DE4211695A1 - Taumelscheibenverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Taumelscheibenverdichter mit einer verbesserten Befestigung der Taumelscheibe. Aus der vorläufigen japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) No. 2-1 53 274 ist eine herkömmliche Befestigungsanordnung für eine Taumelscheibe eines Taumelscheibenverdichters bekannt, bei der eine Antriebs­ nabe mittels eines rotierenden Befestigungsglieds drehbar auf einer Antriebswelle befestigt ist, um zusammen mit der Antriebs­ weite zu rotieren, und die innere Peripherie einer sich nicht mitdrehenden kreisförmigen Taumelscheibe, weist einen Ausschnitt zur Aufnahme eines Lagers auf, welches darin kraftschlüssig sitzt um die Taumelscheibe drehbar um einen Nabenvorsprung der Antriebsnabe zu haltern, wobei dieser Vorsprung ein an seinem freien Ende mittels eines Klemmrings fixiertes Ausgleichsgewicht trägt.

Wenn bei der beschriebenen herkömmlichen Taumelscheibenbefe­ stigung wegen Maßtoleranzen größere Lücken zwischen der Taumel­ scheibe und dem Lager auftreten, tritt in unerwünschter Weise ein Schütteln der Taumelscheibe auf, welches während des Ver­ dichterbetriebs Vibration und Lärm verursacht und im ungünstig­ sten Fall eine Zerstörung der Taumelscheibe, des Lagers oder anderer Komponenten verursachen kann.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung einen Taumelscheibenver­ dichter mit einer verbesserten Taumelscheibenbefestigungsanord­ nung zu ermöglichen, die ein unerwünschtes Schütteln der Taumel­ scheibe verhindert, dadurch Vibrationen und Geräusche des Ver­ dichters reduziert und die Lebensdauer der Taumelscheibe, des Lagers und anderer Komponenten verlängert.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung weist ein die obige Aufgabe lösender Taumelscheibenverdichter eine Antriebs­ welle, eine um die Antriebswelle herum angeordnete Taumelscheibe und ein eine die Taumelscheibe so halternde Befestigungsanord­ nung auf, daß die Taumelscheibe um die Antriebswelle eine Wipp­ bewegung ausführt, wobei die Befestigungsanordnung für die Taumelscheibe eine auf der Antriebswelle schwenkbar befestigte Antriebsnabe aufweist, die die Taumelscheibe drehbar haltert, die Antriebsnabe einen durch die Taumelscheibe gehenden Naben­ vorsprung hat, Befestigungsmittel die Antriebsnabe so haltern, daß sich die Antriebsnabe zusammen mit der Antriebswelle dreht, während sich die Antriebsnabe relativ zur Antriebswelle schräg stellen kann, wobei zwischen der Taumelscheibe und dem Naben­ vorsprung der Antriebsnabe ein Lager liegt, welches eine Stirn­ fläche hat und die Taumelscheibe auf dem Nabenvorsprung der Antriebsnabe mittels des Lagers drehbar gehaltert ist und deren innere periphere Fläche einen das Lager aufnehmenden Teil auf­ weist, und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenvorsprung der Antriebsnabe ein Außengewinde trägt, und die Taumelscheibenbefestigungsanordnung Befestigungsglieder aufweist, die ein Innengewinde welches in das Außengewinde des Nabenvorsprungs eingreift und ein Zwingenteil haben, welches das Lager zur Taumelscheibe hin zwingt, welches Zwingenteil so vorgesehen ist, daß es in Kontakt mit der Stirnfläche des Lagers steht um das Lager zur Taumelscheibe hin zu zwingen, wenn das Innengewinde auf dem Außengewinde festgeschraubt wird.

Bei dem in dieser Weise aufgebauten Taumelscheibenverdichter zwingt der Zwingenteil der Befestigungsglieder, wenn das Innen­ gewinde der Befestigungsglieder auf den Nabenvorsprung aufge­ schraubt wird dadurch, daß die Befestigungsglieder zur einen Stirnfläche des Lagers gedrückt werden, das Lager zur Taumel­ scheibe hin, was zur Verringerung der axialen Lücken zwischen Taumelscheibe und Lager führt, welche aufgrund der Maßtoleranzen entstehen. Aus diesem Grunde läßt sich das unerwünschte Schüt­ teln der Taumelscheibe während des Verdichterbetriebs verhin­ dern, dadurch Vibrationen und Verdichterlärm verringern und die Lebensdauer der Taumelscheibe, des Lagers usw. verlängern.

Bevorzugt besteht das Lager aus einem Schrägkugellager. Dies führt zur Verringerung sowohl der axialen als auch der radialen Lücken zwischen der Taumelscheibe und dem Lager, die aufgrund der Maßtoleranzen entstehen. Deshalb läßt sich das unerwünschte Schütteln der Taumelscheibe während des Verdichterbetriebs noch wirksamer verhindern, und die Vibrationen und der Lärm des Verdichters weiterhin verringern.

Weiterhin weisen die Befestigungsglieder bevorzugt ein erstes Ausgleichsgewicht, welches einen das Lager zur Taumelscheibe hin zwingenden Teil und ein daran ausgebildetes Innengewinde hat, welches in das auf dem Nabenvorsprung der Antriebsnabe ausge­ bildete Außengewinde eingreift, und ein zweites Ausgleichs­ gewicht auf, das ein daran ausgebildetes Innengewinde hat, welches am Außengewinde des Nabenvorsprungs eingreift.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsart wirken das erste und das zweite Ausgleichsgewicht zusammen und wirken als Doppelmutter, durch die das Lager und die Taumelscheibe an der Antriebsnabe auf der die Taumelscheibe drehbar befestigt ist, und deshalb ist das Lager und die Taumelscheibe noch fester auf der An­ triebsnabe gehaltert.

Weiterhin sind die Innengewinde des ersten und des zweiten Ausgleichsgewichts in einer solchen Richtung ausgebildet, daß eine Rotation der Antriebsnabe das erste und das zweite Aus­ gleichsgewicht auf dem Außengewinde des Nabenvorsprungs fest­ drehen. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsart bewirkt eine Rotation der Antriebsnabe ein Festdrehen des ersten und zweiten Ausgleichsgewichts auf dem Nabenvorsprung der Antriebsnabe, wodurch ein Verlieren der Ausgleichsgewichte verhindert ist. Dadurch sind die Taumelscheibe und das Lager auf der Antriebs­ nabe noch sicherer befestigt.

Weiterhin haben das erste und das zweite Ausgleichsgewicht im wesentlichen dieselbe träge Masse. Dadurch sind auch die Träg­ heitsmomente, die von den Ausgleichsgewichten beim Start des Verdichters ausgeübt werden im wesentlichen gleich, wodurch ein Verlieren der Ausgleichsgewichte beim Start des Verdichters ausgeschlossen ist.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung die Erfindung mit wei­ teren Vorteilen und Merkmalen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsquerschnitt des Taumelscheibenverdichters, welcher mit einer Taumelscheiben-Befestigungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsart der Erfindung aus­ gerüstet ist;

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt wesentlicher Komponenten des in Fig. 1 dargestellten Taumelschei­ benverdichters;

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung wesent­ licher Komponenten der in Fig. 1 dargestellten Taumel­ scheiben-Befestigungsanordnung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Antriebsnabe;

Fig. 5 eine Ansicht der Rückseite der Antriebsnabe;

Fig. 6 einen Querschnitt längs der Schnittlinie VI-VI in Fig. 4;

Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Ausgleichsgewicht;

Fig. 8 einen Querschnitt längs der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 7;

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Sicherungsscheibe;

Fig. 10 einen Querschnitt längs der Schnittlinie X-X in Fig. 9;

Fig. 11 eine Draufsicht auf eine Sicherungsmutter;

Fig. 12 die Sicherungsmutter gemäß Fig. 11 im Querschnitt längs der Schnittlinie XII-XII;

Fig. 13 eine Draufsicht einer alternativen Ausführung des Ausgleichsgewichts;

Fig. 14 einen Querschnitt längs der Schnittlinie XIV-XIV in Fig. 13;

Fig. 15 einen Längs-Querschnitt eines Taumelscheibenverdich­ ters, der eine Taumelscheiben-Befestigungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsart der Erfindung aufweist; und

Fig. 16 eine perspektivische Explosionsdarstellung wesent­ licher Teile der in Fig. 15 dargestellten Taumel­ scheiben-Befestigungsanordnung.

Nachfolgend wird die Erfindung in Einzelheiten unter Bezug auf die Zeichnung in bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Taumelscheibenverdichter mit einer Taumel­ scheiben-Befestigungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsart der Erfindung. Der Taumelscheibenverdichter ist für den Einsatz in einer nicht gezeigten Klimaanlage angepaßt. Mit 1 wird ein Verdichtergehäuse bezeichnet, welches aus einem Zylinderblock 2, einem luftdicht mit der linken Stirnfläche des Zylinderblocks 2 durch eine Ventilplatte 3 abgeschlossenen Hinterkopf 4 und einem Vorderkopf 5 besteht, welcher luftdicht mit einer rechten Stirnseite des Zylinderblocks 2 verbunden ist. Ein Kurbelgehäuse 6 ist innerhalb des Gehäuses 1 durch eine Stirnfläche des Zylin­ derblocks 2, die dem Vorderkopf 5 gegenüberliegt, eine innere Umfangswand und eine innere Rückwand des Vorderkopfs 5 defi­ niert. Mehrere Zylinder 8 sind in dem Zylinderblock 2 in Um­ fangsrichtung gleich beabstandet angeordnet und erstrecken sich mit ihren jeweiligen Achsen parallel zur Achse der An­ triebswelle 7, wobei jeder der Zylinder 8 einen Kolben 9 glei­ tend aufnimmt.

In einer linken Stirnfläche des Hinterkopfs 4 ist eine nicht dargestellte Auslaßöffnung vorgesehen, durch die komprimiertes Kühlgas ausgelassen wird. In einem im wesentlichen zentralen Teil des Hinterkopfs 4 ist eine Auslaßdruckkammer 10 ausgebil­ det, die mit der Auslaßöffnung in Verbindung steht. Durch die Ventilplatte 3 führen Ausgänge 3a, die die jeweiligen Zylinder 8 mit der Auslaßdruckkammer 10 verbinden. Die Ausgänge 3a werden durch jeweilige Auslaßventile 12 geöffnet und geschlossen. Die Auslaßventile 12 sind an einer Stirnfläche der Ventilplatte 3 gegenüber dem Hinterkopf 4 zusammen mit Ventilstoppern mittels Stellschrauben 14 befestigt. Eine Saugkammer 15 ist um die Auslaßdruckkammer 10 im Hinterkopf 4 gebildet und steht mit den Zylindern 8 durch jeweilige Einlaßöffnungen 13 in Verbin­ dung, die durch die Ventilplatte 3 führen. Die Einlaßöffnungen 13 werden durch jeweilige Ansaugventile 15a geöffnet und ge­ schlossen, die an einer Stirnseite der Ventilplatte 3 an der Seite des Zylinderblocks 2 befestigt sind.

Die Saugkammer 15 ist mit dem Auslaß eines nicht dargestellten Verdampfers der Klimaanlage über einen Ansaugdurchlaß, der auch nicht gezeigt ist, verbunden, während die Auslaßdruckkammer 10 mit dem Einlaß eines nicht dargestellten Kondensators in der Klimaanlage über die Auslaßöffnung in Verbindung steht.

Die Saugkammer 15 steht über eine Verbindungspassage 16 mit dem Kurbelgehäuse 6 in Verbindung. Die Verbindungspassage 16 weist einen ersten Verbindungsabschnitt 17, der sich durch den Zylinderblock 2 erstreckt, einen durch die Ventilplatte 3 gehen­ den Zwischenverbindungsabschnitt 3e und einen zweiten Verbin­ dungsabschnitt 18 auf, der im Hinterkopf 4 ausgebildet ist. Der erste Verbindungsabschnitt 17 weist einen aufgeweiteten Bohrungsteil 17a, der dem Kurbelgehäuse 6 gegenüberliegt und einen verengten Bohrungsteil 17b auf, der der Ventilplatte 3 gegenüberliegt. Der zweite Verbindungsabschnitt 18 weist einen direkt mit dem Zwischenverbindungsteil 3e in Verbindung stehen­ den Bohrungsteil 18a und einen dem Bohrungsteil 18a folgenden Bohrungsteil 18b auf.

Ein Druckregelventil 19 ist an einem Ende der sich zur Saugkam­ mer 15 hin öffnenden Verbindungspassage 16 angebracht und öffnet und schließt die Verbindungspassage 16 um dadurch den Druck innerhalb des Kurbelgehäuses 6 zu regeln. Das Druckregelventil 19 wird durch ein elektromagnetisches Ventil gebildet, das so arbeitet, daß im stromlosen Zustand ein Ventilglied 19a auf einem Ventilsitz 19b sitzt und die Verbindungspassage 16 schließt, wohingegen das Ventilglied 19 sich im stromdurchflos­ senen Zustand des elektromagnetischen Ventils vom Ventilsitz weg bewegt um die Verbindungspassage 16 zu öffnen, so daß das Kurbelgehäuse 6 über die Verbindungspassage 16 mit der Saug­ kammer 15 in Verbindung steht.

Die Antriebswelle 7 hat ein zum Hinterkopf 4 weisendes in einer nicht näher bezeichneten zentralen Bohrung im Zylinderblock 2 sitzendes Ende und ist dort in einem Lager 34 drehbar gelagert sowie ein zum Förderkopf weisendes Ende, das in einer nicht bezeichneten zentralen Bohrung im Vorderkopf 5 sitzt und dort durch ein Lager 36 drehbar gelagert ist.

Wie die Fig. 1, 2, 5 und 6 zeigen, ist auf der Antriebswelle 7 an einem der inneren Endwand des Vorderkopfs 5 gegenüberliegen­ den Ort ein rotierendes Befestigungsglied 21 eingepaßt um die Drehung der Antriebswelle 7 auf eine Antriebsnabe 20 zu über­ tragen. Das rotierende Befestigungsglied 21 ist am Vorderkopf 5 über ein Drucklager 22 drehbar gehaltert. An einer Seiten­ fläche der Antriebsnabe 20 sitzt einstückig damit ein Vorsprung 20a, auf dem ein Verbindungsstift 20b befestigt ist. Der Verbin­ dungsstift 20b paßt gleitend durch eine Führungsöffnung 21a, die im Befestigungsglied 21 ausgebildet ist. Der Verbindungs­ stift 20b kann nicht außer Eingriff mit der Führungsöffnung 21a kommen. Genauer hat der Verbindungsstift 20b ein verdicktes Ende oder einen Flansch 20b, und an seinem anderen Ende eine nicht gezeigte Ringnut, in der ein Federring 20c sitzt. Das bedeutet, daß der Stift 20b kraftschlüssig mit seinem anderen Ende durch eine durch den Vorsprung 20a ausgebildete nicht gezeigte Durchgangsöffnung paßt, d. h., daß die Nut von der Durchgangsöffnung weg nach außen ragt. Durch den Eingriff des Verbindungsstifts 20b in der Führungsöffnung 21a sind die An­ triebsnabe 20 und das Befestigungsglied 21 miteinander verbun­ den, wodurch sie miteinander zusammen mit der Antriebswelle 7 rotieren, während die Antriebsnabe 20 sich zusammen mit einer Taumelscheibe 24 relativ zur Antriebswelle 7 schrägstellen kann.

Die Antriebsnabe 20 hat einen Vorsprung 20c, in dessen äußerer Kante ein Schlitz 20d und an dessen äußerer Umfangsfläche ein Außengewinde 20e ausgebildet sind. Die Antriebsnabe 20 paßt gleitend auf eine Gelenkkugel 11, welche frei auf einen mittle­ ren Abschnitt der Antriebswelle 7 paßt, so daß sie axial längs der Antriebswelle 7 gleiten kann. Die Taumelscheibe 24 sitzt drehbar auf dem Nabenvorsprung 20c über ein Schrägkugellager 23. Alternativ können ein Kegelrollenlager oder ein Scheiben­ rillen-Kugellager (engl. "deep groove ball bearing") verwendet werden. Das Schrägkugellager 23 ist kraftschlüssig in eine in einer inneren Umfangsfläche der Taumelscheibe 24 ausgebildete Ausnehmung (Lageraufnahmeteil) 24a eingepaßt. Außerdem sitzt zwischen der Taumelscheibe 24 und der Antriebsnabe 20 ein Druck­ lager 25.

Gemäß den Fig. 1 bis 3 sitzen auf dem Vorsprung 20c der An­ triebsnabe 20 außerdem ein Ausgleichsgewicht 26 und ein Siche­ rungsring 27, die durch eine auf das Außengewinde 20e des Naben­ vorsprungs 20e aufgeschraubte Sicherungsmutter 28 an ihrem Platz gehalten werden.

Gemäß den Fig. 3, 7 und 8 ist das Ausgleichsgewicht 26 ring­ förmig und weist einen peripheren als Gewicht 26a dienenden Hauptkörper, einen in Form eines axialen ringförmigen Vorsprungs ausgebildeten Zwingenkörper 26b, der dem Schrägkugellager 23 gegenüberliegt und eine von der inneren Umfangsfläche des Rings radial nach innen ragende Nase 26c auf. Alternativ zu der anhand der Fig. 3, 7 und 8 gezeigten bevorzugten Ausführungsform des Ausgleichsgewichts 26 kann ein in den Fig. 13 und 14 darge­ stelltes Ausgleichsgewicht 126 verwendet werden, das einen Ausgleichsgewichtskörper 126a hat, der durch Ausschneiden einer Wand aus dem peripheren Hauptkörper 126 gebildet wird. In den Fig. 13 und 14 bezeichnen die Bezugszeichen 126b einen Zwingen­ teil und 126c eine Nase.

Der Sicherungsring 27 ist gemäß den Fig. 3, 9 und 10 ringförmig ausgebildet und hat Vorsprünge 27a, die einstückig mit seiner äußeren Umfangsfläche in regelmäßigen Abständen ausgebildet sind und eine einzelne nach innen ragende Nase 27b, die einstüc­ kig mit seiner inneren Umfangsfläche ausgebildet ist. Die Vor­ sprünge 27a sind axial um einen vorgegebenen Winkel abgebogen.

Die Sicherungsmutter 28 ist ebenfalls ringförmig und hat Aus­ schnitte 28a in ihrer äußeren Umfangsfläche in regelmäßigen Abständen und an ihrer inneren Umfangsfläche ein Innengewinde 28b, welches zum Eingriff in das Außengewinde 20e am vorsprin­ genden Teil 20c der Antriebsnabe 20 vorgesehen ist. Wie Fig. 12 zeigt, ist die Sicherungsmutter 28 gegenüber der Sicherungs­ scheibe 27 an ihrem Umfang mit einer seitlichen Anschrägung versehen, deren Steigung denselben Winkel hat, unter dem die Vorsprünge 27a des Sicherungsrings 27 abgebogen sind.

Das Ausgleichsgewicht 26, der Sicherungsring 27 und die Siche­ rungsmutter 28 bilden die Befestigungsglieder.

Zurück zur Fig. 1, welche weiterhin eine um die Antriebswelle 7 passende Feder 29 zeigt, deren Platz zwischen der Gelenkkugel 11 und dem sich drehenden Befestigungsglied 21 ist und die die Gelenkkugel 11 in Richtung auf den Zylinderblock 2, d. h. in Fig. 1 nach links, vorspannt. An der Antriebswelle 7 an einer Stelle in der Nähe des zylinderblockseitigen Endes der Antriebs­ welle 7 ist ein Stopper 30 ausgebildet. Mehrere konische Schei­ benfedern 31 und eine Schraubenfeder 32 sind hintereinander auf der Antriebswelle 7 zwischen dem Stopper 30 und der Gelenk­ kugel 11 angeordnet und spannen dadurch die Gelenkkugel 11 in Richtung zum Vorderkopf 5, d. h. nach rechts in Fig. 1.

Die Taumelscheibe 24 und der Kolben 9 stehen miteinander durch eine Kolbenstange 35 in Verbindung, deren entgegengesetzte Enden als Kugeln 33a und 33b ausgebildet sind, die jeweils in Aussparungen 33a′ und 33b′ aufgenommen werden, die jeweils in dem Kolben 9 und einem Umfangsabschnitt 24b der Taumelscheibe 24 ausgebildet sind. Durch die Wippbewegung der Taumelscheibe 24 kann die Kolbenstange 35 im Zylinder 8 eine axiale hin- und hergehende Bewegung ausführen, wodurch Kühlgas angesaugt und verdichtet wird.

Die Taumelscheibe 24 weist einen radial von ihr abstehenden Spannbolzen 37 auf. Der Spannbolzen trägt an seinem äußeren Ende eine Muffe 38 in Form eines Hohlzylinders. Die Muffe 38 greift in einen Kanal 50 ein, der sich parallel zur Achse der Antriebswelle 7 erstreckt, wodurch eine Verdrehung der Taumel­ scheibe um die Antriebswelle 7 unterbunden ist.

Nachfolgend wird der Betrieb des den oben beschriebenen Aufbau aufweisenden Taumelscheibenverdichters beschrieben. Die Rotation eines Antriebsmotors wird über einen Treibriemen und eine Kup­ plung, die nicht dargestellt sind auf die Antriebswelle 7 über­ tragen und dreht diese. Die Rotation der Antriebswelle 7 wird ihrerseits auf die Antriebsnabe 20 über das rotierende Befesti­ gungsglied 21 übertragen und bewirkt, daß die Antriebsnabe 20 zusammen mit der Antriebswelle 7 dreht. Mit der Drehung der Antriebsnabe 20 führt die Taumelscheibe 24 eine axiale Wippbe­ wegung um die Gelenkkugel 11 aus.

Bei geschlossenem Druckregelventil 19 steigt der Druck innerhalb des Kurbelgehäuses 6 an und verringert den Neigungswinkel α (vgl. Fig. 1) zwischen der Taumelscheibe 24 und einer Senkrech­ ten auf der Antriebswelle 7, wodurch der Hub des Kolbens 9 kürzer und die Kapazität des Verdichters verringert wird, wo­ hingegen bei geöffnetem Druckregelventil 19 der Druck innerhalb des Kurbelgehäuses 6 fällt und dadurch den Neigungswinkel a erhöht, wodurch der Hub des Kolbens länger und die Kapazität des Verdichters erhöht wird.

Das Ausgleichsgewicht 26, die Sicherungsscheibe 27 und die Sicherungsmutter 28 sind auf dem Vorsprung 20c der Antriebsnabe 20 in folgender Weise montiert:

Das Ausgleichgewicht 26 sitzt auf dem Vorsprung 20c der An­ triebsnabe 24 in einer Weise, daß die Nase 26c des Ausgleichs­ gewichts 26 in den Schlitz 20d des Vorsprungs 20c eingreift. Dann paßt der Sicherungsring 27 auf den Vorsprung 20c so, daß die inuve Nase 27b des Sicherungsrings 27 in den Schlitz 20d des Vorsprungs 20c eingreift. Die Sicherungsmutter 28 wird auf das Außengewinde 20e des Vorsprungs 20c aufgeschraubt, wonach mindestens einer der Vorsprünge 27a des Sicherungsrings 27 in mindestens eine entsprechende Aussparung 28a der Sicherungsmut­ ter 28 eingreift und dadurch eine Drehung der Sicherungsmutter 28 verhindert. In diesem Zustand sind der Sicherungsring 27 und die Sicherungsmutter 28 in einer kreisförmigen Aussparung 26d des Ausgleichsgewichts 26 aufgenommen.

Nach dem Festdrehen der Sicherungsmutter 28 auf dem Vorsprung 20c wird das Ausgleichsgewicht 26 zur Taumelscheibe 24 hin gezwungen, so daß der Zwingenteil 26b des Ausgleichsgewichts 26 axial eine gegenüberliegende Stirnfläche eines Innenrings 39 des Kugellagers 23 gemäß Fig. 1 nach rechts zwingt. Wenn der innere Ring 39 auf diese Weise eingespannt ist, zwingt eine abgeschrägte innere Umfangsfläche des Innenrings 39 ihrer­ seits Kugeln 40 nach rechts gemäß Fig. 1 und radial nach außen. Aufgrund dieses Versatzes der Kugeln 40 wird der Außenring 41 des Kugellagers 23 von den Kugeln 40 aufgrund einer Abschrägung der inneren Umfangsfläche des Außenrings 41 axial nach rechts und radial nach außen gedrückt. Als Ergebnis werden axiale und radiale Lücken zwischen dem Kugellagerring 23 und der Taumel­ scheibe 24 minimiert, wodurch die Taumelscheibe 24 ihre Wippbe­ wegung ohne unerwünschtes Rütteln ausführen kann. Dies trägt zur Verringerung der Vibration und des Verdichtergeräusches bei und verlängert die Lebensdauer des Kugellagers 23, der Taumelscheibe 24 usw.

Außerdem werden auch aufgrund von Maßtoleranzen vorhandene, beträchtliche Lücken zwischen dem Kugellager 23 und der Taumel­ scheibe 24 durch das Andrehen der Sicherungsmutter 28 minimiert. Dadurch erübrigt sich eine sehr genaue und geprüfte Maßhaltig­ keit des Lagers 23 und der Taumelscheibe 24, wodurch der Maschi­ nenbetrieb vereinfacht und die Herstellungskosten verringert werden.

Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsart der Erfindung anhand der Fig. 15 und 16 beschrieben, wobei Fig. 15 einen Taumel­ scheibenverdichter mit einer Befestigungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsart zeigt.

Gemäß dieser Ausführungsart sitzt auf dem am Vorsprung 20c der Antriebsnabe 20 ausgebildeten Außengewinde 20e ein erstes Aus­ gleichsgewicht 60 und ein zweites Ausgleichsgewicht 70.

Das erste Ausgleichsgewicht 60 ist ringförmig und hat ein Innen­ gewinde 60a an seiner inneren Umfangsfläche, welches in das Außengewinde 20e eingreift. Das erste Ausgleichsgewicht 60 hat einen Zwingenteil 60b, welcher axial und einstückig von einer Stirnfläche der selben gegenüber dem Lager 23 ragt, um eine gegenüberliegende Stirnfläche des Innenrings 39 des Lagers 23 beim Aufschrauben des Innengewindes 60a auf das Außengewinde 20e zu spannen und eine ringförmige Aussparung (auf Gewichtsauf­ nahmeaussparung) 60c, die in der äußeren Stirnfläche des ersten Ausgleichsgewichts 60 abgesetzt vom Lager 23 ausgebildet ist, um das zweite Ausgleichsgewicht 70 aufzunehmen. Das erste Aus­ gleichsgewicht 60 hat mehrere Einkerbungen 60d in einer ange­ schrägten Außenumfangsfläche auf der dem Lager 23 entgegen­ gesetzten Seite, in die ein nicht dargestelltes Spannwerkzeug eingreifen kann.

Das zweite Ausgleichsgewicht 70 ist ebenfalls ringförmig und hat ein an seiner inneren Umfangsfläche ausgebildetes Innenge­ winde 70, welches in das Außengewinde 20e eingreift. Das zweite Ausgleichsgewicht 70 sitzt vertieft in der ringförmigen Ausspa­ rung 60c des ersten Ausgleichsgewichts 60 bis etwa zu seiner halben Dicke (vgl. Fig. 15), so daß seine eine Stirnfläche 70b die Bodenfläche 60e der Aussparung 60c berührt. Außerdem hat das zweite Ausgleichsgewicht 70 auch mehrere Einkerbungen 70c in der vom Lager 23 abgekehrten peripheren Außenfläche, in die ein nicht gezeigtes Spannwerkzeug eingreifen kann.

Außerdem sind die Innengewinde 60a, 70a des ersten und zweiten Ausgleichsgewichts 60 und 70 in einer Richtung ausgebildet, daß die Drehung der Antriebsnabe 20 die Glieder 60 und 70 auf dem Außengewinde 20e des Vorsprungs 20c festdreht, d. h., bei einer Rotation der Antriebswelle 7 in der durch den Pfeil A angedeuteten Richtung im Urzeigersinn, wobei die Innengewinde 60a und 70a der Ausgleichsgewichte Rechtsgewinde sind. Außerdem haben das erste und das zweite Ausgleichsgewicht 60 und 70 bei dieser Ausführungsform im wesentlichen die gleiche träge Masse.

Der Betrieb des Taumelscheibenverdichters der zweiten oben beschriebenen Ausführungsform ist im wesentlichen der gleiche wie der Betrieb der bereits beschriebenen ersten Ausführungs­ form, weshalb dessen Beschreibung weggelassen ist.

Das erste Ausgleichsgewicht 60 und das zweite Ausgleichsgewicht 70 sind auf dem Nabenvorsprung 20c der Antriebsnabe 20 in fol­ gender Weise befestigt:

Zuerst wird das Innengewinde 60a des Ausgleichsgewichts 60 auf das Außengewinde 20e des Vorsprungs 20c geschraubt. Klauen des nicht dargestellten Spannwerkzeugs greifen dabei in die Einker­ bungen 60d des ersten Ausgleichsgewichts 60, wodurch letzteres auf dem Vorsprung 20c festgeschraubt wird. Dann wird das Innen­ gewinde 70a des zweiten Ausgleichsgewichts 70 auf das Außenge­ winde 20e des Vorsprungs 20c geschraubt. Klauen des nicht dar­ gestellten Spannwerkzeugs können in die Einkerbungen 70c des zweiten Ausgleichsgewichts 70 eingreifen, wodurch das zweite Ausgleichsgewicht auf dem Vorsprung 20c festgeschraubt wird (vgl. Fig. 15).

Nachdem in dieser Weise das erste und das zweite Ausgleichsge­ wicht 60 und 70 auf dem Nabenvorsprung 20c befestigt sind, zwingt der Zwingenteil 60b des ersten Ausgleichsgewichts 60 das gegenüberliegende Ende des Innenrings 39 des Kugellagers 23 in Richtung auf die Taumelscheibe 24, so daß das Kugellager 23 in die Aussparung (Lageraufnahmeteil) 24a der Taumelscheibe 24 gedrückt wird. Gleichzeitig wird die andere Außenfläche 70b des zweiten Ausgleichsgewichts 70 in Berührung mit der Boden­ fläche 60e der ringförmigen Aussparung 60c des ersten Ausgleichsgewichts 60 gedrückt und drückt letzteres auf das Lager 23. Darüberhinaus sind die Innengewinde 60a und 70a der Ausgleichsgewichte 60 und 70 in einer Richtung ausgebildet, daß bei Drehung der Antriebsnabe 20 die Glieder 60 und 70 auf das Außengewinde 20e des Nabenvorsprungs 20c festgeschraubt werden. Deshalb dienen die Ausgleichsgewichte 60 und 70 als Doppelmuttern um das Lager 23 und die Taumelscheibe 24 fest auf der Antriebsnabe 20 zu halten. Außerdem werden im Betrieb des Verdichters die Ausgleichsgewichte 60 und 70 beide auf dem Nabenvorsprung 20c bei Rotation der Antriebsnabe 20 festgedreht und verhindern dadurch das Verlieren der Ausgleichsgewichte. Als Ergebnis werden sowohl das Kugellager 23 als auch die Tau­ melscheibe 24 dieser Ausführungsart fester von der Antriebsnabe 20 gehalten als beim ersten Ausführungsbeispiel.

Weiterhin drückt der Zwingenteil 60b des ersten Ausgleichsge­ wichts 60, wenn das erste und zweite Ausgleichsgewicht 60 und 70 in der oben beschriebenen Weise auf dem Nabenvorsprung 20c befestigt sind, die eine Stirnfläche des Innenrings 39 in die Aussparung 24a der Taumelscheibe 24, so daß die Kugeln 40 des Kugellagers 23 axial (in Fig. 15 nach rechts) und radial nach außen versetzt werden. Aufgrund des Versatzes dieser Kugeln 40 empfängt der Außenring 41 die Spannkraft von den Kugeln 40 an einer angeschrägten inneren Umfangsfläche desselben und wird dadurch axial (in Fig. 15 nach rechts) und radial nach außen versetzt. Als Ergebnis werden axiale und radiale Lücken zwischen der Taumelscheibe 24 und dem Kugellager 23 verringert, was der Taumelscheibe 24 eine Wippbewegung ohne unerwünschtes Schütteln oder Vibrieren gestattet. Dies trägt zur Vibrations- und Ge­ räuschverringerung des Verdichters und zur Verlängerung der Lebensdauer des Kugellagers 23, der Taumelscheibe 24 usw. bei.

Gemäß der zweiten Ausführungsart sind die Stärken der auf die Ausgleichsgewichte 60 und 70 beim Start des Kompressors einwir­ kenden Trägheitsmomente im wesentlichen gleich, weil das erste und zweite Ausgleichsgewicht 60 und 70 im wesentlichen gleiche träge Masse haben. Dadurch wird ebenfalls ein Verlieren der Ausgleichsgewichte 60 und 70 beim Start des Kompressors vermie­ den.

Weiterhin nimmt die ringförmige Aussparung 60c des ersten Aus­ gleichsgewichts 60 das zweite Ausgleichsgewicht 70 etwa bis zur Hälfte von dessen Dicke auf (vgl. Fig. 15), so daß eine Verkürzung des axialen Maßes des durch die Ausgleichsgewichte eingenommenen Raums erreicht wird.

Claims (11)

1. Taumelscheibenverdichter mit einer Antriebswelle (7),
einer um die Antriebswelle (7) angeordneten Taumelscheibe (24) und einer Taumelscheibenbefestigungsanordnung, welche die Taumelscheibe (24) so haltert, daß letztere eine Wipp­ bewegung um die Antriebswelle (7) ausführen kann und welche eine Antriebsnabe (20) aufweist, die an der Antriebswelle (7) schwenkbar gehaltert ist, die ihrerseits die Taumel­ scheibe drehbar haltert und einen Nabenvorsprung (20c) trägt, der sich durch die Taumelscheibe hindurch erstreckt, Befestigungsmitteln, die die Antriebsnabe (20) in einer Weise haltern, daß letztere zusammen mit der Antriebswelle rotieren kann und gleichzeitig sich in einem Winkel zur Antriebswelle stellen kann und ein Lager aufweisen, das zwischen der Taumelscheibe (24) und dem Nabenvorsprung (20c) der Antriebsnabe (20) liegt und das eine Stirnfläche hat, wobei die Taumelscheibe (24) drehbar auf dem Naben­ vorsprung (20c) der Antriebsnabe (20) mittels des Lagers gehaltert ist und eine ein Lageraufnahmeteil, welches das Lager aufnimmt bildende innere periphere Fläche hat, dadurch gekennzeichnet,
daß der Nabenvorsprung (20c) der Antriebsnabe (20) ein Außen­ gewinde (20e) aufweist,
und daß die Taumelscheibenbefestigungsanordnung Befesti­ gungsglieder (26, 27, 28; 60, 70) aufweist, die ein Innenge­ winde (28b; 60a, 70a), welches in das Außengewinde (20e) des Nabenvorsprungs (20c) eingreift und einen Zwingen­ teil haben, der das Lager (23) zur Taumelscheibe (24) hin zwingt und der so angeordnet ist, daß er in Druckkontakt mit der Stirnfläche des Lagers kommt, um letzteres zur Taumelscheibe (24) zu zwingen, wenn das Innengewinde (28b; 60a, 70a) auf dem Außengewinde (20e) des Nabenvor­ sprungs (20c) festgeschraubt wird.

2. Taumelscheibenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Lager ein Schrägkugellager (23) ist.

3. Taumelscheibenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel ein Ausgleichs­ gewicht (26), dessen Zwingenteil das Lager (23) zur Taumel­ scheibe (24) drückt und dessen Sitz auf dem Nabenvorsprung (20c) so gestaltet ist, daß das Ausgleichsgewicht (26) sich nicht um den Nabenvorsprung (20c) drehen kann, eine Sicherungsmutter (28), an der ein Innengewinde (28 b) und in einer äußeren Umfangsfläche mindestens ein Ausschnitt (28a) ausgebildet sind, wobei die Sicherungsmutter (28) auf das Außengewinde (20e) aufgeschraubt wird und einen Sicherungsring (27) aufweisen, der zwischen die Sicherungs­ mutter (28) und das Ausgleichsgewicht (26) auf den Haben­ vorsprung (20c) so aufgepaßt wird, daß die Sicherungs­ mutter sich nicht um den Nabenvorsprung (20c) drehen kann und der mindestens einen an einer äußeren Umfangs­ fläche ausgebildeten Vorsprung (27a) trägt, welcher axial abgebogen ist und in den Ausschnitt (28a) der Sicherungs­ mutter (28) zur Verhinderung der Verdrehung der Sicherungs­ mutter (28) eingreift.

4. Taumelscheibenverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Endabschnitt des Nabenvorsprungs (20c) einen darin ausgebildeten Schlitz (20d) aufweist, wobei das Ausgleichsgewicht (26) und der Sicherungsring (27) nach innen ragende Nasen (26c und 27b) aufweisen, die in den Schlitz (20e) eingreifen, wodurch eine Verdrehung des Ausgleichsgewichts (26) sowie des Sicherungsrings (27) um den Nabenvorsprung (20c) vermieden ist.

5. Taumelscheibenverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ausgleichsgewicht einen daran einstückig angeformten Gewichtsteil aufweist.

6. Taumelscheibenverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ausgleichsgewicht in der vom Lager (23) abgesetzten Stirnfläche eine ringförmige Aussparung (26d) aufweist, die den Sicherungsring (27) und die Siche­ rungsmutter (28) aufnimmt.

7. Taumelscheibenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel ein erstes Ausgleichsgewichtsglied (60) mit einem Zwingenteil, der das Lager (23) zur Taumelscheibe (24) hinzwingt und mit einem Innengewinde (60a), welches in das Außengewinde (20e) des Nabenvorsprungs (20c) der Antriebsnabe (20) eingreift und ein zweites Ausgleichsgewichtsglied (70) aufweisen, das ebenfalls ein Innengewinde (70a) trägt, welches in das Außengewinde (20e) des Nabenvorsprungs (20c) eingreift.

8. Taumelscheibenverdichter nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Innengewinde (60a, 70a) des ersten und zweiten Ausgleichsgewichtsglieds (60, 70) in einer solchen Richtung ausgebildet sind, daß bei rotierender Antriebsnabe ein Festdrehen des ersten und zweiten Aus­ gleichsgewichtsglieds (60 und 70) auf dem Außengewinde des Nabenvorsprung (20c) bewirkt wird.

9. Taumelscheibenverdichter nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste und das zweite Ausgleichsgewichts­ glied (60, 70) im wesentlichen dieselbe träge Masse haben.

10. Taumelscheibenverdichter nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste Ausgleichsgewichtsglied (60) in der vom Lager (23) abgesetzten Stirnfläche eine ringförmige Gewichtsaufnahmeaussparung (60c) aufweist, die das zweite Ausgleichsgewichtsglied (70) aufnimmt und die eine Boden­ fläche (60e) hat, wobei die Innengewinde (60a, 70a) des ersten und zweiten Ausgleichsgewichtsglieds (60, 70) auf dem Außengewinde (20e) des Nabenvorsprungs (20c) so festgedreht werden, daß die Stirnfläche (70b) des zweiten Ausgleichsgewichtsglieds (70), die zum Lager hinweist in Berührung mit der Bodenfläche (60e) der Gewichtsaufnahme­ aussparung (60c) kommt und gleichzeitig das zweite Aus­ gleichsgewichtsglied (70) in der Gewichtsaufnahmeaussparung (60c) des ersten Ausgleichsgewichtsglieds (60) bis zu einer mindestens einen Teil der Dicke des zweiten Aus­ gleichsgewichtsglieds (70) betragenden Tiefe aufgenommen wird.

11. Taumelscheibenverdichter nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste und das zweite Ausgleichsgewichts­ glied (60, 70) Einkerbungen (60d, 70c) jeweils in äußeren Umfangsflächen derselben aufweisen, in die Klauen von Spannwerkzeugen eingreifen können.