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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen schwingungsdämpfenden
Mechanismus für
einen Kolbenkompressor.
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Wie
in der
japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 2000-18156 offenbart ist, wird die reaktive Kompressionskraft
in einem Kolbenkompressor beim Komprimieren eines Gases durch einen Kolben
erzeugt und bewirkt, dass der Kolbenkompressor schwingt. Das vordere
Gehäuse
schwingt, da die reaktive Kompressionskraft über eine Taumelscheibe, einen
Gelenkmechanismus, eine Ansatzplatte und ein Gegenlager zu einem
vorderen Gehäuse übertragen
wird.
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Gemäß der
japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 2000-18156 ist, um die Schwingung des Kompressors zu
reduzieren, zwischen dem vorderen Gehäuse und dem Gegenlager oder
zwischen der Ansatzplatte und dem Gegenlager ein schwingungsdämpfendes
Stahlblech platziert.
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Das
schwingungsdämpfende
Stahlblech ist durch ein Paar von Stahlstücken und Gummi gebildet, der
mit Klebstoff zwischen das Paar von Stahlstücken geklebt ist. Die Verbundwirkung
des Klebstoffs verschlechtert sich aufgrund einer relativ hohen Temperatur
in dem Kompressor, dessen maximale Temperatur 200°C beträgt. Deshalb
ist es schwierig, eine ausreichende Haftfestigkeit des Klebstoffs
zu erhalten. D. h., es ist schwierig, die Haltbarkeit des schwingungsdämpfenden
Stahlblechs zu bewahren. Außerdem
ist es, da das schwingungsabsorbierende Verhalten von Gummi oder
Harz von der Temperatur abhängt
und sich die Temperatur in dem Kompressor ändert, schwierig, das schwingungsabsorbierende Verhalten
eines elastischen Elements zu bewahren, das aus Gummi oder Harz
gefertigt ist, um eine Zielfrequenz der Schwingung zu absorbieren.
Da überdies
das schwingungsdämpfende
Stahlblech gebogen ist, um der Form der inneren Wand des vorderen Gehäuses zu
entsprechen, ändert
sich das schwingungsabsorbierende Verhalten des schwingungsdämpfenden
Stahlblechs in Abhängigkeit
von dem Bereich des Blechs. Deshalb ist das Biegen des schwingungsdämpfenden
Stahls im Allgemeinen nicht erwünscht.
D. h., der Grad der Freiheit in der Form des schwingungsdämpfenden
Stahlblechs ist relativ klein.
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Wie
vorhergehend beschrieben ist, ist es aufgrund der relativ großen auf
das elastische Element aufgebrachten Belastung und der relativ hohen
Temperatur bis hin zu 200°C
in dem Kompressor schwierig, die Haltbarkeit des aus Gummi oder
Harz gefertigten elastischen Elements zu bewahren.
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Das
Dokument
US-Patent 4.789.311 offenbart
einen Kolbenkompressor, der ein schwingungsdämpfendes Element/einen schwingungsdämpfenden
Ring hat, welches/welcher aus einer schwingungsdämpfenden Legierung besteht
und welches/welcher mindestens teilweise reaktive Kompressionskräfte überträgt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, ein starkes schwingungsdämpfendes
Verhalten ohne Rücksicht
auf Temperatur, Haltbarkeit und Grad der Freiheit in der Form des
schwingungsdämpfenden
Stahlblechs unter Nutzung eines aus einer schwingungsdämpfenden
Legierung gefertigten schwingungsdämpfenden Elements zu erzielen.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung enthält ein Kolbenkompressor all
die technischen Merkmale, wie sie durch den Gegenstand des Patentanspruchs
1 definiert sind.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch bei einem verstellbaren Kompressor
anwendbar. Der Kompressor enthält
ein Gehäuse,
das eine Vielzahl von Zylinderbohrungen hat. Eine Antriebswelle
ist mittels des Gehäuses
gelagert. Die Ansatzplatte ist an der Antriebswelle befestigt und
ist mittels eines Gegenlagers in dem Gehäuse gelagert. Die Nockenplatte
ist über
einen Gelenkmechanismus mit der Ansatzplatte gekoppelt und ist mittels
der Antriebswelle um einen bestimmten Winkel verschiebbar gelagert.
Eine Nockenplatte wird durch die Drehung der Antriebswelle gedreht.
Eine Vielzahl von Kolben ist in den Zylinderbohrungen untergebracht.
Jeder Kolben ist mit der Nockenplatte gekoppelt. Die Drehung der
Nockenplatte wird in die Hin- und Herbewegung der Kolben umgewandelt.
In Übereinstimmung
mit der Hin- und Herbewegung der Kolben wird Gas in die Zylinderbohrungen
eingeleitet, wird komprimiert und wird aus den Zylinderbohrungen
abgegeben. Die reaktive Kompressionskraft wird beim Komprimieren
des Gases durch die Kolben erzeugt und wird zu dem Gehäuse über einen Übertragungsweg
für reaktive Kompressionskraft übertragen,
der eine Gruppe von Elementen einschließlich der Kolben, der Nockenplatte,
des Gelenkmechanismus, der Ansatzplatte, der Antriebswelle, des
Gegenlagers und des Gehäuses
passiert. Ein schwingungsdämpfendes
Element ist aus einer vorherbestimmten schwingungsdämpfenden
Legierung gefertigt und ist mindestens in einer Position entlang
des Übertragungswegs
für die reaktive
Kompressionskraft platziert.
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Die
vorliegende Erfindung sieht außerdem einen
schwingungsdämpfenden
Mechanismus zum Gebrauch in einem Kolbenkompressor vor. Ein Kolben
komprimiert Gas in einer Zylinderbohrung. Beim Komprimieren des
Gases durch den Kolben wird eine reaktive Kompressionskraft erzeugt.
Die reaktive Kompressionskraft wird über einen Übertragungsweg für reaktive
Kompressionskraft von dem Kolben zu einem Gehäuse übertragen. Ein erstes Element befindet
sich in dem Übertragungsweg
für reaktive Kompressionskraft
zur Übertragung
der reaktiven Kompressionskraft. Ein zweites Element befindet sich
angrenzend dem ersten Element in dem Übertragungsweg für reaktive
Kompressionskraft zur Aufnahme der reaktiven Kompressionskraft von
dem ersten Element. Ein schwingungsdämpfendes Element befindet sich
zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element und besteht
aus einer vorherbestimmten schwingungsdämpfenden Legierung, um die
weitere Übertragung
der reaktiven Kompressionskraft in hohem Maße zu reduzieren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Merkmale der vorliegenden Erfindung, die als neu betrachtet werden,
werden in den beigefügten
Ansprüchen
im Einzelnen dargelegt. Die Erfindung zusammen mit ihren Aufgaben
und Vorteilen wird am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung
der derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele
zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen verständlich.
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1 ist
eine Längsschnittansicht
eines verstellbaren Kompressors eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine Schnittansicht des verstellbaren Kompressors entlang der Linie
I-I gemäß 1;
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3 ist
eine Schnittansicht des verstellbaren Kompressors entlang der Linie
II-II gemäß 1;
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4 ist
eine Schnittansicht des verstellbaren Kompressors entlang der Linie
III-III gemäß 1;
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5 ist
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht
des verstellbaren Kompressors des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 ist
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht
eines verstellbaren Kompressors eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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7 ist
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht
eines verstellbaren Kompressors eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8 ist
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht
eines verstellbaren Kompressors eines vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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9 ist
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht
eines verstellbaren Kompressors eines fünften bevorzugten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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10 ist
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht
eines verstellbaren Kompressors eines ersten alternativen bevorzugten
Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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11 ist
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht
eines verstellbaren Kompressors eines zweiten alternativen bevorzugten
Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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12 ist
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht
eines verstellbaren Kompressors eines dritten alternativen bevorzugten
Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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13 ist
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht
eines verstellbaren Kompressors eines vierten alternativen bevorzugten
Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Bei
einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird die vorliegende Erfindung bei einem verstellbaren Kompressor
angewandt, wie in 1 bis 5 veranschaulicht
ist. In 1 entsprechen die linke Seite
und die rechte Seite der Zeichnung jeweils der vorderen Seite und
der hinteren Seite des verstellbaren Kompressors. Ein vorderes Gehäuse 12 ist
an dem vorderen Ende eines Zylinderblocks 11 befestigt.
Ein hinteres Gehäuse 13 ist
feststehend an dem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 befestigt. Eine
Ventilplatte 14, eine Ansaugventilplatte 15, eine Abgabeventilplatte 16 und
eine Rückhalteplatte 17 sind
zwischen dem Zylinderblock 11 und dem hinteren Gehäuse 13 platziert.
Ein Gehäuse 10 des
verstellbaren Kompressors enthält
das vordere Gehäuse 12,
den Zylinderblock 11 und das hintere Gehäuse 13.
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Das
vordere Gehäuse 12 und
der Zylinderblock 11 definieren eine Kurbelkammer 121.
In der Kurbelkammer 121 ist eine Antriebswelle 18 in
dem vorderen Gehäuse 12 und
dem Zylinderblock 11 mittels Radiallagern 47 und 48 drehbar
gelagert. Die Antriebswelle 18 steht aus dem vorderen Ende
des vorderen Gehäuses 12 heraus,
und eine Riemenscheibe 19 ist an dem vorderen Ende der
Antriebswelle 18 befestigt. Die Riemenscheibe 19 ist
mit einem Motor E als eine externe Antriebsquelle mittels eines
Riemens 20 gekoppelt. Die Riemenscheibe 19 ist
an einem Ende des vorderen Gehäuses 12 mittels
eines Winkellagers 21 gelagert. Das vordere Gehäuse 12 nimmt
die durch das Winkellager 21 zu der Riemenscheibe 19 übertragenen
Axial- und Radialbelastungen auf.
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Eine
Ansatzplatte 22 ist an der Antriebswelle 18 befestigt.
Eine Taumelscheibe 23 ist mittels der Antriebswelle 18 in der
Kurbelkammer 121 verschiebbar gelagert und ist in Bezug
auf die Achse der Antriebswelle 18 schrägstellbar. Die Antriebswelle 18 ist
durch ein Wellenloch 224 der Ansatzplatte 22 und eine
Wellenloch 231 der Taumelscheibe 23 eingeführt.
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Wie
gleichfalls in 2 gezeigt ist, erstreckt sich
ein Paar Führungsstifte 24, 25 aus
der Taumelscheibe 23. Die Bezugszeichen beziehen sich auf
ein im Wesentlichen identisches Element, welches in 1 die
gleiche Zahl trägt,
und die entsprechende Beschreibung wird nicht wiederholt. Ein Paar
Führungskugeln 241 und 251 sind
jeweils an dem distalen Ende der Führungsstifte 24, 25 vorgesehen.
Ein Haltearm 221 erstreckt sich aus der Ansatzplatte 22, um
aus dieser hervorzustehen und hat ein Paar von Führungslöchern 222, 223.
Die Führungskugeln 241, 251 sind
jeweils verschiebbar in die Führungslöcher 222, 223 eingesetzt.
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Wie
gleichfalls unter Bezugnahme auf 1 und 2 festzustellen
ist, gestattet das Zusammenwirken der Führungslöcher 222, 223 und
des Paars von Führungsstiften 24, 25,
dass die Taumelscheibe 23 in Bezug auf die Achse der Antriebswelle 18 schräg gestellt
werden kann und einstückig
mit der Antriebswelle 18 gedreht werden kann. Die Neigung der
Taumelscheibe 23 wird durch die verschiebbare Bewegung
der Führungskugeln 241, 251 in
den entsprechenden Führungslöchern 222, 223 geführt. Die Taumelscheibe 23 ist
folglich mittels der Antriebswelle 18 verschiebbar gelagert.
Ein Gelenkmechanismus 42 schließt den Tragarm 221 ein,
der die Führungslöcher 222, 223 und
die Führungsstifte 24, 25 hat,
welche die entsprechenden Führungskugeln 241, 251 hat.
Die Taumelscheibe 23 ist mittels des Gelenkmechanismus 42 mit
der Ansatzplatte 22 gekoppelt.
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Wie
erneut unter Bezug auf 1 festzustellen ist, ist der
maximale Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 durch den
Kontakt der Taumelscheibe 23 mit der Ansatzplatte 22 in einem
Punkt 22a begrenzt. Die in 1 durch
eine durchgezogene Linie bezeichnete Position der Taumelscheibe 23 befindet sich
in dem maximalen Neigungswinkel der Taumelscheibe 23. Der
minimale Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 ist durch
den Kontakt der Taumelscheibe 23 mit einem Sicherungsring 26 begrenzt, welcher
auf die Antriebswelle 18 gefügt ist. Die durch eine gestrichelte
Linie in 1 bezeichnete Position der Taumelscheibe 23 befindet
sich in dem minimalen Neigungswinkel der Taumelscheibe 23.
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In
dem Zylinderblock 11 ist eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 111 ausgebildet.
Tatsächlich
sind bei dem Ausführungsbeispiel,
wie es in 3 gezeigt ist, welche eine Querschnittansicht
in II-II gemäß 1 ist,
fünf Zylinderbohrungen 111 vorhanden.
Die Bezugszeichen beziehen sich auf ein im Wesentlichen identisches
Element, das in 1 die gleiche Zahl trägt, und
die entsprechende Beschreibung wird nicht wiederholt. Ein Kolben 28 ist
in jeder Zylinderbohrung 111 untergebracht, die rund um
die Antriebswelle 18 in dem Zylinderblock 11 angeordnet
ist. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Paar
Gleitstücke 27, 29 zwischen
einem Halsabschnitt 281 jedes Kolbens 28 und der
Taumelscheibe 23 eingesetzt. Die Drehbewegung der Taumelscheibe 23,
welche sich einstückig
mit der Antriebswelle 18 dreht, wird in eine Hin- und Herbewegung
jedes Kolbens 28 umgewandelt. Jeder Kolben 28 bewegt
sich in der entsprechenden Zylinderbohrung 111 hin und
her.
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In
dem hinteren Gehäuse 13 sind
eine Ansaugkammer 131 und eine Abgabekammer 132 ausgebildet.
Wenn sich jeder Kolben 28 in der entsprechenden Zylinderbohrung 111 von
dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt bewegt, wird das Kühlgas durch
eine dazu gehörige
Ansaugöffnung 141 in
der Ventilplatte 14 und ein dazu gehöriges Ansaugventil 151 in
der Ansaugventilplatte 15 aus der Ansaugkammer 131 in
die Zylinderbohrung 111 gezogen. Wenn sich jeder Kolben 28 in
der entsprechenden Zylinderbohrung 111 von dem unteren Totpunkt
zu dem oberen Totpunkt bewegt, wird das Kühlgas in der Zylinderbohrung 111 komprimiert
und durch eine dazu gehörige
Abgabeöffnung 142 in
der Ventilplatte 14 und ein dazu gehöriges Abgabeventil 161 in
der Abgabeventilplatte 16 zu der Abgabekammer 132 abgegeben.
Die Öffnung
jedes Abgabeventils 161 wird durch den Kontakt des Abgabeventils 161 mit
einem entsprechenden Halter 171 begrenzt, der an der Rückhalteplatte 17 ausgebildet
ist.
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Ein
Gegenlager 30 ist zwischen die vordere Endwand 122 des
vorderen Gehäuses 12 und
die Ansatzplatte 22 eingesetzt. Das Gegenlager 30 enthält ein Paar
Laufringe 301, 302 und Rollen 303, die zwischen
das Paar Laufringe 301, 302 eingelegt sind. Wie
in 4 und 5 gezeigt ist, besteht ein ringförmiges schwingungsdämpfendes
Blech 31 aus einer schwingungsdämpfenden Legierung und ist
zwischen den Laufring 301 des Gegenlagers 30 und
die vordere Endwand 122 des vorderen Gehäuses 12 eingelegt.
Die Bezugszeichen in 4 und 5 beziehen
sich auf ein im Wesentlichen identisches Element, das in 1 die
gleiche Zahl trägt,
und die entsprechende Beschreibung wird nicht wiederholt. Bei dem
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist das Material der schwingungsdämpfenden Legierung Fe-Cr-Al,
was eine als Beispiel dienende schwingungsdämpfende Legierung des ferromagnetischen Typs
ist. Wie in 5 gezeigt ist, ist das schwingungsdämpfende
Blech 31 an die vordere Endwand 122 und den Laufring 301 des
Gegenlagers 30 geklebt.
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Die
reaktive Kompressionskraft wird beim Komprimieren des Gases durch
die Kolben 28 erzeugt. Die reaktive Kompressionskraft wird
durch die vordere Endwand 122 des vorderen Gehäuses 12 von
den Kolben 28 über
die Gleitstücke 29,
die Taumelscheibe 23, den Gelenkmechanismus 42,
die Ansatzplatte 22 und das Gegenlager 30 zu dem
schwingungsdämpfenden
Blech 31 aufgenommen. Ein Übertragungsweg für die reaktive
Kompressionskraft beinhaltet das vordere Gehäuse 12, die Kolben 28, die
Gleitstücke 29,
die Taumelscheibe 23, den Gelenkmechanismus 42,
die Ansatzplatte 22, das Gegenlager 30 und das
schwingungsdämpfende
Blech 31.
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Ein
Einlass 32 zur Einleitung des Kühlgases in die Ansaugkammer 131 ist
mit einem Auslass 33 zur Abgabe des Kühlgases aus der Abgabekammer 132 über einen
externen Kühlkreis 34 verbunden. Der
externe Kühlkreis 34 enthält einen
Kondensator 35, ein Expansionsventil 36 und einen
Verdampfer 37. Ein Rückschlagventil 38 ist
in den Auslass 33 eingesetzt.
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Ein
Ventilkörper 381 des
Rückschlagventils 38 wird
durch eine Feder 382 in eine Richtung gedrückt, um
ein Ventilloch 331 zu schließen. Wenn der Ventilkörper 381 in
der Position geöffnet
ist, wie in 1 gezeigt ist, strömt das Kühlgas aus
der Auslasskammer 132 über
das Ventilloch 331, eine Umleitung 332, eine in
dem Ventilkörper 381 ausgebildete Öffnung 383 und
das Innere des Ventilkörpers 381 in den
externen Kreis 34. Wenn der Ventilkörper 381 das Ventilloch 331 schließt, strömt das Kühlgas aus der
Abgabekammer 132 nicht in den externen Kreis 34 aus.
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Die
Abgabekammer 132 ist über
einen Zufuhrkanal 39 mit der Kurbelkammer 121 verbunden. Das
Kühlgas
aus der Abgabekammer 132 strömt über den Zufuhrkanal 39 in
die Kurbelkammer 121. Die Kurbelkammer 121 ist über einen
Ausströmungskanal 40 mit
der Ansaugkammer 131 verbunden. Das Kühlgas aus der Kurbelkammer 121 strömt über den Ausströmungskanal 40 in
die Ansaugkammer 131. Ein elektromagnetisches verstellbares
Steuerventil 41 ist in den Zufuhrkanal 39 eingesetzt.
Daher steuert das verstellbare Steuerventil 41 den Ansaugdruck derart,
dass es ein Soll-Ansaugdruck in Übereinstimmung
mit dem Wert eines elektrischen Stroms ist, der dem verstellbaren
Steuerventil 41 zugeführt
wird.
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Wenn
der Wert des dem verstellbaren Steuerventil 41 zugeführten elektrischen
Stroms ansteigt, nimmt der Öffnungs grad
des verstellbaren Steuerventils ab und die Menge des Kühlgases,
das aus der Abgabekammer 132 in die Kurbelkammer 121 zugeführt wird,
nimmt auch ab. Da das Kühlgas
aus der Kurbelkammer 121 durch den Ausströmungskanal 40 in
die Ansaugkammer 131 ausströmt, fällt der Druck in der Kurbelkammer 121.
Deshalb nimmt der Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 zu,
und die Menge von aus dem Kompressor abgegebenem Kühlgas nimmt
gleichfalls zu. Die Zunahme in der Menge von abgegebenem Kühlgas aus
dem Kompressor bewirkt, dass der Ansaugdruck abnimmt. Wenn andererseits
der Wert des dem verstellbaren Steuerventil 41 zugeführten elektrischen
Stroms abnimmt, nimmt der Öffnungsgrad
des verstellbaren Steuerventils 41 zu und die Menge des
Kühlgases, das
aus der Abgabekammer 132 in die Kurbelkammer 121 zugeführt wird,
nimmt zu. Dann steigt der Druck in der Kurbelkammer 121 an
und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 verringert
sich. Deshalb nimmt die Abgabemenge ab. Die Verringerung der Menge
an aus dem Kompressor abgegebenem Kühlgas bewirkt, dass der Ansaugdruck
ansteigt.
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Wenn
der Wert des dem verstellbaren Steuerventil 41 zugeführten elektrischen
Stroms Null wird, erreicht der Öffnungsgrad
des verstellbaren Steuerventils 41 das Maximum und der
Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 wird minimal. Der Abgabedruck
ist zu diesem Zeitpunkt relativ gering. Die Federkonstante der Feder 382 wird
auf eine solche Weise bestimmt, dass die aus dem Druck stromaufwärts des Rückschlagventils 38 in
dem Auslass 33 resultierende Kraft geringer als die Summe
der Kraft ist, die aus dem Druck stromabwärts des Rückschlagventils 38 und
der Kraft der Feder 382 resultiert. Deshalb schließt, wenn
der Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 minimal wird, der
Ventilkörper 381 das
Ventilloch 331 und die Zirkulation des Kühlgases
in den externen Kühlkreis 34 stoppt.
Wenn die Zirkulation des Kühlgases
stoppt, wird die Reduktion der thermischen Belastung auch gestoppt.
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Der
minimale Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 ist geringfügig größer als
null Grad. Deshalb wird, selbst wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 minimal
ist, das Kühlgas
in einem bestimmten Maße
noch aus jeder Zylinderbohrung 111 zu der Abgabekammer 132 abgegeben.
Das Kühlgas strömt aus der
Abgabekammer 132 über
den Zufuhrkanal 39 in die Kurbelkammer 121. Dann
strömt
das Kühlgas
aus der Kurbelkammer 121 über den Ausströmungskanal 40 in
die Ansaugkammer 131. Das Kühlgas aus der Saugkammer 131 wird
in jede Zylinderbohrung 111 eingeleitet und wird komprimiert,
um in die Abgabekammer 132 abgegeben zu werden. Wenn der
Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 minimal ist, zirkuliert
das Kühlgas
durch die Abgabekammer 132, den Zufuhrkanal 39,
die Kurbelkammer 121, den Ausströmungskanal 40 und
jede Zylinderbohrung 111 in den Kompressor. Der Druck in
der Abgabekammer 132, der Kurbelkammer 121 und
der Ansaugkammer 131 unterscheidet sich voneinander. Deshalb
zirkuliert das Kühlgas
durch die Abgabekammer 132, den Zufuhrkanal 39,
die Kurbelkammer 121, den Ausströmungskanal 40 und
jede Zylinderbohrung 111 unter einem anderen Druck in den
Kompressor, und das Innere des Kompressors wird durch das in dem
Kühlgas
enthaltene Schmieröl
geschmiert.
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Gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel werden
folgende vorteilhafte Wirkungen erzielt. (1-1) Die Schwingung oder
die reaktive Kompressionskraft wird erzeugt, wenn das Gas durch
die Kolben 28 komprimiert wird. Die Schwingung wird über den Übertragungsweg
für die
reaktive Kompressionskraft zu dem vorderen Gehäuse 12 übertragen.
Die Schwingung wird durch das schwingungsdämpfende Blech 31 absorbiert,
welches in dem Übertragungsweg
für die
reaktive Kompressionskraft platziert ist. Deshalb wird die Schwingung
des Gehäuses 10 im Wesentlichen
unterdrückt.
Die schwingungsdämpfende
Legierung absorbiert die Schwingung durch Umwandlung von Schwingungsenergie
in Wärmeenergie,
die durch molekulare Reibung innerhalb der schwingungsdämpfenden
Legierung erzeugt wird. Die schwingungsdämpfende Legierung hat eine Schwingungsabsorptionsleistung
mit einer geringen Temperaturabhängigkeit
und einer hohen Schwingungsdämpfungskapazität. Fe-Cr-Al,
welche ein Beispiel einer schwingungsdämpfenden Legierung des ferromagnetischen
Typs gemäß der aktuellen
Erfindung ist, hat eine ungefähr
zehnmal so große
Dämpfungskapazität wie Fe-Cr-Ni,
welche eine Legierung aus üblichem
Stahl ist. Das schwingungsdämpfende Blech 31,
das aus Fe-Cr-Al gefertigt ist, ist wirksam, um die Schwingung des
Gehäuses 10 zu
reduzieren.
- (1-2) Das schwingungsdämpfende
Blech, das aus der schwingungsdämpfenden
Legierung gemäß der aktuellen
Erfindung gefertigt ist, verbessert im Wesentlichen in seiner Verschlechterung
und hat eine hohe Beständigkeit
gegenüber
Wärme-
und Schwingungsbelastungen.
- (1-3) Die Form der schwingungsdämpfenden Legierung wird gemäß einem
Raum frei geändert,
in welchem das schwingungsdämpfende
Blech 31 platziert ist. Deshalb ist der Grad der Freiheit
in der Form des schwingungsdämpfenden
Blechs 31 relativ groß.
- (1-4) Das schwingungsdämpfende
Blech 31 ist sowohl mit der vorderen Endwand 122 des
vorderen Gehäuses 12 als
auch dem Laufring 301 des Gegenlagers 30 verklebt.
Da sich das schwingungsdämpfende
Element im Wesentlichen nicht relativ zu der vorderen Endwand 122 des
vorderen Gehäuses 12 und
dem Laufring 301 des Gegenlagers 30 bewegt oder
gleitet, wird die Haltbarkeit des schwingungsdämpfenden Elements 31 weiter
verbessert.
- (1-5) Schwingung wird in den Zwischenräumen zwischen der Ansatzplatte 22 und
dem Laufring 302 des Gegenlagers 30, zwischen
den Führungskugeln 241, 251 jedes
Führungsstifts 24, 25 und
den entsprechenden Führungslöchern 222, 223 sowie
zwischen der Umfangsfläche
der Antriebswelle 18 und dem Wellenloch 231 der
Taumelscheibe 23 erzeugt. All die in den Zwischenräumen erzeugten
Schwingungen erreichen das vordere Gehäuse 12 über das
schwingungsdämpfende
Blech 31, das zwischen der vorderen Endwand 122 und
dem Gegenlager 30 platziert ist. Deshalb ist die Position
zwischen dem vorderen Gehäuse 12 und
dem Gegenlager 30 eine geeignete Position für das schwingungsdämpfende Blech 31,
um die Schwingung des Gehäuses 10 zu
reduzieren.
- (1-6) Bei einem Kolbenkompressor mit einer Kupplung wird die
Antriebskraft von einer externen Antriebsquelle über eine elektromagnetische Kupplung
zu einer Antriebswelle übertragen.
Das Gewicht der elektrischen Kupplung, welche mit einem Gehäuse des
Kompressors verbunden ist, unterdrückt die Schwingung des Gehäuses. Bei dem
Kolbenkompressor ohne Kupplung wird die Antriebskraft direkt von
einem Motor als eine externe Antriebsquelle zu der Antriebswelle 18 übertragen.
Aus diesem Grund schwingt der Kolbenkompressor ohne Kupplung leichter
als der Kolbenkompressor mit der Kupplung. Deshalb ist das vorliegende
bevorzugte Ausführungsbeispiel
für den
Kolbenkompressor ohne Kupplung geeignet, da die schwingungsdämpfende
Legierung gemäß der vorliegenden
Erfindung die Schwingung des Gehäuses 10 wesentlich
reduziert.
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Ein
zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel
wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Gleiche
Bezugszeichen bezeichnen die Elemente, die mit denen in dem ersten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen identisch sind. Ein ringförmiges schwingungsdämpfendes
Blech 43, das aus der schwingungsdämpfenden Legierung gemäß der aktuellen
Erfindung gefertigt ist, ist zwischen den Laufring 302 des
Gegenlagers 30 und die Ansatzplatte 22 eingesetzt.
Das schwingungsdämpfende
Blech 43 absorbiert die Schwingung, die sich von der Ansatzplatte 22 zu
dem Gegenlager 30 erstreckt. Gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden
die gleichen vorteilhaften Wirkungen erzielt, wie sie in den Absätzen (1-1)
bis (1-4) und (1-6) gemäß dem ersten
bevorzugten Ausführungsbeispiel erzielt
werden.
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Ein
drittes, viertes und fünftes
Ausführungsbeispiel
wird jeweils unter Bezugnahme auf 7 bis 9 beschrieben.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die Elemente, die mit denen in
dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen identisch sind. Bei dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel,
wie es in 7 gezeigt ist, sind schwingungsdämpfende
Zylinder 44, die aus der schwingungsdämpfenden Legierung gefertigt
sind, jeweils zwischen den Haltearm 221 entlang der Oberfläche des
Führungslochs 223 und
die Führungskugel 251 und
zwischen den Haltearm 221 entlang der Oberfläche des
Führungslochs 222 und
die Führungskugel 241 eingesetzt.
Das Führungsloch 222 und
die Führungskugel 241 sind
in 7 nicht gezeigt. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel
sind die schwingungsdämpfenden
Zylinder 44 jeweils in die Führungslöcher 222, 223 eingepresst.
Wenn die schwingungsdämpfenden
Zylinder 44 jeweils in Gleitkontakt mit den Führungskugeln 241, 251 gelangen,
ist die relative Gleitgeschwindigkeit zwischen dem schwingungsdämpfenden
Zylinder 44 und den Führungskugeln 241, 251 relativ
gering. Deshalb wird die Haltbarkeit der schwingungsdämpfenden
Zylinder 44 durch den Gleitkontakt der schwingungsdämpfenden Zylinder 44 und
der Führungskugel 241, 251 im
Wesentlichen nicht verschlechtert.
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Bei
dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel,
wie es in 8 gezeigt ist, ist ein aus der schwingungsdämpfenden
Legierung gefertigter schwingungsdämpfender Zylinder 45 zwischen
der Umfangsfläche
der Antriebswelle 18 und dem Wellenloch 231 der
Taumelscheibe 23 eingesetzt. Bei dem vierten bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist der schwingungsdämpfende
Zylinder 45 mit der Antriebswelle 18 verbunden.
Wenn der schwingungsdämpfende
Zylinder 45 in Gleitkontakt mit dem Wellenloch 231 der
Taumelscheibe 23 bleibt, ist die relative Gleitgeschwindigkeit
zwischen dem schwingungsdämpfenden
Zylinder 45 und dem Wellenloch 231 der Taumelscheibe 23 relativ
gering. Deshalb beeinflusst der Gleitkontakt des schwingungsdämpfenden
Zylinders 45 und des Wellenlochs 231 der Taumelscheibe 23 die
Haltbarkeit des schwingungsdämpfenden
Zylinders 45 nicht wesentlich.
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Bei
dem fünften
Ausführungsbeispiel,
wie es in 9 gezeigt ist, ist ein schwingungsdämpfendes Blech 46,
das aus der schwingungsdämpfenden
Legierung gefertigt ist, zwischen die Taumelscheibe 23 und
die Ansatzplatte 22 eingesetzt. Bei dem fünften bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist das schwingungsdämpfende
Blech 46 an der Ansatzplatte 22 oder der Taumelscheibe 23 befestigt.
Wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 maximal ist,
wird die beim Komprimieren des Gases durch die Kolben 28 erzeugte
reaktive Kompressionskraft über
die Taumelscheibe 23, das schwingungsdämpfende Blech 46,
die Ansatzplatte 22 und das Gegenlager 30 zu dem
vorderen Gehäuse 12 übertragen.
Das schwingungsdämpfende
Blech 46 absorbiert die von der Taumelscheibe 23 zu
der Ansatzplatte 22 übertragene
Schwingung nicht über
die Führungsstifte 24, 25.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung gibt es alternative bevorzugte Ausführungsbeispiele wie folgt.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die Elemente, die mit denen in
dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen identisch sind.
- (1) Wie in 10 gezeigt
ist, ist bei einem ersten alternativen Ausführungsbeispiel ein schwingungsdämpfendes
Element 49, das aus der schwingungsdämpfenden Legierung gefertigt
ist, zwischen dem Halsabschnitt 281 jedes Kolbens 28 und
der inneren Umfangsfläche
des vorderen Gehäuses 12 eingesetzt.
Der Halsabschnitt 281 jedes Kolbens 28 ist derart
ausgebildet, dass sich jeder Kolben 28 nicht in der zugehörigen Zylinderbohrung 111 dreht.
Die beim Komprimieren des Gases durch die Kolben 28 erzeugte
reaktive Kompressionskraft wird durch den Halsabschnitt 281 zu
der inneren Umfangsfläche
des vorderen Gehäuses 12 übertragen.
Die schwingungsdämpfenden
Elemente 49, welche zwischen den Halsabschnitt 281 jedes
Kolbens 28 und die innere Umfangsfläche des vorderen Gehäuses 12 eingesetzt
sind, absorbieren Schwingungen, die durch den Halsabschnitt 281 zu
der inneren Umfangsfläche
des vorderen Gehäuses 12 übertragen
werden. Jedes der schwingungsdämpfenden
Elemente 49 ist an dem Halsabschnitt 281 jedes
Kolben und/oder der inneren Umfangsfläche des vorderen Gehäuses 12 befestigt.
- (2) Wie in 11 gezeigt ist, ist bei einem
zweiten alternativen Ausführungsbeispiel
ein zylindrisches schwingungsdämpfendes
Element 50, das aus der schwingungsdämpfenden Legierung gefertigt
ist, zwischen das Wellenloch 224 der Ansatzplatte 22 und
die Umfangsfläche
der Antriebswelle 18 eingesetzt. In diesem Fall ist das
zylindrische schwingungsdämpfende
Element 50 sowohl an der Ansatzplatte 22 als auch
der Antriebswelle 18 befestigt. Die beim Komprimieren des Gases
durch die Kolben 28 erzeugte reaktive Kompressionskraft
wird über
die Taumelscheibe 23, die Antriebswelle 18, die
Ansatzplatte 22 und das Gegenlager 30 zu dem vorderen
Gehäuse 12 übertragen.
Das zylindrische schwingungsdämpfende
Element 50 ist zwischen das Wellenloch 224 der
Ansatzplatte 22 und die Umfangsfläche der Antriebswelle 18 eingesetzt
und absorbiert die von der Antriebswelle 18 zu der Ansatzplatte 22 übertragene
Schwingung.
- (3) Wie 12 gezeigt ist, ist bei einem
dritten alternativen Ausführungsbeispiel
ein zylindrisches schwingungsdämpfendes
Element 51, das aus der schwingungsdämpfenden Legierung gefertigt ist,
zwischen das Radiallager 47 und das vordere Gehäuse 12 eingesetzt.
Die beim Komprimieren des Gases durch die Kolben 28 erzeugte
reaktive Kompressionskraft wird über
die Taumelscheibe 23, die Antriebswelle 18 und
das Radiallager 47 zu dem vorderen Gehäuse 12 übertragen.
Das zylindrische schwingungsdämpfende
Element 51 ist zwischen das Radiallager 47 und
das vordere Gehäuse 12 eingesetzt
und absorbiert die von der Antriebswelle 18 über das
Radiallager 47 zu dem vorderen Gehäuse 12 übertragene
Schwingung.
- (4) Wie in 13 gezeigt ist, ist bei einem
vierten Ausführungsbeispiel
ein zylindrisches schwingungsdämpfendes
Element 52, das aus der schwingungsdämpfenden Legierung gefertigt
ist, zwischen das Radiallager 48 und den Zylinderblock 11 eingesetzt.
Die beim Komprimieren des Gases durch die Kolben 28 erzeugte
reaktive Kompressionskraft wird über
die Taumelscheibe 23, die Antriebswelle 18, die
Ansatzplatte 22 und das Radiallager 48 zu dem
Zylinderblock 11 übertragen.
Das zylindrische schwingungsdämpfende Element 52 ist
zwischen das Radiallager 48 und den Zylinderblock 11 eingesetzt
und absorbiert die von der Antriebswelle 18 über das
Radiallager 48 zu dem Zylinderblock 11 übertragene
Schwingung.
- (5) Bei einem fünften
alternativen Ausführungsbeispiel
schließt
die schwingungsdämpfende
Legierung einen ferromagnetischen Typ wie zum Beispiel Fe-Cr-Al-Mn,
Fe-Cr-Mo, Co-Ni und Fe-Cr ein.
- (6) Bei einem sechsten alternativen Ausführungsbeispiel schließt die schwingungsdämpfende
Legierung einen Verbundtyp wie zum Beispiel Al-Zn ein.
- (7) Bei einem siebten alternativen Ausführungsbeispiel schließen die
schwingungsdämpfenden Legierungen
einen Übergangstyp
wie zum Beispiel Mn-Cu und Cu-Mn-Al ein.
- (8) Bei einem achten alternativen Ausführungsbeispiel schließen die
schwingungsdämpfenden Legierungen
einen Doppeltyp wie zum Beispiel Cu-Zn-Al, Cu-Al-Ni und Ni-Ti ein.
- (9) Bei einem neunten alternativen Ausführungsbeispiel wird die vorliegende
Erfindung auf einen Konstant-Kolbenkompressor
angewandt.
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Jede
Kombination der vorhergehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele und/oder
der vorhergehend beschriebenen alternativen Ausführungsbeispiele wird gemäß der aktuellen Erfindung
praktiziert. Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele sind als veranschaulichend und
nicht einschränkend
anzusehen, und die Erfindung wird nicht durch die hierin angegebenen
Details beschränkt,
sondern kann innerhalb des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche modifiziert
werden.