DE4411926C2 - Taumelscheibenkompressor mit variabler Förderleistung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Taumelscheibenkom­ pressor mit variabler Förderleistung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 4. Insbeson­ dere befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einer verbes­ serten Gelenkeinheit zum schwenkbaren Haltern einer Taumel­ scheibe eines Taumelscheibenkompressors mit variabler Förder­ leistung, wobei die Taumelscheibe insbesondere über eine Buchse derart mit der Antriebswelle verbunden ist, daß ihr Neigungswinkel veränderbar ist.

Ein gattungsgemäßer Taumelscheibenkompressor mit variabler Förderleistung ist aus der DE 41 34 857 A1 bekannt. Bei die­ sem bekannten Kompressor ist der am Rotor angebrachte Stütz­ arm mit einer sphärischen Lageraufnahmeöffnung für ein Gleit­ lager versehen, welches eine zentrale Bohrung aufweist, in die ein Führungszapfen gleitverschieblich eingepaßt ist, der in einer Lagerbuchse montiert ist.

Eine ähnliche Konstruktion ist aus der DE 42 30 353 A1 be­ kannt, gemäß welcher der Stützarm eine sphärische Öffnung aufweist, in die ein sphärisches Element eines Führungszap­ fens eingreift, dessen Schaft gleitverschieblich von einer Führungsbohrung einer Nabe aufgenommen wird.

Weiterhin sind konventionelle Taumelscheibenkompressoren mit variabler För­ derleistung in der JP-OS (Kokai) 52-963407 und in dem JP-GM (ungeprüfte Gebrauchsmusteranmeldung (Kokai)) 1-114988 beschrieben. Der letztgenannte Kompressor ist beispielsweise mit einer Gelenkeinheit versehen, wie sie in Fig. 14 gezeigt ist, in der ein Rotor 91 auf einer Antriebswelle 90 befestigt ist, die in einer Taumelscheibenkammer angeordnet ist, wobei in dem Rotor 91 ein Langloch 91a ausgebildet ist. Wie am besten aus Fig. 15 deutlich wird, verläuft das Langloch 91a des Rotors 91 parallel zu einer Ebene, die durch die Mittel­ achse O der Antriebswelle 90 und den oberen Totpunkt der zu einer Drehbewegung antreibbaren Taumelscheibe 93 definiert ist, und das Langloch 91a erstreckt sich von außen derart in Richtung auf die Mittelachse O der Antriebswelle 90, daß das innere Ende des Langlochs 91a angrenzend an die Mittelachse O der Antriebswelle positioniert ist. Das gegenüberliegende Ende eines Abschnitts des Langlochs 91a erstreckt sich senk­ recht zu der Mittellinie S desselben geradlinig, derart, daß er parallel zu einer Ebene verläuft, die senkrecht zur Dreh­ achse der Antriebswelle 90 verläuft. Ein Verbindungszapfen 92 ist gleitverschieblich in das Langloch 91a des Rotors 91 ein­ gesetzt und besitzt ein äußeres Ende, welches mit der dreh­ baren Taumelscheibe 93 über einen Bügel 93a derselben verbun­ den ist, so daß die Taumelscheibe 93 nach vorn und hinten ge­ neigt werden kann. Eine nicht drehbare Taumelplatte (nicht gezeigt) ist gleitbeweglich auf der drehbaren Taumelscheibe 93 montiert, und zwischen der Taumelplatte und jedem der Kol­ ben, die von den verschiedenen Zylinderbohrungen in dem Zylinderblock des Kompressors aufgenommen werden, ist jeweils eine Kolbenstange angeordnet. Bei dem beschriebenen konven­ tionellen Kompressor wird die Drehung der Antriebswelle 90 in eine Drehung der drehbaren Taumelscheibe 93 und eine Taumel­ bewegung der Taumelplatte umgewandelt, und zwar durch die Wirkung der Gelenkeinheit K. Die Taumelbewegung der Taumel­ platte wird in die Hin- und Herbewegung der Kolben umgewan­ delt. In diesem Fall wird der Druck in der Taumelscheiben­ kammer durch ein Regelventil (in der Zeichnung nicht gezeigt) geregelt. Daher ändert sich der Neigungswinkel der Taumel­ platte so, daß der Hub jedes Kolbens ebenfalls geändert wird.

Demgemäß wird die Förderleistung des Kompressors geändert. In diesem Fall sind die Taumelbewegungen der drehbaren Taumel­ scheibe 93 nach vorn und hinten und die Pendelbewegungen der Taumelplatte durch das Langloch 91a begrenzt, welches einen vorgegebenen Krümmungsradius hat. Obwohl der Neigungswinkel der drehbaren Taumelscheibe 93 geändert wird, bleibt der obere Totpunkt der Taumelplatte folglich bei der Bewegung nach vorn und hinten unverändert, was dazu führt, daß der verbleibende Raum für jeden Kolben in der zugeordneten Zylin­ derbohrung nahezu zu Null wird, wenn der Kolben seinen oberen Totpunkt erreicht.

Da jedoch bei einem Kompressor des vorstehend beschriebenen Typs die Ansaugkraft während des Saughubs auf den Kolben ein­ wirkt, wirkt die Ansaugkraft auch auf die drehbare Taumel­ scheibe in einem Bereich zwischen dem oberen Totpunkt und einem nacheilenden Bereich derselben bezüglich der Drehrich­ tung der Antriebswelle 90 (d. h. annähernd auf die rechte Hälfte der Taumelscheibe 93 in Fig. 14). Da auf den Kolben andererseits während des Kompressionshubes eine Kompres­ sions-Reaktionskraft einwirkt, wirkt die Kompressions-Reak­ tionskraft auch auf die drehbare Taumelscheibe 93 ein, und zwar in einem Bereich, der vom oberen Totpunkt derselben bis in einen voreilenden Teil derselben bezüglich der Dreh­ richtung der Antriebswelle 90 reicht, d. h. etwa auf die linke Hälfte der Taumelscheibe 93 in Fig. 14. Aus diesem Grund wird bei dem vorstehend beschriebenen Kompressor der nacheilende Bereich der Taumelscheibe 93 bezüglich der Dreh­ richtung der Antriebswelle 90 von dem Rotor 91 abgehoben, während der voreilende Bereich der Taumelscheibe 93 bezüglich der Drehrichtung der Antriebswelle 90 gegen den Rotor 91 ge­ preßt wird.

Bei den Kompressoren gemäß JP-GM 1-114988 ist die drehbare Taumelscheibe auf der Antriebswelle 90 mittels einer zylin­ drischen Buchse (in Fig. 14 und 15 nicht gezeigt) montiert, und die zylindrische Buchse trägt die drehbare Taumelscheibe 93 mittels Zapfen, derart, daß diese parallel zur Mittel­ achse O der Antriebswelle 90 gleitet und nach vorn und hinten schwenkt. Die drehbare Taumelscheibe 93 wird folglich daran gehindert, bezüglich des Rotors 91 unkontrollierte Drehbewe­ gungen in einer von der Kipprichtung abweichenden Richtung auszuführen, und zwar selbst dann, wenn die Ansaugkraft und die Kompressions-Reaktionskraft auf die drehbare Taumelschei­ be 93 einwirken.

Um trotzdem zu ermöglichen, daß die drehbare Taumelscheibe 93 eine gleichmäßige Taumelbewegung nach vorn und hinten durch­ führen kann, muß zwischen der zylindrischen Buchse und der Antriebswelle 90 ein kleiner Spalt vorgesehen sein. Folglich wird die drehbare Taumelscheibe 93 durch die oben beschrie­ benen Ansaug- und Kompressions-Reaktionskräfte geringfügig in einer Richtung verdreht, die von der nach vorn und hinten ge­ richteten Bewegung bezüglich des Rotors 91 verschieden ist. (Beispielsweise wird die drehbare Taumelscheibe 93 um einen Winkel α verdreht, und der Verbindungszapfen 92 kommt mit dem Langloch 91a nach Art eines Punktkontaktes an einem Punkt I in Fig. 14 und 15 in Berührung. Die Ansaugkraft und die Kompres­ sions-Reaktionskraft wirken also konzentriert auf den Punkt I ein.)

Wenn ein Eingangsdrehmoment von der Antriebswelle 90 ausgeübt wird, dann wird das Drehmoment ferner von dem Rotor 91 über die Gelenkeinheit K zu der drehbaren Taumelscheibe 93 über­ tragen. Daher wird die drehbare Taumelscheibe 93 konstant um einen kleinen Winkel in der Richtung verdreht, die von der Richtung der exakten Vorwärts- und Rückwärtsbewegung bezüg­ lich des Rotors 91 abweicht, wobei das Drehmoment wieder kon­ zentriert an dem Punkt I aufgenommen werden muß. Bei dem kon­ ventionellen Kompressor ist daher die Gelenkeinheit K zum Kontrollieren der nach vorn und hinten gerichteten Kippbewe­ gung der Taumelscheibe 93 während des Betriebes mit hohen Drehzahlen und mit einem hohen Kompressionsverhältnis einem abnormalen Abrieb unterworfen.

Ähnliche Probleme treten für den Fall auf, daß unter dem Aspekt einer leichten Herstellung des internen Mechanismus des Kompressors ein Buchsenelement mit sphärischer Stütz­ fläche gleitverschieblich derart auf einer Antriebswelle montiert ist, daß sie die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung abstützt sowie eine Drehbewegung der drehbaren Taumelscheibe ermöglicht, wobei ein Paar von gleichen Gelenkeinheiten in Positionen zu beiden Seiten des oberen Totpunkts der drehba­ ren Taumelscheibe angeordnet ist.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, einen Taumelscheibenkompressor mit variabler Förderleistung mit mindestens einer Gelenkeinheit anzugeben, durch welche die vorstehend angesprochenen Probleme, die bei konventionellen Kompressoren mit variabler Förderleistung auftreten, vermieden werden können.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neue Gelenkeinheit anzugeben, die in einen Taumelschei­ benkompressor mit variabler Förderleistung eingebaut werden kann, um die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Taumelschei­ be zu kontrollieren, ohne daß ein abnormaler Abrieb bzw. Ver­ schleiß der Gelenkeinheit eintritt, und zwar selbst dann, wenn die Taumelscheibe bezüglich des Rotors, der sich mit der Antriebswelle des Kompressors dreht, in eine verdrehte Posi­ tion verlagert wird.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Taumelscheibenkompressor mit variabler För­ derleistung durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dabei hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Führungs­ fläche an dem Stützarm durch eine Wandfläche einer in dem Stützarm ausgebildeten, einen kreisrunden Querschnitt auf­ weisenden Bohrung gebildet ist und wenn das sphärische Ele­ ment an dem Führungszapfen derart befestigt ist, daß es schwenkbar und gleitverschieblich in Kontakt mit der Füh­ rungsfläche des Stützarms steht und von dieser geführt wird.

In Ausgestaltung der Erfindung hat es sich auch als vorteil­ haft erwiesen, wenn das sphärische Element an dem Führungs­ zapfen drehbar gehaltert ist und an der Führungsfläche ab­ rollbar ist.

Gemäß einer wesentlichen Variante der vorliegenden Erfindung wird die gestellte Aufgabe durch einen gattungsgemäßen Kom­ pressor mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 4 gelöst.

In Ausgestaltung der Erfindung haben sich ferner die Maß­ nahmen gemäß den Ansprüchen 5 und 6 als vorteilhaft erwiesen.

Es ist ein besonderer Vorteil der verschiedenen Ausführungs­ formen von Taumelscheibenkompressoren mit variabler Förder­ leistung gemäß der Erfindung, daß selbst dann, wenn die Taumelscheibe um eine senkrecht zur Mittelachse der Antriebs­ welle verlaufende Achse bezüglich des Rotors verdreht wird, ein linienförmiger oder flächenhafter Kontakt mit der Füh­ rungsfläche erreicht wird, so daß die Ansaugkraft und die Kompressions-Reaktionskraft sowie das Drehmoment mit linien­ förmigem oder flächenhaftem Kontakt auf die Führungsfläche übertragen werden, so daß ein übermäßiger Verschleiß, wie er gemäß dem Stande der Technik auftreten konnte, vermieden und zuverlässig eine lange Lebensdauer des Kompressors erreicht wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nach­ stehend anhand von bevorzugten, in den Zeichnungen darge­ stellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Taumelscheibenkompressors mit variabler Förderleistung gemäß einem Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem der maximalen Förderleistung entsprechenden Be­ triebszustand;

Fig. 2 einen Längsschnitt des Kompressors gemäß Fig. 1, jedoch für den Betriebszustand minimaler Förder­ leistung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die wesentlichen Teile von Gelenkeinrichtungen des Kompressors gemäß Fig. 1 und 2, wobei die Teile wie bei einer Explosions­ darstellung auseinandergerückt und teilweise im Schnitt dargestellt sind;

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 3 längs der Linie IV-IV derselben;

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Gelenkeinheit des Kompressors gemäß Fig. 1 und 2 zur Verdeutlichung der gegenseitigen Lage einer Führungsfläche und eines damit zusammenwirkenden sphärischen Elements an einem Führungszapfen;

Fig. 6 eine grafische Darstellung der Änderung des ver­ bleibenden Freiraums bei in seinem oberen Totpunkt befindlichem Kolben in Abhängigkeit von der Neigung der drehbaren Taumelscheibe;

Fig. 7 eine Querschnittsdarstellung der Gelenkeinrich­ tungen einer abgewandelten Ausführungsform eines Taumelscheibenkompressors gemäß der Erfindung in der der maximalen Förderleistung entsprechenden Betriebsstellung;

Fig. 8 eine der Draufsicht gemäß Fig. 3 entsprechende Darstellung der wesentlichen Teile der Gelenkein­ richtungen gemäß Fig. 7;

Fig. 9 einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 8 längs der Linie IX-IX in dieser Figur;

Fig. 10A einen Querschnitt durch die wesentlichen Elemente der Gelenkeinrichtungen einer weiteren abgewandel­ ten Ausführungsform eines Taumelscheibenkompressors gemäß der Erfindung;

Fig. 10B eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 10A zur Verdeutlichung der Ausgestaltung einer in dem Rotor des Kompressors vorgesehenen, die Führungs­ fläche definierenden Bohrung;

Fig. 11A einen Querschnitt der wesentlichen Teile der Ge­ lenkeinrichtungen eines weiteren abgewandelten Taumelscheibenkompressors gemäß der Erfindung;

Fig. 11B eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 11A zur Darstellung der in dem Rotor des Kompressors gemäß Fig. 11A vorgesehenen, die Führungsfläche definierenden Bohrung;

Fig. 11C eine perspektivische Ansicht eines Führungszapfens und eines zugeordneten Schuhs der Gelenkeinrich­ tungen des Kompressors gemäß Fig. 11A;

Fig. 12A einen Querschnitt durch die wesentlichen Teile der Gelenkeinrichtungen einer weiteren abgewandelten Ausführungsform eines Taumelscheibenkompressors gemäß der Erfindung;

Fig. 12B eine Draufsicht auf die Gelenkeinrichtungen gemäß Fig. 12A mit einem in dem Rotor des Kompressors ausgebildeten, die Führungsfläche definierenden, quadratischen Führungskanal;

Fig. 12C eine perspektivische Darstellung des Führungs­ zapfens und eines zugeordneten Schuhs der Gelenk­ einrichtungen gemäß Fig. 12A;

Fig. 13A einen Querschnitt durch die wesentlichen Teile der Gelenkeinrichtungen einer weiteren abgewandelten Ausführungsform eines Taumelscheibenkompressors gemäß der Erfindung;

Fig. 13B eine Draufsicht auf die Gelenkeinrichtungen gemäß Fig. 13A;

Fig. 14 eine Seitenansicht der wesentlichen Teile der Ge­ lenkeinrichtungen eines Taumelscheibenkompressors mit variabler Förderleistung gemäß dem Stande der Technik, teilweise im Schnitt; und

Fig. 15 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines Teils der Gelenkeinrichtungen gemäß Fig. 14.

Im einzelnen besitzt der als Ausführungsbeispiel betrachtete Kompressor gemäß Fig. 1 und 2 der Zeichnung ein vorderes Ge­ häuse 2, welches an einer Stirnseite eines Zylinderblockes 1 befestigt ist, und ein hinteres Gehäuse 3, welches mit der anderen Stirnseite des Zylinderblockes 1 über eine Ventil­ platte 4 verbunden ist. In einer Taumelscheibenkammer 5, die durch den Zylinderblock 1 und das vordere Gehäuse 2 gebildet wird, ist eine Antriebswelle vorgesehen. Die Antriebswelle 6 ist in reibungsarmen Lagern 7a, 7b drehbar gelagert. In dem Zylinderblock 1 sind rings um die Antriebswelle 6 mehrere Zylinderbohrungen 9 ausgebildet. In jeder der Zylinderboh­ rungen 9 des Zylinderblockes 1 ist jeweils ein Kolben 10 angeordnet.

In der Taumelscheibenkammer 5 ist ein Rotor 16 drehfest auf der Antriebswelle 6 montiert. Der Rotor stützt sich über ein Drucklager an der Innenseite des vorderen Gehäuses 2 ab. Eine Buchse 12, die gleitverschieblich von der Antriebswelle 6 ge­ haltert wird, besitzt eine sphärische Außenfläche als Stütz­ fläche. Eine die Welle 6 umgebende Druckfeder 13 ist zwischen dem Rotor 16 und der eine sphärische Außenfläche besitzenden Buchse 12 angeordnet. Die Druckfeder 13 drückt die sphärische Buchse 12 in Richtung auf das hintere Gehäuse 3.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist eine drehbare Taumelscheibe 14 drehbar auf der äußeren Stützfläche der Buchse 12 gelagert. Bei einem Betriebszustand, in dem die Druckfeder 13 am stärk­ sten zusammengepreßt ist, wie dies Fig. 1 zeigt, gelangt eine Kontaktfläche 14a im unteren Teil der Rückseite der Taumel­ scheibe 14 in Kontakt mit dem Rotor 16, so daß eine weitere Zunahme des Neigungswinkels der drehbaren Taumelscheibe 14 durch den Rotor verhindert wird. Für den Fall, daß die Druck­ feder 13 ihre größte axiale Ausdehnung aufweist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, gelangt die sphärische Buchse 12 in Kon­ takt mit einem Anschlag 30, der in Eingriff mit der Antriebs­ welle 6 steht, wodurch eine weitere Zunahme des Neigungswin­ kels der drehbaren Taumelscheibe 14 durch den Anschlag 30 verhindert wird.

Halbkugelförmige Schuhe 15 stehen in Kontakt mit dem umlau­ fenden äußeren Randbereich der drehbaren Taumelscheibe 14, und die äußeren sphärischen Oberflächen der Schuhe 15 stehen in Eingriff mit einer sphärischen Stützfläche des jeweils zu­ geordneten Kolbens 10. Auf diese Weise stehen mehrere Kolben 10 über Schuhe 15 in Antriebsverbindung mit der drehbaren Taumelscheibe 14. Die Kolben 10 werden gleitverschieblich von den zugeordneten Zylinderbohrungen 9 aufgenommen und können in diesen zu einer Hin- und Herbewegung angetrieben werden.

Wie Fig. 3 zeigt, stehen von der Rückseite der drehbaren Taumelscheibe 14 zwei Bügel 19 ab, die Teile der Gelenkein­ heit K darstellen und zu beiden Seiten des oberen Totpunkts T der drehbaren Taumelscheibe 14 angeordnet sind. Die Antriebs­ welle 6 ist so angeordnet, daß sie zwischen den beiden Bügeln 19 der drehbaren Taumelscheibe 14 liegt. An jedem Bügel 19 ist das eine Ende eines Führungszapfens 18 befestigt, dessen anderes Ende an einem sphärischen Element 18a befestigt ist.

Zwei Stützarme 17, die den restlichen Teil der Gelenkein­ heit K bilden, stehen von einem oberen Teil der Vorderseite des Rotors 16 nach hinten derart in Richtung auf die An­ triebswelle 6 ab, daß sie den Führungszapfen 18 gegenüber­ liegen. Am vorderen Ende jedes der Stützarme 17 ist eine lineare zylindrische Bohrung 17a parallel zu einer Ebene aus­ gebildet, welche durch die Mittelachse O der Antriebswelle 6 und den oberen Totpunkt T der drehbaren Taumelscheibe 14 de­ finiert ist, wobei die zylindrische Bohrung 17a von außen in Richtung auf die Mittelachse O der Antriebswelle 6 ausgerich­ tet ist, d. h. schräg nach innen verläuft. Die Richtung der Mittelachse S der zylindrischen Bohrung 17a ist so gewählt, daß sich der obere Totpunkt der einzelnen Kolben 10 in Längs­ richtung seiner zugeordneten Zylinderbohrung unabhängig von einer Änderung des Neigungswinkels der drehbaren Taumelschei­ be 14 nicht ändert. Ein Querschnitt der zylindrischen Bohrung 17a senkrecht zu deren Mittellinie S ist kreisrund. Eine innere Umfangsfläche der Bohrung 17a dient als Führungsflä­ che, und das sphärische Element 18a des Führungszapfens 18 ist drehbar und gleitverschieblich in die eine Führungsfläche definierende kreisrunde Bohrung 17a eingesetzt.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ist die Innenseite des hinteren Gehäuses 3 in eine Ansaugkammer 20 und eine Auslaßkammer 21 geteilt. In der Ventilplatte 4 sind Ansaugöffnungen 22 und Auslaßöffnungen 23 derart ausgebildet, daß ihre Position der Lage der betreffenden Zylinderbohrungen 9 entspricht. Zwi­ schen der Ventilplatte 4 und den einzelnen Kolben 10 wird jeweils eine Kompressionskammer gebildet, die mit der Ansaug­ kammer 20 und der Auslaßkammer 21 über die Ansaugöffnungen 22 bzw. die Auslaßöffnungen 23 in Verbindung steht. Jede Ansaug­ öffnung 22 ist durch eine Ventilzunge verschließbar, welche die Ansaugöffnung 22 entsprechend der Hin- und Herbewegung des zugeordneten Kolbens 10 schließt und öffnet. Jede Auslaß­ öffnung 23 ist durch eine Ventilzunge verschließbar, welche die Auslaßöffnung 23 entsprechend der Hin- und Herbewegung des zugeordneten Kolbens öffnet und schließt, wobei die Öff­ nungsbewegung der Auslaßventilzungen durch einen Fänger 24 begrenzt wird.

Das hintere Gehäuse 3 nimmt ein Regelventil (nicht gezeigt) auf, welches den Druck in der Taumelscheibenkammer 5 ein­ stellbar ändert.

Wenn die drehbare Taumelscheibe 14 bei dem in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebauten Kompressor von der Antriebs­ welle 6 zu einer Drehbewegung angetrieben wird, wird für jeden der Kolben 10 in seiner zugeordneten Zylinderbohrung 9 über die Schuhe 15 durch die Taumelscheibe 14 eine Hin- und Herbewegung herbeigeführt. Ein gasförmiges Kältemittel wird folglich aus der Ansaugkammer in die einzelnen Kompressions­ kammern gesaugt, in diesen komprimiert und dann in die Aus­ laßkammer 21 ausgestoßen. Die Menge des aus den einzelnen Zylinderbohrungen in die Auslaßkammer 21 ausgestoßenen kom­ primierten Kältemittels wird durch das Regelventil geregelt, mit dessen Hilfe der Druckpegel in der Taumelscheibenkammer 5 regelbar ist.

Wenn die drehbare Taumelscheibe 14 in eine Lage geschwenkt wird, in der sie einen kleinen Neigungswinkel aufweist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, und wenn der Druck in der Taumel­ scheibenkammer 5 durch Betätigung des Regelventils abgesenkt wird, dann wird der auf jeden Kolben 10 einwirkende Gegen­ druck abgesenkt, wodurch der Neigungswinkel der drehbaren Taumelscheibe 14 erhöht wird. Im einzelnen wird der sphäri­ sche Teil 18a des Führungszapfens 18 in der Gelenkeinheit K in der kreisrunden Führungsbohrung 17a rückwärts gedreht, und gleichzeitig gleitet das sphärische Element 18a in der kreis­ runden Führungsbohrung 17a derart längs der Mittellinie S, daß das sphärische Element 18a vom inneren Ende der Führungs­ bohrung 17a wegbewegt wird. Außerdem schwenkt die drehbare Taumelscheibe 14 um die sphärische Buchse 12 nach hinten, während letztere sich entgegen der Kraft der Druckfeder 13 nach vorn bewegt.

Der Neigungswinkel der drehbaren Taumelscheibe 14 wird folg­ lich erhöht, und demgemäß ändert sich der Betriebszustand des Kompressors von dem in Fig. 2 gezeigten Zustand in den in Fig. 1 gezeigten Zustand, wobei der Hub der einzelnen Kolben 10 vergrößert und die Förderleistung erhöht wird.

Wenn andererseits der Druckpegel in der Taumelscheibenkammer 5 durch Betätigung des Regelventils erhöht wird, während der Kompressor in dem in Fig. 1 gezeigten Betriebszustand arbei­ tet, wird der auf die einzelnen Kolben 10 einwirkende Gegen­ druck erhöht und daher der Neigungswinkel der drehbaren Taumelscheibe 14 verringert. Das sphärische Element 18a des Führungszapfens 18 der Gelenkeinheit K rollt also in der kreisrunden Führungsöffnung 17a vorwärts, während das sphäri­ sche Element 18a gleichzeitig derart längs der Mittellinie S in der kreisrunden Führungsbohrung 17a geleitet wird, daß sich das sphärische Element 18a von außen her nähert. Außer­ dem schwenkt die drehbare Taumelscheibe 14 um die sphärische Buchse 12 nach vorn, während letztere, der Kraft der Druck­ feder 13 nachgebend, nach hinten bewegt wird. Aufgrund dieser Abläufe wird der Neigungswinkel der drehbaren Taumelscheibe verringert. Der Kompressor wird also in den in Fig. 2 gezeig­ ten Betriebszustand überführt, so daß der Hub der einzelnen Kolben 10 verringert und die Förderleistung vermindert wird.

Bei dem Kompressor gemäß Fig. 1 und 2 wirkt auf jeden Kolben 10 während des Saughubes desselben eine Saugkraft ein. Daher wirkt die Saugkraft auf die drehbare Taumelscheibe 14 in einem Bereich ein, der bezüglich der Drehrichtung vom oberen Totpunkt T zur Rückseite der Antriebswelle 6 reicht (der Be­ reich liegt in der rechten Hälfte von Fig. 3). Andererseits wirkt auf die einzelnen Kolben 10 während des Kompressions­ hubes derselben eine Kompressions-Reaktionskraft ein. Daher wirkt auf die Taumelscheibe eine Kompressions-Reaktionskraft ein, und zwar in einem Bereich, der bezüglich der Drehrich­ tung von dem oberen Totpunkt T zur Vorderseite der Antriebs­ welle 6 reicht (in der linken Hälfte von Fig. 3). Aus diesem Grunde wird die drehbare Taumelscheibe auf der Rückseite be­ züglich der Drehrichtung von dem Rotor 10 getrennt bzw. weg­ bewegt, während sie auf der Vorderseite, bezogen auf die Drehrichtung, gegen den Rotor 16 gedrückt wird.

Die Stützarme 17 und die Führungszapfen 18 des Kompressors gemäß Fig. 1 und 2 sind bezüglich des oberen Totpunkts T an der drehbaren Taumelscheibe 14 zu beiden Seiten angeordnet. Daher werden die Saugkraft und die Kompressions-Reaktions­ kraft in einer geeigneten Weise von den Stützarmen 17 und den Führungszapfen 18 aufgenommen, und somit kann die Taumel­ scheibe 14 daran gehindert werden, daß sie sich bezüglich des Rotors 16 um eine senkrecht zu der Achse O verlaufende Achse dreht. Unter dem Aspekt einer einfachen Herstellung des Kom­ pressors wird jedoch die sphärische Buchse 12 verwendet, um für die Taumelscheibe 14 nicht nur während der Hin- und Her­ bewegung derselben, sondern auch bei ihrer Drehbewegung eine stabile Abstützung zu schaffen.

Zum stabilen Abstützen der drehbaren Taumelscheibe 14 während ihrer Taumelbewegung von vorn nach hinten ist es erforder­ lich, zwischen den kreisrunden Führungsbohrungen 17a und den sphärischen Elementen 18a der Führungszapfen 18 einen kleinen Spalt vorzusehen. Dies hat zur Folge, daß die drehbare Tau­ melscheibe 14 gegenüber dem Rotor 16 geringfügig um eine zu der Mittelachse O der Antriebswelle 6 senkrechte Achse ver­ dreht wird, beispielsweise um einen kleinen Winkel α. In dem in Fig. 3 gezeigten Fall wird die Taumelscheibe 14 um die zur Mittelachse der Antriebswelle 6 senkrechte Achse in einer solchen Weise verdreht, daß die rechte Seite der Taumelschei­ be 14 nach unten verlagert wird und ihre linke Seite nach oben.

In diesem Fall steht das sphärische Element 18a jedes Füh­ rungszapfens 18, wie dies durch die Markierung L in Fig. 5 angedeutet ist, in Linienkontakt mit einer der kreisrunden Führungsbohrungen 17a, so daß die Ansaugkraft und die Kom­ pressions-Reaktionskraft, welche auf die Taumelscheibe 14 wirken, sowie das Drehmoment, welches für die Taumelscheibe 14 vorhanden ist, im Bereich einer Kontaktlinie L abgestützt werden. Folglich kann während des Betriebes des Kompressors mit hoher Drehzahl und/oder hohem Kompressionsverhältnis sicher verhindert werden, daß die Gelenkeinheit K zum schwenkbaren Abstützen der drehbaren Taumelscheibe 14 einem abnormalen Verschleiß unterliegt. Daher kann die Lebensdauer des Kompressors erhöht werden.

Da die kreisrunden Führungsbohrungen 17a in den Führungsarmen 17 so verlaufen, daß sich der kreisrunde Querschnitt jeder Führungsbohrung 17a mit einer Ebene schneidet, in der die Drehung des Rotors 16 auftritt, kann das von der Antriebs­ welle 6 auf den Rotor 16 übertragene Drehmoment leicht auf die sphärischen Elemente 18a übertragen werden.

Während des Betriebes des Kompressors mit unterschiedlichen Förderleistungen ist ferner die Richtung der Mittellinie S der kreisrunden Führungsbohrungen 17a so orientiert, daß keine merkliche Änderung der Lage des oberen Totpunkts der einzelnen Kolben 10 eintritt, und zwar unabhängig von einer Änderung des Neigungswinkels der drehbaren Taumelscheibe 17.

Somit wird die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der drehbaren Taumelscheibe 14 annähernd durch die Gelenkeinheit K be­ schränkt. Wie durch die Kurve G₁ in Fig. 6 deutlich wird, ist der Freiraum beim Erreichen des oberen Totpunkts durch den Kolben 10 in der Zylinderbohrung 9 so klein, daß er, unter dem Aspekt der Leistung des Kompressors, vernachlässigt wer­ den kann.

Fig. 6 zeigt außerdem den Zusammenhang zwischen dem Neigungs­ winkel der drehbaren Taumelscheibe und dem Freiraum beim Er­ reichen des oberen Totpunkts bei dem Kompressor gemäß JP-OS (Kokai) 4-295185. Der genannte Zusammenhang für diesen be­ kannten Kompressor ist als eine Kurve Go dargestellt. Bei einem Vergleich der Kurven G₀ und G₁ in Fig. 6 erkennt man, daß trotz der Tatsache, daß die kreisrunden Führungsbohrungen 17a des Kompressors gemäß Fig. 1 bis 5 als lineare Bohrungen ausgebildet sind, die bei der Herstellung des Kompressors leicht gefertigt werden können, der Kompressionswirkungsgrad des Kompressors sehr hoch ist.

Bei den kreisrunden Führungsbohrungen 17a der Gelenkeinheit K des Kompressors gemäß Fig. 1 und 2 mit der charakteristischen Kurve G₁ gemäß Fig. 6 kann jeder Kolben 10 aufgrund von Fer­ tigungs- und Montagefehlern der Gelenkeinheit K und der Kol­ ben 10 unter Umständen mechanisch mit der Ventilplatte 4 zu­ sammenstoßen. Um ein solches mechanisches Zusammenstoßen zu vermeiden, ist es erforderlich, nicht nur das Ausmaß des Spielraums am oberen Totpunkt zu einem Zeitpunkt zu bestim­ men, in dem der Kompressor mit maximaler Förderleistung ar­ beitet; vielmehr muß der Freiraum am oberen Totpunkt auch für die Zeiten ermittelt werden, in denen der Kompressor mit minimaler Förderleistung arbeitet. Wenn der Freiraum bzw. das Spiel bei Betrieb mit maximaler Förderleistung größer ist als bei minimaler Förderleistung, kann ein Zusammenstoßen der Kolben 10 mit der Ventilplatte 4 vermieden werden. Trotzdem muß der Kompressor gemäß diesem Verfahren eine große Leistung erbringen, um die maximale Förderleistung zu erreichen. Daher wurde ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ent­ wickelt, um dieses Problem zu überwinden. Gemäß dieser Variante sind die kreisrunden Führungsbohrungen derart ange­ ordnet, daß das Spiel zum Zeitpunkt des Arbeitens mit mini­ maler Förderleistung größer ist als zum Zeitpunkt des Arbei­ tens mit maximaler Förderleistung, wobei diese Ausgestaltung der Kurve G₂ in Fig. 6 entspricht. Gemäß dieser Ausgestaltung der kreisrunden Führungsbohrungen 17a, bei der ein mechani­ scher Kontakt zwischen den Kolben 10 und der Ventilplatte 4 vermieden werden sollte, kann der Aufwand, das Spiel beim Arbeiten mit unterschiedlichen Förderleistungen zu prüfen, gespart werden, wenn nur das Spiel zwischen dem Kolben 10 und der Ventilplatte im oberen Totpunkt zu einem Zeitpunkt ge­ prüft wird, in dem der Kompressor mit maximaler Förderlei­ stung arbeitet, und eine Verringerung der Kompressions­ leistung des Kompressors kann vermieden werden.

Fig. 7 bis 9 zeigen einen Taumelscheibenkompressor mit variabler Förderleistung gemäß einem anderen - einem zwei­ ten - Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 bis 9 wird anstelle der sphärischen Buchse eine zylindrische Buchse verwendet, und die Form und der Aufbau der drehbaren Taumelscheibe sind ge­ genüber dem vorherigen Beispiel so modifiziert, daß sie auf die Verwendung einer zylindrischen Buchse abgestimmt sind.

Wie Fig. 7 zeigt, umfaßt der abgewandelte Kompressor eine zylindrische Buchse 30, die gleitverschieblich auf der An­ triebswelle 6 sitzt. Wie in Fig. 8 und 9 gezeigt, stehen flache Oberflächen 30a, die an den beiden Enden der zylin­ drischen Buchse 30 ausgebildet sind, in Kontakt mit der Innenfläche eines Taumelscheiben-Tragkörpers. Der Tragkörper 31 und die zylindrische Buchse 30 sind über Zapfen 35 mitein­ ander verbunden, die an den beiden flachen Oberflächen 30a befestigt sind. Daher wird der Tragkörper 31 von den Zapfen 35 schwenkbar gehaltert. Der Tragkörper 31 kann also um die äußere Mantelfläche der Zapfen 35 schwenken.

Eine drehbare Taumelscheibe 32 ist an dem Tragkörper 31 mit­ tels eines Schraubelements 33 befestigt. An der Rückseite des Tragkörpers 31 ist ein einziger Bügel 34, der einen Teil der Gelenkeinheit K bildet, derart angebracht, daß er von einer Position absteht, welche in Richtung auf die voreilende Seite (die linke Seite in Fig. 8) bezüglich der Drehrichtung der Antriebswelle 6 gegenüber dem oberen Totpunkt T der drehbaren Taumelscheibe 32 verlagert ist. Ein Ende eines Führungs­ zapfens 18, welcher ähnlich ausgebildet ist wie beim vorher­ gehenden Ausführungsbeispiel, ist an dem abstehenden Bügel 34 befestigt, während sein anderes Ende wieder an einem sphäri­ schen Element 18a befestigt ist.

Ein einziger Stützarm 17, der den restlichen Teil der Gelenk­ einheit K bildet, steht in axialer Richtung nach hinten vom oberen Teil der Vorderseite des Rotors 16 ab, der ebenso aus­ gebildet ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel, derart, daß der Stützarm 17 dem Führungszapfen 18 gegenüberliegt. Die Konstruktion der übrigen Teile des Kompressors ist dieselbe wie beim vorherigen Beispiel. Ferner sind entsprechende Teile des Kompressors gemäß Fig. 7 bis 9 mit denselben Bezugszei­ chen bezeichnet, und auf ihre detaillierte Erläuterung wird hier verzichtet.

Wenn der Druckpegel in der Taumelscheibenkammer bei dem Kom­ pressor mit dem vorstehend erläuterten Aufbau verringert wird, kippt die drehbare Taumelscheibe 32 um die Zapfen 35 nach hinten, und die zylindrische Buchse 30 gleitet längs der Antriebswelle 6 entgegen der Kraft der Druckfeder 13 nach vorn. Der Neigungswinkel der drehbaren Taumelscheibe 32 und die Förderleistung des Kompressors werden folglich erhöht.

Wenn der Druckpegel in der Taumelscheibenkammer 5 dagegen erhöht wird, kippt die drehbare Taumelscheibe 32 auf der zylindrischen Buchse 30 nach vorn, während gleichzeitig die zylindrische Buchse 30 der Druckkraft der Druckfeder 13 nach­ gibt. Der Neigungswinkel der drehbaren Taumelscheibe wird daher verringert, und die Förderleistung des Kompressors wird gesenkt.

Während des Betriebes des Kompressors hat die drehbare Tau­ melscheibe 32 die Tendenz, sich auf ihrer in Drehrichtung nachlaufenden Seite, d. h. in der rechten Hälfte in Fig. 8, von dem Rotor 16 fernzuhalten, während die drehbare Taumel­ scheibe 32 auf ihrer in Drehrichtung voreilenden Seite, d. h. im linken Teil derselben in Fig. 8, gegen den Rotor 16 ge­ drückt wird. Während des Betriebes des Kompressors bewirken nämlich die Saugkraft und die Kompressions-Reaktionskraft ein Verdrehen der drehbaren Taumelscheibe 32 um eine zur Mittel­ achse O der Antriebswelle 6 senkrechte Achse. Ein solches Verdrehen der drehbaren Taumelscheibe 32 kann jedoch verhin­ dert werden. Dies liegt daran, daß die Taumelscheibe 32 durch die flachen Oberflächen 30a der zylindrischen Buchse 30 abge­ stützt wird.

Es ist jedoch erforderlich, daß die drehbare Taumelscheibe 32 des Kompressors in einer solchen Weise abgestützt ist, daß sie während ihrer Drehung zusammen mit der Antriebswelle 6 gleichmäßig nach vorn und hinten kippen kann. Somit ist zwi­ schen der drehbaren Taumelscheibe 32 und den flachen Ober­ flächen der zylindrischen Buchse 30 stets ein kleiner Spalt übrig. Ein Spalt wird auch zwischen der kreisrunden Führungs­ bohrung 17a und dem sphärischen Teil 18a des Führungszapfens 18 gelassen. Aus diesem Grund wird die drehbare Taumelscheibe 32 schwach um eine zur Achse O der Antriebswelle 6 senkrechte Achse bezüglich des Rotors 16 verdreht. Beispielsweise wird die drehbare Taumelscheibe 14 um einen kleinen Winkel (nicht gezeigt) verdreht. Gemäß Fig. 8 wird also die rechte Seite der Taumelscheibe 32 bezüglich des Rotors 16 nach unten ge­ kippt, während ihre linke Seite nach oben gekippt wird.

Bei dem Kompressor gemäß Fig. 7 bis 9 gelangt der sphärische Teil 18a des Führungszapfens 18 in einen Linienkontakt mit der kreisrunden Führungsbohrung 17a. Daher tritt wie beim vorhergehenden Beispiel gemäß Fig. 1 bis 6 kein abnormaler Verschleiß der Gelenkeinheit ein.

Fig. 10A und 10B zeigen einen Taumelscheibenkompressor mit variabler Förderleistung gemäß einem dritten Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Kompressor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel sind zwei Gelenkeinheiten K vorgesehen, um die Taumelscheibe schwenkbar zu haltern (le­ diglich eine der Gelenkeinheiten K ist gezeigt). In Fig. 10A und 10B ist gezeigt, daß jeder der beiden Stützarme 17 mit einer darin ausgebildeten kreisrunden Führungsbohrung 17b versehen ist, um das sphärische Element 18a zu führen, wobei die Mittellinie S der Führungsbohrung 17b mit einem vorgege­ benen Krümmungsradius gekrümmt ist, um den oberen Totpunkt des Kolbens 10 unabhängig vom Neigungswinkel der Taumel­ scheibe 14 stets auf einem Minimalwert zu halten. In diesem Zusammenhang ist unter dem Aspekt der maschinellen Herstel­ lung zu beachten, daß die kreisrunde Führungsbohrung 17b an der Rückseite eine Öffnung 17c hat. Die Konstruktion der übrigen Teile des Kompressors ist im wesentlichen dieselbe wie bei dem Kompressor gemäß Fig. 1 und 2. Daher werden ent­ sprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und an dieser Stelle nicht näher erläutert.

Bei dem betrachteten Kompressor führt die kreisrunde Füh­ rungsbohrung 17b in jedem der Stützarme 17 des Rotors 16 die Schwenkbewegung der drehbaren Taumelscheibe 14 bei einer Drehung derselben durch die Antriebswelle 6 derart, daß der Freiraum am oberen Totpunkt im wesentlichen zu Null wird. Folglich kann der Kompressions-Wirkungsgrad des Kompressors unabhängig von einer Änderung seiner Förderleistung auf einem hohen Wert gehalten werden.

Fig. 11A bis 11C zeigen einen Taumelscheibenkompressor mit variabler Förderleistung gemäß einem vierten Ausführungsbei­ spiel.

Der Kompressor gemäß Fig. 11A bis 11C besitzt einen ähnlichen Aufbau wie derjenige gemäß Fig 1 und 2 mit dem Unterschied, daß für die Gelenkeinheiten K Schuhe 40 vorgesehen sind. Die Schuhe 40 werden von den sphärischen Elementen 18a der Füh­ rungszapfen 18 drehbar gehaltert. Die Schuhe 40 sind gleit­ verschieblich in die kreisrunden Führungsbohrungen 17d der Führungsarme 17 eingepaßt. Der Aufbau der übrigen Teile des Kompressors entspricht demjenigen des Kompressors gemäß Fig. 1 und 2. Daher werden für entsprechende Elemente gleiche Be­ zugszeichen verwendet, und es wird auf eine Erläuterung die­ ser Elemente verzichtet.

Bei dem Kompressor gemäß Fig. 11A bis 11C kommt beispiels­ weise selbst dann, wenn die drehbare Taumelscheibe 14 um eine zur Achse der Antriebswelle 6 senkrechte Achse bezüglich des Rotors 6 verdreht wird, der sphärische Teil 18a des Führungs­ zapfens 18 in flächenhaften Kontakt mit den Schuhen 40, wäh­ rend die Schuhe 40 ihrerseits in flächenhaften Kontakt mit den kreisrunden Führungsbohrungen 17d bzw. deren Oberflächen gelangen. Somit ergibt sich bei dem Kompressor gemäß Fig. 11A bis 11C kein abnormaler Verschleiß der Gelenkeinheiten, wo­ durch die Lebensdauer des Kompressors enorm verbessert wird.

Fig. 12A bis 12C zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Wie in Fig. 12A bis 12C gezeigt, sind bei dem Kompressor zwei Schuhe 41 (nur einer ist gezeigt) drehbar von den sphärischen Teilen 18a der Führungszapfen 18 gehaltert. Die Schuhe 41 sind gleitverschieblich in quadratische Führungsöffnungen 17e der Führungsarme 17 des Rotors 16 eingepaßt. Der Aufbau der übrigen Teile ist derselbe wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2, und entsprechende Elemente und Teile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht noch einmal erläutert.

Bei dem betrachteten Kompressor gelangen selbst dann, wenn die drehbare Taumelscheibe 14 um die zur Achse O der An­ triebswelle senkrechte Achse bezüglich des Rotors 16 verdreht wird, die sphärischen Elemente 18a der Führungszapfen 18 in flächenhaften Kontakt mit den Schuhen 41, die ihrerseits in flächenhaften Kontakt mit der betreffenden Fläche der quadra­ tischen Führungsöffnungen 17e gelangen. Folglich werden bei diesem Kompressor die Gelenkeinheiten K nicht abnormal ver­ schlissen, so daß die Lebensdauer des Kompressors hoch ist.

Fig. 13A und 13B zeigen einen Taumelscheibenkompressor mit variabler Förderleistung gemäß einem sechsten Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 13A und 13b ge­ zeigt, ist bei diesem Kompressor eine Führungsfläche der Ge­ lenkeinheit K durch eine nutartige, zylindrische Aussparung 17f in dem Rotor 16 gebildet, in der das drehbare, sphärische Element 43 abrollen kann, welches drehbar von einem Endbe­ reich des Führungszapfens 42 eines Bügels 19 der Taumelschei­ be (nicht gezeigt) gehalten wird.

Bei dem Kompressor gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann bei­ spielsweise selbst dann, wenn die drehbare Taumelscheibe 14 um eine zur Achse O der Antriebswelle 6 (in Fig. 13A und 13B nicht gezeigt) senkrechte Achse bezüglich des Rotors 16 ver­ dreht wird, das sphärische Element 43 in einem Linienkontakt mit der zylindrischen Nutfläche 17f stehen. Daher besitzt der Kompressor gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel dieselben vorteilhaften Wirkungen wie der Kompressor gemäß dem ersten, in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel.

Bei dem Kompressor gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel rollt das sphärische Element 43 ferner in der zylindrischen Führungsnut 17f, und folglich wird das sphärische Element 43 stets mit niedriger Reibung von der Führungsnut 17f geführt. Dementsprechend ist es möglich, die Förderleistung des Kom­ pressors gleichmäßig zu ändern.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kön­ nen die Schuhe 15 zum Verbinden der Taumelscheibe mit den einzelnen Kolben 10 durch Kolbenstangen zwischen der Taumel­ scheibe 14 und den einzelnen Kolben 10 ersetzt werden.

Bei den Kompressoren gemäß den vorstehend erläuterten Ausfüh­ rungsbeispielen wird die drehbare Taumelscheibe 14 synchron zur Drehung der Antriebswelle 6 gedreht. Die vorliegende Er­ findung kann jedoch auch bei einem Kompressor mit variabler Förderleistung mit einer Kombination von Taumelscheiben und Taumelplatten realisiert werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß der Kom­ pressor gemäß vorliegender Erfindung mit seiner mindestens einen verbesserten Gelenkeinheit K zahlreiche der nachstehend aufgeführten Vorteile aufweisen kann:

• 1. Selbst wenn die Taumelscheibe um eine zur Mittelachse der Antriebswelle senkrechte Achse bezüglich des Rotors ver­ dreht wird, steht das sphärische Element jedes Führungs­ zapfens in linienförmigem Kontakt mit der Führungsfläche an den Stützarmen der Gelenkeinheit K, daher tritt kein übermäßiger Verschleiß der Gelenkeinheit auf. Folglich besitzt der Kompressor eine lange Lebensdauer.
• 2. Die Gelenkeinheit K des Kompressors gemäß der Erfindung besitzt eine einfach herstellbare Konstruktion, so daß die Herstellung des Kompressors insgesamt einfach wird.
• 3. Der Kompressor gemäß vorliegender Erfindung kann seine Förderleistung zusätzlich zu den vorstehend erwähnten, vorteilhaften Effekten gleichmäßig ändern.
• 4. Der Kompressor gemäß vorliegender Erfindung arbeitet so, daß selbst bei einem Verdrehen der Taumelscheibe bezüglich des Rotors das sphärische Element der Gelenkeinheit stets in Oberflächenkontakt mit dem zylindrischen Schuh der Ge­ lenkeinheit steht, wobei dieser zylindrische Schuh außer­ dem in flächenhaftem Kontakt mit der zugeordneten Füh­ rungsfläche der Gelenkeinheit steht. Aus diesem Grund ist die Gelenkeinheit selten einem abnormalen Verschleiß unterworfen. Folglich zeigt dieser Kompressor eine hervor­ ragende Verschleißfestigkeit und eine lange Lebensdauer.
• 5. Bei dem Kompressor gemäß der vorliegenden Erfindung können die Ansaugkraft und die Kompressions-Reaktionskraft der Kolben in geeigneter Weise von der Gelenkeinheit aufge­ fangen werden. Daher kann verhindert werden, daß sich die Taumelscheibe gegenüber dem Rotor verdreht. Folglich be­ sitzt der Kompressor eine hervorragende Lebensdauer.
• 6. Der Kompressor gemäß vorliegender Erfindung kann in der Weise aufgebaut werden, daß der Freiraum im oberen Tot­ punkt der Kolben so eingestellt werden kann, daß er an­ nähernd Null ist, so daß der Kompressionswirkungsgrad des Kompressors bemerkenswert hoch sein kann.

Claims (6)

1. Taumelscheibenkompressor mit variabler Förderleistung, insbesondere für ein gasförmiges Kältemittel, mit einer Gehäuseanordnung, in der eine Taumelscheibenkammer, eine Ansaugkammer, eine Auslaßkammer und mehrere in Fluidver­ bindung mit den genannten Kammern stehende Zylinderbohrun­ gen vorgesehen sind;
mit jeweils einem zu einer Hin- und Herbewegung antreibba­ ren Kolben in jeder der Zylinderbohrungen;
mit einer drehbar in dem Gehäuse gelagerten Antriebswelle;
mit einem in der Taumelscheibenkammer angeordneten, dreh­ fest auf der Antriebswelle montierten Rotor;
mit mindestens einem Stützarm, der von dem Rotor nach in­ nen in Richtung auf die Taumelscheibenkammer absteht;
mit einer Taumelscheibe, die mit den einzelnen Kolben über Verbindungseinrichtungen verbunden ist, mit deren Hilfe eine Taumelbewegung der Taumelscheibe in eine Hin- und Herbewegung der Kolben umsetzbar ist, und mit Gelenkeinrichtungen, über die die Taumelscheibe mit dem Rotor verbunden ist und die einen Führungszapfen umfaßt, der mit seinem einen Ende an der Taumelscheibe befestigt ist und der mit dem Stützarm des Rotors derart in Eingriff steht, daß der Neigungswinkel der Taumelscheibe in Abhängigkeit von dem Druck in der Taumelscheibenkammer veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkeinrichtungen ein sphärisches Element (18a) umfassen, welches am anderen Ende des Führungszapfens (18) befestigt ist, sowie eine in dem Stützarm (17) des Rotors (16) ausgebildete Bohrung (17a), die parallel zu einer Ebene verläuft, die durch die Mittelachse (O) der Antriebswelle (6) und eine obere Tot­ punktposition der Taumelscheibe (12; 31 bis 34) definiert ist, wobei eine innere Umfangsfläche der Bohrung (17a) als eine Führungsfläche dient, die derart verläuft, daß sie sich der Mittelachse (O) der Antriebswelle (6) von außen nach innen annähert, und daß der Querschnitt dieser Füh­ rungsfläche senkrecht zu einer Mittellinie (S) der Bohrung (17a) zumindest über einen Teil der Führungsfläche einen Kreisbogen bildet, derart, daß das sphärische Element (18a) in Linienkontakt mit der Führungsfläche steht.

2. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Führungsfläche definierende Öffnung als kreisrunde Bohrung (17a) ausgebildet ist und daß das sphärische Element (18a) derart am anderen Ende des Füh­ rungszapfens (18) montiert ist, daß es schwenkbar und gleitverschieblich in Kontakt mit der Umfangsfläche der Bohrung (17a) steht.

3. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das sphärische Element (18a) frei drehbar am anderen Ende des Führungszapfens (18) montiert und derart in die Öffnung (17a) eingesetzt ist, daß es bezüglich der Führungsfläche eine Abwälzbewegung ausführen kann.

4. Taumelscheibenkompressor mit variabler Förderleistung, insbesondere für ein gasförmiges Kältemittel, mit einer Gehäuseanordnung, in der eine Taumelscheibenkammer, eine Ansaugkammer, eine Auslaßkammer und mehrere in Fluidver­ bindung mit den genannten Kammern stehende Zylinderbohrun­ gen vorgesehen sind;
mit jeweils einem zu einer Hin- und Herbewegung antreibba­ ren Kolben in jeder der Zylinderbohrungen;
mit einer drehbar in dem Gehäuse gelagerten Antriebswelle;
mit einem in der Taumelscheibenkammer angeordneten, dreh­ fest auf der Antriebswelle montierten Rotor;
mit mindestens einem Stützarm, der von dem Rotor nach in­ nen in Richtung auf die Taumelscheibenkammer absteht;
mit einer Taumelscheibe, die mit den einzelnen Kolben über Verbindungseinrichtungen verbunden ist, mit deren Hilfe eine Taumelbewegung der Taumelscheibe in eine Hin- und Herbewegung der Kolben umsetzbar ist, und mit Gelenkeinrichtungen, über die die Taumelscheibe mit dem Rotor verbunden ist und die einen Führungszapfen umfaßt, der mit seinem einen Ende an der Taumelscheibe befestigt ist und der mit dem Stützarm des Rotors derart in Eingriff steht, daß der Neigungswinkel der Taumelscheibe in Abhängigkeit von dem Druck in der Taumelscheibenkammer veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkeinrichtungen ein sphärisches Element (18a) umfassen, welches am anderen Ende des Führungszapfens (18) befestigt ist, an dem ein Schuh (40, 41) drehbar gehaltert ist, sowie eine in dem Stützarm (17) des Rotors (16) ausgebildete Bohrung (17a), die parallel zu einer Ebene verläuft, die durch die Mittelachse (O) der Antriebswelle (6) und eine obere Tot­ punktposition der Taumelscheibe (12; 31 bis 34) definiert ist, wobei eine innere Umfangsfläche der Bohrung (17a) als eine Führungsfläche dient, die derart verläuft, daß sie sich der Mittelachse (O) der Antriebswelle (6) von außen nach innen annähert, und daß der Querschnitt dieser Füh­ rungsfläche senkrecht zu einer Mittellinie (S) der Bohrung (17a) kreisrund oder rechteckig ist, derart, daß der Schuh (40, 41) bezüglich der Führungsfläche gleitverschieblich ist.

5. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkeinrichtungen ein Paar von Gelenkeinheiten (K) umfassen, welche zu beiden Seiten des oberen Totpunkts der Taumelscheibe (14) angeordnet sind.

6. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche einen Krümmungsradius aufweist, der so gewählt ist, daß der Freiraum für die Kolben (10) in deren oberem Totpunkt unabhängig vom Neigungswinkel der Taumelscheibe (14) ein Minimum ist.