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Hintergrund der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Taumelscheibenkompressor
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 zur Verwendung beispielsweise in einer Fahrzeugklimaanlage.
In einem solchen Taumelscheibenkompressor, wie er beispielsweise
in der EP-A-0 711 918 offenbart ist, ist eine Taumelscheibe auf
einer welle befestigt, die durch einen Fahrzeugmotor gedreht wird.
Kolben sind indirekt mit der Taumelscheibe gekoppelt. Wenn die Taumelscheibe
zusammen mit der Welle gedreht wird, führen die Kolben hin- und hergehende
Bewegungen aus, um Fluid zu komprimieren.
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In
einem Taumelscheibenkompressor der variablen Verdrängungsbauart
ist eine Taumelscheibennabe (die im nachfolgenden mit "Nabe" abgekürzt wird) über einen
Rotor und einen Gelenkmechanismus mit einer Welle gekoppelt, bei
einer variablen Neigung in bezug zu der Welle. Eine Taumelscheibe ist
an der Nabe befestigt. In diesem Fall kann die Verdrängung des
Kompressors variabel eingestellt werden, da die Kolben einen Hub
besitzen, der der Neigung der Taumelscheibe entspricht.
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In
den herkömmlichen
Technologien wurde eine Befestigung der Taumelscheibe hinsichtlich
der Nabe unter Verwendung einer Schraube ausgeführt. Da der Taumelscheibenkompressor
jedoch verschiedene Schwingungen erzeugt, bestand ein Problem in dem
Hervorrufen des Lösens
der Schraube. Das Lösen
der Schraube kann eine Trennung der Taumelscheibe von der Nabe hervorrufen,
was zu einem Ausfall des Kompressors führt. Andererseits, wenn eine
Verschweißung
für die
Befestigung verwendet wird, sollten verschweißte Abschnitte von demselben Material
sein und des weiteren sollte ein Einfluß der Wärme berücksichtigt werden, so daß dies hinsichtlich
Kosten und Qualität
von Nachteil ist.
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Aus
der EP-A-0 903 495, die einen Stand der Technik gemäß Art. 54(3)
und (4) EPC bildet, ist es bekannt, eine Taumelscheibe und einen
Führungsträger durch
einen Auswerferstift oder eine Niete zu befestigen.
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Zusammenfassung der Erfindung:
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Taumelscheibenkompressor bereitzustellen,
bei dem eine Befestigung einer Taumelscheibe zuverlässiger und
kostengünstig
ausgeführt
wird.
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Andere
Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden
Beschreibung deutlich. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des
Anspruchs 1 erzielt. Weitere vorteilhafte Merkmale sind Gegenstand
der abhängigen
Ansprüche.
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Die
vorliegende Erfindung zieht eine Befestigung durch eine Niete einer
Befestigung durch eine Schraube, die lange als eine Befestigungsvorrichtung
zur Befestigung gegen Schwingung verwendet wurde, vor. Es wurde
durch Experimente bestätigt, daß die Verwendung
der Niete hervorragend für
eine Befestigung gegen Schwingungen ist.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Taumelscheibenkompressor
vorgesehen, der ein rotierendes Bauteil be sitzt, das einer rotierenden
Bewegung unterworfen wird, ein Taumelbauteil, eine Mehrzahl an Nieten,
die das Taumelbauteil an dem rotierenden Bauteil befestigen, einen
Kolben und eine Schuhvorrichtung, die zwischen dem Taumelbauteil
und dem Kolben angeordnet ist, um den Kolben in Reaktion auf die
Bewegung des Taumelbauteils zu bewegen, um einen Kompressionsbetrieb
durchzuführen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Taumelscheibenkompressor vorgesehen,
bei dem eine Taumelscheibe, die an einer Nabe befestigt ist, mit
einer Mehrzahl von Kolben über
Schuhe gekoppelt ist, und, wenn eine Hauptwelle gedreht wird, um
einen Rotor zu drehen, wird eine Drehbewegung des Rotors über einen
Gelenkmechanismus auf die Nabe übertragen,
wobei der Gelenkmechanismus eine Neigung der Taumelscheibe verändert, so
daß die
Nabe gedreht wird, um die Taumelscheibe bei der Neigung zu drehen,
um zu bewirken, daß die
Kolben über
die Schuhe hin- und hergehende Bewegungen durchführen, um einen Kompressionsbetrieb
auszuführen.
Die Taumelscheibe ist durch eine Vielzahl an Nieten an der Nabe
befestigt.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen:
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1 ist
eine Längsschnittansicht
eines herkömmlichen
Taumelscheibenkompressors;
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2 ist
eine Längsschnittansicht
eines Taumelscheibenkompressors gemäß einem ersten bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Schnittansicht, die einen Hauptteil eines Taumelscheibenkompressors
gemäß einer
Abwandlung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels zeigt;
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4 ist
eine Längsschnittansicht
eines Taumelscheibenkompressors gemäß einem zweiten bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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5 ist
eine Draufsicht einer Kombination einer Nabe, einer Taumelscheibe
und einer Befestigungsplatte, die in jedem der Kompressoren aus
den 2 und 4 enthalten sind.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele:
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Unter
Bezugnahme auf 1 wird zunächst ein herkömmlicher
Taumelscheibenkompressor erläutert,
um das Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu erleichtern. Der gezeigte Taumelscheibenkompressor
ist von einer verstellbaren Verdrängungsbauart und wird in einer
Fahrzeugklimaanlage verwendet. Der Taumelscheibenkompressor weist ein
rohrförmiges
Gehäuse 1,
ein Vordergehäuse 12, das
ein axiales Ende des Gehäuses 1 schließt, und einen
Zylinderkopf 14, der an dem anderen axialen Ende des Gehäuses 1 über eine
Ventilplattenbaugruppe 13, die dazwischen angeordnet ist,
befestigt ist. Ein Zylinderblock 15 ist einstückig in
dem Gehäuse 1 vorgesehen.
Eine Hauptwelle 16 erstreckt sich in der Mitte des Gehäuses 1 und
wird durch das Vordergehäuse 12 und
den Zylinderblock 15 so gelagert, daß sie drehbar ist. Die Welle 16 wird
mit einem Fahrzeugmotor in der bekannten Art und Weise gedreht.
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Eine
Kurbelkammer 17 wird zwischen dem Vordergehäuse 12 und
dem Zylinderblock 15 begrenzt. In der Kurbelkammer 17 ist
ein Rotor 18 auf der Welle 16 befestigt. Eine
Nabe 21 ist über
einen Gelenkmechanismus 19 mit dem Rotor 18 gekoppelt. Die
Nabe 21 ist mit einem rohrförmigen Abschnitt 21a ausgebildet.
Eine ringförmige
Taumelscheibe 22 ist über
dem rohrförmigen
Abschnitt 21a aufgesteckt und mittels einer ringförmigen Befestigungsschraube 23 an
der Nabe 21 befestigt. Der Gelenkmechanismus 19 erlaubt
eine Neigung der Taumelscheibe 22 im bezug zu einer Achse
der Welle 16, um variabel zu sein. Die Taumelscheibe 22 wird
zusammen mit dem Rotor 18 gedreht.
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Eine
Mehrzahl von Kolben 24 ist mit der Taumelscheibe 22 an
ihren Umfangsabschnitten über
jeweilige Schuhe 25 gekoppelt. Die Kolben 24 werden in
entsprechenden Zylinderbohrungen 26, die in dem Zylinderblock 15 ausgebildet
sind, aufgenommen, um in einer Axialrichtung verschiebbar zu sein.
Wenn die Taumelscheibe 22 rotiert, bewegen sich die Kolben 24 in
den entsprechenden Zylinderbohrungen 26 hin und her, mit
einem Hub, der in Abhängigkeit
von der Neigung der Taumelscheibe 22 bestimmt wird.
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Der
Zylinderkopf 14 ist an seinen Umfangsabschnitt mit einer
Ansaugkammer 27 und in seiner Mitte mit einer Auslaßkammer 28 ausgebildet.
Ein bekannter Kühlkreislauf
(nicht gezeigt) ist zwischen der Ansaugkammer 27 und der
Auslaßkammer 28 verbunden.
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Die
Ventilplattenbaugruppe 13 ist mit Ansauglöchern 31 und
Auslaßlöchern 32 versehen,
um es den jeweiligen Zylinderbohrungen 26 zu gestatten,
mit der Ansaugkammer 27 und der Auslaßkammer 28 zu kommunizieren,
und des weiteren mit entsprechenden Ventilmechanismen (nicht gezeigt).
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Wenn
die Welle 16 rotiert, rotiert der Rotor 18. Die
Rotation des Rotors 18 wird über den Gelenkmechanismus 19 auf
die Nabe 21 übertragen,
so daß sich
die Nabe 21 und die Taumelscheibe 22 in Reaktion
auf die Drehung der Welle 16 dreht. Wenn die Taumelscheibe 22 bei
einer Neigung hinsichtlich der Welle 16 dreht, bewegen
sich die Kolben 24 in den entsprechenden Zylinderbohrungen 26 hin
und her. Den hin- und hergehenden Bewegungen der Koben 24 folgend
wird Kältemittelgas
aus dem Kühlkreislauf über die
Ansaugkammer 27 und die Ansauglöcher 31 in die Zylinderbohrungen 26 gesaugt
und anschließend über die
Auslaßlöcher 32 in
die Auslaßkammer 28 ausgestoßen, um
zu dem Kühlkreislauf
geliefert zu werden.
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Die
effektive Zylinderverdrängung
wird durch die Neigung der Taumelscheibe 22 bestimmt. 1 zeigt
einen Zustand der maximalen Neigung der Taumelscheibe 22,
wobei der Hub eines jeden Kolbens 24 maximal ist, so daß die effektive
Zylinderverdrängung
ebenfalls maximal ist. Mittels des Gelenkmechanismus 19 kann
die Neigung der Nabe 21, d.h. der Taumelscheibe 22,
verändert
werden.
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Bezug
nehmend auf 2 wird nun ein Taumelscheibenkompressor
gemäß dem ersten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung nachfolgend beschrieben. Ähnliche
Bereiche werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Der
Taumelscheibenkompressor enthält
eine ringförmige
Befestigungsplatte 34 hinter der Taumelscheibe 22,
die über
einem rohrförmigen
Abschnitt 33 der Nabe 21 aufgesteckt ist, und
eine Mehrzahl von Nieten 35, die die Befestigungsplatte 34 und
die Taumelscheibe 22 hinsichtlich der Nabe 21 befestigen. Die
Befestigungsplatte 34 ist aus einem weichen Stahl hergestellt.
Die Nieten 35 sind aus einem Kohlenstoffstahl hergestellt.
Es ist vorteilhaft, daß die Nieten 35 aus
einem kaltgewalzten Kohlenstoffstahl hergestellt sind. Eine Kombination
der Welle 16, des Rotors 18, des Gelenkmechanismus 19 und
der Nabe 21 wird als gedrehtes Bauteil bezeichnet.
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Die
Taumelscheibe 22 besitzt eine Ringgestalt und ist außerhalb
des rohrförmigen
Abschnitts 33 der Nabe 21 aufgesteckt, um auf
der Nabe 21 in einer vorbestimmten Richtung gelagert zu
sein. Die Befestigungsplatte 34 ist der Taumelscheibe 22 in
der vorbestimmten Richtung überlagert.
Eine Kombination aus der Taumelscheibe 22 und der Befestigungsplatte 34 wird
als Taumelbauteil bezeichnet.
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Die
Nabe 21, die Taumelscheibe 22 und die Befestigungsplatte 34 sind
jeweils mit Nietlöchern 21a, 22a,
und 34a ausgebildet. Jeder der Niete 34 erstreckt
sich in einer vorbestimmten Richtung durch die Nietlöcher 21a, 22a und 34a und
besitzt Köpfe 35a und 35b,
die mit der Befestigungsplatte 34 bzw. der Nabe 21 in
der vorbestimmten Richtung in Eingriff stehen. Die Befestigungsplatte 34 besitzt
eine Mehrzahl an konkaven Abschnitten 36, von denen jeder den
Kopf 35a einer jeden Niete 35 aufnimmt. Mit anderen
Worten, die Befestigungsplatte 34 ist mit den konkaven
Abschnitten 36 ausgebildet, um die Köpfe 35a der Nieten 35 am
Vorstehen zu hindern, um keine Störung mit der Bewegung der Taumelscheibe 22 zu
verursachen, und um eine axiale Länge der Baugruppe nicht zu
erhöhen.
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Die
Befestigung durch die Nieten 35 kann durch eine bekannte
Technologie leicht ausgeführt werden
und sicher aufrechterhalten werden, ohne gelöst zu werden, sogar wenn sie
einer Vibration unterworfen wird.
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Da
die letzten Taumelscheibenkompressoren durch eine Verbesserung ihrer
Leistungsfähigkeit eine
lange Betriebsdauer aufweisen, ist es nicht notwendig, die Taumelscheibe 22 zu
verändern.
Deshalb wird kein praktisches Problem auftreten, sogar wenn die
Taumelscheibe 22 durch die Nieten 35 an der Nabe 21 befestigt
ist.
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Unter
Bezugnahme auf 3 wird nun eine Abwandlung des
vorgenannten ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben.
In der Abwandlung erstreckt sich der konkave Abschnitt 36 durch die
Befestigungsplatte 34 in die Taumelscheibe 22 hinein.
In diesem Fall kann eine Länge
eines Abschnitts, der durch die Nieten 35 befestigt ist,
beispielsweise die Summe der Längen
der Nabe 21, der Taumelscheibe 22 und der Befestigungsplatte 34 reduziert
werden.
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Unter
Bezugnahme auf 4 wird nun ein Taumelscheibenkompressor
gemäß einem
zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ähnliche Bereiche werden mit
den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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In
dem Taumelscheibenkompressor ist die Taumelscheibe 22 direkt
durch die Nieten 35 an der Nabe 21 befestigt.
Zur Erleichterung der direkten Befestigung durch die Nieten 35 ist
die Taumelscheibe 22 einstückig mit einem rohrförmigen Abschnitt 37 ausgebildet,
der der Befestigungsplatte 34 entspricht. Dies bedeutet,
daß die
Taumelscheibe 22 und die Befestigungsplatte 34 einstückig miteinander ausgebildet
sind. In diesem Fall wird die Taumelscheibe 22 als Taumelbauteil
alleine bezeichnet. Mit dieser Anordnung kann die Anzahl an Teilen
reduziert werden.
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Bezug
nehmend auf 5 erfolgt die Beschreibung hinsichtlich
einer Abwandlung einer Kombination der Nabe 21, der Taumelscheibe 22 und
der Befestigungsplatte 34. Wie in der Abwandlung gezeigt
ist, ist es vorteilhaft, daß von
drei Nieten 35, die in Positionen angeordnet sind, die
einen Winkel von 120° dazwischen
aufweisen, Gebrauch gemacht wird.
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Gemäß jedem
der vorgenannten bevorzugten Ausführungsbeispiele wird der befestigte
Abschnitt an einem Lösen
gehindert, so daß die
sichere Befestigung garantiert werden kann, da die Nieten als Befestigungsvorrichtung
in dem Taumelscheibenkompressor, der einer Vibration häufig unterworfen wird,
verwendet werden. Die Befestigung durch die Nieten kann schnell
ausgeführt
werden und ist viel weniger teuer im Vergleich zu der herkömmlichen
Befestigung durch die Schraube, was zu einer großen Reduzierung der Produktionskosten
des Kompressors führt.
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Während die
vorliegende Erfindung soweit in Verbindung mit ein paar wenigen
Ausführungsbeispielen
beschrieben wurde, wird es dem Fachmann leicht möglich sein, diese Erfindung
auf verschiedene Arten und Weisen in die Praxis umzusetzen. Beispielsweise
können
konkave Abschnitte zur Beseitigung von vorstehenden Abschnitten
der Nieten entsprechend den beiden Köpfen der Niete vorgesehen sein.