EP1151197B1 - Axial piston machine - Google Patents
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- EP1151197B1 EP1151197B1 EP99953619A EP99953619A EP1151197B1 EP 1151197 B1 EP1151197 B1 EP 1151197B1 EP 99953619 A EP99953619 A EP 99953619A EP 99953619 A EP99953619 A EP 99953619A EP 1151197 B1 EP1151197 B1 EP 1151197B1
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- axial piston
- mass
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B27/10—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
- F04B27/1036—Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
- F04B27/1054—Actuating elements
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B27/14—Control
- F04B27/16—Control of pumps with stationary cylinders
- F04B27/18—Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
Definitions
- the invention relates to an axial piston machine, in particular a compressor for the Air conditioning system of a motor vehicle, with a housing and one in the housing arranged, driven by a drive shaft compressor unit for Sucking and compressing a refrigerant, the compressor unit in one Cylinder block with axially reciprocating pistons and a piston that drives the pistons the drive shaft comprises rotating drive pulley.
- Such compressors include a housing which includes an externally driven compressor or pump unit.
- the example designed as an axial piston machine or axial piston pump Pump unit in turn comprises at least one piston, which is in a cylinder block is movable back and forth.
- Such a compressor is usually included equipped with several pistons, which rotate a swashplate via a receiving disc or when swiveling a swivel plate in the direction of it Longitudinal axis - axially - are moved back and forth, whereby - in the case of a swash plate -
- the receiving disc is rotatably mounted in the housing.
- Swash plate compressors are in a wide variety of designs known. For example, DE 44 41 721 A1 and DE 196 11 004 A1 referenced.
- a generic axial piston machine is known from DE 44 41 721 A1.
- the swashplate is with a variety of movable back and forth in a cylinder block Piston coupled, the cylinder-piston arrangement for compressing a Serves gas.
- the pistons can also be double-acting pistons.
- the Swashplate together with the receiving plate coupled to the piston, which is rotatably arranged in the housing of the compressor and over a Support device supported on a non-rotatable abutment.
- the abutment serves the torque from the rotating swashplate to the Recording disc is transferred to intercept.
- the present invention is based on the object To design and design axial piston machine of the generic type to further develop that a speed-independent delivery results.
- the axial piston machine achieves the above object the features of claim 1.
- a generic Axial piston machine characterized in that the rotating mass of the Drive pulley or the pivotable portion of the drive pulley is greater than the common mass of all pistons, so that when turning the drive pulley centrifugal forces are sufficient to the pivoting movement of the drive pulley consciously counteract regulating and thus the piston stroke and thus the To influence the delivery rate, in particular to reduce or limit it.
- the rotating mass of the drive pulley is dimensioned such that the Rotation of the drive pulley occurring, the pivoting movement of the drive pulley counteracting centrifugal forces on the part of the pistons on the Acting pulley acting, causing a more far-reaching pivoting movement Forces lie. In this case there is not only one compensation but one Overcompensation of these forces takes place, causing an increasing speed the drive shaft is otherwise necessarily increased flow rate is reduced. Ultimately, the "endeavor" of the drive pulley, the piston stroke, predominates here to decrease beyond the state of equilibrium. Because the corresponding Swing torque of the drive pulley increases with the square of the speed, reduced the piston stroke increases with increasing speed, ideally in such a way that a constant - speed-independent - flow rate is set or results.
- the mass of the drive pulley is increased by approximately 10%. up to 60% above the common mass of all pistons.
- the Drive pulley mass about 30% to 50% above the common mass all pistons to the - automatic - regulation of the flow rate discussed above to reach.
- an axial piston compressor of the swash plate type or Swivel disc type can act.
- the rotating drive pulley is corresponding executed as a swash plate or as a swivel plate, in the case of Swashplate type between the swashplate and the pistons one opposite the swashplate mounted, rotatable receiving plate is arranged, the acted upon the pistons directly or indirectly, or their axial movement.
- the single figure shows, in a longitudinal section, schematically a compressor 1 for the air conditioning system of a motor vehicle.
- the compressor 1 comprises a housing 2, which in turn consists of a first housing part 3 and a second housing part 4 consists.
- the first housing part 3 includes an engine room 5 in which the compressor unit 6 is housed.
- the compressor unit 6 is via a pulley 7 and driven by a drive shaft 8, which in turn by one in the Fig. Not shown internal combustion engine of the motor vehicle is driven.
- the Drive shaft 8 rotates about an axis of rotation 9.
- the drive shaft 8 is in the housing 2 near the pulley 7 by means of a floating bearing 10 stored.
- a swash plate 11 is rotatable but pivotable with the drive shaft 8 connected so that the swash plate 11 together with the drive shaft 8 turns.
- the swash plate 11 is against axial displacement, i.e. against a shift in the direction of the axis of rotation 9, secured.
- the swash plate 11 acts via bearings 12 on a non-rotatably mounted in the housing 2 Receiving disc 13, each with a piston 15 via a connecting rod 14 is coupled.
- the pistons 15 are moved over the Receiving disc 13 moves in the direction of the longitudinal axis 16 of the pistons 15 back and forth.
- FIG. Further shows that the pistons 15 are in bores 17 are guided, the bores 17 being machined into a cylinder block 18.
- the cylinder block 18 adjoins a valve disk 19, through which the compressor unit 6 compressed medium in a designated as a high pressure chamber Pressure chamber 20 is promoted.
- the pressure chamber 20 is formed in the second housing part 4.
- the rotating mass of the drive plate - here swash plate 11 - is such dimensioned that when turning the drive plate or swash plate 11 centrifugal forces occurring are sufficient to the swiveling movement of the Swash plate 11 (the piston stroke is increased) at least slightly counteract.
- the stroke of the piston 15 and thus the delivery rate influenced, depending on the mass of the swash plate 11.
- here is a regulation depending on the mass of the Swashplate 11 realized.
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Description
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine, insbesondere Kompressor für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse und einer in dem Gehäuse angeordneten, über eine Antriebswelle angetriebenen Verdichtereinheit zum Ansaugen und Verdichten eines Kältemittels, wobei die Verdichtereinheit in einem Zylinderblock axial hin und her laufende Kolben und eine die Kolben antreibende, mit der Antriebswelle drehende Antriebsscheibe umfasst.The invention relates to an axial piston machine, in particular a compressor for the Air conditioning system of a motor vehicle, with a housing and one in the housing arranged, driven by a drive shaft compressor unit for Sucking and compressing a refrigerant, the compressor unit in one Cylinder block with axially reciprocating pistons and a piston that drives the pistons the drive shaft comprises rotating drive pulley.
Axialkolbenmaschinen bzw. Kompressoren der hier in Rede stehenden Art werden meist als Klimakompressoren bezeichnet und sind aus der Praxis in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Solche Kompressoren umfassen ein Gehäuse, welches eine von außerhalb angetriebene Verdichter- bzw. Pumpeneinheit einschließt. Die beispielsweise als Axialkolbenmaschine bzw. Axialkolbenpumpe ausgebildete Pumpeneinheit umfasst wiederum mindestens einen Kolben, der in einem Zylinderblock hin und her bewegbar ist. Üblicherweise ist ein solcher Kompressor mit mehreren Kolben ausgestattet, die bei Drehung einer Taumelscheibe über eine Aufnahmescheibe oder beim Schwenken einer Schwenkscheibe in Richtung ihrer Längsachse ― axial ― hin und her bewegt werden, wobei - im Falle einer Taumelscheibe - die Aufnahmescheibe drehfest im Gehäuse gelagert ist.Axial piston machines or compressors of the type in question here mostly referred to as air conditioning compressors and are very different in practice Embodiments known. Such compressors include a housing which includes an externally driven compressor or pump unit. The example designed as an axial piston machine or axial piston pump Pump unit in turn comprises at least one piston, which is in a cylinder block is movable back and forth. Such a compressor is usually included equipped with several pistons, which rotate a swashplate via a receiving disc or when swiveling a swivel plate in the direction of it Longitudinal axis - axially - are moved back and forth, whereby - in the case of a swash plate - The receiving disc is rotatably mounted in the housing.
Taumelscheibenkompressoren sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Lediglich beispielhaft wird dazu auf die DE 44 41 721 A1 und die DE 196 11 004 A1 verwiesen. Swash plate compressors are in a wide variety of designs known. For example, DE 44 41 721 A1 and DE 196 11 004 A1 referenced.
Eine gattungsbildende Axialkolbenmaschine ist aus der DE 44 41 721 A1 bekannt. Im Konkreten handelt es sich dort um einen Taumelscheibenkompressor. Die Taumelscheibe ist mit einer Vielzahl von in einem Zylinderblock hin und her bewegbaren Kolben gekoppelt, wobei die Zylinder-Kolben-Anordnung zum Komprimieren eines Gases dient. Bei den Kolben kann es sich auch um doppelt wirkende Kolben handeln.A generic axial piston machine is known from DE 44 41 721 A1. In concrete terms there is a swash plate compressor. The swashplate is with a variety of movable back and forth in a cylinder block Piston coupled, the cylinder-piston arrangement for compressing a Serves gas. The pistons can also be double-acting pistons.
Bei der aus der DE 44 41 721 A1 bekannten Axialkolbenmaschine wirkt die Taumelscheibe mit der mit dem Kolben gekoppelte Aufnahmescheibe zusammen, die drehfest im Gehäuse des Kompressors angeordnet ist und sich über eine Stützeinrichtung an einem drehfesten Widerlager abstützt. Das Widerlager dient dazu, das Drehmoment, das von der rotierenden Taumelscheibe auf die Aufnahmescheibe übertragen wird, abzufangen.In the axial piston machine known from DE 44 41 721 A1, the Swashplate together with the receiving plate coupled to the piston, which is rotatably arranged in the housing of the compressor and over a Support device supported on a non-rotatable abutment. The abutment serves the torque from the rotating swashplate to the Recording disc is transferred to intercept.
Des weiteren ist bei den bekannten Axialkolbenmaschinen bzw. Kompressoren der gattungsbildenden Art wesentlich, dass sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe bzw. Schwenkscheibe, der Einfachheit halber Antriebsscheibe genannt, mittels einer besonderen Gelenkvorrichtung verändern lässt, um nämlich den Kolbenhub in axialer Richtung zu verändern. In Bezug auf die Kolben- bzw. Antriebswellenlängsachse kippt die Antriebsscheibe aufgrund deren geometrischer Anordnung bzw. aufgrund der dortigen Schwenkachse.Furthermore, in the known axial piston machines or compressors generic type essential that the angle of inclination of the swash plate or swivel disk, called the drive disk for the sake of simplicity, by means of a special joint device can change, namely the piston stroke in the axial Change direction. In relation to the piston or drive shaft longitudinal axis tilts the drive pulley due to its geometric arrangement or due to the pivot axis there.
Insbesondere zum Einsatz in der Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs ist es erforderlich, die Fördermenge des Kompressors und somit dessen Leistung über den Drehzahlbereich hinweg zumindest weitgehend konstant zu halten, um nämlich eine gleichbleibende Leistung der Klimaanlage gewährleisten zu können. Dazu ist eine drehzahlunabhängige Förderleistung des Kompressors erforderlich. Zur Realisierung einer solchen drehzahlunabhängigen Förderleistung kann man gemäß dem aus der Praxis bekannten Stand der Technik eine Regelung realisieren, wonach bei Drehzahländerung über einen Regelkreis der Druck im Triebraum derart verändert wird, dass die Fördermenge durch Änderung des Schwenkscheibenwinkels und somit des Kolbenhubs ― durch aktive Regelung ― konstant gehalten wird. Eine solche Regelung ist jedoch insoweit nachteilig, als bei Drehzahländerung des Antriebs ein nur träges Ansprechverhalten realisierbar ist. In particular for use in the air conditioning system of a motor vehicle, it is necessary the delivery rate of the compressor and thus its output over the speed range away at least largely constant, namely one To ensure constant performance of the air conditioning system. There is one speed-independent delivery capacity of the compressor required. For realization Such a speed-independent delivery rate can be according to the Realize the state of the art known in the art, a regulation, according to which change in speed the pressure in the drive room is changed via a control loop, that the delivery rate by changing the swivel plate angle and thus the Piston strokes - through active control - are kept constant. Such a scheme is however disadvantageous insofar as a change in the speed of the drive only slow response is feasible.
Aus der US 5 105 728 ist für sich gesehen ebenfalls eine Axialkolbenmaschine und im Konkreten ein Taumelscheibenkompressor bekannt, bei dem die Schwenkbewegung der Antriebsscheibe durch die Masse der Antriebsscheibe beeinflusst ist. Eine solche Beeinflussung soll zur Vermeidung von Vibrationen dienen. Hinsichtlich einer Beeinflussung der Förderleistung sagt die US 5 105 728 nichts aus.From US 5 105 728 is also seen an axial piston machine and specifically, a swash plate compressor is known, in which the Swiveling movement of the drive pulley through the mass of the drive pulley is influenced. Such influencing is intended to avoid vibrations serve. With regard to influencing the delivery capacity, US 5 105 728 says nothing out.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine der gattungsbildenden Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass sich über einen weiten Betriebsbereich hinweg eine drehzahlunabhängige Förderleistung ergibt.The present invention is based on the object To design and design axial piston machine of the generic type to further develop that a speed-independent delivery results.
Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist eine gattungsbildende Axialkolbenmaschine dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Masse der Antriebsscheibe bzw. des schwenkbaren Anteils der Antriebsscheibe größer ist als die gemeinsame Masse aller Kolben, so dass die beim Drehen der Antriebsscheibe auftretenden Fliehkräfte ausreichen, um der Schwenkbewegung der Antriebsscheibe bewusst regelnd entgegenzuwirken und damit den Kolbenhub und somit die Fördermenge zu beeinflussen, insbesondere zu verringern bzw. zu begrenzen.The axial piston machine according to the invention achieves the above object the features of claim 1. After that is a generic Axial piston machine characterized in that the rotating mass of the Drive pulley or the pivotable portion of the drive pulley is greater than the common mass of all pistons, so that when turning the drive pulley centrifugal forces are sufficient to the pivoting movement of the drive pulley consciously counteract regulating and thus the piston stroke and thus the To influence the delivery rate, in particular to reduce or limit it.
Erfindungsgemäß ist zunächst einmal erkannt worden, dass die bei rotierender Antriebsscheibe auftretenden Fliehkräfte dazu führen, dass die Antriebsscheibe dazu tendiert, sich mit ihrer Drehachse parallel zur Achse der Antriebswelle auszurichten, wodurch sich der Schwenkwinkel verringert. Dieses Phänomen führt bei ausreichender Größe zu einer Reduzierung des Kolbenhubs, und zwar automatisch aufgrund der auftretenden Fliehkräfte, die wiederum auf die Drehbewegung der Antriebsscheibe zurückzuführen sind.According to the invention, it was first recognized that when the drive disk rotated centrifugal forces cause the drive pulley to do so tends to align itself with its axis of rotation parallel to the axis of the drive shaft, which reduces the swivel angle. This phenomenon leads to sufficient Size to reduce the piston stroke, automatically due to the centrifugal forces that occur, which in turn affect the rotational movement of the drive pulley are due.
Des weiteren ist erkannt worden, dass das entsprechende rückstellende Schwenkmoment der Antriebsscheibe mit dem Quadrat der Drehzahl zunimmt, wodurch sich der Kolbenhub ― mit zunehmender Drehzahl ― entgegen dem voranstehend erörterten Phänomen verkleinert. Furthermore, it has been recognized that the corresponding resetting Swivel torque of the drive pulley increases with the square of the speed, whereby the piston stroke - with increasing speed - opposes the reduced phenomenon discussed above.
Weiter ist erkannt worden, dass die translatorisch bewegten Massen (inkl. der Kolben) der Verdichtereinheit ― aufgrund ihrer Massenträgheit ― das Bestreben haben, über ihre jeweiligen Totlagen hinauszulaufen. Dadurch üben die translatorisch bewegten Massen eine Trägheitskraft bzw. Massenkraft und somit ein Schwenkmoment auf die Antriebsscheibe aus, und zwar im Sinne einer zwangsweisen Vergrößerung des Kolbenhubs.It has also been recognized that the masses moved in translation (including the Piston) of the compressor unit - due to its inertia - the effort have to go beyond their respective deadlocks. Thereby they practice masses moved in translation are an inertial force or mass force and thus a Swivel torque on the drive pulley, in the sense of a forced Enlargement of the piston stroke.
Ebenso ist erkannt worden, dass man die voranstehend genannten Phänomene positiv nutzen kann, nämlich zur Realisierung einer drehzahlunabhängigen Fördermenge, und zwar dadurch, dass man die rotierende Masse der Antriebsscheibe derart bemisst, dass die beim Drehen der Antriebsscheibe auftretenden Fliehkräfte ausreichen, um der Schwenkbewegung der Antriebsscheibe ausreichend entgegenzuwirken und damit den Kolbenhub und somit die Fördermenge über den Drehzahlbereich hinweg zu beeinflussen, insbesondere bei hohen Drehzahlen zu verringern bzw. zu begrenzen. In erfindungsgemäßer Weise wird eine Art Fliehkraftbalance gegen die von der gemeinsamen Masse aller Kolben hervorgerufene Ausschwenk-Massenkraft herbeigeführt, wobei das Erreichen der Balance der Fliehkräfte gegen die translatorischen Kräfte von der rotierenden Masse der Antriebsscheibe abhängt.It has also been recognized that the phenomena mentioned above can use positively, namely to realize a speed-independent delivery rate, by the rotating mass of the drive pulley dimensioned such that the centrifugal forces occurring when the drive disk rotates are sufficient to ensure the swiveling movement of the drive pulley counteract and thus the piston stroke and thus the flow rate over the Influencing speed range across, especially at high speeds reduce or limit. In the manner according to the invention, a species Centrifugal force balance against that caused by the common mass of all pistons Swinged-out mass force brought about, achieving the balance of the Centrifugal forces against the translational forces from the rotating mass of the Drive pulley depends.
Im Gegensatz zu dem Stand der Technik wird die rotierende Masse der Antriebsscheibe im Bezug auf die Summe der Massen aller Kolben derart dimensioniert, dass sich zwangsweise eine konstante Fördermenge auch bei zunehmender Drehzahl ergibt. Von einer solchen Beeinflussung der Drehzahl und somit Förderleistung der Axialkolbenmaschine ist im Stand der Technik nicht die Rede.In contrast to the prior art, the rotating mass of the Drive pulley in relation to the sum of the masses of all pistons dimensioned that a constant flow rate is also inevitable increasing speed results. Such an influence on the speed and thus delivery capacity of the axial piston machine is not the state of the art Speech.
Ebenso ist es möglich, die rotierende Masse der Antriebsscheibe derart zu bemessen, dass die beim Drehen der Antriebsscheibe auftretenden, der Schwenkbewegung der Antriebsscheibe entgegenwirkenden Fliehkräfte in etwa die seitens der Kolben auf die Antriebsscheibe wirkenden, eine weiterreichende Schwenkbewegung der Antriebsscheibe verursachenden Kräfte kompensieren. Dadurch wird vermieden, dass aufgrund der von den Kolben auf die Antriebsscheibe ausgeübten Kraft eine Vergrößerung des Kolbenhubs und somit eine Erhöhung der Fördermenge stattfindet.It is also possible to dimension the rotating mass of the drive pulley in such a way that occurs when turning the drive pulley, the Swiveling movement of the drive pulley counteracting centrifugal forces approximately on the part of the pistons acting on the drive pulley, a more far-reaching Compensate for swiveling movements of the drive pulley. This avoids that due to the piston on the drive pulley applied force an increase in the piston stroke and thus an increase in Delivery takes place.
Die rotierende Masse der Antriebsscheibe wird derart bemessen, dass die beim Drehen der Antriebsscheibe auftretenden, der Schwenkbewegung der Antriebsscheibe entgegenwirkenden Fliehkräfte über den seitens der Kolben auf die Antriebsscheibe wirkenden, eine weiterreichende Schwenkbewegung verursachenden Kräften liegen. In diesem Falle findet nicht nur eine Kompensation sondern eine Überkompensation dieser Kräfte statt, wodurch eine sich mit zunehmender Drehzahl der Antriebswelle ansonsten zwangsweise erhöhende Fördermenge reduziert wird. Letztendlich überwiegt hier das "Bestreben" der Antriebsscheibe, den Kolbenhub über den Gleichgewichtszustand hinaus zu verringern. Da das entsprechende Schwenkmoment der Antriebsscheibe mit dem Quadrat der Drehzahl zunimmt, verringert sich der Kolbenhub mit zunehmender Drehzahl, und zwar im Idealfall derart, dass sich eine konstante ― drehzahlunabhängige ― Fördermenge einstellt bzw. ergibt.The rotating mass of the drive pulley is dimensioned such that the Rotation of the drive pulley occurring, the pivoting movement of the drive pulley counteracting centrifugal forces on the part of the pistons on the Acting pulley acting, causing a more far-reaching pivoting movement Forces lie. In this case there is not only one compensation but one Overcompensation of these forces takes place, causing an increasing speed the drive shaft is otherwise necessarily increased flow rate is reduced. Ultimately, the "endeavor" of the drive pulley, the piston stroke, predominates here to decrease beyond the state of equilibrium. Because the corresponding Swing torque of the drive pulley increases with the square of the speed, reduced the piston stroke increases with increasing speed, ideally in such a way that a constant - speed-independent - flow rate is set or results.
Im Konkreten ist es von Vorteil, wenn die Masse der Antriebsscheibe um etwa 10% bis 60% über der gemeinsamen Masse aller Kolben liegt. Vorzugsweise liegt die Masse der Antriebsscheibe um etwa 30% bis 50% über der gemeinsamen Masse aller Kolben, um die voranstehend erörterte ― automatische ― Regelung der Fördermenge zu erreichen.In concrete terms, it is advantageous if the mass of the drive pulley is increased by approximately 10%. up to 60% above the common mass of all pistons. Preferably, the Drive pulley mass about 30% to 50% above the common mass all pistons to the - automatic - regulation of the flow rate discussed above to reach.
Des weiteren sei angemerkt, dass es sich bei dem hier in Rede stehenden Axialkolbenmaschine um einen Axialkolbenkompressor der Taumelscheiben-Bauart oder der Schwenkscheiben-Bauart handeln kann. Entsprechend ist die drehende Antriebsscheibe als Taumelscheibe oder als Schwenkscheibe ausgeführt, wobei im Falle der Taumelscheiben-Bauart zwischen der Taumelscheibe und den Kolben eine gegenüber der Taumelscheibe gelagerte, drehfeste Aufnahmescheibe angeordnet ist, die die Kolben unmittelbar oder mittelbar beaufschlagt bzw. deren axiale Bewegung bewirkt.Furthermore, it should be noted that it is the axial piston machine in question here an axial piston compressor of the swash plate type or Swivel disc type can act. The rotating drive pulley is corresponding executed as a swash plate or as a swivel plate, in the case of Swashplate type between the swashplate and the pistons one opposite the swashplate mounted, rotatable receiving plate is arranged, the acted upon the pistons directly or indirectly, or their axial movement.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in
vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die
dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende
Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung
zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt
die einzige Figur in einer schematischen Seitenansicht, teilweise geschnitten,
ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine, wobei
es sich hierbei um einen Axialkolbenkompressor der Taumelscheiben-Bauart
handelt.There are various possibilities for advantageously designing and developing the teaching of the present invention. For this purpose, on the one hand, reference is made to the claims subordinate to claim 1, and on the other hand to the following explanation of an embodiment of the invention with reference to the drawing. In connection with the explanation of the preferred exemplary embodiment of the invention with reference to the drawing, generally preferred configurations and developments of the teaching are also explained. In the drawing shows
the only figure in a schematic side view, partially in section, an embodiment of an axial piston machine according to the invention, wherein it is an axial piston compressor of the swash plate type.
Die einzige Figur zeigt in einem Längsschnitt, schematisch einen Kompressor 1 für
die Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs. Der Kompressor 1 umfasst ein Gehäuse 2,
welches wiederum aus einem ersten Gehäuseteil 3 und einem zweiten Gehäuseteil 4
besteht. Das erste Gehäuseteil 3 schließt einen Triebraum 5 ein, in dem die Verdichtereinheit
6 untergebracht ist. Die Verdichtereinheit 6 wird über eine Riemenscheibe
7 und über eine Antriebswelle 8 angetrieben, die wiederum von einer in der
Fig. nicht gezeigten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs angetrieben wird. Die
Antriebswelle 8 dreht um eine Drehachse 9.The single figure shows, in a longitudinal section, schematically a compressor 1 for
the air conditioning system of a motor vehicle. The compressor 1 comprises a
Die Antriebswelle 8 ist im Gehäuse 2 nahe der Riemenscheibe 7 mittels eines Loslagers
10 gelagert. Eine Taumelscheibe 11 ist drehfest aber schwenkbar mit der Antriebswelle
8 verbunden, so dass sich die Taumelscheibe 11 gemeinsam mit der Antriebswelle
8 dreht. Die Taumelscheibe 11 ist gegen axiale Verlagerung, d.h. gegen
eine Verlagerung in Richtung der Drehachse 9, gesichert.The drive shaft 8 is in the
Die Taumelscheibe 11 wirkt über Lager 12 auf eine drehfest im Gehäuse 2 gelagerten
Aufnahmescheibe 13, die über eine Pleuelstange 14 jeweils mit einem Kolben 15
gekoppelt ist. Bei Drehung der Taumelscheibe 11 werden die Kolben 15 über die
Aufnahmescheibe 13 in Richtung der Längsachse 16 der Kolben 15 hin und her bewegt.The
Die einzige Fig. lässt des weiteren erkennen, dass die Kolben 15 in Bohrungen 17
geführt sind, wobei die Bohrungen 17 in einen Zylinderblock 18 eingearbeitet sind. The only FIG. Further shows that the
Der Zylinderblock 18 grenzt an eine Ventilscheibe 19 an, durch die das über die Verdichtereinheit
6 komprimierte Medium in einen als Hochdruckkammer bezeichneten
Druckraum 20 gefördert wird. Der Druckraum 20 ist im zweiten Gehäuseteil 4 ausgebildet.The
Die rotierende Masse der Antriebsscheibe ― hier Taumelscheibe 11 ― ist derart
bemessen, dass die beim Drehen der Antriebsscheibe bzw. Taumelscheibe 11
auftretenden Fliehkräfte ausreichen, um der Ausschwenkbewegung der
Taumelscheibe 11 (dabei wird der Kolbenhub vergrößert) zumindest geringfügig
entgegenzuwirken. Dadurch wird der Hub der Kolben 15 und somit die Fördermenge
beeinflusst, und zwar in Abhängigkeit von der Masse der Taumelscheibe 11. Mit
anderen Worten ist hier eine Regelung in Abhängigkeit von der Masse der
Taumelscheibe 11 realisiert.The rotating mass of the drive plate - here swash plate 11 - is such
dimensioned that when turning the drive plate or
Unter Zugrundelegung des erfindungsgemäß beanspruchten Regelungsmechanismus
ist nun von ganz besonderer Bedeutung, dass man die rotierende Masse der
Taumelscheibe 11 über den "Gleichgewichtszustand" hinaus erhöhen kann, d.h. in
einem solchen Maße, dass das "Bestreben" der Taumelscheibe 11 überwiegt, den
Hub des Kolbens 15 zu verringern. Da das entsprechende Schwenkmoment der
Taumelscheibe 11 mit dem Quadrat der Drehzahl zunimmt, verringert sich der Hub
des Kolbens 15 mit zunehmender Drehzahl, so dass sich im Idealfall ― über den gesamten
Drehzahlbereich hinweg ― eine in etwa konstante Fördermenge ergibt, und
zwar ohne weitere aufwendige Maßnahmen zur Veränderung des Drucks im
Triebraum bzw. zur Veränderung des Schwenkwinkels der Taumelscheibe 11 ergreifen
zu müssen.On the basis of the control mechanism claimed according to the invention
is of particular importance now that the rotating mass of the
Zur Vermeidung von Wiederholungen wird ansonsten auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.To avoid repetition, the general part of the Description referred.
Claims (7)
- Axial piston motor (1), in particular a compressor for the air conditioning system of a motor vehicle, with a housing (2) and a compressor unit (6) arranged in the housing (2) and driven via a drive shaft (8), for taking in and compressing a refrigerant, the compressor unit (6) comprising pistons (15) axially reciprocating in a cylinder block (18) and a drive disk (11) driving the pistons (15) and co-rotating with the drive shaft (8),
characterised in that the rotating mass of the drive disk (11), or rather of the pivotable portion of the drive disk (11), is greater than the combined mass of all the pistons, with the result that the centrifugal forces developing during the rotation of the drive disk (11) are sufficient to counter the pivoting movement of the drive disk (11) in a purposely regulating manner and to influence therewith, in particular decrease or limit, the piston stroke and thus the flow rate. - Axial piston motor according to claim 1, characterised in that the rotating mass of the drive disk (11) is proportioned such that the centrifugal forces developing during the rotation of the drive disk (11) and countering the pivoting movement of the drive disk (11) approximately counterbalance the forces exerted by the pistons (15) on the drive disk (11) and causing a more extensive pivoting movement of the drive disk (11).
- Axial piston motor according to claim 1, characterised in that the rotating mass of the drive disk (11) is proportioned such that the centrifugal forces developing during the rotation of the drive disk (11) and countering the pivoting movement of the drive disk (11) are above the forces exerted by the pistons (15) on the drive disk (11) and causing a more extensive pivoting movement.
- Axial piston motor according to claim 3, characterised in that the rotating mass of the drive disk (11) is proportioned such that the centrifugal forces developing during the rotation of the drive disk (11) and countering the pivoting movement of the drive disk (11) are above the forces exerted by the pistons (15) on the drive disk (11) and causing a more extensive pivoting movement, with the result that as the rotational speed increases the piston stroke decreases to such an extent that a constant flow rate is set up.
- Axial piston motor according to any of claims 1 to 4, characterised in that the rotating mass of the drive disk (11) is some 10% to 60% above all the translationally moved masses, in particular above the combined mass of all the pistons (15).
- Axial piston motor according to claim 5, characterised in that the mass of the drive disk (11) is some 30% to 60% above all the translationally moved masses, in particular above the combined mass of all the pistons (15).
- Axial piston motor according to any of claims 1 to 6, characterised in that the rotating drive disk is designed and constructed as a swash plate (11), and that a non-rotatable receiving disk (13) mounted in facing relationship with the swash plate (11) is arranged between the swash plate (11) and the pistons (15).
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