DE69724522T2

DE69724522T2 - Kompressor mit variabler Fördermenge sowie Montageverfahren

Info

Publication number: DE69724522T2
Application number: DE69724522T
Authority: DE
Inventors: Masahiro 2-1 Kawaguchi; Masanori 2-1 Sonobe; Ken 2-1 Suitou; Takuya Okuno; Masakazu Murase; Koji Kawamura
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2017-06-19
Also published as: DE69724522D1; CA2208194C; CN1078676C; EP0814263A2; KR100215157B1; EP0814263A3; US5842835A; EP0814263B1; CA2208194A1; CN1174938A; KR980002848A

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kompressor mit variabler Verdrängung, der seine Abgabeverdrängung durch ein Ändern der Neigung einer Taumelscheibe ändert. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Kompressor mit variabler Verdrängung, der einen Verschluss hat zum Definieren der minimalen Neigung der Taumelscheibe und zum Anhalten einer Gasströmung von einem externen Kreislauf in den Kompressor, und auf ein Verfahren zum Zusammenbauen des Kompressors.
ZUGEHÖRIGER STAND DER TECHNIK
Ein typischer Kompressor mit variabler Verdrängung hat eine Drehwelle, einen Satz an Zylinderbohrungen und einen Kolben, der in jeder Bohrung sitzt. Eine Nockenplatte ist durch die Drehwelle in einer Kurbelkammer gestützt. Die Neigung der Nockenplatte wird in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen dem Druck in der Kurbelkammer und dem Druck in den Zylinderbohrungen variiert. Der Hub von jedem Kolben wird in Übereinstimmung mit der Neigung der Nockenplatte variiert. Die Verdrängung des Kompressors wird demgemäss variiert. Der Kompressor ist mit einer Abgabekammer versehen, die mit der Kurbelkammer durch einen Lieferkanal verbunden ist. Ein Verdrängungssteuerventil befindet sich in dem Lieferkanal, um die Strömungsrate an Kühlmittelgas von der Abgabekammer zu der Kurbelkammer zu steuern, wodurch der Druck in der Kurbelkammer gesteuert wird. Die Differenz zwischen dem Druck in der Kurbelkammer und dem Druck in den Zylinderbohrungen wird demgemäss variiert.
Der vorstehend beschriebene Kompressor ist des weiteren mit einem Verschluss versehen, der eine Gasströmung von einem externen Kühlmittelkreislauf in den Kompressor anhält, wenn die Kompressorverdrängung minimal ist. Wie dies in 7 gezeigt ist, ist eine Verschlusskammer 112 an dem mittleren Abschnitt des Zylinderblocks 111 definiert. Ein hohler zylindrischer Verschluss 114 mit einem geschlossenen hinteren Ende ist gleitfähig in der Verschlusskammer 112 untergebracht. Die Kammer 112 hat einen Abschnitt 112a mit einem großen Durchmesser zum Unterbringen des Verschlusses 114 und einen Abschnitt 112b mit einem kleinen Durchmesser, der an dem hinteren Endabschnitt der Kammer 112 definiert ist. Ein Absatz 112c ist durch den Abschnitt 112a mit dem großen Durchmesser und den Abschnitt 112b mit dem kleinen Durchmesser definiert. Beim Zusammenbauen des Kompressors wird der Verschluss 114 in den Abschnitt 112a mit dem großen Durchmesser von dem vorderen Ende (linkes Ende unter Betrachtung von 7) des Zylinderblocks 111 eingeführt.
Ein hinteres Gehäuse 120 ist an der hinteren Endfläche des Zylinderblocks 111 gesichert, wobei eine Ventilplatte 121 sich dazwischen befindet. Ein Saugkanal 113 ist in dem hinteren Gehäuse 120 definiert und ist mit einem (nicht gezeigten) externen Kühlmittelkreislauf verbunden. Der Kanal 113 steht außerdem mit einer Saugkammer 122 in Verbindung, die in dem hinteren Gehäuse 120 definiert ist, durch die Verschlusskammer 112. Eine Positionierfläche 123 ist an der Ventilplatte 121 zwischen der Verschlusskammer 112 und dem Saugkanal 113 ausgebildet. Eine Feder 115 erstreckt sich zwischen dem Absatz 112c der Verschlusskammer 112 und dem Verschluss 114. Die Feder 115 drängt den Verschluss 114 von der Positionierfläche 122 weg.
Ein Radiallager 116 ist an der Innenwand des Verschlusses 114 fixiert. Das hintere Ende der Drehwelle 117 ist durch das Lager 116 gestützt. Das Lager 116 gleitet in bezug auf die Welle 117. Ein Axiallager 119 ist an der Drehwelle 117 gestützt und befindet sich zwischen der Taumelscheibe 118 und dem Verschluss 114. Das Axiallager 119 gleitet entlang der Achse der Drehwelle 117.
Der Verschluss 114 gleitet entlang der Achse der Drehwelle 117 in Übereinstimmung mit der Neigungsbewegung der Taumelscheibe 118. Genauer gesagt befindet sich, wenn die Neigung der Taumelscheibe 118 und die Verdrängung des Kompressors maximal sind, der Verschluss 114 bei einer offenen Position, wie dies durch eine durchgehende Linie in 7 dargestellt ist, um den Saugkanal 113 mit der Saugkammer 112 zu verbinden. Die Verbindung ermöglicht, dass in dem externen Kühlmittelkreislauf befindliches Kühlmittelgas in die Saugkammer 122 über den Kanal 113 eintritt. Das Gas zirkuliert zwischen dem Kompressor und dem Kühlmittelkreislauf.
Die Taumelscheibe 118 bewegt sich nach hinten, wenn ihre Neigung abnimmt. Wenn sie sich nach hinten bewegt, drückt die Taumelscheibe 118 den Verschluss 114 über das Axiallager 119 nach hinten. Demgemäss bewegt sich der Verschluss 114 zu der Positionierfläche 123 hin entgegen der Kraft der Feder 115. Wenn die Taumelscheibe 118 die minimale Neigung erreicht und die Verdrängung des Kompressors minimal ist, liegt das hintere Ende des Verschlusses 114 an der Positionierfläche 123 an, wie dies durch eine Strichpunktlinie mit zwei Punkten in 7 gezeigt ist. Das Anliegen ordnet den Verschluss 123 bei der geschlossenen Position an, um den Einlasskanal 113 und die Saugkammer 122 zu trennen und die Taumelscheibe 118 bei einer vorbestimmten minimalen Neigungsposition zu positionieren.
Der Absatz 112c ist durch den Abschnitt 112a mit dem großen Durchmesser und den Abschnitt 112b mit dem kleinen Durchmesser definiert. Das Ausbilden der Kammer 112 in dem Zylinderblock 111 ist aufwendig und kostspielig.
Die Größe von jedem Teil eines Kompressors hat einen Fehler innerhalb einer vorbestimmten Toleranz. Außerdem hat beim Zusammenbauen des Kompressors die Position von jedem Teil in bezug auf die anderen Teile einen Fehler innerhalb einer vorbestimmten Toleranz. Die Werte der Fehler sind bei jedem Kompressor unterschiedlich. Die Aufsummierung der Fehler innerhalb vorbestimmter Toleranzen bei einem Kompressor kann zu einem Fehler führen, der bedeutsam ist. Die Taumelscheibe 118 ist bei der minimalen Neigungsposition, wenn der Verschluss 114 an der Positionierfläche 123 anliegt. Jedoch weicht diese Position von der vorbestimmten minimalen Neigungsposition um die aufsummierten Fehler ab. Der Betrag der Abweichung ist bei jedem Kompressor unterschiedlich. Somit ist die minimale Verdrängung bei jedem Kompressor unterschiedlich. Wenn die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 118 zu der maximalen Neigungsposition abweicht, ist die minimale Verdrängung des Kompressors erhöht. Anders ausgedrückt erhöht die Abweichung die Arbeit des Kompressors, wenn die Verdrängung minimal ist. Dies erhöht den Leistungsverlust der externen Antriebsquelle und verringert dessen Wirtschaftlichkeit im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch.
Die Drehwelle 117 eines typischen Kompressors mit variabler Verdrängung ist direkt mit einer externen Antriebsquelle wie beispielsweise ein Motor ohne eine elektromagnetische Kupplung zwischen ihnen verbunden. Bei diesem kupplungslosen System arbeitet der Kompressor bei seiner minimalen Verdrängung selbst dann, wenn eine Kühlung nicht erforderlich ist. Daher erhöht eine Zunahme der minimalen Verdrängung des Kompressors den Leistungsverlust der externen Antriebsquelle und verringert dessen Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauchs sogar dann, wenn ein Kühlen nicht erforderlich ist.
Somit muss die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 118 so eingestellt werden, dass sie mit der vorbestimmten minimalen Neigungsposition übereinstimmt, in dem der Verschluss 114, das Axiallager 119 oder andere Teile ersetzt werden. Jedoch hat die Verschlusskammer 112 den Abschnitt 112b mit dem kleinen Durchmesser in dem hinteren Abschnitt des Zylinderblocks 111. Der Verschluss 114 kann daher in die Verschlusskammer 112 bzw. von der Verschlusskammer 112 lediglich von dem vorderen Ende des Zylinderblocks 111 eingeführt und entfernt werden. Somit muss, wenn ein Teil wie beispielsweise der Verschluss 114 oder das Axiallager 119 ersetzt wird, das vordere Ende des Kompressors auseinandergebaut werden. Dies gestaltet das Ersetzen der Teile außerordentlich aufwendig und zeitraubend.
Eine andere Art an Kompressor mit variabler Verdrängung mit sämtlichen in dem Oberbegriff von Anspruch 1 definierten Merkmalen ist aus der Druckschrift DE 44 46 087 A1 bekannt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Demgemäss ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kompressor mit variabler Verdrängung zu schaffen, bei dem die Verschlusskammer zum Unterbringen des Verschlusses mit Leichtigkeit in einem Zylinderblock ausgebildet ist. Eine andere Aufgabe ist es, ein Verfahren zum Zusammenbau zu schaffen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kompressor mit variabler Verdrängung zu schaffen, bei dem die minimale Neigungsposition der Antriebsplatte ohne weiteres einstellbar ist.
Um die vorstehend dargelegte Aufgabe zu lösen, hat der erfindungsgemäße Kompressor einen Zylinderblock mit einer Zylinderbohrung, ein erstes Gehäuse, das an dem ersten Ende des Zylinderblocks angebracht ist, ein zweites Gehäuse, das an dem zweiten Ende des Zylinderblocks angebracht ist, eine Kurbelkammer, die zwischen dem Zylinderblock und dem ersten Gehäuse definiert ist, eine Antriebsplatte, die sich in der Kurbelkammer befindet und an einer Antriebswelle montiert ist, und einen Kolben, der an der Antriebsplatte wirkgekuppelt ist und sich in der Zylinderbohrung befindet. Die Antriebsplatte wandelt die Drehung der Antriebswelle in eine hin- und hergehende Bewegung des Kolbens in der Zylinderbohrung um. Der Kolben komprimiert das Gas, das zu der Zylinderbohrung von einem separaten externen Kreislauf geliefert worden ist, mittels einer Saugkammer und gibt das komprimierte Gas zu dem externen Kreislauf mittels einer Abgabekammer ab. Die Antriebsplatte ist zwischen einer maximalen Neigungsposition und einer minimalen Neigungsposition gemäß einer Differenz zwischen dem Druck in der Kurbelkammer und dem Druck in der Zylinderbohrung neigbar. Der Kolben bewegt sich um einen Hub auf der Grundlage der Neigung der Antriebsplatte, um die Verdrängung des Kompressors zu steuern. Der Zylinderblock hat eine Verschlusskammer, die sich entlang einer Achse der Antriebswelle erstreckt und zu dem ersten Ende und dem zweiten Ende offen ist. Ein Verschlusselement ist in der Verschlusskammer untergebracht und ist entlang der Achse der Antriebswelle beweglich. Das Verschlusselement ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position im Ansprechen auf die Neigung der Antriebsplatte beweglich. Das Verschlusselement verbindet den externen Kreislauf mit der Saugkammer bei der ersten Position und trennt den externen Kreislauf von der Saugkammer bei der zweiten Position. Die Antriebsplatte wird bei der minimalen Neigungsposition gehalten, wenn das Verschlusselement in der zweiten Position positioniert ist. Die Verschlusskammer hat einen Durchmesser, der ermöglicht, dass das Verschlusselement entfernbar in die Verschlusskammer von dem zweiten Ende des Zylinderblocks eingeführt wird.
Das Gas wird zu der Zylinderbohrung von dem separaten externen Kreislauf mittels einer Saugkammer geliefert, die mit dem externen Kreislauf verbunden ist, wenn das Verschlusselement bei seiner ersten Position ist, und von dem externen Kreislauf getrennt ist, wenn das Verschlusselement in seiner zweiten Position ist, wobei ein Axiallager an der Antriebswelle zwischen der Antriebsplatte und dem Verschlusselement gestützt ist und entlang der Antriebswelle beweglich ist, wobei eine Einstelleinrichtung sich zwischen der Antriebsplatte und der Feder befindet, um die minimale Neigungsposition der Antriebsplatte einzustellen.
Die vorliegende Erfindung offenbart des weiteren ein Verfahren zum Zusammenbauen des vorstehend beschriebenen Kompressors. Der Kompressor hat des weiteren ein Axiallager, das an der Antriebswelle zwischen der Antriebsplatte und dem Verschlusselement gestützt ist, und ein Feder zum Vorspannen des Verschlusselementes zu der Antriebsplatte hin. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die Schritte eines Anbringens des ersten Gehäuses, der Antriebswelle, der Antriebsplatte und des Kolbens an dem Zylinderblock von dem ersten Ende, eines Einführens des Axiallagers, der Verschlusselementes und der Feder in die Verschlusskammer von dem zweiten Ende, bevor das zweite Gehäuse an dem zweiten Ende angebracht ist, und eines Anbringens eines Aufnahmeelementes an dem Zylinderblock von dem zweiten Ende, um die Feder aufzunehmen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, von deren Neuheit ausgegangen wird, sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt. Die Erfindung ist zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen unter Bezugnahme auf die beigefügte Beschreibung der gegenwärtig aus bevorzugt erachteten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beigefügten Zeichnungen am besten verständlich.
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Kompressors mit variabler Verdrängung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine vergrößerte ausschnittartige Querschnittsansicht des Kompressors von 1, wenn die Neigung der Taumelscheibe maximal ist.
3 zeigt eine vergrößerte ausschnittartige Querschnittsansicht des Kompressors von 1, wenn die Neigung der Taumelscheibe minimal ist.
4 zeigt eine vergrößerte ausschnittartige Querschnittsansicht eines Kompressors mit variabler Verdrängung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Kompressors mit variabler Verdrängung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn die Neigung der Taumelscheibe maximal ist.
6 zeigt eine Querschnittsansicht des Kompressors von 5, wenn die Neigung der Taumelscheibe minimal ist.
7 zeigt eine vergrößerte ausschnittartige Querschnittsansicht eines Kompressors mit variabler Verdrängung des Standes der Technik.
BESCHREIBUNG DER SPEZIELLEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ein Kompressor mit variabler Verdrängung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
Wie dies in 1 gezeigt ist, bildet ein Zylinderblock 11 ein Teil des Kompressorgehäuses. Ein erstes Gehäuse 12 ist an der vorderen Endfläche eines Zylinderblocks 11 gesichert. Ein hinteres Gehäuse 13 ist an der hinteren Endfläche des Zylinderblocks 11 gesichert, wobei sich eine Ventilplatte 14 dazwischen befindet. Eine Kurbelkammer 15 ist durch die Innenwände des vorderen Gehäuses 12 und die vordere Endfläche des Zylinderblocks 12 definiert.
Eine Drehwelle 16 ist in den vorderen Gehäuse 12 und dem Zylinderblock 11 drehbar gestützt. Das vordere Ende der Drehwelle 16 ragt von der Kurbelkammer 15 vor und ist an einer Riemenscheibe 17 gesichert. Die Riemenscheibe 17 ist direkt mit einer externen Antriebsquelle (ein Motor E eines Kraftfahrzeugs bei diesem Ausführungsbeispiel) durch einen Riemen 18 gekuppelt. Der Kompressor von diesem Ausführungsbeispiel ist ein Kompressor mit variabler Verdrängung der kupplungslosen Art, der keine Kupplung zwischen der Drehwelle 16 und der externen Antriebsquelle hat. Die Riemenscheibe 17 ist durch das vordere Gehäuse 12 mit einem Winkellager 19 gestützt. Das Winkellager 19 überträgt axiale und radiale Lasten, die auf die Riemenscheibe einwirken, zu dem Gehäuse 12.
Eine Lippendichtung 20 befindet sich zwischen der Drehwelle 16 und dem vorderen Gehäuse 12, um die Kurbelkammer 15 abzudichten.
Die Lippendichtung 20 verhindert, dass der in der Kurbelkammer 15 vorhandene Druck austritt.
Eine im wesentliche scheibenartige Taumelscheibe 22 ist durch die Drehwelle 16 in der Kurbelkammer 15 gestützt, um entlang der Achse der Welle 16 gleitfähig zu sein und in bezug auf diese neigbar zu sein. Die Taumelscheibe 22 ist mit einem Paar an Führungszapfen 23 versehen, die jeweils eine Führungskugel an dem entfernen Ende haben und an der Taumelscheibe 22 fixiert sind. Ein Rotor 21 ist durch die Drehwelle 16 in der Kurbelkammer 15 fixiert. Der Rotor 21 dreht sich einstückig mit der Drehwelle 16. Der Rotor 21 hat einen Stützarm 24, der zu der Taumelscheibe 22 hin vorragt. Ein Paar an Führungslöchern 25 ist in dem Stützarm 24 ausgebildet. Jeder Führungszapfen 23 ist gleitfähig in dem entsprechenden Führungsloch 25 eingepasst. Das Zusammenwirken des Arms 24 und der Führungszapfen 23 bewirkt, dass sich die Taumelscheibe 22 zusammen mit der Drehwelle 16 dreht. Das Zusammenwirken führt außerdem das Neigen der Taumelscheibe 22 und die Bewegung der Taumelscheibe 22 entlang der Achse der Drehwelle 16. Wenn die Taumelscheibe 22 nach hinten zu dem Zylinderblock 11 gleitet, nimmt die Neigung der Taumelscheibe 22 ab.
Eine Schraubenfeder 26 befindet sich zwischen dem Rotor 21 und der Taumelscheibe 22. Die Feder 26 drängt die Taumelscheibe 22 nach hinten oder in einer Richtung, in der die Neigung der Taumelscheibe 22 abnimmt. Der Rotor 21 ist mit einem Vorsprung 21a an seiner hinteren Endfläche versehen. Das Anliegen der Taumelscheibe 22 an dem Vorsprung 21a verhindert eine Neigung der Taumelscheibe 22 bis über die vorbestimmte maximale Neigung hinaus.
Wie dies in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist eine Verschlusskammer 27 an dem mittleren Abschnitt des Zylinderblocks 12 definiert, der sich entlang der Achse der Drehwelle 16 erstreckt. Der Durchmesser der Kammer 27 ist in der axialen Richtung konstant. Ein hohler zylindrischer Verschluss 28 mit einem geschlossenen Ende ist in der Verschlusskammer 27 untergebracht. Der Verschluss 28 gleitet entlang der Achse der Drehwelle 16. Beim Einbauen des Verschlusses 28 in der Verschlusskammer 27 wird der Verschluss 28 in die Kammer 27 von dem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 eingeführt (rechte Seite unter Betrachtung in den 1 bis 3). Der Verschluss 28 hat einen Abschnitt 28a mit einem großen Durchmesser und einen Abschnitt 28b mit einem kleinen Durchmesser.
Das hintere Ende der Drehwelle 16 ist in den Verschluss 28 eingeführt. Ein Radiallager 30, das durch ein Nadellager ausgebildet ist, ist an der Innenwand des Abschnittes 28a mit dem großen Durchmesser des Verschlusses 28 durch einen Sprengring 31 fixiert. Daher gleitet das Radiallager 30 in bezug auf die Drehwelle 16. Das hintere Ende der Drehwelle 16 ist durch die Innenwand der Verschlusskammer 24 gestützt, wobei das Radiallager 30 und der Verschluss 28 dazwischen sitzen.
Eine ringartige Nut 27a ist in dem hinteren Teil der Verschlusskammer 27 ausgebildet. Ein Sprengring 27b sitzt abnehmbar in der Nut 27a. Der Sprengring 27b wirkt als ein Federanschlag. Eine Schraubenfeder 29 befindet sich zwischen dem Sprengring 27b und einem Absatz, der sich zwischen dem Abschnitt 28a mit dem großen Durchmesser und dem Abschnitt 28b mit dem kleinen Durchmesser des Verschlusses 28 befindet. Die Schraubenfeder 29 drängt den Verschluss 28 zu der Taumelscheibe 22 hin. Die Drängkraft der Feder 29 ist geringer als die Drängkraft der Feder 26.
Ein Saugkanal 32 ist an dem mittleren Abschnitt des hinteren Gehäuses 13 und der Ventilplatte 14 definiert. Der Kanal 32 ist mit der Achse der Drehwelle 16 ausgerichtet und steht mit der Verschlusskammer 27 in Verbindung. Der Saugkanal 32 wirkt als ein Saugdruckbereich. Eine Positionierfläche 33 ist an der Ventilplatte 14 um die innere Öffnung des Saugkanals 32 herum ausgebildet. Das hintere Ende des Verschlusses 28 liegt an der Positionierfläche 33 an. Das Anliegen des Verschlusses 28 an der Positionierfläche 33 verhindert, dass sich der Verschluss 28 von dem Rotor 21 weg nach hinten bewegt. Das Anliegen unterbricht außerdem den Saugkanal 32 von der Verschlusskammer 27.
Ein Axiallager 34 ist an der Drehwelle 16 gestützt und befindet sich zwischen der Taumelscheibe 22 und dem Verschluss 28. Das Axiallager 34 gleitet entlang der Achse der Drehwelle 16. Das Lager 34 wird konstant zwischen der Taumelscheibe 22 und dem Verschluss 28 durch die Kraft der Schraubenfeder 29 gehalten und verhindert hat dass die Drehung der Taumelscheibe 22 zu dem Verschluss 28 übertragen wird.
Die Taumelscheibe 22 bewegt sich nach hinten, wenn ihre Neigung abnimmt. Wenn sie sich nach hinten bewegt, drückt die Taumelscheibe 22 den Verschluss 28 durch das Axiallager 34 nach hinten. Demgemäss bewegt sich der Verschluss 28 zu der Positionierfläche 33 hin entgegen der Kraft der Schraubenfeder 29. Wenn die Taumelscheibe 22 die minimale Neigung erreicht, wie dies in 3 gezeigt ist, liegt das hintere Ende des Verschlusses 28 an der Positionierfläche 33 an. In diesem Zustand befindet sich der Verschluss 28 bei der geschlossenen Position, um die Verschlusskammer 27 von dem Saugkanal 32 zu trennen.
Eine Vielzahl an Zylinderbohrungen 11a erstreckt sich durch den Zylinderblock 11 und ist um die Achse der Drehwelle 16 herum angeordnet. Die Zylinderbohrungen 11a sind bei gleichen Abständen beabstandet. Ein Einzelkopfkolben 35 ist in jeder Zylinderbohrung 11a untergebracht. Ein Paar an halbkugelartigen Schuhen 36 sitzt zwischen jedem Kolben 35 und der Taumelscheibe 22. Ein halbkugelartiger Abschnitt und ein flacher Abschnitt sind an jedem Schuh 36 definiert. Der halbkugelartige Abschnitt steht mit dem Kolben 35 gleitfähig in Kontakt, während der flache Abschnitt mit der Taumelscheibe 22 gleitfähig in Kontakt steht. Die Taumelscheibe 22 wird durch die Drehwelle 16 über den Rotor 21 gedreht. Die Drehbewegung der Taumelscheibe 22 wird zu jedem Kolben 35 über die Schuhe 36 übertragen und wird in eine lineare hin- und hergehende Bewegung von jedem Kolben 35 in der zugehörigen Zylinderbohrung 11a umgewandelt.
Eine Saugkammer 37 ist in dem mittleren Abschnitt des hinteren Gehäuses 13 definiert. Die Saugkammer 37 steht mit dem Verschlusskammer 27 über ein Verbindungsloch 45 in Verbindung. Eine Auslasskammer 38 ist um die Saugkammer 37 in dem hinteren Gehäuse 13 definiert. Saugöffnungen 39 und Abgabeöffnungen oder Auslassöffnungen 40 sind in der Ventilplatte 14 ausgebildet. Jede Saugöffnung 39 und jede Auslassöffnung 40 entspricht einer der Zylinderbohrungen 11a. Saugventilklappen 41 sind an der Ventilplatte 14 ausgebildet. Jede Saugventilklappe 41 entspricht einer der Saugöffnungen 39. Auslassventilklappen 42 sind an der Ventilplatte 14 ausgebildet. Jede Auslassventilklappe 42 entspricht einer der Auslassöffnungen 40.
Wenn jeder Kolben 35 sich von dem oberen Todpunkt zu dem unteren Todpunkt in der zugehörigen Zylinderbohrung 11a bewegt, wird in der Saugkammer 37 befindliches Kühlmittelgas in jede Zylinderbohrung 11a durch die zugehörige Saugöffnung 39 gesaugt, während bewirkt wird, dass die zugehörige Saugventilklappe 41 sich zu einer offenen Position biegt. Wenn jeder Kolben 35 sich von dem unteren Todpunkt zu dem oberen Todpunkt in der zugehörigen Zylinderbohrung 11a bewegt, wird das Kühlmittelgas in der Zylinderbohrung 11a komprimiert und zu der Auslasskammer 38 über die zugehörige Auslassöffnung 40 abgegeben, während bewirkt wird, dass die zugehörige Auslassventilklappe 42 sich zu einer offenen Position biegt. Halteeinrichtungen 43 sind an der Ventilplatte 14 ausgebildet. Jede Halteeinrichtung 43 entspricht einer der Auslassventilklappen 42. Der Öffnungsbetrag von jeder Auslassventilklappe 42 ist durch einen Kontakt zwischen der Ventilklappe 42 und der zugehörigen Halteeinrichtung 43 definiert.
Ein Axiallager 44 befindet sich zwischen dem vorderen Gehäuse 12 und dem Rotor 21. Das Axiallager 44 prägt die Reaktionskraft der Gaskompression, die auf den Rotor 21 über die Kolben 35 und die Taumelscheibe 22 wirkt.
Ein Druckentlastungskanal 46 ist an den mittleren Abschnitt der Drehwelle 16 definiert. Der Druckentlastungskanal 46 hat einen Einlass 46a, der zu der Kurbelkammer 15 in der Nähe der Lippendichtung 20 offen ist, und einen Auslass 46b, der zu dem Inneren des Verschlusses 28 offen ist. Ein Druckentlastungsloch 47 ist in der Umfangswand in der Nähe des hinteren Endes des Verschlusses 28 ausgebildet. Das Loch 47 steht mit dem Inneren des Verschlusses 28 mit der Verschlusskammer 27 in Verbindung.
Ein Lieferkanal 48 ist in dem hinteren Gehäuse 13, der Ventilplatte 14 und dem Zylinderblock 11 definiert, um die Auslasskammer 38 mit der Kurbelkammer 15 zu verbinden. Ein Verdrängungssteuerventil 49 ist in dem hinteren Gehäuse 13 in der Mitte des Weges in dem Lieferkanal 48 untergebracht. Ein Druckeinleitkanal 50 ist in dem hinteren Gehäuse 13 definiert, um das Steuerventil 49 mit dem Saugkanal 32 zu verbinden. Somit steht der Saugdruck Ps mit dem Steuerventil 49 in Verbindung.
Eine Auslassöffnung 51 ist in dem Zylinderblock 11 ausgebildet und steht mit der Auslasskammer 38 in Verbindung. Die Auslassöffnung 51 ist mit dem Saugkanal 32 durch einen externen Kühlmittelkreislauf 52 verbunden. Der Kühlmittelkreislauf 52 umfasst einen Kondensator 53, ein Expansionsventil 54 und einen Verdampfer 55. Das Expansionsventil 54 steuert die Strömungsrate des Kühlmittels in Übereinstimmung mit der Temperatur des Kühlmittelgases an dem Auslass des Verdampfers 55. Ein Temperatursensor 56 ist in der Nähe des Verdampfers 55 angeordnet. Der Temperatursensor 56 umfasst die Temperatur des Verdampfers 55 und gibt Signale, die sich auf die erfasste Temperatur beziehen, zu einem Steuercomputer 57 aus. Der Computer 57 ist mit verschiedenen Vorrichtungen verbunden, die eine Temperatureinstelleinrichtung 58, einen Raumtemperatursensor 59, einen Klimaanlagenstartschalter 60 und einen Motordrehzahlsensor 61 umfassen. Ein Insasse stellt eine erwünschte Raumtemperatur oder eine Zieltemperatur durch die Temperatureinstelleinrichtung 58 ein.
Der Computer 57 berechnet einen Wert der Stromstärke für das Steuerventil 49 auf der Grundlage der verschiedenen Bedingungen, die beispielsweise eine durch die Temperatureinstelleinrichtung 58 eingestellt Zieltemperatur, eine durch den Temperatursensor 56 erfasste Temperatur, eine durch den Temperatursensor 59 erfasste Fahrgastraumtemperatur, ein Einschalt-Ausschalt-Signal von dem Startschalter 60 und die durch den Motordrehzahlsensor 61 erfasste Motordrehzahl umfassen. Der Computer 57 überträgt den berechneten Wert der Stromstärke zu einem Treiber 62. Der Treiber 62 sendet eine Stromstärke mit dem Wert, der von dem Computer 57 übertragen worden ist, zu einer Spule 63 eines Solenoids 65 in dem Ventil 49. Die Spule 63 und das Solenoid 65 sind nachstehend beschrieben. Die Bedingungen zum Bestimmen des Stromstärkewertes für das Ventil 49 können andere Daten umfassen als jene, die vorstehend aufgeführt sind, wobei die Daten beispielsweise die Temperatur außerhalb des Fahrzeugs umfassen können.
Wie dies in den 1 bis 3 gezeigt ist, hat das Steuerventil 49 ein Gehäuse 64 und das Solenoid 65, die aneinander gesichert sind. Eine Ventilkammer 66 ist zwischen dem Gehäuse 64 und dem Solenoid 65 definiert. Die Ventilkammer 66 ist mit der Auslasskammer 38 durch den Lieferkanal 48 verbunden. Ein Ventilkörper 67 ist in der Ventilkammer 66 angeordnet. Der Bereich um die Öffnung des Ventillochs 68 herum wirkt als ein Ventilsitz, an dem ein oberes Ende des Ventilkörpers 67 anliegt. Eine erste Schraubenfeder 69 erstreckt sich zwischen dem Ventilkörper 67 und einer Wand der Ventilkammer 66a um den Ventilkörper 67 in einer Richtung zu drängen, in der das Ventilloch 68 geöffnet wird.
Eine Druckabtastkammer 71 ist an dem oberen Abschnitt des Gehäuses 64 definiert. Die Druckabtastkammer 71 ist mit einem Balg 73 versehen und ist mit dem Saugkanal 32 durch eine zweite Öffnung 72 und dem Druckeinleitkanal 50 verbunden. Ein erstes Führungsloch 74 ist in dem Gehäuse 64 zwischen der Druckabtastkammer 71 und dem Ventilloch 68 definiert. Die Achse des ersten Führungsloches 74 ist mit der Achse des Ventillochs 68 ausgerichtet. Der Balg 73 ist mit dem Ventilkörper 67 durch eine erste Stange 75 verbunden. Die erste Stange 75 gleitet in Bezug auf das Loch 74 und hat einen Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser, der sich durch das Ventilloch 68 erstreckt. Ein Zwischenraum zwischen dem Abschnitt mit dem kleinen Durchmesser der Stange 75 und dem Ventilloch 68 ermöglicht eine Strömung des Kühlmittelgases.
Eine dritte Öffnung 76 ist in dem Gehäuse 64 zwischen der Ventilkammer 66 und der Druckabtastkammer 71 definiert. Die dritte Öffnung 76 schneidet das Ventilloch 68. Das Ventilloch 68 ist mit der Kurbelkammer 15 durch die dritte Öffnung 76 und den Lieferkanal 48 verbunden. Somit bilden die erste Öffnung 70, die Ventilkammer 66, das Ventilloch 68 und die dritte Öffnung 76 ein Teil des Lieferkanals 48.
Ein Unterbringloch 77 mit einem offenen oberen Ende ist in dem mittleren Abschnitt des Solenoids 65 definiert. Ein fixierter Stahlkern 78 sitzt in dem oberen Abschnittsloches 77. Eine Tauchkolbenkammer 79 ist durch den fixierten Kern 78 und die Innenwände des Loches 77 an dem unteren Abschnitt des Loches 77 in dem Solenoid 65 definiert. Ein zylindrischer Tauchkolben 80 mit einem geschlossenen Ende ist in der Tauchkolbenkammer 79 untergebracht und gleitet entlang der Achse der Kammer 79. Eine zweite Schraubenfeder 81 erstreckt sich zwischen dem Tauchkolben 80 und dem Boden des Loches 77. Die Drängkraft der zweiten Schraubenfeder 81 ist geringer als jene der ersten Schraubenfeder 69.
Ein zweites Führungsloch 82 ist in dem fixierten Kern 78 zwischen der Tauchkolbenkammer 79 und der Ventilkammer 66 definiert. Eine zweite Stange 83 ist einstückig mit dem Ventilkörper 67 ausgebildet und ragt von dem Boden des Ventilkörpers 67 nach unten vor. Die zweite Stange 83 ist in dem zweiten Führungsloch 82 untergebracht und gleitet in Bezug auf dieses. Die erste Feder 69 drängt den Ventilkörper 67 nach unten, während die zweite Feder 81 den Tauchkolben 80 nach oben drängt. Dadurch wird ermöglicht, dass das untere Ende der zweiten Stange 83 stets mit dem Tauchkolben 80 in Kontakt steht. Anders ausgedrückt bewegt sich der Ventilkörper 67 einstückig mit dem Tauchkolben 80, wobei sich die zweite Stange 83 dazwischen befindet.
Eine zylindrische Spule 63 ist um den Kern 78 und den Tauchkolben 80 gewickelt. Der Treiber 62 beliefert die Spule 63 mit einer Stromstärke, die einen Wert hat, der durch den Computer 57 berechnet wird.
Das Axiallager 34, das sich zwischen der Taumelscheibe 22 und dem Verschluss 28 befindet, ist ein Wälzlager wie beispielsweise ein Nadellager. Das Lager 34 hat ein vorderes Käfigelement 34a, ein hinteres Käfigelement 34b und eine Vielzahl an Nadeln 34c, die sich zwischen den Käfigelementen 34a und 34b befinden. Das hintere Käfigelement 34d wirkt als eine Einstelleinrichtung zum Einstellen der minimalen Neigungsposition der Taumelscheibe 22. Das heißt das hintere Käfigelement 34b ist so gestaltet, dass es in verschiedenen Dicken erhältlich ist.
Der Durchmesser der Verschlusskammer 27 zum Unterbringen des Verschlusses 28 ist in der axialen Richtung konstant. Das Axiallager 34, der Verschluss 28 und die Feder 29 werden in die Verschlusskammer 27 von dem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 eingeführt, bevor die Ventilplatte 14 und das hintere Gehäuse 13 an dem Zylinderblock 11 angebracht werden. Das Lager 34, der Verschluss 28 und die Feder 29 werden an Ort und Stelle gehalten, indem der Sprengring 27b in die Nut 27a gesetzt wird.
Der Betrieb des vorstehend beschriebenen Kompressors ist nachstehend beschrieben.
Wenn der Schalter 60 eingeschaltet wird und die durch den Sensor 59 erfasste Raumtemperatur höher als eine Zieltemperatur ist, die durch die Temperatureinstelleinrichtung 58 eingestellt worden ist, gibt der Computer 57 einen Befehl an den Treiber 62 zum Anregen des Solenoids 65. Der Treiber 62 beliefert dann die Spule 63 mit einer Stromstärke mit einem Wert, der durch den Computer 57 berechnet worden ist, wodurch eine magnetische Anzugskraft in Übereinstimmung mit der Stromstärke zwischen den Kern 78 und dem Tauchkolben 80 erzeugt wird. Die Anzugskraft wird zu dem Ventilkörper 67 durch die zweite Stange 83 übertragen und drängt somit den Ventilkörper 67 entgegen der Kraft der ersten Feder 69 in einer Richtung, in der das Ventilloch 68 geschlossen wird. Andererseits ändert sich die Länge des Balgs 73 in Übereinstimmung mit dem in dem Saugkanal 32 befindlichen Saugdruck Ps, der zu der Druckabtastkammer 71 über den Kanal 50 eingeleitet wird. Die Änderungen der Länge des Balgs 73 werden zu dem Ventilkörper 67 durch die erste Stange 75 übertragen. Je höher der Saugdruck Ps ist, desto kürzer wird der Balg 73. Wenn der Balg 73 kürzer wird, zieht der Balg 73 den Ventilkörper 67 in einer Richtung, in der das Ventilloch 68 geschlossen wird.
Der Öffnungsbereich zwischen dem Ventilkörper 67 und dem Ventilloch 68 wird durch das Gleichgewicht aus einer Vielzahl an Kräften bestimmt, die an dem Ventilkörper 67 einwirken. Genauer gesagt wird der Öffnungsbereich durch die Gleichgewichtsposition des Körpers 67 bestimmt, die durch die Kraft des Solenoids 65, die Kraft des Balgs 72, die Kraft der ersten Feder 69 und der zweiten Feder 81 beeinflusst wird.
Es wird angenommen, dass die Kühlmittellast groß ist und dass die durch den Sensor 59 erfasste Temperatur in dem Fahrzeugraum wesentlich höher als eine Zieltemperatur ist, die durch die Temperatureinstelleinrichtung 58 eingestellt worden ist. Der Computer 57 gibt einen Befehl an den Treiber 62 aus, um den Wert der Stromstärke, die zu der Spule 63 des Ventil 49 geliefert wird, zu erhöhen, wenn die Differenz zwischen der erfassten Temperatur und der Zieltemperatur groß ist. Dies erhöht die Größe der Anzugskraft zwischen dem Kern 78 und dem Tauchkolben 80, wodurch die sich ergebende Kraft erhöht, die den Ventilkörper 67 in einer Richtung drängt, in der das Ventilloch 68 geschlossen wird. Dadurch wird der Wert des Drucks Ps gesenkt, der für das Öffnen des Ventillochs 68 erforderlich ist.
Das Erhöhen des Wertes der Stromstärke zu dem Ventil 49 bewirkt, dass das Ventil 49 den niedrigeren Saugdruck Ps hält.
Ein kleinerer Öffnungsbereich zwischen dem Ventilkörper 67 und dem Ventilloch 68 verringert die Menge an Kühlmittelgas, die von der Abgabekammer 38 zu der Kurbelkammer 15 über den Lieferkanal 48 strömt. Das Kühlmittelgas in der Kurbelkammer 15 strömt in die Saugkammer 37 über den Druckentlastungskanal 46 und das Druckentlastungsloch 47. Dadurch wird der Druck Pc in der Kurbelkammer 15 verringert. Des weiteren ist, wenn die Kühllast groß ist, der Saugdruck Ps hoch. Demgemäss ist der Druck in jeder Zylinderbohrung 11a hoch. Daher ist die Differenz zwischen dem Druck Pc in der Kurbelkammer 15 und dem Druck in jedem Zylinder 11a gering. Dies erhöht die Neigung der Taumelscheibe 22, wodurch ermöglicht wird, dass der Kompressor bei einer hohen Verdrängung arbeitet.
Wenn das Ventilloch 68 in dem Ventil 49 durch den Ventilkörper 67 vollständig geschlossen ist, ist der Lieferkanal 48 geschlossen. Demgemäss wird die Lieferung des außerordentlich mit Druck beaufschlagten Kühlmittelgases in der Abgabekammer oder Auslasskammer 38 zu der Kurbelkammer 15 angehalten. Daher wird der Druck Pc in der Kurbelkammer 15 im wesentlichen gleich dem niedrigen Druck Ps in der Saugkammer 37. Die Neigung der Taumelscheibe 22 wird somit maximal, wie dies in 1 und 2 gezeigt ist, und der Kompressor arbeitet bei der maximalen Verdrängung. Es wird verhindert, dass sich die Taumelscheibe über die vorbestimmte maximale Neigung hinaus neigt durch das Anliegen der Taumelscheibe 22 und des Vorsprungs 21a des Rotors 21.
Unter der Annahme, dass die Kühllast gering ist, ist die Differenz zwischen der durch den Sensor 59 erfassten Raumtemperatur und der durch die Temperatureinstelleinrichtung 58 eingestellten Zieltemperatur gering. Der Computer 57 gibt einen Befehl zu dem Treiber 62 zum Erhöhen des Stromstärkewertes zu der Spule 63 des Ventils 49 für eine geringere Differenz zwischen der erfassten Temperatur und der Zieltemperatur.
Dadurch wird die Größe der Anzugskraft zwischen dem Kern 78 und dem Tauchkolben 80 verringert, wodurch die sich ergebende Kraft, die den Ventilkörper 67 an einer Richtung drängt, in der das Ventilloch 68 geschlossen wird, verringert. Dadurch wird der Wert des Drucks Ps erhöht, der das Ventilloch 68 öffnet. Die Abnahme des Wertes der Stromstärke zu dem Ventil 49 bewirkt, dass das Ventil 49 einen höheren Saugdruck Ps hält.
Ein größerer Öffnungsbereich zwischen den Ventilkörper 67 und dem Ventilloch 68 erhöht die Kühlmittelgasströmung von der Auslasskammer 38 zu der Kurbelkammer 15. Der Druck Pc in der Kurbelkammer 15 erhöht sich demgemäss. Des weiteren ist, wenn die Kühllast gering ist, der Saugdruck Ps gering und der Druck in jeder Zylinderbohrung 11a ist gering. Daher ist die Differenz zwischen dem Druck Pc in der Kurbelkammer 15 und dem Druck in jedem Zylinder 11a groß. Dies verringert die Neigung der Taumelscheibe 22, wie dies in 3 gezeigt ist, wodurch ermöglicht wird, dass der Kompressor bei einer geringen Verdrängung arbeitet.
Wenn sich die Kühllast gegen Null nähert, fällt die Temperatur des Verdampfers 55 in dem Kühlmittelkreislauf 52 auf eine Frostbildungstemperatur ab. Wenn der Temperatursensor 56 eine Temperatur erfasst, die geringer als die Frostausbildungstemperatur ist, erteilt der Computer 57 einen Befehl an den Treiber 62 zum Entregen des Solenoids 65. Der Treiber 62 hält das Senden der Stromstärke zu der Spule 63 demgemäss an. Dadurch wird die magnetische Anzugskraft zwischen dem Kern 78 und dem Tauchkolben 80 beseitigt. Der Ventilkörper 67 wird dann in einer Richtung, in der das Ventilloch 68 geöffnet wird, durch die Kraft der ersten Feder 69 entgegen der Kraft der Feder 81 bewegt, die durch den Tauchkolben 80 und die zweite Stange 83 übertragen wird, wie dies in 3 gezeigt ist. Dadurch wird der Öffnungsbereich zwischen dem Ventilkörper 67 und dem Ventilloch 68 maximal gestaltet. Somit wird die Gasströmung von der Auslasskammer 38 zu der Kurbelkammer 15 erhöht. Dies erhöht des weiteren den Druck Pc in der Kurbelkammer 15, wodurch die Neigung der Taumelscheibe 22 minimal gestaltet wird. Der Kompressor arbeitet somit bei der minimalen Verdrängung.
Wenn der Schalter 60 ausgeschaltet wird, erteilt der Computer 57 einen Befehl an den Treiber 62 zum Entregen des Solenoids 65. Dadurch wird ebenfalls die Neigung der Taumelscheibe 22 minimal gestaltet.
Wenn, wie dies vorstehend beschrieben ist, der Wert der Stromstärke zu der Spule 63 erhöht wird, ermöglicht der Ventilkörper 67 des Ventils 49, dass der Öffnungsbereich des Ventillochs 68 durch einen niedrigeren Saugdruck Ps gesteuert wird. Wenn der Wert der Stromstärke zu der Spule 63 verringert wird, wird andererseits durch den Ventilkörper 67 ermöglicht, dass der Öffnungsbereich des Ventillochs 68 durch einen höheren Saugdruck Ps gesteuert wird. Der Kompressor steuert die Neigung der Taumelscheibe 22, um seine Verdrängung einzustellen, wodurch ein Zielsaugdruck Ps gehalten wird. Das heißt das Ventil 49 ändert den Saugdruck Ps auf einen Zielsaugdruck in Übereinstimmung mit dem Wert der auf dieses aufgebrachten Stromstärke. Ein mit dem Steuerventil 49 ausgerüsteter Kompressor variiert die Kühlleistung der Klimaanlage.
Der Verschluss 28 gleitet in Übereinstimmung mit der Neigungsbewegung der Taumelscheibe 22. Wenn die Neigung der Taumelscheibe 22 abnimmt, verringert der Verschluss 28 allmählich die Querschnittsfläche des Kanals zwischen dem Saugkanal 32 und der Saugkammer 37. Dadurch wird allmählich die Menge an Kühlmittelgas verringert, die in die Saugkammer 37 von dem Saugkanal 32 eintritt. Die Menge an Kühlmittelgas, die in die Zylinderbohrungen 11a von der Saugkammer 37 gesaugt wird, nimmt allmählich demgemäss ab. Als ein Ergebnis nimmt die Verdrängung des Kompressors allmählich ab. Dadurch wird allmählich der Abgabedruck Pd des Kompressors verringert. Das Lastmoment des Kompressors nimmt somit allmählich ab. In dieser Weise ändert sich das Lastmoment zum Betreiben des Kompressors nicht drastisch in einer kurzen Zeitspanne, wenn die Verdrängung von dem Maximum zu dem Minimum abnimmt. Der Stoß, der Lastmomentschwankungen begleitet, wird dadurch verringert.
Wenn die Neigung der Taumelscheibe 22 minimal ist, wie dies in 3 gezeigt ist, liegt der Verschluss 28 an der Positionierfläche 33 an. Dieses Anliegen verhindert, dass die Neigung der Taumelscheibe 22 geringer als die vorbestimmte minimale Neigung wird. Das Anliegen trennt außerdem den Saugkanal 32 von der Saugkammer 37. Dadurch wird die Gasströmung von dem Kühlmittelkreislauf 52 zu der Saugkammer 37 angehalten, wodurch das Zirkulieren des Kühlmittelgases zwischen dem Kreislauf 52 und dem Kompressor angehalten wird.
Der hintere Käfig 34b des Axiallagers 34 ist derart gewählt, dass die minimale Neigung der Taumelscheibe 22 geringfügig größer als 0 Grad ist. 0 Grad bezieht sich auf den Winkel der Neigung der Taumelscheibe, wenn sie senkrecht zu der Achse der Drehwelle 16 steht. Daher wird, selbst wenn die Neigung der Taumelscheibe 22 minimal ist, in den Zylinderbohrungen 11a befindliches Kühlmittelgas zu der Auslasskammer 38 abgegeben, und der Kompressor arbeitet bei der minimalen Verdrängung. Das zu der Auslasskammer 38 von den Zylinderbohrungen 11a abgegebene Kühlmittelgas wird in die Kurbelkammer 15 durch den Lieferkanal 48 gesaugt. Das in der Kurbelkammer 15 befindliche Kühlmittelgas wird in die Zylinderbohrungen 11a durch den Druckentlastungskanal 46, das Druckentlastungsloch 47 und die Saugkammer 37 zurückgesaugt. Das heißt wenn die Neigung der Taumelscheibe 22 minimal ist, zirkuliert das Kühlmittelgas innerhalb des Kompressors, wobei es durch die Auslasskammer 38, den Lieferkanal 48, die Kurbelkammer 15, den Druckentlastungskanal 46, das Druckentlastungsloch 47, die Saugkammer 37 und die Zylinderbohrungen 11a läuft. Diese Zirkulation des Kühlmittelgases ermöglicht, dass das in dem Gas enthaltene Schmiermittelöl die beweglichen Teile des Kompressors schmiert.
Wenn der Schalter 60 eingeschaltet ist und die Neigung der Taumelscheibe 22 minimal ist, wird, wenn die Kühllast durch eine Zunahme der Raumtemperatur erhöht ist, die durch den Sensor 59 erfasste Raumtemperatur höher als eine Zieltemperatur, die durch die Temperatureinstelleinrichtung 58 eingestellt worden ist. Der Computer 57 erteilt einen Befehl an den Treiber 62 zum Anregen des Solenoids 65 in Übereinstimmung mit der erfassten Temperaturzunahme. Wenn das Solenoid 65 angeregt wird, wird der Lieferkanal 48 geschlossen. Dadurch wird die Strömung des Kühlmittelgases von der Auslasskammer 38 in die Kurbelkammer 15 angehalten. Das in der Kurbelkammer 15 befindliche Kühlmittelgas strömt in die Saugkammer 37 über den Druckentlastungskanal 46 und das Druckentlastungsloch 47. Dadurch wird der Druck Pc in der Kurbelkammer 15 allmählich verringert, wodurch die Taumelscheibe 22 von der minimalen Neigung zu der maximalen Neigung bewegt wird.
Wenn die Neigung der Taumelscheibe zunimmt, drückt die Kraft der Feder 29 allmählich den Verschluss 28 von der Positionierfläche 33 weg. Dadurch wird allmählich die Querschnittsfläche des Kanals zwischen dem Saugkanal 32 zu der Saugkammer 37 vergrößert, wodurch allmählich die Menge an Kühlmittelgas erhöht wird, die von dem Saugkanal 32 in die Saugkammer 37 strömt. Daher nimmt die in die Zylinderbohrungen 11a von der Saugkammer 37 gesaugte Menge an Kühlmittelgas allmählich zu. Dadurch wird ermöglicht, dass die Verdrängung des Kompressors allmählich zunimmt. Somit nimmt der Abgabedruck Pd des Kompressor allmählich zu und das zum Betätigen des Kompressors benötigte Moment nimmt demgemäss ebenfalls allmählich zu. In dieser Weise ändert sich das Lastmoment des Kompressors nicht drastisch innerhalb einer kurzen Zeitspanne, wenn die Verdrängung von der minimalen Verdrängung zu der maximalen Verdrängung erhöht wird. Der Stoß, der die Lastmomentschwankungen begleitet, ist dadurch verringert.
Wenn der Motor E angehalten wird, wird der Kompressor ebenfalls angehalten (das heißt die Drehung der Taumelscheibe 22 wird angehalten). Außerdem wird die Lieferung von Strom zu der Spule 63 in dem Ventil 49 angehalten. Dadurch wird das Solenoid 65 entregt, wodurch der Lieferkanal 48 geöffnet wird. Die Neigung der Taumelscheibe 22 ist somit minimal.
Beim Zusammenbauen des Kompressors wird die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 22 eingestellt, indem ein Messkäfigelement mit einer vorbestimmten Dicke verwendet wird. Das heißt der Kompressor wird vorübergehend mit dem Messkäfigelement anstatt mit dem hinteren Käfigelement 34b zusammengebaut. Zu diesem Zeitpunkt sind die Ventilplatte 14 und das hintere Gehäuse 13 nicht an dem Zylinderblock angebracht. Somit ist das hintere Ende des Zylinderblocks 12 offen. In diesem Zustand wird der Hub der Kolben 35, wenn die Taumelscheibe 22 bei der minimalen Neigungsposition ist (anders ausgedrückt, wenn der Verschluss 28 an der Positionierfläche 33 anliegt), gemessen.
Beim Messen des Hubs der Kolben 35 ist die Ventilplatte 14, an der die Positionierfläche 33 definiert ist, nicht an dem Zylinderblock 11 angebracht. Daher ist eine Platte, die zumindest die Öffnung der Verschlusskammer 27 blockiert, vorgesehen, um den hinteren Ende des Zylinderblocks 11 in Kontakt zu stehen. Diese Platte wirkt als die Positionierfläche 33, wenn der Hub der Kolben 35 gemessen wird.
Der Hub der Kolben 35 entspricht der Neigung der Taumelscheibe 22. Daher wird ein hinteres Käfigelement 34d auf der Grundlage des Messhubs derart gewählt, dass die Kolben 35 bei einem vorbestimmten Hub sich hin- und hergehend bewegen, wenn der Verschluss 28 an der Positionierfläche 33 anliegt (anders ausgedrückt derart, dass die Taumelscheibe 22 bei einer vorbestimmten minimalen Neigungsposition sich befindet). Das Messkäfigelement wird durch ein gewähltes hinteres Käfigelement 34b ersetzt. In dieser Weise wird die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 22 eingestellt, indem ein hinteres Käfigelement 34b mit einer geeigneten Dicke gewählt wird.
Wenn das Messkäfigelement durch das gewählte hintere Käfigelement 34b ersetzt wird, wird die Platte zum Definieren der hinteren Endposition des Verschlusses 28 von dem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 entfernt. Dann wird der Sprengring 27b von der Nut 27a in der Verschlusskammer 27 entfernt und aus dem offenen Ende oder dem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 herausgenommen. Die Feder 29, der Verschluss 28 und das Axiallager 34 werden aus der Verschlusskammer 27 durch das hintere Ende des Zylinderblocks 11 herausgenommen. Danach wird das bei dem Axiallager 34 verwendete Messkäfigelement durch das gewählte hintere Käfigelement 34b ersetzt. Das Axiallager 34 mit dem gewählten Käfigelement 34b, der Verschluss 28 und die Feder 29 werden in die Verschlusskammer 27 durch das hintere Ende des Zylinderblocks 11 eingeführt. Schließlich wird der Sprengring 27b in die Nut 27a gesetzt, um das Austauschen des Messkäfigelementes durch das hintere Käfigelement 34b zu vollenden. Dann werden die Ventilplatte 14 und das hintere Gehäuse 13 an das hintere Ende des Zylinderblocks 11 angebracht.
Da der Durchmesser der Verschlusskammer 27 in der axialen Richtung konstant ist, können das Axiallager 34, der Verschluss 28 und die Feder 29 in das hintere Ende des Zylinderblocks 11 hinein eingeführt und aus diesem herausgenommen werden. Dies verringert die Erfordernis zum Einführen oder Herausnehmen der Teile 34, 28, 29 durch das vordere Ende des Zylinderblocks 11.
Beim Messen des Hubs der Kolben 35 müssen derartige Teile wie das vordere Gehäuse 12, die Antriebswelle 16, die Taumelscheibe 22 und die Kolben 35 an dem vorderen des Zylinderblocks 11 angebracht sein. Daher sind, wenn der sich auf die Teile 34, 28, 29 beziehende Verschluss an der Verschlusskammer 27 lediglich durch das vordere Ende des Zylinderblocks 11 eingebaut kann und aus diesen entfernt werden kann, die folgenden Prozeduren erforderlich. Der Hub der Kolben 35 muss gemessen werden, nachdem die Teile wie beispielsweise das vordere Gehäuse 12 an dem vorderen Ende der Zylinderbohrung 11 angebracht sind. Dann werden die Teile wie beispielsweise das vordere Gehäuse 12 vorübergehend von dem Zylinderblock 11 gelöst. In diesem Zustand werden die sich auf den Verschluss beziehenden Teile 34, 28, 29 aus der Verschlusskammer 27 entfernt, um das Messkäfigelement durch das gewählte hintere Käfigelement 34b zu ersetzen. Danach werden die sich auf den Verschluss beziehenden Teile 34, 28, 29 in die Kammer 27 zurückgesetzt. Schließlich werden die Teile wie beispielsweise das vordere Gehäuse 12 an dem vorderen Ende des Zylinderblocks 11 erneut angebracht. Demgemäss ist das Einstellen der minimalen Neigungsposition der Taumelscheibe 22 außerordenlicht aufwendig und zeitraubend.
Bei dem bevorzugten und dargestellten Ausführungsbeispielen wird das Einstellen der minimalen Neigungsposition der Taumelscheibe 22 ausgeführt, bevor die Ventilplatte 14 und das hintere Gehäuse 13 an dem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 angebracht sind. Die sich auf den Verschluss beziehenden Teile 34, 28, 29 werden aus der Verschlusskammer 27 von dem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 entfernt und in diese eingeführt. Daher ist es beim Einstellen der minimalen Neigungsposition der Taumelscheibe 22 nicht erforderlich, die Ventilplatte 14 und das hintere Gehäuse 13 von dem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 zu entfernen. Das heißt die Ventilplatte 14 und das hintere Gehäuse 13 sind nicht an dem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 angebracht, bis, nachdem der Kolbenhub unter Verwendung des Messkäfigelementes gemessen worden ist und nachdem die sich auf den Verschluss beziehenden Teile 34, 38, 29, die das gewählte hintere Käfigelement 34b umfassen, in die Kammer 27 zurückgesetzt worden sind. Demgemäss ist das Einstellen der minimalen Neigungsposition der Taumelscheibe 22 erleichtert und kann in einer kurzen Zeitspanne ausgeführt werden.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist der Durchmesser der Verschlusskammer 27 zum Unterbringen des Verschlusses 28 in der axialen Richtung konstant. Dadurch ist das Ausbilden der Kammer 27 in dem Zylinderblock 11 erleichtert, wodurch die Herstellkosten verringert sind.
Der Sprengring 27b, der als Federanschlag wirkt, lösbar in der Nut 27a eingesetzt. Das hintere Ende der Schraubenfeder 29, die den Verschluss 28 zu der Taumelscheibe 22 drängt, ist durch den Sprengring 27b gestützt. Der Sprengring 27d wird in die Nut 27b gesetzt, nachdem der Verschluss 28 und die Feder 29 in die Verschlusskammer 27 durch das hintere Ende des Zylinderblocks eingeführt worden sind. Somit werden der Verschluss 28 und die Feder 29 sicher in der Verschlusskammer 27 gehalten. Daher springt die Feder 29 nicht aus der Verschlusskammer 27 heraus, wenn das hintere Ende des Zylinderblocks 11 geöffnet wird, um die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 22 einzustellen. Das Einstellen der minimalen Neigungsposition der Taumelscheibe 22 ist somit weiter erleichtert worden.
Das hintere Käfigelement 34b des Axiallagers 34, das sich zwischen der Taumelscheibe 22 und dem Verschluss 28 befindet, wirkt als eine Einstelleinrichtung zum Einstellen der minimalen Neigungsposition der Taumelscheibe 22. Das hintere Käfigelement 34b ist in verschiedenen Dicken erhältlich gestaltet. Von der zu Verfügung stehenden Auswahl der Elemente 34b wird ein Element 34b gewählt, das eine geeignete Dicke hat. Die Dicke des gewählten Elementes 34b ermöglicht, dass die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 22 mit einer vorbestimmten minimalen Neigungsposition übereinstimmt. Der Kompressor wird mit dem gewählten hinteren Käfigelement 34b zusammengebaut. Daher stimmt die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 22, wenn der Verschluss 28 an der Positionierfläche 33 anliegt, mit der vorbestimmten Position überein. Dadurch werden die minimalen Verdrängungen von unterschiedlichen Kompressoren ausgeglichen. Des weiteren wird verhindert, dass die minimale Verdrängung der einzelnen Kompressoren größer als die vorbestimmte minimale Verdrängung ist. Demgemäss wird ein Leistungsverlust des Motors E verhindert und wird der Kraftstoffverbrauch des Motors E verbessert. Insbesondere bei einem kupplungslosen System, bei dem die Drehwelle 16 direkt mit dem Motor E verbunden ist, wird der Leistungsverlust noch effektiver verringert und wird der Kraftstoffverbrauch weiter verbessert.
Die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 22 wird einfach eingestellt, indem ein hinteres Käfigelement 34b mit einer geeigneten Dicke gewählt wird und indem der Kompressor mit dem gewählten Element 34b zusammengebaut wird. Daher sind keine zusätzlichen Teile bei dem Kompressor erforderlich, um die minimale Neigung der Platte 22 einzustellen. Die Anzahl an Teilen bei dem Kompressor ist somit minimal gestaltet und der Aufbau des Kompressors ist vereinfacht.
Wenn der Kompressor arbeitet, wirkt eine große Axiallast an dem Axiallager 34 durch die Kolben 35 und die Taumelscheibe 22. Das Axiallager 34 ist ein Nadellager und hat daher eine hohe Haltbarkeit. Somit kann das Lager 34 die große Axiallast aushalten.
Ein Kompressor mit variabler Verdrängung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel sind nachstehend hauptsächlich erörtert und gleiche Bezugszeichen haben jene Bauteile erhalten, die die gleichen wie die entsprechenden Bauteile bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind.
Wie dies in 4 gezeigt ist, ist ein ringförmiger Abstandshalter 85 zwischen dem hinteren Käfigelement 34b des Axiallagers 34 und dem Verschluss 28 angeordnet. Der Abstandshalter 85 wirkt als eine Einstelleinrichtung zum Einstellen der minimalen Neigungsposition der Taumelscheibe 22. Der Abstandshalter 85 ist in verschiedenen Dicken erhältlich gestaltet. Anders als beim ersten Ausführungsbeispiel hat das Axiallager 34 ein hinteres Käfigelement 34b mit einer feststehenden Dicke.
Beim Zusammenbauen des Kompressors wird die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 22 eingestellt, indem ein Messabstandshalter mit einer vorbestimmten Dicke verwendet wird. Das heißt der Kompressor wird vorübergehend mit dem Messabstandshalter anstelle des Abstandshalters 85 zusammengebaut. Dann wird wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Hub der Kolben 35 gemessen. Auf der Grundlage des gemessenen Hubs wird ein Abstandshalter 85 gewählt, der für den Kompressor optimal ist. Der Messabstandshalter wird durch den gewählten Abstandshalter 85 ersetzt. In dieser Weise wird die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 22 durch den Abstandshalter 85 eingestellt.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird das Austauschen oder Ersetzen des Messabstandshalters durch den gewählten Abstandshalter 85 von dem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 ausgeführt. Daher hat dieses Ausführungsbeispiel die gleichen Vorteile wie das erste Ausführungsbeispiel. Des weiteren wird anders als beim ersten Ausführungsbeispiel das für das Messen gedachte hintere Käfigelement nicht verwendet. Statt dessen wird der Messabstandshalter durch einen geeigneten Abstandshalter 85 ersetzt. Somit ist das Auseinandernehmen des Axiallagers 34 nicht erforderlich. Dies erleichtert das Einstellen der minimalen Neigungsposition der Taumelscheibe 22.
Ein Kompressor mit variabler Verdrängung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben. Die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel sind hauptsächlich nachstehend erörtert und die gleichen Bezugszeichen haben jene Bauteile erhalten, die die gleichen wie die entsprechenden Bauteile des ersten Ausführungsbeispiels sind.
Wie dies in den 5 und 6 gezeigt ist, verbindet ein in dem Zylinderblock 11 definierter zweiter Saugkanal 91 die Verschlusskammer 27 mit der Kurbelkammer 15. Zu der Verschlusskammer 27 von dem Saugkanal 32 geliefertes Kühlmittelgas wird in die Kurbelkammer 15 über den zweiten Saugkanal 91 gesaugt.
Ein Einleitkanal 92 verbindet die Kurbelkammer 15 mit der Saugkammer 37. In der Kurbelkammer 15 befindliches Kühlmittelgas wird in die Saugkammer 37 über den Einleitkanal 92 gesaugt. Der Kanal 92 umfasst einen ersten Kanal 146, Durchgangslöcher 94, einen zweiten Kanal 93, eine Ventilkammer 95 und ein Loch 95a. Der erste Kanal 146 ist an dem mittleren Abschnitt der Drehwelle 16 entlang der Achse der Welle 16 definiert. Der erste Kanal 146 hat einen Einlass 146a, der zu der Kurbelkammer 15 in der Nähe der Lippendichtung 20 offen ist, und einen Auslass 146b, der in dem Inneren des Verschlusses 28 offen ist. Eine Vielzahl an Durchgangslöchern 94 ist in der Umfangswand in der Nähe des hinteren Endes des Verschlusses 28 ausgebildet. Die Löcher 94 verbinden das Innere des Verschlusses 28 mit dem zweiten Kanal 93, der in dem Zylinderblock 11 und der Ventilplatte 14 definiert ist. Die Ventilkammer 95 ist in dem hinteren Gehäuse 13 definiert und steht mit dem zweiten Kanal 93 in Verbindung. Das Loch 105a verbindet die Ventilkammer 95 mit der Saugkammer 37.
Ein abgeschrägtes Loch 96 ist in dem Auslass des zweiten Kanals 93 definiert. Ein Ventilkörper 97, der als ein Schieberventil wirkt, ist gleitfähig in der Ventilkammer 95 untergebracht. Eine abgeschrägte Begrenzungseinrichtung 98 ist an einem Ende des Ventilkörpers 97 dem abgeschrägten Loch 96 des Kanals 93 zugewandt definiert. Eine Feder 99 erstreckt sich zwischen dem Ventilkörper 97 und der Wand der Ventilkammer 95 und drängt den Ventilkörper 97 von dem Loch 96 weg.
Eine Drucksteuerkammer 101 ist durch die hintere Endfläche des Ventilkörpers 97 und die Ventilkammer 95 definiert. Ein Drucklieferkanal 100 ist in dem hinteren Gehäuse 13 definiert und verbindet die Abgabekammer oder Auslasskammer 38 mit der Kammer 101. Das Verdrängungssteuerventil 49 ist in dem hinteren Gehäuse 13 untergebracht und befindet sich in dem Kanal 100. Ein Druckentlastungskanal 102 ist in dem hinteren Gehäuse 13, der Ventilplatte 14 und dem Zylinderblock 11 definiert. Der Kanal 102 verbindet die Kammer 101 mit der Kurbelkammer 15.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Radiallager 30, das das hintere Ende der Drehwelle 16 stützt, ein Achslager. Des weiteren ist ein Axiallager 102, das ein einfaches Gleitlager ist, zwischen der Taumelscheibe 22 und dem Verschluss 28 anstelle des Nadelaxiallagers 34 angeordnet. Das Lager 103 hat ein Paar an ringförmigen Käfigelementen 103a und 103b.
Der Verschluss 28 wirkt als eine Einstelleinrichtung für ein Einstellen der minimalen Neigungsposition der Taumelscheibe 22. Der Verschluss 28 ist in verschiedenen axialen Längen erhältlich gestaltet. Von der zu Verfügung stehenden Auswahl an Verschlüssen 28 wird ein Verschluss 28 gewählt, der eine geeignete Länge hat. Die Länge des gewählten Verschlusses 28 ermöglicht, dass die minimale Neigung der Taumelscheibe 22 mit einer vorbestimmten minimalen Neigungsposition übereinstimmt. Der Kompressor wird mit dem gewählten Verschluss 28 zusammengebaut.
Anders als bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Nut 27a nicht in der Verschlusskammer 27 ausgebildet und wird der Sprengring 27b, der als ein Federanschlag wirkt, nicht verwendet. Statt dessen wirkt die Ventilplatte 14 als ein Federanschlag. Wenn das hintere Gehäuse 13 an der hinteren Endfläche des Zylinderblocks 11 angebracht wird, wobei sich die Ventilplatte 14 dazwischen befindet, gelangt die Ventilplatte 14 mit dem hinteren Ende der Schraubenfeder 29 in Eingriff, die sich in der Verschlusskammer 27 befindet.
Der Betrieb des Kompressors von 5 ist nachstehend beschrieben.
Wenn der Kompressor betrieben wird, wird in dem externen Kühlmittelkreislauf 52 befindliches Kühlmittelgas in die Kurbelkammer 15 über den Saugkanal 34, die Saugkammer 27 und den zweiten Saugkanal 91 gesaugt. Das in der Kurbelkammer 15 befindliche Kühlmittelgas wird dann in die Saugkammer 37 über den Einleitkanal 92, der den ersten Kanal 146, das Durchgangsloch 94, den zweiten Kanal 93, die Ventilkammer 95 und das Loch 95a umfasst, gesaugt. Die Kurbelkammer 15 bildet einen Teil des Kanals zwischen dem Kühlmittelkreislauf 52 und der Saugkammer 37. Wenn die Kühllast groß ist, wird der Wert der Stromstärke zu der Spule 63 in dem Ventil 49 erhöht. Dadurch wird die Größe der Anzugskraft zwischen dem Kern 78 und dem Tauchkolben 80 erhöht, wodurch die sich ergebende Kraft erhöht, die den Ventilkörper 67 in einer Richtung drängt, in der das Ventilloch 68 geschlossen wird. Das Verringern der Öffnung zwischen dem Ventilloch 68 und dem Ventilkörper 67 verringert die Menge an Gas, die von der Auslasskammer 38 zu der Drucksteuerkammer 101 über den Lieferkanal 100 strömt. Das in der Kammer 101 befindliche Kühlmittelgas strömt andererseits in die Kurbelkammer 15 über den Kanal 102. Dadurch wird der Druck in der Kammer 101 verringert, wodurch der Ventilkörper 97 nach hinten oder von dem abgeschrägten Auslass 96 weg bewegt wird. Demgemäss wird die Begrenzung des Auslasses 96 durch die Begrenzungseinrichtung 98 des Ventilkörpers 97 verringert. Das Verringern der Begrenzung oder Einschnürung oder das Vergrößern der Öffnung des Auslasses 96 erhöht die Menge an Gas, die von der Kurbelkammer 15 in die Saugkammer 37 über den Kanal 92 strömt. Dadurch wird der Druck in der Saugkammer 37 erhöht. Daher ist die Differenz zwischen dem Druck Pc in der Kurbelkammer 15 und dem Druck in jeder Zylinderbohrung 11a gering. Dadurch wird die Neigung der Taumelscheibe 22 erhöht, wie dies in 22 gezeigt ist, wodurch ermöglicht wird, dass der Kompressor bei einer großen Verdrängung arbeitet.
Wenn das Ventilloch 68 in dem Ventil 49 durch den Ventilkörper 67 vollständig geschlossen ist, ist der Lieferkanal 100 geschlossen. Dadurch wird die Lieferung von Kühlmittelgas von der Auslasskammer 38 zu der Drucksteuerkammer 101 angehalten. Dadurch wird des weiteren der Druck in der Drucksteuerkammer 101 verringert, wodurch die Öffnung zwischen dem Auslassventil 96 und dem Ventilkörper 97 maximal gestaltet ist. Der Druck in der Saugkammer 37 wird somit weiter erhöht. Daher ist die Neigung der Taumelscheibe 22 maximal und der Kompressor arbeitet bei der maximalen Verdrängung. Wenn der Lieferkanal 100 durch das Ventil 49 geschlossen ist, wird in der Auslasskammer 38 befindliches außerordentlich mit Druck beaufschlagtes Kühlmittelgas zu dem Kühlmittelkreislauf 52 geliefert aber nicht zu der Kurbelkammer 15 über die Kanäle 100 und 102 geliefert.
Es wird angenommen, dass die Kühllast gering ist und der Stromstärkewert zu der Spule 360 in dem Ventil 49 verringert ist. Dadurch wird die Größe der Anzugskraft zwischen den Kern 78 und dem Tauchkolben 80 verringert, wodurch die sich ergebende Kraft verringert wird, die den Ventilkörper 67 in einer Richtung drängt, in der das Ventilloch 68 geschlossen wird. Das Vergrößern der Öffnung zwischen dem Ventilloch 68 und dem Ventilkörper 67 erhöht die Menge an Gas, die von der Auslasskammer 38 zu der Drucksteuerkammer 101 über den Lieferkanal 100 strömt. Dadurch wird der Druck in der Kammer 101 erhöht, wodurch der Ventilkörper 97 nach vorn oder zu dem abgeschrägten Auslass 96 bewegt wird. Demgemäss wird die Einschränkung oder Begrenzung zwischen der Begrenzungseinrichtung 98 und dem Auslass 96 vergrößert. Das Vergrößern der Einschränkung oder Begrenzung oder das Verkleinern der Öffnung des Auslasses 96 verringert die Menge an Gas, die von der Kurbelkammer 15 in die Saugkammer 37 über den Kanal 92 strömt. Dadurch wird der Druck in der Saugkammer 37 verringert. Daher ist die Differenz zwischen dem Druck Pc in der Kurbelkammer 15 und dem Druck in jeder Zylinderbohrung 11a groß. Dadurch wird die Neigung der Taumelscheibe 22 verringert, wie dies in 6 gezeigt ist, wodurch ermöglicht wird, dass der Kompressor bei einer geringen Verdrängung arbeitet.
Wenn die Kühllast zu Null wird, wird die Lieferung von Strom zu der Spule 63 des Ventils 49 angehalten. Dadurch wird die magnetische Anzugskraft zwischen dem Kern 78 und dem Tauchkolben 80 beseitigt. Der Ventilkörper 67 wird zu einer Position bewegt, bei der die Öffnung des Ventillochs 68 maximal gestaltet ist. Demgemäss ist der Lieferkanal 100 gänzlich geöffnet. Dadurch wird die Gasströmung von der Auslasskammer 38 zu der Drucksteuerkammer 101 weiter erhöht, wodurch der Druck in der Kammer 101 erhöht wird. Der Druck bewegt den Ventilkörper 97 nach vorn und gestaltet die Begrenzung oder Einschränkung zwischen dem Auslass 96 und dem Ventilkörper 97 maximal. Diese maximale Einschränkung gestaltet die Gasströmung von der Kurbelkammer 15 zu der Saugkammer 37 minimal und senkt der Druck in der Saugkammer 37. Dadurch wird die Neigung der Taumelscheibe 22 minimal gestaltet, wie dies in 6 gezeigt ist, wodurch ermöglicht wird, dass der Kompressor bei der minimalen Verdrängung arbeitet.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel bewirkt die minimale Neigung der Taumelscheibe 22, dass der Verschluss 28 den Lieferkanal 32 schließt. Dadurch wird die Gasströmung von dem Kühlmittelkreislauf 52 in die Saugkammer 37 angehalten. In diesem Zustand zirkuliert das Kühlmittelgas innerhalb des Kompressors, wobei es durch die Auslasskammer 38, den Lieferkanal 100, die Drucksteuerkammer 101, den Druckentlastungskanal 102, die Kurbelkammer 15, den Einleitkanal 92, die Saugkammer 37 und die Zylinderbohrungen 12a läuft.
Beim Zusammenbauen des Kompressors wird die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 22 eingestellt, indem ein Messverschluss mit einer vorbestimmten Länge verwendet wird. Das heißt der Kompressor wird vorübergehend mit dem Messverschluss zusammengebaut. Dann wird wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Hub der Kolben 35 gemessen, wenn die Taumelscheibe 22 bei der minimalen Neigungsposition ist. Auf der Grundlage des gemessenen Hubs wird der Verschluss 28 gewählt, der für den Kompressor optimal ist. Der Messverschluss wird durch den gewählten Verschluss 28 ersetzt. In dieser Weise wird die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 22 durch den Verschluss 28 eingestellt.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird das Ersetzen des Messverschlusses durch den gewählten Verschluss 28 von dem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 ausgeführt. Daher hat dieses Ausführungsbeispiel die gleichen Vorteile wie das erste Ausführungsbeispiel. Des weiteren wird anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel das dem Messen gewidmete hintere Käfigelement bei diesem Ausführungsbeispiel nicht angewendet. Statt dessen wird der Messverschluss durch den gewählten Verschluss 28 ersetzt. Somit ist ein Auseinanderbauen des Axiallagers 103 nicht erforderlich. Das Einstellen der minimalen Neigungsposition der Taumelscheibe 22 ist demgemäss erleichtert.
Die Ventilplatte 14 stützt direkt die Schraubenfeder 29 in der Verschlusskammer 27. Daher macht dieses Ausführungsbeispiel kein separates Teil zum Halten der Feder 29 erforderlich. Somit verringert dieser Aufbau die Anzahl an Teilen.
Die vorliegende Erfindung kann in den folgenden Formen alternativ ausgeführt werden:
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann das vordere Käfigelement 34a als eine Einstelleinrichtung zum Einstellen der minimalen Neigungsposition der Taumelscheibe 22 wirken. Darüber hinaus können beide Käfigelemente 34a und 34d als Einstelleinrichtungen wirken.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann der Abstandshalter 85 zwischen dem vorderen Käfigelement 34a des Axiallagers 34 und der Taumelscheibe 22 angeordnet werden. Des weiteren kann ein Paar an Abstandshaltern 85, die als Einstelleinrichtungen wirken, zwischen dem Lager 34 und dem Verschluss 28 bzw. zwischen dem Lager 34 und der Taumelscheibe 22 angeordnet werden.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 22 eingestellt werden, indem die Anzahl der Abstandshalter 85 geändert wird.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel kann statt des Verschlusses 28 zumindest eines der Käfigelemente 103a, 103b des Axiallagers 103 als eine Einstelleinrichtung wirken. Das heißt die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 22 kann eingestellt werden, indem die Dicke von zumindest einem der Käfigelemente 103a, 103b geändert wird. Des weiteren kann die minimale Neigungsposition der Taumelscheibe 22 durch die Anzahl der Käfigelemente bei dem Axiallager 103 eingestellt werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann der Verschluss 28 als eine Einstelleinrichtung wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel wirken.
Bei dem ersten und bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Ventilplatte 14 als ein Federanschlag statt des Sprengrings 27b wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel wirken.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel kann die ringartige Nut 27a in der Verschlusskammer 27 ausgebildet sein und der Sprengring 27b, der als ein Federanschlag wirkt, kann in der Nut 27a wie bei dem ersten und wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sitzen.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann das Radiallager 30 weggelassen werden. In diesem Fall wird der Verschluss 28 aus einem selbstschmierenden synthetischen Harz gestaltet. Das hintere Ende der Drehwelle 16 wird direkt durch den Verschluss 28 gestützt und dreht sich in bezug auf diesen.
Daher sollen die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung aufgefasst werden und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die hierbei dargelegten Einzelheiten beschränkt, sondern können innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche abgewandelt werden.

Claims

Kompressor mit einem Zylinderblock (11) mit einer Zylinderbohrung (11a), einem ersten Gehäuse (12), das an einem ersten Ende des Zylinderblocks (11) angebracht ist, einem zweiten Gehäuse (13), das an einem zweiten Ende des Zylinderblocks (11) angebracht ist, einer Kurbelkammer (15), die zwischen dem Zylinderblock (11) und dem ersten Gehäuse (12) definiert ist, einer Antriebsplatte (12), die in der Kurbelkammer (15) angeordnet ist und an einer Antriebswelle (16) montiert ist, und einem Kolben (35), der mit der Antriebsplatte (22) wirkgekuppelt ist und in der Zylinderbohrung (11a) angeordnet ist, wobei die Antriebsplatte (22) eine Drehung der Antriebswelle (16) in eine hin-und hergehende Bewegung des Kolbens (35) in der Zylinderbohrung (11a) umwandelt, wobei der Kolben (35) zu der Zylinderbohrung (11a) von einem separaten externen Kreislauf (52) geliefertes Gas komprimiert und das komprimierte Gas zu dem externen Kreislauf (52) mittels einer Abgabekammer (38) abgibt, wobei die Antriebsplatte (22) zwischen einer maximalen Neigungsposition und einer minimalen Neigungsposition in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen dem Druck in der Kurbelkammer (15) und dem Druck in der Zylinderbohrung (11a) neigbar ist, wobei der Kolben (35) sich um einen Hub basierend auf der Neigung der Antriebsplatte (22) zum Steuern der Verschiebung des Kompressors bewegt, wobei der Kompressors des weiteren eine Verschlusskammer (27), die sich durch den Zylinderblock (11) von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende entlang einer Achse zu der Antriebswelle (16) erstreckt, und ein Verschlusselement (28) hat, das in der Verschlusskammer (27) untergebracht ist und entlang der Achse der Antriebswelle (16) beweglich ist, wobei das Verschlusselement (28) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position im Ansprechen auf die Neigung der Antriebsplatte (22) beweglich ist, wobei die Antriebsplatte (22) bei der minimalen Neigungsposition gehalten wird, wenn das Verschlusselement (28) in der zweiten Position positioniert ist, wobei die Verschlusskammer (27) einen Durchmesser hat, der ermöglicht, dass das Verschlusselement (28) entfernbar in die Verschlusskammer (27) von dem zweiten Ende des Zylinderblocks (11) eingeführt wird, wobei eine Feder (29) in der Verschlusskammer (27) angeordnet ist, um das Verschlusselement (28) zu der Antriebsplatte (22) vorzuspannen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas zu der Zylinderbohrung (11a) von dem separaten externen Kreislauf (52) mittels einer Saugkammer (37) geliefert wird, die mit dem externen Kreislauf (52) verbunden ist, wenn das Verschlusselement (28) in seiner ersten Position ist, und von dem externen Kreislauf (52) getrennt ist, wenn das Verschlusselement (28) in seiner zweiten Position ist, wobei ein Axiallager (34; 103) an der Antriebswelle (16) zwischen der Antriebsplatte (22) und dem Verschlusselement (28) gestützt ist und beweglich ist entlang der Achse der Antriebswelle (16), wobei eine Einstelleinrichtung (34a, 34b; 85; 28; 103a, 103b) zwischen der Antriebsplatte (22) und der Feder (29) angeordnet ist, um die minimale Neigungsposition der Antriebsplatte (22) einzustellen.
Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Verschlusskammer (27) in einer axialen Richtung in Bezug auf die Verschlusskammer (27) konstant ist.
Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskammer (27) eine Innenfläche hat, die eine Eingriffsnut (27a) hat, und ein Aufnahmeelement (27b) in der Eingriffsnut (27a) entfernbar eingesetzt ist, um die Feder (29) aufzunehmen.
Kompressor gemäß Anspruch 1, wobei die Einstelleinrichtung zumindest ein Laufringelement (34a, 34b; 103a, 103b) des Axiallagers oder ein Abstandshalter. (85) ist, der sich benachbart zu dem Axiallager (34) oder dem Verschlusselement (28) befindet.
Kompressor gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufringelement (34a, 34b; 103a, 103b) eine Dicke in der axialen Richtung in Bezug auf die Antriebswelle (16) hat und wobei die minimale Neigungsposition der Antriebsplatte (22) durch die Dicke des Laufringelementes (34a, 34b; 103a, 103b) eingestellt wird.
Kompressor gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (85) eine Dicke in der axialen Richtung in Bezug auf die Antriebswelle (16) hat, und wobei die minimale Neigungsposition der Antriebsplatte (22) durch die Dicke des Abstandshalters (85) eingestellt wird.
Kompressor gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (28) eine Länge in der axialen Richtung in Bezug auf die Abtrieswelle (16) hat, und wobei die minimale Neigungsposition der Antriebsplatte (22) durch die Länge des Verschlusselementes (28) eingestellt wird.
Kompressor gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager ein Rollenlager (34) aufweist.
Kompressor gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Positionierfläche (33), die sich an dem zweiten Ende des Zylinderblocks (11) befindet und dem Verschlusselement (28) zugewandt ist; und das Verschlusselement (28) eine Endfläche hat, die an der Positionierfläche (33) anliegt, wenn das Verschlusselement (28) in der zweiten Position positioniert ist.
Kompressor gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (13) die Saugkammer (37) und die Abgabekammer (38) hat; und eine Ventilplatte (14) sich zwischen dem zweiten Ende des Zylinderblocks (11) und dem Gehäuse (13) befindet, um die Zylinderbohrung (11a) von der Saugkammer (37) und der Abgabekammer (38) zu trennen, wobei die Ventilplatte (14) die Positionierfläche (33) hat.
Kompressor gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskammer (27) mit der Saugkammer (37) in Verbindung steht; ein Saugkanal (32) in dem zweiten Gehäuse (13) definiert ist, um den externen Kreislauf (52) mit dem Verschlusselement (27) zu verbinden, wobei das Gas zu der Saugkammer (37) von dem externen Kreislauf (52) durch den Saugkanal (32) und die Verschlusskammer (27) geliefert wird; und die Positionierfläche (33) zwischen der Verschlusskammer (27) und dem Saugkanal (32) angeordnet ist, wobei das Verschlusselement (28) den Saugkanal (32) von der Verschlusskammer (27) durch die Endfläche trennt, die an der Positionierfläche (33) anliegt.
Kompressor gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (28) eine hohle zylindrische Form hat und ein Radiallager (30) innerhalb des Verschlusselementes (28) angeordnet ist, um die Antriebswelle (16) drehbar zu stützen.
Kompressor gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (16) direkt an einer externen Antriebswelle (E) gekuppelt ist, um die Antriebswelle (16) zu drehen.
Verfahren zum Zusammenbauen des Kompressors gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Anbringen des ersten Gehäuses (12), der Antriebswelle (16), der Antriebsplatte (22) und des Kolbens (35) an dem Zylinderblock (11) von dem ersten Ende; Einführen des Axiallagers (34; 103), des Verschlusselementes (28) und der Feder (29) in die Verschlusskammer (27) von dem zweiten Ende, bevor das zweite Gehäuse (13) an dem zweiten Ende angebracht wird; und Anbringen eines Aufnahmeelementes (27b) an dem Zylinderblock (11) von dem zweiten Ende, um die Feder (29) aufzunehmen.
Kompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einstellen des Drucks in entweder der Kurbelkammer (15) oder der Saugkammer (37), um die Differenz zwischen dem Druck in der Kurbelkammer (15) und dem Druck in der Zylinderbohrung (11a) zu variieren, wobei die Einstelleinrichtung einen Gaskanal (48; 100) hat zum Passieren des Gases, das zum Einstellen des Druckes verwendet wird, und ein Steuerventil (49) hat für ein Einstellen der Gasmenge, die in dem Gaskanal (49; 100) strömt.
Kompressor gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaskanal einen Lieferkanal (48) für ein Verbinden der Abgabekammer (38) mit der Kurbelkammer (15) hat, wobei das Steuerventil (49) in der Mitte des Weges in dem Lieferkanal (48) angeordnet ist, um die Gasmenge einzustellen, die in die Kurbelkammer (15) von der Abgabekammer (38) durch den Lieferkanal (48) eingeleitet wird, um den Druck in der Kurbelkammer (15) zu steuern.
Kompressor gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung folgendes hat: einen Saugkanal (32, 91) zum Verbinden des externen Kreislaufs (52) mit der Kurbelkammer (15); einen Einführkanal (92) für ein Verbinden der Kurbelkammer (15) mit der Saugkammer (37) , wobei das Gas zu der Saugkammer (37) von dem externen Kreislauf (52) durch den Saugkanal (32, 91), die Kurbelkammer (15) und den Einleitkanal (92) geliefert wird; ein Einstellventil (97), das in der Mitte des Weges in dem Einleitkanal (92) angeordnet ist, um die Gasmenge einzustellen, die zu der Saugkammer (37) von dem externen Kreislauf (52) geliefert wird, um den Druck in der Saugkammer (37) einzustellen; wobei der Gaskanal einen Druckaufbringkanal (100) hat, um das Gas zu dem Einstellventil (97) von der Abgabekammer (38) einzuleiten, um den Druck in der Abgabekammer (38) auf das Einstellventil (97) aufzubringen; und wobei das Steuerventil (49) in der Mitte des Weges in dem Druckaufbringkanal (100) angeordnet ist, um die Gasmenge einzustellen, die zu dem Einstellventil (97) von der Abgabekammer (38) durch den Druckaufbringkanal (100) eingeleitet wird, um den auf das Einstellventil (97) aufgebrachten Druck zu steuern, wobei das Einstellventil (97) die Öffnungsgröße des Einleitkanals (92) in Übereinstimmung mit dem Druck steuert, der auf das Einstellventil (97) aufgebracht wird.