Zylinderblockes 21 unter Einfügung einer Ventilplatte 24 befestigt ist.

Die Antriebswelle 25 durchgreift das vordere Gehäuse 22 und den Zylinderblock 21 des Gehäuses mittig und ist durch ein Paar von Radiallagern 26, 27 drehbar gelagert.

Der Zylinderblock 21 besitzt mehrere Zylinderbohrungen 28, deren Achsen jeweils parallel zur Achse der Antriebswelle 25 mit vorgegebener Teilung auf einem gemeinsamen Kreis angeord­ net sind und die durch den Zylinderblock 21 zwischen dem vor­ deren und dem hinteren Ende desselben hindurchgehen. Einfach­ wirkende Kolben 29 sind in den einzelnen Zylinderbohrungen 28 hin- und herbeweglich angeordnet, um ein gasförmiges Kälte­ mittel in den Zylinderbohrungen 28 zu komprimieren.

In dem vorderen Gehäuse 22 und dem Zylinderblock 21 des Ge­ häuses ist auf der Vorderseite des Zylinderblockes 21 eine Kurbelkammer 30 vorgesehen.

In der Kurbelkammer 30 ist eine Schwenkplatte 31 angeordnet, welche drehfest mit der Antriebswelle 25 verbunden ist. Zwei Stützarme 32 stehen von der Platte 31 in Richtung auf den Zy­ linderblock 21 ab und besitzen Führungsöffnungen 33, die sich in einer Richtung erstrecken, welche die Drehachse der An­ triebswelle 25 schneidet.

Eine Taumelscheibe 35, die im wesentlichen die Form einer kreisrunden Scheibe hat, ist in der Kurbelkammer an der An­ triebswelle 25 derart befestigt, daß sie Kippbewegungen aus­ führen kann. Die Taumelscheibe 25 besitzt ein Paar von Ver­ bindungselementen mit sphärischen Köpfen 36, welche jeweils gleitverschieblich und kippbar in die Führungsöffnungen 33 der Stützarme 32 eingepaßt sind. Die Taumelscheibe 35 ist also gelenkig an der Platte 31 befestigt, so daß der Kippwin­ kel der Taumelscheibe 35 bezüglich der Achse der Antriebs­ welle 25 geändert werden kann.

Rund um die Antriebswelle 25 ist zwischen der Taumelscheibe 35 und der Platte 31 eine Feder 38 angeordnet. Die Taumel­ scheibe 35 wird von dieser Feder 38 in Richtung einer Redu­ zierung ihres Kippwinkels beaufschlagt. An der Antriebswelle 25 ist ein Anschlag 39 vorgesehen, an den sich die Taumel­ scheibe bei Erreichen ihres minimalen Kippwinkels anlegt, wenn sie in Richtung einer Reduzierung ihres Kippwinkels be­ wegt wird.

Jeder der Kolben 29 besitzt eine Kolbenstange 40 mit einem Lager 41, welches einen U-förmigen Querschnitt aufweist und derart ausgebildet ist, daß es axial im Abstand voneinander einen ersten Lagerteil 41a und einen zweiten Lagerteil 41b aufweist sowie einen dritten axial verlaufenden Lagerteil 41e, der den ersten und den zweiten Lagerteil 41a, 41b ver­ bindet, wobei die Taumelscheibe 35 zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerteil 41a, 41b angeordnet ist. Beim Ausfüh­ rungsbeispiel ist der erste Lagerteil 41a auf der an die Zy­ linderbohrung 28 angrenzenden Seite angeordnet, während der zweite Lagerteil 41b auf der von der Zylinderbohrung 28 abge­ wandten Seite angeordnet ist. Der erste und der zweite Lager­ teil 41a, 41b haben einander zugewandte Oberflächen mit darin ausgebildeten halbrunden bzw. halbkugelförmigen Nuten 41c, 41d.

Zwischen der Taumelscheibe 35 und jeder der halbrunden Nuten 41c, 41d des ersten bzw. des zweiten Lagerteils 41a, 41b sind halbkugelförmige Schuhe 45 angeordnet, um die Drehbewegung der Taumelscheibe 35 in die Hin- und Herbewegung der Kolben 29 umzusetzen. Der halbkugelförmige Schuh 45 besitzt eine halbkugelförmige Oberfläche, die in Gleitkontakt mit der halbrunden Nut 45 steht, und eine flache Oberfläche, welche in Gleitkontakt an der flachen Oberfläche des Randbereichs 37 der Taumelscheibe 35 anliegt. Die Taumelscheibe 35 steht also an ihrem Umfangsbereich 37 über ein entsprechendes Paar von halbkugelförmigen Schuhen 45 in Antriebsverbindung mit den Kolben 29. Zwei einander gegenüberliegende halbkugelförmige Schuhe 45 bilden dabei im wesentlichen eine vollständige Ku­ gel.

In dem zweiten Lagerteil 41b ist zum Herstellen einer Fluidverbindung zwischen der halbrunden Nut 45 des zweiten Lagerteils 41b und der Kurbelkammer 30 eine durchgehende Öl­ verbindungsöffnung 50 vorgesehen, so daß nebelförmiges Schmieröl, welches in der Kurbelkammer 30 vorhanden ist, durch die Ölverbindungsöffnung 50 in die halbrunde Nut 45 des zweiten Lagerteils 41b eingeführt werden kann.

Zusätzlich sind in der Außenfläche der Kolben 29 axial ver­ laufende Aussparungen 51 vorgesehen, so daß Leckgas gleichmä­ ßig aus der Zylinderbohrung 29 in die Kurbelkammer 30 fließen kann, und zwar über den Spalt zwischen dem Kolben 29 und der Zylinderbohrung 28.

Das hintere Gehäuse 23 ist in einen ringförmigen umlaufenden Teil und einen zentralen Teil unterteilt, wobei der umlau­ fende Teil eine Ansaugkammer 55 bildet, die mit der Ansau­ gleitung eines Kältemittelkreislaufs (nicht gezeigt) zu ver­ binden ist, während der zentrale Teil eine Auslaßkammer 56 bildet, die mit einer Auslaßleitung des Kältemittelkreislaufs zu verbinden ist. Die Ansaugkammer 55 steht mit den Zylinder­ bohrungen 28 über einen Ansaugventilmechanismus 57 in Verbin­ dung, und die Auslaßkammer 56 steht über einen Auslaßventil­ mechanismus 58 mit den Zylinderbohrungen 28 in Wirkverbin­ dung. Der Kältemittelkreislauf enthält als gasförmiges Kälte­ mittel 1,1,1,2-Tetrafluorethan (HFC-134a).

Die Kurbelkammer 39 ist nicht direkt mit der Ansaugkammer 55 und der Auslaßkammer 56 verbunden. Vielmehr ist die Kurbel­ kammer 39 mit der Ansaugkammer 55 über einen verengten Kanal bzw. eine Drosselstelle (nicht gezeigt) und mit der Auslaß­ kammer 56 über ein Steuer- bzw. Regelventil (nicht gezeigt) verbunden, so daß der Druck in der Kurbelkammer 39 unter dem Einfluß der Drosselstelle und des Regelventils in Abhängig­ keit von der geforderten Kühlleistung geregelt wird.

Nachstehend soll nunmehr die Arbeitsweise des mit einfach­ wirkenden Kolben arbeitenden Taumelscheibenkompressors mit dem vorstehend erläuterten Aufbau näher beschrieben werden.

Der Kompressor wird durch eine Antriebsquelle, wie zum Bei­ spiel einen Motor eines Kraftfahrzeugs, betätigt. Die An­ triebswelle 25 mit der Platte 31 wird von der Antriebsquelle zu einer Drehbewegung angetrieben. Die Taumelscheibe 35 wird somit mittels der Schwenkplatte 31 über die Stützarme 32, die Führungsöffnungen 33 und die Verbindungselemente mit ihren sphärischen Köpfen 36 angetrieben, und die Kolben 29 werden mit einem Hub hin- und herbewegt, der dem Kippwinkel der Tau­ melscheibe 35 entspricht. Kühlgas bzw. gasförmiges Kältemit­ tel wird aus der Ansaugkammer 55 in die Kompressionskammer gesaugt, die in jeder Zylinderbohrung 28 ausgebildet wird, in der Kompressionskammer komprimiert und aus der Kompressions­ kammer in die Auslaßkammer 56 ausgestoßen. Das gasförmige Kältemittel wird dann aus der Auslaßkammer 56 dem Kältemit­ telkreislauf zugeführt, um die Fahrgastzelle des Kraftfahr­ zeugs zu kühlen. Anschließend kehrt das Kältemittel in die Ansaugkammer 55 zurück.

Der Kippwinkel der Taumelscheibe 35 wird in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Kurbelkammer 30 und dem Druck in der Kompressionskammer derjenigen Zylinder­ bohrung 28 geändert, mit der der Kolben 29 zusammenwirkt, um so die Förderleistung des Kompressors zu regeln.

Während des Kompressionsbetriebes wird gasförmiges Kältemit­ tel, welches einen Schmierölnebel enthält, durch einen Spalt zwischen der Zylinderbohrung 28 und dem Kolben 29 in die Kur­ belkammer 30 geblasen und in der Kurbelkammer 30 zurückgehal­ ten. Zusätzlich, wird flüssiges Schmieröl, welches von dem gasförmigen Kältemittel getrennt und in der Auslaßkammer 58 gesammelt wurde, über eine kleine Leitung (nicht gezeigt) in die Kurbelkammer 30 eingeführt und im unteren Teil der Kur­ belkammer 30 gesammelt.

Auf diese Weise wird ein Teil des Schmieröls, welches als Re­ serve in der Kurbelkammer 30 gesammelt wird, durch die rotie­ rende Platte 31 und die rotierende Taumelscheibe 35 nach oben befördert, und das Schmieröl wird den Gleitflächen zugeführt.

Wenn der Kompressor in einem schlecht geschmierten Zustand gestartet wird, dann verteilt sich das in der Kurbelkammer enthaltene Schmieröl im Verlauf einer einzigen Umdrehung der Taumelscheibe längs des gesamten Umfangs 37 der Taumelscheibe 35, und dieses Schmieröl kann in die Gleitflächen 46 zwischen den flachen Oberflächen der halbkugelförmigen Schuhe 45 und den flachen Oberflächen des Umfangs bzw. der Peripherie 37 der Taumelscheibe 35 eindringen.

Außerdem fließt ein Leckgasstrom durch einen Spalt zwischen den Zylinderbohrungen 28 und den Kolben 29 in die Kurbelkam­ mer 30, die folglich mit Leckgas gefüllt wird. Insbesondere kann das Leckgas direkt den Gleitflächen zwischen den halbku­ gelförmigen Schuhen 45 und den halbrunden Nuten 41c des er­ sten Lagerteils 41a auf der der Zylinderbohrung 28 benachbar­ ten Seite zugeführt werden, und der in dem Leckgas enthaltene Schmierölnebel kann somit ohne weiteres den Gleitflächen auf dieser Seite der Zylinderbohrung 28 zugeführt werden. Das Leckgas fließt jedoch über die Taumelscheibe 35 hinaus zu den Gleitflächen zwischen den halbkugelförmigen Schuhen 45 und den halbrunden Nuten 41d des zweiten Lagerteils 41b auf der von der Zylinderbohrung 28 abgewandten Seite. Der in die Kur­ belkammer 30 fließende Schmierölnebel kann somit auch den Gleitflächen zwischen den halbkugelförmigen Schuhen 45 und der halbrunden Nut 41d auf der von der Zylinderbohrung 28 ab­ gewandten Seite über die Ölverbindungsöffnung 50 zugeführt werden, die in dem zweiten Lagerteil 41b vorgesehen ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung ergeben sich also die nachstehend angegebenen Vorteile.

• a) Wenn der Kompressor gestartet wird, kann ein Schmieröl­ nebel, welcher in die Kurbelkammer 30 fließt, den miteinander in Kontakt stehenden Gleitflächen zwischen den halbrunden Schuhen 45 und der halbrunden Nut auf der von der Zylinder­ bohrung 28 abgewandten Seite über die Ölverbindungsöffnung 50 zugeführt werden, die im zweiten Lagerteil 41b des Lagers 41 der Kolbenstange 40 vorgesehen ist. Daher ist es möglich, denjenigen Teil des Kompressors wirksam zu schmieren, bei dem bisher eine ausreichende Zuführung von Schmieröl schwierig war.
• b) Da Schuhe 45 eine halbrunde Form haben, können sie in einer dreidimensionalen Art gleiten, welche ihre Drehung in den halbrunden Nuten 41c und 41d begleitet, so daß stabile Gleitkontakte gewährleistet werden können, obwohl der Kipp­ winkel der Taumelscheibe 35 sich ändert; hierdurch wird die Zuverlässigkeit des Kompressors verbessert.
• c) Das gasförmige Kältemittel ist ein Freon-Ersatzstoff ohne Chlor, so daß sich keine Probleme mit einer Zerstörung der Ozonschicht ergeben, selbst wenn gasförmiges Kältemittel in die Atmosphäre freigesetzt wird.

Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert werden.

Fig. 2 zeigt lediglich einen Teil des Kompressors mit der Tau­ melscheibe 35, den halbkugelförmigen Schuhen 45 und der mit dem Lager 41 versehenen Kolbenstange 40, wobei jedoch die üb­ rigen Teile des Kompressors ähnlich aufgebaut sind wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel ist in der Nähe der Zylinderbohrung 28 eine durchgehende Öff­ nung 52 vorgesehen, welche durch die Taumelscheibe 35 hin­ durchgeht, um zwischen einem Teil der Kurbelkammer 35 auf der der Zylinderbohrung 28 benachbarten Seite derselben und einem weiteren Teil der Kurbelkammer 35, welche sich auf der Seite befindet, die von der Zylinderbohrung 28 entfernt ist, eine Fluidverbindung herzustellen. Aus diesem Grunde kann das Leckgas, welches durch den Spalt zwischen dem Kolben 29 und der Zylinderbohrung 28 fließt, von einem Teil der Kurbelkam­ mer 35 auf einer Seite der Taumelscheibe 35 durch die durch­ gehende Öffnung 52 hindurch schnell in den anderen Teil der Kurbelkammer 30 strömen und den Gleitflächen zwischen den halbkugelförmigen Schuhen 45 und den halbrunden Nuten 41d des zweiten Lagerteils 41b auf der von der Zylinderbohrung 28 entfernten Seite über die Ölverbindungsöffnung 50 zugeführt werden.

Das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand von Fig. 3 beschrieben. Fig. 3 zeigt nur einen Teil des Kompressors mit der Taumelscheibe 35, den halbkugelförmigen Schuhen 45 und der mit dem Lager 41 verse­ henen Kolbenstange 40, wobei die übrigen Teile des Kompres­ sors ähnlich ausgebildet sind wie bei dem Kompressor gemäß Fig. 1 und 2. Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel ist in der halbrunden Nut 41c des ersten Lagerteils 41a in einer Po­ sition auf einer Achse der Ölverbindungsöffnung 50 eine Aus­ sparung 53 angeordnet. Die Aussparung 53 kann maschinell durch die Spitze eines Bohrers hergestellt werden, welcher die Ölverbindungsöffnung 50 auf der von der Zylinderbohrung 28 abgewandten Seite in den zweiten Lagerteil 41b bohrt. Da­ her wirkt die Aussparung 53 selbst dann als Ölspeicheröff­ nung, wenn die Gleitflächen zwischen den halbkugelförmigen Schuhen 45 und den halbrunden Nuten 41c des ersten Lagerteils 41b auf der der Zylinderbohrung 28 zugewandten Seite nur schlecht geschmiert werden, wenn der Kompressor stillgesetzt wird. Die genannten Gleitflächen können in diesem Fall durch die Schmierölreserve in der Aussparung 53 geschmiert werden.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand von Fig. 4 beschrieben. Fig. 4 zeigt nur einen Teil des Kompressors mit der Taumelscheibe 35, den halbkugelförmigen Schuhen 45 und der mit dem Lagerteil 45 versehenen Kolbenstange 40, wobei die übrigen Teile des Kom­ pressors wieder ähnlich ausgebildet sind, wie dies in Verbin­ dung mit Fig. 1 bis 3 erläutert wurde. Beim betrachteten Aus­ führungsbeispiel geht durch jeden der halbkugelförmigen Schuhe 45 zwischen dessen flacher Oberfläche und der Ober­ seite seiner sphärischen Oberfläche eine Führungsöffnung 54 hindurch. Daher kann den Gleitflächen zwischen den halbkugel­ förmigen Schuhen 45 und den halbrunden Nuten 41d des zweiten Lagerteils 41b auf der von der Zylinderbohrung 28 abgewandten Seite Schmieröl zugeführt werden. Im einzelnen gilt:

• a) Ein Schmierölnebel aus der Kurbelkammer 30 wird den Gleitflächen über die Ölverbindungsöffnung 50 zugeführt;
• b) das am Boden der Kurbelkammer als Reserve zurückgehal­ tene Schmieröl wird durch den Randbereich 37 der rotierenden Taumelscheibe 35 nach oben befördert und den Gleitflächen durch die Führungsöffnung zugeführt.

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des in Fig. 4 gezeigten halbku­ gelförmigen Schuhs 45. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel sind beide Enden der Führungsöffnung im Vergleich zum übrigen Teil der Führungsöffnung 54 erweitert, um das Ein- und Aus­ fließen des Schmieröls zu erleichtern.

Fig. 6 zeigt eine weitere Modifikation des in Fig. 4 gezeig­ ten sphärischen Schuhs 45. Bei diesem Ausführungsbeispiel be­ sitzt der sphärische Schuh 45 in seiner flachen Oberfläche gekrümmte Nuten 61. Die gekrümmten Nuten 61 verlaufen im we­ sentlichen radial und sind in Richtung der Drehung des halb­ kugelförmigen Schuhs 45 gekrümmt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Die gekrümmten Nuten 61 haben die Funktion, in der Füh­ rungsöffnung 54 Schmieröl zu sammeln, welches durch den peri­ pheren Bereich 37 der Taumelscheibe 35 herangeführt wird.

Fig. 7 zeigt eine weitere Modifikation des in Fig. 4 gezeig­ ten halbkugelförmigen Schuhs. In diesem Fall ist der halbku­ gelförmige Schuh 45 an seiner flachen Oberfläche mit geraden Nuten 62 versehen. Die geraden Nuten 62 sind radial angeord­ net. Die geraden Nuten 62 haben die Funktion, in der Füh­ rungsöffnung 54 Öl zu sammeln, welches durch den peripheren Bereich 37 der Taumelscheibe 35 herangeführt wird.

Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung im Schutzbe­ reich der Ansprüche und im Rahmen des Grundgedankens der Er­ findung weiter modifiziert werden kann. Beispielsweise können die Schuhe eine ziemlich flache Form haben. Die Schuhe können eine halbkugelförmige Gestalt haben, die einer Hälfte einer vollständigen Kugelform entspricht, oder die Schuhe können eine abgerundete Form haben, welche einer Hälfte einer läng­ lichen Gestalt entspricht. Es ist möglich, andere Freon-Er­ satzstoffe zu verwenden, welche kein Chlor enthalten, wie zum Beispiel HFC-134a.

Claims (10)

1. Taumelscheibenkompressor mit einfach-wirkenden Kolben, umfassend:
ein Gehäuse mit einer Kurbelkammer und darin ausgebilde­ ten parallelen Zylinderbohrungen; Kolben, die hin- und herbeweglich in den Zylinderbohrun­ gen angeordnet sind, um in diesen ein gasförmiges Kälte­ mittel zu komprimieren, wobei jeder der Kolben an seinem einen Ende axial im Abstand voneinander einen ersten und einen zweiten Lagerteil aufweist und einen axial verlau­ fenden dritten Lagerteil besitzt, der den ersten und den zweiten Lagerteil verbindet, wobei der erste Lagerteil auf der der Zylinderbohrung benachbarten Seite angeord­ net ist, wobei der zweite Lagerteil auf der von der Zy­ linderbohrung abgewandten Seite vorgesehen ist und wobei der erste und der zweite Lagerteil einander zugewandte Oberflächen aufweisen, die mit darin ausgebildeten Nuten versehen sind;
eine in dem Gehäuse drehbar angeordnete Antriebswelle;
eine in der Kurbelkammer an der Antriebswelle befestigte Taumelscheibe;
einen Schuh, der gleitbeweglich zwischen der Taumel­ scheibe und jedem der ersten und der zweiten Lagerteile in der Nut derselben angeordnet ist, um die Drehbewegung der Taumelscheibe in eine Hin- und Herbewegung der Kol­ ben umzuwandeln,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Ölverbindungsöffnung (50) vorgesehen ist, welche sich zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen der Nut des zweiten Lagerteils (41b) und der Kurbelkammer (30) erstreckt.

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Taumelscheibe (35) eine durchgehende Öffnung (52) vorgesehen ist, mit deren Hilfe eine Fluidverbindung zwischen einem auf der einen Seite der Taumelscheibe (35) befindlichen Teil der Kurbelkammer (30) und einem auf der anderen Seite der Kurbelscheibe (35) befindli­ chen Teil derselben herstellbar ist.

3. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nut des ersten Lagerteils (41a) in einer auf der Achse des Ölverbindungskanals (50) liegenden Position eine Aussparung (53) vorgesehen ist.

4. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schuh (45) halbkugelförmig mit einer halbkugelförmi­ gen Oberfläche und einer flachen Oberfläche ausgebildet ist, daß die Nut halbkugelförmig ausgebildet ist, daß die halbkugelförmige Oberfläche des halbkugelförmigen Schuhs in Gleitkontakt mit der halbkugelförmigen Nut steht und daß die flache Oberfläche des halbkugelförmi­ gen Schuhs (45) in Gleitkontakt mit einem peripheren Be­ reich (37) der Taumelscheibe (35) steht.

5. Kompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schuh (45) zwischen der flachen Oberfläche des­ selben und seiner sphärischen Oberfläche eine Führungs­ öffnung (54) vorgesehen ist.

6. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsöffnung zwei einander gegenüberliegende En­ den aufweist, von denen mindestens eines im Vergleich zum übrigen Teil der Führungsöffnung (54) erweitert ist.

7. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schuh (45) in seiner flachen Oberfläche radial ver­ laufende, in die Führungsöffnung (54) übergehende Nuten (61, 62) aufweist.

8. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zu komprimierendes gasförmiges Kältemittel 1,1,1,2- Tetrafluorethan vorgesehen ist.

9. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mantelfläche des Kolbens (29) eine Aussparung (51) vorgesehen ist, welche ein gleichmäßiges Austreten von Leckgas aus der Zylinderbohrung (29) in die Kurbel­ kammer (30) gestattet.

10. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er folgende Elemente umfaßt:
eine Schwenkplatte (31), die in der Kurbelkammer (30) drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist und zwei Stützarme (32) aufweist, die in Richtung auf die Taumel­ scheibe (35) abstehen und mit Führungsöffnungen (33) versehen sind; und
ein Paar von Verbindungselementen (36), die von der Tau­ melscheibe (35) in Richtung auf die Schwenkplatte (31) abstehen, wobei die Verbindungselemente (36) gleitver­ schieblich und kippbar in die Führungsöffnungen (33) der Stützarme (32) derart eingepaßt sind, daß die Taumel­ scheibe (35) durch die Stützarme (32) und die Verbin­ dungselemente (36) schwenkbar gehaltert ist und ihr Kippwinkel zur Steuerung bzw. Regelung der Förderlei­ stung des Kompressors veränderbar ist.