DE4012015C2 - Taumelscheibenverdichter mit variabler Fördermenge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Taumelscheibenverdichter mit variabler Fördermenge mit einem Zylinderblock mit einer Vielzahl darin vorgesehener Zylinder, mit einem über eine Ventilplatte an einer Stirnfläche des Zylinderblocks festge­ legten hinteren Kopf, in dem eine Saugkammer und eine Aus­ laßdruckkammer vorgesehen sind, mit einem an der anderen Stirnfläche des Zylinderblocks festgelegten vorderen Kopf, in dem ein Kurbelgehäuse vorgesehen ist, mit einer Antriebs­ welle, die mittels im Zylinderblock und im vorderen Kopf vorgesehener Lager an beiden Enden drehbar gelagert ist, mit einer auf der Antriebswelle befestigten und im Kurbelgehäuse untergebrachten Taumelscheibe zum Ausführen von Schwingbewe­ gungen um die Antriebswelle, mit einer Vielzahl von die Ven­ tilplatte durchsetzenden Auslaßöffnungen, die die entspre­ chenden Zylinder und die Auslaßdruckkammer verbinden, mit einer Vielzahl von in der Stirnfläche der Ventilplatte vor­ gesehenen Auslaßventilen zum Öffnen und Schließen der jewei­ ligen Auslaßöffnungen, mit einem als Bolzen ausgebildeten Befestigungsmittel mit einem Schaftabschnitt, der über eine Öffnung, welche in der Ventilplatte vorgesehen ist, in eine Gewindebohrung des Zylinderblocks eingeschraubt ist und mit einem die Auslaßventile an die dem hinteren Kopf zugewandten Stirnfläche der Ventilplatte festlegenden Bolzenkopf, mit einem Verbindungdurchlaß, der sich zwischen dem Kurbelgehäu­ se und der Saugkammer erstreckt, und mit einem in dem Ver­ bindungsdurchlaß vorgesehenen Drucksteuerventil zum Einstel­ len des Drucks des im Kurbelgehäuse sich befindenden Ver­ dichtungsmediums, um den Neigungswinkel der Taumelscheibe zu ändern, wodurch die Fördermenge des Verdichters verändert wird, wobei die Gewindebohrung mittels einer im Zylinder­ block vorgesehenen, die Lager im Zylinderblock aufnehmenden Lageraufnahmeöffnung, mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist.

Ein solcher Taumelscheibenverdichter ist bekannt aus der DE 37 31 944 A1.

Derart ausgebildete Taumelscheibenverdichter mit variabler Fördermenge werden in der Regel zum Verdichten eines Kälte­ mittels in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen oder dergleichen verwendet. Taumelscheibenverdichter dieser Art sind be­ schrieben in dem JP-Gm 64-4875 und der JP-OS 63-140 872. Diese Druckschriften betreffen jeweils einen Taumelscheiben­ verdichter mit einer Antriebswelle, dessen beide Enden dreh­ bar in entsprechenden Lagern festgelegt sind, mit einer Tau­ melscheibe, die auf der Antriebswelle schwingbar um diese befestigt ist, mit Auslaßventilen, die jeweils so angeordnet sind, daß sie in geöffnetem Zustand Kältemittelgas in die Auslaßdruckkammer abführen, sobald der Druck innerhalb eines korrespondierenden Zylinders oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, mit einem Befestigungsmittel mit dem die Aus­ laßventile festgelegt sind, und mit einem Drucksteuerventil, welches in einem Verbindungsdurchlaß angeordnet ist, wobei sich der Verbindungsdurchlaß zwischen der Saugkammer und dem Kurbelgehäuse, in dem sich die Taumelscheibe befindet, er­ streckt, und das den Druck im Kurbelgehäuse derart steuert, daß dadurch der Neigungswinkel der Taumelscheibe reguliert wird, wodurch die Fördermenge oder Kapazität des Verdichters verändert wird.

Befindet sich das Drucksteuerventil in geschlossenem Zustand, so wird verhindert, daß der Druck innerhalb des Kurbelgehäuses in die Saugkammer entweicht, so daß Gas mit Hochdruck zwischen den Spalten der Zylinder und Kolben überströmt und sich dieses übergeströmte Gas im Kurbelgehäuse ansammelt, wodurch sich der Druck innerhalb des Kurbelgehäuses erhöht. Sobald sich der Druck innerhalb des Kurbelgehäuses erhöht, verringert sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe, wodurch der Hub der Kolben verkürzt und dadurch die Fördermenge des Verdichters verringert wird.

In diesen bekannten Taumelscheibenverdichtern mit variabler Fördermenge ist ein Hochdruckeinlaßkanal vorgesehen, mit dem Hochdruck aus der Auslaßdruckkammer in das Kurbelgehäuse über­ strömen kann, und dadurch der Druck im Kurbelgehäuse auf einen ausreichenden Wert erhöht wird. Dieser Hochdruckeinlaßkanal hat den Zweck, eine ungenügende bzw. unzureichende Druckerhöhung durch das am Kolben vorbeiströmende Gas auszugleichen.

Bei den herkömmlichen Verdichtern ist der Hochdruckeinlaßkanal mittels Durchbrüchen verwirklicht, die jeweils den gleichen Durchmesser aufweisen und im hinteren Kopf, in der Ventilplatte und im Zylinderblock vorgesehen sind. Hierdurch entsteht der Nachteil, daß die miteinander verbundenen Teile aufwendig auf­ gebaut sein müssen und die Herstellung dieser Teile entsprechend schwierig ist, da jedes Teil mit diesem Durchbruch versehen, jeder Durchbruch exakt ausgebildet und plaziert sein muß, so daß die Durchbrüche im montierten Zustand des Verdichters fluch­ ten.

In der US 4,752,189 die ebenfalls einen Taumelscheibenver­ dichter betrifft, ist erwähnt, daß unterhalb einer vorbe­ stimmten Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Kurbelge­ häuses und der Auslaßausnehmung eine Feder das Nadelventil von der Ventilfläche wegbewegt, um die Ventilanordnung zu öffnen, wodurch dem Gas ermöglicht werden soll, aus der Aus­ laßausnehmung in den Innenraum des Kurbelgehäuses zu strö­ men. Eine Schmierung des Kurbellagers ist nicht vorgesehen.

Die US 4,475,871 offenbart einen Taumelscheibenverdichter, bei dem ein Teil eines Verbindungsdurchlasses für die Zufuhr von Fluid aus einer Auslaßkammer in ein Kurbelgehäuse inner­ halb eines Bolzens ausgebildet ist, der in ein Gewindeloch eingeschraubt ist, welches in einem Zylinderblock durch eine Kopfanordnung und eine Ventilplatte verläuft. Jedoch ist dieser Teil des Verbindungsdurchlasses nicht in einer sol­ chen Weise ausgebildet, daß er den Bolzen in seiner axialen Länge durchdringt, sondern er besteht aus einer axialen Boh­ rung, deren eines Ende sich in einer kurbel-seitigen Endflä­ che des Bolzens öffnet, während ihr anderes Ende geschlossen ist, sowie aus einer radialen Bohrung, die sich in die axia­ le Bohrung an deren geschlossenen Ende erstreckt. Außerdem ist ein weiterer, L-förmiger Durchgang vorgesehen, der in der Kopfanordnung gebildet ist und dem Einführen von Fluid aus der Auslaßkammer in die radiale Bohrung des Bolzens dient. Damit ist zwar eine Schmierung des Lagers durch einen gedrosselten Hochdruckeinlaßkanal, der von der Auslaßkammer zur Lageraufnahmeöffnung führt, prinzipiell möglich, jedoch ist die bekannte Anordnung relativ aufwendig herzustellen und die Schmierung nicht sonderlich effektiv.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Taumelscheibenverdichter mit variabler Fördermenge der ein­ gangs genannten Art derart auszubilden, daß dessen Hoch­ druckeinlaßkanal, der das Überströmen des Hochdrucks aus der Auslaßdruckkammer in das Kurbelgehäuse erlaubt, einfach her­ stellbar ist, wobei eine wesentliche Verbesserung der Schmierung und Kühlung der Lager erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch den Bolzen hindurch ein Hochdruckeinlaßkanal derart geformt ist, daß er den Bolzen in seiner axialen Richtung durch­ dringt, wobei sich der Hochdruckeinlaßkanal an seinem einen Ende direkt zur Auslaßdruckkammer hin öffnet, wodurch unter Hochdruck stehendes Verdichtungsmedium von der Auslaßdruck­ kammer in die Lageraufnahmeöffnung eingeleitet wird, daß der Hochdruckeinlaßkanal eine Verengung aufweist, wodurch das unter Hochdruck stehende Verdichtungsmedium vom Hochdruck­ einlaßkanal durch die Lager in das Kurbelgehäuse überströmt, daß die Lageraufnahmeöffnung einen größeren Durchmesser als die Gewindebohrung aufweist, daß die Lageraufnahmeöffnung an der der Gewindebohrung zugewandten Stirnseite einen axialen Vorsprung besitzt, und daß der Verdichter eine konische Scheibe aufweist, die zwischen dem axialen Vorsprung und der einen, dem Zylinderblock zugewandten Endfläche der Antriebs­ welle eingesetzt ist, wobei die konische Scheibe in einem zentralen Bereich einen Durchbruch aufweist.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Hochdruckeinlaßkanal koaxial zur Antriebswelle angeordnet ist.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß der Hochdruckeinlaßkanal eine Verengung aufweist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß das Befestigungs­ mittel in einer ersten, im Zylinderblock vorgesehenen Öffnung angeordnet ist und sich koaxial zur Antriebswelle erstreckt.

Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, daß das Lagermittel in einer zweiten, im Zylinderblock vorgesehenen und mit der ersten Öffnung verbundenen Öffnung vorgesehen ist, und das Lagermittel das dem Zylinderblock zugewandte eine Ende der Antriebswelle drehbar aufnimmt.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß zwischen der Taumelscheibe und der Antriebswelle eine Gelenk­ kugel zur Aufnahme der Taumelscheibe vorgesehen ist, über die die Taumelscheibe schwingbar um die Antriebswelle gelagert ist, und daß die Antriebswelle einen Verbindungskanal aufweist, der sich im wesentlichen entlang deren Achse, ausgehend von der einen, dem Zylinderblock zugewandten Endfläche erstreckt, von wo aus das Verdichtungsmedium unter Hochdruck in den Ver­ bindungskanal einleitbar ist, wobei der Verbindungskanal unmit­ telbar im Bereich der Gelenkkugel eine radiale Überströmöffnung aufweist, über die das unter Hochdruck stehende Verdichtungs­ medium zur Gelenkkugel überströmt.

Schließlich ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungs­ form vorgesehen, daß über das im vorderen Kopf vorgesehene Lager das andere Ende der Antriebswelle drehbar gelagert ist, und daß der Verbindungskanal am anderen Ende der An­ triebswelle in der Nachbarschaft des im vorderen Kopf vorge­ sehenen Lagers eine radiale Überströmöffnung aufweist, über die das unter Hochdruck stehende Verdichtungsmedium zu die­ sem Lager überströmt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung drei Ausführungsbeispiele im ein­ zelnen beschrieben sind. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Taumelscheibenverdich­ ter mit variabler Fördermenge;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Taumelscheibenverdich­ ter mit variabler Fördermenge gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Taumelscheibenverdich­ ter mit variabler Fördermenge gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In der Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Verdichterge­ häuse bezeichnet, welches einen Zylinderblock 2, einen hin­ teren Kopf 4, welcher über eine Ventilplatte 3 gasdicht an der in der Ansicht der Fig. 1 linken Stirnseite des Zylin­ derblocks 2 befestigt ist, und einen vorderen Kopf 5, wel­ cher gasdicht an der rechten Stirnfläche des Zylinderblocks 2 befestigt ist, aufweist. Innerhalb des Gehäuses 1 ist durch die in Richtung des vorderen Kopfes 5 weisende Stirn­ fläche, einer inneren Umfangswand und einer inneren Endwand des vorderen Kopfes 5 ein Kurbelgehäuse 6 definiert. Inner­ halb des Gehäuses 1 befindet sich eine Antriebswelle 7, wel­ che sich im wesentlichen entlang der Gehäuseachse erstreckt. Die Antriebswelle 7 ist drehbar in Radiallagern 13 und 24 gelagert. Im Zylinderblock 2 sind eine Vielzahl von Zylin­ dern 8 vorgesehen, welche in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind und deren jeweilige Achsen parallel zu der Achse der Antriebswelle 7 ausgerichtet sind. In jedem der Zylinder ist ein Kolben 9 gleitend aufgenommen. Zwischen der der Zylinderblockseite zugewandten Stirnfläche der Ven­ tilplatte 3, einem jeden Zylinder 8 und einem jeden Kolben 9 ist jeweils ein Zylinderraum 8a zum Verdichten eines Kälte­ mittels gebildet. In der linken Stirnfläche des hinteren Kopfes 4 ist eine Auslaßöffnung 4a vorgesehen, durch welche verdichtetes Kältemittelgas ausgestoßen wird. In einem im wesentlichen zentral gelegenen Abschnitt des hinteren Kopfes 4 befindet sich eine Auslaßdruckkammer 10, welche in eine erste Auslaßdruckkammer 101 und eine zweite Auslaßdruckkam­ mer 102 durch eine Zwischenwand 11 aufgeteilt wird. Die er­ ste und zweite Auslaßdruckkammer 101 und 102 sind miteinan­ der über eine in der Zwischenwand 11 vorgesehene Begrenzung­ söffnung 11a verbunden. In der Ventilplatte 3 sind Ausla­ ßöffnungen 3a vorgesehen, über die die jeweiligen Zylinder 8 und die erste Auslaßdruckkammer 101 verbunden werden. Die Auslaßöffnungen 3a sind über die erste Auslaßdruckkammer 101, die Begrenzungsöffnung 11a und die zweite Auslaßdruck­ kammer 102 in der angegebenen Reihenfolge mit der Auslaßöff­ nung 4a verbunden. Die Auslaßöffnungen 3a werden mittels entsprechenden Auslaßventilen 12a geöffnet und wieder ver­ schlossen. Die Auslaßventile 12a sind an der dem hinteren Kopf 4 zugewandten Stirnseite der Ventilplatte 3 zusammen mit Ventilanschlägen 12b mittels eines als Bolzen ausgebil­ deten Befestigungsmittels 14 befestigt, welcher ein in der Ventilplatte 3 vorgesehenes Loch 3b durchgreift und in einem im Zylinderblock 2 vorgesehenen Loch 22c mit verringertem Durchmesser eingeschraubt ist. Der Bolzen 14 weist einen Hochdruckeinlaßkanal 20 auf, welcher im Bolzen 14 vorgesehen ist und sich im wesentlichen entlang dessen Achse erstreckt. Der Hochdruckeinlaßkanal 20 weist in einem Bereich zwischen seinen Enden eine Verengung (Blende) 20a auf, durch welche die Strömungsrate des unter Auslaßdruck Pd (Hochdruck) ste­ henden Kältemittelgases in Richtung des Radiallagers 13 ver­ mindert wird. Um die Auslaßdruckkammer 10 ist im hinteren Kopf 4 eine Saugkammer 15 angeordnet, welche mit den Zylin­ dern 8 über entsprechende Einlaßöffnungen 3c, welche eben­ falls in der Ventilplatte 3 vorgesehen sind, in Verbindung steht. Die Einlaßöffnungen 3c werden über entsprechende Saugventile 15a, welche an der dem Zylinderblock 2 zugewand­ ten Stirnfläche der Ventilplatte 3 befestigt sind, geöffnet und wieder verschlossen.

Die Saugkammer 15 ist über eine Saugöffnung (nicht dargestellt) mit dem Auslaß eines Verdampfers (nicht dargestellt) einer Klimaanlage verbunden, während die Auslaßdruckkammer 10 über die Auslaßöffnung 4a mit dem Einlaß eines Kondensators (nicht dargestellt) der Klimaanlage verbunden ist.

Der Zylinderblock 2 weist in einem im wesentlichen zentralen Bereich eine Verbindungsöffnung 22 auf, die sich koaxial zur Antriebswelle 7 erstreckt. Die Verbindungsöffnung 22 besteht aus einer Öffnung 22a mit einem größeren Durchmesser, einer Öffnung 22b mit einem mittleren Durchmesser und einer Öffnung 22c mit einem verringerten Durchmesser, die sich in der ange­ gebenen Reihenfolge ausgehend vom vorderen Kopf 5 in Richtung des hinteren Kopfes 4 erstrecken. Das Radiallager 13 befindet sich in der Öffnung 22b mit dem mittleren Durchmesser, wohin­ gegen in der Öffnung 22a mit dem größeren Durchmesser ein Axial drucklager 17 angeordnet ist.

Im Zylinderblock 2 ist außerdem ein Verbindungsdurchlaß 16 vorgesehen, welcher die Saugkammer 15 und das Kurbelgehäuse 6 verbindet. In dem Verbindungsdurchlaß 16 ist ein Drucksteuer­ ventil 18 vorgesehen, welches einen Ventilkörper 18a, ein Auf­ lager 18b, einen Balg 18c, welcher zwischen dem Ventilkörper 18a und dem Auflager 18b angeordnet ist, und ein zylindrisches Element 18d aufweist, welches die Teile 18a, 18b und 18c auf­ nimmt. Mittels einer Druckregulierschraube 19 kann der Einstell druck des Drucksteuerventils 18 reguliert werden, in dessen Abhängigkeit der Ventilkörper 18a den Verbindungsdurchlaß 16 öffnet und schließt, und dadurch den Differenzdruck zwischen dem Druck in der Saugkammer 15 und dem Druck im Kurbelgehäuse 6 reguliert.

Um die Antriebswelle 7 ist an dessen dem vorderen Kopf 5 ab­ gewandten Ende ein Drehknebel 40 befestigt, mit dem die Drehbewegung der Antriebswelle 7 auf ein eine Taumelscheibe 50 tragendes Element 39 übertragen wird. Der Drehknebel 40 ist am vorderen Kopf 5 axial drehbar über ein Axialdruckla­ ger 41 befestigt. Der Drehknebel 40 ist mit dem die Taumel­ scheibe 50 tragenden Element 39 mittels eines Verbindungsar­ mes 42 verbunden, wobei der Verbindungsarm 42 schwenkbar an den Elementen 39 und 40 befestigt ist. Im speziellen ist ein Ende des Verbindungsarmes 42 schwenkbar mittels eines Stif­ tes 43 an der Außenseite des Drehknebels 40 in dessen unte­ rem Bereich und das andere Ende mittels eines Stiftes 44 an der Außenseite des die Taumelscheibe 50 tragenden Elements 39 in dessen unterem Bereich schwenkbar festgelegt.

Die Taumelscheibe 39 weist einen zentralen Durchbruch 39a auf, den die Antriebswelle 7 frei durchgreift. In dem zentralen Durchbruch 39a des Trageelements 39 ist eine auf einem axialen Zwischenbereich der Antriebswelle 7 axial gleitend aufgesetzte Gelenkkugel vorgesehen. Auf dem zwischen der Gelenkkugel 45 und dem Drehknebel 40 liegenden Bereich der Antriebswelle 7 ist eine Feder 46 vorgesehen, welche die Gelenkkugel 45 in der in der Fig. 1 wiedergegebenen Darstellung nach links drängt, d. h. in Richtung des Zylinderblocks 2. An dem dem Zylinderblock 2 zugewandten Ende der Antriebswelle 7 ist ein Anschlag 47 starr befestigt. Zwischen dem Anschlag 47 und der Gelenkkugel 45 sind mehrere Tellerfedern 48 und eine Schraubenfeder 49 um die Antriebswelle 7 in der angegebenen Reihenfolge angeordnet, die die Gelenkkugel 45 in Richtung des vorderen Kopfs 45 oder in der in der Fig. 1 wiedergegebenen Ansicht nach rechts drän­ gen.

Auf dem Trageelement 39 ist die Taumelscheibe 50 drehbar befe­ stigt. Jeder der Kolben 9 ist schwenkbar mit einem peripheren Kantenbereich 50a der Taumelscheibe 50 mittels einer Kolben­ stange 51 festgelegt, die einander gegenüberliegende Kugeln 51a und 51b aufweist, die schwenkbar in entsprechend ausgebil­ deten Kugelpfannen im Kolben 9 und in dem peripheren Kantenbe­ reich 50a der Taumelscheibe 50 festgelegt sind. Wird nun die Antriebswelle 7 in Drehbewegung versetzt, so bewirkt sie eine Drehung des Drehknebels 40 und des Trageelements 39, wodurch die Taumelscheibe 50 axial um die Gelenkkugel 45 geschwungen wird, wodurch die Kolben 9 in ihren Zylindern 8 über ihre Kol­ benstangen 51 hin und her bewegt werden, und wodurch Kältemit­ telgas angesaugt und verdichtet wird.

In einer äußeren Umfangsfläche der Taumelscheibe 50 ist ein Haltestift 52 derart angeordnet, daß er sich nahe der Achse der Taumelscheibe 50 befindet. Ein Gleitelement 53 ist drehbar an einem radial äußeren Endbereich des Haltestiftes 52 befe­ stigt.

In einer inneren, dem Gleitelement 53 zugewandten Umfangsfläche des Gehäuses 1 ist ein Kanal 54 vorgesehen, der zwei parallele Führungsflächen 54a, von denen jedoch nur eine dargestellt ist, aufweist, und der von der dem vorderen Kopf 5 zugewandten Stirnfläche des Zylinderblocks 2 bis zu einer gegenüberliegenden Fläche des vorderen Kopfs 5 verläuft und sich parallel zur Achse der Antriebswelle 7 erstreckt. Da das Gleitelement 53 in den Kanal 54 eingreift, werden der Haltestift 52 und das Gleit­ element 53 entlang des Kanals 54 zusammen mit der schwingenden Taumelscheibe 50 bewegt. Demnach wird die Taumelscheibe 50 von einer zur Antriebswelle 7 relativen Drehbewegung behindert, jedoch kann sie axiale Schwingbewegungen um die Gelenkkugel 45 in Richtungen parallel zur Achse der Antriebswelle 7 durchfüh­ ren.

Nachfolgend wird der Betrieb des Taumelscheibenverdichters mit variabler Fördermenge gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Wird die Drehbewegung eines nicht dar­ gestellten Kraftfahrzeugantriebs auf die Antriebswelle 7 über­ tragen, so dreht sich die Antriebswelle 7 zusammen mit dem Drehknebel 40 und dem die Taumelscheibe 50 tragenden Element 39. Aufgrund der Drehbewegung der Antriebswelle 7 wird die Taumelscheibe 50 um die Gelenkkugel 45 in einer Richtung paral­ lel zur Achse der Antriebswelle 7 hin und her geschwungen. Der Neigungswinkel der Taumelscheibe 50 verändert sich bei einer Änderung des Drucks Pd im Kurbelgehäuse 6, wodurch der Hub der Kolben 9 verändert wird, um die Fördermenge oder Kapazität zu variieren. Im speziellen wird mit einer Abnahme des Drucks Pd im Kurbelgehäuse 6 der Neigungswinkel der Taumelscheibe 50 vergrößert, wodurch der Hub der Kolben 9 ebenfalls vergrößert wird, um die Fördermenge oder Kapazität ebenfalls zu erhöhen. Andererseits wird bei einer Erhöhung des Druckes Pd im Kurbel­ gehäuse 6 der Neigungswinkel der Taumelscheibe 50 verringert, wodurch der Hub der Kolben 9 und dadurch die Fördermenge oder Kapazität ebenfalls verringert wird.

Öffnet sich das Drucksteuerventil 18, so strömt Kältemittelgas aus dem Kurbelgehäuse 6 über den Verbindungsdurchlaß 16 in die Saugkammer 15 über, so daß der Druck Pd im Kurbelgehäuse 6 abnimmt. Mit der Verringerung des Drucks Pd im Kurbelgehäuse 6 vergrößert sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 50, wodurch ebenfalls der Hub der Kolben 9 und dadurch die Fördermenge oder Kapazität vergrößert wird.

Schließt sich andererseits das Drucksteuerventil 18, so wird verhindert, daß Kältemittelgas aus dem Kurbelgehäuse 6 in die Saugkammer 15 überströmt, so daß das am Kolben vorbeiströmende Gas im Kurbelgehäuse 6 angesammelt wird, wodurch der Druck innerhalb des Kurbelgehäuses 6 ansteigt. Gleichzeitig strömt Kältemittelgas mit Auslaßdruck Pd durch den Hochdruckeinlaßkanal 20 des Bolzens 14 und schließlich durch Freiräume im Radiallager 13 und dem Axialdrucklager 17 in das Kurbelgehäuse 6. Das in den Hochdruckeinlaßkanal 20 unter Auslaßdruck Pd einströmende Kältemittelgas weist eine verringerte Strömungsgeschwindigkeit aufgrund der Verengung 20a auf und trifft schließlich auf einen zentralen Bereich einer Endfläche 7a der Antriebswelle 7. Nach­ dem das Kältemittelgas auf den zentralen Bereich der Endfläche 7a aufgetroffen ist, strömt es radial an der Endfläche 7a der Antriebswelle 7 nach außen und durchtritt dann die Freiräume des Radiallagers 13 und des Axialdrucklagers 17, um in das Kurbelgehäuse 6 einzuströmen. Dies hat den Vorteil, daß das Kältemittelgas gleichmäßig in jeden Bereich des Radiallagers 13 und jeden Bereich des Axialdrucklagers 17 gelangt, um diese Lager sowohl zu schmieren als auch zu kühlen, was dadurch er­ folgt, daß bei der Expansion des Kältemittelgases Wärme aufge­ nommen wird, und wobei zur gleichen Zeit der Druck Pd im Kur­ belgehäuse 6 unmittelbar und in ausreichendem Maße erhöht wird, um den Neigungswinkel der Taumelscheibe 50 zu verringern, so daß der Hub der Kolben 9 und dadurch die Fördermenge oder Ka­ pazität ebenfalls verringert wird.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist in dem Bolzen 14 der Hochdruckeinlaßkanal 20 vorgesehen, über den Kältemittelgas unter Auslaßdruck Pd in das Radiallager 13 und das Axial­ drucklager 17 einströmen und durch Freiräume in den Lagern 13 und 17 in das Kurbelgehäuse 6 überströmen kann. Demzufol­ ge ist es nicht notwendig, den Hochdruckeinlaßkanal mittels Durchgangsöffnungen, die den gleichen Durchmesser aufweisen, durch Komponententeile des Verdichters, wie den hinteren Kopf 4, die Ventilplatte 3 und den Zylinderblock 2 durch ex­ akte Herstellverfahren zu schaffen, so daß nunmehr der Hoch­ druckeinlaßkanal 20 auf einfache Art und Weise hergestellt werden kann. Dadurch, daß der Hochdruckeinlaßkanal 20 koaxi­ al zur Antriebswelle 7 angeordnet ist, wird außerdem der Vorteil erzielt, daß das Kältemittelgas, welches den Hoch­ druckeinlaßkanal 20 durchströmt hat, gegen den zentralen Be­ reich der Endfläche 7a der Antriebswelle 7 auftrifft und dann radial über die Endfläche 7a abströmt, so daß das Käl­ temittelgas gleichmäßig in den ganzen Bereich des Radialla­ gers 13 und in jeden Bereich des Axialdrucklagers 17 ein­ strömt, wodurch eine gute Schmierung der Lager 13 und 17 und eine gute Kühlung derselben erzielt wird.

Die Fig. 2 zeigt einen Taumelscheibenverdichter mit variab­ ler Fördermenge gemäß einer ersten Ausführungsform der Er­ findung. Diese Ausführungsform zeichnet sich gegenüber dem in Fig. 1 beschriebenen Taumelscheibenverdichter dadurch aus, daß zwischen der Endfläche 7a der Antriebswelle 7 und einem axialen Vorsprung 22d, welcher an der Stirnfläche der Öff­ nung 22b mit mittlerem Durchmesser des hinteren Kopfs 4 vor­ gesehen ist, eine vorgespannte konische Scheibe 21 mit einem zentralen Durchbruch 21a eingesetzt ist, und daß das Axial­ drucklager 17 eingespart ist. Mit dieser Ausführungsform werden die gleichguten Ergebnisse erzielt, wie sie zum er­ sten Ausführungsbeispiel oben beschrieben worden sind.

Die Fig. 3 zeigt einen Taumelscheibenverdichter mit variab­ ler Fördermenge gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese Ausführungsform zeichnet sich gegenüber der ersten Ausführungsform dadurch aus, daß in der Antriebswelle 7 ein Verbindungskanal 23 vorgesehen ist, der sich entlang der Achse erstreckt, und in der dem Zylinderblock 2 zuge­ wandten Stirnfläche der Antriebswelle 7 eine Öffnung auf­ weist, und in einem dazwischen liegenden Bereich eine radia­ le Überströmöffnung 23a vorgesehen ist, über die Kältemit­ telgas an die Gelenkkugel 45 herangeführt wird. Ferner ist eine weitere Überströmöffnung 23b im Endbereich des Verbin­ dungskanals 23 vorgesehen, über welche Kältemittelgas zum Radiallager 24 herangeführt wird. Gemäß dieser Ausführungs­ form werden nicht nur die zur zweiten Ausführungsform be­ schriebenen Ergebnisse erzielt, sondern diese Ausführungs­ form weist außerdem den Vorteil auf, daß Kältemittelgas an die Gelenkkugel 45, das Radiallager 24 sowie das Radiallager 13 herangeführt wird, wodurch eine gute Schmierung und Küh­ lung dieser Lager erzielt wird.

Claims (4)

1. Taumelscheibenverdichter mit variabler Fördermenge mit einem Zylinderblock (2) mit einer Vielzahl darin vorge­ sehener Zylinder (8), mit einem über eine Ventilplatte (3) an einer Stirnfläche des Zylinderblocks (2) festge­ legten hinteren Kopf (4), in dem eine Saugkammer (15) und eine Auslaßdruckkammer (10 ₁) vorgesehen sind, mit einem an der anderen Stirnfläche des Zylinderblocks (2) festgelegten vorderen Kopf (5), in dem ein Kurbelgehäu­ se (6) vorgesehen ist, mit einer Antriebswelle (7), die mittels im Zylinderblock (2) und im vorderen Kopf (5) vorgesehener Lager (13, 17, 24) an beiden Enden drehbar gelagert ist, mit einer auf der Antriebswelle (7) befe­ stigten und im Kurbelgehäuse (6) untergebrachten Tau­ melscheibe (50) zum Ausführen von Schwingbewegungen um die Antriebswelle (7), mit einer Vielzahl von die Ven­ tilplatte (3) durchsetzenden Auslaßöffnungen (3a), die die entsprechenden Zylinder (8) und die Auslaßdruckkam­ mer (10 ₁) verbinden, mit einer Vielzahl von in der Stirnfläche der Ventilplatte (3) vorgesehenen Auslaß­ ventilen (12a) zum Öffnen und Schließen der jeweiligen Auslaßöffnungen, mit einem als Bolzen ausgebildeten Be­ festigungsmittel (14) mit einem Schaftabschnitt, der über eine Öffnung (3b), welche in der Ventilplatte (3) vorgesehen ist, in eine Gewindebohrung (22c) des Zylin­ derblocks (2) eingeschraubt ist und mit einem die Aus­ laßventile (12a) an die dem hinteren Kopf (4) zugewand­ ten Stirnfläche der Ventilplatte (3) festlegenden Bolz­ enkopf, mit einem Verbindungdurchlaß (16), der sich zwischen dem Kurbelgehäuse (6) und der Saugkammer (15) erstreckt, und mit einem in dem Verbindungsdurchlaß (16) vorgesehenen Drucksteuerventil (18) zum Einstellen des Drucks des im Kurbelgehäuse (6) sich befindenden Verdichtungsmediums, um den Neigungswinkel der Taumel­ scheibe (50) zu ändern, wodurch die Fördermenge des Verdichters verändert wird, wobei die Gewindebohrung (22c) mittels einer im Zylinderblock (2) vorgesehenen, die Lager (13, 17) im Zylinderblock (2) aufnehmenden Lageraufnahmeöffnung (22b, 22a) mit dem Kurbelgehäuse (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Bolzen (14) hindurch ein Hochdruckeinlaß­ kanal (20) derart geformt ist, daß er den Bolzen (14) in seiner axialen Richtung durchdringt, wobei sich der Hochdruckeinlaßkanal (20) an seinem einen Ende direkt zur Auslaßdruckkammer (10 ₁) hin öffnet, wodurch unter Hochdruck (Pd) stehendes Verdichtungsmedium von der Auslaßdruckkammer (10 ₁) in die Lageraufnahmeöffnung (22b, 22a) eingeleitet wird, daß der Hochdruckeinlaßka­ nal (20) eine Verengung (20a) aufweist, wodurch das un­ ter Hochdruck (Pd) stehende Verdichtungsmedium vom Hochdruckeinlaßkanal (20) durch die Lager (13, 17) in das Kurbelgehäuse (6) überströmt, daß die Lageraufnah­ meöffnung (22b, 22a) einen größeren Durchmesser als die Gewindebohrung (22c) aufweist, daß die Lageraufnahme­ öffnung (22b, 22a) an der der Gewindebohrung (22c) zu­ gewandten Stirnseite einen axialen Vorsprung (22d) be­ sitzt, und daß der Verdichter eine konische Scheibe (21) aufweist, die zwischen dem axialen Vorsprung (22d) und der einen, dem Zylinderblock (2) zugewandten End­ fläche (7a) der Antriebswelle (7) eingesetzt ist, wobei die konische Scheibe (21) in einem zentralen Bereich einen Durchbruch (21a) aufweist.

2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckeinlaßkanal (20) koaxial zur Antriebswelle (7) angeordnet ist, und daß eine Stirnfläche des Schaftabschnitts des Befestigungsmittels (14) einer Stirnfläche der Antriebswelle (7) zugewandt ist.

3. Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen der Taumelscheibe (50) und der An­ triebswelle (7) eine Gelenkkugel (45) zur Aufnahme der Taumelscheibe (50) vorgesehen ist, über die die Taumel­ scheibe (50) schwingbar um die Antriebswelle (7) gela­ gert ist, und daß die Antriebswelle (7) einen Verbin­ dungskanal (23) aufweist, der sich im wesentlichen ent­ lang deren Achse ausgehend von der einen, dem Zylinder­ block (2) zugewandten Endfläche (7a) erstreckt, von wo aus das Verdichtungsmedium unter Hochdruck (Pd) in den Verbindungskanal (23) einleitbar ist, wobei der Verbindungskanal (23) unmittelbar im Bereich der Ge­ lenkkugel (45) eine radiale Überströmöffnung (23a) auf­ weist, über die das unter Hochdruck (Pd) stehende Ver­ dichtungsmedium zur Gelenkkugel (45) überströmt.

4. Verdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß über das im vorderen Kopf (5) vorgesehene Lager (24) das andere Ende der Antriebswelle (7) drehbar gelagert ist, und daß der Verbindungskanal (23) am anderen Ende der Antriebswelle (7) in der Nachbarschaft des im vor­ deren Kopf (5) vorgesehenen Lagers (24) eine radiale Überströmöffnung (23b) aufweist, über die das unter Hochdruck (Pd) stehende Verdichtungsmedium zu diesem Lager (24) überströmt.