WO2005021967A1 - Axial piston compressor, in particular co2 compressor for vehicle air-conditioning systems - Google Patents

Axial piston compressor, in particular co2 compressor for vehicle air-conditioning systems Download PDF

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WO2005021967A1
WO2005021967A1 PCT/EP2004/006621 EP2004006621W WO2005021967A1 WO 2005021967 A1 WO2005021967 A1 WO 2005021967A1 EP 2004006621 W EP2004006621 W EP 2004006621W WO 2005021967 A1 WO2005021967 A1 WO 2005021967A1
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WO
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swivel ring
support
drive shaft
swivel
piston
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/006621
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Otfried Schwarzkopf
Original Assignee
Zexel Valeo Compressor Europe Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Classifications

    • 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
    • F04B27/1072—Pivot mechanisms

Definitions

  • Axial piston compressors in particular C0 2 compressors for motor vehicle air conditioning systems
  • the invention relates to an axial piston compressor, in particular a C0 2 compressor for motor vehicle air conditioning systems, with a swivel plate, in particular swivel ring, which is adjustable in its inclination to a drive shaft, in particular swivel ring, which is connected to a swivel bearing mounted axially displaceably along the drive shaft and is supported on a support element which is arranged at a distance from the drive shaft and rotates with it, the pistons each having an articulated arrangement on which the swivel ring is in sliding engagement.
  • EP 1 172 557 A2 describes an axial piston compressor with a two-part support device for a swivel plate, the two-part support device serving both for axially supporting the swivel plate and for torque transmission.
  • Fig. 12 the known axial piston compressor is shown in schematic longitudinal section.
  • a second driver part 19, which engages in the first in an articulated manner, is designed as a lateral extension of the swivel plate 18.
  • the first and second driver part are available in pairs.
  • the bearing play of a driver and its bearing part is equipped with a somewhat further bearing play in order to lead in a more defined manner and to avoid overdetermination or a so-called double fit.
  • the consequence of this is that such a compressor cannot be operated independently of the speed.
  • the two-part support device has the further disadvantage that it is relatively heavy and long, with the result that the compressor is correspondingly heavy and long. It also has a thickened hub part 18a Swivel plate 18 has a relatively large moment of inertia due to its lateral extension. The center of gravity is also relatively far from the so-called tilt axis. The consequence of this is that a sudden change in the speed of rotation with corresponding inertia leads to an inclination adjustment of the swivel disk 18.
  • the center of gravity which is relatively far away from the tilt axis, causes an unbalance, since the engine can only be balanced for a (preferably) average swivel plate tilt angle.
  • the variability of the center of gravity causes undesirable changes in the control behavior (depending on the tilt angle).
  • the swivel disk has the shape of a swivel ring 6.
  • the swivel ring 6 has a radially inwardly open engagement space 28, in which the head of a driver 13, which is firmly connected to the drive shaft 5 and transmits the drive force, engages.
  • the axial piston compressor identified by the reference number 1 preferably has seven pistons 2 which are arranged at the same angular distance from one another in the circumferential direction. The axial guidance takes place within cylinder bores 3 in the compressor housing 4.
  • the lifting movement of the pistons 2 takes place through the engagement of a swivel ring 6, which extends obliquely to the drive shaft 5, into an engagement chamber 7 which is provided adjacent to the closed cavity 8 of the pistons 2.
  • joint arrangements are effective, each comprising two spherical segment-like joint blocks 11, 12. These correspond to complementary bearing troughs within a bridge-like piston foot.
  • the swivel ring 6 is slidably mounted between the flat sides of the spherical segment-like joint blocks 11, 12.
  • the torque transmission from the drive shaft 5 to the swivel ring 6 takes place by means of a drive pin 13 fastened in the drive shaft 5, the spherical head 15 of which engages, for example, in a radial bore 16 of the swivel ring 6.
  • the position of the driver head 15 is selected so that its center 17 coincides with that of the joint arrangement defined by the sliding blocks 11, 12. In addition, this center lies on a circle that connects the geometric axes of the seven pistons 2 to one another. In this way, the dead center position of the pistons 2 is exactly determined and a minimum of harmful space is guaranteed.
  • the head shape of the free driver end enables the inclination of the swivel ring 6 to be changed by the driver head 15 forming a bearing body for the swivel movement of the swivel ring 6 which changes the stroke width of the pistons.
  • a further prerequisite for pivoting the swivel ring 6 is the displaceability of its bearing axis 20 in the direction of the drive shaft 5.
  • the bearing axis 20 is formed by two bearing pins 22, 23 which are supported on both sides of a sliding sleeve 21 and which are also in radial bores 24, 25 of the Swivel ring 6 are mounted.
  • the sliding sleeve 21 has bearing sleeves 26, 27 on both sides, which bridge the annular space 28 between the sliding sleeve 21 and the swivel ring 6 (see also FIG. 14).
  • the limitation of the displaceability of the bearing axis 20 and thus the maximum inclination of the swivel ring 6 results from the driving pin 13 by extending through an axial slot 30 provided in the sliding sleeve 21 so that the sliding sleeve 21 at the ends of the slot mentioned 30 stops are found.
  • the force for the adjustment of the inclination of the swivel ring 6 and thus for a corresponding control of the axial piston compressor results from the sum of the pressures acting against each other on both sides of the pistons 2. This force depends on the pressure in the engine room 33. A flow connection to an external compressed gas source can be provided to regulate this pressure.
  • the setting of the position of the sliding sleeve 21 and thus the stroke of the pistons or the delivery capacity of the compressor is carried out by at least one spring 34, 35 which interacts with the sliding sleeve 21.
  • the sliding sleeve 21 is preferably enclosed between two helical compression springs 34, 35 which extend over the Extend drive shaft 5.
  • a disadvantage of the known compressor is that the contact principle between the driver and the swivel ring results in an uneven deformation behavior.
  • the deformation of the sliding surfaces or flat sides of the swivel ring caused by the driver causes the sliding blocks and thus the piston 2 to run unevenly.
  • In the area of the cylindrical radial bore in the swivel ring, within which the spherical head 15 of the driver 13 is supported relatively large deformations occur due to the very small wall thicknesses of the swivel ring.
  • the running properties of the sliding blocks 11, 12 on the flat sides of the swivel ring 6 are noticeably deteriorated.
  • WO 02/38959 shows a further development of the axial piston compressor according to DE 197 49 727 AI.
  • the deformation behavior described should be significantly reduced there.
  • the individual proposals focus on different geometrical shapes between the torque arm and the mounting hole of the swivel ring.
  • swash plate engine for axial piston compressors is known from FR 2 782 126 AI.
  • a driver protrudes into a swivel disk.
  • the swivel plate is also articulated in the radial direction and therefore has no displaceability in the radial direction. This leads to an eccentricity of the swivel disk (ie deviation of the disk center from the drive shaft as a function of the tilt angle of the swashplate), which causes imbalance.
  • the advantage of this construction is that the joint can transmit the forces over a large area. Accordingly, the joint can be built comparatively small.
  • DE 101 52 097 AI shows a construction similar to that according to FR 2 782 126 AI.
  • a disadvantage of all known swashplate engines is the superimposition of the following functions: torque transmission and support of the swivel plate in such a way that the top dead center of the pistons remains unchanged, i.e. regardless of the inclination of the swivel plate.
  • the diameter of the driver and the ball head arranged at the free end of the same determine the dimension of the receiving bore in the swivel ring;
  • the minimum thickness or minimum height of the swivel ring is specified via the required remaining wall thickness of the swivel ring in the area of the mentioned mounting hole, the latter of course also determining the size of the ball head in reverse. So that the driver can protrude into the swivel ring due to its (large, design-related) diameter, a comparatively narrow ring is used in which the sliding blocks have an overhang depending on the position of the drive shaft on the inside and / or outside, so that the support surface is lost.
  • Comparatively large pistons and sliding blocks also have a negative effect on the wall thickness in the bridge area of the pistons, since comparatively large bending moments act.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an axial piston compressor of the type mentioned at the outset, in which it is ensured that the axially acting gas forces are supported at the level of the force introduction and are not reinforced by excessive leverage. This is intended to achieve a more advantageous control characteristic. Furthermore, it should be ensured that the swivel plate is always axially supported at largely the same location relative to the acting piston forces. The axial support of the swivel plate should also be change the inclination of the same. The clearance in the area of the pistons and cylinders or the top dead center of the pistons should be kept constant for all angles of inclination or tilting of the swashplate.
  • connection between the swivel plate and the drive shaft should be such that the thickness of the swivel plate is not determined by this connection.
  • An essential point of the present invention is therefore that the axial support of the piston or gas force support takes place via a support arch which is effective outside the joint arrangement arranged between the piston and the swivel ring, is in contact with the support element and is operatively connected to the swivel ring, the support surface between the support arch and support element as is formed concentrically to the joint arrangement between the piston and the swivel plate bearing surface.
  • the bearing surface is preferably circular or cylindrical.
  • a spherical storage area is also conceivable.
  • An embodiment in which the support arch is displaceable in an approximately radial direction relative to the swivel ring is of very great importance.
  • an elastic element and / or damping element is also effective between the support arch and the swivel ring, by means of which the support arch is pushed away from the swivel ring or radially inwards, provided that it is a support arch that extends from the radially inside to the radially outside.
  • a disc spring or disc spring arrangement is preferably used as the elastic biasing element.
  • the proposed construction is simple, reliable and optimally dimensionable, due to the fact that there is the possibility of decoupling the gas force support from the torque transmission.
  • this decoupling does not take place, in which both axial gas forces are supported by the support arch and torques are transmitted from the drive shaft to the swivel ring.
  • the circular arc-shaped bearing surface relates to the contour in a radial plane extending through the supporting arc.
  • a spherical bearing surface is equally conceivable. The latter would have the advantage that additional torques could be transmitted without further measures having to be taken.
  • a cylindrical bearing surface has the advantage that the processing is relatively simple. This applies to both the support arch and the support element.
  • the bearing surface preferably extends into the drive shaft. This gives a particularly compact design.
  • the swivel disk is constantly supported by an "articulation" which is immobile in the circumferential direction or in the longitudinal direction. Tilting of the disk leads to the fact that the inside diameter as well as the outside diameter of the
  • Swing ring projected reduced to the compressor transverse plane, namely in the compressor tilt plane.
  • the swivel ring is elliptical in the transverse plane of the compressor. Because the swivel ring slides slightly inwards, so to speak, this must be done a degree of freedom can be provided with respect to the support arch.
  • the radial degree of freedom between the swivel ring and the support bend is therefore necessary in order to obtain a constant "support point" for the gas force support.
  • the maximum play between the inner circumference of the swivel ring and the support arch is approximately 1.5 mm to 2.0 mm.
  • an elastic pressure element is preferably inserted between the support arch and the swivel ring.
  • the torque transmission can also take place by means of a key which is effective between the sliding sleeve and the drive shaft; the support arch is then preferably not guided.
  • the at least one radial pin between the swivel ring and support arch according to claim 8 f. can e.g. be designed as round bolts, square or double.
  • the tilt angles for the minimum stroke and the maximum stroke can be limited by suitable stops, e.g. in that the sliding sleeve has a limitation on the drive shaft (stops) in both directions.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a swivel ring engine for an axial piston compressor in a perspective view.
  • FIG. 2 shows the swivel ring engine according to FIG. 1 in axial section along line II-II in FIG. 1; 3 shows the engine according to FIGS. 1 and 2 in an exploded view;
  • FIG. 3a shows the engine according to FIGS. 1 to 3 in a schematic longitudinal section, showing a minimum tilt angle of the swivel ring;
  • FIG. 3b shows the engine according to FIG. 3a, showing a maximum tilt angle of the swivel ring
  • FIG. 4 shows a modified embodiment in axial section corresponding to the axial section according to FIG. 2;
  • Figure 5 shows a third embodiment of a swivel ring engine in axial section.
  • Fig. 6 shows a fourth embodiment of a swivel ring engine in axial section
  • FIG. 7 shows a fifth embodiment of a swivel ring engine in axial section
  • FIG. 8 shows a sixth exemplary embodiment of a swivel ring engine in axial section
  • FIG. 9 shows a seventh exemplary embodiment of a swivel ring engine in axial section
  • FIG. 10 shows the engine according to FIG. 9 in an end view corresponding to the arrows X-X in FIG. 9;
  • FIGS. 9 and 10 shows the engine according to FIGS. 9 and 10 in an exploded view.
  • a first embodiment of a swivel ring engine 100 according to the invention for an axial piston compressor for motor vehicle air conditioning systems is shown schematically in FIGS. 1 to 3b.
  • This engine 100 comprises a swivel disk or swivel ring 107 which is adjustable in its inclination to a drive shaft 104, is rotatably driven by the drive shaft and, in the present case, is annular
  • the swivel ring is connected in an articulated manner both to a sliding sleeve 108 which is axially displaceably mounted on the drive shaft 104 and to a support element 109 which is arranged at a distance from the drive shaft 104 and rotates therewith.
  • This articulated connection is designed as an axial support, as can be seen in particular in FIGS. 2, 3a and 3b.
  • the interaction of the swivel ring 107 with the axial pistons corresponds to that according to the prior art, e.g. according to Fig. 13.
  • the pivot bearing of the pivot ring 107 defines a pivot axis 101 extending transversely to the drive shaft 104.
  • This pivot axis 101 is further defined by two bearing bolts 102, 103 mounted on both sides of the sliding sleeve 108 (see FIG. 3).
  • These bearing bolts 102, 103 are mounted in radial bores of the swivel ring 107.
  • These radial bores are identified by the reference number 120 in FIG. 3.
  • the sliding sleeve 108 can additionally have bearing sleeves 105, 106 (see FIG. 3) on both sides, which bridge the annular space 119 between the sliding sleeve 108 and the swivel ring 107.
  • the corresponding construction largely corresponds to the prior art according to FIG. 13.
  • the axial support of the swivel ring on the support element 109 which rotates with the drive shaft 104 is of importance.
  • This support is provided by a support arch 110 which is operatively connected to the swivel ring 107.
  • This support arch 110 is designed such that it engages over an articulated arrangement which is effective between the piston and the swivel ring. in such a way that, regardless of the inclination of the swivel ring 107, a collision between the latter and the support arch 110 on the one hand and the piston foot 111 comprising the aforementioned joint arrangement on the other hand is excluded (see FIG. 2).
  • the piston assigned to the piston foot 111 is identified by the reference number 118.
  • the support element 109 is part of a disk 112 connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 104.
  • the support surface of the arch 110 extends approximately concentrically to the center of the joint arrangement effective between the piston 118 and the swivel ring 107, as is described in more detail with reference to FIG. 13.
  • the axial support is therefore effective outside the aforementioned joint arrangement, with the result that the joint arrangement, which is active between the piston and the swivel ring, is not impaired by axial support measures. This applies in particular to the dimensioning of the aforementioned joint arrangement.
  • the joint arrangement is the same as in the prior art
  • the pivot bearing of the pivot ring 107 is used only for torque transmission and the support element 109 is only used for the axial support of the pistons 118 or gas force support.
  • the torque transmission is therefore decoupled from the axial support of the swivel ring 107.
  • the support surface on the support element 109 for the support arch 110 is also of particular interest.
  • This support surface is designed as an arcuate or cylindrical bearing surface 123.
  • the support arch 110 is displaceably mounted in the radial direction relative to the swivel ring 107, as is well shown in FIGS. 3a, 3b reveal.
  • the support arch 110 With a minimal tilt angle of the swivel ring 107 according to FIG. 3a, the support arch 110 is farthest from the inner peripheral edge of the swivel ring 107. In practice, this distance is approximately between 1.0 mm and 2.0 mm.
  • the gap between the swivel ring 107 and the support arch 110 is reduced to a minimum.
  • a radial pin 124 extending within the plane of the swivel ring. This pin serves for the radial guidance of the support arch 110 relative to the swivel ring 107.
  • two radial pins extending parallel to one another can also be provided in accordance with the embodiment according to FIGS. 9 to 11. In the embodiment according to FIGS.
  • the radial pin 124 is fixed in place on the swivel ring 107, in particular pressed into a corresponding radial bore.
  • the support arch 110 is then displaceably guided relative to the radial pin 124 on the latter.
  • an elastic pressure element in the form of a plate spring 125 is arranged between the swivel ring 107 and the support arch 110, which urges the support arch 110 radially inwards, i.e. away from the inner circumference of the swivel ring 107.
  • the support arch 110 is also to be used for torque transmission, it preferably extends into a corresponding trough 113 on the side of the support element 109 facing the support arch 110, as is shown in the embodiment according to FIG. 6.
  • the trough 113 is preferably designed as a radial groove.
  • the support surface can also be spherical, as is indicated in the embodiment according to FIG. 8.
  • the spherical trough shown there is identified by reference number 126. This also enables torque transmission to be achieved in addition to the axial support.
  • a feather key 114 corresponding to the embodiment according to FIG. 6.
  • a cross bolt 115 extending through the sliding sleeve 108 and the drive shaft 104 can also be used for torque transmission, as shown in FIG the cross pin 115 can be secured against rotation, for example by a square pressure in the region of the sliding sleeve 108.
  • a helical compression spring 117 (see exemplary illustration in FIGS. 3a, 3b) can also be effective, which is supported within the sliding sleeve 108 on the one hand and on an annular projection of the drive shaft 104 on the other hand, and the sliding sleeve 108 axially urges toward the piston 118.
  • the maximum tilt angle of the swivel ring 107 is approximately 18 °, while the minimum tilt angle is between approximately 0 ° and 2 °.
  • the tilt angles can be predetermined by stops, in particular stops for the axial displacement of the sliding sleeve 108.
  • the support arch 110 extends approximately concentrically to the center of the joint arrangement effective between the piston and the swivel ring.
  • the circular bearing surface extends concentrically to the spherical bearing surface of the articulation blocks 122 facing away from the piston 118.
  • the center of a spherical surface defined by the articulation stones lies on the longitudinal axis of the piston or on a circle through which the longitudinal axes of the piston extend.
  • the axial support or (theoretically) support line should lie on the center of the circular sliding blocks in the projection. This center point coincides with the longitudinal axis of the piston. According to the invention, this support line remains unchanged even when the inclination of the swivel ring 107 changes. This is possible because the support arch 110 can move radially relative to the swivel ring 107.
  • the illustrated embodiments further show that the circular-arc-shaped bearing surface 123 of the support arch 110 extends into the drive shaft 104. This gives you an extremely compact design. In addition, it is then even better possible to transmit a torque by means of the support arch 110 if necessary, namely when the support arch 110 is so narrow that it can extend into an axial trough of the drive shaft 104.
  • the embodiment according to FIG. 4 largely corresponds to that according to FIGS. 1 to 3b;
  • a key 114 is only arranged between the sliding sleeve 108 and the drive shaft 104 for torque transmission.
  • the feather key is placed on the drive shaft 104 so that it cannot move axially. With its partial section projecting over the circumference of the drive shaft 104, it projects into a longitudinal groove on the inside of the sliding sleeve 108. This longitudinal groove is identified in FIG. 4 by reference number 116.
  • the torque transmission is designed in the manner described.
  • the cross bolt 115 extends through an axially extending elongated hole within the drive shaft 104.
  • This slot is identified by the reference number 127.
  • the axial delimitation of the elongated hole 127 also forms the stops for the minimum and maximum tilt angle of the swivel ring 107.
  • the support arch 110 is torque-free.
  • FIG. 6 has already been described in more detail above. It largely corresponds to that according to FIG. 4. It is only provided that the support arch 110 extends into a trough of the support element 109, so that a torque transmission is also possible by means of the support arch 110.
  • the support arch 110 also extends into a depression 113.
  • a torque transmission by means of the support arch 110 is also provided here.
  • the radial pin 124 is replaced by a square 128 in the embodiments described above.
  • FIGS. 9 to 11 differs from that according to FIGS. 1 to 3b only in that the radial pin 124 provided there is replaced by two radial pins 124 which extend parallel to one another and at a distance from one another. All other parts of this engine agree with those of the embodiment shown in Figures 1 f. match.
  • the support surface of the support element 109 is defined by a cylindrical pin segment which is pivotably mounted within the segment and on the flat side of which the support arch 110 bears
  • the support arch 110 would not be designed in the shape of a circular arc, but rather approximately U-shaped.
  • the leg facing the support surface of the support element 109 is formed with a flat sliding surface which rests on the flat side of the cylinder pin segment.
  • the basic idea described for the axial support of a swivel disk or a swivel ring also includes constructions. summarizes in which the support arch is effective inside, outside or from above (tensile force instead of compressive force), whereby all constructions have in common that the support arch or the axial support of the swivel ring or also a swivel plate is concentric outside the articulated stones or the effective range of the Articulated stones arranged and effective.
  • a dislocation between support arch 110 and support element 109 and / or drive shaft 104 can be reliably avoided if I extend the support arch bearing surface (s) over an angular range of approximately 30 ° to 190 °, in particular approximately 150 ° (See angular range “ ⁇ ” in FIG. 4). Dislocation is then ruled out, particularly when tensile forces are applied.
  • the bearing surfaces on the support element and on the drive shaft are designed such that they have the same center of curvature and are produced in one operation can.

Abstract

The invention relates to an axial piston compressor, in particular CO2 compressor for vehicle air-conditioning systems comprising a captive C-washer, in particular a swivel ring (107) which is rotationally driven by a drive shaft (104) and adjustably inclined thereto. Said swivel ring is connected to a pivotable axially arranged and movable along the drive shaft (104) hinge bearing and applies pressure to a supporting element (109) which is pivotally arranged with the drive shaft (104) at a certain distance therefrom. Each piston (118) is provided with a hinge assembly (121, 122) to which the swivel ring (107) is slidingly connected. The axial support of the pistons (118) or a gas force strut is produced by means of a supporting arch (110) which is actively connected to the swivel ring (107), oppositely arranged with respect to the supporting element (109) and acts outside of the assembly (121, 122) disposed between the piston (118) and the swivel ring (107), a supporting surface between the supporting arch (110) and the supporting element (109) being embodied in the form of a bearing arc-shaped surface (123).

Description

Axialkolbenverdichter, insbesondere C02-Verdichter für Kraftfahrzeug-KlimaanlagenAxial piston compressors, in particular C0 2 compressors for motor vehicle air conditioning systems
B e s c h r e i b u n gDescription
Die Erfindung betrifft einen Axialkolbenverdichter, insbesondere C02-Verdichter für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen, mit einem in seiner Neigung zu einer Antriebswelle verstellbaren, von der Antriebswelle drehangetriebenen Schwenkscheibe, insbesondere Schwenkring, wobei dieser mit einem längs der Antriebswelle axial verschieblich gela- gerten Schwenklager verbunden und an einem im Abstand von der Antriebswelle mit dieser mitdrehend angeordneten Stützelement abgestützt ist, wobei die Kolben jeweils eine Gelenkanordnung aufweisen, an der der Schwenkring in Gleiteingriff steht.The invention relates to an axial piston compressor, in particular a C0 2 compressor for motor vehicle air conditioning systems, with a swivel plate, in particular swivel ring, which is adjustable in its inclination to a drive shaft, in particular swivel ring, which is connected to a swivel bearing mounted axially displaceably along the drive shaft and is supported on a support element which is arranged at a distance from the drive shaft and rotates with it, the pistons each having an articulated arrangement on which the swivel ring is in sliding engagement.
In der EP 1 172 557 A2 ist ein Axialkolbenverdichter mit einer zweiteiligen Stützvor- richtung für eine Schwenkscheibe beschrieben, wobei die zweiteilige Stützvorrichtung sowohl zur axialen Abstützung der Schwenkscheibe als auch zur Drehmomentübertragung dient. In Fig. 12 ist der bekannte Axialkolbenverdichter im schematischen Längsschnitt dargestellt. Ein an der Antriebswelle 14 befestigtes erstes Mitnehmerteil 17, das als Lager in Form einer Aufnahmebohrung 17b ausgeführt ist, ist mit einem erheblichen Abstand neben der Schwenkscheibe 18 angeordnet. Ein zweites, in den ersten gelenkig eingreifendes Mitnehmerteil 19 ist als seitlicher Fortsatz der Schwenkscheibe 18 ausgebildet. Das erste sowie zweite Mitnehmerteil liegen jeweils paarweise vor. Üblicherweise ist das Lagerspiel eines Mitnehmers und seines Lagerteiles mit einem etwas weiteren Lagerspiel ausgestattet, um definierter führen und dabei eine Überbestimmung oder eine sogenannte Doppelpassung vermeiden zu können. Das hat zur Folge, daß ein solcher Verdichter nicht drehzahlunabhängig betrieben werden kann. Die zweiteilige Stützvorrichtung hat des weiteren den Nachteil, daß es relativ schwer und lang baut mit der Folge, daß der Verdichter entsprechend schwer und lang ausgebildet ist. Außerdem hat die einen verdickten Nabenteil 18a aufweisende Schwenkscheibe 18 durch ihren seitlichen Fortsatz ein verhältnismäßig großes Trägheitsmoment. Auch ist der Schwerpunkt relativ weit von der sogenannten Kippachse entfernt. Die Folge davon ist, daß eine plötzliche Veränderung der Drehgeschwindigkeit mit entsprechender Trägheit zu einer Neigungsverstellung der Schwenkscheibe 18 führt. Weiterhin bewirkt der von der Kippachse relativ weit entfernte Schwerpunkt eine Unwucht, da das Triebwerk nur für einen (vorzugsweise) mittleren Schwenkscheiben-Kippwinkel ausgewuchtet werden kann. Die Variabilität der Schwerpunktslage bewirkt unerwünschte Änderungen im Regelverhalten (in Abhängigkeit des Kippwinkels). Schließlich ist bei der bekannten Konstruktion noch von Nachteil, daß die Gaskraftabstützung abhängig ist vom Kippwinkel derEP 1 172 557 A2 describes an axial piston compressor with a two-part support device for a swivel plate, the two-part support device serving both for axially supporting the swivel plate and for torque transmission. In Fig. 12 the known axial piston compressor is shown in schematic longitudinal section. A first driver part 17 fastened to the drive shaft 14, which is designed as a bearing in the form of a receiving bore 17b, is arranged at a considerable distance next to the swivel plate 18. A second driver part 19, which engages in the first in an articulated manner, is designed as a lateral extension of the swivel plate 18. The first and second driver part are available in pairs. Usually, the bearing play of a driver and its bearing part is equipped with a somewhat further bearing play in order to lead in a more defined manner and to avoid overdetermination or a so-called double fit. The consequence of this is that such a compressor cannot be operated independently of the speed. The two-part support device has the further disadvantage that it is relatively heavy and long, with the result that the compressor is correspondingly heavy and long. It also has a thickened hub part 18a Swivel plate 18 has a relatively large moment of inertia due to its lateral extension. The center of gravity is also relatively far from the so-called tilt axis. The consequence of this is that a sudden change in the speed of rotation with corresponding inertia leads to an inclination adjustment of the swivel disk 18. Furthermore, the center of gravity, which is relatively far away from the tilt axis, causes an unbalance, since the engine can only be balanced for a (preferably) average swivel plate tilt angle. The variability of the center of gravity causes undesirable changes in the control behavior (depending on the tilt angle). Finally, it is a disadvantage of the known construction that the gas force support is dependent on the tilt angle of the
Schwenkscheibe. Des weiteren ist problematisch, daß die Mittelachsen der Axialkolben 20 von der Antriebswelle 14 weiter beabstandet sind als die Abstützung an der Mitnehmerscheibe 17, und sich diese Verhältnisse in Abhängigkeit des Kippwinkels ändern. Dies führt zu einem nicht-linearen Verlauf der Regelcharakteristik.Swash plate. Furthermore, it is problematic that the central axes of the axial pistons 20 are spaced further apart from the drive shaft 14 than the support on the driving disk 17, and these conditions change depending on the tilt angle. This leads to a non-linear course of the control characteristic.
Ein erheblicher Fortschritt gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik wird durch die Konstruktion gemäß der DE 197 49 727 AI erreicht. Dort ist die Schwenkscheibe durch einen Schwenkring ersetzt. Dadurch wird eine besonders kompakte Bauweise erhalten, die einer Kippbewegung des Schwenkrings geringe Trägheitskräfte entgegen- setzt. Weiterhin wird eine exakte Einhaltung der inneren Totpunktposition der Axialkolben gewährleistet. Veränderliche schädliche Räume werden vermieden. Anhand der Figuren 13 und 14 soll nunmehr der Axialkolbenverdichter gemäß der DE 197 49 727 AI etwas näher erläutert werden.A significant advance over the prior art mentioned above is achieved by the construction according to DE 197 49 727 AI. There the swivel plate is replaced by a swivel ring. This results in a particularly compact design, which counteracts a tilting movement of the swivel ring with low inertial forces. Furthermore, an exact adherence to the inner dead center position of the axial pistons is guaranteed. Changing harmful spaces are avoided. The axial piston compressor according to DE 197 49 727 AI will now be explained in more detail with reference to FIGS. 13 and 14.
Wie bereits erwähnt, hat die Schwenkscheibe die Form eines Schwenkringes 6. An einer Stelle ihres Umfanges weist der Schwenkring 6 einen radial nach innen offenen Eingriffsraum 28 auf, in den der Kopf eines mit der Antriebswelle 5 fest verbundenen, die Antriebskraft übertragenden Mitnehmers 13 eingreift. Auf diese Weise wird ein seitlich angeordneter Mitnehmer, der größere Trägheitskräfte, eine größere Baulänge und größeren Herstellungsaufwand zur Folge hat, vermieden. Der mit der Bezugsziffer 1 gekennzeichnete Axialkolbenverdichter weist vorzugsweise sieben Kolben 2 auf, die in Umfangsrichtung in gleichem Winkelabstand voneinander angeordnet sind. Die Axialführung erfolgt jeweils innerhalb von Zylinderbohrungen 3 im Verdichtergehäuse 4. Die Hubbewegung der Kolben 2 erfolgt durch den Eingriff eines zur Antriebswelle 5 schräg verlaufenden Schwenkringes 6 in eine Eingriffskammer 7, die angrenzend an den geschlossenen Hohlraum 8 der Kolben 2 vorgesehen ist. Zwischen den Kolben 2 und dem Schwenkring 6 sind jeweils Gelenkanordnungen wirksam, die jeweils zwei kugelsegmentartige Gelenksteine 11, 12 umfassen. Diese korrespondieren mit komplementären Lagermulden innerhalb eines brückenartigen Kolbenfußes. Zwischen den Flachseiten der kugelsegmentartigen Gelenksteine 11, 12 ist der Schwenkring 6 gleitend gelagert. Die Drehmomentübertragung von der Antriebswelle 5 zum Schwenkring 6 erfolgt durch einen in der Antriebswelle 5 befestigten Mitnehmerbolzen 13, dessen beispielsweise kugelförmiger Kopf 15 in eine Radialbohrung 16 des Schwenkringes 6 eingreift. Dabei ist die Position des Mitnehmerkopfes 15 so gewählt, daß sein Mittelpunkt 17 mit demjenigen der Gelenkanordnung definiert durch die Gleitsteine 11, 12 übereinstimmt. Außerdem liegt dieser Mittelpunkt auf einem Kreis, der die geometrischen Achsen der sieben Kolben 2 miteinander verbindet. Auf diese Weise ist die Tot- punktposition der Kolben 2 exakt bestimmt und ein minimaler schädlicher Raum gewährleistet. Die Kopfform des freien Mitnehmerendes ermöglicht die Veränderung der Neigung des Schwenkringes 6, indem der Mitnehmerkopf 15 einen Lagerkörper für die die Hubweite der Kolben verändernde Schwenkbewegung des Schwenkringes 6 bildet. Weitere Voraussetzung für ein Verschwenken des Schwenkringes 6 ist die Verschieb- barkeit ihrer Lagerachse 20 in Richtung der Antriebswelle 5. Hierzu ist die Lagerachse 20 durch zwei gleichachsig beidseitig einer Schiebehülse 21 gelagerte Lagerbolzen 22, 23 gebildet, die außerdem in radialen Bohrungen 24, 25 des Schwenkringes 6 gelagert sind. Die Schiebehülse 21 weist hierzu beidseitig Lagerhülsen 26, 27 auf, die den Ringraum 28 zwischen der Schiebehülse 21 und dem Schwenkring 6 überbrücken (siehe auch Fig. 14).As already mentioned, the swivel disk has the shape of a swivel ring 6. At one point on its circumference, the swivel ring 6 has a radially inwardly open engagement space 28, in which the head of a driver 13, which is firmly connected to the drive shaft 5 and transmits the drive force, engages. In this way, a laterally arranged driver is avoided, which results in larger inertial forces, a greater overall length and greater manufacturing outlay. The axial piston compressor identified by the reference number 1 preferably has seven pistons 2 which are arranged at the same angular distance from one another in the circumferential direction. The axial guidance takes place within cylinder bores 3 in the compressor housing 4. The lifting movement of the pistons 2 takes place through the engagement of a swivel ring 6, which extends obliquely to the drive shaft 5, into an engagement chamber 7 which is provided adjacent to the closed cavity 8 of the pistons 2. Between the pistons 2 and the swivel ring 6, joint arrangements are effective, each comprising two spherical segment-like joint blocks 11, 12. These correspond to complementary bearing troughs within a bridge-like piston foot. The swivel ring 6 is slidably mounted between the flat sides of the spherical segment-like joint blocks 11, 12. The torque transmission from the drive shaft 5 to the swivel ring 6 takes place by means of a drive pin 13 fastened in the drive shaft 5, the spherical head 15 of which engages, for example, in a radial bore 16 of the swivel ring 6. The position of the driver head 15 is selected so that its center 17 coincides with that of the joint arrangement defined by the sliding blocks 11, 12. In addition, this center lies on a circle that connects the geometric axes of the seven pistons 2 to one another. In this way, the dead center position of the pistons 2 is exactly determined and a minimum of harmful space is guaranteed. The head shape of the free driver end enables the inclination of the swivel ring 6 to be changed by the driver head 15 forming a bearing body for the swivel movement of the swivel ring 6 which changes the stroke width of the pistons. A further prerequisite for pivoting the swivel ring 6 is the displaceability of its bearing axis 20 in the direction of the drive shaft 5. For this purpose, the bearing axis 20 is formed by two bearing pins 22, 23 which are supported on both sides of a sliding sleeve 21 and which are also in radial bores 24, 25 of the Swivel ring 6 are mounted. For this purpose, the sliding sleeve 21 has bearing sleeves 26, 27 on both sides, which bridge the annular space 28 between the sliding sleeve 21 and the swivel ring 6 (see also FIG. 14).
Die Begrenzung der Verschiebbarkeit der Lagerachse 20 und damit die maximale Schrägstellung des Schwenkringes 6 ergibt sich durch den Mitnehmerbolzen 13, indem sich dieser durch ein in der Schiebehülse 21 vorgesehenes axiales Langloch 30 hin- durcherstreckt, so daß die Schiebehülse 21 an den Enden des erwähnten Langloches 30 Anschläge findet. Die Kraft für die Verstellung der Neigung des Schwenkringes 6 und damit für eine entsprechende Regelung des Axialkolbenverdichters ergibt sich aus der Summe der jeweils beidseitig der Kolben 2 gegeneinander wirkenden Drücke. Diese Kraft ist vom Druck im Triebwerksraum 33 abhängig. Für die Regelung dieses Drucks kann eine Strömungsverbindung mit einer äußeren Druckgasquelle vorgesehen sein. Je höher der Druck an der Triebwerksraumseite der Kolben 2 bzw. im Triebwerksraum 33 relativ zum Druck an der gegenüberliegenden Seite der Kolben 2 ist, umso kleiner wird der Hub der Kolben 2 und damit die Förderleistung des Verdichters. Die Einstellung der Position der Schiebehülse 21 und damit des Hubes der Kolben bzw. der Förderleistung des Verdichters erfolgt durch mindestens eine mit der Schiebehülse 21 zusammenwirkende Feder 34, 35. Vorzugsweise ist die Schiebehülse 21 zwischen zwei Schraubendruckfedem 34, 35 eingeschlossen, die sich über die Antriebswelle 5 hinweg erstrecken.The limitation of the displaceability of the bearing axis 20 and thus the maximum inclination of the swivel ring 6 results from the driving pin 13 by extending through an axial slot 30 provided in the sliding sleeve 21 so that the sliding sleeve 21 at the ends of the slot mentioned 30 stops are found. The force for the adjustment of the inclination of the swivel ring 6 and thus for a corresponding control of the axial piston compressor results from the sum of the pressures acting against each other on both sides of the pistons 2. This force depends on the pressure in the engine room 33. A flow connection to an external compressed gas source can be provided to regulate this pressure. The higher the pressure on the engine room side of the pistons 2 or in the engine room 33 relative to the pressure on the opposite side of the pistons 2, the smaller the stroke of the pistons 2 and thus the delivery rate of the compressor. The setting of the position of the sliding sleeve 21 and thus the stroke of the pistons or the delivery capacity of the compressor is carried out by at least one spring 34, 35 which interacts with the sliding sleeve 21. The sliding sleeve 21 is preferably enclosed between two helical compression springs 34, 35 which extend over the Extend drive shaft 5.
Nachteilig bei dem bekannten Verdichter ist, daß das Kontaktprinzip zwischen Mitnehmer und Schwenkring ein ungleichmäßiges Verformungsverhalten zur Folge hat. Die durch den Mitnehmer bedingte Verformung der Gleitflächen bzw. Flachseiten des Schwenkringes hat ein unruhiges Laufverhalten der Gleitsteine und damit der Kolben 2 zur Folge. Im Bereich der zylindrischen Radialbohrung im Schwenkring, innerhalb der sich der kugelförmige Kopf 15 des Mitnehmers 13 abstützt, kommt es aufgrund der dort sehr kleinen Wandstärken des Schwenkringes zu relativ starken Verformungen. Dadurch werden die Laufeigenschaften der Gleitsteine 11, 12 auf den Flachseiten des Schwenkringes 6 merklich verschlechtert.A disadvantage of the known compressor is that the contact principle between the driver and the swivel ring results in an uneven deformation behavior. The deformation of the sliding surfaces or flat sides of the swivel ring caused by the driver causes the sliding blocks and thus the piston 2 to run unevenly. In the area of the cylindrical radial bore in the swivel ring, within which the spherical head 15 of the driver 13 is supported, relatively large deformations occur due to the very small wall thicknesses of the swivel ring. As a result, the running properties of the sliding blocks 11, 12 on the flat sides of the swivel ring 6 are noticeably deteriorated.
In der WO 02/38959 ist eine Weiterentwicklung des Axialkolbenverdichters gemäß der DE 197 49 727 AI dargestellt. Das beschriebene Verformungsverhalten soll dort erheblich reduziert werden. Im wesentlichen konzentrieren sich die einzelnen Vorschläge auf unterschiedliche geometrische Formgebungen zwischen Drehmomentstütze und Aufnahmebohrung des Schwenkringes.WO 02/38959 shows a further development of the axial piston compressor according to DE 197 49 727 AI. The deformation behavior described should be significantly reduced there. Essentially, the individual proposals focus on different geometrical shapes between the torque arm and the mounting hole of the swivel ring.
Durch die FR 2 782 126 AI ist ein weiteres Schwenkscheiben-Triebwerk für Axialkolbenverdichter bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion ragt ein Mitnehmer in eine Schwenkscheibe hinein. Gegenüber der Konstruktion gemäß der DE 197 49 727 AI ist die Schwenkscheibe allerdings auch in radialer Richtung angelenkt und weist deshalb in radialer Richtung keine Verschiebbarkeit auf. Dadurch kommt es zu einer Außermittigkeit der Schwenkscheibe (d.h. Abweichung des Scheibenmittelpunktes von der An- triebswelle als Funktion des Kippwinkels der Schwenkscheibe), wodurch Unwucht verursacht wird. Der Vorteil dieser Konstruktion liegt darin, daß das Gelenk die Kräfte flächig übertragen kann. Dementsprechend klein kann das Gelenk vergleichsweise gebaut werden.Another swash plate engine for axial piston compressors is known from FR 2 782 126 AI. In this known construction, a driver protrudes into a swivel disk. Compared to the construction according to DE 197 49 727 AI, however, the swivel plate is also articulated in the radial direction and therefore has no displaceability in the radial direction. This leads to an eccentricity of the swivel disk (ie deviation of the disk center from the drive shaft as a function of the tilt angle of the swashplate), which causes imbalance. The advantage of this construction is that the joint can transmit the forces over a large area. Accordingly, the joint can be built comparatively small.
Die DE 101 52 097 AI zeigt eine Konstruktion ähnlich derjenigen gemäß der FR 2 782 126 AI.DE 101 52 097 AI shows a construction similar to that according to FR 2 782 126 AI.
Schließlich wird auch in der DE 2 951 647 AI noch ein Triebwerk offenbart, mit dem der Schadraum der Kolben konstant eingestellt werden kann. Im wesentlichen stützt sich die Schwenkscheibe über einen kreisförmigen Bereich (an der Unterseite der Schwenkscheibe) an einem Mitnehmerbereich der Antriebswelle ab, wobei der kreisförmige Bereich sein Zentrum im Bereich der Kolbenlagerung findet und dort für alle Kippwinkel konstant positionierbar sein soll. Analog wird dieses Triebwerksmerkmal auch bei der DE 197 49 727 AI gelöst.Finally, an engine is also disclosed in DE 2 951 647 AI with which the clearance of the pistons can be adjusted constantly. Essentially, the swivel plate is supported over a circular area (on the underside of the swivel plate) on a driver area of the drive shaft, the circular area being centered in the area of the piston bearing and should be able to be constantly positioned there for all tilt angles. Analogously, this engine feature is also solved in DE 197 49 727 AI.
Ergänzend zu dem zitierten Stand der Technik sei auch noch auf die DE 42 90 950 AI verwiesen. Auch dort stützt sich die Schwenkscheibe, die in diesem Fall eine Taumelscheibe trägt, über einen kreisförmigen Bereich ab, der etwa konzentrisch zu einem Pleuelgelenk liegt, welches in der Taumelscheibe gelagert ist. Es kann nicht davon ausgegangen werden, daß bei dieser Konstruktion der obere Totpunkt der Kolben bei Kippwinkeländerung konstant bleibt.In addition to the cited prior art, reference is also made to DE 42 90 950 AI. There, too, the swivel plate, which in this case carries a swash plate, is supported over a circular area which is approximately concentric with a connecting rod joint which is mounted in the swash plate. It cannot be assumed that with this construction the top dead center of the pistons remains constant when the tilt angle changes.
Allen bekannten Schwenkscheiben-Triebwerken ist nachteilig die Überlagerung folgen- der Funktionen: Drehmomentübertragung sowie Abstützung der Schwenkscheibe so, daß der obere Totpunkt der Kolben unverändert bleibt, d.h. unabhängig von der Neigung der Schwenkscheibe.A disadvantage of all known swashplate engines is the superimposition of the following functions: torque transmission and support of the swivel plate in such a way that the top dead center of the pistons remains unchanged, i.e. regardless of the inclination of the swivel plate.
Die Erfüllung dieser beiden Funktionen führt zu folgendem charakteristischem Verhalten: Durch beide Funktionseinflüsse wird z.B. der kugelförmige oder kugelformähn- liche Kopf des Mitnehmers gemäß der Konstruktion nach den Fig. 13 und 14 in zwei Bereichen erheblichen Flächenpressungen unterworfen. Diese Flächenpressung wird auch an den entsprechenden Bereichen der Schwenkscheibe erreicht. Durch die erwähnten Flächenpressungen kommt es zu Verformungen, die sich aufgrund von Gegebenheiten gegenseitig unkontrollierbar beeinflussen können. Reibungsspitzen führen zu einer Hysterese beim Kippen und Zurückkippen der Schwenkscheibe.The fulfillment of these two functions leads to the following characteristic behavior: Due to both functional influences, for example the spherical or spherical head of the driver according to the construction according to FIGS. 13 and 14 is subjected to considerable surface pressures in two areas. This surface pressure is also achieved on the corresponding areas of the swivel plate. The surface pressures mentioned lead to deformations which, due to circumstances, can influence one another in an uncontrollable manner. Friction peaks lead to hysteresis when the swivel plate is tilted and tilted back.
Beim Stand der Technik gemäß der bislang bevorzugten Ausführungsform nach DE 197 49 727 AI (Figuren 13, 14) wird der Mitnehmer sowohl durch das Drehmoment beaufschlagt als auch durch Axialkräfte (Gaskraft). Die entsprechenden Biegemomentver- läufe weisen ihr Maximum jeweils im Bereich der Aufnahme in der Antriebswelle auf. Die Folge davon ist: Die Dimensionierung und Auslegung der Antriebswelle (Durchmesser), Welien- aufnahme (Passungslänge), als auch Mitnehmer (Durchmesser und Werkstoff) werden im wesentlichen durch die Kräfte und Drehmomente bestimmt, die am Mitnehmer angreifen. - Der Durchmesser des Mitnehmers und des am freien Ende desselben angeordneten Kugelkopfes geben die Dimension der Aufnahmebohrung im Schwenkring vor; über die erforderliche Restwandstärke des Schwenkringes im Bereich der erwähnten Aufnahmebohrung wird die Mindestdicke bzw. Mindesthöhe des Schwenkringes vorgegeben, wobei letztere natürlich umgekehrt auch die Größe des Kugelkopfes bestimmt. Damit der Mitnehmer aufgrund seines (großen, auslegungsbedingten) Durchmessers in den Schwenkring hineinragen kann, wird ein vergleichsweise schmaler Ring verwendet, bei dem die Gleitsteine je nach Position der Antriebswelle innen oder/und außen einen Überstand aufweisen, so daß Stützfläche verlorengeht.In the prior art according to the previously preferred embodiment according to DE 197 49 727 AI (Figures 13, 14), the driver is acted upon both by the torque and by axial forces (gas force). The corresponding bending moment curves each have their maximum in the area of the receptacle in the drive shaft. The consequence of this is: The dimensioning and design of the drive shaft (diameter), shaft mount (fit length), as well as the driver (diameter and material) are essentially determined by the forces and torques that act on the driver. - The diameter of the driver and the ball head arranged at the free end of the same determine the dimension of the receiving bore in the swivel ring; The minimum thickness or minimum height of the swivel ring is specified via the required remaining wall thickness of the swivel ring in the area of the mentioned mounting hole, the latter of course also determining the size of the ball head in reverse. So that the driver can protrude into the swivel ring due to its (large, design-related) diameter, a comparatively narrow ring is used in which the sliding blocks have an overhang depending on the position of the drive shaft on the inside and / or outside, so that the support surface is lost.
Um dennoch die erforderlichen Kräfte aufnehmen zu können, ist es erforderlich, den Durchmesser der kugelsegmentförmigen Gleitsteine überdurchschnittlich groß zu bemessen. Dies wiederum hat relativ lange Kolben, d.h. Kolben mit relativ langen Kolbenbrücken zur Folge. Die Konsequenz davon sind entsprechend hohe Massenkräfte infolge der Kolben, die das Regelverhalten wiederum ungünstig beeinflussen können. Dementsprechend werden Kompensationsmaßnahmen erforderlich.In order to still be able to absorb the required forces, it is necessary to make the diameter of the spherical segment-shaped sliding blocks larger than average sized. This in turn results in relatively long pistons, ie pistons with relatively long piston bridges. The consequence of this is correspondingly high mass forces due to the pistons, which in turn can adversely affect the control behavior. Accordingly, compensation measures are required.
Vergleichsweise große Kolben und Gleitsteine wirken sich auch negativ auf die Wandstärke im Brückenbereich der Kolben aus, da vergleichsweise große Biegemomente wirken.Comparatively large pistons and sliding blocks also have a negative effect on the wall thickness in the bridge area of the pistons, since comparatively large bending moments act.
Ein Vergleich der Konstruktionen, insbesondere der Drehmomentstützen gemäß der EP 1 172 557 A2 und DE 197 49 727 AI offenbart neben vielen Vorteilen der letztgenannten Konstruktion auch einen klaren Nachteil bei der Kraftübertragung infolge Drehmoment- und Gaskraftabstützung. Da bei der Konstruktion gemäß der EP 1 172 557 A2 diese Funktionen durch in einer Bohrung geführte Bolzen gelöst wird, ist die Kontaktfläche zwischen Mitnehmer und zugeordnetem Lager eher durch eine Linie definiert, die je nach Schmierfilm und gewollter Verformung infolge Hertz'scher Pressung zu einer Fläche wird. Dagegen wird es bei der Mitnehmerkonstruktion nach der DE 197 49 727 AI einen Punktkontakt geben, der je nach Schmierfilm und gewollter Verformung infolge Hertz'scher Pressung einen sogenannten „spot" zur Kraftübertragung bereitstellt. Da zwei Kräfte erheblicher Größe einwirken, kann es zu einer überhöhten Flächenpressung und zum sogenannten „Festfressen" am Mitnehmerkopf kommen.A comparison of the constructions, in particular the torque supports according to EP 1 172 557 A2 and DE 197 49 727 AI, in addition to many advantages of the latter construction, also reveals a clear disadvantage in the transmission of power due to torque and gas force support. Since in the construction according to EP 1 172 557 A2 these functions are solved by bolts guided in a bore, the contact area between the driver and the associated bearing is rather defined by a line which, depending on the lubricating film and the desired deformation as a result of Hertzian pressure, becomes one Area becomes. On the other hand, there will be a point contact in the driver construction according to DE 197 49 727 AI which, depending on the lubricating film and the desired deformation as a result of Hertzian pressure, provides a so-called "spot" for power transmission. Since two forces of considerable magnitude act, it can lead to an excessive one Surface pressure and come to the so-called "seizure" on the driver head.
Da es durch die Einleitung zweier Kräfte zu einer Überlagerung von Deformationen am Mitnehmerkopf kommt, muß ein erhöhtes Lagerspiel vorgesehen werden, was sich natürlich hinsichtlich Geräusch und Verschleiß nachteilig äußert.Since the introduction of two forces causes deformations to be superimposed on the driver head, increased bearing play must be provided, which of course is disadvantageous in terms of noise and wear.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Axialkolbenverdichter der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem sichergestellt ist, daß die axial wirkenden Gaskräfte auf Höhe der Krafteinleitung abgestützt und nicht durch übermäßige Hebelwirkung verstärkt werden. Dadurch soll eine vorteilhaftere Regelcharakteristik erzielt werden. Des weiteren soll sichergestellt sein, daß die Schwenkscheibe relativ zu den wirkenden Kolbenkräften immer an weitgehend gleicher Stelle axial abgestützt wird. Die Axialabstützung der Schwenkscheibe soll sich also mit der Änderung der Neigung derselben nicht verlagern. Der Schadraum im Bereich von Kolben und Zylinder bzw. der obere Totpunkt der Kolben soll für alle Neigungs- bzw. Kippwinkel der Schwenkscheibe konstant gehalten werden.The present invention is therefore based on the object of providing an axial piston compressor of the type mentioned at the outset, in which it is ensured that the axially acting gas forces are supported at the level of the force introduction and are not reinforced by excessive leverage. This is intended to achieve a more advantageous control characteristic. Furthermore, it should be ensured that the swivel plate is always axially supported at largely the same location relative to the acting piston forces. The axial support of the swivel plate should also be change the inclination of the same. The clearance in the area of the pistons and cylinders or the top dead center of the pistons should be kept constant for all angles of inclination or tilting of the swashplate.
Es ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine sogenannte Lochleibung der Schwenkscheibe zu vermeiden. Insbesondere soll die Verbindung zwischen Schwenkscheibe und Antriebswelle so sein, daß die Dicke der Schwenkscheibe nicht durch diese Verbindung bestimmt wird.It is also an object of the present invention to avoid a so-called hole reveal of the swivel plate. In particular, the connection between the swivel plate and the drive shaft should be such that the thickness of the swivel plate is not determined by this connection.
Auch soll darauf geachtet werden, daß die Unwucht der Schwenkscheibe klein bleibt, und zwar dadurch, daß „Schwenkpunkt" und „Schwerpunkt" der Schwenkscheibenkonstruktion zusammenfallen, und zwar vorzugsweise auf der Antriebswellenmittelachse.Care should also be taken to ensure that the imbalance of the swivel plate remains small, namely in that the "swivel point" and "center of gravity" of the swivel plate construction coincide, preferably on the drive shaft center axis.
Schließlich ist es für bevorzugte Ausführungsformen Aufgabe, die Gaskraftabstützung von der Drehmomentübertragung funktional zu trennen. Dadurch soll es möglich sein, die Dimensionierung der für die Axial abstützung einerseits und Drehmomentübertragung andererseits dienenden Bauteile zu optimieren. Auch können damit Spiele exakter eingestellt werden. Verschleiß infolge überhöhter Flächenpressung soll vermieden werden.Finally, it is the task for preferred embodiments to functionally separate the gas force support from the torque transmission. This should make it possible to optimize the dimensioning of the components used for axial support on the one hand and torque transmission on the other. Games can also be set more precisely. Wear due to excessive surface pressure should be avoided.
Diese und weitere Aufgaben bzw. Ziele werden durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wobei vorteilhafte Details und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Grundgedankens in den Unteransprüchen beschrieben sind.These and other tasks or goals are solved by the characterizing features of claim 1, advantageous details and developments of the basic idea of the invention being described in the subclaims.
Ein wesentlicher Punkt der vorliegenden Erfindung besteht also darin, daß die axiale Abstützung der Kolben bzw. Gaskraftabstützung über einen außerhalb der zwischen Kolben und Schwenkring angeordneten Gelenkanordnung wirksamen, am Stützelement anliegenden und mit dem Schwenkring wirkverbundenen Stützbogen erfolgt, wobei die Stützfläche zwischen Stützbogen und Stützelement als sich konzentrisch zur Gelenkanordnung zwischen Kolben und Schwenkscheibe erstreckende Lagerfläche ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Lagerfläche kreisbogenförmig bzw. zylindrisch. Denkbar ist auch eine sphärische Lagerfläche. Von ganz wesentlicher Bedeutung ist eine Ausführungsform, bei der der Stützbogen in etwa radialer Richtung relativ zum Schwenkring verschieblich gelagert ist. Dadurch ist es möglich, daß die axiale Abstützung von der Änderung der Neigung des Schwenkringes unbeeinflußt bleibt, und zwar der "Abstützpunkt". Vorzugsweise ist zwischen Stützbogen und Schwenkring noch ein elastisches Element und/oder dämpfendes Element wirksam, durch das der Stützbogen vom Schwenkring weg bzw. radial nach innen gedrängt wird, sofern es sich um einen Stützbogen handelt, der sich von radial innen nach radial außen erstreckt. Als elastisches Vorspannelement dient vorzugsweise eine Tellerfeder bzw. Tellerfeder-Anordnung.An essential point of the present invention is therefore that the axial support of the piston or gas force support takes place via a support arch which is effective outside the joint arrangement arranged between the piston and the swivel ring, is in contact with the support element and is operatively connected to the swivel ring, the support surface between the support arch and support element as is formed concentrically to the joint arrangement between the piston and the swivel plate bearing surface. The bearing surface is preferably circular or cylindrical. A spherical storage area is also conceivable. An embodiment in which the support arch is displaceable in an approximately radial direction relative to the swivel ring is of very great importance. This makes it possible for the axial support to remain unaffected by the change in the inclination of the swivel ring, namely the "support point". Preferably, an elastic element and / or damping element is also effective between the support arch and the swivel ring, by means of which the support arch is pushed away from the swivel ring or radially inwards, provided that it is a support arch that extends from the radially inside to the radially outside. A disc spring or disc spring arrangement is preferably used as the elastic biasing element.
Die vorgeschlagene Konstruktion ist einfach, funktionssicher und optimal dimensionierbar, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die Möglichkeit besteht, die Gaskraftabstützung von der Drehmomentübertragung zu entkoppeln. Es sind jedoch auch Konstruktionen denkbar, bei denen diese Entkoppelung nicht stattfindet, bei denen also durch den Stützbogen sowohl axiale Gaskräfte abgestützt als auch Drehmomente von der Antriebswelle auf den Schwenkring übertragen werden.The proposed construction is simple, reliable and optimally dimensionable, due to the fact that there is the possibility of decoupling the gas force support from the torque transmission. However, constructions are also conceivable in which this decoupling does not take place, in which both axial gas forces are supported by the support arch and torques are transmitted from the drive shaft to the swivel ring.
Die kreisbogenförmige Lagerfläche bezieht sich auf die Kontur in einer sich durch den Stützbogen hindurch erstreckenden Radialebene. Genauso gut ist - wie erwähnt - eine sphärische Lagerfläche denkbar. Letztere hätte den Vorteil, daß zusätzlich Drehmomente übertragen werden könnten, ohne daß dafür weitere Maßnahmen ergriffen werden müßten. Eine zylindrische Lagerfläche hat jedoch den Vorteil, daß die Bearbeitung relativ einfach ist. Dies gilt sowohl für den Stützbogen als auch für das Stützelement.The circular arc-shaped bearing surface relates to the contour in a radial plane extending through the supporting arc. As mentioned, a spherical bearing surface is equally conceivable. The latter would have the advantage that additional torques could be transmitted without further measures having to be taken. However, a cylindrical bearing surface has the advantage that the processing is relatively simple. This applies to both the support arch and the support element.
Vorzugsweise erstreckt sich die Lagerfläche in die Antriebswelle hinein. Damit wird eine besonders kompakte Bauweise erhalten.The bearing surface preferably extends into the drive shaft. This gives a particularly compact design.
Erfindungsgemäß wird die Schwenkscheibe durch ein in Umfangsrichtung oder in Längsrichtung unbewegliches „Gelenk" konstant abgestützt. Ein Kippen der Scheibe führt dazu, daß sich der Innendurchmesser ebenso wie der Außendurchmesser desAccording to the invention, the swivel disk is constantly supported by an "articulation" which is immobile in the circumferential direction or in the longitudinal direction. Tilting of the disk leads to the fact that the inside diameter as well as the outside diameter of the
Schwenkringes projiziert auf die Verdichterquerebene verkleinert, und zwar in der Verdichterkippebene. In der Verdichterquerebene stellt sich der Schwenkring elliptisch dar. Dadurch, daß der Schwenkring quasi geringfügig nach innen rutscht, muß hierfür ein Freiheitsgrad in bezug auf den Stützbogen bereitgestellt werden. Zu diesem Zweck ist eine Konstruktion gemäß den Ansprüchen 8 f. vorgesehen. Diese spezielle Konstruktion nimmt natürlich Bezug auf die Konstruktion gemäß Anspruch 2. Der radiale Freiheitsgrad zwischen Schwenkring und Stützbogen ist also erforderlich, um einen konstanten "Abstützpunkt" für die Gaskraftabstützung zu erhalten. Das maximale Spiel zwischen dem inneren Umfang des Schwenkringes und dem Stützbogen beträgt etwa 1,5 mm bis 2,0 mm. Vorzugsweise ist zwischen Stützbogen und Schwenkring - wie bereits erwähnt - ein elastisches Druckelement eingefügt.Swing ring projected reduced to the compressor transverse plane, namely in the compressor tilt plane. The swivel ring is elliptical in the transverse plane of the compressor. Because the swivel ring slides slightly inwards, so to speak, this must be done a degree of freedom can be provided with respect to the support arch. For this purpose, a construction according to claims 8 f. intended. This special construction naturally makes reference to the construction according to claim 2. The radial degree of freedom between the swivel ring and the support bend is therefore necessary in order to obtain a constant "support point" for the gas force support. The maximum play between the inner circumference of the swivel ring and the support arch is approximately 1.5 mm to 2.0 mm. As already mentioned, an elastic pressure element is preferably inserted between the support arch and the swivel ring.
Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß die Drehmomentübertragung auch durch eine zwischen Schiebehülse und Antriebswelle wirksame Paßfeder erfolgen kann; der Stützbogen wird dann vorzugsweise nicht geführt.Finally, it should also be pointed out that the torque transmission can also take place by means of a key which is effective between the sliding sleeve and the drive shaft; the support arch is then preferably not guided.
Der wenigstens eine Radialstift zwischen Schwenkring und Stützbogen gemäß Anspruch 8 f. kann z.B. als Rundbolzen, Vierkant oder Zweiflach ausgebildet sein.The at least one radial pin between the swivel ring and support arch according to claim 8 f. can e.g. be designed as round bolts, square or double.
Die Kippwinkel für den Minimalhub und den Maximalhub können durch geeignete Anschläge begrenzt sein, z.B. dadurch, daß die Schiebehülse in beiden Richtungen eine Limitierung auf der Antriebswelle (Anschläge).The tilt angles for the minimum stroke and the maximum stroke can be limited by suitable stops, e.g. in that the sliding sleeve has a limitation on the drive shaft (stops) in both directions.
Ergänzend wird dazu auf die auf die Anmelderin zurückgehende ältere deutsche Patentanmeldung Nr. 103 24 802.4 vom 2. Juni 2003 verwiesen.In addition, reference is made to the older German patent application No. 103 24 802.4 dated June 2, 2003 attributed to the applicant.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Axial- kolbenverdichters anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Diese zeigt in:Preferred embodiments of an axial piston compressor according to the invention are described in more detail below with reference to the attached drawing. This shows in:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Schwenkring-Triebwerkes für einen Axialkolbenverdichter in perspektivischer Ansicht;Figure 1 shows a first embodiment of a swivel ring engine for an axial piston compressor in a perspective view.
Fig. 2 das Schwenkring-Triebwerk gemäß Fig. 1 im Axialschnitt längs Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 das Triebwerk gemäß den Fig. 1 und 2 in Explosionsdarstellung;FIG. 2 shows the swivel ring engine according to FIG. 1 in axial section along line II-II in FIG. 1; 3 shows the engine according to FIGS. 1 and 2 in an exploded view;
Fig. 3a das Triebwerk gemäß den Fig. 1 bis 3 im schematischen Längsschnitt unter Darstellung eines minimalen Kippwinkels des Schwenkringes;3a shows the engine according to FIGS. 1 to 3 in a schematic longitudinal section, showing a minimum tilt angle of the swivel ring;
Fig. 3b das Triebwerk gemäß Fig. 3a unter Darstellung eines maximalen Kippwinkels des Schwenkringes;3b shows the engine according to FIG. 3a, showing a maximum tilt angle of the swivel ring;
Fig. 4 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel im Axialschnitt entsprechend dem Axialschnitt gemäß Fig. 2;FIG. 4 shows a modified embodiment in axial section corresponding to the axial section according to FIG. 2;
Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Schwenkring-Triebwerks im Axialschnitt;Figure 5 shows a third embodiment of a swivel ring engine in axial section.
Fig. 6 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Schwenkring-Triebwerks im Axialschnitt;Fig. 6 shows a fourth embodiment of a swivel ring engine in axial section;
Fig. 7 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Schwenkring-Triebwerks im Axialschnitt;7 shows a fifth embodiment of a swivel ring engine in axial section;
Fig. 8 ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Schwenkring-Triebwerks im Axialschnitt;8 shows a sixth exemplary embodiment of a swivel ring engine in axial section;
Fig. 9 ein siebtes Ausführungsbeispiel eines Schwenkring-Triebwerks im Axialschnitt;9 shows a seventh exemplary embodiment of a swivel ring engine in axial section;
Fig. 10 das Triebwerk gemäß Fig. 9 in Stirnansicht entsprechend den Pfeilen X-X in Fig. 9; undFIG. 10 shows the engine according to FIG. 9 in an end view corresponding to the arrows X-X in FIG. 9; and
Fig. 11 das Triebwerk gemäß den Fig. 9 und 10 in Explosionsdarstellung. In den Figuren 1 bis 3b ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwenkring-Triebwerks 100 für einen Axialkolbenverdichter für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen schematisch dargestellt. Dieses Triebwerk 100 umfaßt eine in ihrer Neigung zu einer Antriebswelle 104 verstellbare, von der Antriebswelle drehangetriebene, im vor- liegenden Fall ringförmige Schwenkscheibe bzw. Schwenkring 107, wobei dieser11 shows the engine according to FIGS. 9 and 10 in an exploded view. A first embodiment of a swivel ring engine 100 according to the invention for an axial piston compressor for motor vehicle air conditioning systems is shown schematically in FIGS. 1 to 3b. This engine 100 comprises a swivel disk or swivel ring 107 which is adjustable in its inclination to a drive shaft 104, is rotatably driven by the drive shaft and, in the present case, is annular
Schwenkring sowohl mit einer auf der Antriebswelle 104 axial verschieblich gelagerten Schiebehülse 108 als auch mit einem im Abstand von der Antriebswelle 104 mit dieser mitdrehend angeordneten Stützelement 109 gelenkig verbunden ist. Diese gelenkige Verbindung ist als Axialabstützung ausgebildet, wie insbesondere die Figuren 2, 3a und 3b erkennen lassen. Die Zusammenwirkung des Schwenkringes 107 mit den Axialkolben entspricht derjenigen gemäß Stand der Technik, z.B. nach Fig. 13.The swivel ring is connected in an articulated manner both to a sliding sleeve 108 which is axially displaceably mounted on the drive shaft 104 and to a support element 109 which is arranged at a distance from the drive shaft 104 and rotates therewith. This articulated connection is designed as an axial support, as can be seen in particular in FIGS. 2, 3a and 3b. The interaction of the swivel ring 107 with the axial pistons corresponds to that according to the prior art, e.g. according to Fig. 13.
Das Schwenklager des Schwenkringes 107 definiert eine sich quer zur Antriebswelle 104 erstreckende Schwenkachse 101. Diese Schwenkachse 101 wird des weiteren defi- niert durch zwei gleichachsig beidseitig der Schiebehülse 108 gelagerte Lagerbolzen 102, 103 (siehe Fig. 3). Diese Lagerbolzen 102, 103 sind in radialen Bohrungen des Schwenkringes 107 gelagert. Diese radialen Bohrungen sind in Fig. 3 mit der Bezugsziffer 120 gekennzeichnet. Die Schiebehülse 108 kann zu diesem Zweck beidseitig zusätzlich Lagerhülsen 105, 106 (siehe Fig. 3) aufweisen, die den Ringraum 119 zwi- sehen der Schiebehülse 108 und dem Schwenkring 107 überbrücken. Die entsprechende Konstruktion entspricht weitgehend dem Stand der Technik nach Fig. 13.The pivot bearing of the pivot ring 107 defines a pivot axis 101 extending transversely to the drive shaft 104. This pivot axis 101 is further defined by two bearing bolts 102, 103 mounted on both sides of the sliding sleeve 108 (see FIG. 3). These bearing bolts 102, 103 are mounted in radial bores of the swivel ring 107. These radial bores are identified by the reference number 120 in FIG. 3. For this purpose, the sliding sleeve 108 can additionally have bearing sleeves 105, 106 (see FIG. 3) on both sides, which bridge the annular space 119 between the sliding sleeve 108 and the swivel ring 107. The corresponding construction largely corresponds to the prior art according to FIG. 13.
Von Bedeutung ist die axiale Abstützung des Schwenkringes an dem mit der Antriebswelle 104 mitdrehend angeordneten Stützelement 109. Diese Abstützung erfolgt durch einen mit dem Schwenkring 107 wirkverbundenen Stützbogen 110. Dieser Stützbogen 110 ist so ausgebildet, daß er eine zwischen Kolben und Schwenkring wirksame Gelenkanordnung übergreift, und zwar so, daß unabhängig von der Neigung des Schwenkringes 107 eine Kollision zwischen diesem und dem Stützbogen 110 einerseits und dem die vorgenannte Gelenkanordnung umfassenden Kolbenfuß 111 andererseits ausgeschlossen ist (siehe dazu Fig. 2). Der dem Kolbenfuß 111 zugeordnete Kolben ist mit der Bezugsziffer 118 gekennzeichnet. Das Stützelement 109 ist Teil einer mit der Antriebswelle 104 drehfest verbundenen Scheibe 112.The axial support of the swivel ring on the support element 109 which rotates with the drive shaft 104 is of importance. This support is provided by a support arch 110 which is operatively connected to the swivel ring 107. This support arch 110 is designed such that it engages over an articulated arrangement which is effective between the piston and the swivel ring. in such a way that, regardless of the inclination of the swivel ring 107, a collision between the latter and the support arch 110 on the one hand and the piston foot 111 comprising the aforementioned joint arrangement on the other hand is excluded (see FIG. 2). The piston assigned to the piston foot 111 is identified by the reference number 118. The support element 109 is part of a disk 112 connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 104.
Die Stützfläche des Bogens 110 erstreckt sich etwa konzentrisch zum Mittelpunkt der zwischen Kolben 118 und Schwenkring 107 wirksamen Gelenkanordnung, wie sie anhand der Fig. 13 näher beschrieben ist. Die axiale Abstützung ist also außerhalb der vorgenannten Gelenkanordnung wirksam mit der Folge, daß die Gelenkanordnung, die zwischen Kolben und Schwenkring wirksam ist, durch axiale Abstützungsmaßnahmen nicht beeinträchtigt wird. Dies gilt insbesondere für die Dimensionierung der vorge- nannten Gelenkanordnung. Die Gelenkanordnung ist ebenso wie beim Stand derThe support surface of the arch 110 extends approximately concentrically to the center of the joint arrangement effective between the piston 118 and the swivel ring 107, as is described in more detail with reference to FIG. 13. The axial support is therefore effective outside the aforementioned joint arrangement, with the result that the joint arrangement, which is active between the piston and the swivel ring, is not impaired by axial support measures. This applies in particular to the dimensioning of the aforementioned joint arrangement. The joint arrangement is the same as in the prior art
Technik durch zwei kugelsegmentartige Gelenksteine 121, 122 (siehe Fig. 2) definiert, zwischen denen der Schwenkring 107 gleitend eingreift. Den sphärischen Lagerflächen der Gelenksteine 121, 122 sind korrespondierende sphärische Mulden an den einander zugekehrten Stirnseiten des Kolbenfußes 111 zugeordnet.Technology defined by two spherical segment-like hinge blocks 121, 122 (see FIG. 2), between which the swivel ring 107 slidably engages. Corresponding spherical troughs are assigned to the spherical bearing surfaces of the articulated blocks 121, 122 on the mutually facing end faces of the piston foot 111.
Des weiteren ist erkennbar, daß bei der dargestellten Ausführungsform das Schwenklager des Schwenkringes 107 nur zur Drehmomentübertragung und das Stützelement 109 nur zur axialen Abstützung der Kolben 118 bzw. Gaskraftabstützung dienen. Die Drehmomentübertragung ist also von der Axialabstützung des Schwenkringes 107 ent- koppelt.Furthermore, it can be seen that in the embodiment shown, the pivot bearing of the pivot ring 107 is used only for torque transmission and the support element 109 is only used for the axial support of the pistons 118 or gas force support. The torque transmission is therefore decoupled from the axial support of the swivel ring 107.
Von besonderem Interesse ist noch die Stützfläche am Stützelement 109 für den Stützbogen 110. Diese Stützfläche ist als kreisbogenförmige bzw. zylindrische Lagerfläche 123 ausgebildet. Um eine Verschiebung der Stützlinie bei Änderung der Neigung des Schwenkringes 107 zu vermeiden, d.h. eine Verschiebung aus dem Zentrum der Kolben 118 heraus, ist der Stützbogen 110 in radialer Richtung relativ zum Schwenkring 107 verschieblich gelagert, so wie dies die Figuren 3a, 3b sehr gut erkennen lassen. Bei minimalem Kippwinkel des Schwenkringes 107 entsprechend Fig. 3a ist der Stützbogen 110 am weitesten vom inneren Umfangsrand des Schwenkringes 107 ent- fernt. Diese Entfernung beträgt in der Praxis etwa zwischen 1,0 mm bis 2,0 mm. Bei maximalem Kippwinkel des Schwenkringes 107 wird der Spalt zwischen Schwenkring 107 und Stützbogen 110 auf ein Minimum reduziert. Zur Definition der vorgenannten Relativbewegung des Stützbogens 110 ist zwischen dem Schwenkring 107 und dem Stützbogen 110 bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3b ein sich innerhalb der Schwenkringebene erstreckender Radialstift 124 wirksam. Dieser Stift dient zur Radialführung des Stützbogens 110 relativ zum Schwenkring 107. Statt eines einzigen Radialstiftes 124 können auch zwei sich parallel zueinander erstreckende Radialstifte entsprechend der Ausführungsform nach den Figuren 9 bis 11 vorgesehen sein. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 3a, 3b ist der Radialstift 124 am Schwenkring 107 ortsfest angebracht, insbesondere in eine entsprechende Radialbohrung eingepreßt. Der Stützbogen 110 ist dann relativ zu dem Radialstift 124 auf diesem verschieblich geführt.The support surface on the support element 109 for the support arch 110 is also of particular interest. This support surface is designed as an arcuate or cylindrical bearing surface 123. In order to avoid a displacement of the support line when the inclination of the swivel ring 107 changes, ie a displacement out of the center of the pistons 118, the support arch 110 is displaceably mounted in the radial direction relative to the swivel ring 107, as is well shown in FIGS. 3a, 3b reveal. With a minimal tilt angle of the swivel ring 107 according to FIG. 3a, the support arch 110 is farthest from the inner peripheral edge of the swivel ring 107. In practice, this distance is approximately between 1.0 mm and 2.0 mm. At the maximum tilt angle of the swivel ring 107, the gap between the swivel ring 107 and the support arch 110 is reduced to a minimum. To define the aforementioned relative movement of the support arch 110 is between the swivel ring 107 and the Supporting arch 110 in the embodiment according to FIGS. 1 to 3b is effective with a radial pin 124 extending within the plane of the swivel ring. This pin serves for the radial guidance of the support arch 110 relative to the swivel ring 107. Instead of a single radial pin 124, two radial pins extending parallel to one another can also be provided in accordance with the embodiment according to FIGS. 9 to 11. In the embodiment according to FIGS. 3a, 3b, the radial pin 124 is fixed in place on the swivel ring 107, in particular pressed into a corresponding radial bore. The support arch 110 is then displaceably guided relative to the radial pin 124 on the latter.
Entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist zwischen dem Schwenkring 107 und dem Stützbogen 110 noch ein elastisches Druckelement in Form einer Tellerfeder 125 angeordnet, die den Stützbogen 110 radial nach innen drängt, d.h. vom inneren Umfang des Schwenkringes 107 nach innen weg.According to the embodiment according to FIG. 6, an elastic pressure element in the form of a plate spring 125 is arranged between the swivel ring 107 and the support arch 110, which urges the support arch 110 radially inwards, i.e. away from the inner circumference of the swivel ring 107.
Falls der Stützbogen 110 auch zur Drehmomentübertragung dienen soll, erstreckt sich dieser vorzugsweise in eine entsprechende Mulde 113 an der dem Stützbogen 110 zugewandten Seite des Stützelements 109 hinein, so wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 6 dargestellt ist. Die Mulde 113 ist vorzugsweise als Radialnut ausgebildet.If the support arch 110 is also to be used for torque transmission, it preferably extends into a corresponding trough 113 on the side of the support element 109 facing the support arch 110, as is shown in the embodiment according to FIG. 6. The trough 113 is preferably designed as a radial groove.
Alternativ kann die Stützfläche auch sphärisch ausgebildet sein, so wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 8 angedeutet ist. Die dort dargestellte sphärische Mulde ist mit der Bezugsziffer 126 gekennzeichnet. Auch damit läßt sich zusätzlich zur Axialab- stützung eine Drehmomentübertragung erreichen.Alternatively, the support surface can also be spherical, as is indicated in the embodiment according to FIG. 8. The spherical trough shown there is identified by reference number 126. This also enables torque transmission to be achieved in addition to the axial support.
Wie jedoch bereits oben erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn die Drehmomentübertragung von der axialen Gaskraftabstützung entkoppelt ist.However, as already mentioned above, it is advantageous if the torque transmission is decoupled from the axial gas force support.
Zu diesem Zweck ist es z.B. auch denkbar, die Drehmomentübertragung zwischen Schiebehülse 108 und Antriebswelle 104 durch eine Paßfeder 114 entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 6 zu gewährleisten. Statt einer Paßfeder 114 kann entsprechend Fig. 5 auch ein sich durch die Schiebehülse 108 und die Antriebswelle 104 hindurch erstreckender Querbolzen 115 zur Drehmomentübertragung dienen, wobei der Querbolzen 115 z.B. durch eine Vierkantpressung im Bereich der Schiebehülse 108 verdrehgesichert sein kann.For this purpose, it is also conceivable, for example, to ensure the torque transmission between the sliding sleeve 108 and the drive shaft 104 by means of a feather key 114 corresponding to the embodiment according to FIG. 6. Instead of a feather key 114, a cross bolt 115 extending through the sliding sleeve 108 and the drive shaft 104 can also be used for torque transmission, as shown in FIG the cross pin 115 can be secured against rotation, for example by a square pressure in the region of the sliding sleeve 108.
Zwischen der Schiebehülse 108 und der Antriebswelle 104 kann noch eine Schrauben- druckfeder 117 (siehe beispielhafte Darstellung in Fig. 3a, 3b) wirksam sein, die sich innerhalb der Schiebehülse 108 an dieser einerseits und an einem Ringvorsprung der Antriebswelle 104 andererseits abstützt und die Schiebehülse 108 axial in Richtung zu den Kolben 118 hin drängt.Between the sliding sleeve 108 and the drive shaft 104, a helical compression spring 117 (see exemplary illustration in FIGS. 3a, 3b) can also be effective, which is supported within the sliding sleeve 108 on the one hand and on an annular projection of the drive shaft 104 on the other hand, and the sliding sleeve 108 axially urges toward the piston 118.
Der maximale Kippwinkel des Schwenkringes 107 beträgt etwa 18°, während der minimale Kippwinkel zwischen etwa 0° und 2° liegt. Die Kippwinkel können durch Anschläge vorgegeben sein, insbesondere Anschläge für die axiale Verschiebung der Schiebehülse 108.The maximum tilt angle of the swivel ring 107 is approximately 18 °, while the minimum tilt angle is between approximately 0 ° and 2 °. The tilt angles can be predetermined by stops, in particular stops for the axial displacement of the sliding sleeve 108.
Wie oben dargelegt, erstreckt sich der Stützbogen 110 etwa konzentrisch zum Mittelpunkt der zwischen Kolben und Schwenkring wirksamen Gelenkanordnung. Konkret erstreckt sich die kreisförmige Lagerfläche konzentrisch zur sphärischen Lagerfläche der dem Kolben 118 abgewandten Gelenksteine 122. Der Mittelpunkt einer durch die Gelenksteine definierten Kugelfläche liegt auf der Kolbenlängsachse bzw. auf einem Kreis, durch den sich die Kolbenlängsachsen hindurch erstrecken. In Projektion sollte also die axiale Abstützung bzw. (theoretisch) Stützlinie auf dem Mittelpunkt der in Projektion kreisförmigen Gleitsteine liegen. Dieser Mittelpunkt stimmt mit der Kolbenlängsachse überein. Erfindungsgemäß bleibt diese Stützlinie auch bei Veränderung der Neigung des Schwenkringes 107 unverändert. Dies ist möglich, weil sich der Stütz- bogen 110 radial relativ zum Schwenkring 107 bewegen kann.As stated above, the support arch 110 extends approximately concentrically to the center of the joint arrangement effective between the piston and the swivel ring. Specifically, the circular bearing surface extends concentrically to the spherical bearing surface of the articulation blocks 122 facing away from the piston 118. The center of a spherical surface defined by the articulation stones lies on the longitudinal axis of the piston or on a circle through which the longitudinal axes of the piston extend. In the projection, the axial support or (theoretically) support line should lie on the center of the circular sliding blocks in the projection. This center point coincides with the longitudinal axis of the piston. According to the invention, this support line remains unchanged even when the inclination of the swivel ring 107 changes. This is possible because the support arch 110 can move radially relative to the swivel ring 107.
Die dargestellten Ausführungsformen zeigen des weiteren, daß die kreisbogenförmige Lagerfläche 123 des Stützbogens 110 sich jeweils in die Antriebswelle 104 hineinerstreckt. Dadurch erhält man eine äußerst kompakte Bauweise. Außerdem ist es dann noch besser möglich, mittels des Stützbogens 110 bei Bedarf auch ein Drehmoment zu übertragen, nämlich dann, wenn der Stützbogen 110 so schmal ausgebildet ist, daß er sich in eine Axialmulde der Antriebswelle 104 hinein erstrecken kann. Die Ausführungsform nach Fig. 4 stimmt mit derjenigen gemäß den Figuren 1 bis 3b weitgehend überein; lediglich zur Drehmomentübertragung ist noch zwischen Schiebehülse 108 und Antriebswelle 104 eine Paßfeder 114 angeordnet. Die Paßfeder ist an der Antriebswelle 104 axial unverschieblich plaziert. Mit ihrem über den Umfang der Antriebswelle 104 vorstehenden Teilabschnitt ragt sie in eine Längsnut an der Innenseite der Schiebehülse 108 hinein. Diese Längsnut ist in Fig. 4 mit der Bezugsziffer 116 gekennzeichnet.The illustrated embodiments further show that the circular-arc-shaped bearing surface 123 of the support arch 110 extends into the drive shaft 104. This gives you an extremely compact design. In addition, it is then even better possible to transmit a torque by means of the support arch 110 if necessary, namely when the support arch 110 is so narrow that it can extend into an axial trough of the drive shaft 104. The embodiment according to FIG. 4 largely corresponds to that according to FIGS. 1 to 3b; A key 114 is only arranged between the sliding sleeve 108 and the drive shaft 104 for torque transmission. The feather key is placed on the drive shaft 104 so that it cannot move axially. With its partial section projecting over the circumference of the drive shaft 104, it projects into a longitudinal groove on the inside of the sliding sleeve 108. This longitudinal groove is identified in FIG. 4 by reference number 116.
Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist die Drehmomentübertragung in der beschriebenen Weise ausgebildet.In the embodiment of FIG. 6, the torque transmission is designed in the manner described.
Zu der Ausführungsform nach Fig. 5 sei noch erwähnt, daß sich der Querbolzen 115 durch ein sich axial erstreckendes Langloch innerhalb der Antriebswelle 104 hindurch erstreckt. Dieses Langloch ist mit der Bezugsziffer 127 gekennzeichnet. Die axiale Begrenzung des Langloches 127 bildet auch die Anschläge für den minimalen und maximalen Kippwinkel des Schwenkringes 107.Regarding the embodiment according to FIG. 5, it should also be mentioned that the cross bolt 115 extends through an axially extending elongated hole within the drive shaft 104. This slot is identified by the reference number 127. The axial delimitation of the elongated hole 127 also forms the stops for the minimum and maximum tilt angle of the swivel ring 107.
Im übrigen ist der Stützbogen 110 drehmomentenfrei.For the rest, the support arch 110 is torque-free.
Die Ausführungsform nach Fig. 6 wurde bereits weiter oben näher beschrieben. Sie stimmt mit derjenigen gemäß Fig. 4 weitgehend überein. Es ist lediglich vorgesehen, daß sich der Stützbogen 110 in eine Mulde des Stützelements 109 hinein erstreckt, so daß mittels des Stützbogens 110 auch eine Drehmomentübertragung möglich ist.The embodiment according to FIG. 6 has already been described in more detail above. It largely corresponds to that according to FIG. 4. It is only provided that the support arch 110 extends into a trough of the support element 109, so that a torque transmission is also possible by means of the support arch 110.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 erstreckt sich der Stützbogen 110 ebenfalls in eine Mulde 113 hinein. Damit ist auch hier eine Drehmomentübertragung mittels des Stützbogens 110 vorgesehen. Im übrigen ist bei der Ausführungsform nach Fig. 7 der Radialstift 124 bei den vorgehend beschriebenen Ausführungsformen durch einen Vierkant 128 ersetzt.In the embodiment according to FIG. 7, the support arch 110 also extends into a depression 113. A torque transmission by means of the support arch 110 is also provided here. Otherwise, in the embodiment according to FIG. 7, the radial pin 124 is replaced by a square 128 in the embodiments described above.
Zu der Ausführungsform nach Fig. 8 wurde bereits weiter oben Ausführungen gemacht. Die Ausführungsform nach den Figuren 9 bis 11 unterscheidet sich von derjenigen nach den Figuren 1 bis 3b nur dadurch, daß der dort vorgesehene Radialstift 124 durch zwei sich parallel zueinander und im Abstand voneinander erstreckende Radialstifte 124 ersetzt ist. Alle übrigen Teile dieses Triebwerkes stimmen mit denjenigen des Ausführungsbeispiels gemäß den Figuren 1 f. überein.Comments have already been made above regarding the embodiment according to FIG. 8. The embodiment according to FIGS. 9 to 11 differs from that according to FIGS. 1 to 3b only in that the radial pin 124 provided there is replaced by two radial pins 124 which extend parallel to one another and at a distance from one another. All other parts of this engine agree with those of the embodiment shown in Figures 1 f. match.
Es sei an dieser Stelle nochmals erwähnt, daß durch die radiale Relativverschiebung zwischen Stützbogen 110 und Schwenkring 107 die Kontaktfläche zwischen Stützbogen 110 und Stützelement 109 bei Änderung der Neigung des Schwenkringes 107 nicht wandert, so wie dies bei einer ebenen, d.h. sich streng senkrecht zur Antriebswellenachse erstreckenden Stützlagerfläche der Fall wäre.At this point it should be mentioned again that due to the radial relative displacement between the support arch 110 and the swivel ring 107, the contact surface between the support arch 110 and the support element 109 does not migrate when the inclination of the swivel ring 107 changes, as is the case with a flat, i.e. support bearing surface extending strictly perpendicular to the drive shaft axis would be the case.
Schließlich sei noch erwähnt, daß eine Ausführungsvariante für die Abstützung des Schwenkringes 107 am Stützelement 109 denkbar ist, die sich dadurch auszeichnet, daß die Stützfläche des Stützelements 109 durch ein innerhalb desselben schwenkbar gelagertes Zylinderstift-Segment definiert ist, an dessen Flachseite der Stützbogen 110 anliegt. Der Stützbogen 110 wäre bei dieser Ausführungsform nicht kreisbogenförmig, sondern etwa U-förmig ausgebildet. Der der Stützfläche des Stützelements 109 zugewandte Schenkel ist mit einer ebenen Gleitfläche ausgebildet, die an der Flachseite des Zylinderstift-Segments anliegt. Bei Änderung der Neigung des Schwenkringes 107 würde normalerweise eine Relativverschiebung zwischen der Stützfläche des Stützbogens 110 und der Flachseite des Zylinderstift-Segments sowie gleichzeitig ein Verschwenken des Zylinderstift-Segments innerhalb einer zylinderförmigen Mulde im Stützelement 109 stattfinden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Radialverschieblichkeit zwischen Schwenkring 107 und Stützbogen 110 kann eine derartige Relativverschiebung jedoch vermieden, zumindest auf ein Minimum reduziert werden. Damit wäre gewährleistet, daß der obere Totpunkt der Kolben jeweils exakt konstant gehalten wird. Die Kontaktfläche für die Gaskraftabstützung wandert bei dieser Ausführungsform ebenso wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen bei Änderung der Neigung des Schwenkringes 107 weder nach innen noch nach außen.Finally, it should also be mentioned that an embodiment variant for supporting the swivel ring 107 on the support element 109 is conceivable, which is characterized in that the support surface of the support element 109 is defined by a cylindrical pin segment which is pivotably mounted within the segment and on the flat side of which the support arch 110 bears , In this embodiment, the support arch 110 would not be designed in the shape of a circular arc, but rather approximately U-shaped. The leg facing the support surface of the support element 109 is formed with a flat sliding surface which rests on the flat side of the cylinder pin segment. If the inclination of the swivel ring 107 were changed, there would normally be a relative displacement between the support surface of the support arch 110 and the flat side of the cylinder pin segment and, at the same time, a pivoting of the cylinder pin segment within a cylindrical depression in the support element 109. Due to the radial displaceability according to the invention between swivel ring 107 and support arch 110, however, such a relative displacement can be avoided, or at least reduced to a minimum. This would ensure that the top dead center of the pistons is kept exactly constant. In this embodiment, as in the previously described embodiments, the contact surface for the gas force support does not move inwards or outwards when the inclination of the swivel ring 107 changes.
Abschließend sei noch angemerkt, daß die beschriebene Grundidee zur axialen Abstützung einer Schwenkscheibe oder eines Schwenkringes auch Konstruktionen um- faßt, bei denen der Stützbogen innen, außen oder von oben (Zugkraft statt Druckkraft) wirksam ist, wobei sämtlichen Konstruktionen gemeinsam ist, daß der Stützbogen bzw. die axiale Abstützung des Schwenkringes bzw. auch einer Schwenkscheibe konzentrisch außerhalb der Gelenksteine bzw. des Wirkbereichs der Gelenksteine angeordnet und wirksam ist.Finally, it should also be noted that the basic idea described for the axial support of a swivel disk or a swivel ring also includes constructions. summarizes in which the support arch is effective inside, outside or from above (tensile force instead of compressive force), whereby all constructions have in common that the support arch or the axial support of the swivel ring or also a swivel plate is concentric outside the articulated stones or the effective range of the Articulated stones arranged and effective.
Damit hat man den Vorteil, daß die Gelenkstein-Anordnung optimal dimensioniert werden kann. Auch erhält man den Vorteil einer relativ großen Kontaktfläche für die Gaskraftabstützung mit der Folge entsprechend niedrigerer spezifischer Flächenpres- sung und geringerem Verschleiß.This has the advantage that the articulated stone arrangement can be optimally dimensioned. The advantage of a relatively large contact area for the gas force support is also obtained, with the consequence of correspondingly lower specific surface pressure and less wear.
Zur Funktionsstabilität sei noch erwähnt, dass eine Dislokation zwischen Stützbogen 110 und Stützelement 109 und/oder Antriebswelle 104 sicher vermieden werden kann, wenn ich die Stützbogen-Lagerfläche(n) über einen Winkelbereich von etwa 30° bis 190°, insbesondere etwa 150° erstreckt (s. Winkelbereich „α" in Fig. 4). Dann ist eine Dislokation, insbesondere bei Einwirkung von Zugkräften ausgeschlossen. Natürlich und die Lagerflächen am Stützelement und an der Antriebswelle so ausgebildet, dass sie denselben Krümmungsmittelpunkt aufweisen, und in einem Arbeitsgang hergestellt werden können.Regarding functional stability, it should also be mentioned that a dislocation between support arch 110 and support element 109 and / or drive shaft 104 can be reliably avoided if I extend the support arch bearing surface (s) over an angular range of approximately 30 ° to 190 °, in particular approximately 150 ° (See angular range “α” in FIG. 4). Dislocation is then ruled out, particularly when tensile forces are applied. Of course, the bearing surfaces on the support element and on the drive shaft are designed such that they have the same center of curvature and are produced in one operation can.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All of the features disclosed in the application documents are claimed as essential to the invention, insofar as they are new compared to the prior art, individually or in combination.
B e z u g s z e i c h e nB e z u g s z e i c h e n
100 Schwenkring-Triebwerk100 slewing ring engine
101 Schwenkachse101 swivel axis
102 Lagerbolzen102 bearing bolts
103 Lagerbolzen103 bearing bolts
104 Antriebswelle104 drive shaft
105 Lagerhülse 106 Lagerhülse105 bearing sleeve 106 bearing sleeve
107 Schwenkring107 swivel ring
108 Schiebehülse108 sliding sleeve
109 Stützelement109 support element
110 Stützbogen110 support arch
111 Kolbenfuß111 piston foot
112 Scheibe112 disc
113 Mulde113 trough
114 Paßfeder114 key
115 Querbolzen115 cross bolts
116 Längsnut116 longitudinal groove
117 Schraubendruckfeder117 helical compression spring
118 Kolben118 pistons
119 Ringraum119 annulus
120 Lagerbohrung120 bearing bore
121 Gelenkstein121 articulated stone
122 Gelenkstein122 articulated stone
123 Lagerfläche123 storage space
124 Radialstift124 radial pin
125 Tellerfeder125 disc spring
126 sphärische Mulde126 spherical trough
127 Langloch127 slot
128 Vierkant 128 square

Claims

Axialkolbenverdichter, insbesondere C02-Verdichter für Kraftfahrzeug-KlimaanlagenAnsprüche Axial piston compressors, in particular C02 compressors for automotive air conditioning systems
1. Axialkolbenverdichter, insbesondere C02-Verdichter für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen, mit einem in seiner Neigung zu einer Antriebswelle (104) verstellbaren, von der Antriebswelle (104) drehangetriebenen Schwenkscheibe, insbesondere Schwenkring (107), wobei dieser mit einem längs der Antriebswelle (104) axial verschieblich gelagerten Schwenklager verbunden und an einem im Abstand von der Antriebswelle (104) mit dieser mitdrehend angeordneten Stützelement (109) abgestützt ist, wobei die Kolben (118) jeweils eine Gelenkanordnung (121, 122) aufweisen, an der der Schwenkring (107) in Gleiteingriff steht, da du rch g ekennzeich net, daß die axiale Abstützung der Kolben (118) bzw. Gaskraftabstützung über einen außerhalb der zwischen Kolben (118) und Schwenkring (107) angeordneten Gelenkanordnung (121, 122) wirksamen, am Stützelement (109) anliegenden und mit dem Schwenkring (107) wirkverbundenen Stützbogen (110) erfolgt, wobei die Stützfläche zwischen Stützbogen (110) und Stützelement (109) als sich zur Gelenkanordnung (121, 122) zwischen Kolben (118) und Schwenkring (107) konzentrisch erstreckende Lagerfläche (123) ausgebildet ist.1. Axial piston compressor, in particular a C0 2 compressor for motor vehicle air conditioning systems, with a swivel disk, in particular swivel ring (107), which is adjustable in its inclination to a drive shaft (104) and is driven in rotation by the drive shaft (104), said swivel ring being provided with a along the drive shaft ( 104) axially displaceably connected pivot bearing and is supported on a support element (109) which is rotatably arranged at a distance from the drive shaft (104), the pistons (118) each having a joint arrangement (121, 122) on which the pivot ring ( 107) is in sliding engagement since you rch g ekennzeichen net that the axial support of the piston (118) or gas force support via an outside of the articulated arrangement between the piston (118) and the swivel ring (107) arranged on the support element (121, 122) (109) adjacent and with the swivel ring (107) operatively connected support arch (110) takes place, the support surface between the support arch (110) and St tzelement is formed when the hinge assembly (121, 122) between the piston (118) and pivot ring (107) concentrically extending bearing surface (123) (109).
2. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützbogen (110) in etwa radialer Richtung relativ zum Schwenkring (107) verschieblich gelagert ist.2. Axial piston compressor according to claim 1, characterized in that the support arch (110) is mounted displaceably in an approximately radial direction relative to the swivel ring (107).
3. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 2, dad u rch geken nzeichnet, da ß zwischen Stützbogen (110) und Schwenkring (107) ein elastisches Element (125) wirksam ist, durch das der Stützbogen (110) vom Schwenkring (107) weg, insbesondere etwa radial nach innen gedrängt wird.3. axial piston compressor according to claim 2, dad u rch geken marked, since ß an elastic element (125) is effective between the support arch (110) and the swivel ring (107), by means of which the support arch (110) is pushed away from the swivel ring (107), in particular approximately radially inwards.
4. Axialkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch geken nzeichnet, daß die sich zur Gelenkanordnung (121, 122) zwischen Kolben (118) und Schwenkring (107) erstreckende Lagerfläche (123) kreisbogenförmig bzw. zylinderflächig oder sphärisch ausgebildet ist, wobei der geometrische Mittelpunkt der Lagerfläche (123) mit dem Mittelpunkt der zwischen Kolben (118) und Schwenkring (107) angeordneten Gelenkanordnung (121, 122) zusammenfällt.4. Axial piston compressor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the joint surface (121, 122) between the piston (118) and the swivel ring (107) extending bearing surface (123) is circular or cylindrical or spherical, wherein the geometric center of the bearing surface (123) coincides with the center of the joint arrangement (121, 122) arranged between the piston (118) and the swivel ring (107).
5. Axialkoibenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d adu rch gekennzeich net, da ß sich die Lagerfläche (123), an der sich der Stützbogen (110) abstützt, in die Antriebswelle (104) hineinerstreckt.5. Axialkoibenverdichter according to one of claims 1 to 4, d adu rch marked net, since ß the bearing surface (123) on which the support arch (110) is supported, extends into the drive shaft (104).
6. Axialkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zwischen Kolben (118) und Schwenkring (107) wirksame Gelenkanord- nung zwei kugelsegmentartige Gelenksteine (121, 122) mit jeweils sphärischer Lagerfläche umfaßt, die mit komplementären Lagermulden innerhalb eines brückenartigen Kolbenfußes (111) korrespondieren und zwischen deren Flachseiten der Schwenkring (107) gleitend gelagert ist, dadu rch gekennzeichnet, da ß der Stützbogen (110) sich über die freie Stirnseite des Kolbenfußes (111) hinweg erstreckt.6. Axial piston compressor according to one of claims 1 to 5, wherein the between the piston (118) and swivel ring (107) effective joint arrangement comprises two spherical segment-like joint blocks (121, 122) each with a spherical bearing surface, which with complementary bearing recesses within a bridge-like piston foot ( 111) correspond and between the flat sides of the swivel ring (107) is slidably mounted, so that the support arch (110) extends over the free end face of the piston foot (111).
7. Axialkolbenverdichter, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da du rch geken nzeichnet, da ß das Schwenklager des Schwenkringes (107) im wesentlichen nur zur Drehmomentübertragung und das Stützelement (109) im wesentlichen nur zur axialen Abstützung der Kolben (118) bzw. Gaskraftabstützung dienen, wobei für letzteres der Schwenkring (107) einen die zwischen Kolben und Schwenkscheibe wirksame Gelenkanordnung (121, 122) übergreifenden Stützbogen (110) aufweist, oder alternativ der Stützbogen (110) innerhalb einer Vertiefung (Mulde 113) am Stützelement (109) und/oder an der Antriebswelle (104) abgestützt ist, insbesondere so, daß der Stützbogen (110) sowohl zur Drehmomentübertragung als auch zur Axialabstützung dient.7. axial piston compressor, in particular according to one of claims 1 to 6, since you rch geken marked, ß the pivot bearing of the pivot ring (107) essentially only for torque transmission and the support element (109) essentially only for axial support of the piston (118) or gas force support, the swivel ring (107) acting between the piston and the swivel plate for the latter Has support arch (110) spanning joint arrangement (121, 122), or alternatively the support arch (110) is supported within a recess (trough 113) on the support element (109) and / or on the drive shaft (104), in particular in such a way that the support arch (110) is used both for torque transmission and for axial support.
8. Axialkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadu rch geken nzeichn et, da ß zwischen Schwenkring (107) und Stützbogen (110) wenigstens ein sich innerhalb der Schwenkringebene erstreckender Radialstift (124) wirksam ist, der zur Radialführung des Stützbogens (110) relativ zum Schwenkring (107) dient.8. axial piston compressor according to one of claims 1 to 7, dadu rch geken nzeichn et, ß between swivel ring (107) and support arch (110) at least one radial pin (124) extending within the swivel ring plane is effective, which for radial guidance of the support arch (110 ) is used relative to the swivel ring (107).
9. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzei ch net, da ß der Radialstift (124) am Schwenkring (107) befestigt und der Stützbogen (110) am Radialstift (124) längsverschieblich geführt ist, oder umgekehrt.9. axial piston compressor according to claim 8, characterized gekennzei ch net that ß the radial pin (124) is attached to the swivel ring (107) and the support arch (110) on the radial pin (124) is longitudinally displaceable, or vice versa.
10. Axialkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dad urch geken nzei ch net, daß das Schwenklager des Schwenkringes (107) entweder einen sich durch eine Langlochbohrung der Antriebswelle (104) hindurch erstreckenden Gelenkbolzen oder zwei sich relativ zur Antriebswelle (104) diametral erstreckende Lagerbolzen (105, 106) umfaßt, die mit ihren antriebswellenseitigen Enden jeweils mit einer längs der Antriebswelle (104) axial verschieblich gelagerten Schiebehülse (108) verbunden sind.10. Axial piston compressor according to one of claims 1 to 9, dad urch geken nzei ch net that the pivot bearing of the pivot ring (107) either through a slot hole of the drive shaft (104) extending through hinge pin or two relative to the drive shaft (104) diametrically extending bearing bolts (105, 106) which are connected at their drive shaft-side ends to a sliding sleeve (108) axially displaceably mounted along the drive shaft (104).
11. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 10, dadurch geken nzeichnet, da ß die Drehmomentübertragung von Antriebswelle (104) auf Schwenkring (107) über eine zwischen Schiebehülse (108) und Antriebswelle (104) wirksame Paßfeder (114) erfolgt. -2411. Axial piston compressor according to claim 10, characterized in that the torque transmission from the drive shaft (104) to the swivel ring (107) takes place via a key (114) effective between the sliding sleeve (108) and the drive shaft (104). -24
12. Axialkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 5 bis 11, d ad u rch geken nzei ch net, dass die Stützbogenlagerfläche (123) am Stützelement (109) und ggf. auch im Bereich der Antriebswelle (104) sich über einen Winkelbereich (α) von 30° bis 190°, insbesondere etwa 150° erstreckt. 12. Axial piston compressor according to one of claims 5 to 11, d ad u rch geken nzei ch net that the support arch bearing surface (123) on the support element (109) and possibly also in the area of the drive shaft (104) over an angular range (α) of 30 ° to 190 °, in particular about 150 ° extends.
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