DE4412559A1 - Gasführungsmechanismus in einem Kolbenkompressor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Kolben­ kompressor, der eine Antriebswelle, einen Zylinderblock mit einer Vielzahl von um die Antriebswelle herum angeord­ neten Zylinderbohrungen und eine Vielzahl von Kolben, die in den Zylinderbohrungen gehalten sind und mit Drehung der Antriebswelle hin- und herbewegt werden, umfaßt. Genauer gesagt bezieht sieh die Erfindung auf einen Gasabzugs­ mechanismus in einem Kolbenkompressor, der für eine Klima­ anlage in einem Fahrzeug geeignet ist.

Ein Kolbenkompressor, wie er beispielsweise in der unge­ prüften japanischen Patentveröffentlichung 3-92587 be­ schrieben ist, ist mit einem Zylinderblock versehen, der eine Vielzahl von darin ausgebildeten Zylinderbohrungen aufweist, und mit Kolben, die sich in den Zylinderbohrun­ gen hin- und herbewegen und in den Bohrungen Kompressions­ kammern ausbilden. Jede Kompressionskammer ist über eine Ansaugöffnung mit einer im Kompressor ausgebildeten An­ saugkammer verbunden. Diese Ansaugöffnungen werden durch Klappenventile, die in den Kompressionskammern angeordnet sind, geöffnet und geschlossen. Kältemittelgas wird durch das entsprechende Klappenventil in die Ansaugkammer ge­ saugt. Das Klappenventil wird während des Ansaughubes des Kolbens, der sich vom oberen Totpunkt bis zum unteren Tot­ punkt bewegt, aufgedrückt. Während des Auslaßhubes, während dem sich die Kolben vom unteren Totpunkt bis zum oberen Totpunkt bewegen, sind die Ansaugöffnungen durch die Klappenventile geschlossen. Das in der Kompressions­ kammer komprimierte Kältemittelgas bewirkt ein Öffnen ei­ nes Auslaßventils in der Auslaßöffnung, wodurch das Gas durch eine Auslaßöffnung in die zugehörige Auslaßkammer abgeführt werden kann.

Die Ansaugklappenventile werden durch die Druckdifferenz zwischen den Kompressionskammern und der Ansaugkammer ge­ öffnet und geschlossen. Wenn der Druck in der Ansaugkammer höher ist als in den Kompressionskammern, wie dies während des Ansaughubes der Kolben der Fall ist, die sich vom obe­ ren Totpunkt bis zum unteren Totpunkt bewegen, werden die Ansaugklappenventile zum Öffnen der Ansaugöffnungen verbo­ gen oder verformt. Die Ventile öffnen sich nicht, bis der Druck in der Ansaugkammer um einige Einheiten höher wird als in den Kompressionskammern. Die zum elastischen Ver­ formen der Klappenventile benötigte Kraft verringert in wirksamer Weise die während des Ansaughubes erzeugte Ge­ samtansaugkraft (diese Reduktionskraft wird hiernach aus Zweckmäßigkeitsgründen als Ansaugwiderstand bezeichnet). Auf diese Weise wird in bezug auf das Öffnen der Klappen­ ventile eine zeitliche Verzögerung eingeführt.

Bei herkömmlichen Kompressoren befindet sich normaler weise ein Schmiermittelölnebel im suspendierten Zustand im Kältemittelgas und schmiert die inneren Teile des Kompres­ sors. Das Schmieröl kann zu jedem Ort geführt werden, an dem das Kältemittelgas strömt, und bleibt voraussichtlich zwischen den Klappenventilen und der Oberfläche einer Ven­ tilplatte, mit der die Klappenventile in engen Kontakt treten, haften. Das Haftungsvermögen des Schmieröles zwischen der Oberfläche der Ventilplatte und dem Klappen­ ventil bewirkt eine weitere Verzögerung des Öffnungsvor­ ganges der Klappenventile. Diese Öffnungsverzögerung der Klappenventile führt zu einer Reduktion des Durchsatzes des Kältemittelgases in die Kompressionskammern, d. h. zu einer Reduzierung des volumetrischen Wirkungsgrades des Kompressors. Ferner trägt selbst im geöffneten Zustand der Klappenventile der elastische Widerstand dieser Ventile zum Gesamtansaugwiderstand der Gasströmung in die Kompres­ sionskammern bei.

Herkömmliche Kompressoren dieser Art neigen auch dazu, daß Gas aus der Kompressionskammer in die Ansaugkammer leckt. Normalerweise leckt während eines Kompressionshubes Kälte­ mittelgas durch einen kleinen Spalt zwischen der Außen­ fläche des Kolbens und der Innenwand der zugehörigen Zylinderbohrung aus der Kompressionskammer zur Ansaugkam­ mer. Durch diese Gasleckage wird die von der Kompressions­ kammer zur Auslaßkammer abgegebene Gasmenge reduziert, so daß der volumetrische Wirkungsgrad herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolbenkom­ pressor zu schaffen, der ein Drehventil als Mechanismus zur Zuführung von Gas in die in Zylinderbohrungen ausge­ bildeten Kompressionskammern besitzt und der einen gerin­ geren Gasansaugwiderstand aufweist sowie einen ausgezeich­ neten volumetrischen Wirkungsgrad hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kolbenkom­ pressor gelöst, der ein einen Zylinderblock umfassendes Gehäuse, eine im Gehäuse ausgebildete Gasansaugkammer zur Aufnahme von nicht komprimiertem Gas und eine drehbare An­ triebswelle, die im Gehäuse montiert ist und sich in den Zylinderblock erstreckt, umfaßt. Der Zylinderblock besitzt eine Vielzahl von axialen Zylinderbohrungen, die um die Antriebswelle herum ausgebildet sind. Eine Vielzahl von Kolben ist in den Zylinderbohrungen angeordnet, wobei je­ der Kolben eine Kompressionskammer in der zugehörigen Zylinderbohrung ausbildet. Der Kompressor umfaßt des wei­ teren einen Kolbenantriebsmechanismus, der bewirkt, daß sich die Kolben in Zusammenwirkung mit der Antriebswelle hin- und herbewegen. Eine Auslaßkammer ist im Gehäuse aus­ gebildet, um das in den Kompressionskammern enthaltene komprimierte Gas aus dem Kompressor herauszuführen. Eine Ventilaufnahmekammer ist um die Antriebswelle im Zylinder­ block herum ausgebildet und besitzt eine Innenwand, die die Antriebswelle umgibt. Ein Drehventil ist in die Ven­ tilaufnahmekammer eingepaßt und weist eine Außenfläche auf, die unter Druck die Innenwand der Ventilaufnahmekam­ mer kontaktiert. Das Drehventil ist an der Antriebswelle gelagert und dreht sich synchron zur Drehung der Antriebs­ welle. Das Drehventil besitzt einen darin ausgebildeten Ansaugkanal, damit in der Gasansaugkammer enthaltene Gase während des Gasansaughubes der Kammer zur Kompressionskam­ mer geführt werden können.

Eine Vielzahl von Verbindungskanälen ist im Zylinderblock ausgebildet, um eine Gasverbindung zwischen den Kompres­ sionskammern und dem Ventilansaugkanal vorzusehen. Ein Bypasskanal ist im Drehventil ausgebildet und ermöglicht eine Gasverbindung zwischen einer der Kompressionskammern, die einen Kompressionshub beenden, und einer der Kompres­ sionskammern, die einen Kompressionshub beginnen. Der Korn­ pressor umfaßt des weiteren eine zwischen einer Außen­ fläche eines jeden Kolbens und einer Innenwandfläche der zugehörigen Zylinderbohrung vorgesehene Vorrichtung zum Auffangen des in Axialrichtung entlang der Außenfläche des Kolbens leckenden Gases. Die Vorrichtung führt das aufge­ fangene Gas zu einem der Verbindungskanäle.

Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteran­ sprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Kompressors;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil des inneren Mechanismus des Kompressors;

Fig. 3 einen Querschnitt entlang Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 4 einen Querschnitt entlang Linie B-B in Fig. 1;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang Linie C-C in Fig. 1;

Fig. 6 einen Querschnitt entlang Linie D-D in Fig. 1;

Fig. 7 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Drehwinkel des Drehventils und dem Innendruck der Kompressionskam­ mern wiedergibt;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Drehventiles des Kompressors;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines wei­ teren Ausführungsbeispiels des Drehven­ tils;

Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Kompressors;

Fig. 11 einen Querschnitt entlang Linie E-E in Fig. 10; und

Fig. 12 eine Modifikation der ersten Aus­ führungsform als eine Fig. 2 ent­ sprechende Ansicht.

Ein mit Doppelkopfkolben versehener Taumelscheibenkompres­ sor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit der Zeichnung er­ läutert.

Ein vorderer und ein hinterer Zylinderblock 1 und 2 sind miteinander verbunden und besitzen jeweils Ventilaufnahme­ kammern 43 und 44, die durch die mittleren Abschnitte die­ ser Zylinderblöcke 1 und 2 ausgebildet sind, wie in Fig. 1 gezeigt. Ventilplatten 3 und 4 sind an den Enden der Zylinderblöcke 1 und 2 befestigt. Die Ventilplatten 3 und 4 besitzen Aufnahmebohrungen 3a und 4a und Ringflanschab­ schnitte 3b und 4b, die in der Nachbarschaft der Aufnahme­ bohrungen 3a und 4a vorstehen. Die Flanschabschnitte 3b und 4b sind jeweils in den Ventilaufnahmekammern 43 und 44 angeordnet, um die Ventilplatten 3 und 4 relativ zu den Zylinderblöcken 1 und 2 zu positionieren.

Stifte 5 und 6 sind an den Ventilplatten 3 und 4 und den Zylinderblöcken 1 und 2 befestigt, um die Ventilplatten 3 und 4 zu positionieren und Drehungen der Ventilplatten 3 und 4 relativ zu den Zylinderblöcken 1 und 2 zu verhin­ dern. Eine Antriebswelle 7 ist drehbar in den Aufnahme­ bohrungen 3a und 4a über Kegelrollenlager 8 und 9 gela­ gert. Die Kegelrollenlager 8 und 9 nehmen die Axial- und Radialkräfte von der Antriebswelle 7 auf. Die Rollenlager 8 und 9 besitzen jeweils Außenringe 8a, 9b und Innenringe 8b, 9b sowie Rollen 8c, 9c.

Dichtungsringe 45 und 46 sind zwischen den Ventilplatten 3, 4 und der Antriebswelle 7 vorgesehen. Eine Schräg­ scheibe 10 ist über der Antriebswelle 7 befestigt. Gasein­ laßöffnungen 12 sind im Zylinderblock 1 ausgebildet, um eine in den Zylinderblöcken 1 und 2 ausgebildete Taumel­ scheibenkammer 11 mit einem Kältemittelgaseinlaßkanal (nicht gezeigt) in einem Luftkonditionierungssystem eines Fahrzeuges zu verbinden.

Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, ist eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 131, 132, 133, 134, 135 und 141, 142, 143, 144, 145 (zehn Zylinderbohrungen bei dieser Aus­ führungsform) gleichwinklig in den Zylinderblöcken 1 und 2 um die Antriebswelle 7 herum ausgebildet. Die einzelnen Zylinderbohrungen 131, 132, 133, 134 und 135 des vorderen Blocks 1 entsprechen den Zylinderbohrungen 141, 142, 143, 144 und 145 des hinteren Blocks 2. Doppelkopfkolben 151, 152, 153, 154 und 155 sind in jedem Paar Zylinderbohrungen (fünf Paare bei dieser Ausführungsform) derart angeordnet, daß sich die Kolben 151, 152, 153, 154 und 155 in den Zylinderbohrungen hin- und herbewegen können. Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt jeder Kolben einen Kolbenkopf an beiden Enden des Kolbens und stellt daher im wesentlichen einen Doppelkopfkolben dar. Der Umfangsabschnitt der Taumel­ scheibe 10 ist zwischen beiden Kolbenköpfen angeordnet, wobei halbkugelförmige Schuhe 16 und 17 zwischen den Kol­ benköpfen und der Taumelscheibe 10 vorgesehen sind. Durch die Drehung der Taumelscheibe 10 zusammen mit der An­ triebswelle 7 werden sämtliche Doppelkopfkolben 151, 152, 153, 154 und 155 in den entsprechenden Zylinderbohrungen 131 bis 135 und 141 bis 145 hin- und herbewegt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt jeder Doppelkopfkolben 151 bis 155 Ringnuten 15a und 15b zum Auffangen von Gas, die an seiner Außenfläche ausgebildet sind. Ein vorderes Ge­ häuse 18 ist am vorderen Ende des vorderen Zylinderblocks 1 befestigt, während ein hinteres Gehäuse 19 am hinteren Ende des hinteren Zylinderblocks 2 befestigt ist. Wie in den Fig. 1, 5 und 6 gezeigt, ist eine Vielzahl von Hal­ tevorsprüngen 18a und 19a an den Innenwänden beider Ge­ häuse 18a und 19 vorgesehen. Eine ringförmige Feder 20 ist zwischen den vorderen Haltevorsprüngen 18a und dem Außen­ ring 8a des Rollenlagers 8 angeordnet. Der hintere Halte­ vorsprung 19a stört an den Außenring 9a des Rollenlagers 9. Die Innenringe 8b und 9b, die die Rollen 8c und 9c in Zusammenwirkung mit den Außenringen 8a und 9a halten, stoßen an die Ecken von Stufenabschnitten 7a und 7b der Antriebswelle 7.

Der vordere Zylinderblock 1, die vordere Ventilplatte 3 und das vordere Gehäuse 18 sind über fünf Bolzen 21 anein­ ander befestigt. Der vordere und hintere Zylinderblock 1 und 2, die hintere Ventilplatte 4 und das hintere Gehäuse 19 sind ebenfalls über fünf Bolzen 22 aneinander be­ festigt. Durch die Befestigung der Bolzen 21 wird die ringförmige Feder 20 elastisch verformt. Die verformte Fe­ der 20 übt über das Rollenlager 8 in Axialrichtung eine Vorbelastung auf die Antriebswelle 7 aus.

Eine vordere und hintere Auslaßkammer 23 und 24 werden durch das vordere Gehäuse 18 und die vordere Ventilplatte 3 und durch das hintere Gehäuse 19 und die hintere Ventil­ platte 4 begrenzt. Kompressionskammern Pa1, Pa2, Pa3, Pa4, Pa5 und Pb1, Pb2, Pb3, Pb4, Pb5 werden in den entsprechen­ den Paaren von Zylinderbohrungen 131 bis 135 und 141 bis 145 durch die zugehörigen Doppelkopfkolben gebildet, deren hin- und hergehende Bewegung Saug- und Kompressionsdrücke innerhalb der Kammern Pa1 bis Pa5 und Pb1 bis Pb5 erzeugt. Diese Kammern stehen mit den Auslaßkammern 23 und 24 über Auslaßöffnungen 3c und 4c in Verbindung, die in den ent­ sprechenden Ventilplatten 3 und 4 ausgebildet sind.

Klappenförmige Auslaßventile 25 und 26 und Halter 27 und 28 sind an den entsprechenden Ventilplatten 3 und 4 über Bolzen 29 und 30 befestigt. Die Auslaßventile 25 und 26 steuern das Öffnen und Schließen der zugehörigen Auslaß­ öffnungen 3c und 4c. Die Halter 27 und 28 beschränken die Öffnungswinkel der zugehörigen Auslaßventile 25 und 26, um eine Beschädigung der Ventile 25 und 26 zu verhindern.

Das Vorderende der Antriebswelle 7 steht vom vorderen Ge­ häuse 18 vor und ist mit der Antriebsquelle (nicht ge­ zeigt), beispielsweise dem Motor eines Kraftfahrzeuges, gekoppelt. Das hintere Ende der Antriebswelle 7 steht in die hintere Auslaßkammer 24 vor. Die Antriebswelle 7 be­ sitzt einen Auslaßkanal 39, der entlang ihrer axialen Mitte ausgebildet ist. Dieser Auslaßkanal 39 ist zur hin­ teren Auslaßkammer 24 hin offen und steht mit der vorderen Auslaßkammer 23 über eine in der Antriebswelle 7 innerhalb der Auslaßkammer 23 ausgebildete Auslaßöffnung 40 in Ver­ bindung. Die vordere Auslaßkammer 23 steht über eine im vorderen Gehäuse 18 ausgebildete Auslaßlöffnung 31 mit ei­ nem Kältemittelgasauslaßkanal (nicht gezeigt) im vorste­ hend erwähnten Luftkonditionierungssystem in Verbindung. Somit steht die hintere Auslaßkammer 24 auch über den Aus­ laßkanal 39, die Auslaßöffnung 40, die vordere Auslaßkam­ mer 23 und die Auslaßöffnung 31 mit dem Kältemittelgasaus­ laßkanal in Verbindung.

Eine Lippendichtung 32 ist am Mittelabschnitt des vorderen Gehäuses 18 um die Antriebswelle 7 herum vorgesehen, um ein Lecken des Kältemittelgases aus der Auslaßkammer 23 entlang der Oberfläche der Antriebswelle 7 zur Außenseite des Kompressors hin zu verhindern. Dichtungsringe 45 und 46 sind um die Antriebswelle 7 herum benachbart zu den entsprechenden Ringflanschabschnitten 3b und 4b vorge­ sehen, um zu verhindern, daß das komprimierte Kältemittel­ gas aus den Auslaßkammern 23 und 24 in die Plattenkammer 11 leckt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, sind Drehventile 33 und 34 an zwei ringförmigen erhabenen Abschnitten 7a und 7b der Antriebs­ welle 7 montiert. Dichtungsringe 35 und 36 sind zwischen den Drehventilen 33 und 34 und der Antriebswelle 7 derart vorgesehen, daß sich die Drehventile 33 und 34 in Axial­ richtung (der Richtung entlang der Antriebswelle 7) bewe­ gen können. Die Drehventile 33 und 34 sind in den Ven­ tilaufnahmekammern 43 und 44 gehalten und können sich zu­ sammen mit der Antriebswelle 7 in Richtung des Pfeiles Q in den Fig. 3 und 4 drehen. Wie in Fig. 8 gezeigt, be­ sitzt jedes Drehventil 33 und 34 ein Loch 48, durch das die Antriebswelle 7 gepaßt ist, sowie eine Ausnehmung 49, die dem Loch 48 gegenüberliegt. Wie in Fig. 2 gezeigt, hat die Antriebswelle 7 Vorsprünge 7c, die den Ausnehmun­ gen 49 der Drehventile entsprechen, so daß sich die Dreh­ ventile 33, 34 durch die Vorsprünge 7c und Ausnehmungen 49 zusammen mit der Antriebswelle 7 drehen und entlang der Antriebswelle 7 gleiten können.

Jede Ventilaufnahmekammer 43 und 44 hat eine abgeschrägte Innenwand, deren Innendurchmesser in Richtung zur Taumel­ scheibe 10 ansteigt. Die Drehventile 33 und 34 besitzen konische Außenflächen 33a und 34a (Kegelstumpfform) in Zu­ sammenwirkung mit den entsprechenden Ventilaufnahmekammern 43 und 44. Daher stehen beide konischen Außenflächen 33a und 34a in festem Kontakt mit den konischen Innenwänden der zugehörigen Ventilaufnahmekammern 43 und 44. Wie in Fig. 2 gezeigt, liegen sich die Endabschnitte 33c und 34c mit großem Durchmesser der Drehventile 33 und 34 gegen­ über, wobei sich die Plattenkammer 11 dazwischen befindet. Ein Endabschnitt 33b mit kleinem Durchmesser des Drehven­ tils 33 ist zur vorderen Auslaßkammer 23 hin gerichtet, während ein Endabschnitt 34b mit kleinem Durchmesser des Drehventils 34 zur hinteren Auslaßkammer 24 hin gerichtet ist.

Zwischen dem zentralen runden vorspringenden Abschnitt der Taumelscheibe 10 und den Drehventilen 33 und 34 sind Fe­ dern 41 und 42 angeordnet. Diese Federn 41 und 42 drücken die zugehörigen Drehventile 33 und 34 in Richtung auf die′ zugehörigen Rollenlager 8 und 9, um die konischen Außen­ flächen 33a und 34a gegen die konischen Innenwände der Ventilaufnahmekammern 43 und 44 zu pressen.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, sind die Drehventile 33 und 34 im Inneren mit Ansaugkanälen 37 und 38 versehen.

Der Ansaugkanal 37 (38) besitzt einen Einlaß 37a (38a), der zum Endabschnitt 33c (34c) mit großem Durchmesser hin offen ist, und einen Auslaß 37b (38b), der zur Außenfläche 33a (34a) hin offen ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt, sind fünf Ansaugöffnungen 101, 102, 103, 104 und 105, die fünf Zylinderbohrungen 131 bis 135 entsprechen, gleichwinklig (72°) im vorderen Zylinder­ block 1 ausgebildet. Jede Ansaugöffnung besitzt ein in­ neres Ende, das zur konischen Innenwand der Ventilauf­ nahmekammer 43 hin offen ist, und ein äußeres Ende, das zur Innenwand der zugehörigen Zylinderbohrung hin offen ist. Des weiteren ist das innere Ende einer jeden Ansaug­ öffnung 101 bis 105 innerhalb des Zirkulationsbereiches des Auslasses 37b des Ansaugkanales 37 angeordnet, wenn sich das Drehventil 33 dreht. Daher können die einzelnen Kompressionskammern in den vorderen Zylinderbohrungen 131 bis 135 über die zugehörigen Ansaugöffnungen 101 bis 105 und den Ansaugkanal 37 des Drehventils 33 mit der Platten­ kammer 11 in Verbindung treten.

Wie in Fig. 4 gezeigt, besitzt der hintere Zylinderblock 3 wie der vordere Zylinderblock 1 fünf Ansaugöffnungen 201 bis 205, die gleichwinklig (72°) in Verbindung mit fünf Zylinderbohrungen 141 bis 145 angeordnet sind. Das innere Ende einer jeden Ansaugöffnung ist innerhalb des Zirkula­ tionsbereiches des Auslasses 38b des Ansaugkanales 38 an­ geordnet, wenn sich das Drehventil 34 dreht. Daher können die einzelnen Kompressionskammern in den hinteren Zylin­ derbohrungen 141-145 mit der Plattenkammer 11 über die zu­ gehörigen Ansaugöffnungen 201 bis 205 und den Ansaugkanal 38 des Drehventils 34 in Verbindung treten.

Wie in Fig. 8 gezeigt, sind Kanäle 33d und 34d als By­ passkanäle in der Form von Nuten in den konischen Außen­ flächen 33a und 34a der Drehventile 33 und 34 ausgebildet. Die Bypasskanäle 33d und 34d sind gegenüber den Auslässen 37b und 38b der Ansaugkanäle 37 und 38 in bezug auf die Drehachsen der Drehventile 33 und 34 angeordnet. Der Bypasskanal 33d des vorderen Drehventils 33 besitzt zwei Verbindungsnuten 331 und 332, die sich entlang der Drehachse erstrecken, sowie eine Zirkulationsnut 333 zur Verbindung von beiden Nuten 331 und 332. Die beiden Ver­ bindungsnuten 331 und 332 können mit den Öffnungen der An­ saugöffnungen 101 bis 105 verbunden werden. Die Zirkula­ tionsnut 333 erstreckt sich entlang der Drehrichtung des Drehventils 33 in einem Bogen, der so angeordnet ist, daß der Bereich vermieden wird, in dem die Außenfläche 33a des Drehventils 33 die Öffnung einer jeden Ansaugöffnung 101 bis 105 kontaktiert. Der Winkel (2R) zwischen den beiden Verbindungsnuten 331 und 332 relativ zur Drehachse des Drehventils 33 ist doppelt so groß wie der Winkel (R) zwischen den benachbarten Ansaugöffnungen (d. h. 101 und 102), d. h. der Winkel beträgt 144°.

Wie der Byppasskanal 33d des vorderen Drehventils 33 hat auch der Bypasskanal 34d des hinteren Drehventils 34 zwei axiale Verbindungsnuten 341 und 342 und eine Zirkulations­ nut 343 zur Verbindung von beiden Nuten 341 und 342, wie in Fig. 4 gezeigt. Der Winkel zwischen den beiden Verbin­ dungsnuten 341 und 342 relativ zur Drehachse des Drehven­ tils 34 beträgt 144°.

Wenn sich der linke Kopf eines Doppelkopfkolbens (151) in Fig. 2 in der Nähe des oberen Totpunktes relativ zur zu­ gehörigen Kompressionskammer Pa1 befindet, steht die Ring­ nut 15a des Kolbens mit dem zugehörigen Ansaugkanal 101 in Verbindung. Wenn sich einer der Doppelkopfkolben 151 bis 155 in der Nähe des oberen Totpunktes in bezug auf die zu­ gehörige Kompressionskammer Pb1 bis Pb5 befindet, steht die Ringnut 15b mit den zugehörigen Ansaugkanälen 201 bis 205 in Verbindung.

Die Fig. 1, 3 und 4 zeigen einen Fall, bei dem sich der Doppelkopfkolben 151 relativ zur zugehörigen vorderen Zylinderbohrung 131 am oberen Totpunkt und relativ zur zugehörigen hinteren Zylinderbohrung 141 am unteren Totpunkt befindet. Während des Ansaughubes, wenn sich der Kolben 151 in bezug auf die vordere Bohrung 131 vom oberen Totpunkt in Richtung auf den unteren Totpunkt bewegt, tritt der Ansaugkanal 37 mit der Kompressionskammer Pa1 in der Zylinderbohrung 131 in Verbindung, so daß das Kälte­ mittelgas in der Taumelscheibenkammer 11 über den Ansaug­ kanal 37 in die Kompressionskammer Pa1 geführt werden kann.

Beim Ausstoßhub, wenn sich der Kolben 151 in bezug auf die hintere Zylinderbohrung 141 vom unteren Totpunkt in Rich­ tung auf den oberen Totpunkt bewegt, wird die Verbindung des Ansaugkanales 38 mit der Kompressionskammer Pb1 in der hinteren Zylinderbohrung 141 blockiert. Daher wird das komprimierte Kältemittelgas in der Kompressionskammer Pb1 von der Auslaßöffnung 4c in die hintere Auslaßkammer 24 abgegeben, während das Auslaßventil 26 zurückgedrückt wird. Diese Ansaug- und Ausstoßprozesse des Kältemittel­ gases werden in entsprechender Weise für die anderen Kom­ pressionskammern Pa2 bis Pa5 und Pb2 bis Pb5 der anderen Zylinderbohrungen 132 bis 135 und 142 bis 145 durchge­ führt.

Üblicherweise kann bei einem herkömmlich ausgebildeten Kompressor, der mit einem Klappenansaugventil in der Nach­ barschaft der Ansaugöffnung der Kompressionskammer ver­ sehen ist, am Ventil haftendes Schmieröl bewirken, daß das Ansaugventil an der Plattenfläche, mit der das Ventil in Kontakt tritt, haften bleibt. Bei einer zu starken Haftung kann die Öffnung des Ansaugventils in unerwünschter Weise verzögert werden. Diese Verzögerung und der große Ansaug­ widerstand durch die Elastizität des Ansaugventils bewir­ ken eine Reduktion des volumetrischen Wirkungsgrades des Kompressors.

Durch die Verwendung der Drehventile 33 und 34 bei der vorliegenden Erfindung, die sich zusammen mit der An­ triebswelle 7 drehen, werden jedoch die Schwierigkeiten in bezug auf ein Anhaften des Schmieröles zwischen den An­ saugventilen und den Plattenflächen sowie die Nachteile infolge des Ansaugwiderstandes, der durch den elastischen Widerstand der Ansaugventile verursacht wird, vermieden. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß dann, wenn der Druck in jeder Kompressionskammer Pa1 bis Pa5 oder Pb1 bis Pb5 geringfügig kleiner wird als der Ansaugdruck in der Plattenkammer 11, das Kältemittelgas spontan in die Kompressionskammer strömt. Durch Verwendung der Drehven­ tile 33 und 34 anstelle der Klappenansaugventile wird da­ her durch die vorliegende Erfindung der volumetrische Wir­ kungsgrad im Vergleich zu einem herkömmlichen Kompressor, bei dem Klappenansaugventile Verwendung finden, wesentlich verbessert.

Wenn der Druck in der Kompressionskammer geringer wird als der Druck in der Taumelscheibenkammer 11, strömt das Käl­ temittelgas in der Taumelscheibenkammer 11 in die zugehö­ rigen Kompressionskammern Pa1 bis Pa5 und Pb1 bis Pb5.

Wenn der Widerstand im Kältemittelgaskanal von der Taumel­ scheibenkammer 11 zu jeder Kompressionskammer Pa1 bis Pa5 und Pb1 bis Pb5 hoch ist, d. h. wenn der Ansaugwiderstand hoch ist, wird der Druckverlust größer, so daß der volu­ metrische Wirkungsgrad verringert wird. Durch die Verwen­ dung der Drehventile 33 und 34 wird der Weg des Kältemit­ telgases von der Taumelscheibenkammer 11 zu jeder Kompres­ sionskammer Pa1 bis Pa5 und Pb1 bis Pb5 verkürzt. Hier­ durch wird der Ansaugwiderstand verringert und der volume­ trische Wirkungsgrad des Kompressors gegenüber dem eines herkömmlichen Kolbenkompressors weiter verbessert.

Die Taumelscheibenkammer 11 bildet einen Teil des Ansaug­ druckbereiches, während die Auslaßkammern 23 und 24 einen Teil des Auslaßdruckbereiches bilden. Die Dichtungsringe 45 und 46 verhindern, daß das unter hohem Druck stehende Kältemittelgas in den Auslaßkammern 23 und 24 zu den Ven­ tilaufnahmekammern 43 und 44 hin leckt.

Wenn sich die Kompressionskammern Pa1 bis Pa5 und Pb1 bis Pb5 im Ausstoßhub befinden, ist die Verbindung der zugehö­ rigen Ansaugöffnungen 101 bis 105 und 201 bis 205 mit den entsprechenden Ansaugkanälen 37 und 38 blockiert. Wie die Drücke in den Kompressionskammern Pa1 bis Pa5 und Pb1 bis Pb5 steigen daher die Drücke in den Ansaugöffnungen 101 bis 105 und 201 bis 205 an. Wenn die Abdichtung zwischen den Innenwänden der Ventilaufnahmekammern 43 und 44 und den konischen Außenflächen 33a und 34a der Drehventile 33 und 34 nicht so dicht ist, kann das komprimierte Kältemit­ telgas in jeder Kompressionskammer zur Taumelscheibenkam­ mer 11 hin lecken. Erfindungsgemäß wird jedoch die Abdich­ tung zwischen den Ventilaufnahmekammern 43 und 44 und den zugehörigen Drehventilen 33 und 34 durch die Wirkung der Federn 41 und 42 wesentlich verbessert, so daß das Kälte­ mittelgas nicht durch die kleinen Spalte zwischen den Kam­ mern 43 und 44 und den Drehventilen 33 und 34 leckt. Dies trägt zur Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrades des Kompressors bei.

Die Funktionsweise des Kompressors dieser Ausführungsform wird nachfolgend erläutert. Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Dop­ pelkopfkolben 151 in bezug auf die linke Zylinderbohrung 131 im oberen Totpunkt. Der Ansaugkanal 37 ist nahezu in einer Stellung, daß er mit der Kompressionskammer Pa1 der Zylinderbohrung 131 in Verbindung steht. Dies ist dann der Fall, wenn der Kompressionshub in der Kompressionskammer Pa1 nahezu beendet ist. Wenn der Kolben 151 seinen Kom­ pressionshub nahezu beendet hat, nähert sich der Druck in der Kompressionskammer Pa1 einem Maximaldruck Pd. Zu die­ sem Zeitpunkt neigt das komprimierte Kältemittelgas dazu, aus der Kompressionskammer Pa1 durch den Spalt zwischen der Außenfläche des Kolbens und der Innenwand der Zylin­ derbohrung zu lecken. Erfindungsgemäß wird jedoch das ge­ samte leckende Gas durch die Ringnut 15a aufgefangen, die auf der Fläche des Kolbenkopfes ausgebildet ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Gasauffangringnut 15a kurz vor dem Ende des Kompressionshubes mit der Ansaugöffnung 101 der Kompressionskammer Pa1 verbunden. Wie in Fig. 3 gezeigt, steht die erste Verbindungsnut 331 des Drehven­ tils 33 mit der Ansaugöffnung 101 in Verbindung, wenn die zweite Verbindungsnut 332 mit der Ansaugöffnung 103 in Verbindung steht. Daher steht die Auffangnut 15a über die Ansaugöffnung 101, den Bypasskanal 33d und die Ansaugöff­ nung 103 mit der Kompressionskammer Pa3 in Verbindung.

Wenn die Kompressionskammer Pa3 für eine Kompression be­ reit ist, liegt der Druck in der Kompressionskammer Pa3 sehr nahe am Druck Ps in der Kompressionskammer, die einem Ansaughub ausgesetzt ist. Daher ist der Druck in der Ring­ nut 15a, die das aus der Kompressionskammer Pa1, die unter dem maximalen Druck Pd steht, leckende Kältemittelgas auf­ fängt, höher als der Druck in der Kompressionskammer Pa3. Hierdurch strömt das Kältemittelgas in der Auffangnut 15a entlang dem Bypasskanal 33d in die Kompressionskammer Pa3. Die Ansaugöffnung 103 der Kompressionskammer Pa3, die dem Kompressionshub ausgesetzt ist, wird gegenüber dem Ansaug­ kanal 37 des Drehventiles 33 blockiert. Daher leckt das entlang dem Bypasskanal 33d zur Kompressionskammer Pa3 von der Auffangnut 15a geführte Kältemittelgas nicht zur Tau­ melscheibenkammer 11 hin.

Wenn das unter hohem Druck stehende Kältemittelgas von der Kompressionskammer Pa1 durch den Spalt zwischen der Außen­ fläche des Doppelkopfkolbens 151 und der Innenwand der Zylinderbohrung 131 zur Taumelscheibenkammer 11 hin lecken würde, würde der volumetrische Wirkungsgrad des Kompres­ sors abnehmen. Ein solches Lecken von Kältemittelgas von der Kompressionskammer zur Taumelscheibenkammer hin ist bei einem herkömmlichen Kolbenkompressor unvermeidbar. Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Ausführungsform das unter hohem Druck stehende Kältemittelgas, das aus der Kompressionskammer Pa1 durch den Spalt zwischen dem Kolben 151 und der Zylinderbohrung 131 geleckt hat, zur Kompres­ sionskammer Pa3 geführt, ohne in die Taumelscheibenkammer 11 zu strömen. Die Menge des in die Kompressionskammer Pa3 strömenden Kältemittelgases wird somit zu der Summe aus der Gasmenge, die über den Ansaugkanal 37 von der Taumel­ scheibenkammer 11 zugeführt wurde, und der Gasmenge, die über den Bypasskanal 33d von der Auffangnut 15a strömt.

Diese Ausführungsform verbessert daher den volumetrischen Wirkungsgrad im Vergleich zu dem herkömmlichen Kolbenkom­ pressor.

Die Kurven C1 und C3 in Fig. 7 zeigen die Druckänderungen in den Kompressionskammern Pa1 und Pa3. Bei den Drehwin­ keln von 0°, 360° und 720° befindet sich der Doppelkopf­ kolben 151 in bezug auf die Kompressionskammer Pa1 am obe­ ren Totpunkt. Die Kurven D2 und D3 in Fig. 7 zeigen die Druckänderungen bei einem herkömmlichen Kolbenkompressor, der weder die Auffangnut 15a noch den Bypasskanal 33d auf­ weist. Die Kurven C1 und C3 sind infolge des erhöhten Drucks des Kältemittelgases in der Kompressionskammer Pa1 über den Kurven D1 und D3 angeordnet. Dieses Gas strömt bei dieser Ausführungsform von der Auffangnut 15a über den Bypasskanal 33d in die Kompressionskammer.

Der Vorgang zur Bewegung des aus der Kompressionskammer leckenden Kältemittelgases zu einer anderen Kompressions­ kammer, die gerade mit dem Kompressionshub beginnt, kurz vor dem Ende eines Kompressionshubes wird in entsprechen­ der Weise zwischen den Kompressionskammern Pa2 und Pa4, den Kompressionskammern Pa3 und Pa5, den Kompressionskam­ mern Pa4 und Pa1 und den Kompressionskammern Pa5 und Pa2 durchgeführt. Ein entsprechender Gasbewegungsvorgang fin­ det für die Kompressionskammern Pb1 bis Pb5 über die Auf­ fangnut 15b und den Bypasskanal 34d statt.

Die Auffangnuten 15a und 15b im Kolben sowie die Bypasskanäle 33d und 34d im Drehventil dienen ferner als Nuten und Kanäle für den Schmierölnebel, der im Kältemit­ telgas suspendiert ist.

Wie beispielsweise in Fig. 9 gezeigt, kann ein Drehventil 47 eine säulenförmige Gestalt besitzen, so daß eine Außen­ fläche parallel zur Achse des Ventils 47 verläuft. In die­ sem Fall ist es wünschenswert, daß in der Außenfläche des Ventils ein ausgenommener Bypasskanal 47a ausgebildet ist, um die Ansaugöffnung 102 zu umgeben, die der Kompressions­ kammer während des Kompressionshubes zugeordnet ist. Der Bypasskanal 47a kann das Kältemittelgas, das aus der An­ saugöffnung 102 der Kompressionskammer während des Kom­ pressionshubes leckt, auffangen.

Ein Kompressor mit veränderlicher Verdrängung, der eine sich hin- und herbewegende Taumelscheibe besitzt, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit den Fig. 10 und 11 be­ schrieben.

Wie in Fig. 10 gezeigt, ist eine Antriebswelle 54 über kegelförmige Rollenlager 66A und 66B drehbar in einem Zylinderblock 51 und einem vorderen Gehäuse 52 gelagert. Eine Antriebsplatte 55, die an der Antriebswelle 54 be­ festigt ist, besitzt einen Arm 55a, der ein Langloch 55b aufweist. Ein Drehlager 56 ist über den Eingriff des Lang­ loches 55b mit einem Stift 57 mit der Antriebsplatte 55 gekoppelt. Das Drehlager 56 ist an zwei Stiften 58a (nur einer ist gezeigt), die von den entsprechenden Seiten ei­ ner Führungsbuchse 58 vorstehen, die entlang der Antriebs­ welle 54 gleiten kann, schwenkbar gelagert. Eine hin- und herbewegliche Taumelscheibe 59 ist derart am Drehlager 56 vorgesehen, daß sie in bezug auf das Drehlager 56 drehbar ist.

Der Zylinderblock 51 besitzt eine Vielzahl von Zylinder­ bohrungen 51a (sechs Bohrungen bei dieser Ausführungs­ form). Einzelne Kolben 601 bis 606 in den entsprechenden Zylinderbohrungen 51a sind über zugehörige Kolbenstangen 60a mit der Taumelscheibe 59 gekoppelt. Die Drehbewegungen der Antriebswelle 54, der Antriebsplatte 55 und des Drehlagers 56 werden in eine hin- und hergehende Wellenbe­ wegung der Taumelscheibe 59 umgewandelt. Diese hin- und hergehende Wellenbewegung bewirkt eine axiale Hin- und Herbewegung der Kolben 601 bis 606. Jeder Kolben weist eine ringförmige Auffangnut 60b auf, die in seiner Außen­ fläche in der Nachbarschaft des Kolbenkopfes ausgebildet ist, wie dies bei der ersten Ausführungsform der Fall ist.

Zwischen dem Zylinderblock 51 und einem hinteren Gehäuse 53 werden eine Ventilplatte 61, eine Ventilformplatte 62 und eine Halteformplatte 63 gehalten. Eine ringförmige Auslaß­ kammer 53a, die im hinteren Gehäuse 53 ausgebildet ist, ist mit Kompressionskammern P1, P2, P3, P4, P5 und P6 ver­ bunden, die in den entsprechenden Zylinderbohrungen ausge­ bildet sind, und zwar über Auslaßöffnungen 61a der Ventil­ platte 61. Einige Teile der Ventilformplatte 62 bilden eine Vielzahl von Auslaßventilen 62a, die den Auslaßöff­ nungen 61a entsprechen. Diese Auslaßventile 62a können zum Inneren der Auslaßkammer 53a hin verbogen werden, um das Öffnen/Schließen der zugehörigen Auslaßöffnungen 61 zu steuern. An der Platte 63 ausgebildete Halter 63a be­ schränken den Biegevorgang der zugehörigen Auslaßventile 62a.

Der Zylinderblock 51 und das hintere Gehäuse 53 besitzen jeweils Ausnehmungen 51b und 53b, die in ihren zentralen Abschnitten ausgebildet sind. Beide Ausnehmungen 51b und 53b bilden eine kegelförmige Aufnahmekammer, die in bezug auf die Antriebswelle 54 konzentrisch ist. Ein Drehventil 64 ist drehbar in der Aufnahmekammer (51b, 53b) angeord­ net. Das Drehventil 64 besitzt eine; konische Außenfläche 64a, die in bezug auf die Form der Aufnahmekammer (51b, 53b) angepaßt ist.

Ein Ende der Antriebswelle 54 ist in der Ausnehmung 51b angeordnet. Das Drehventil 64 besitzt einen Abschnitt 64c mit großem Durchmesser, an dem eine Kupplung 65 befestigt ist. Das Ende der Antriebswelle 54 ist derart mit der Kupplung 65 verbunden, daß die Kupplung 65 zusammen mit der Kupplung 65 drehbar und gleitfähig ist. Das Drehventil 64 in der Aufnahmekammer (51b, 53b) dreht sich zusammen mit der Antriebswelle 54 in Richtung des Pfeiles R in Fig. 11.

Ein Ansaugkanal 67 ist im Drehventil 64 ausgebildet und besitzt eine Einlaßöffnung 67a, die zu einem Abschnitt 64b mit kleinem Durchmesser des Drehventils 64 offen ist, und eine Auslaßöffnung 67b, die zur konischen Außenfläche 64a hin offen ist. Ein Einlaß 43c ist im zentralen Abschnitt des hinteren Gehäuses 53 ausgebildet und steht mit der Ausnehmung 53b und der Einlaßöffnung 67a des Ansaugkanales 67 in Verbindung.

Der Zylinderblock 51 besitzt sechs Ansaugöffnungen 511, 512, 513, 514, 515 und 516, die zur Innenwand der Aus­ nehmung 51b hin offen sind. Die Ansaugöffnungen 511 bis 516 sind in gleichen Winkelintervallen in Zuordnung zu den sechs Kompressionskammern P1 bis P6 angeordnet und befin­ den sich in einem Zirkulationsbereich der Auslaßöffnung 67b des Ansaugkanales 67.

Die Fig. 10 und 11 zeigen den Kolben 601 am oberen Tot­ punkt und den Kolben 604 am unteren Totpunkt, wobei der Kolben 604 symmetrisch zum Kolben 601 angeordnet ist und sich die Antriebswelle 54 dazwischen befindet. Das in eine der Kompressionskammern P1 bis P6 eingeführte Kältemittel­ gas wird durch den Kompressionsvorgang des zugehörigen Kolbens, der sich vom unteren Totpunkt in Richtung auf den oberen Totpunkt bewegt, komprimiert. Wenn der Druck des komprimierten Kältemittelgases ein vorgegebenes Niveau er­ reicht, wird das komprimierte Kältemittelgas über die Aus­ laßöffnung 61a in die Auslaßkammer 53a abgegeben. Es ist bekannt, daß sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 59 in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen dem Druck in ei­ ner Kurbelkammer 52a und dem Ansaugdruck in jeder Kompres­ sionskammer verändert. Hierdurch wird auf wirksame Weise der Hub eines jeden Kolbens gesteuert.

Der Druck in der Kurbelkammer 52a wird gesteuert, indem das Kältemittelgas im Auslaßdruckbereich (d. h. der Auslaß­ kammer 53a) zur Kurbelkammer 52a geführt und das in der Kurbelkammer 52a befindliche Kältemittelgas zur Einlaß­ öffnung 53c, die mit dem Ansaugdruckbereich verbunden ist, abgegeben wird, und zwar mit Hilfe eines Steuermechanismus (nicht gezeigt). Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck in der Kurbelkammer 52a höher als im Ansaugdruckbereich.

Jedwedes Kältemittelgas in der Kompressionskammer, das während des Kompressionshubes entlang der Außenfläche des Kolbens zur Kurbelkammer 52a hin leckt (sog. "durchblasendes Gas") wird von der Auffangnut 60b aufge­ fangen.

Der Druck in der Kurbelkammer 52a wirkt auf den Abschnitt 64c mit großem Durchmesser des Drehventils 64, während der Druck in der Einlaßöffnung 53c auf den Abschnitt 64b mit kleinem Durchmesser des Drehventiles 64 wirkt. Folglich wird das Drehventil 64 in Richtung auf die Einlaßöffnung 53c gedrückt, so daß die Außenfläche 64a des Ventils gegen die Innenwand der Aufnahmekammer (51b, 53b) gepreßt wird.

Das Drehventil 64 besitzt einen Bypasskanal 64d, der an der konischen Außenfläche 64a ausgebildet ist. Der Bypasskanal 64d weist zwei Verbindungsnuten 641 und 642 auf, die sich entlang der Drehachse erstrecken, sowie eine Zirkulationsnut 643, die sich in Umfangsrichtung erstreckt und in der Nähe des Abschnittes 64c mit großem Durchmesser angeordnet ist. Wie in Fig. 11 gezeigt, kann durch den Bypasskanal 64d die Ansaugöffnung 511, die der Kompres­ sionskammer P1 zugeordnet ist, unmittelbar vor der Beendi­ gung des Kompressionshubes mit der Ansaugöffnung 514, die der Kompressionskammer P4 zugeordnet ist, die zu diesem Zeitpunkt gerade vor dem Beginn des Kompressionshubes steht, in Verbindung treten. Ferner steht die Auffangnut 60b des Kolbens 601 mit der Ansaugöffnung 511 der Kompres­ sionskammer P1 in Verbindung. Daher entspricht das in die Kompressionskammer P4 eingeführte Kältemittelgas der Summe aus dem von der Einlaßöffnung 53c über den Ansaugkanal 67 zugeführten Kältemittelgas und dem von der Auffangnut 60b über den Bypasskanal 64d strömenden Kältemittelgas. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der volumetrische Wirkungsgrad des Kompressors gegenüber dem eines herkömm­ lichen Kompressors mit hin- und herbeweglicher Taumel­ scheibe wesentlich verbessert.

Obwohl vorstehend nur zwei Ausführungsformen der vorlie­ genden Erfindung beschrieben wurden, versteht es sich für den Fachmann, daß die vorliegende Erfindung durch viele andere spezielle Ausführungsformen verkörpert werden kann, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen oder deren Umfang zu verlassen. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung in der nachfolgend beschriebenen Weise verwirklicht wer­ den.

Wie in Fig. 12 gezeigt, kann eine ringförmige Auffangnut 70 in der Innenwand einer jeden Zylinderbohrung derart vorgesehen sein, daß die Nut mit jeder Ansaugöffnung oder jedem Ansaugkanal in Verbindung steht, anstelle eine Auf­ fanggut (15a, 15b) auf der Außenfläche eines jeden Kolbens auszubilden.

Jedes Drehventil kann mit der Antriebswelle über eine Keilnutverbindung verbunden sein.

Erfindungsgemäß wird somit ein Kolbenkompressor vorge­ schlagen, der Kolben aufweist, die in Bohrungen eines Zylinderblocks angeordnet sind und durch einen Antriebs­ mechanismus in Zusammenwirkung mit einer Antriebswelle hin- und herbewegt werden. Eine Ventilaufnahmekammer ist um die Antriebswelle herum im Zylinderblock ausgebildet, um ein Drehventil aufzunehmen, das sich zusammen mit der Antriebswelle dreht. Das Drehventil besitzt einen darin ausgebildeten Ansaugkanal, um Gase von einer Gasansaugkam­ mer zu einer in jeder Bohrung ausgebildeten Kompressions­ kammer zu führen. Eine Vielzahl von Verbindungskanälen ist im Zylinderblock in Zuordnung zu den Kompressionskammern ausgebildet, um eine Gasverbindung zwischen den Kompres­ sionskammern und dem Ansaugkanal des Ventils vorzusehen. Ein Bypasskanal ist am Drehventil ausgebildet und ermög­ licht, daß ein Verbindungskanal, der einer der Kompres­ sionskammern zugeordnet ist, die sich im Endstadium eines Kompressionshubes befindet, mit einem anderen Verbindungs­ kanal in Verbindung treten kann, der einer anderen Kom­ pressionskammer zugeordnet ist, die sich im Anfangsstadium des Kompressionshubes befindet. Der Kompressor umfaßt des weiteren eine Vorrichtung, die an einer Außenfläche eines jeden Kolbens vorgesehen ist, zum Auffangen von Gas, das in Axialrichtung entlang der Außenfläche des Kolbens leckt. Die Gasauffangvorrichtung führt das von ihr im End­ stadium des Kompressionshubes aufgefangene Gas zu dem Ver­ bindungskanal, der seiner zugehörigen Kompressionskammer entspricht.

Claims (11)

1. Kolbenkompressor mit
einem einen Zylinderblock (1, 2) umfassenden Gehäuse;
einer Gasansaugkammer (11, 12), die im Gehäuse ausge­ bildet ist und zur Aufnahme von nicht komprimiertem Gas dient;
einer drehbaren Antriebswelle (7), die im Gehäuse montiert ist und sich in den Zylinderblock erstreckt, wobei der Zylinderblock eine Vielzahl von Zylinder­ bohrungen (131-135, 141-145) aufweist, die um die An­ triebswelle (7) herum ausgebildet sind;
einer Vielzahl von Kolben (151-155), die in den Zylinderbohrungen angeordnet sind und jeweils eine Kompressionskammer (Pa1-Pa5, Pb1-Pb5) in der zugehö­ rigen Zylinderbohrung ausbilden;
einem Kolbenantriebsmechanismus (10, 16, 17 etc.), der bewirkt, daß sich die Kolben in Zusammenwirkung mit der Antriebswelle hin- und herbewegen;
einer Auslaßkammer (23, 24), die im Gehäuse ausge­ bildet ist und das in den Kompressionskammern enthaltene komprimierte Gas aus dem Kompressor heraus führt;
einer Ventilaufnahmekammer (43, 44), die um die An­ triebswelle im Zylinderblock herum ausgebildet ist und eine die Antriebswelle umgebende Innenwand auf­ weist;
einem Drehventil (33, 34), das in die Ventilauf­ nahmekammer eingepaßt ist und eine Außenfläche auf­ weist, die unter Druckkontakt mit der Innenwand der Ventilaufnahmekammer steht, wobei das Drehventil an der Antriebswelle gelagert ist, so daß es sich syn­ chron zur Drehung der Antriebswelle dreht, und einen darin ausgebildeten Ansaugkanal (37, 38) aufweist, um während des Ansaughubes der Kompressionskammer die in der Gasansaugkammer enthaltenen Gase der Kompressionskammer zuzuführen; und
einer Vielzahl von Verbindungskanälen (101-105, 201-205), die im Zylinderblock ausgebildet sind und eine Gasverbindung zwischen den Kompressionskammern und dem Ventilansaugkanal herstellen;
dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor des weiteren umfaßt:

einen Bypasskanal (33d, 34d), der im Drehventil aus­ gebildet ist und eine Gasverbindung zwischen einer der Kompressionskammern, die einen Kompressionshub beendet, und einer der Kompressionskammern, die einen Kompressionshub beginnt, herstellt; und Einrichtungen (15a, 15b, 70), die zwischen einer Außenfläche eines jeden Kolbens und einer Innenwand­ fläche einer jeden zugehörigen Zylinderbohrung ange­ ordnet sind und Gas auffangen, das in Axialrichtung entlang der Außenfläche des Kolbens leckt, und das aufgefangene Gas zu einem der Verbindungskanäle führen.

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasauffangeinrichtungen eine Ringnut (15a, 15b) umfassen, die in Umfangsrichtung an der Außen­ fläche eines jeden der Vielzahl der Kolben ausgebil­ det ist.

3. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasauffangeinrichtungen eine Ringnut (70) um­ fassen, die in Umfangsrichtung an der Innenwand einer jeden der Vielzahl der Zylinderbohrungen ausgebildet ist.

4. Kompressor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehventil (33, 34) im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes besitzt und daß die Ventilaufnahmekammer eine der Form des Drehventils entsprechende Trogform aufweist.

5. Kompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypasskanal (33d, 34d) eine auf der Außen­ fläche des Drehventils ausgebildete Nut umfaßt.

6. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypasskanal einen ausgenommenen Hauptab­ schnitt (333) aufweist, der in Umfangsrichtung der Außenfläche des Drehventils ausgebildet ist und sich teilweise um den Bereich der Außenfläche des Ventils erstreckt, in dem Öffnungen der Verbindungskanäle in Kontakt stehen, und daß der Bypasskanal des weiteren zwei Abschnitte (331, 332) aufweist, die diesen Be­ reich kreuzen und mit dem ausgenommenen Hauptab­ schnitt (333) verbunden sind.

7. Kompressor nach einem der Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er des weiteren Einrichtungen (41, 42) zum Halten des Drehventils innerhalb der Ventilaufnahmekammer aufweist, so daß eine konische Außenfläche des Drehventils in Paßkontakt mit der Innenwand der Ventilaufnahmekammer steht.

8. Kompressor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen eine Feder umfassen.

9. Kompressor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenantriebsmecha­ nismus umfaßt:

eine geneigte Taumelscheibe (10), die an der An­ triebswelle (7) vorgesehen ist und eine Wellenbewe­ gung in Abhängigkeit von der Drehung der Antriebs­ welle verursacht; und
Einrichtungen (16, 17), die zwischen der Taumel­ scheibe (10) und jedem Kolben (151-155) vorgesehen sind und die Wellenbewegung auf die Kolben übertra­ gen, damit sich die Kolben hin- und herbewegen.