DE3925456A1 - Kompressor mit variabler foerdermenge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompressor mit variabler Fördermenge und mehr im einzelnen einen Kompressor, der ein Gehäuse umfaßt mit einer in seinem Inneren definierten Arbeitskammer und mit einer Mehrzahl darin vorgesehener Zylinderbohrungen, die zu der Arbeitskammer hin offen sind. Eine Antriebswelle ist drehbar in dem Gehäuse gelagert, wobei die Zylinderbohrungen axial auf die Antriebswelle ausgerich­ tet sind und um diese herum angeordnet sind. In jeder der Zylinderbohrungen wird ein Arbeitskolben verschiebbar aufge­ nommen. In der Arbeitskammer ist auf die Antriebswelle eine Muffe axial verschiebbar aufgesetzt. Ein Halter ist an der Muffe gelagert zur Schwenkbewegung um eine zu der Achse der Antriebswelle senkrechte Achse und ist mit der Antriebswelle verbunden. Eine schwenkbare Taumelscheibe ist an dem Halter gelagert und ist mit dem Arbeitskolben über Schubstangen ver­ bunden. Ein Steuerkolben ist mit der Muffe verbunden und wird verschiebbar in dem Gehäuse aufgenommen, um auf diese Weise den Neigungswinkel des Halters und der schwenkbaren Taumel­ scheibe zu verändern und damit den Arbeitshub der Arbeitskol­ ben zu verändern. Eine Hubermittlungseinrichtung ist vorgese­ hen zur Ermittlung des Arbeitshubes der Arbeitskolben.

Ein Kompressor mit variabler Fördermenge ist zum Beispiel bekannt aus der japanischen Patentanmeldung, Offenlegungs­ nummer 2 18 670/87, oder dgl., in welcher der Arbeitshub der Arbeitskolben verändert wird durch Steuerung des Neigungswin­ kels einer Taumelplatte, die schwenkbar ist um eine zu der Achse einer Antriebswelle senkrechte Achse, und mit der Ver­ änderung des Arbeitshubes die Ausströmmenge verändert wird.

Bei solch einem Kompressor ist es aber erforderlich, den Arbeitshub der Arbeitskolben zu ermitteln zum Zweck der Steuerung des Arbeitshubes der Arbeitskolben und zur Entdeckung von Störungen. In dem obigen Kompressor ist ein Positionsdetektor in dem Gehäuse vorgesehen, welcher jedes Mal ein elektrisches Impulssignal erzeugt, wenn ein zu ermit­ telndes Objekt, das an der schwenkbaren Taumelscheibe vorge­ sehen ist, den Abtastbereich des Positionsdetektors durch­ läuft. In solch einem Positionsdetektor zur Ermittlung des Arbeitshubes durch Ermittlung der Schwenkbewegung der schwenkbaren Taumelscheibe ist jedoch die Ermittlung des Hubes nur möglich, wenn die schwenkbare Taumelscheibe ge­ schwenkt wird. Der Arbeitshub kann nicht vor Betriebsbeginn des Kompressors ermittelt werden. Aus diesem Grund ist es, wenn der Betrieb des Kompressors gestartet wird in einem Be­ reich langsamer Geschwindigkeit (niedriger Drehzahl) eines mit der Antriebswelle verbundenen Motors (zum Beispiel beim Leerlauf), nicht offensichtlich, auf welches Niveau die Dreh­ zahl des Motors eingestellt werden sollte, und außerdem ist es unmöglich, die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge fest­ zulegen, die erforderlich ist, um die Drehzahl aufrechtzuer­ halten.

In Anbetracht dieser Umstände ist die Erfindung durchgeführt worden, und es ist ein Ziel der Erfindung, einen Kompressor mit variabler Fördermenge zu schaffen, bei welchem der Hub der Arbeitskolben bereits vor dem Betriebsbeginn des Kompres­ sors ermittelt werden kann.

Ein erstes Merkmal liegt in einem Kompressor mit variabler Fördermenge, der gekennzeichnet ist durch ein Gehäuse mit einer in seinem Inneren definierten Arbeitskammer und einer Mehrzahl darin vorgesehener Zylinderbohrungen, die zu der Ar­ beitskammer hin offen sind, eine Antriebswelle, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist, wobei die Zylinderbohrungen um die Antriebswelle herum angeordnet sind, einen Arbeitskolben, der in jeder der Zylinderbohrungen verschiebbar aufgenommen wird, eine Muffe, die auf die Antriebswelle innerhalb der Ar­ beitskammer axial verschiebbar aufgesetzt ist, einen Halter, der an der Muffe gelagert ist zur Schwenkbewegung um eine zu der Achse der Antriebswelle senkrechte Achse und mit der Antriebswelle verbunden ist, eine schwenkbare Taumelscheibe, die an dem Halter gelagert ist und mit den Arbeitskolben über Schubstangen verbunden ist, einen Steuerkolben, der mit der Muffe verbunden ist und verschiebbar in dem Gehäuse derart aufgenommen wird, daß er den Neigungswinkel des Halters und der schwenkbaren Taumelscheibe variiert, um den Arbeitshub der Arbeitskolben zu verändern, sowie eine Hubermittlungsein­ richtung zur Ermittlung des Arbeitshubes der Arbeitskolben, wobei die Hubermittlungseinrichtung ein Kopplungsglied, das bei einem mittleren Abschnitt an dem Gehäuse über eine Stützwelle mit einer zu der Achse der Antriebswelle senkrech­ ten Achse gelagert ist und an einem seiner Enden mit dem Steuerkolben verbunden ist, und einen Positionsdetektor um­ faßt, der an dem Gehäuse angeordnet ist, um die Position des anderen Endes des Kopplungsgliedes zu ermitteln.

Ferner liegt ein zweites Merkmal der Erfindung darin, daß der Steuerkolben relativ drehbar mit der Muffe verbunden ist, um die Übertragung der Drehbewegung der Muffe um die Achse der Antriebswelle zu verhindern.

Ferner liegt ein drittes Merkmal der Erfindung darin, daß der Positionsdetektor außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.

Gemäß dem ersten Merkmal wird die Position des anderen Endes des Kopplungsgliedes, das an seinem einen Ende mit dem Steuerkolben verbunden ist, bestimmt in Abhängigkeit von dem Arbeitshub der Arbeitskolben, das heißt, von der Stellung des Steuerkolbens entlang der Achse der Antriebswelle. Daher kann der Arbeitshub der Arbeitskolben ermittelt werden durch Er­ mittlung der Position des anderen Ende des Kopplungsgliedes durch den Positionsdetektor. Daher ist es möglich, den Arbeitshub selbst vor dem Betriebsbeginn des Kompressors zu ermitteln. Für das andere Ende des Kopplungsgliedes, das durch den Positionsdetektor zu ermitteln ist, ist es einer­ seits erstrebenswert, die Ermittlungsgenauigkeit derart zu verbessern, daß das andere Ende weit verschoben wird im Ver­ gleich zu der axialen Verschiebung des Steuerkolbens, und ist es andererseits erstrebenswert bei dem Layout des Detektors, daß der Betrag dieser Verschiebung kleiner ist. Also ist es möglich, eine Konstruktion zu schaffen, bei welcher diese widerstrebenden Wünsche befriedigt sind, durch Auswählen der Stellung, bei welcher die Stützwelle des Kopplungsgliedes an­ geordnet ist.

Gemäß dem zweiten Merkmal wird die Übertragung der Drehbewe­ gung der Muffe auf den Steuerkolben verhindert, und daher wird die Ausübung einer Kraft auf das Kopplungsglied in der Drehrichtung vermieden.

Ferner ist es gemäß dem dritten Merkmal möglich, Teile des Positionsdetektors zu ersetzen und zu reparieren, ohne das Innere des Gehäuses zu öffnen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform der Erfindung, und zwar, Fig. 1 eine Seitenansicht im Längsschnitt eines wesentlichen Teiles eines Kompressors mit variabler Fördermenge, Fig. 2 eine Vorderansicht eines Kopplungsgliedes, und

Fig. 3 eine Seitenansicht im Längsschnitt einer anderen Ausführungsform des Positionsdetektors der Erfindung.

In Fig. 1, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, wird ein Kompressor C mit variabler Fördermenge zur Kompres­ sion eines Kühlmittelgases verwendet, zum Beispiel in einem Airconditioner für ein Fahrzeug. Ein Gehäuse 1 für den Kom­ pressor C besteht aus einem mit einem Boden versehenen grund­ sätzlich zylindrischen Gehäusekörper 2, einem Zylinderblock 3, der an einer offenen Endfläche des Gehäusekörpers 2 befe­ stigt ist, und einem Zylinderkopf 4, der einer Endfläche des Zylinderblocks 3 überlagert ist, welche Komponenten einteilig verbunden sind. In dem Gehäuse 1 wird durch den Gehäusekörper 2 und den Zylinderblock 3 eine Arbeitskammer 5 definiert.

Eine Antriebswelle 6 ist drehbar gelagert an dem Zylinder­ block 3 in dem Gehäuse 1 und an einer geschlossenen Endwand 21 des Gehäusekörpers 2 mit zwischengeschalteten Radialnadel­ lagern 7 bzw. 8. Die Achse der Antriebswelle 6 liegt auf einer Achse L 1 des Gehäuses 1. Eine Antriebsriemenscheibe 9 mit einer Kupplung darin ist einteilig verbunden mit einem vorragenden Ende der Antriebswelle 6, die über die geschlos­ sene Endwand 2 ₁ des Gehäuses 1 vorragt. Die Antriebsriemen­ scheibe 9 ist arbeitsmäßig verbunden mit einer Antriebsquelle wie zum Beispiel einem Motor, welcher nicht gezeigt ist, so daß sie umlaufend angetrieben werden kann durch eine An­ triebskraft von dem Motor.

Der Zylinderblock 3 weist eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen 10 auf, die darin parallel zu der Antriebswelle 6 vorgesehen sind. Jede Zylinderbohrung 10 öffnet sich an einem Ende in die Arbeitskammer 5. Diese Zylinderbohrungen 10 sind in glei­ chen Abständen voneinander auf einen konzentrischen Kreis um die Achse L 1 angeordnet. Eine Endplatte 11 ist zwischen den Zylinderkopf 4 und den Zylinderblock 3 eingeklemmt, um das andere Ende der Zylinderbohrungen 10 zu verschließen. Ein Arbeitskolben 13 wird verschiebbar in jeder Zylinderbohrung 10 aufgenommen, um zwischen ihm und der Endplatte 11 eine Druckkammer 12 zu definieren. Ein kugelförmiges Ende einer Schubstange 14 ist drehbar mit einer Rückseite jedes Arbeitskolbens 13 auf der Seite der Arbeitskammer 5 verbun­ den, und das andere kugelförmige Ende jeder Schubstange 14 erreicht die Innenseite der Arbeitskammer 5 und ist mit einer schwenkbaren Taumelscheibe 19 versehen, welche nachfolgend beschrieben wird.

In der Arbeitskammer 5 ist eine Muffe 15 gleitend auf die Antriebswelle 6 aufgesetzt. Ein Paar linker und rechter Zapfen 16 ist einteilig an der Außenfläche der Muffe vorgese­ hen als Vorsprung an seitlich entgegengesetzten Seiten der Muffe 15, wobei jeder Zapfen ein Zentrum auf einer zu der Achse L 1 der Antriebswelle 6 senkrechten Achse L 2 aufweist (senkrecht zu der Zeichenebene von Fig. 1) . Ein plattenför­ miger Halter 17 ist an dem linken und dem rechten Zapfen 16 gelagert zur Hin- und Her-Schwenkbewegung entlang der Achse der Antriebswelle 6. Die schwenkbare Taumelscheibe 19 ist drehbar gelagert an einem Zylinderabschnitt 17 ₁, der sich so erstreckt, daß er die Muffe 15 umgibt. Ein Radiallager 18 ist zwischen den Zylinderabschnitt und die Taumelscheibe zwischengeschaltet. Ein Nadelschublager 20 ist zwischen gegenüberliegende Flächen der Taumelscheibe 19 und des Hal­ ters 17 zwischengeschaltet. Ein Halteglied 21 ist mit einem äußeren Ende der schwenkbaren Taumelscheibe 19 durch einen Verbindungsstift 22 verbunden. Eine Führungsnute 23 ist in einer Innenfläche des Gehäusekörpers 2 vorgesehen und erstreckt sich parallel zu der Antriebswelle 6 zwischen dem Zylinderblock 3 und der Endwand 21 des Gehäusekörpers inner­ halb der Arbeitskammer 5. Das Halteglied 21 befindet sich in Gleitkontakt in der Führungsnute 23. Die Führungsnute 23 und das Halteglied 21 hindern die schwenkbare Taumelscheibe 19 an einer Drehung um die Achse L 1.

Die Antriebswelle 6 ist einteilig versehen mit einem Antriebsstift 25, der von ihr vorragt und eine radial verlau­ fende Achse aufweist. Der Antriebsstift 25 weist einen Verbindungsarm 26 auf, der einteilig an seinem Vorderende vorgesehen ist und ein bogenförmiges Loch 27 aufweist, in welchem sich ein Stift 28 in Gleiteingriff befindet, der ein­ teilig an einem Montagestück 17 ₂ der Halters 17 so vorgesehen ist, daß er von diesem vorragt. Das bogenförmige Loch 27 ge­ stattet die Schwenkbewegung der schwenkbaren Taumelscheibe 19 um die Zapfen 16 im Ausmaß der Länge der Taumelscheibe, und der Halter 17 wird in Reaktion auf die Drehung der Antriebs­ welle 6 gedreht.

Die mit den Arbeitskolben 13 verbundenen kugelförmigen Enden der Schubstangen 14 sind drehbar verbunden mit einer Fläche der schwenkbaren Taumelscheibe 19, wie oben beschrieben. Daher wird der Arbeitshub, das heißt die Abgabemenge des Ar­ beitskolbens 13 in der Zylinderbohrung 10 bestimmt in Abhän­ gigkeit von der Winkelverstellung der schwenkbaren Taumel­ scheibe 19 um die Achse L 2 der Zapfen 16 relativ zu der Achse L 1.

Die Antriebswelle 6 ist an ihren dem Zylinderblock näheren Ende über einen abgestuften Abschnitt 6 ₁ mit einem dünneren Wellenabschnitt 6 ₂ gebildet. Eine Schraubendruckfeder 29 ist um den dünneren Wellenabschnitt 6 ₂ gewickelt. Die Schrauben­ druckfeder 29 steht an ihrem einen Ende in Kontakt mit einem Federsitz 30 und ist über dem dünneren Wellenabschnitt 6 ₂ verriegelt und kontaktiert an ihrem anderen Ende einen ring­ förmigen Anschlag 31, der über dem abgestuften Abschnitt 61 verriegelt ist. Der Anschlag 31 dient dazu, eine Endfläche der Muffe 15 zu kontaktieren, um die Schraubendruckfeder 29 zusammenzudrücken, wenn die Muffe 15 nach links gleitet, in Fig. 1 betrachtet.

Eine mit einem Boden versehene ringförmige Gleitbohrung 32, die zu der Arbeitskammer 5 offen ist, ist zentral in der Endwand 2 ₁ des Gehäusekörpers 2 in konzentrischer Lage zu der Antriebswelle 6 vorgesehen. Ein ringförmiger Steuerkolben 33 wird verschiebbar in der Gleitbohrung 32 aufgenommen. Eine Steuerdruckkammer 34 ist zwischen dem Steuerkolben 33 und einem geschlossenen Ende der Gleitbohrung 32 definiert. Eine Schraubendruckfeder 35 ist in der Steuerdruckkammer 34 ent­ halten und spannt den Steuerkolben 33 zu der Arbeitskammer 5 hin vor.

Der Steuerkolben 33 ist an seinem der Arbeitskammer 5 näheren Ende drehbar gelagert an einer Steuerplatte 37 mit einem zwischengeschalteten Traglager 36. Die Steuerplatte 37 ist einteilig mit einem zylindrischen Abschnitt 37₁ versehen, welcher sich axial erstreckt, um die Antriebswelle 6 zu umgeben, und dessen Endfläche durch eine Rückschlagkraft der Schraubendruckfeder 35 mit einer Endfläche der Muffe 15 in Kontakt steht. Der Zylinderabschnitt 37 weist auch einen darin angebrachten axial verlaufenden Schlitz 38 auf. Der Antriebsstift 25 erstreckt sich durch den Schlitz 38, und die Steuerplatte 37 wird zusammen mit der Antriebswelle 6 gedreht, wobei eine axiale Verschiebung der Steuerplatte 37 zugelassen wird.

Ein Nadelschublager 39 ist zwischen eine Rückseite der Steuerplatte 37 und die Endwand 21 des Gehäusekörpers 2 zwi­ schengeschaltet. Wenn der Steuerkolben 33 nach links oder rechts gleitet, bewegt sich die Muffe 15 axial dem Steuerkol­ ben 33 folgend, und dementsprechend variiert die Winkelver­ stellung des Halters 17 und der schwenkbaren Taumelscheibe 19 um die Zapfen 16. Genauer gesagt werden, wenn der Steuerkol­ ben 33 sich nach links bewegt hat, in Fig. 1 betrachtet, der Halter 17 und die schwenkbare Taumelscheibe 29 im Uhrzeiger­ sinn geschwenkt in Übereinstimmung mit der Bewegung des Steuerkolbens 33, was zu einem kleineren Gleithub jedes Ar­ beitskolbens 13 führt. Wenn andererseits der Steuerkolben 33 sich nach rechts bewegt, verschiebt sich die Muffe 15 auch nach rechts unter dem Einfluß eines Arbeitsdrucks an den Ar­ beitskolben 13. Dementsprechend werden der Halter 17 und die schwenkbare Taumelscheibe 19 gegen den Uhrzeigersinn ge­ schwenkt, in Fig. 1 betrachtet, was zu einem größeren Ar­ beitshub der Arbeitskolben 13 führt.

Eine Ausströmkammer 42 ist zwischen dem Zylinderkopf 4 und der Endplatte 11 definiert, und ein in dem Zylinderkopf 4 vorgesehener Ausströmkanal 43 ist mit der Ausströmkammer 42 verbunden. Eine Ansaugkammer 44 ist zwischen dem Zylinderkopf 4 und der Endplatte 11 definiert, um die Ausströmkammer 42 winkelförmig zu umgeben, und ist mit der Arbeitskammer 5 verbunden über einen in dem Zylinderblock 3 angebrachten Ver­ bindungskanal 45. Ferner ist ein (nicht gezeigter) Ansaugka­ nal, der in einer Wand des Gehäusekörpers 2 angebracht ist, mit der Arbeitskammer 5 verbunden.

Die Endplatte 11 ist mit mehreren Ausströmöffnungen 46 verse­ hen, welche die Verbindung der Ausströmkammer 42 mit den Druckkammern 12 zulassen. Ein Ausströmventil 47 ist in jeder Ausströmöffnung 46 angebracht und dafür vorgesehen, die Aus­ strömöffnung 46 zu öffnen, wenn sich der Arbeitskolben 13 in einer Kompressionsoperation befindet. Die Endplatte 11 ist ferner mit mehreren Ansaugöffnungen 48 versehen, welche die Verbindung der Ansaugkammer 44 mit den Druckkammern 12 zulas­ sen. Ein Ansaugventil 49 ist in jeder Ansaugöffnung 48 ange­ bracht und dafür vorgesehen, die Ansaugöffnung 48 zu öffnen, wenn der Arbeitskolben 13 sich in einer Ansaugoperation be­ findet. Wenn sich die Mehrzahl der Kolben 13 der Reihe nach hin und her bewegt, wird bei Betrachtung des Ansaughubes eines bestimmten Kolbens das Kühlmittel von dem Ansaugkanal durch die Arbeitskammer 5 und den Verbindungskanal 45 in die Ansaugkammer 44 geleitet und öffnet dann das entsprechende Ansaugventil 49 und wird in die entsprechende Druckkammer 12 hineingezogen. In dem Kompressionshub des Kolbens öffnet das komprimierte Kühlmittel in der jeweiligen Druckkammer 12 das entsprechende Ausströmventil 47 und wird unter Druck von der Ausströmkammer 42 in den Ausströmkanal 43 geleitet.

In der Endwand 21 des Gehäusekörpers 2 in dem Gehäuse 1 ist ein Steuerventil 51 angeordnet, um die Drucksteuerung für die Steuerdruckkammer 34 vorzusehen. Das Steuerventil 51 ist zwi­ schengeschaltet zwischen einen (nicht gezeigten) Ausströmka­ nal, der zu der Ausströmkammer 42 führt, und einen Ansaugka­ nal 52, der durch die Arbeitskammer 5 und durch den Verbin­ dungskanal 45 zu der Ansaugkammer 44 führt, sowie einen Steu­ erkanal 53, der zu der Steuerdruckkammer 34 führt. Das Steuerventil 51 ist dafür vorgesehen, einerseits den Druck in der Steuerdruckkammer 34 in Reaktion auf die Verminderung des Drucks in der Ansaugkammer 44 zu erhöhen, wenn die Kühlbe­ lastung des Airconditioners vermindert wird, wodurch der Steuerkolben 33 nach links verschoben wird, in Fig. 1 betrachtet, was eine Schwenkbewegung des Halters 17 und der Taumelscheibe nach rechts bewirkt, die zu einem kleineren Ar­ beitshub jedes Arbeitskolbens 13 führt, und andererseits den Druck in der Steuerdruckkammer 34 zu vermindern in Reaktion auf die Vergrößerung des Drucks in der Ansaugkammer 44, wenn diese Kühlbelastung zunimmt, wodurch der Steuerkolben 33 nach rechts verschoben wird, in Fig. 1 betrachtet, was zu einer Schwenkbewegung des Halters 17 und der Taumelscheibe 19 gegen den Uhrzeigersinn bewirkt, in Fig. 1 betrachtet, was zu einem größeren Arbeitshub jedes Arbeitskolbens 13 führt.

Um den Arbeitshub jedes Arbeitskolbens 13 zu ermitteln, ist eine Hubermittlungseinrichtung 57 in dem Kompressor C ange­ ordnet und umfaßt ein Kopplungsglied 55, das bei seinem Mit­ telabschnitt über eine Stützwelle 54 parallel zu der Achse L 2 und senkrecht zu der Achse L 1 der Antriebswelle 6 an dem Ge­ häuse 1 gelagert ist und an seinem einen Ende mit dem Steuer­ kolben 33 verbunden ist, und ein Positionsdetektor 56 ist in dem Gehäuse 1 angeordnet, um die Position des anderen Endes des Kopplungsgliedes 55 zu ermitteln. Wie in Fig. 2 gezeigt, besteht das Kopplungsglied 55 aus einem halbkreisförmigen Abschnitt 55 ₁, der einen etwas größe­ ren Radius aufweist als eine äußere Umfangsfläche des Steuer­ kolbens 33, einem Verbindungsplattenabschnitt 55 ₂, der mit einem in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt des halbkreis­ förmigen Abschnitts 55 ₁ verbunden ist, sowie einem Paar ge­ genüberliegender Plattenabschnitte 55 ₃ und 55 ₃, die senkrecht mit dem Verbindungsplattenabschnitt 55 ₂ in gegenüberliegender Lage verbunden sind. Einwärts ragende Stifte 58 sind jeweils an in Umfangsrichtung entgegensetzten Enden des halbkreisför­ migen Abschnitts 55 ₁ angebracht und greifen ein in ringför­ mige Nuten 59, die jeweils in einer Außenfläche des Steuer­ kolbens 33 vorgesehen sind, wodurch ein Ende des Kopplungs­ gliedes 55 mit dem Steuerkolben 33 verbunden ist. Einsatzlö­ cher 71 sind in den entgegengesetzten Plattenabschnitten 55 ₃ bzw. 55 ₃ angebracht, und die durch die Einsatzlöcher 71, 71 eingesetzte Stützwelle 54 ist an dem Gehäuse 1 gelagert, wodurch der Mittelabschnitt des Kopplungsgliedes an dem Gehäuse 1 gelagert ist.

Der Positionsdetektor 56 ist ein Differentialtransformator und umfaßt ein grundsätzlich zylindrisches Gehäuse 60, eine Spule 61, die grundsätzlich zylindrisch ausgebildet ist aus einem Kunstharz und in dem Gehäuse 60 befestigt ist, Sekun­ därwicklungen 62, 62, die an zwei in Axialrichtung beabstan­ deten Stellen jeweils um eine äußere Peripherie der Spulen 61 gewickelt sind, Primärwicklungen 63, 63, die jeweils um äußere Peripherien der Sekundärwicklungen 62, 62 gewickelt sind, einen in der Spule 61 aufgenommenen axial verschiebba­ ren Kern, sowie eine Feder 65, die zwischen die Spule 61 und den Kern 64 zwischengeschaltet ist, um den Kern axial nach außen (nach rechts, in Fig. 1 betrachtet) vorzuspannen. Das Gehäuse 60 ist an der Außenfläche des Gehäusekörpers 2 in dem Gehäuse 1 in paralleler Lage zu der Achse L 1 der Antriebs­ welle 6 befestigt.

Eine Öffnung 66 ist in dem Gehäusekörper 2 bei dessen Ab­ schnitt vorgesehen, der dem Positionsdetektor 56 entspricht, und es ist auch eine Öffnung 67 in dem Gehäuse 60 des Posi­ tionsdetektors 56 bei dessen Abschnitt vorgesehen, der der Öffnung 66 entspricht. Das andere Ende des Kopplungsgliedes, das an dem Gehäuse 1 durch die Stützwelle 54 gelagert ist, das heißt die entgegengesetzten Plattenabschnitte 55 ₃, 55 ₃ sind durch die Öffnungen 66 und 67 in das Gehäuse 60 einge­ fügt und an gegenüberliegenden Seiten der Spule 61 angeord­ net. Ein Verbindungsstift 68 ist an einem äußeren Ende des Kernes 64 so befestigt, daß er sich entlang einer diametralen Linie erstreckt, und seine entgegengesetzten Enden ragen nach außen vor durch ein Langloch 69, das in der Spule 61 vorgese­ hen ist. Die entgegengesetzten Plattenabschnitte 55 ₃, 55 ₃ sind an ihren Vorderenden mit im wesentlichen U-förmigen Kon­ taktabschnitten 70, 70 versehen, mit denen jeweils entgegen­ gesetzte Enden des Verbindungsstiftes 68 in Eingriff stehen.

Wenn bei dieser Hubermittlungseinrichtung 57 die Axialbewe­ gung des Steuerkolbens 33 des Kopplungsgliedes 55 um die Stützwelle 54 veranlaßt, wird der Kern 64 axial verschoben mit der Positionsänderung des anderen Endes des Kopplungs­ gliedes 55, das heißt der Vorderenden der gegenüberliegenden Plattenabschnitte 55 ₃, 55 ₃. In einem Zustand, in dem eine Rechteckwellen-Eingangsspannung mit gegebener Frequenz und gegebener Amplitude an die Primärwicklung 63, 63 angelegt wird, wird die Differenz in der Wechselspannung, die zwischen den Sekundärwicklungen 62, 62 entwickelt wird, verändert in Abhängigkeit von der axialen Verschiebung des Kernes 64. Da­ her ist es möglich, die axiale Stellung des Kernes 64, das heißt, über das Kopplungsglied 55 die axiale Stellung des Steuerkolbens 33 zu ermitteln.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird nachfolgend be­ schrieben. Wenn der Steuerkolben 33 in Axialrichtung verscho­ ben wird, wird die Muffe 15 mit Hilfe der Steuerplatte 37 in Axialrichtung der Antriebswelle 6 verschoben. Dementsprechend werden der Halter 17 und die schwenkbare Taumelscheibe 19 um die Zapfen 16 geschwenkt, was zu einem veränderten Arbeitshub jedes Arbeitskolbens 13 führt. Also kann der Arbeitshub der Arbeitskolben entsprechend der Axialstellung des Steuerkol­ bens 33 durch den Positionsdetektor 56 ermittelt werden, da das Kopplungsglied 55 auch um die Stützwelle 54 geschwenkt wird, wenn der Steuerkolben 33 verschoben wird.

Außerdem ermittelt der Positionsdetektor 56 die Position des anderen Endes des Kopplungsgliedes 55 entsprechend der Axial­ stellung des Steuerkolbens 33 und ist in der Lage, die Axial­ stellung des Steuerkolbens 33, das heißt den Arbeitshub der Arbeitskolben 13, sogar zu ermitteln, bevor der Kompressor C mit variabler Fördermenge betrieben wird. Daher kann die Umdrehungszahl des Motors eingestellt werden, und die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge, die zur Aufrechterhaltung der Umdrehungszahl ausreicht, kann auch eingestellt werden, beides zu der Zeit, zu der der Kompressor C in einem Bereich niedriger Drehzahl des mit der Antriebswelle 6 verbundenen Motors gestartet wird.

Bei dem Positionsdetektor 56 ist es einerseits wünschenswert, zur Verbesserung der Ermittlungsgenauigkeit den Kern 64 weit zu verstellen im Vergleich zu der Axialverstellung des Steu­ erkolbens 33, und andererseits ist es wünschenswert bei der Anordnung des Positionsdetektors 56, daß die Größe dieser Verstellung kleiner ist. Es ist jedoch möglich, eine Kon­ struktion vorzusehen, bei der ein Ausgleich solcher wider­ sprechender Wünsche vorgenommen wird durch Auswahl der Anord­ nungstellung für die Stützwelle 54, die das Kopplungsglied 55 trägt.

Ferner ist ein Traglager 36 zwischen die Steuerplatte 37 und dem Steuerkolben 33 zwischengeschaltet. Daher wird es wei­ testgehend vermieden, daß die Drehbewegungen der Muffe 15 und der Steuerplatte 37 den Steuerkolben 33 beeinflussen, wodurch der Drehvorgang des Steuerkolbens 33 weitestgehend vermieden wird. Also ist es möglich, die Anwendung einer unangemessenen Kraft an einem Ende des Kopplungsgliedes 55 zu vermeiden.

Außerdem ist es möglich, die Teile des Positionsdetektors 56 zu ersetzen und zu reparieren, ohne das Gehäuse 1 zu öffnen, da der Positionsdetektor 56 außerhalb des Gehäuses 1 angeord­ net ist.

Fig. 3 stellt eine andere Ausführungsform der Erfindung dar, in welcher die Abschnitte, die denen in der vorherigen Ausführungsform entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

Eine Hubermittlungseinrichtung 57′ besteht aus einem Kopp­ lungsglied 55′, das bei einem seiner Enden mit dem Steuerkol­ ben 33 (Fig. 1) verbunden ist und bei seinem Mittelabschnitt über die Stützwelle 54 schwenkbar an dem Gehäuse 1 gelagert ist, sowie einem Positionsdetektor 56′, der an dem Gehäuse 1 angeordnet ist, um die Stellung des anderen Endes des Kopp­ lungsgliedes 55′ zu ermitteln.

Der Positionsdetektor 56 ist ein Differentialtransformator und umfaßt ein Gehäuse 60′, das an einer Außenfläche des Ge­ häusekörpers 2 in dem Gehäuse 1 befestigt ist, eine Spule 61′, die in dem Gehäuse 60, befestigt ist, Sekundärwicklungen 62′, 62′, die an zwei in Axialrichtung der Antriebswelle 6 (siehe Fig. 1), das heißt, in Fig. 3 betrachtet seitlich, um die Spule 61′ gewickelt sind, eine Primärwicklung 63′, die an einer Stelle in der Mitte zwischen den Sekundärwicklungen 62′, 62′ um die Spule 61′ gewickelt ist, und einen einteilig an dem anderen Ende des Kopplungsgliedes 55′ vorgesehenen Kern 64′, der durch eine Öffnung 66 in den Gehäusekörper 2 in das Gehäuse 60′ vorragt. Der Kern 64′ ist gegenüber den Sekundärwicklungen 62′, 62′ und der Primärwicklung 63′ ange­ ordnet.

Mit dieser Hubermittlungseinrichtung 57′ wird die Differenz der zwischen den Sekundärwicklungen 62′, 62′ entwickelten Wechselspannung verändert in Abhängigkeit von der Schwenkbe­ wegung des Kopplungsgliedes 55′ um die Stützwelle 54. Daher ist es möglich, die Stellung des anderen Endes des Kopplungs­ gliedes 55′ zu ermitteln und den Arbeitshub der Arbeitskolben 13 (siehe Fig. 1) sogar vor dem Betriebsbeginn des Kompres­ sors C zu ermitteln. Also ist es möglich, eine Wirkung zu erzielen, die der Wirkung in der vorherigen Ausführungsform ähnlich ist.

Der Positionsdetektor 56, 56′ ist in jeder der obigen Ausfüh­ rungsformen als Transformator gezeigt und beschrieben worden, es kann aber jede Art Detektor sein, welcher in der Lage ist, die Position des anderen Endes des Kopplungsgliedes 55, 55′ zu ermitteln. Zum Beispiel können ein Magnetwiderstandsele­ ment, ein Schiebewiderstand oder dgl. anstelle des Differen­ tialtransformators zum Bilden eines Positionsdetektors ver­ wendet werden.

Wie oben erörtert, umfaßt gemäß dem ersten Merkmal der Erfin­ dung die Hubermittlungseinrichtung ein Kopplungsglied, das bei seinem Mittelabschnitt an dem Gehäuse gelagert ist über eine Stützwelle mit einer Achse, die zur Achse der Antriebs­ welle senkrecht ist, und das an einem seiner Enden mit dem Steuerkolben verbunden ist, und einen Positionsdetektor, der an dem Gehäuse angeordnet ist, um die Stellung des anderen Endes des Kopplungsgliedes zu ermitteln. Daher ist es möglich, den Arbeitshub sogar vor dem Betriebsbeginn des Kompressors zu ermitteln, womit eine Konstruktion geschaffen wird, welche die Erfordernisse hinsichtlich Ermittlungsgenau­ igkeit und Anordnung des Positionsdetektors befriedigt.

Gemäß dem zweiten Merkmal der Erfindung ist der Steuerkolben relativ drehbar verbunden mit der Muffe, um die Übertragung der Drehbewegung der Muffe um die Achse der Antriebswelle zu verhindern. Daher ist es möglich, den Drehvorgang des Steuer­ kolbens zu vermeiden, womit die Ausübung einer unangemessenen Kraft auf das Kopplungsglied vermieden wird.

Ferner ist gemäß dem dritten Merkmal der Erfindung der Posi­ tionsdetektor außerhalb des Gehäuses angeordnet, und folglich werden Ersatz und Reparatur der Teile des Positionsdetektors erleichtert.

Es ist offensichtlich, daß die beschriebene Vorrichtung den Vorteil einer weiten kommerziellen Nützlichkeit aufweist. Es versteht sich, daß die hier beschriebene spezielle Form der Erfindung nur repräsentativ sein soll, da bestimmte Modifika­ tionen innerhalb des Rahmens dieser Lehren dem Fachmann offensichtlich sind.

Dementsprechend sollte bei Bestimmung des vollen Rahmens der Erfindung auf die Ansprüche Bezug genommen werden.

Claims (3)

1. Kompressor mit variabler Fördermenge, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1) mit einer in seinem Inneren definierten Arbeitskammer (5) und einer Mehrzahl darin vorgesehener Zylinderbohrungen (10), die zu der Arbeitskammer (5) hin offen sind, eine Antriebswelle (6), die drehbar in dem Ge­ häuse (1) gelagert ist, wobei die Zylinderbohrungen (10) um die Antriebswelle (6) herum angeordnet sind, einen Arbeits­ kolben (13), der in jeder der Zylinderbohrungen (10) ver­ schiebbar aufgenommen wird, eine Muffe (15), die auf die Antriebswelle (6) innerhalb der Arbeitskammer (5) axial ver­ schiebbar aufgesetzt ist, einen Halter (17), der an der Muffe (15) gelagert ist zur Schwenkbewegung um eine zu der Achse der Antriebswelle (6) senkrechte Achse und mit der Antriebs­ welle (6) verbunden ist, eine schwenkbare Taumelscheibe (19), die an dem Halter (17) gelagert ist und mit den Arbeitskolben (13) über Schubstangen (14) verbunden ist, einen Steuerkolben (33), der mit der Muffe (15) verbunden ist und verschiebbar in dem Gehäuse (1) derart aufgenommen wird, daß er den Nei­ gungswinkel des Halters (17) und der schwenkbaren Taumel­ scheibe (19) variiert, um den Arbeitshub der Arbeitskolben (13) zu verändern, sowie eine Hubermittlungseinrichtung (57) zur Ermittlung des Arbeitshubes der Arbeitskolben (13), wobei die Hubermittlungseinrichtung (57) ein Kopplungsglied (55), das bei einem mittleren Abschnitt an dem Gehäuse (1) über eine Stützwelle (54) mit einer zu der Achse der Antriebswelle (6) senkrechten Achse gelagert ist und an einem seiner Enden mit dem Steuerkolben (33) verbunden ist, und einen Positions­ detektor (56) umfaßt, der an dem Gehäuse (1) angeordnet ist, um die Position des anderen Endes des Kopplungsgliedes (55) zu ermitteln.

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (33) relativ drehbar mit der Muffe (15) ver­ bunden ist, um die Übertragung der Drehbewegung der Muffe (15) um die Achse der Antriebswelle (6) zu verhindern.

3. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsdetektor (56) außerhalb des Gehäuses (1) ange­ ordnet ist.