DE19855192A1 - Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressor - Google Patents
Einkopfkolben-TaumelscheibenkompressorInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressor zur Verwendung in einem
Fahrzeug und dergleichen, und insbesondere auf einen Einkopf-
Taumelscheibenkompressor, der den Kolben sowohl am vorderen
als auch am hinteren Ende führt.
Taumelscheibenkompressoren, in denen eine Vielzahl an
Zylinderbohrungen parallel zu einer Antriebswelle in einem
Umfangsbereich eines Zylinderblockes angeordnet sind, wobei
Kolbenkonstruktionen in den Zylinderbohrungen untergebracht
sind und die Kolbenkonstruktionen dazu gebracht werden, durch
eine Taumelscheibe, die zusammen mit der Antriebswelle dreht,
hin und her zu gehen, um ein Kühlmittelgas zu komprimieren,
werden im allgemeinen als Kompressoren für gewöhnliche
Fahrzeugklimaanlagen verwendet. Darüber hinaus werden oftmals
Doppelkopf-Taumelscheibenkompressoren verwendet, die
Doppelkopfkolbenkonstruktionen enthalten, bei denen
Kompressionskolben an beiden Enden von den Kolbenstangen
ausgebildet sind und sowohl am vorderen Ende als auch am
hinteren Ende der Kolbenbohrungen ein Kompressionsvorgang
ausgeführt wird. Jedoch besteht beim Verwenden von
Kohlendioxid (CO2) als ein Kühlmittel zur Vermeidung der
Verwendung von Chlorfluorkohlenwasserstoffen eine Tendenz,
Einkopf-Taumelscheibenkompressoren zu verwenden. Im
allgemeinen enthalten gewöhnliche Einkopfkolben-
Taumelscheibenkompressoren Einkopfkolbenkonstruktionen, bei
denen Kompressionskolben nur an einem Ende der Kolbenstangen
ausgebildet sind und der Kompressionsvorgang an einem Ende der
Kolbenbohrungen durchgeführt wird, beispielsweise nur am
hinteren Ende. Jedoch wurden in letzter Zeit Verfahren zur
Reduzierung einer Fehlausrichtung der Achsen zwischen den
Kolbenkonstruktionen und den Zylinderbohrungen entwickelt,
wobei Führungskolben am anderen Ende der Kolbenstangen
ausgebildet sind und die Kolbenkonstruktionen sowohl an den
vorderen als auch an den hinteren Enden gelagert sind, d. h.
sowohl durch die Führungskolben als auch durch die
Kompressionskolben.
Fig. 4 ist eine Teilansicht im Querschnitt der Umgebung einer
Zylinderbohrung in einem Beispiel eines Einkopfkolben-
Taumelscheibenkompressors, in dem die Kolbenkonstruktionen
sowohl an den vorderen als auch an den hinteren Enden gelagert
sind. In der Figur ist eine Zylinderkonstruktion 51 durch
Verbinden eines vorderen Zylinderblockes 51a und eines
hinteren Zylinderblockes 51b ausgebildet. Eine
Taumelscheibenkammer 52 ist in der Mitte der
Zylinderkonstruktion 51 ausgebildet und Zylinderbohrungen 61,
62 sind jeweils im vorderen Zylinderblock 51a und im hinteren
Zylinderblock 51b um die Taumelscheibenkammer 52 herum
ausgebildet. Die Zylinderbohrungen 61, 62 sind paarweise in
einer Vielzahl ausgebildet, von denen jedes den gleichen
Durchmesser hat und in gleichen Abständen in einem Kreis eines
vorbeschriebenen Radiuses um eine Antriebswelle 63 herum
angeordnet ist, und jede der Zylinderbohrungen 61 in dem
vorderen Zylinderblock 51a die gleiche Mitte wie die jeweils
entsprechenden Zylinderbohrungen 62 in dem hinteren
Zylinderblock 51b haben. Am Ende des vorderen Zylinderblockes
51a und dem Ende des hinteren Zylinderblockes 51b sind jeweils
Gehäuse durch Schraubenbolzen befestigt. Jedoch ist in dieser
Figur nur ein Teil des Gehäuses 53 am vorderen Ende gezeigt.
Die Kolbenkonstruktionen 55, die in den Zylinderbohrungen 61,
62 untergebracht sind, weisen folgende Bauteile auf:
Führungskolben 55b, die am vorderen Ende der Kolbenstangen 55a ausgebildet sind, und Kompressionskolben 55c, die am hinteren Ende der Kolbenstangen 55a ausgebildet sind. Jede der Kolbenkonstruktionen 55 hat einen Taumelscheibeneingriffsabschnitt 55d in der Mitte der Kolbenstange 55a und ein Paar Schuhaufnahmen 55e, die in dem Taumelscheibeneingriffsabschnitt 55d ausgebildet sind, greifen in ein Paar Schuhe 58 ein und stehen somit durch die Schuhe 58 mit einer Taumelscheibe 57 in Eingriff.
Führungskolben 55b, die am vorderen Ende der Kolbenstangen 55a ausgebildet sind, und Kompressionskolben 55c, die am hinteren Ende der Kolbenstangen 55a ausgebildet sind. Jede der Kolbenkonstruktionen 55 hat einen Taumelscheibeneingriffsabschnitt 55d in der Mitte der Kolbenstange 55a und ein Paar Schuhaufnahmen 55e, die in dem Taumelscheibeneingriffsabschnitt 55d ausgebildet sind, greifen in ein Paar Schuhe 58 ein und stehen somit durch die Schuhe 58 mit einer Taumelscheibe 57 in Eingriff.
Die vorderen Zylinderbohrungen 61 schaffen normalerweise eine
Verbindung zur inneren Kammer des Gehäuses 53, die mit der
Ansaugseite verbunden ist, und die hinteren Zylinderbohrungen
62 schaffen eine Verbindung zur Auslaßseite und zur
Ansaugseite durch Anslaß- und Ansaugventile, die nicht gezeigt
sind. Der Spielraum zwischen den Führungskolben 55b und den
vorderen Zylinderbohrungen 61 (im nachfolgenden wird er als
"Seitenspiel" bezeichnet) und das Seitenspiel zwischen den
Kompressionskolben 55c und den hinteren Zylinderbohrungen 62
sind in den gleichen Dimensionen ausgebildet.
Die Antriebswelle 63 wird durch Radiallager 64, 65 in der
Mitte der Zylinderblöcke 51a, 51b drehbar gelagert. Ein
Vorsprung 57a ist an der Taumelscheibe 57 in der Mitte der
Antriebswelle 63 befestigt. Axiallager 66, 67 sind zwischen
dem Vorsprung 57a und den Zylinderblöcken 51a, 51b angeordnet
und tragen die Last in der Axialrichtung der Taumelscheibe 57.
Folglich dreht sich in diesem Einkopfkolben-
Taumelscheibenkompressor die Taumelscheibe 57 und geht hin und
her, wenn die Antriebswelle 63 durch eine externe
Leistungsquelle angetrieben wird, und die Kolbenkonstruktionen
55 sind so gestaltet, daß sie in den Zylinderbohrungen 61, 62
mittels der Schuhe 58 hin und her gehen. Zu dieser Zeit werden
die Kolbenkonstruktionen 55 durch die Führungskolben 55b und
die Kompressionskolben 55c geführt und die Kompressionskolben
55c komprimieren das Kühlmittelgas im Inneren der
Zylinderbohrungen 62.
Jedoch ist es in dem Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressor,
der dieses Verfahren der Abstützung der Kolbenkonstruktionen
55 sowohl am vorderen als auch am hinteren Ende verwendet,
schwierig, Herstellungsprobleme zu vermeiden, wie daß die
Zylinderbohrungen 61, 62 durch das Befestigen der Gehäuse (53,
etc.) an den Zylinderblöcken 51a, 51b mittels Schraubenbolzen
oder durch den Druck des Kühlmittelgases, das in den
Kompressor gefüllt wird, deformiert werden, oder, wie in Fig.
5 gezeigt ist (um die Fehlausrichtung der Achsen zu erläutern,
ist das Seitenspiel und die Fehlausrichtung der Achsen in
dieser Figur leicht übertrieben dargestellt), daß die
Mittellinien 61A der vorderen Zylinderbohrungen 61 und die
Mittellinien 62A der hinteren Zylinderbohrungen 62 in Bezug zu
den Mittellinien 55A der Zylinder auf den Ebenen der
Kolbenkonstruktionen 55 fehlausgerichtet sind. Aus diesem
Grund besteht ein Risiko, daß eine Teilstörung zwischen den
Kolben 55b, 55c und den Zylinderbohrungen 61, 62 auftritt,
aufgrund der Art der Deformation und der Fehlausrichtung der
Achsen der Zylinderbohrungen 61, 62, wie vorstehend
beschrieben wurde, oder daß die Arbeit, die erforderlich ist,
um zu bewirken, daß sich die Kolben hin und her bewegen,
ansteigen wird, oder daß Reibung und Verschleiß an den sich
störenden Abschnitten auftritt, wenn versucht wird, das
Seitenspiel, das zwischen den Kolben 55c und den
Zylinderbohrungen 62 ausgebildet ist, zu reduzieren, um das
Rückblasen zu reduzieren und die Kompressionseffizienz zu
erhöhen.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die obigen Probleme
des Standes der Technik zu lösen und es ist eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, einen Einkopfkolben-
Taumelscheibenkompressor mit einem geringen mechanischen
Verlust zu schaffen, der kein erhöhtes Rückblasen zuläßt und
der auf einfache Weise eine teilweise Störung zwischen den
Kolben und den Zylinderbohrungen vermeidet.
Um die obige Aufgabe zu lösen weist in der Erfindung gemäß
Anspruch 1 ein Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressor folgende
Bauteile auf: eine Zylinderkonstruktion, die eine
Taumelscheibenkammer aufweist, die im Inneren angeordnet ist,
und Paare an Zylinderbohrungen, die um die
Taumelscheibenkammer herum jeweils am vorderen Ende und am
hinteren Ende davon ausgebildet sind; eine Antriebswelle, die
mittig in der Zylinderanordnung angeordnet ist;
Kolbenkonstruktionen, die Kolben aufweisen, die an beiden
Enden von Kolbenstangen ausgebildet sind und die in der
Vielzahl an Zylinderbohrungspaaren untergebracht sind; eine
Taumelscheibe, die in der Taumelscheibenkammer untergebracht
ist, die sich zusammen mit der Antriebswelle dreht, um die
Kolbenkonstruktionen dazu zu bringen, hin und her zu gehen;
und Gehäuse, die beide Enden der Zylinderanordnungen abdecken;
wobei die Kolben in einem Satz von Zylinderbohrungen geführt
werden und durch die Kolben in einem anderen Satz von
Zylinderbohrungen ein Kompressionsvorgang ausgeführt wird,
wobei das Innere der Zylinderbohrungen mittels Ansaugventilen
mit der Ansaugseite verbunden sind, und mittels Auslaßventilen
mit der Auslaßseite verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Seitenspiel zwischen den Kolben und den
Zylinderbohrungen in dem einen Satz von Zylinderbohrungen
größer ist als ein Seitenspiel zwischen den Kolben und den
Zylinderbohrungen in dem anderen Satz von Zylinderbohrungen.
Unter Verwendung dieser Konstruktion wird eine teilweise
Störung zwischen den Kolben und den Zylinderbohrungen
vermieden und die Kolben können gleichmäßig hin und her gehen,
sogar wenn eine Deformation oder Fehlausrichtung der Achsen in
den Zylinderbohrungen aufgrund von Belastungen, die während
der Montage des Kompressors oder aufgrund von Belastungen, die
aus dem Druck des Kühlmittelgases, das in den Kompressor
gefüllt wird, resultieren, auftritt, da das Seitenspiel
zwischen den Kolben und den Zylinderbohrungen in dem einen
Satz von Zylinderbohrungen größer ist als das Seitenspiel
zwischen den Kolben und den Zylinderbohrungen in dem anderen
Satz von Zylinderbohrungen.
Wenn das Seitenspiel zwischen den Kolben und den
Zylinderbohrungen in dem einen Satz von Zylinderbohrungen und
das Seitenspiel zwischen den Kolben und den Zylinderbohrungen
in dem anderen Satz von Zylinderbohrungen gemäß der Erfindung
gemäß den Ansprüchen 2 bis 4 hergestellt wird, können die
Kolben darüber hinaus so hergestellt werden, daß sie noch
effektiver und gleichmäßiger hin und her gehen.
Wenn die Durchmesser der Kolben und der Zylinderbohrungen in
dem einen Satz von Zylinderbohrungen jeweils kleiner gemacht
werden als die Durchmesser der Kolben und der
Zylinderbohrungen in dem anderen Satz der Zylinderbohrungen,
wie in Anspruch 5, wird des weiteren die Leistung, die beim
Antreiben der Kolbenkonstruktion verbraucht wird, reduziert,
und die Leistung, die von dem Kompressor verbraucht wird, wird
deshalb reduziert.
Fig. 1 ist eine vertikale Querschnittansicht eines
Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressors gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie II-II aus
Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Seitenspiels
zwischen den Zylinderbohrungen und den Kolben, wobei das
Seitenspiel zur Verdeutlichung leicht übertrieben dargestellt
ist.
Fig. 4 ist eine Teilansicht im Querschnitt eines herkömmlichen
Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressors.
Fig. 5 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Fehlausrichtung
der Achsen der Zylinderbohrungen in dem herkömmlichen
Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressor aus Fig. 4, wobei das
Seitenspiel und die Fehlausrichtung der Achsen zur
Verdeutlichung leicht übertrieben dargestellt sind.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 ein
aktuelles Ausführungsbeispiel eines Einkopfkolben-
Taumelscheibenkompressors erläutert.
Fig. 1 ist eine vertikale Querschnittansicht eines
Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressors gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und in dieser
Figur ist eine Zylinderanordnung 1 durch Verbinden eines
vorderen Zylinderblockes 1a und eines hinteren Zylinderblockes
1b ausgebildet, wobei die hintere Endseite des vorderen
Zylinderblockes 1a mit der vorderen Endseite des hinteren
Zylinderblockes 1b verbunden wird. In der Mitte der
Zylinderanordnung 1 zwischen den Zylinderblöcken 1a, 1b wird
ein Raum gebildet, wenn der Zylinderblock 1a mit dem
Zylinderblock 1b verbunden wird, und dieser Raum bildet eine
Taumelscheibenkammer 7. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die
Taumelscheibenkammer 7 mit einem Ansaugkanal 23 verbunden, der
mit einem Einlaß 21 verbunden ist.
In der Mitte der Zylinderblöcke 1a, 1b sind jeweils
Antriebswellenöffnungen 3a, 3b ausgebildet. In der Mitte der
Zylinderanordnung 1 ist eine Antriebswelle 5 angeordnet und
durch Radiallager 4, die in den Antriebswellenöffnungen 3a, 3b
angeordnet sind, drehbar gelagert.
In der Taumelscheibenkammer 7 ist eine Taumelscheibe 8 so
angeordnet, daß sie durch die Antriebswelle 5 drehbar ist,
wobei der Vorsprung der Taumelscheibe 8 über die Mitte der
Antriebswelle 5 gesteckt und daran befestigt ist. Zwischen
beiden Seiten des Vorsprungs der Taumelscheibe 8 und den
mittigen Innenendoberflächen der Zylinderblöcke 1a, 1b sind
Axiallager 12 angeordnet, um die Last in Axialrichtung der
Taumelscheibe 8 zu tragen.
Fünf Zylinderbohrungen 9a, 9b sind in gleichen Abständen in
einem Kreis mit einem vorgeschriebenen Radius um die
Antriebswelle 5 herum in jedem der Zylinderblöcke 1a, 1b
angeordnet. Die Zylinderbohrungen 9a in dem vorderen
Zylinderblock 1a und die Zylinderbohrungen 9b in dem hinteren
Zylinderblock 1b sind so angeordnet, daß fünf Paar
Zylinderbohrungen gebildet werden, wobei jedes Paar den
gleichen Mittelpunkt hat. Die Zylinderbohrungen 9a am vorderen
Ende sind Führungen und die Zylinderbohrungen 9b am hinteren
Ende dienen zur Kompression.
Jede Kolbenkonstruktion 10 weist folgendes auf: eine
Kolbenstange 10a; einen Führungskolben 10b, der am vorderen
Ende der Kolbenstange 10a ausgebildet ist; und einen
Kompressionskolben 10c, der am hinteren Ende der Kolbenstange
10a ausgebildet ist. Die Kolbenkonstruktionen 10 sind so
angeordnet, daß jeder der Führungskolben 10b in einer
Zylinderbohrung 9a am vorderen Ende untergebracht ist, und daß
jeder der Kompressionskolben 10c in einer Zylinderbohrung 9b
am hinteren Ende untergebracht ist. Ein
Taumelscheibeneingriffsabschnitt 10d mit einem torförmigen
Querschnitt in der Axialrichtung ist in der Mitte einer jeden
der Kolbenstangen 10a ausgebildet und Schuhe 11 stehen durch
diese Taumelscheibeneingriffsabschnitte 10d in Eingriff. Die
Kolbenkonstruktionen 10 sind so konstruiert, daß sie mittels
dieser Schuhe 11 mit der Oberfläche 8a der Taumelscheibe 8 in
Eingriff sind und hin und her gehen, wenn sich die
Taumelscheibe 8 dreht.
Die vordere Endseite der Zylinderanordnung 1, die so
konstruiert ist, wie sie vorstehend beschrieben wurde, wird
von einem vorderen Gehäuse 14 abgedeckt. Die hintere Endseite
der Zylinderanordnung 1 wird durch ein hinteres Gehäuse 5
durch eine Ventilanordnung 16 abgedeckt, die folgendes
aufweist: eine Einlaßventilplatte 16A, bei der Einlaßventile
32 in einer Einheit an Positionen ausgebildet sind, die den
hinteren Zylinderbohrungen 9b entsprechen; eine Öffnungsplatte
16B, die Ansaugöffnungen 33 an Positionen hat, die den
Ansaugventilen 32 entsprechen, und Auslaßöffnungen 36 an
Positionen, die den hinteren Zylinderbohrungen 9b entsprechen;
eine Auslaßventilplatte 16C, in der Auslaßventile 35 in einer
Einheit an Positionen ausgebildet sind, die den
Auslaßöffnungen 36 entsprechen; und eine Rückhalteplatte 16D,
die Halter hat, die den Öffnungsgrad der Auslaßventile 35
regulieren, die in einer Einheit ausgebildet sind. Diese
Gehäuse 14, 15 sind mittels einer Vielzahl an Schraubenbolzen
38, die sich durch die Länge der Zylinderanordnung 1
erstrecken, mit der Zylinderanordnung 1 verbunden und daran
befestigt.
Die innere Kammer 37 des vorderen Gehäuses 14 ist mittels
einer Vielzahl an Verbindungskanälen 26 mit der
Taumelscheibenkammer 7 verbunden, die in dem vorderen
Zylinderblock 1a ausgebildet sind. Die vorderen
Zylinderbohrungen 9a sind zur inneren Kammer 37 hin geöffnet.
Das Innere des hinteren Gehäuses 15 ist durch eine Trennwand
in zwei konzentrische Räume unterteilt. Der innere Raum bildet
eine Ansaugkammer 31, die durch eine Vielzahl von
Verbindungskanälen 27, die im hinteren Zylinderblock 1b
gebildet sind, mit der Taumelscheibenkammer 7 verbunden sind.
Die Ansaugkammer 31 ist durch die Ansaugöffnungen 32 und die
Ansaugventile 33 mit den hinteren Zylinderbohrungen 9b
verbunden. Der äußere Raum im Inneren des hinteren Gehäuses 16
bildet eine Auslaßkammer 34, die durch die Auslaßventile 35
und die Anslaßöffnungen 36 mit jeder der hinteren
Zylinderbohrungen 9b verbunden ist. Die Auslaßkammer 34 ist
durch Auslaßkanäle 24 mit einem Auslaß 22 verbunden.
In einem Taumelscheibenkompressor der obigen Konstruktion
wird, wenn die Antriebswelle 5 durch eine äußere
Antriebsquelle wie einen Fahrzeugmotor, etc., angetrieben
wird, durch die Taumelscheibe 8, die sich dreht und hin und
her geht, die Drehkraft der Antriebswelle 5 in eine hin und
her gehende Bewegung umgewandelt und durch die Schuhe 11 auf
die Kolbenkonstruktionen 10 übertragen. Die
Kolbenkonstruktionen 10 werden an beiden Enden geführt, wenn
sie durch die Gleitwirkung der Führungskolben 10b, die in den
vorderen Zylinderbohrungen 9a untergebracht sind, hin und her
gehen, und aufgrund der Wirkung der Kompressionskolben 10c,
die in der hinteren Zylinderbohrungen 9b untergebracht sind.
Die Kompression des Kühlmittelgases wird durch die hin und her
gehende Bewegung der -Kolbenkonstruktionen 10 in den hinteren
Zylinderbohrungen 9b durchgeführt.
D.h., das Kühlmittelgas in einem externen Kühlmittelkreislauf
(nicht gezeigt) wird vom Einlaß 21 sukzessive durch den
Ansaugkanal 23, die Taumelscheibenkammer 7, die
Verbindungskanäle 27, die Ansaugkammer 31, die Ansaugöffnungen
33 und die Ansaugventile 32 zu den Zylinderbohrungen 9b
eingesaugt. Das Kühlmittelgas, das in die Zylinderbohrungen 9b
eingesaugt wurde, wird durch die Kompressionskolben 10c
komprimiert, stößt die Auslaßventile 35 auf und wird von den
Auslaßöffnungen 36 zur Auslaßkammer 34 ausgestoßen. Das zu der
Auslaßkammer 34 ausgestoßene Gas wird durch die Auslaßkanäle
24 und den Auslaß 22 zum externen Kühlmittelkreislauf
gefördert.
Somit wird in den hinteren Zylinderbohrungen 9b eine
Kompression des Kühlmittelgas es durchgeführt und zur gleichen
Zeit wird eine Führungsfunktion erfüllt, um eine gleichmäßige
hin und her gehende Bewegung der Kolbenkonstruktionen 10 zu
gewährleisten; aber in der vorderen Zylinderbohrung 9a sind
die Zylinderbohrungen 9a durch den Ansaugkanal 23, die
Taumelscheibenkammer 7, die Verbindungskanäle 26 und die
innere Kammer 37 in dem vorderen Gehäuse 14 mit der
Ansaugseite (der Niederdruckseite) verbunden, und sie dienen
deshalb nur dazu, ein Ende der Kolbenkonstruktionen 10 ohne
Durchführung einer Kompressionsfunktion zu führen.
In einem Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressor, der auf diese
Art und Weise konstruiert ist, wird das Seitenspiel CR zwischen
den Kolben 10c und den Zylinderbohrungen 9b im hinteren Ende
als kleinstmöglicher Wert eingestellt, in einem Bereich, der
die Gleitfunktion der Kolben 10c nicht behindert, mit dem Ziel
der Reduzierung des Gasdurchblasens und der Verbesserung des
Kompressionswirkungsgrades.
Andererseits wird das Seitenspiel CF zwischen den Kolben 10b
und den Zylinderbohrungen 9a im vorderen Ende größer
eingestellt, so daß sich die Kolben 10b, 10c gleichmäßig hin
und her bewegen können, sogar wenn eine Deformation oder
Fehlausrichtung der Achsen in den Zylinderbohrungen 9a, 9b
aufgrund der Belastung, die während dem Zusammenschrauben der
Gehäuseteile 14, 15 durch die Schraubenbolzen 38 oder aufgrund
des Druckes des Kühlmittelgases, das in den Kompressor gefüllt
wird, aufgebracht wird, auftritt.
Genauer gesagt wird das Seitenspiel CF im vorderen Ende
annähernd zwei bis zehn mal oder um annähernd 10 bis 100 µm
größer als das Seitenspiel CF im hinteren Ende eingestellt
(siehe Fig. 3). Das Seitenspiel CF im vorderen Ende sollte
vorzugsweise annähernd sieben mal dasjenige des Seitenspieles
CR im hinteren Ende sein und wenn beispielsweise das
Seitenspiel CR im hinteren Ende 5 µm beträgt, sollte das
Seitenspiel CF im vorderen Ende 35 µm betragen.
Folglich kann durch diese Konstruktion eine teilweise Störung
zwischen den Kolben 10b, 10c und den Zylinderbohrungen 9a, 9b
vermieden werden und eine gleichmäßige hin und her gehende
Bewegung der Kolben kann erzielt werden. Deshalb können sowohl
ein Zurückblasen des Gases in das hintere Ende als auch ein
mechanischer Verlust reduziert werden.
Vorstehend erfolgte eine Erläuterung eines
Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3. Jedoch können die Kolben 10b
und die Zylinderbohrungen 9a im vorderen Ende kleiner gemacht
werden als die jeweiligen Kolben 10c und die Zylinderbohrungen
9b im hinteren Ende. Dadurch wird die Kolbenkonstruktion
leichter und der Flächeninhalt der Gleitoberfläche der Kolben
10b im vorderen Ende wird reduziert, wodurch die Gleitreibung
und deshalb der Leistungsverbrauch reduziert wird.
Obwohl in dem obigen Ausführungsbeispiel der Einkopfkolben-
Taumelscheibenkompressor von der Bauart mit einem
feststehenden Volumen ist, ist die Erfindung des weiteren
nicht auf eine solche Bauart mit feststehendem Volumen
beschränkt, sondern es kann auch eine Bauart mit variablem
Volumen verwendet werden.
In einem Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressor, in dem Kolben
10b, 10c an beiden Enden geführt werden, ist das Seitenspiel CF
zwischen den Kolben 10b und den Zylinderbohrungen 9a auf der
Führungsseite größer als das Seitenspiel CR zwischen den Kolben
10c und den Zylinderbohrungen 9b auf der Kompressionsseite.
Dieses ist annähernd zwei bis zehn mal, d. h. um ungefähr 10
bis 100 µm größer oder vorzugsweise sieben mal größer als das
andere.
Claims (5)
1. Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressor, der die folgenden
Bauteile aufweist:
eine Zylinderanordnung (1), die eine Taumelscheibenkammer (7) aufweist, die darin angeordnet ist, und eine Vielzahl an Paaren von Zylinderbohrungen (9a, 9b), die jeweils in der vorderen Endseite und der hinteren Endseite der Taumelscheibenkammer (7) ausgebildet sind;
eine Antriebswelle (5), die mittig in der Zylinderanordnung (1) angeordnet ist;
Kolbenkonstruktionen (10), die Kolben (10b, 10c) aufweisen, die an beiden Enden von Kolbenstangen (10a) ausgebildet sind, und die in den Paaren von Zylinderbohrungen (9a, 9b) untergebracht sind;
eine Taumelscheibe (8), die in der Taumelscheibenkammer (7) untergebracht ist, die sich zusammen mit der Antriebswelle (5) dreht, um zu bewirken, daß die Kolbenkonstruktionen (10) hin und her gehen;
und Gehäuse (14, 15), die beide Enden der Zylinderkonstruktionen (10) abdecken;
wobei die Kolben (10b) in einem Satz Zylinderbohrungen (9a) geführt werden und durch die Kolben (10c) in dem anderen Satz Zylinderbohrungen (9b) eine Kompression ausgeführt wird, wobei das Innere der Zylinderbohrungen (9b) durch Ansaugventile (3 2) mit der Ansaugseite verbunden ist und durch Auslaßventile (35) mit der Auslaßseite verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Seitenspiel (CF) zwischen den Kolben (10b) und den Zylinderbohrungen (9a) in dem einen Satz Zylinderbohrungen (9a) größer dimensioniert ist als ein Seitenspiel (CR) zwischen den Kolben (10c) und den Zylinderbohrungen in dem anderen Satz Zylinderbohrungen (9a).
eine Zylinderanordnung (1), die eine Taumelscheibenkammer (7) aufweist, die darin angeordnet ist, und eine Vielzahl an Paaren von Zylinderbohrungen (9a, 9b), die jeweils in der vorderen Endseite und der hinteren Endseite der Taumelscheibenkammer (7) ausgebildet sind;
eine Antriebswelle (5), die mittig in der Zylinderanordnung (1) angeordnet ist;
Kolbenkonstruktionen (10), die Kolben (10b, 10c) aufweisen, die an beiden Enden von Kolbenstangen (10a) ausgebildet sind, und die in den Paaren von Zylinderbohrungen (9a, 9b) untergebracht sind;
eine Taumelscheibe (8), die in der Taumelscheibenkammer (7) untergebracht ist, die sich zusammen mit der Antriebswelle (5) dreht, um zu bewirken, daß die Kolbenkonstruktionen (10) hin und her gehen;
und Gehäuse (14, 15), die beide Enden der Zylinderkonstruktionen (10) abdecken;
wobei die Kolben (10b) in einem Satz Zylinderbohrungen (9a) geführt werden und durch die Kolben (10c) in dem anderen Satz Zylinderbohrungen (9b) eine Kompression ausgeführt wird, wobei das Innere der Zylinderbohrungen (9b) durch Ansaugventile (3 2) mit der Ansaugseite verbunden ist und durch Auslaßventile (35) mit der Auslaßseite verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Seitenspiel (CF) zwischen den Kolben (10b) und den Zylinderbohrungen (9a) in dem einen Satz Zylinderbohrungen (9a) größer dimensioniert ist als ein Seitenspiel (CR) zwischen den Kolben (10c) und den Zylinderbohrungen in dem anderen Satz Zylinderbohrungen (9a).
2. Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenspiel (CF) zwischen den
Kolben (10b) und den Zylinderbohrungen in dem einen Satz von
Zylinderbohrungen (9a) annähernd zwei bis zehn mal das
Seitenspiel (CR) zwischen den Kolben (10c) und den
Zylinderbohrungen in dem anderen Satz Zylinderbohrungen (9b)
ist.
3. Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenspiel (CF) zwischen den
Kolben (10b) und den Zylinderbohrungen in dem einen Satz von
Zylinderbohrungen (9a) um annähernd 10 bis 100 µm größer ist
als das Seitenspiel (CR) zwischen den Kolben (10c) und den
Zylinderbohrungen in dem anderen Satz Zylinderbohrungen (9b).
4. Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das -Seitenspiel (CF) zwischen den
Kolben (10b) und den Zylinderbohrungen in dem einen Satz von
Zylinderbohrungen (9a) annähernd 35 µm beträgt und daß das
Seitenspiel (CR) zwischen den Kolben (10c) und den
Zylinderbohrungen in dem anderen Satz von Zylinderbohrungen
(9b) annähernd 5 µm beträgt.
5. Einkopfkolben-Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der
Zylinderbohrungen und der Durchmesser der Kolben (10b), die in
den Zylinderbohrungen in dem einen Satz von Zylinderbohrungen
(9a) untergebracht sind, kleiner ist als der Durchmesser der
Zylinderbohrungen und der Durchmesser der Kolben (10c), die in
den jeweiligen Zylinderbohrungen in dem anderen Satz von
Zylinderbohrungen (9b) untergebracht sind.
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