DE2946430A1

DE2946430A1 - Taumelscheibenverdichter

Info

Publication number: DE2946430A1
Application number: DE19792946430
Authority: DE
Inventors: Byron Lester Brucken; Jun Frank William Hodits
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1978-12-04
Filing date: 1979-11-15
Publication date: 1980-06-19
Also published as: JPS63164578U; AR217215A1; IT7950901A0; JPS5581285A; BR7907833A; SE7909957L; US4347046A; FR2443597B1; FR2443597A1; JPH0244062Y2; AU5283979A; CA1140515A; AU519697B2; IT1162693B; GB2038950A; GB2038950B

Description

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Ein Taumelscheibenverdichter gemäss dem Gattungebe·!· griff des Patentanspruchs 1 ist beispielsweise durch die US-PS 3 057 545 bekannt.

Dieser stellt zwar eine brauchbare Bauart dar, da ! sie unter Verwendung von doppeltwirkenden Kolben sechs Verdi chtungsräume aufweist und im Betrieb zuverlässig ist„

Allerdings benötigt sie zur Schmierung eine besondere 01-

pumpe. Zahlreiche Verasche wurden gemacht, u» eine solcfce ölpumpe entbehrlich zu machen, wie dies beispielsweise die US-PS 3 930 758 zeigt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein· Schmieranlage ohne ölpumpe zu schaffen, die zugleich eine weitere dringende Forderung erfüllt, nämlich eine Verringerung von Gewicht und Raumbedarf des Taumelscheibenverdich-

erzielen
tere zu *ΏΉ&£§6&$$ um den Kraftsteffaufwand zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungeteil des Patentanspruchs 1 herausgestellten Merkmale gelöste

Weitere vorteilhafte Auegestaltungen der Erfindung ergeben eich aus den Unteransprüchen.

Durch die Erfindung wird ein gedrängt bauender Taumelscheibenverdichter geschaffen, der für Luftkonditio— nierungsanlagen von Kraftfahrzeugen besonders geeignet ist und verhältnismässig wenig Einzelteile benötigt und für die Schmieranlage keine Ölpumpe benötigt. Durch den freien -flaum zwischen den Bohrungsteilen für jeden doppeltwirkende^ Kolben ergibt sioh ein geringes Gewicht. Die Sοhaierung

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wird in zuverlässiger Weise dadurch erzielt, dass die gesamte angesaugte Gasmenge mit einem beträchtlichen ölgehal unter niedrigem Druck in den axial liegenden oberen Einlas kanal eintritt und dort einem Wärmetausch mit den oberen Zylindern ausgesetzt wird, so dass sieh infolge der Erwärmung des Oases eine ausreichende Abscheidung von öl ergibt Dieses schlägt sieh an den Zylinderwänden nieder und wird durch die Schwerkraft zur Schmierung der Lager abgeleitet· Das im Gas verbleibende Ul benetzt die Flächen der Taumel— scheibe und bewirkt deren Schmierung OIH an den Anschluß punkten der Kolben, Aus dem Einlasskanal wird auch eine ausreichende ölmenge zum S_chmieren der Kolben in die Boh— rungen der Zylinder mitgenommen.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Taumelscheibenverdichter nach der Erfindung, Pig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 in

Pig. 1 in Richtung der Pfeile gesehen, Pig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 in

Pig· 1 in Richtung der Pfeile gesehen, Pig. 4 einen Querschnitt iaoh der Linie 4-4 in

Pig. 1 in Richtung der Pfeile gesehen, Pig. 5 einen Querschnitt nach der Linie 5-5 in Pig. 1 in Richtung der Pfeile gesehen,

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Fig«, 6 einen Querschnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 1 in Richtung der Pfeile gesehen unc

Fig. 7 einen Querschnitt nach der Linie 7-7 in Figo 1 in Richtung der Pfeile gesehen.

Ein Taumelscheibenverdichter 10 kann in geeigneter Weise über eine nicht dargestellten Magnetkupplung angetrieben werden, die auf einem Stutzen 11 befestigt ist«. Der Taumelscheibenverdichter weist einen zylindrischen Manf tel 12 auf, dessen Stirnseiten durch einen vorderen Zylinderkopf 14 und einen hinteren Zylinderkopf 16 verschlossen sind. Eine Taumelscheibe 18 ist an einer Antriebswelle 20 befestigt, die In Lagern 22 und 24 drehbar in Naben 26 bzw.27 abgestützt sind, die an einem vorderen und einem hinteren Zylinderbleck 28 bzw. 30 gebildet sind. Die Drehbewegung der Antriebswelle 20 wird in eine Hubbewegung dreier doppeltwirkender Kolben 31, 32 und 33 (Fig.1 und 2 β umgesetzt. Die Hubbewegung der Kolben erfolgt parallel zur Aohse der Antriebswelle 20, wozu die Kolben in den Zylinderblöcken 28 und 30 in Bohrungen 31», 32*. 33* bzw. 31", 32",33" geführt sind.

Die Hubbewegung der Kolben wird durch die Taumelscheibe bewirkt, die über halbkugelförmige Gleitkörper 36 mit den Kolben verbunden ist. Hierzu enthält jeder Kolben, in Fig.1 beispielsweise der Kolben 33, einen Einschnitt, der den Rand der Taumelscheibe 18 umgreift. Der Einschni enthält kugelförmige Aussparungen 38 zur Aufnahme der " 030025/0560 ——

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Gleitstücke 36, die gegen ebene Flächen 39 der Taumelschei+· "be 18 anliegen. Die radialen Pumpenkräfte werden von den Lagern 22 und 24 aufgenommen, während axiale Schubkräfte durch Drucklager 40 und 42 aufgenommen werden, die zwischeji der Taumelscheibe und den Naben 26 bzw.27 angeordnet sind« Die Lager sind zweckmässig als nadellager ausgebildet. Zwischen den Zylinderköpfen 14 und 16 und den ihnen zugeordneten Zylinderblöcken 28 bzw, 30 sind Ventilplatten 44 bzw. 46 Yorgesehen. In den Ventilplatten 44 und 46 sind ausgerichtet zu den Bohrungen 31 *, 32^f, 33 ^f , 31", 32" ,33" Einlasslöcher 47 und Auslasslöcher 48 vorgesehen· Diesen Löchern sind Federfinger 50 an der Innenfläche für die Einlaeslöcher und Federfinger 52 und 53 an der Aussenfläche für die Auslasslöcher zugeordnet, wie dies an sich bekannt ist (Fig_e6jl. Den ^rederfingern 52 und 53 sind Fänge platten 54 und 55 zugeordnet, um übermässuge Ausschläge zu verhindern. Die Einlaeslöcher 47 stellen die Verbindung zwischen den Bohrungen und radial aussen in den Zylinderkopf en gebildeten Ansaugkammern 56 bzw, 58 her, in den

i8/ ein niedriger Druck herrscht. Die Auslasslöcher/stellen die Verbindung zu Aus las β kammern 60 bzw. 62 her, die radial, innen in den Zylinderkopfen 14 und 16 gebildet sind und in denen ein hoher Druck herrscht. Die Ansaugkammern 56 und 5 3 sind von den zugeordneten Auslasskammern 60 bzw. 62 durch O-Dichtungsringe 63 getrennt«

Die Zylinderköpfe 14 und 16 haben geschlossene

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Ringrippen 66 und 67 am Aussenumfang und mittlere Rippen 64 und 65 ,die die Ansaugkammern 56 bzw_o 58 begrenzen. Wie Figo5 zeigt, enthält der hintere Zylinderkopf 16 eine Einlassöffnung 7Oj, die in einer senkrechten Mittelebene X des Taumelscheibenverdichters liegt,, Die Einlassöffnung 70 befindet sich in einem Stutzen 72 und geht in einen etwa viereckigen Durchbruch 73 über, der durch die Ringrippen 66 und 67 sowie dazu senkrechte Zwischenwände 74 und 75 begrenzt wird₉ die mit gleichem Abstand beiderseits der Ebene X vorgesehen sind«, Die hintere Ventilplatt« 46 hat ein zum Durchbruch 73 ausgerichtes Loch 76, durch das angesaugtes Gas in einen oberen axial gerichteten Insaugkanal 77 tritt (Fig. 1-3)ο

Wie die Fig. 1 zeigt, sind die Zylinderblöcke 28 und 30 durch zwei nicht dargestellte Stifte zueinander ausgerichtet und stossen in einer brennfläche 80 zusammen. Eine entsprechende Ausrichtung erfolgt durch Stifte 82 (Fig. 2,4,5 und 6) zwischen den Ventilplatten und den Zylinderköpfen. Der Ansaugkanal 77 wird daher von den oberen Zylinderteilen 1F und 2F des Zylinderblocks 28 und den oberen Zylinderteilen 1R und 2R des Zylinderblocks 30 sowie dem Mantel 12 begrenzt« Das vordere und hintere Zylinderteil 1F und 1R und die Zylinderteile 3F und 3R auf der unteren Seite begrenzen einen Auslasskanal 78 und die Zylinderteile 2F und 2R im oberen ^eIl begrenzen zusammen mit den unteren Zylinderteilen 3Ϊ und 3R einen zweiten

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Auslasskanal 79« Die Auslasskanäle sind aussen vom Mantel 12 begrenzt. Die Bohrungen in den Zylinderblöcken, die axial zueinander ausgerichtet sind, sind durch halbzylindrische radial einwärts gerichtete Auschnitte voneinander getrennt. So hat gemäss Fig. 1 das Zylinderteil 2F einen Ausschnitt 92 , der spiegelbildlich zu einem Ausschnitt 94 des Zylinderteile 1R liegt» Die so gebildeten drei Öffnungen begrenzen zusammen mit den Naben 26 und 27 einen zentralen Raum 100 zur Aufnahme der Taumelscheibe 18. Beim betrieb tritt (jas, das niedrigen D_ruck und niedrige Temperatur hat, sowie einen wesentlichen Anteil an öl enthält am rückwärtigen Ende des Ansaugkanals 77 ein und durchströmt diesen in axialer Richtung, wobei sich an den oberen Zylinderteilen 1R, 1F, 2R, 2F ein Wärmetausc über die von dem verdichtetem Gas erhitzten Flächen 102 und 104 ergibt. Die hierdurch erhöhte Temperatur des eintretenden Grases bewirkt ein Absondern eines Teils des mitgeführten UIs, das sich an den oberen Flächen niederschlag Es Sammelt sich an den Flächen 102 und 104 und die dort herrechende höhere Temperatur treibt das Gras aus dem Öl aus, das nun weitgehend gasfrei durch die Schwere nach unten abströmt und über S_chlitze 106 und 108 in den Naben 26 und 27 zu den Lagern 22 und 24 und den Drucklagern 40 und 42 gelangt und diese schmiert» Bevor das Gas aus dem Ansaugkanal 77 zu den Auslasskanälen abströmen kann, tritt es durch den Raum 100, in dem das restliche öl die Flächen 39 der Taumelscheibe 18 benetzt und zu den Gleitntüoken

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gelangt und diese schmiert.

Wie die Fig«. 2 und 3 zeigen weisen die Ventilplatten 44 und 46 Austrittslöcher 112,113, 114,115 bzw. 116, 117,118,119 auf, die die Verbindung mit den Auslasskanälen 78 und 79 herstellen und in die Insaugkammern 56 bzw,58 münden. In den Bohrungen der Zylinderblöcke wird das Gas dann verdichtet und das verdichtete Ga* gelangt in die Auslasskammern 60 bzw. 62, die durch ein axial liegendes Rohr 120 miteinander verbunden sind« Das vordere Ende dee Rohrs 120 sitzt in einem Loch 122 der vorderen Ventilplatti 44 und ist durch einen O-Dichtungsring 124 abgedichtet. Las hintere Ende des Rohres 120 sitzt in einem Loch 126 der hinteren Ventilplatte 46 und ist durch einen O-Dichtungsring 128 abgedichtet. Das verdichtete Gras tritt dann aus der Auslasekammer 62 über eine Auslassöffnung 130 (Fig.7) aus.

Der Zusammenbau des Taumelscheibenverdichtere

erfolgt so, dass der vordere Rand des Mantels 12 nach in—

132/ nen umgewalzt wird, um einen radialen Plasnch/zu bilden.

In das hintere mit Gewinde versehene Ende 134 des Mantels 12 werden nacheinander der vordere Zylinderkopf 14, die vordere Ventilplatte 44 der vordere Zylinderblock 28 usw. eingeführt und eine Ringmutter 140 zum Abschluss auf das Gewinde am Ende 134 aufgeschraubt. Die Abdichtung erfolgt durch O-Ringdichtungen 136 und 138 an beiden Enden des Mantels 12.

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Aus der Beschreibung ergibt eich, dass die erfindungsgemässe Bauart gegenüber den bekannten Bauarten zu ei—' ner erheblichen Verringerung des Gewichte führt. Die Zy- j

i linderköpfe 14 und 16 bilden einen Teil von zwei radial aussen liegenden Ansaugkammern 56 und 58 und zwei radial weiter innen liegenden Auslasskammern 60 und 62 in Zusammenarbeit mit den zugeordneten Ventilplatten· Sie für die Schmierung erforderlichen Kanäle werden von dem Mantel und den Zylindern begrenzt und nehmen Räume in Anspruch, die in den notwendigerweise entstehenden Zwickeln zwischen den drei Bohrungegruppen zur Aufnahme der doppelt wirkenden Kolben liegen. Die Ausbildung der Zylinderblöcke führt e~ benfalls zu einem geringen Gewicht«,

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L e e r s e i t e

Claims

■e Di Eo ivarr.llee 9 10C0 BERLIN 19 15., November 1979 W„w-3385 General Motors Corporation, Detroit. Michigan, V«SteA. Taumelscheibenverdichter Patentansprüche : M* Taumelscheibenverdichter (10), bestehend aus einem zylindrischen Mantel (12), der stirnseitig durch einen vorderen Zylinderkopf (14) und einen hinteren Zylinderkopf (16) verschlossen ist, und einem zwischen den Zylinderköpfen angeordnetem Zylinderblock (28,30), wobei eich im hinteren Zylinderkopf eine Ansaugöffnung (70) und eine Auelassöffnung (130) befinden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Der Zylinderblock (28,30) enthält drei in Achsrichtung liegende rohrförmige Zylinder (1F, 2P, 3P, 1R,2R,3R), die um die Achse des Mantels (12) gleichmässig verteilt sind; b) zwei der Zylinder (1P, 1R, 2P, 2R) liegen oberhalb des dritten Zylinders (3?, 3R) und begrenzen zusammen mit dem Mantel (12) einen oberen Ansaugkanal (77) und swei untere Auslaeskanäle (78,79) für Gae ; c) Die Zylinder weisen im mittleren Bereich zwischen einer vorderen und einer hinteren Nabe (26 bzwe27) nach innen gerichtete Aussparungen (92,94) auf, die einen Raun (1OOJ) zur Aufnahme einer Taumelscheibe (18) bilden; 030025/0560 -2- ORIGINAL INSPECTED d) beiderseits der Aussparungen (92,94) sind In den Zylindern Tordere Bohrungen (31 *, 52» ,331) und hintere Bohrungen (31% 32", 33") gebildetI e) eine mit der Taumelscheibe (18) verbundene Antriebswelle (20) ist über Lager (22,24) drehbar auf den Naben (26,27) gelagert» und zwischen der Taumelscheibe und den laben sind Drucklager (40,42) vorgesehen; f) mit der Taumelscheibe (18) über Gleitstücke (36) verbundene doppeltwirkende Kolben (31,32,33) sind in den Bohrungen der Zylinder geführt und führen beim Drehen der Antriebswelle eine Hubbewegung aus; g) zwischen dem Zylinderblock (28,30) und den Zylinderköpfen (14,16) sind je eine Ventilplatte (44 bzw,46) eingesetzt, die in die Bohrungen der Zylinder mündende Einlasslöoher(47)und Auslasslöcher (48) enthalten; h) jeder Zylinderkopf (14,16) begrenzt mit der zugeordneten Ventilplatte (44 bzw.46) eine Saugkammer (56 bzw.58) und eine Auelasekammer [fa bzw·62), und die beiden Auslasskammern sind durch einen Verbindungskanal^mlteinander verbunden; i) öffnungen (73,76) im hinteren Zylinderkopf (16) und der zugeordneten Ventilplatte (46) bilden eine unmittelbare axiale Verbindung zwischen der Einlassöffnung (70) und dem oberen Einlasskanal (77) zur Zuführung einer Mischung aus Oas niedrigen Druokee und Ul; 030025/0560 , k) das im Ansaugkanal (77) strömende Gemisch aus Gas und öl wird durch Wärmetausch mit den beiden oberen Zylin* dem (1F, 1R, 2P, 2R) soweit erwärmt, dass ein Teil des Öls abgeschieden und an Flächen (102,104) der oberen Zylinder niedergeschlagen wird und durch die Schwerkraft; ! über Schlitze <1O6S1O8) in den Naben (26, 27) den Lagern! (22,24) und den Dpucklagern (40,42) zu deren Schmierung zugeleitet wird;

1) das mit dem restlichen öl vermischte Gras strömt über den die Taumelscheibe (18) aufnehmenden Raum (100) unter Abgabe von öl durch Benetzen der Taumelscheibe, das zum Schmieren der Verbindung zwischen der Taumelscheibe und den Kolben (31,32,33) dient, zu den Auslass·· kanälen (78,79) und über Löcher (112-119) in den Yentilplatten (44,46) zu den Ansaugkammern (56,58) in den Zylinderköpfen (14,16) so dass mit öl vermischtes Gas in die Bohrungen der Zylinder gelangt und die Schmie» rung der Kolben bewirkt»

2. Taumelscheibenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderköpfe (14,16) eine geschlossene Rippe (67) am Umfang und eine mittlere geschlossene Rippe (68) aufweisen, die mit der zugeordneten Ventilplatte {44,46) die radial aussen liegenden Ansaugkam-j. mern (56,58) und die radial innen liegenden Auslasskammern (60,62) begrenzen.

3. Taumelscheibenverdichter nach Anspruch 1 oder $

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dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatten (44,46) an der zugeordneten Nabe (26 bzw.27) und neben den Auslasekammern (60,62) an den Zylindern (1P,2P,3F,1R, 2R,3R) abgestützt sind, im Bereich des Raums (100) für die Aufnahme der Taumelscheibe (18) neben den Ansaugkammern (56, 58) aber nicht abgestützt sind»

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