DE2245854A1 - Taumelscheibenkompressor zur klimatisierung von fahrzeugen - Google Patents

Description

Dipl.-lng. Heinz Lesser. Patentanwalt D-8 München 81, Cosimostrafce 81 · Telefon: (0811) 983320

Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho 1, Toyoda-cho, 2-chome, Kariya-shi, Aichi-ken, Japan

19..9. 1972 L 9848 L/wa

Taumelscheibenkompressor zur Klimatisierung von Fahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Taumelscheibenkompressor zur Klimatisierung von Fahrzeugen, insbesondere auf einen verbesserten Taumelscheibenkomoressor, bei dem ein kombinierter Zylinderblock die Außenfläche des Kompressors bildet, und zwar anstelle eines Rahmens, der bei bekannten Kompressoren als Gehäuse od. dgl. bezeichnet wird.

In letzter Zeit geht bei der Entwicklung von Fahrzeugen die Tendenz dahin, die* Raumbeanspruchung der Hilfs-Maschinenteile bzw. deren Gewicht zu begrenzen, und es entstand somit die Forderung, Kompressoren für Fahrzeuge von verhältnismäßig geringer Größe und von geringem Gewicht zur Verfügung zu stellen.

Es ist bekannt, daß der Taumelscheibenkompressor gegenüber anderen Kompressortypen mit sich hin- und herbewegenden Kolben überlegen ist. Darüberhinaus wird der Taumelscheibenkompressor aufgrund seines geringen Vibrierens und geringen Geräusches sehr geschätzt. Jedoch weist der bekannte Taumelscheibenkompressor gegenüber den genannten Vorteilen den

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Nachteil auf, daß er verhältnismäßig sperrig ist, ein verhältnismäßig großes Gewicht hat und zahlreiche einzelne Maschinenteile aufweist. Daraus folgt, daß die Kraftfahrzeuge-Industrie darauf Wert legt, diese Probleme zu lösen, ohne auf Vorteile bekannter Kompressoren verzichten zu müssen.

Durch zahlreiche Verbesserungen wurde versucht, diese Probleme zu lösen. Eine dieser Verbesserungen bezieht sich auf einen Kompressor mit einem zylindrischen Gehäuse. Darin stimmt eine geometrische mittlere Axial-Linie der äußeren zylindrischen Oberfläche des Zylinderblocks mit der geometrischen Mittellinie der Antriebswelle überein. Bei dieser Anordnung ergibt sich eine verhältnismäßig kleine Kammer zum Speichern von Schmieröl, die im folgenden Schmiermittelspeicher genannt wird; in anderen Worten, bei der vorgenannten Anordnung befindet sich der unterste Teil der Taumelscheibe nahe der Bodenfläche des Schmiermittelspeichers, was dazu führt, daß das in den Schmiermittelspeicher zurückgeführte Schmieröl unmittelbar durch die Drehung der Taumelscheibe im Sinne eines Versprithens beeinflußt wird. Die verspritzten Schmierölteilchen gelangen durch die Saug- und Ausstoßwirkung des Kolbens in die zylindrischen öffnungen und v/erden dort zusammen mit dem Kühlgas unter Druck gesetzt und dann in den Kühlkreis gebracht. Daraus folgt, daß es Schwierigkeiten bereitet, genügend Schmieröl im Schmiermittelspeicher zu speichern. Da bei einer solchen Anordnung das Kühlgas mit den verspritzten Schmierölpartikeln zusammen unter Druck gesetzt wird, wird die Kompressionsleistung im Hinblick auf das Gasvolumen verringert und somit auch die Kühlwirkung. Da der Kompressor zwar gleich bei Inbetriebnahme einer sofortigen und ausreichenden Schmierung bedarf, die Schmierwirkung des Kompressors jedoch ungenügend ist, weist der Kompressor eine verhältnismäßig geringe Lebensdauer auf.

Zur Lösung dieses Problems wurde vorgeschlagen, einen mit einem außerhalb des Bodenteiles des Zylinderblocks heraus-

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tretenden, vorstehenden Schmiermittelspeicher versehenen Zylinderblock zu verwenden (DT-Patentanmeldung P 21 51 291.4-15 vom 14. Oktober 1971). Diese Art von Kompressoren benötigt jedoch für seinen 'sich nach außen erstreckenden Schmiermittelspeicher mehr Raum und vergrößert dadurch den vorgenannten Nachteil übermäßiger Raumbeanspruchung von Taumelscheibenkompressoren .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Taumelscheibenkompressor zur Verfügung zu stellen, der diese vorgenannten Probleme löst.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus der Beschreibung eines verbesserten Taumclscheibenk'ompressors und aus dem Anspruchsbegehren.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsböispiels erläutert, ohne daß die Erfindung in irgendeiner Weise darauf beschränkt ist. Es zeigt:

Figur 1 eine Vorderansicht des Gehäuses eines Taumelscheibenkompressors gemäß der Erfindung,

Fig\ir 2 einen Querschnitt des Taumelscheibenkompressors entlang der Linie II - II der Fig. 1.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte, erfindungsgemäße Taumelscheibenkompressor weist zwei Zylinderblöcke 1 und 2 auf, die, gleichachsig angeordnet, miteinander verbunden sind. Dieser Anordnung sind zwei Zylinderköpfe 3 und 4 starr zugeordnet, die an den äußeren Enden der beiden Zylinderblöcke 1 bzw. 2 gleichachsig festgelegt sind. Bei vorgenannter Anordnung ist ein Dichtungsring 13, wie in Fig. 2 gezeigt¹, zwischen ti ο η ZvI inderblöcken vorgesehen. Zwischen dem vorderen Zylinderkopf 4 und dem vorderen Zylinderblock 2 befindet: siel) fiine Ventil platte G, die zur Auf rGChterhaltung der Laqe " der vorgrMvmnt.fn Tc;i lp_..ferst .oingofugt: i nt.-JilnQ„._wa.i.kexe.._.

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Ventilplatte 5 ist zwischen dem hinteren Zylinderkopf 3 und dem Zylinderblock 1 vorgesehen. Eine koaxial durch die Zylinderblöcke ., die Zylinderköpfe und die Ventilklappen hindurch verlaufende Antriebswelle 7 stellt eine direkte Verbindung mit einem (nicht dargestellten) Antriebeteil eines Antriebsmotors eines Fahrzeuges dar. Die Antriebswelle 7 ist drehbar in Nadellagern 8 angeordnet, die sich an den äußeren Enden der Zylinderblöcke 1 und 2 befinden. Ein wichtiges Merkmal des vorgenannten Aufbaus ist die Anordnung der Antriebswelle 7 relativ zu der koaxialen geometrischen Mittellinie B der Zylinderblöcke 1 und 2 und der Zylinderköpfe 3 und 4 (Fig. 2). Das heißt, daß die geometrische Mittellinie (Drehachse) A der Antriebswelle 7 etwas oberhalb der koaxialen geometrischen Mittelline B liegt. '

Sämtliche Bohrungen 10, und zwar drei Paare Bohrungen 10, verlaufen im wesentlichen parallel zur Drehachse der Antriebswelle 7 und sind mit darin verschiebbar angeordneten, zweifach wirkenden Kolben 11 versehen. Jeder Kolben 11 weist ein Paar Endknöpfe 11 a auf, die verschiebbar in engem Kontakt mit der Innenwand der Bohrung 10 stehen, sowie einen Verbindungsteil 11 b zwischen den beiden Knöpfen 11 a. Der Verbindungsteil weist Aussparungen auf, die die beiden Vorderflächen der Taumelscheibe 9 mit darin vorgesehenen Kugeln und Käfigen 23 übergreifen. Durch diese Anordnung verursacht jede Drehung der Taumelscheibe 9 ein Hin- und Her-Verschieben des Kolbens 11 innerhalb der Bohrung 10. Zwischen der Taumelscheibe 9 und den Zylinderblöcken 1 und 2 sind zwei Drucklager 14 vorgesehen, um die durch die Pumpwirkung des Kolbens 11 verursachten axialen Druckkräfte aufzunehmen. Querschnittskammern sind in den Zwischenräumen zwischen benachbarten Bohrun gen 10 und der Außenwand der Zylinderblöcke 1 und 2 vorgesehen. Die untere Teilkammer wird als Schmiermittelspeicher 15 benutzt und die anderen beiden Kammern dienen als Kühldurchgänge 18 und 19, die mit den jeweiligen Saugkammern 16 und Druckkammern 17 der Zylinderköpfe 3 und 4 in Verbindung stehen.

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Nachdem das Kühlmittel durch den Kühlkreis geflossen ist, kommt es zurück in den Kompressor und wird einer (nicht dargestellten) Einlaßöffnung zugeführt und gleichmäßig auf. die in den beiden Zylinderblöcken 1 und 2 gebildeten Kühldurchgänge' 18 und 19 verteilt:. Das in dem Kühlmittel enthaltene Schmieröl wird vom Saug-Kühlmittel getrennt, und das abgeschiedene Schmieröl wird durch ölrinnen 12 über Bohrungen 20 zugeleitet. Dieses Schmieröl wird dann zur Schmierung allen Schmierstellen zugeführt* wie den Nadellagern 8, den Drucklagern 14 und der Taumelscheibe 9. Nach Trennung von seinem Ölinhalt wird das kein 91 enthaltende Kühlmittel durch die Klappöffnungen der Ventilplatten 5, 6 hindurch in die Saugkammer 16 beider Zylinderköpfe 3 und 4 geleitet» Von dort wird das Kühlmittel in die Zylinderöffnungen 10 mittels eines geeigneten Saugventils (nicht dargestellt) gesaugt. Das zusammengepreßte Kühlmittel wird dann mittels eines geeigneten Entladeventils (nicht abgebildet) in die Entladekainmern der Zylinderköpfe 3, 4 entladen, dann über die Leitungen der Ventilplatten 5, 6 in die Kühldurchgänge 19 und schließlich über Auslaßpforte (nicht abgebildet) zu einer (nicht abgebildeten) Auslaßöffnung. Die in der vorerwähnten Patentanmeldung offenbarte, ähnliche Konstruktion und Anordnung der Einlaß- und Auslaß-Öffnungen usw. kann auch bei vorliegender Erfindung angewandt werden. Der Schraiermittelspeicher 15 nimmt das überschüssige Schmiermittelöl auf und führt es zum Zweck der Schmierung und Zirkulation der Taumelscheibe 9 zu.

Wie bereits erwähnt, verläuft bei einem erfindungsgemäßen 'Taumelscheibenkompressor ohne Gehäuse die geometrische Mittellinie der Zylinderblöcke etwas unter der geometrischen Mittellinie (Drehachse) der Antriebswelle. Dies hat zur Folge, daß deren Aufbau trotz der Tatsache, daß die Zylinderblöcke den ölspeicher und die Kühlmittelpassagen umschließen, sehr einfach ist. Darüberhinaus wird durch den Kompressor praktisch nur der gleiche Raum beansprucht wie im Falle der Verwendung eines exakt zylindrischen Zvlinderblocks mit zusammenfallenden

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Mittellinien, obwohl durch das Trennen der Mittellinien voneinander mehr Raum zum Speichern von Schmieröl zur Verfügung gestellt wird.

Wie bereits erwähnt, bedient man sich durch Verwendung eines Dichtungsringes 13 einer äußerst einfachen Abdichtungsmethode.

Deshalb kann auf ein besonderes Abdichtungssystem zur Abdichtung der Kühlmitteldurchgänge vollkommen verzichtet und die Möglichkeit eines Gasentweichens ganz ausgeschaltet werden.

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Claims (1)

1. Dipl.-ing. Heim lesser, Pdtentonwalt D-8 Mönchen 81, CosimastraBe 81 · Telefon: (0811) 983820

   Patentans ρ r ü. c h e

   Taumelscheibenkompressor zur Klimatisierung von Fahrzeugen mit zwei Zylinderblöcken, die gleichachsig angeordnet miteinander verbunden sind und die äußere Fläche des Maschinenrahmens bilden, mit zwei Zylinderkopfen, die über Ventilplatten mit den äußeren Enden der miteinander verbundenen Zylinderblöcke koaxial verbunden sind, wobei jeder Zylinderkopf, eine Saugkammer und eine Druckkammer aufweist und die Zylinderblöcke je mit drei gleichachsig angeordneten Bohrungen, einem verschiebbar in jeder Bohrung geführten Kolben, einem Taumelscheiben-Mechanismus zum , Bewegen der Kolben und einer die Taumelscheibe antreibenden Antriebswelle versehen sind, die selbst an eine Antriebsquelle anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Zylinderblöcken ein Schmiermittelspeicher (15) in einem zwischen einem Paar der genannten öffnungen (10) und einer Innenwand der Zylinderblöcke (1, 2) an verhältnismäßig niedriger Stelle gelegenen Sektorraum gebildet ist, die beiden anderen zwischen diesen Bohrungen (10) befindlichen Sektorräume (18, 19) als Kühlmitteldurchgänge dienen, die mit den genannten Saugkammern (16) bzw. Druckkammern (17) der Zylinderköpfe in Verbindung stehen, und daß die geometrische, in Längsrichtung verlaufende Mittellinie (B) der miteinander verbundenen Zylidnerblöcke (1,2) parallel zu und unterhalb der geometrischen Mittellinie (Drehachse)(ä) der Antriebswelle (7) verläuft.

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