DE3800355C2

DE3800355C2 - Kompressor

Info

Publication number: DE3800355C2
Application number: DE3800355A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Toyoda; Shigemi Shimizu; Hideharu Hatakeyama; Shuzo Kumagai; Hareo Takahashi
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1987-01-10
Filing date: 1988-01-08
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2008-01-09
Also published as: MY102730A; US4870894A; GB2199904A; GB8800498D0; AU610111B2; CA1310623C; KR880009207A; DE3800355A1; GB2199904B; KR960001905B1; AU1014388A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kompressor, und insbesondere auf einen Kühlkompressor in einem Autoklimaanlagensystem, und ganz insbesondere bezieht sie sich auf einen Kompressor vom Taumelscheibentyp mit einer verbesserten auskragenden Anordnung zum Lagern einer Antriebswelle.

Ein Kompressor vom Taumelscheibentyp mit einer vorspringenden Anordnung zum Lagern einer Antriebswelle ist aus der US-PS 3,552,886 oder aus der US-PS 3,712,759 bekannt.

In Fig. 1 ist ein Kompressor 1 vom Taumelscheibentyp mit einer vorspringenden Anordnung gezeigt, der ein zylindrisches Kompressorgehäuse 2, eine vordere Endplatte 3 und eine hintere Endplatte in der Form eines Zylinderkopfes 4 aufweist. Ein Zylinderblock 21 und eine Kurbelkammer 22 sind in dem Kompressorgehäuse 2 angeordnet. Die vordere Endplatte 3 ist an eine Endoberfläche des Kompressorgehäuses 2 angebracht, und der Zylinderkopf 4, der an der anderen Endoberfläche des Kompressorgehäuses 2 angebracht ist, ist an einer Endoberfläche des Zylinderblockes 21 durch eine Ventilplatte 5 mit Bolzen 41 befestigt. Eine Öffnung ist in dem zentralen Abschnitt der vorderen Endplatte 3 gebildet, durch sie geht eine Antriebswelle 6 hindurch.

Die Antriebswelle 6 ist drehbar in der vorderen Endplatte 3 durch ein Radialnadellager 7 gelagert und erstreckt sich in das Innere der Kurbelkammer 22. Ein keilförmiger Nockenrotor 8 ist fest mit dem inneren Abschnitt der Antriebswelle 6 verbunden und drehbar in der inneren Endoberfläche der vorderen Endplatte 3 durch ein Drucknadellager 9 gelagert, so daß er zusammen mit der Antriebswelle 6 rotieren kann.

Eine ringförmige Taumelplatte 10, die mit einem Kegelzahnrad 101 an ihrem zentralen Abschnitt versehen ist, ist auf einer schrägen Oberfläche 81 des keilförmigen Nockenrotors 8 durch ein Drucknadellager 16 angebracht und taumelbar an dem abschließenden Ende eines Tragteiles 11, das an der Drehbewegung durch Einführen eines Keiles zwischen den Zylinderblock 21 und das Tragteil 11 gehindert ist, durch ein sphärisches Element 12 gehalten. Das Tragteil 11 ist in einer Zentralbohrung 211 angebracht, die in dem zentralen Abschnitt des Zylinderblockes 21 gebildet ist und es weist ein Kegelzahnrad 111 und einen Schaftabschnitt 112 mit einem hohlen Abschnitt 113 auf. Eine Einstellschraube 17 ist in der Zentralbohrung 211 an ihrem einen Endabschnitt angebracht. Eine Spiralfeder 13 ist innerhalb des hohlen Abschnittes 113 des Schaftabschnittes 112 angebracht und drückt das Tragteil 111 gegen die Taumelplatte 10, dadurch werden das Kegelzahnrad 111 des Tragteiles 11, das Kegelzahnrad 101 der Taumelscheibe 10 und die Taumelscheibe 10 an der Drehbewegung gehindert.

Eine Mehrzahl von Zylindern 212 ist in gleichen Winkelabständen in dem Zylinderblock 21 gebildet. Ein Kolben 14 ist verschiebbar in jedem der Zylinder 212 eingepaßt. Jeder Kolben 14 ist mit dem Umfang der Taumelscheibe 10 durch je eine Verbindungsstange 15 verbunden, ein Ende der Verbindungsstange 15 ist mit dem Kolben 14 über ein Kugelgelenk verbunden, und das andere Ende der Verbindungsstange 15 ist mit der Taumelscheibe 10 durch ein Kugelgelenk verbunden.

Der Zylinderblock 4 weist eine Auslaßkammer 42 und eine Ansaugkammer 43 auf, die um die Auslaßkammer 42 herum gebildet ist. Ein Ansaugloch 51 ist durch die Ventilplatte 5 so gebildet, daß es die Ansaugkammer 43 mit den entsprechenden Zylindern 212 verbindet, und ein Auslaßloch 52 ist durch die Ventilplatte 5 so gebildet, daß es die entsprechenden Zylinder 212 mit der Auslaßkammer 42 verbindet.

Wenn im Betrieb die Antriebswelle 6 durch eine Antriebswelle durch eine elektromagnetische Kupplung angetrieben wird, die auf einem röhrenförmigen Vorsprung 35 der vorderen Endplatte 3 angebracht ist, wird der Nockenrotor 8 zusammen mit der Antriebswelle 6 gedreht, dadurch wird die Taumelplatte in eine Taumelbewegung ohne Rotationsbewegung in Übereinstimmung mit der Rotationsbewegung des Nockenrotors 8 versetzt. Dadurch wird jeder Kolben 14 in dem Zylinder 212 durch die Taumelbewegung der Taumelplatte 10 hin- und herbewegt. Die Rückstellkraft der Spiralfeder 13 kann durch Drehen der Einstellschraube 17 eingestellt werden. Daher kann der relevante axiale Spalt zwischen dem Drucklager 9, dem Nockenrotor 8, der Taumelplatte 10, dem Stirnzahnrad 101, der Stahlkugel 12 und dem Tragteil 11 sicher durch Einstellen der Rückstellkraft der Spiralfeder 13 aufrechterhalten werden, selbst wenn eine dimensionale Änderung aufgrund der Änderung der Temperatur oder eines Abmessungsfehlers während der Herstellung auftreten sollte.

Der obenerwähnte Kompressor vom Taumelscheibentyp wird normalerweise als Kühlkompressor in einer Autoklimaanlage verwandt, daher sollte vom Kompressor eine ausreichende Dauerhaftigkeit unter normalen Benutzungsbedingungen verlangt werden. Unter schweren Bedingungen jedoch, wie das Fahren für einen langen Zeitraum unter hohen Temperaturbedingungen, besteht die Möglichkeit, daß ein Festfressen der Antriebsteile auftreten kann, dadurch kann der Kompressor nicht seine ausreichende Dauerhaftigkeit aufrechterhalten.

Bei der Analyse der Ursachen des Festfressens der Antriebsteile in dem Kompressor, der tatsächlich unter solchen Bedingungen beschädigt wird, tritt ein Wegbrechen in der äußeren Oberfläche der Antriebswelle 6, die die innere Oberfläche des Radialnadellagers 7 zum Lagern der Antriebswelle 6 berührt, auf. Das Fragment, das von der Antriebswelle 6 weggebrochen ist, verursacht Schäden in den Antriebsteilen, und bei dem Kompressor entsteht ein Festgehen.

Bezugnehmend auf Fig. 2 ist die Kontaktoberfläche der Antriebswelle 6 mit dem Radiallager 7 gezeigt. Das Wegbrechen tritt an der Fläche A auf. Eine glänzende Oberfläche, die die tatsächliche Kontaktfläche zwischen der Antriebswelle 6 und dem Radiallager 7 anzeigt, tritt an der Fläche B auf. Folgend auf die obigen Tatsachen kann gefunden werden, daß die äußere Oberfläche der Antriebswelle 6 nicht in gleichmäßigem Kontakt mit der inneren Oberfläche des Radiallagers 7 steht, d. h., ein Teilkontakt zwischen der Antriebswelle 6 und dem Radiallager 7 kann auftreten.

Bezugnehmend auf Fig. 3 ist die Kraftbeziehung zwischen den Teilen des Kompressors gezeigt. Die Ursachen des Teilkontaktes können wie unten erwähnt analysiert werden. Die auf den Nockenrotor 8 in die axiale Richtung wirkenden äußeren Kräfte schließen einen Gesamtgaskompressionsdruck F1 gemäß der Kompression für jeden Kolben 14 und eine axiale Druckkraft F2, die der Rückstellkraft der Spiralfeder 13 entspricht, ein. Der Gesamtgaskompressionsdruck F1 wirkt auf den Nockenrotor 8 in dem Punkt A, der um die Kugelverbindung mit der Verbindungsstange 15 gelegen ist, wenn der Kolben 14 an dem oberen Totpunkt positioniert ist. Die axiale Druckkraft F2 wirkt auf den Nockenrotor 8 in dem zentralen Abschnitt. Da der obenerwähnte Gesamtgaskompressionsdruck F1 und die axiale Druckkraft F2 auf eine geneigte Oberfläche 81 des Nockenrotors 8 wirken, treten radiale Komponentenkräfte F3 und F4 in die radiale Richtung auf.

Eine axiale Reaktionskraft F5 gegen den Gesamtgaskompressionsdruck F1 und die axiale Druckkraft F2 treten in dem Drucklager 9 auf, daher werden die axial gerichteten Kräfte ausgeglichen. Es gibt jedoch keine Kraft, die die radialen Komponentenkräfte F3 und F4 ausgleichen, somit tritt ein Drehmoment zum Drehen des Nockenrotors 8 um den Punkt B des Drucklagers 9 auf, so daß der Nockenrotor 8 von dem Drucklager 9 an dem entgegengesetzten Ende des oberen Totpunktes entfernt wird, das ist an der unteren Totpunktseite. Daher wird die Antriebswelle 6 im Verhältnis zu der Achse des Radiallagers 7 geneigt, und ein Teilkontakt zwischen der Antriebsachse 6 und dem Radiallager 7 tritt an den Punkten C und D auf. Der Neigungswinkel Θ der Antriebswelle 6 zu der Achse des Radiallagers 7 wird gemäß der axialen Länge des Radiallagers 7 und des Zwischenraumes zwischen der inneren Oberfläche des Radiallagers 7 und der äußeren Oberfläche der Antriebswelle 6 bestimmt.

In der obigen Anordnung wirken Reaktionskräfte F6 und F7 von dem Radiallager 7 auf die Antriebswelle 6, und der Ausgleich dieser Kräfte wird durch folgende Gleichung dargestellt:

F3 + F4 = F6 - F7.

Wenn jede Abmessung durch l1 bis l4, r1 oder r2, wie in Fig. 3 gezeigt, bestimmt ist, wird das Drehmoment durch die folgende Gleichung dargestellt:

F3 · l1 + F4 · l2 + F6 · l3 - F1 · (r2 - r1) - F2 · r2 - F7 · l4 = 0

Wie obenerwähnt ist, ist es angenommen, daß die Antriebswelle 6 in Teilkontakt mit dem Radiallager 7 angetrieben ist, dadurch entsteht ein Wegbrechen zwischen ihnen. Die radialen Reaktionskräfte F6 und F7, die auf die Antriebswelle 6 von dem Radiallager 7 unter der Bedingung des Neigungswinkels Θ wirken, werden in Übereinstimmung mit dem Gesamtgasdruck F1 geändert. Der Neigungswinkel Θ ist vorbestimmt in dem Bereich 0 bis 0,04 Grad unter normalen Abständen. Es kann daher leicht passieren, daß ein Wegbrechen unter harten Bedingungen auftritt, wie z. B. unter hoher Klimaanlagenbelastung.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Kompressor vom Taumelscheibentyp zu schaffen, der ausreichende Dauerhaftigkeit erreicht, selbst wenn der Kompressor unter harten Bedingungen benutzt wird, insbesondere soll verhindert werden, daß eine Antriebswelle und ein Radiallager unter der Bedingung der hohen Klimaanlagenlast in Teilkontakt miteinander stehen.

Diese Aufgabe wird durch einen Kompressor nach Anspruch 1 oder 3 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Kompressor vom Taumelscheibentyp gemäß der Erfindung weist ein Kompressorgehäuse mit einer Mehrzahl von Zylindern und einer Kurbelkammer auf, die benachbart zu den Zylindern angeordnet ist. Ein hin- und herbewegbarer Kolben ist verschiebbar in jeden der Zylinder eingepaßt und mit einem Antriebsmechanismus verbunden. Der Antriebsmechanismus weist eine Antriebswelle, die drehbar in dem Kompressorgehäuse durch ein Radiallager gelagert ist, und einen keilförmigen Nockenrotor, der an der Antriebswelle befestigt ist, auf. Die Antriebswelle ist an dem Nockenrotor so angebracht, daß sie zu einer axialen Endoberfläche des Nockenrotors um einen gewissen Winkel Θ 1 zu der oberen Totpunktseite der Kolben geneigt ist.

Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigt

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Kompressors vom Taumelscheibentyp;

Fig. 2 eine Ansicht einer Abwicklung eines Teiles einer äußeren Oberfläche einer in Fig. 1 gezeigten Antriebswelle;

Fig. 3 eine erklärende Ansicht, die ein Verhältnis der Kräfte darstellt, die auf einen in Fig. 1 gezeigten Nockenrotor und eine Antriebswelle wirken;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Teiles eines Kompressors vom Taumelscheibentyp gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die die Bedingung des Zusammenbaus eines Nockenrotors und einer Antriebswelle darstellt;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines Teiles des Kompressors, die die Bedingung des Zusammenbaus einer in Fig. 5 gezeigten vorderen Endplatte und der Antriebswelle darstellt;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines Teiles des Kompressors, die die Bedingung des in Fig. 5 gezeigten Zusammenbaus darstellt, auf den äußere Kräfte einwirken;

Fig. 7 (a) eine Querschnittsansicht eines Radiallagers gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung;

Fig. 7 (b) eine Querschnittsansicht eines Teiles des Kompressors, die die Bedingung des Zusammenbaus des in Fig. 7 (a) gezeigten Radiallagers darstellt;

Fig. 8 (a) eine Querschnittsansicht eines Radiallagers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 (b) eine Querschnittsansicht eines Teiles des Kompressors, die den Zusammenbau des in Fig. 8 (a) gezeigten Radiallagers darstellt;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht eines Teiles eines Kompressors, die die Bedingung des Zusammenbaus einer in Fig. 7 (a) gezeigten vorderen Endplatte mit einem Radiallager und die in Fig. 4 gezeigte Antriebswelle darstellt, auf die eine axiale Druckkraft wirkt; und

Fig. 10 eine Querschnittsansicht eines Teiles des Kompressors, die die Bedingung des in Fig. 9 gezeigten Zusammenbaus darstellt, auf den äußere Kräfte wirken.

Bezugnehmend auf Fig. 4 wird die Anordnung einer Antriebswelle und eines keilförmigen Nockenrotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Nockenrotor 8 ist von keilförmigem Querschnitt, und eine axiale Endoberfläche des Nockenrotors 8 ist durch eine gerade Linie definiert, die durch die Linie St gezeigt ist. Die Achse der Antriebswelle 6, die mit dem Nockenrotor 8 auf übliche Weise zusammengebaut ist und durch die Linie Os in Fig. 4 gezeigt ist, ist senkrecht zu der Linie St, die in der axialen Endoberfläche des Nockenrotors 8 enthalten ist. Im Gegensatz dazu ist erfindungsgemäß die Antriebswelle 6 an dem Nockenrotor 8 so angebracht, daß die die Achse Os der Antriebswelle 6 um einen Winkel (Θ1 ist in der Fig. 4 gezeigt) im Hinblick auf die Achse OR in Richtung auf die obere Totpunktseite geneigt ist, der obere Totpunkt ist durch die dickere Seite des Nockenrotors 8 bestimmt. Der Wert von Θ1 wird durch die folgende Gleichung bestimmt:

Θ1 tan^-1 (c/l),

worin l die axiale Länge des Radiallagers 7 darstellt und c der Zwischenraum zwischen der inneren Oberfläche des Radiallagers 7 und der äußeren Oberfläche der Antriebswelle 6 darstellt. Ebenfalls ist eine Platte 91 für das Drucklager bzw. Radialnadellager 9, das auf der axialen Endoberfläche des Nockenrotors 8 angebracht ist, in dem dickeren Abschnitt des Rotors 8 so geneigt, daß ein Winkel Θ2 gebildet wird.

Bezugnehmend auf Fig. 5 wird gezeigt, daß beim Zusammenbau des Nockenrotors 8 und der Antriebswelle 6 diese auf der vorderen Endplatte 3 des Kompressors vom Taumelscheibentyp zusammengebaut werden. Unter dieser Bedingung wirkt keine Kraft auf die schräge Oberfläche 81 des Nockenrotors 8. Daher wird der Neigungswinkel Θ1 zwischen der Achse Os der Antriebswelle 6 und der Linie OR senkrecht zu der axialen Endoberfläche des Nockenrotors 8 aufrechterhalten, so daß ein Winkel Θ3 zwischen der inneren Endoberfläche der vorderen Endplatte 3 und der axialen Endoberfläche des Nockenrotors 8 größer wird als der Winkel Θ2, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wirken während des Betriebes des Kompressors 1 die externen Kräfte, die den Gesamtgasdruck F1 und diex axiale Druckkraft F2 beeinhalten, auf die schräge Oberfläche 81 des Nockenrotors 8. Radiale Kraftkomponenten F3 und F4 der externen Kräfte F1 und F2 werden erzeugt und wirken auf die schräge Oberfläche 81 des Nockenrotors 8. Diese radialen Kraftkomponenten F3 und F4 drehen den Nockenrotor 8 und drücken ihn zu der oberen Totpunktseite. Daher wird die Antriebswelle 6 nach links um den in Fig. 5 gezeigten Punkt M gedreht, der dem äußeren Ende des Radiallagers 7 angeordnet ist, das heißt, die Position der Antriebswelle 6 zu dem Nockenrotor 8 wird nach der unteren Totpunktseite so bewegt, daß die Achse OB des Radiallagers 7 und die Achse Os der Antriebsachse 6 parallel zueinander werden, womit die Antriebsachse 6 an der oberen inneren Oberfläche des Radiallagers 7 durch ihre gesamte äußere Oberfläche gelagert ist.

Der Winkel zwischen der zentralen Achse Os der Antriebswelle 6 und der axialen Endoberfläche des Nockenrotors 8 in Fig. 6 zu dem in den Fig. 4 und 5 ist um Φ Grad verändert, welches die Subtraktion Θ2 von Θ1 darstellt. Wenn der Festigkeitskoeffizient bzw. der Widerstandskoeffizient des verbindenden Abschnittes des Nockenrotors 8 mit der Antriebswelle 6 durch k bezeichnet wird, wirkt ein Rechtsdrehmoment Ms, das gleich kΦ ist, auf die Antriebswelle 6, so daß die Antriebswelle 6 sicher gleichförmig die obere Innenseitenoberfläche des Radiallagers 7 berührt.

Unter den obigen Bedingungen wird der Ausgleich zwischen den Kräften und den Momenten, die auf die obigen Teile wirken, durch die folgenden Gleichungen gegeben:

F3 + F4 = F6

F1 + F2 = F5

F5 · R - F4 · l1 - F1 · R′ - F6 · (l2 + l4) = 0

Ms = kΦ = F6 · (l1 + l4),

wobei l1, l2, l3, R oder R′, jeweils in Fig. 6 gezeigt, die Abmessungen darstellen, F1, F2, F3 oder F4 die gleichen Kräfte wie in der obigen Beschreibung darstellen, F5 die Reaktionskraft des Drucklagers 9 darstellt, F6 die Reaktionskraft des Radiallagers 7 darstellt, und Ms ein Rechtsdrehmoment darstellt, das auf die Antriebswelle 6 aufgrund der Variation des Winkels zwischen der Antriebswelle 6 und dem Nockenrotor 8 wirkt. Der variierte Winkel Φ ist der subtrahierte Winkel Θ2 von Θ1.

Wie in der obigen Beschreibung erklärt ist, ist während des Betriebes des Kompressors 1 die äußere umlaufende Oberfläche der Antriebswelle 6 in gleichmäßigem Kontakt mit dem inneren Oberflächenabschnitt des Radiallagers 7 gesichert, so daß die Antriebswelle 6 daran gehindert ist, Oberflächenabschnitte herauszureißen. Wenn ebenfalls der Drucklaufring 91, der auf dem dickeren Abschnitt des Nockenrotors 8 positioniert ist, auf der Endoberfläche des Nockenrotors 8 mit einem Winkel Θ2 angebracht ist, steht dann der Drucklaufring 91 in gleichmäßigem Kontakt mit dem Drucklager 9. Somit ist der Drucklaufring 91 ebenfalls daran gehindert, aus der Oberfläche Abschnitte herauszureißen.

Bezugnehmend auf Fig. 7 (a) wird die Anordnung eines Radiallagers, das in dem Kompressor vom Taumelscheibentyp zum Erhöhen der Dauerhaftigkeit des Kompressors verwandt wird, gezeigt. Ein Radiallager 30 weist einen zylindrischen Laufring 301 und eine Mehrzahl von Nadeln 302 auf, die in gleichen Winkelabständen entlang der inneren umlaufenden Oberfläche des Laufringes 301 angebracht sind. Der Laufring 301 ist nicht mit gleichförmiger Dicke gebildet, d. h., ein Ende des radialen Laufringes 301 ist dick gebildet, und das andere Ende davon ist dünn gebildet. Die innere Oberfläche des Laufringes 301 ist somit in der Form eines Kegels gebildet, d. h., in der ringförmigen konischen Form. Das Radiallager 30 wird unter Druck in eine Öffnung 31 der vorderen Endplatte 3 von der Kurbelkammerseite eingeführt bis zu einer Position, in der der dickere Abschnitt des Drucklaufringes 301 einen Stopperring 32 berührt (diese Position ist in Fig. 7 (b) gezeigt). Nach dem Zusammenbau des Radiallagers 30 wird die innere Oberfläche des Radiallagers 30 eine ringförmige konische Oberfläche, und ein größerer innerer Durchmesser des Radiallagers 30 ist auf der Kurbelkammerseite gelegen. Der Winkel zwischen der Achse OB des Radiallagers 30 und der ringförmigen konischen Oberfläche AC ist zu 3 Grad vorbestimmt.

Die obige endgültige Anordnung des zusammengebauten Radiallagers kann unter Benutzung eines normalen Lagers erreicht werden. Dazu wird, wie in Fig. 8 gezeigt ist, eine Öffnung 33 in der vorderen Endplatte 3 so geformt, daß sie eine konische Form aufweist, deren innerer Durchmesser sich nach der äußeren Seite des Kompressors allmählich verringert. Ein normal ausgelegtes Lager 34, dessen Anordnung in Fig. 8(a) gezeigt ist, wird zwangsweise in die konisch geformte Öffnung 33 eingeführt, bis eine ihrer Endoberflächen gegen einen Stopper 32 in der Öffnung 33 gepaßt ist. Daher wird die innere Oberfläche des Radiallagers 34 von ringförmiger konischer Form. Der Winkel zwischen der Zentralachse OB des Radiallagers 34 und der ringförmigen konischen Oberfläche AC ist zu Θ3 bestimmt.

Wenn eine axiale Länge der Nadeln 302 und 342 von jedem Radiallager 30 und 34 den Wert l annimmt, und der Zwischenraum zwischen der äußeren Oberfläche der Antriebswelle 6 und des kleinsten inneren Durchmessers von jedem Radiallager 30 und 34 den Wert c annimmt, wird der Winkel Θ1 durch die folgende Gleichung dargestellt:

wobei, wenn

als Θ4 dargestellt ist, es wünschenswert ist, daß Θ1 größer als Θ4 ist.

Bezugnehmend auf Fig. 9 ist die zusammengebaute Anordnung der Antriebswelle/Nockenrotoreinheit an einer vorderen Endplatte gezeigt. Die Antriebswelle 6 ist in dem Radiallager 30 gelagert und der Nockenrotor 8 wird axial durch die axiale Druckkraft F2 gedrückt. Die axiale Druckkraft F2, die die Rückstellkraft der Spiralfeder 13 enthält, kann durch die Einstellschraube 17 derart eingestellt werden, daß die axiale Endoberfläche des Nockenrotors 8 in gleichmäßigem Kontakt mit dem Drucklager 9 stehen kann. Aufgrund der Wirkung der axialen Druckkraft F2 auf die schräge Oberfläche 81 des Nockenrotors 8 wird auch die untere Totpunktseite des Nockenrotors 8 gegen das Drucklager 9 gedrückt, dadurch bewegt sich die Achse OR des Nockenrotors 8 und wird auf die Linie OR′ positioniert, die in einem Winkelabstand von in bezug auf die Achse OR vorgesehen ist. Die Linie OR′ ist parallel zu der Achse OB des Radiallagers 30 angeordnet und bildet den Winkel Θ 4 mit der Achse Os der Antriebswelle 6. Dieser Winkel Θ 4 ist durch

gegeben. Die Antriebswelle 6 wird innerhalb eines Winkelabstandes Φ von der Position der Antriebswelle 6 gehalten.

Der Widerstandskoeffizient des Verbindungsabschnittes zwischen der Antriebswelle 6 und dem Nockenrotor 8 beträgt k, das Rechtsdrehmoment Ms, welches gleich kΦ ist, wirkt auf die Antriebswelle 6. Der Ausgleich zwischen den Kräften und dem Moment Ms wird durch die folgenden Gleichungen dargestellt:

F4 + F6 = F7

F2 = F5

F5 · R + F6 · l2 - F4 · l1 - F7 · (l2 + l3) = 0

Ms = kΦ = F7 · (l2 + l3) - F6 · l2,

wobei l1, l2, l3 oder R eine Abmessung von jedem Bereich und F2, F4, F5, F6 oder F7 eine Kraft ist, die auf jeden Bereich wirkt, der in Fig. 9 gezeigt ist, und wobei gilt:

F4: eine Radialkraft von F2 auf die schräge Oberfläche 81 des Nockenrotors 8 (wenn ein Neigungswinkel der schrägen Oberfläche 81 Θ ist, wird F4 durch die Gleichung F4=F2 tan Θ dargestellt),
F5: eine Reaktionskraft des Drucklagers 9,
F6: eine Reaktionskraft des Radiallagers 30,
F7: eine Reaktionskraft des Radiallagers 30.

Wenn im Betrieb, wie in Fig. 10 gezeigt ist, der Gesamtgasdruck F1 auf die schräge Oberfläche 81 des Nockenrotors 8 in dem Punkt A an der oberen Totpunktseite mit der radialen Kraft F3 von F1 wirkt, dreht sich die Antriebswelle 6 um den Punkt N zu der oberen Totpunktseite zu diesem Zeitpunkt, da die Antriebswelle 6 die innere Oberfläche des Radiallagers 30 an dem Punkt N von dessen äußeren Ende exzentrisch berührt, und dadurch berührt die Antriebswelle 6 gleichmäßig die innere Oberfläche des Radiallagers 30 an der oberen Totpunktseite, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Das heißt, die Antriebswelle 6 dreht sich zu der oberen Totpunktseite um den Winkel Θ3+Θ4 von der vorigen in Fig. 9 gezeigten Position. Daher liegt die Achse Os der Antriebswelle 6 parallel zu der ringförmigen konischen Oberfläche AC des Radiallagers 30 an der oberen Seite.

Da es, wie oben ausgeführt, keinen axialen Spalte zwischen dem Nockenrotor 8 dem Drucklager 9, der Taumelscheibe 10, dem Kegelzahnrad 101, der Stahlkugel 12 und dem Kegelzahnrad 111 gibt, wird die Druckkraft F2 zu F8, die eine Kraft zum Verhindern des Lösens des Bodenendabschnittes des Nockenrotors 8 zu der inneren Endoberfläche der vorderen Endplatte 3 verhindert. Die Kraftkomponente F4 wird ebenfalls F9. Wenn die äußere Oberfläche der Antriebswelle 6 gleichmäßig die innere Oberfläche des Radiallagers 30 an der oberen Totpunktseite berührt, kann der Ausgleich zwischen jeder Kraft und dem Rechtsdrehmoment durch die folgenden Gleichungen dargestellt werden:

F3 + F9 = F6

F1 + F8 = F5

F5 · R - F9 · l1 - F1 · R′ - F6 · (l2 + l4) = 0

Ms = k (Φ + ΘR) = F6 · (l2 + l4)

ΘR = Θ3 + Θ4,

wobei l1, l2, l3, R oder R′ eine Abmessung von jedem Bereich, F1, F3, F8 oder F9 eine Kraft ist, die auf jeden in Fig. 10 gezeigten Bereich wirkt; F5 eine Reaktionskraft des Drucklagers 9 darstellt, F6 eine Reaktionskraft des Drucklagers 30 darstellt, Ms ein Rechtsdrehmoment darstellt, das auf die Antreibswelle 6 durch Ändern des Winkels der Antriebswelle 6 zu dem Nockenrotor 8 innerhalb des Bereiches von (Φ+Θ3+Θ4) wirkt, und R einen Winkel zwischen der Zentralachse Os der in Fig. 9 gezeigten Antriebswelle und der inneren Oberfläche des Radiallagers an der oberen Seite darstellt.

Wenn die axiale Druckkraft F2 kleiner als eine vorbestimmte Kraft ist, und der Bodenendabschnitt des Nockenrotors 8 nicht das Drucklager 9 im Betrieb des Kompressors 1 berührt, kann sein gleichmäßiger Kontakt mit dem Drucklager 9 erzielt werden, indem die axiale Endoberfläche des Nockenrotors 8 unter einem gewissen Winkel an der oberen Totpunktseite geformt wird.

Claims

1. Kompressor (1) vom Taumelscheibentyp mit
einem Kompressorgehäuse (2) mit einer Mehrzahl von Zylindern (212) und einer Kurbelkammer (22) benachbart zu den Zylindern (212),
mit hin- und herbewegbaren Kolben (14), von denen jeweils einer in jedem der Zylinder (212) verschiebbar eingepaßt ist,
einem mit dem Kolben (14) verbundenen Antriebsmechanismus zum Erzielen der Hin- und Herbewegung, der eine drehbar in dem Kompressorgehäuse (2) durch ein Radiallager (7) gelagerte Antriebswelle (6) aufweist,
und einem keilförmigen Nockenrotor (8) mit einer schrägen Oberfläche (81) und einer dieser gegenüberliegenden axialen Endoberfläche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (6) bezüglich einer Senkrechten zur axialen Endoberfläche des keilförmigen Nockenrotors (8) in Richtung zur oberen Totpunktseite des Nockenrotors (8) um einen vorbestimmten Winkel (Θ1) geneigt ist.

2. Kompressor (1) vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel Θ1 als ein Wert definiert ist, der gleich oder größer als tan^-1 (c/l) ist,
wobei l eine axiale Länge der Nadel (302) des Radiallagers (7) darstellt, und c ein Zwischenraum zwischen der inneren Oberfläche des Radiallagers (7) und der äußeren Oberfläche der Antriebswelle (6) darstellt.

3. Kompressor (1) vom Taumelscheibentyp mit
einem Kompressorgehäuse (2) mit einer Mehrzahl von Zylindern (212) und einer Kurbelkammer (22) benachbart zu den Zylindern (212),
mit jeweils einem verschiebbar in jeden der Zylinder (212) eingepaßten hin- und herbewegbaren Kolben (14),
einem mit dem Kolben (14) zum Erzielen der Hin- und Herbewegung verbundenen Antriebsmechanismus, der eine drehbar in dem Kompressorgehäuse (2) durch ein Radiallager (7, 30, 34) gelagerte Antriebswelle (6) aufweist, und
einem keilförmigen Nockenrotor (8),
mit einer schrägen Oberfläche (81) und einer dieser gegenüberliegenden axialen Endoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des Radiallagers (30, 34) als eine so geformte Oberfläche gebildet ist, daß sich ihr innerer Durchmesser von dem Inneren des Kompressors (1) ausgehend allmählich reduziert, so daß ein bestimmter Winkel Θ3 gebildet ist, und daß die Antriebswelle (6) bezüglich einer Senkrechten zur axialen Endoberfläche des keilförmigen Nockenrotors (8) in Richtung zur oberen Totpunktseite des Nockenrotors (8) um einen vorbestimmten Winkel Θ1 geneigt ist.

4. Kompressor (1) vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel Θ1 als gleich oder größer als tan^-1 ((c+l · tan Θ3)/1) definiert ist, wobei l eine axiale Länge der Nadeln (302) des Radiallagers (30, 34) darstellt, und c einen Abstand zwischen der inneren Oberfläche des Radiallagers (30, 34) und der äußeren Oberfläche der Antriebswelle (6) darstellt.

5. Kompressor (1) vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Radiallager (30) einen radialen Laufring (301) und eine Mehrzahl von Nadeln (302) aufweist, und
daß die innere Oberfläche des radialen Laufringes (301) als eine konisch geformte Oberfläche ausgebildet ist.

6. Kompressor (1) vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche einer Öffnung (33) des Kompressorgehäuses (2), in der das Radiallager (34) angebracht ist, als eine konisch geformte Oberfläche ausgebildet ist.