DE69300728T2

DE69300728T2 - Piston compressor with variable displacement.

Info

Publication number: DE69300728T2
Application number: DE1993600728
Authority: DE
Inventors: Isamu Fukai; Hiroshi Kanou; Toshiyuki Ogura; Kiyoshi Terauchi
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1992-09-02
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2013-09-01
Also published as: EP0587023A1; EP0587023B1; DE69300728D1

Description

1. Field of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Kolbenkühlkompressor und insbesondere auf einen Schiefscheibenkompressor mit einem variablen Verdrängungsmechanismus, der zur Benutzung in einer Kraftfahrzeugklimaanlage geeignet ist.The present invention relates generally to a piston type refrigeration compressor and more particularly to a swash plate type compressor having a variable displacement mechanism suitable for use in an automotive air conditioning system.

2. Description of the state of the art

Ein Schiefscheibenkühlkompressor mit einem variablen Verdrängungsmechanismus, der für die Benutzung in einer Kraftfahrzeugklimaanlage geeignet ist, ist in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldungsveröffentlichung 73-93480 und in der Entgegenhaltung EP-A-0 259 760 offenbart. Es wird Bezug genommen auf Figur 1, eine äußere Hülle des Kompressors wird durch ein vorderes Gehäuse 1, eine vordere Ventilplatte 9, einen Zylinderblock 3, eine hintere Ventilplatte 4 und ein hinteres Gehäuse 5 gebildet, die aus Aluminiumlegierung hergestellt sind. Der Zylinderblock 3 weist einen vorderen Zylinderblock 3a und einen hinteren Zylinderblock 3b auf, die aneinander stoßen. Das vordere Gehäuse 1 ist durch die vordere Ventilplatte 9 auf einer Seite des Zylinderblockes 1 angebracht, und das hintere Gehäuse 5 ist durch die hintere Ventilplatte 4 auf der anderen Seite des Zylinderblockes 3 angebracht. Diese Hüllenkomponenten sind miteinander zu einer Einheit durch eine Mehrzahl von Schrauben 6 verbunden.A swash plate type refrigeration compressor with a variable displacement mechanism suitable for use in an automotive air conditioning system is disclosed in Japanese Utility Model Application Publication 73-93480 and EP-A-0 259 760. Referring to Figure 1, an outer shell of the compressor is formed by a front housing 1, a front valve plate 9, a cylinder block 3, a rear valve plate 4 and a rear housing 5 made of aluminum alloy. The cylinder block 3 has a front cylinder block 3a and a rear cylinder block 3b which abut against each other. The front housing 1 is attached to one side of the cylinder block 1 through the front valve plate 9, and the rear housing 5 is attached to the other side of the cylinder block 3 through the rear valve plate 4. These shell components are connected to one another to form a unit by a plurality of screws 6.

Eine Mehrzahl von Zylindern 7, die parallel zueinander angeordnet sind, und eine Kammer 8 sind durch vorderen und hinteren Zylinderblock 3a und 3b innerhalb des Zylinderblockes 3 gebildet. Weiter sind ein erstes Lager 10 und ein zweites Lager 11 in dem Zylinderblock 3 bzw. dein hinteren Gehäuse 5 zum drehbaren Lagern einer Antriebswelle 12 gebildet. Die Antriebswelle 12 ist koaxial zu der ringförmigen Anordnung der Zylinder 7 angeordnet. Ein Endabschnitt 13 der Antriebswelle 12 erstreckt sich nach außerhalb des vorderen Gehäuses 1 durch ein Antriebswellenabdichtlager 14, daß in dem vorderen Gehäuse 1 angebracht ist. Der freiliegende Endabschnitt 13 ist mit einer elektromagnetischen Kupplung (nicht gezeigt) verbunden, so daß das Drehmoment eines Kraftfahrzeugmotors auf die Antriebswelle 12 durch die elektromagnetische Kupplung übertragen werden kann.A plurality of cylinders 7 arranged parallel to each other and a chamber 8 are formed by front and rear cylinder blocks 3a and 3b within the cylinder block 3. Furthermore, a first bearing 10 and a second bearing 11 are provided in the cylinder block 3 and the rear housing 5, respectively, for rotatably Bearings of a drive shaft 12. The drive shaft 12 is arranged coaxially with the annular arrangement of the cylinders 7. An end portion 13 of the drive shaft 12 extends outside the front housing 1 through a drive shaft sealing bearing 14 which is mounted in the front housing 1. The exposed end portion 13 is connected to an electromagnetic clutch (not shown) so that the torque of an automobile engine can be transmitted to the drive shaft 12 through the electromagnetic clutch.

Ein Kolben 17 grenzt eine Vorderseitenarbeitskammer 15 und eine Rückseitenarbeitskammer 16 in Zusammenwirkung mit einer inneren Oberfläche eines jeden Zylinders 7 ab und ist hin- und herbewegbar in jedem Zylinder eingesetzt. Somit kann jeder Kolben gleitend durch eine Schiefscheibe 18 hin- und herbewegt werden, die in der Kurbelkammer 8 vorgesehen ist.A piston 17 defines a front side working chamber 15 and a rear side working chamber 16 in cooperation with an inner surface of each cylinder 7 and is reciprocally fitted in each cylinder. Thus, each piston can be slidably reciprocated by a swash plate 18 provided in the crank chamber 8.

Die Schiefscheibe 18 weist einen vorstehenden Abschnitt an ihrem Mittenbereich auf, und ein Arm 19 ist in dem vorstehenden Abschnitt gebildet. Ein planarer Plattenabschnitt 20 ist an der Antriebswelle 12 an einer Stelle gebildet, die dem Arm 19 der Schiefscheibe 18 entspricht. Die Schiefscheibe 18 ist schräg auf der Antriebswelle 12 angebracht, wobei der planare Plattena abschnitt 20 in Eingriff mit dem Arm 19 steht. Ebenfalls ist ein Stift 21 an dem vorstehenden Abschnitt der Schiefscheibe 18 befestigt. Der Stift 21 steht durch einen Kragen mit einem Langloch 22 in Eingriff, das in dem planaren Plattenabschnitt 20 der Antriebswelle 12 gebildet ist. Bei dieser Konfiguration wird die Schiefscheibe 18 zwischen einer Position, in der der Neigungswinkel groß ist, und einer Position, in der der Neigungswinkel klein ist, verschoben, während der Stift 21 der Schiefscheibe 18 in dem Langloch 22 gleitet. Die Kapazität des Kompressors hängt von dem Neigungswinkel der Schiefscheibe 18 ab. Wenn der Neigungswinkel der Schiefscheibe 18 vergrößert wird, wird die Hubhöhe des Kolbens 17 in dem Zylinder 7 maximiert und die Kapazität des Kompressors verringert. Die Drehkraft der Antriebswelle 12 wird auf die Schiefscheibe 18 durch den Eingriff zwischen dem planaren Plattenabschnitt 20 und dem Arm 19 übertragen. Die Schiefscheibe wird zum Drehen um die Achse der Antriebswelle 12 zusammen mit der Antriebswelle und zum Bewegen in der axialen Richtung der Antriebswelle 12 angetrieben. Somit schwingt die Schiefscheibe 18 zwischen einer Neigung nach rechts oben und einer Neigung nach rechts unten.The swash plate 18 has a protruding portion at its central region, and an arm 19 is formed in the protruding portion. A planar plate portion 20 is formed on the drive shaft 12 at a position corresponding to the arm 19 of the swash plate 18. The swash plate 18 is obliquely mounted on the drive shaft 12 with the planar plate portion 20 engaging with the arm 19. Also, a pin 21 is fixed to the protruding portion of the swash plate 18. The pin 21 is engaged through a collar with an elongated hole 22 formed in the planar plate portion 20 of the drive shaft 12. In this configuration, the swash plate 18 is shifted between a position where the inclination angle is large and a position where the inclination angle is small while the pin 21 of the swash plate 18 slides in the elongated hole 22. The capacity of the compressor depends on the inclination angle of the swash plate 18. When the inclination angle of the swash plate 18 is increased, the stroke height of the piston 17 in the cylinder 7 is maximized and the capacity of the compressor is reduced. The rotational force of the drive shaft 12 is transmitted to the swash plate 18 through the engagement between the planar plate portion 20 and the Arm 19. The swash plate is driven to rotate about the axis of the drive shaft 12 together with the drive shaft and to move in the axial direction of the drive shaft 12. Thus, the swash plate 18 oscillates between an inclination to the right up and an inclination to the right down.

Der äußere Umfangsabschnitt der Schiefscheibe 18 ist mit dem Kolben 17 durch ein Paar von Schuhen 23 verbunden. Die Schiefscheibe 18 ist gleitend in den Raum zwischen dem Paar von Schuhen 23 eingeführt. Die Schuhe 23 bilden eine einzige sphärische Form, wenn sie mit der Schiefscheibe 18 in Kontakt stehen, und sie sind drehbar in Ausnehmungen angebracht, die in dem Kolben 17 auf komplementäre Weise gebildet sind. Folglich wird die schwingende Bewegung, die zusammen mit der Rotation der Schiefscheibe 18 einhergeht, auf den Kolben 17 durch die Schuhe 23 übertragen, während die Rotationsbewegungskomponente der Schiefscheibe 18 durch die Schuhe 23 freigegeben wird. Nur die schwingende Bewegung der Schiefscheibe 18 wird in die Hin- und Herbewegung des Kolbens 17 umgewandelt, der in dem Zylinder 7 hin- und herbewegt wird, so daß das Volumen der Vorderseitenarbeitskammer 15 und der Rückseitenarbeitskammer 16 abwechselnd erhöht und verringert wird.The outer peripheral portion of the swash plate 18 is connected to the piston 17 through a pair of shoes 23. The swash plate 18 is slidably inserted into the space between the pair of shoes 23. The shoes 23 form a single spherical shape when in contact with the swash plate 18, and they are rotatably mounted in recesses formed in the piston 17 in a complementary manner. Consequently, the oscillating motion accompanying the rotation of the swash plate 18 is transmitted to the piston 17 through the shoes 23, while the rotational motion component of the swash plate 18 is released through the shoes 23. Only the oscillating motion of the swash plate 18 is converted into the reciprocating motion of the piston 17, which is reciprocated in the cylinder 7, so that the volume of the front working chamber 15 and the rear working chamber 16 is alternately increased and decreased.

Das vordere Gehäuse 1 grenzt eine vordere Ansaugkammer 24 und eine vordere Auslaßkammer 25 ab. Das Antriebswellenabdichtlager 14 ist zwischen der vorderen Ansaugkammer 24, der Antriebswelle 12 und dem vorderen Gehäuse 1 vorgesehen zum Verhindern, daß das Kühlmittel, z.B. eine Mischung aus Kühlmittel und Schmiermittel herausleckt. Die vordere Ansaugkammer 24 steht in Verbindung mit der Kurbelkammer 8 durch eine Öffnung, die in der vorderen Ventilplatte 9 gebildet ist, und einem vorderen Durchgang 26, der in dem Zylinderblock 3 gebildet ist. Weiterhin steht die vordere Ansaugkammer 24 in Verbindung mit der Vorderseitenarbeitskammer 15 durch eine vordere Ansaugöffnung 27, die in der vorderen Ventilplatte 9 gebildet ist. Ebenfalls steht die vordere Auslaßkammer 25 in Verbindung mit der Vorderseitenarbeitskammer 15 durch eine vordere Auslaßöffnung 28, die in der vorderen Ventilplatte 9 gebildet ist.The front housing 1 defines a front suction chamber 24 and a front discharge chamber 25. The drive shaft seal bearing 14 is provided between the front suction chamber 24, the drive shaft 12 and the front housing 1 to prevent the coolant, e.g., a mixture of coolant and lubricant, from leaking out. The front suction chamber 24 communicates with the crank chamber 8 through an opening formed in the front valve plate 9 and a front passage 26 formed in the cylinder block 3. Further, the front suction chamber 24 communicates with the front side working chamber 15 through a front suction port 27 formed in the front valve plate 9. Also, the front discharge chamber 25 communicates with the front side working chamber 15 through a front discharge port 28 formed in the front valve plate 9.

Ein vorderes Ansaugventil 29 in der Form eines Blattes ist auf der Oberfläche der vorderen Ventilplatte 9 innerhalb der Vorderseitenarbeitskammer 15 vorgesehen, so daß sich das vordere Ansaugventil 29 öffnet, wenn sich der Kolben 17 nach rechts bewegt. Ein blattartiges Auslaßventil 30 ist auf der Oberfläche der vorderen Ventilplatte 9 innerhalb der Auslaßkammer 25 gebildet, so daß sich das Auslaßventil 30 öffnet, wenn sich der Kolben 17 nach links bewegt. Das Auslaßventil 30 wird durch einen vorderen Ventilbegrenzer 31 umgewandelt.A front suction valve 29 in the form of a leaf is provided on the surface of the front valve plate 9 within the front working chamber 15 so that the front suction valve 29 opens when the piston 17 moves to the right. A leaf-like exhaust valve 30 is formed on the surface of the front valve plate 9 within the exhaust chamber 25 so that the exhaust valve 30 opens when the piston 17 moves to the left. The exhaust valve 30 is converted by a front valve restrictor 31.

Das hintere Gehäuse 5 grenzt eine hintere Ansaugkammer 32 und eine hintere Auslaßkammer 33 ab. Die hintere Ansaugkammer 32 steht in Verbindung mit der Kurbelkammer 8 durch eine öffnung, die in der hinteren Ventilplatte 4 gebildet ist, und mit einem hinteren Durchgang 34, der in dem Zylinderblock 3 gebildet ist. Weiter steht die hintere Ansaugkammer 32 in Verbindung mit der Rückseitenarbeitskammer 16 durch eine hintere Ansaugöffnung 35. Die hintere Auslaßkammer 33 steht in Verbindung mit der Rückseitenarbeitskammer 16 durch eine hintere Auslaßöffnung 36, die in der hinteren Ventilplatte 4 gebildet ist. Ein hinteres Ansaugventil 27, ein hinteres Auslaßventil 38 und ein hinterer ventilbegrenzer 39 sind an der hinteren Ventilplatte 4 auf ähnliche Weise angebracht, wie für die entsprechenden vorderen Elemente beschrieben wurde.The rear housing 5 defines a rear suction chamber 32 and a rear discharge chamber 33. The rear suction chamber 32 communicates with the crank chamber 8 through an opening formed in the rear valve plate 4 and with a rear passage 34 formed in the cylinder block 3. Further, the rear suction chamber 32 communicates with the rear working chamber 16 through a rear suction port 35. The rear discharge chamber 33 communicates with the rear working chamber 16 through a rear discharge port 36 formed in the rear valve plate 4. A rear suction valve 27, a rear discharge valve 38 and a rear valve restrictor 39 are mounted on the rear valve plate 4 in a similar manner as described for the corresponding front elements.

Ein Schaltventil 40 und eine Steuerkammer 41 sind ebenfalls in dem hinteren Gehäuse 5 vorgesehen. Ein Gleitelement 42 ist drehbar auf der Antriebswelle 12 so angebracht, daß es in der axialen Richtung der Antriebswelle 12 gleitend ist. Das Gleitelement 42 ist mit einem sphärischen Tragabschnitt 43 an einem Ende davon nahe dem planaren Plattenabschnitt 20 der Antriebswelle 12 versehen. Der sphärische Tragabschnitt 43 ermöglicht dem Mittelabschnitt der Schiefscheibe 18, daß er um die Achse der Antriebswelle 12 drehen kann und sich in die axiale Richtung bewegen kann. Das Gleitelement 42 weist einen Flanschabschnitt 44 auf, der mit einem Ende einer Spule 46 durch ein zweites Drucklager 45 verbunden ist.A switching valve 40 and a control chamber 41 are also provided in the rear housing 5. A sliding member 42 is rotatably mounted on the drive shaft 12 so as to slide in the axial direction of the drive shaft 12. The sliding member 42 is provided with a spherical support portion 43 at one end thereof near the planar plate portion 20 of the drive shaft 12. The spherical support portion 43 allows the center portion of the swash plate 18 to rotate about the axis of the drive shaft 12 and to move in the axial direction. The sliding member 42 has a flange portion 44 connected to one end of a spool 46 through a second thrust bearing 45.

Die Spule 46 weist einen ringförmigen Kolbenabschnitt 47, der an dem äußeren Ende der Spule 46 gebildet ist und in die hintere Ansaugkammer 32 eingeführt ist zum Unterteilen der Kammer in die hintere Ansaugkammer 32 und die Steuerkammer 41, und einen zylindrischen Abschnitt 48, der sich koaxial zu der Antriebswelle 12 und dem Gleitelement 42 von dem Kolbenabschnitt 47 zu dem inneren des Zylinderblockes 3 erstreckt, auf. Der zylindrische Abschnitt 48 der Spule 46 ist gleitend verschiebbar in einem zylindrischen Abschnitt 3d eingeführt, der in dem hinteren Zylinderblock 3b gebildet ist. Somit wird die Bewegung der Spule 46 in der axialen Richtung auf das Gleitelement 42 durch das zweite Drucklager 45 und den Flanschabschnitt 44 übertragen. Ein erstes Drucklager 49 ist ebenfalls auf der Antriebswelle 12 an der vorderen Seite des planaren Plattenabschnittes 20 vorgesehen und zwischen dem planaren Plattenabschnitt 20 und der Antriebswelle 12 und einer Rückhalteschulter 3c, die in dem vorderen Zylinderblock 3a vorgesehen ist, zum Übertragen eines Schubes auf die Antriebswelle 12 geklemmt.The spool 46 has an annular piston portion 47 formed at the outer end of the spool 46 and inserted into the rear suction chamber 32 for dividing the chamber into the rear suction chamber 32 and the control chamber 41, and a cylindrical portion 48 extending coaxially with the drive shaft 12 and the sliding member 42 from the piston portion 47 to the interior of the cylinder block 3. The cylindrical portion 48 of the spool 46 is slidably inserted into a cylindrical portion 3d formed in the rear cylinder block 3b. Thus, the movement of the spool 46 in the axial direction is transmitted to the sliding member 42 through the second thrust bearing 45 and the flange portion 44. A first thrust bearing 49 is also provided on the drive shaft 12 at the front side of the planar plate portion 20 and is clamped between the planar plate portion 20 and the drive shaft 12 and a retaining shoulder 3c provided in the front cylinder block 3a for transmitting a thrust to the drive shaft 12.

Es wird Bezug genommen auf Figur 2a, der Kolben 17 enthält einen Kolbenboden 17b an jedem Ende. Der Kolben 17 ist derart geformt, daß der mittlere Abschnitt des Kolbens 17, nämlich der Verbindungsabschnitt 17c, der im wesentlichen halbkreisförmig im Schnitt ist und durch den die zwei Kolbenböden 17b miteinander verbunden sind, betriebsmaßig mit beiden Seiten des Umfangsabschnittes der Schiefscheibe 18 durch die Schuhe 23 verbunden ist. Ein Tragabschnitt 17d, der im Inneren des Verbindungsabschnittes 17c gebildet ist, trägt die Schuhe 23.Referring to Figure 2a, the piston 17 includes a piston crown 17b at each end. The piston 17 is shaped such that the central portion of the piston 17, namely the connecting portion 17c, which is substantially semicircular in section and by which the two piston crowns 17b are connected to each other, is operatively connected to both sides of the peripheral portion of the swash plate 18 through the shoes 23. A support portion 17d formed inside the connecting portion 17c supports the shoes 23.

Der Betrieb des Kompressors wird jetzt beschrieben. Es wird Bezug genommen auf Figur 1, wenn die oben beschriebene elektromagnetische Kupplung in Eingriff steht zum Übertragen des Antriebsdrehmomentes von dem Kraftfahrzeugmotor, beginnt sich die Antriebswelle 12 innerhalb des Zylinderblockes 3 zu drehen. Die Rotation der Antriebswelle 12 wird auf den Arm 19 und die Schiefscheibe 18 zum Drehen der letzteren übertragen. Da die Schiefscheibe 18 relativ zu der Antriebswelle 12 geneigt ist, schwingt die Schiefscheibe 18 gemaß der Rotation der Äntriebswelle 12, so daß sich der Kolben 17 dem Zylinder 7 gemäß dieser schwingenden Bewegung hin- und herbewegt.The operation of the compressor will now be described. Referring to Figure 1, when the above-described electromagnetic clutch is engaged to transmit the drive torque from the automobile engine, the drive shaft 12 starts to rotate within the cylinder block 3. The rotation of the drive shaft 12 is transmitted to the arm 19 and the swash plate 18 to rotate the latter. Since the swash plate 18 is inclined relative to the drive shaft 12, the swash plate 18 oscillates in accordance with the rotation of the drive shaft. 12, so that the piston 17 of the cylinder 7 moves back and forth according to this oscillating movement.

Wenn die Auslaßverdrängung des Kompressors auf einem maximalen Niveau gehalten werden muß, wird das Schaltventil 40 umgeschaltet, so daß die Steuerkammer 41 in Verbindung mit der hinteren Auslaßkammer 33 kommt. Dann ist der auf die rechte Seite des Kolbenabschnittes 47 ausgeübte Druck der Spule 46 höher als der Druck, der auf die linke Seite ausgeübt wird, so daß sich die Spule 46 nach links bewegt. Zur gleichen Zeit bewegen sich der Mittelabschnitt der Schiefscheibe 18 und des Gleitelementes 42 nach links, so daß das linke Ende des Gleitelementes 42 in Kontakt mit dem planaren Plattenabschnitt 20 der Antriebswelle 12 gebracht wird. Durch die linksseitige Bewegung der Schiefscheibe 18 wird der vorstehende Abschnitt der Schiefscheibe 18 mit dem Stift 21 nach links relativ zu dem planaren Plattenabschnitt 20 der Antriebswelle 12 so bewegt, daß sich der Stift 21 entlang des Langloches 22 des planaren Plattenabschnittes 20 zu dem linken oberen Ende bewegt. Gemäß der Bewegung nach links oben des Stiftes 21 wird die Schiefscheibe 18 um die Mitte des sphärischen Tragabschnittes 43 des Gleitelementes 42 zum Erzeugen eines großen Neigungswinkels gedreht.When the discharge displacement of the compressor must be maintained at a maximum level, the switching valve 40 is switched so that the control chamber 41 comes into communication with the rear discharge chamber 33. Then, the pressure of the spool 46 exerted on the right side of the piston portion 47 is higher than the pressure exerted on the left side, so that the spool 46 moves to the left. At the same time, the center portion of the swash plate 18 and the sliding member 42 move to the left so that the left end of the sliding member 42 is brought into contact with the planar plate portion 20 of the drive shaft 12. By the leftward movement of the swash plate 18, the protruding portion of the swash plate 18 with the pin 21 is moved to the left relative to the planar plate portion 20 of the drive shaft 12 so that the pin 21 moves along the elongated hole 22 of the planar plate portion 20 to the left upper end. According to the leftward movement of the pin 21, the swash plate 18 is rotated about the center of the spherical support portion 43 of the sliding member 42 to produce a large inclination angle.

Weiterhin wird der Kolben 17 in dem Zylinder hin- und herbe- wegt. Während sich der Kolben 17 hin- und herbewegt, wird Kühl-Furthermore, the piston 17 is moved back and forth in the cylinder. While the piston 17 moves back and forth, cooling

mittel abwechselnd in die Vorder- und Rückseitenarbeitskammer 15 und 16 gezogen und komprimiert.medium is alternately drawn and compressed into the front and rear working chambers 15 and 16.

Das Kühlmittel wird in den Kompressor aus dem Kühlmittelkreislauf durch die Kurbelkammer 18 zu der vorderen und hinteren Ansaugkammer 34 und 32 eingeführt und tritt zu dem Kühlmittelkreislauf durch die vordere und hintere Auslaßkammer 25 und 33 aus. Wie oben beschrieben wurde, wird die Schiefscheibe 18 in die axiale Richtung der Antriebswelle 12 bewegt, so daß der Neigungswinkel geändert wird, und die Mittelposition ist im wesentlichen an der Mitte der Längsrichtung des Zylinders 7 angeordnet. Wenn sich daher der Kolben 17 über einen vollständigen Hub hin- und herbewegt, wird ein Kompressionsverlust in der Vorder- und Rückseitenarbeitskammer 15 und 16 vermieden. Das auf die gleiche Weise komprimierte Kühlmittel wird entweder von der Vorder- oder Rückseitenarbeitskammer 15 und 16 ausgegeben. Folglich wird der Fluß von Kühlmittel entweder in der Vorder- oder Rückseitenarbeitskammer 15 und 16 erzeugt, das Antriebswellenabdichtlager 14 steht in Kontakt mit dem Kühlmittelfluß und die aufgrund der Reibung mit der Antriebswelle 12 erzeugte Wärme wird durch das Kühlmittel entfernt.The refrigerant is introduced into the compressor from the refrigerant circuit through the crank chamber 18 to the front and rear suction chambers 34 and 32 and exits to the refrigerant circuit through the front and rear discharge chambers 25 and 33. As described above, the swash plate 18 is moved in the axial direction of the drive shaft 12 so that the inclination angle is changed, and the center position is located substantially at the center of the longitudinal direction of the cylinder 7. Therefore, when the piston 17 reciprocates over a complete stroke, a compression loss in the front and rear working chambers 15 and 16. The coolant compressed in the same manner is discharged from either the front or rear working chambers 15 and 16. Consequently, the flow of coolant is generated in either the front or rear working chambers 15 and 16, the drive shaft seal bearing 14 is in contact with the coolant flow, and the heat generated due to the friction with the drive shaft 12 is removed by the coolant.

Wenn die Auslaßverdrängung des Kompressors auf einem minimalen Niveau gehalten werden muß, versetzt das Umschalten des Schaltventiles 40 die Steuerkammer 41 in Verbindung mit der hinteren Ansaugkammer 32. Wenn die Antriebswelle 12 unter dieser Bedingung gedreht wird, verursacht die Schiefscheibe 18, daß sich der Kolben 17 nach rechts bewegt. Als Resultat der rückstellenden Kraft, die auf den Kolben 17 ausgeübt wird, wird eine Kraft, die den Neigungswinkel der Schiefscheibe 18 verringert, auf die Schiefscheibe 18 ausgeübt. Es wird nämlich die Kraft, die die Schiefscheibe 18 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinne dreht, auf die Schiefscheibe 18 durch den Kolben 17 ausgeübt.When the discharge displacement of the compressor must be kept at a minimum level, the switching of the switching valve 40 places the control chamber 41 in communication with the rear suction chamber 32. When the drive shaft 12 is rotated under this condition, the swash plate 18 causes the piston 17 to move to the right. As a result of the restoring force exerted on the piston 17, a force which reduces the inclination angle of the swash plate 18 is exerted on the swash plate 18. Namely, the force which rotates the swash plate 18 counterclockwise is exerted on the swash plate 18 by the piston 17.

Die auf die Schiefscheibe 18 ausgeübte Kraft ist begrenzt, da der Stift 21 gleitend in Eingriff mit dem Langloch 22 steht, und eine Kraft, die die Mittenposition der Schiefscheibe 18 w rechts in die axiale Richtung der Antriebswelle 12 preßt, wird erzeugt. Die Kraftkomponente wird auf die Spule 46 durch das Gleitelement 42 übertragen. Wie oben beschrieben wurde, bewegt sich, da eine Druckdifferenz nicht zwischen den beiden Seiten des Kolbenabschnittes 47 der Spule 46 erzeugt wird, der Kolbenabschnitt 47 nach rechts. Somit wird der Neigungswinkel der Schiefscheibe 18 verringert und zur gleichen Zeit der Mittenabschnitt der Schiefscheibe 18 zu der Rückseitenarbeitskammer 16 bewegt. Die Totlage in der Rückseitenarbeitskammer 16 wird im wesentlichen an der gleichen Position wie in dem Fall des oben beschriebenen Betriebes der maximalen Verdrängung gehalten. Weiterhin weist jeder Kolben 17 eine innere Oberfläche 300c auf, die an dessen Innenseite gebildet ist. Ein Freiraum von ungefähr 2 bis 3 mm existiert zwischen dein äußersten radialen Ende 18a der Schiefscheibe 18 und einem jeden Kolben 17, da ein Schiefscheibenkompressor mit variabler Verdrängung einen relativ großen Freiraum zum Variieren der Kapazität der Kompression durch Anderung des Kolbenhubes benötigt.The force applied to the swash plate 18 is limited because the pin 21 is slidably engaged with the elongated hole 22, and a force that presses the center position of the swash plate 18 to the right in the axial direction of the drive shaft 12 is generated. The force component is transmitted to the spool 46 through the sliding member 42. As described above, since a pressure difference is not generated between the both sides of the piston portion 47 of the spool 46, the piston portion 47 moves to the right. Thus, the inclination angle of the swash plate 18 is reduced and at the same time, the center portion of the swash plate 18 is moved toward the rear side working chamber 16. The dead point in the rear side working chamber 16 is maintained at substantially the same position as in the case of the maximum displacement operation described above. Further, each piston 17 has an inner surface 300c formed on the inside thereof. A clearance of approximately 2 to 3 mm exists between the outermost radial end 18a of the swash plate 18 and each piston 17, since a variable displacement swash plate compressor requires a relatively large clearance for varying the compression capacity by changing the piston stroke.

Unglücklicherweise erlaubt dieser relativ große Freiraum dem Kolben 17, innerhalb des Zylinders 7 zu drehen und Geräusch aufgrund der Zusammenstöße zwischen der inneren Oberfläche 300c des Kolbens 17 und dem äußersten radialen Ende 18a der Schiefscheibe 18 zu erzeugen. Daher ist jeder Kolben 17 mit einem Rotationsverhinderungsmittel 300 versehen, das an dem Mittelabschnitt des Kolbens 17 angeformt ist und sich radial davon weg erstreckt. Es wird Bezug genommen auf Figuren 2a und 2b, das Rotationsverhinderungsmittel 300 weist eine erste Oberfläche 300a, die auf der oberen Oberfläche davon gebildet ist, und eine zweite Oberfläche 300b, die an dem radialen Ende davon gebildet ist, auf. Das Rotationsverhinderungsmittel 300 ist an das Eingreifen in eine Ausnehmung 310 angepaßt, die in der Wand eines jeden Zylinders 7 gebildet. Es ist zu sehen, daß das Rotationsverhinderungsmittel 300 und die Ausnehmung 310 zusammenarbeiten, um den Kolben 7 an der Rotation um seine eigene Achse zu hindern, wodurch Geräusch während des Betriebes des Kompressors unterdrückt wird.Unfortunately, this relatively large clearance allows the piston 17 to rotate within the cylinder 7 and generate noise due to the collisions between the inner surface 300c of the piston 17 and the outermost radial end 18a of the swash plate 18. Therefore, each piston 17 is provided with a rotation preventing means 300 formed on the central portion of the piston 17 and extending radially therefrom. Referring to Figures 2a and 2b, the rotation preventing means 300 has a first surface 300a formed on the upper surface thereof and a second surface 300b formed on the radial end thereof. The rotation preventing means 300 is adapted to engage a recess 310 formed in the wall of each cylinder 7. It can be seen that the rotation preventing means 300 and the recess 310 cooperate to prevent the piston 7 from rotating about its own axis, thereby suppressing noise during operation of the compressor.

Bei dieser Konfiguration sind jedoch sowohl die Oberfläche der Ausnehmung 310 des Zylinderblockes 3 als auch die erste Oberfläche 300a des Rotationsverhinderungsmittels 300 bevorzugt als feine Oberflächen gebildet, die in einem Endbearbeitungsvorgang bearbeitet sind, damit sie weich gegeneinander gleiten. Zum Schneiden und Gleiten der Oberfläche der Ausnehmung 310 des Zylinderblockes 300 mit einer Drehbank und einem Endbearbeitungswerkzeug verbraucht viel Zeit und Energie, da die Ausnehmung 310 im Inneren des Zylinderblockes vorgesehen ist, der verschiedene Vorsprünge enthält, die bei dem Fräsen stören. Weiterhin sind die oben beschriebenen Oberflächen relativ breit. Als Resultat weist dieser Kompressor eine verringerte Produktivität und hohe Herstellungskosten auf.However, in this configuration, both the surface of the recess 310 of the cylinder block 3 and the first surface 300a of the rotation preventing means 300 are preferably formed as fine surfaces machined in a finishing process so as to slide smoothly against each other. Cutting and sliding the surface of the recess 310 of the cylinder block 300 with a lathe and a finishing tool consumes much time and energy because the recess 310 is provided inside the cylinder block which includes various projections that interfere with the milling. Furthermore, the surfaces described above are relatively wide. As a result, this compressor has reduced productivity and high manufacturing costs.

SUMMARY OF THE INVENTION

Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Kolbenkompressor und insbesondere einen Schiefscheibenkompressor variabler Verdrängung vorzusehen, der leicht und billig hergestellt werden kann.It is an object of the invention to provide a piston compressor and, in particular, a swash plate compressor of variable displacement, which can be manufactured easily and inexpensively.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Kolbenkompressor und insbesondere einen Schiefscheibenkompressor variabler Verdrängung vorzusehen, der überlegene Dauerhaftigkeit in bezug auf einen Kolbenrotationsverhinderungsmechanismus aufweist.It is a further object of the invention to provide a piston compressor, and in particular a variable displacement swash plate compressor, which has superior durability with respect to a piston rotation preventing mechanism.

Ein Kolbenkompressor gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.A piston compressor according to the present invention is defined in claim 1.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erf indung werden aus der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die geeigneten Figuren verständlich.Further objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the appropriate figures.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Figur 1 ist eine Längsschnittansicht eines Schiefscheibenkühlkompressors mit einem variablen Verdrängungsmechanismus gemäß dem Stand der Technik.Figure 1 is a longitudinal sectional view of a swash plate refrigeration compressor with a variable displacement mechanism according to the prior art.

Figur 2a ist eine perspektivische Ansicht eines Kolbens in dem in Figur 1 gezeigten Kompresssor.Figure 2a is a perspective view of a piston in the compressor shown in Figure 1.

Figur 2b ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 2b-2b in Figur 1 genommen ist.Figure 2b is a cross-sectional view taken along line 2b-2b in Figure 1.

Figur 3a ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben zur Benutzung in einem Kolbenkompressor zeigt.Figure 3a is a perspective view showing a piston for use in a reciprocating compressor.

Figur 3b ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 2b-2b in Figur 1 genommen ist.Figure 3b is a cross-sectional view taken along line 2b-2b in Figure 1.

Figur 4a ist eine perspektivische Ansicht, die einen anderen Kolben zur Benutzung in einem Kolbenkompressor zeigt.Figure 4a is a perspective view showing another piston for use in a reciprocating compressor.

Figur 4b ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 2b-2b in Figur 1 genommen ist.Figure 4b is a cross-sectional view taken along line 2b-2b in Figure 1.

Figur 5a ist eine perspektivische Ansicht, die einen weiteren Kolben zur Benutzung in einem Kolbenkompressor zeigt.Figure 5a is a perspective view showing another piston for use in a piston compressor.

Figur 5b ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 2b-2b in Figur 1 genommen ist.Figure 5b is a cross-sectional view taken along line 2b-2b in Figure 1.

Figur 6a ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben zur Benutzung in einem Kolbenkompressor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.Figure 6a is a perspective view showing a piston for use in a reciprocating compressor according to a first embodiment of the present invention.

Figur 6b ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 2b-2b in Figur 1 gemäß der ersten Ausführungsform genommen ist.Figure 6b is a cross-sectional view taken along line 2b-2b in Figure 1 according to the first embodiment.

Figur 7a ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben zur Benutzung in einem Kolbenkompressor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.Figure 7a is a perspective view showing a piston for use in a reciprocating compressor according to a second embodiment of the present invention.

Figur 7b ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 2b-2b in Figur 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genommen ist.Figure 7b is a cross-sectional view taken along line 2b-2b in Figure 1 according to the second embodiment of the present invention.

Figur 8a ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kolben zur Benutzung in einem Kolbenkompressor zeigt.Figure 8a is a perspective view showing a piston for use in a reciprocating compressor.

Figur 8b ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 2b-2b genommen ist.Figure 8b is a cross-sectional view taken along line 2b-2b.

Figur 9a ist eine schematische Ansicht, die zwei Kolben zeigt, die sich in einer Hin- und Herkompressionsbewegung bewegen, wobei deren Rotationsverhinderungsmittel gegeneinander gemäß der Figuren 8a und 8b gleiten.Figure 9a is a schematic view showing two pistons moving in a reciprocating compression motion, with their rotation preventing means sliding against each other according to Figures 8a and 8b.

Figur 9b ist ein Diagramm, das die Abstandsänderungen zwischen einem axialen Ende eines Kolbens und einem axialen Ende des anderen Kolbens gemäß von Rotationswinkeländerungen einer v Schiefscheibe gemaß Figuren 8a und 8b zeigt.Figure 9b is a diagram showing the distance changes between an axial end of one piston and an axial end of the other piston according to rotation angle changes of a v swash plate according to Figures 8a and 8b.

DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind ähnlich dem in Figur 1 gezeigten Kompressor mit der Ausnahme der Konstruktion des Rotationsverhinderungsmechanismus der Kolben innerhalb der Zylinder. Daher sind ähnliche Teile durch die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 dargestellt, und die detaillierte Beschreibung ähnlicher Teile wird zum Vereinfachen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen weggelassen. 0bwohl weiterhin die folgende Beschreibung der bevorzugten Aus führungs formen sich auf einen Schiefscheibenkompressor bezieht, ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen Schiefscheibenkompressor beschränkt.The preferred embodiments of the present invention are similar to the compressor shown in Figure 1 except for the construction of the rotation preventing mechanism of the pistons within the cylinders. Therefore, similar parts are represented by the same reference numerals as in Figure 1, and the detailed description of similar parts is omitted for the sake of simplicity of the following description of the preferred embodiments. Furthermore, although the following description of the preferred embodiments refers to a swash plate compressor, the present invention is not limited to a swash plate compressor.

Es wird Bezug genommen auf Figuren 3a und 3b, ein Kolben 17 ist dargestellt. Der Kolben 17 enthält einen Kolbenboden 17b an jedem seiner Enden. Der Kolben 17 weist einen Verbindungsabschnitt 17c auf, der in der Mitte des Kolbens 17 zwischen den Kolbenböden 17b angeordnet ist. Der Verbindungsabschnitt 17c ist im wesentlichen von halbkreisförmigem Querschnitt und verbindet die zwei Kolbenböden 17b miteinander. Weiterhin ist der Verbindungsabschnitt 17c betriebsmäßig mit beiden Seiten des Umfangsabschnittes der Schiefscheibe 18 über Schuhe 23 verbunden. Ein Tragabschnitt 17d, der innerhalb des Verbindungsabschnittes 17c gebildet ist, trägt die Schuhe 23. Jeder Kolben 17 ist mit einem Vorsprung 301 versehen, der an den Kolben 17 angeformt ist und bogenförmig gebildet ist und sich radial von der Mitte des Verbindungsabschnittes 17c des Kolbens 17 erstreckt. Der Vorsprung 301 weist radiale Endabschnitte 301a auf, die eine sich verjüngende Form aufweisen. Schrauben 6 sind entsprechend zwischen jedem Kolben 17 durch das vordere Gehäuse 2, den Zylinderblock 3 und das hintere Gehäuse 5 vorgesehen, wobei sie diese als einen Körper verbinden und parallel zu der Längsachse der Antriebswelle 12 vorgesehen sind. Beide radialen Endabschnitte 301a des Vorsprunges 301 stoßen gleitend gegen die Umfangsoberflächen 6a der Schrauben 6, so daß der Vorsprung 301 und die Schrauben 6 miteinander zusammenwirken zum Verhindern, daß der Kolben 17 sich um seine eigene Achse dreht.Referring to Figures 3a and 3b, a piston 17 is shown. The piston 17 includes a piston crown 17b at each end thereof. The piston 17 has a connecting portion 17c located in the center of the piston 17 between the piston crowns 17b. The connecting portion 17c is substantially semi-circular in cross-section and connects the two piston crowns 17b to each other. Furthermore, the connecting portion 17c is operatively connected to both sides of the peripheral portion of the swash plate 18 via shoes 23. A support portion 17d formed inside the connecting portion 17c supports the shoes 23. Each piston 17 is provided with a projection 301 integral with the piston 17 and formed in an arc shape and extending radially from the center of the connecting portion 17c of the piston 17. The projection 301 has radial end portions 301a having a tapered shape. Bolts 6 are respectively provided between each piston 17 through the front housing 2, the cylinder block 3 and the rear housing 5, connecting them as one body and provided parallel to the longitudinal axis of the drive shaft 12. Both radial end portions 301a of the projection 301 slidably abut against the circumferential surfaces 6a of the screws 6, so that the projection 301 and the screws 6 cooperate with each other to prevent the piston 17 from rotating about its own axis.

Es wird Bezug genommen auf Figuren 4a und 4b, ein anderer Kolben 17 ist gezeigt. Der Kolben 17 kann einen Vorsprung 302 enthalten, der rechteckig und konvex in der Form an der Oberf läche des Kolbens 17 ist und sich nach außen rechteckig von der Mitte des Verbindungsabschnittes 17c des Kolbens 17 erstreckt. Der Vorsprung 302 enthält eine Rille 302a, die im wesentlichen halbzylindrisch in der Form ist, parallel zu dem Kolben 17 ist und an der Endoberfläche des Vorsprunges 302 gebildet ist. Die Umfangsoberfläche 6a des Bolzens 6 ist gleitend zum Passen in die Rille 302a ausgelegt, so daß der Vorsprung 302 und die 3cliraube 6 zusammenwirken zum Verhindern, daß sich der Kolben 17 um seine eigene Achse dreht.Referring to Figures 4a and 4b, another piston 17 is shown. The piston 17 may include a projection 302 which is rectangular and convex in shape on the surface of the piston 17 and extends outwardly rectangularly from the center of the connecting portion 17c of the piston 17. The projection 302 includes a groove 302a which is substantially semi-cylindrical in shape, parallel to the piston 17 and formed on the end surface of the projection 302. The peripheral surface 6a of the bolt 6 is slidably adapted to fit into the groove 302a so that the projection 302 and the bolt 6 cooperate to prevent the piston from 17 rotates around its own axis.

Es wird Bezug genommen auf Figuren 5a und 5b, ein weiterer Kolben 17 ist gezeigt. Der Kolben 17 kann ein Paar von Vorsprüngen 303 enthalten, die flügelförmig sind und sich von beiden Seiten der Mitte des Verbindungsabschnittes 17c des Kolbens 17 erstrecken. Die Vorsprünge 303 enthalten Rillen 303a, die im wesentlichen halbzylindrisch in der Form sind, parallel zu dem Kolben 17 sind und an den Endoberflächen der Vorsprünge 303 gebildet sind. Die Umfangsoberflächen 6a der Schrauben 6 sind gleitend ausgelegt zum Passen in die Rillen 303a, so daß die Vorsprünge 303 und die Schrauben 6 zusammenwirken zum Verhindern, daß sich der Kolben 17 um seine eigene Achse dreht.Referring to Figures 5a and 5b, another piston 17 is shown. The piston 17 may include a pair of projections 303 which are wing-shaped and extend from both sides of the center of the connecting portion 17c of the piston 17. The projections 303 include grooves 303a which are substantially semi-cylindrical in shape, are parallel to the piston 17 and are formed on the end surfaces of the projections 303. The peripheral surfaces 6a of the screws 6 are slidably designed to fit into the grooves 303a so that the projections 303 and the screws 6 cooperate to prevent the piston 17 from rotating about its own axis.

Es wird Bezug genommen auf Figuren 6a und 6b, ein Kolben 17 ist entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Kolben 17 enthält einen Vorsprung 304, der rechteckig und konvex in der Form an der Oberfläche des Kolbens 17 ist und sich nach außen rechteckig von der Mitte des Verbindungsabschnittes 17c des Kolbens 17 erstreckt. Das Gehäuse 3 ist mit einem Ringteil 50 versehen, das wie eine kreisförmige Platte geformt ist und innerhalb des Gehäuses 3 befestigt ist. Das Ringteil 50 enthält einen ausgeschnittenen Abschnitt 50a, der wie eine rechteckige Kerbe geformt ist und aus dem inneren Bereich des Ringteiles 50 ausgeschnitten ist. Die äußere Umfangsoberfläche 304a des Vorsprunges 304 ist gleitend ausgelegt zum Passen in die Umfangsoberfläche 50d des ausgeschnittenen Abschnittes 50a des Ringteiles 50, so daß das Ringteil 50 und der Vorsprung 304 des Kolbens 17 Zusammenwirken zum Verhindern, daß sich der Kolben 17 um seine eigene Achse dreht.Referring to Figures 6a and 6b, a piston 17 is shown according to the first embodiment of the present invention. The piston 17 includes a projection 304 which is rectangular and convex in shape on the surface of the piston 17 and extends outwardly rectangularly from the center of the connecting portion 17c of the piston 17. The housing 3 is provided with a ring member 50 shaped like a circular plate and fixed inside the housing 3. The ring member 50 includes a cut-out portion 50a shaped like a rectangular notch and cut out from the inner area of the ring member 50. The outer peripheral surface 304a of the projection 304 is slidably designed to fit into the peripheral surface 50d of the cut-out portion 50a of the ring member 50 so that the ring member 50 and the projection 304 of the piston 17 cooperate to prevent the piston 17 from rotating about its own axis.

Es wird Bezug genommen auf Figuren 7a und 7b, ein Kolben 17 ist gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Jeder Kolben 17 kann mit einer Rille 305 versehen sein, die rechteckig und konvex in der Form an der Oberfläche des Kolbens 17 ist und an der Oberfläche des Verbindungsabschnittes 17c des Kolbens 17 gebildet ist und sich axial entlang des Kolbens 17 erstreckt. Das Ringteil 50 kann Vorsprünge 50b enthalten, die sich radial nach innen von dem Ringteil 50 erstrecken. Die Umfangsoberflächen 50c der Vorsprünge 50b des Ringteiles 50 sind gleitend ausgelegt zum Passen in die Rille 305 des Kolbens 17, so daß das Ringteil 50 und die Rille 305 zusammenwirken zum Verhindern, daß sich der Kolben 17 um seine eigene Achse dreht.Referring to Figures 7a and 7b, a piston 17 is shown according to the second embodiment of the present invention. Each piston 17 may be provided with a groove 305 which is rectangular and convex in shape on the surface of the piston 17 and formed on the surface of the connecting portion 17c of the piston 17 and extending axially along the piston 17. The ring member 50 may have projections 50b extending radially inwardly from the ring member 50. The peripheral surfaces 50c of the projections 50b of the ring member 50 are slidably adapted to fit into the groove 305 of the piston 17 so that the ring member 50 and the groove 305 cooperate to prevent the piston 17 from rotating about its own axis.

Es wird Bezug genommen auf Figuren 8a und 8b, ein anderer Kolben 17 ist gezeigt. Jeder Kolben 17 ist mit einem Vorsprung 306 versehen, der an der Mitte des Verbindungsabschnittes 17c des Kolbens 17 angeformt ist, sich bogenförmig und radial davon erstreckt. Jeder axiale Endabschnitt 306a des Vorsprunges 306 stößt gegen den benachbarten axialen Endabschnitt 306a, so daß die benachbarten Endabschnitte gegeneinander gleiten, während sich die Kolben 17 hin- und herbewegen.Referring to Figures 8a and 8b, another piston 17 is shown. Each piston 17 is provided with a projection 306 formed at the center of the connecting portion 17c of the piston 17 and extending arcuately and radially therefrom. Each axial end portion 306a of the projection 306 abuts against the adjacent axial end portion 306a so that the adjacent end portions slide against each other as the pistons 17 reciprocate.

Die oben beschriebenen Oberflächen des Rotationsverhinderungsmittels, die an dem Kolben 17 gebildet sind, wie der radiale Endabschnitt 301a in Figuren 3a und 3b, die Rille 302a in Figuren 4a und 4b, die Rille 303a in Figuren 5a und 5b, die äußere Umfangsoberfläche 304a in Figuren 6a und 6b, die Rille 305 in Figuren 7a und 7b und die axiale Endoberfläche 306a in Figuren 8a und 8b sind während der Endbearbeitung so gefräst oder geschliffen, daß sie feine Oberflächen aufweisen. Die Oberflächenrauheit (Rs) dieser feinen Oberflächen ist kleiner als ungefähr 1,6um (ANZIG B 46.1-1978). Solche feinen Oberflächen verbessern das Verhalten gegen Festfressen und Abnutzungswiderstand des oben beschriebenen Rotationsverhinderungsmittels, wenn sie gegen die Umfangsoberf lächen 6a oder Schrauben 6 wie in Figuren 3a bis 5b, die Umfangsoberflächen 50d der ausgeschnittenen Abschnitte 50a des Ringteiles 50 wie in Figuren 6a und 6b, die Umfangsoberf lächen 50c der Vorsprünge 50b des Ringteiles 50 wie in Figuren 7a und 7b und die axialen Endoberflächen 306a wie in Figuren 8a und 8b gleiten. Weiterhin sind die Umfangsoberflächen 6a der Schrauben 6, die Umfangsoberflächen 50d der ausgeschnittenen Abschnitte 50a des Ringteiles 50 und die Umfangsoberflächen 50c der Vorsprünge 50b des Ringteiles 50 so gebildet&sub1; daß die feine Qberflächen aufweisen, wie oben beschrieben wurde. Weiterhin können diese Oberflächen durch eine Oberflächenbehandlung beschichte-t werden, wie eine PTFE-Besdhichtung, eine Humierungsbehandlung und eine keramische Beschichtung, nachdem sie in dem Endbearbeitungsvorgang bearbeitet sind, damit eine ausreichende Gleitfähigkeit, ein Abnutzungswiderstand und einer Dauerhaftigkeit vorgesehen werden.The above-described surfaces of the rotation preventing means formed on the piston 17, such as the radial end portion 301a in Figs. 3a and 3b, the groove 302a in Figs. 4a and 4b, the groove 303a in Figs. 5a and 5b, the outer peripheral surface 304a in Figs. 6a and 6b, the groove 305 in Figs. 7a and 7b and the axial end surface 306a in Figs. 8a and 8b are milled or ground during finishing to have fine surfaces. The surface roughness (Rs) of these fine surfaces is less than about 1.6 µm (ANZIG B 46.1-1978). Such fine surfaces improve the anti-seizure and wear resistance of the above-described rotation preventing means when they slide against the peripheral surfaces 6a of the screws 6 as in Figs. 3a to 5b, the peripheral surfaces 50d of the cut-out portions 50a of the ring member 50 as in Figs. 6a and 6b, the peripheral surfaces 50c of the projections 50b of the ring member 50 as in Figs. 7a and 7b, and the axial end surfaces 306a as in Figs. 8a and 8b. Furthermore, the peripheral surfaces 6a of the screws 6, the peripheral surfaces 50d of the cut-out portions 50a of the ring member 50, and the peripheral surfaces 50c of the projections 50b of the ring member 50 are formed to have fine surfaces as described above. Furthermore, these surfaces may be coated by a surface treatment such as a PTFE coating, a humification treatment and a ceramic coating after they are processed in the finishing process in order to provide sufficient lubricity, wear resistance and durability.

Daher ist bei dieser Erfindung das Gebiet der oben beschriebenen gleitenden Kontaktoberflächen, die so bearbeitet sind, daß sie feine 0berflächen aufweisen, wesentlich kleiner als das von dem Stand der Technik, da die verschiedenen Ausführungsformen des Rotationsverhinderungsmittels des Kolbens 17 so ausgelegt sind, daß sie teilweise auf Rotationsverhinderungsteilen gleiten, die an der Innenseite des Zylinderblockes 3 oder Schrauben 6 befestigt sind. Weiter ist es nicht notwendig, die Innenoberfläche des Zylinderblockes 3 mit einem Endbearbeitungswerkzeug zu bearbeiten, da andere Teile wie das Ringteil 50 vorgesehen sind, so daß sie gleitend in Kontakt mit dem oben beschriebenen Rotationsverhinderungsmittel des Kolbens 17 stehen und den Kolben 17 daran hindern, daß er sich um seine eigene Achse dreht.Therefore, in this invention, the area of the above-described sliding contact surfaces machined to have fine surfaces is considerably smaller than that of the prior art, since the various embodiments of the rotation preventing means of the piston 17 are designed to partially slide on rotation preventing members fixed to the inside of the cylinder block 3 or bolts 6. Further, it is not necessary to machine the inside surface of the cylinder block 3 with a finishing tool, since other members such as the ring member 50 are provided to slidably contact the above-described rotation preventing means of the piston 17 and prevent the piston 17 from rotating about its own axis.

Zusätzlich in Bezug auf den Kolben, wie er in Figuren 8a und 8b gezeigt ist, wird Bezug genommen auf Figuren 9a und 9b, die Zeitdauer, während der der axiale Endabschnitt 306a des Vorsprunges 306 glatt auf einem benachbarten axialen Endabschnitt 306a' gleitet, ist geringer als die Zeitdauer, während der die kontaktierenden Oberflächen gegeneinander in der ersten bis fünften Ausführungsform gleiten. Diese Gleitperiode ist kürzer, da der Kolben 17 und der benachbarte Kolben 17' sich zusammen hin- und herbewegen und einen konstanten Abstand A zwischen dem axialen Ende des Kolbens 17 und dem axialen Ende des benachbarten Kolbens 17' aufrechterhalten, bis sie an der unteren Totlage oder der oberen Totlage angekommen, und da der axiale Endabschnitt 306a und der benachbarte axiale Endabschnitt 306a' nur unmittelbar vor und nach der Ankunft an der unteren Totlage oder der oberen Totlage des Kolbens 17 bzw. des benachbarten Kolbens 17' glatt aufeinander gleiten. Folglich kann übermäßige Abnutzung des Rotationsverhinderungsmittels wie die axialen Endabschnitte 306a und 306a' effektiv verhindert werden.In addition, with respect to the piston as shown in Figures 8a and 8b, referring to Figures 9a and 9b, the time period during which the axial end portion 306a of the projection 306 smoothly slides on an adjacent axial end portion 306a' is less than the time period during which the contacting surfaces slide against each other in the first to fifth embodiments. This sliding period is shorter because the piston 17 and the adjacent piston 17' reciprocate together and maintain a constant distance A between the axial end of the piston 17 and the axial end of the adjacent piston 17' until they arrive at the bottom dead position or the top dead position, and because the axial end portion 306a and the adjacent axial end portion 306a' slide smoothly on each other only immediately before and after the arrival at the bottom dead position or the top dead position of the piston 17 and the adjacent piston 17', respectively. Consequently, excessive wear of the rotation preventing means such as the axial end portions 306a and 306a' can be effectively prevented.

Claims

1. Piston compressor with

a compressor housing (1, 3, 5) enclosing a crank chamber, a suction chamber and a discharge chamber therein, the compressor housing containing a cylinder block (3);

a plurality of cylinders (7) formed in the cylinder block (3);

a plurality of pistons (17) slidably provided in each of the cylinders (7), each piston having a corresponding axis;

a drive shaft (12) which is rotatably mounted in the cylinder block (3);

a disc (18) which is tiltably connected to the drive shaft (13);

a bearing (23) which connects the disc (18) to the pistons (17) in such a way that the pistons (17) can be driven in a reciprocating movement within the cylinders (7) when the disc (18) rotates;

at least one working chamber (32, 33) defined by an end of each of the pistons (17) and an inner surface of each of the cylinders (7);

a support portion (43) provided coaxially with the drive shaft (12) and inclinably supporting a central portion of the disc (18);

a tilt control device (46) which drives the support section (43) axially along the drive shaft (12) to move a central section of the disc (18) axially along the drive shaft (12) to change the angle of inclination of the disc (18), the pistons (17) being designed to be moved back and forth in the cylinders (7) according to an inclination movement of the disc (18); and

a rotation preventing mechanism (300) which prevents each of the pistons (17) from rotating about the corresponding axis, the rotation preventing mechanism (300) comprising a first rotation preventing means formed at a center of the piston (17) and a second rotation preventing means formed within the compressor housing (1, 3, 5), the first rotation preventing means has at least a first sliding surface (304a, 50c) formed thereon, the first sliding surface is formed as a fine surface, the second rotation preventing means has at least a second sliding surface (50d, 50b) formed on a peripheral surface thereof, the first sliding surface of the first rotation preventing means slides smoothly on the second sliding surface of the second rotation preventing means so that the first rotation preventing means and the second rotation preventing means cooperate to prevent each of the pistons (17) from rotating about the corresponding axis;

characterized in that

the second rotation prevention device comprises a ring part (50) which is attached to the inside of the compressor housing (1, 3, 5),

wherein one of the rotation preventing means has a protrusion (304', 50b) which engages with the other rotation preventing means.

2. Piston compressor according to claim 1, characterized in that the projection (304) on the first rotation preventing device is formed so as to extend from a center of the piston (17).

3. Piston compressor according to claim 1, characterized in that a projection (50b) is formed correspondingly for each cylinder in the ring part (50).

4. Piston compressor according to claim 3, characterized in that the first rotation preventing means comprises a groove (50c) formed at a center of the piston (17).

5. A piston compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein the first sliding surface of the first rotation preventing means is formed to be a fine surface having a surface roughness smaller than about 1.6 µm.

6. A piston compressor according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the second sliding surface of the second rotation preventing means is formed to be a fine surface having a surface roughness smaller than approximately 1.6 µm.