HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Taumelscheibenkühlkompressor, und insbesondere auf einen Schmiermechanismus, der
an einein Kugelgelenk zwischen einer Taumelscheibe und einer
Kolbenstange in dein Taumelscheibenkühlkompressor vorgesehen ist.
Beschreibung des Standes der Technik
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Ein Taumelscheibenkühlkompressor mit einem Schmiermechanismus, der
an einem Kugelgelenk zwischen einer Taumelscheibe und einer
Kolbenstange vorgesehen ist, ist in der japanischen
Gebrauchsmusteranmeldungsveröffentlichung 52-169 106 offenbart.
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Es wird Bezug genommen auf Fig. 1, der
Taumelscheibenkühlkompressor enthält einen Nockenrotor 300, der auf einer Antriebswelle
(nicht gezeigt) durch irgendein geeignetes Mittel so befestigt
ist, daß der Nockenrotor 300 zusammen mit der Antriebswelle
gedreht wird. Der Nockenrotor 300 enthält einen ringförmigen
Vorsprung 300a, der von einer geneigten Oberfläche 300b des
Nockenrotors vorsteht. Eine Taumelscheibe 310, die aus einer
Aluminiumlegierung gemacht ist, ist auf dem ringförmigen Vorsprung 300a des
Nockenrotors 300 durch ein Lagerelement 320 angebracht und auf der
geneigten Oberfläche 300b des Nockenrotors 300 durch ein
Drucknadellager 330 vorgesehen. Das Lagerelement 320 enthält einen
Flanschabschnitt 320a, der auf einem Ende davon so gebildet ist, daß
er die axiale Bewegung der Taumelscheibe 310 verhindert. Mittels
des Lagerelementes 320 und des Drucknadellagers 330 nutiert die
Taumelscheibe 310, aber sie dreht sich nicht während der Drehung
des Nockenrotors 300. Ein Kolben (nicht gezeigt) ist mit der
Taumelscheibe 310 durch eine Kolbenstange 340 verbunden, die aus
Stahl gemacht ist. Eine Kugel 341 an einem Ende der Stange 340 ist
fest in einer Fassung 311 der Taumelscheibe 310 durch Verstemmen
einer Kante der Fassung 311 aufgenommen. Die Kugel 341 gleitet
jedoch entlang einer inneren Kugeloberfläche der Fassung 311.
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Da Stahl härter ist als Aluminiumlegierung, kann Abrieb an der
inneren Kugeloberfläche der Fassung 311 nicht vernachlässigt werden,
wenn die Kugel 341 entlang der inneren Kugeloberfläche der Fassung
311 während des Betriebes des Kompressors gleitet. Damit dieser
Defekt behoben wird, ist ein axiales Loch 312 kleinen
Durchmessers, das eine Endoberfläche der Taumelscheibe 310, die der
geneigten Oberfläche 300b des Nockenrotors 300 zugewandt ist, mit
der inneren Kugeloberfläche der Fassung 311 verbindet, in der
Taumelscheibe 310 gebildet. Somit leitet das axiale Loch 312 kleinen
Durchmessers das suspendierte Schmieröl in einem Kurbelkasten des
Kompressors zu der inneren Kugeloberfläche der Fassung 311.
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Da jedoch das Loch 312 von dem Drucknadellager 330 abgedeckt ist,
kann das suspendierte Schmieröl in dem Kurbelkasten nicht effektiv
zu der Reibungsoberfläche zwischen der äußeren Kugeloberfläche der
Kugel 341 und der inneren Kugeloberfläche der Fassung 311 geleitet
werden. Daher kann der Abrieb an der inneren Kugeloberfläche der
Fassung 311 nicht ausreichend unterdrückt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Taumelscheibenkühlkompressor mit einem Schmiermechanismus
vorzusehen, der ausreichend das suspendierte Schmieröl in einem
Kurbelkasten zu einer Reibungsoberfläche eines Kugelgelenkes zwischen
einer Taumelscheibe und einer Kolbenstange zuführen kann, so daß
Abrieb an einer inneren Kugeloberfläche der Fassung verhindert wird.
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Ein Taumelscheibenkühlkompressor weist einen Zylinderblock auf, in
dem sich Kolben innerhalb entsprechender Zylinder durch ein
Taumelscheibenteil hin- und herbewegen. Das Taumelscheibenteil wird
durch ein geneigtes Rotorteil angetrieben, das auf einer
Antriebswelle befestigt ist. Das Taumelscheibenteil ist benachbart zu
einer geneigten Oberfläche des Rotorteiles vorgesehen und relativ
drehbar. Eine Kolbenstange verbindet das Taumelscheibenteil mit
dem Kolben. Die Kolbenstange enthält eine Kugel, die an einem Ende
davon gebildet ist. Die Kugel ist in einer Fassung aufgenommen,
die an einem Umfang der Taumelscheibe gebildet ist, zum Bilden
eines Kugelgelenkes. Ein Loch verbindet eine Endoberfläche der
Taumelscheibe, die der geneigten Oberfläche des Rotorteiles zugewandt
ist, mit einer Reibungsoberfläche zwischen einer äußeren
Kugeloberfläche des Rotorteiles und einer inneren Kugeloberfläche
der Fassung. Mindestens ein Paar von Rillen erstreckt sich radial
von einer Öffnung des Loches und endet nahe des Umfanges der
Taumelscheibe; somit wird eine V-förmige Konfiguration an einer
Endoberfläche der Taumelscheibe gebildet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 stellt eine vergrößerte Teilschnittansicht eines
Schmiermechanismus nach dem Stand der Technik dar, der an einem Kugelgelenk
zwischen einer Taumelscheibe und einer Kolbenstange in einem
Taumelscheibenkühlkompressor vorgesehen ist.
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Fig. 2 stellt eine vertikale Längsschnittansicht eines
Taumelscheibenkühlkompressors gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dar.
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Fig. 3 stellt eine Seitenansicht der in Fig. 2 gezeigten
Taumelscheibe dar, die insbesondere einen an dem Kugelgelenk davon
vorgesehenen Schmiermechanismus zeigt.
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Fig. 4 stellt eine vergrößerte Teilseitenansicht von Fig. 3 dar.
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Fig. 5 stellt eine Schnittansicht dar, die entlang der Linie V-V
von Fig. 4 genommen ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Es wird Bezug genommen auf Fig. 2, ein
Taumelscheibenkühlkompressor 10 weist ein zylindrisches Gehäuse 11 auf. Das zylindrische
Gehäuse 11 enthält einen Zylinderblock 111, eine vordere Endplatte
112 und einen Zylinderkopf 113. Das innere des Gehäuses 11
definiert
einen Kurbelkasten 114 zwischen dem Zylinderblock 111 und
der vorderen Endplatte 112, die an dem linken Endabschnitt des
Zylinderblockes 111 durch eine Mehrzahl von Schrauben angebracht
ist. Der Zylinderkopf 113 zusammen mit einer
Ventilplattenanordnung 13 sind auf dem rechten Endabschnitt des Zylinderblockes 111
durch eine Mehrzahl von Schrauben 14 angebracht. Eine Öffnung 112a
ist mittig in der vorderen Endplatte 112 gebildet, und eine
Antriebswelle 15 ist drehbar durch ein Lager, wie ein radiales
Nadellager 16 gelagert, das in der Öffnung 112a vorgesehen ist. Die
vordere Endplatte 112 enthält einen ringförmigen Buchsenabschnitt
112b, der von der vorderen Oberfläche davon vorsteht. Der
ringförmige Buchsenabschnitt 112b umgibt die Antriebswelle 15 zum
Definieren eines Wellenabdichthohlraumes, in dem ein
Wellenabdichtelement (nicht gezeigt) vorgesehen ist.
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Die Antriebswelle 15 ist an einem Nockenrotor 17 an ihrem inneren
Ende durch geeignete Mittel angebracht, so daß der Nockenrotor 17
zusammen mit der Antriebswelle 15 gedreht wird. Der Rotor 17 ist
auf einer inneren Oberfläche der vorderen Endplatte 112 mittels
eines Lagers wie ein Drucknadellager 18 gelagert, das an der
inneren Oberfläche der vorderen Endplatte 112 vorgesehen ist. Eine
Taumelscheibe 19 ist auf einer geneigten Oberfläche 17a des
Nockenrotors 17 durch ein Drucknadellager 20 vorgesehen. Das
Drucknadellager 20 enthält eine Mehrzahl von umfangsmäßig angeordneten
Nadelrollen 201, die zwischen einem ersten und einem zweiten
ringförmigen Laufring 202 und 203 vorgesehen sind. Der erste
ringförmige Laufring 202 ist auf der geneigten Oberfläche 17a des
Nockenrotors 17 vorgesehen, und der zweite ringförmige Laufring 203 ist
auf einer Endoberfläche der Taumelscheibe 19 vorgesehen, die der
geneigten Oberfläche 17a zugewandt ist.
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Ein Tragteil 21 mit einem Schaftabschnitt 211 mit einem darin
gebildeten axialen Loch 211a ist axial verschiebbar und nicht
drehbar in dem Zylinderblock 111 durch Einführen des
Schachtabschnittes 211 in ein axiales Loch 111a vorgesehen, das in dem
Zylinderblock 111 gebildet ist. Die Drehung des Tragteiles 21 wird mittels
eines Keiles und einer Keilnut (nicht gezeigt) verhindert. Das
Tragteil 21 weist weiterhin einen Kegelzahnradabschnitt 212 an dem
Ende des Schaftabschnittes 211 auf. Der Kegelzahnradabschnitt 212
weist einen Sitz für eine Stahlkugel 22 an der Mitte davon auf.
Der Kegelzahnradabschnitt 212 stemmt mit einem Kegelzahnrad 23,
das auf der Taumelscheibe 19 angebracht ist. Die Stahlkugel ist
ebenfalls in einem Sitz positioniert, der an dem Mittelabschnitt
des Kegelzahnrades 23 gebildet ist, wodurch der Taumelscheibe 19
ermöglicht wird, nutierend aber nicht drehend die Stahlkugel 22 zu
tragen. Eine Schraubenfeder 24 ist in dem axialen Loch 211a eines
Tragteiles 21 vorgesehen, und das äußere Ende der Feder 24 steht
in Kontakt mit einem Schraubenteil 25, wodurch das Tragteil 21 zu
der Taumelscheibe 19 gedrückt wird.
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Der Zylinderblock 111 ist mit einer Mehrzahl von axialen darin
gebildeten Zylindern 26 versehen, in denen Kolben 27 gleitend
verschiebbar und eng eingepaßt sind. Jeder Kolben 27 ist mit der
Taumelscheibe 19 durch eine Kolbenstange 28 verbunden, die aus Stahl
gemacht ist. Eine Kugel 281 an einem Ende der Stange 28 ist fest
in einer Fassung 271 des Kolbens 27 durch Verstemmen einer Kante
der Fassung 271 aufgenommen, und eine Kugel 282 an dem anderen
Ende der Stange 28 ist fest in einer Fassung 191 der Taumelscheibe
19 durch Verstemmen der Fassung 191 aufgenommen. Die Kugeln 281
und 282 gleiten jedoch entlang einer inneren Kugeloberfläche der
Fassungen 271 bzw. 191. Es sollte verstanden werden, daß, obwohl
nur ein Kugelgelenk in der Zeichnung gezeigt ist, es eine Mehrzahl
von Fassungen gibt, die umfangsmäßig um die Taumelscheibe 19 zum
Aufnehmen von Kugeln verschiedener Stangen 28 angeordnet sind, und
daß jeder Kolben 27 mit einer Fassung zum Aufnehmen der anderen
Kugel der Stange 28 gebildet ist.
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Der Zylinderkopf 113 ist mit einer Ansaugkammer 29 und einer
Abflußkammer 30 versehen, die durch eine Trennwand 113a getrennt
sind. Die Ventilplattenanordnung 13 enthält eine Ventilplatte 131
mit Ansaugöffnungen 29a, die die Ansaugkammer 29 mit den Zylindern
26 verbinden und Abflußöffnungen 30a, die die Abflußkammer 30 mit
den Zylindern 26 verbinden. Die Ventilplattenanordnung 13 enthält
weiter ein Ansaugblattventil (nicht gezeigt), das an jeder
Ansaugöffnung 29a vorgesehen ist und ein Abflußblattventil (nicht
gezeigt), das an jeder Abflußöffnung 30a vorgesehen ist. Zusätzlich
sind eine kreisförmige Dichtung (nicht gezeigt) und eine
ringförmige Dichtung (nicht gezeigt) zum Abdichten der
zueinandergehörigen
Oberflächen des Zylinderblockes 111, der Ventilplatte 131 und
des Zylinderkopfes 113 vorgesehen. Eine Stopperplatte 31
unterdrückt übermäßige Deformation des Abflußblattventiles. Eine
Schrauben-Mutter-Vorrichtung 32 befestigt die kreisförmige
Dichtung, das Ansaugblattventil, das Abflußblattventil und die
Stopperplatte 31 an der Ventilplatte 131.
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Beim Betrieb des Kompressors wird die Antriebswelle 15 durch jede
beliebige geeignete Antriebswelle wie ein Kraftfahrzeugmotor
angetrieben. Der Nockenrotor 17 dreht sich mit der Antriebswelle 15
so, daß die Taumelscheibe 19 um die Stahlkugel 22 gemäß der
Drehung der geneigten Oberfläche 17a des Nockenrotors 17 nutieren
kann. Die Nutation der Taumelscheibe 19 bewirkt die Hin- und
Herbewegung eines jeden entsprechenden Kolbens 27. Daher werden
aufeinanderfolgende Hübe des Ansaugens, Komprimierens und Ausstoßens
des Füllgases wiederholt in jedem Zylinder 27 durchgeführt. Das
Kühlgas zirkuliert durch einen Kühlkreislauf, der zwischen einer
Einlaßöffnung 33 und einer Auslaßöffnung 34 verbunden ist, die an
der Ansaugkammer 29 bzw. der Abflußkammer 33 vorgesehen sind.
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Es wird zusätzlich auf Fig. 3 bis 5 Bezug genommen, die Fassung
191 ist an jedem einer Mehrzahl von radialen Vorsprüngen 19a
gebildet, die von einem äußeren Umfang der Taumelscheibe 19
vorstehen. Ein axiales Loch 192 kleinen Durchmessers, das eine
Endoberfläche der Taumelscheibe 19, die der geneigten Oberfläche 17a
des Nockenrotors 17 zugewandt ist, mit einer Reibungsoberfläche
zwischen einer äußeren Kugeloberfläche einer jeden Kugel 282 und
einer inneren Kugeloberfläche einer jeden Fassung 191 verbindet,
ist in der Taumelscheibe 19 gebildet. Ein Paar von Rillen 193
erstreckt sich von jedem Loch 192 und endet nahe dem äußeren Umfang
der Taumelscheibe 19, wodurch eine V-förmige Konfiguration an
einer Endoberfläche der Taumelscheibe 19 gebildet wird. Der zweite
ringförmige Laufring 203 erstreckt sich radial zu der Mitte einer
Öffnung des Loches 192.
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Bei dieser Konstruktion haftet während des Betriebes der
Kompressor das suspendierte Schmieröl in dem Kurbelkasten 114 an einer
Endoberfläcbe der Taumelscheibe 19 an. Dann wird das Schmieröl
effektiv von dein Kurbelkasten zu der Reibungsoberfläche zwischen der
äußeren Kugeloberfläche der Kugel 282 und der inneren
Kugeloberfläche der Fassung 191 über die Rillen 193 und das Loch 192
geführt. Ein ausreichender Betrag von Schmieröl kann zu der
Reibungsoberfläche zwischen der äußeren Kugeloberfläche der Kugel 282
und der inneren Kugeloberfläche der Fassung 191 zugeführt werden.
Folglich kann der Abrieb an der inneren Kugeloberfläche der
Fassung 191 effektiv verhindert werden.
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Weiterhin kann die Zahl, Länge, Erstreckungsrichtung und
Querschnittskonfiguration der Rillen 193 frei als Reaktion auf
Anforderungen entworfen werden.
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Diese Erfindung wurde im Einzelnen im Zusammenhang mit einer
bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Dieses dient zu
darstellenden Zwecken nur, und die Erfindung sollte nicht darauf beschränkt
werden. Es ist leicht für den Fachmann verständlich, daß
Variationen und Modifikationen leicht in dem Bereich der Erfindung gemacht
werden können, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.