WO2005050016A1 - Axial piston compressor, in particular for the air conditioning system of a motor vehicle - Google Patents

Axial piston compressor, in particular for the air conditioning system of a motor vehicle Download PDF

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WO2005050016A1
WO2005050016A1 PCT/EP2004/011113 EP2004011113W WO2005050016A1 WO 2005050016 A1 WO2005050016 A1 WO 2005050016A1 EP 2004011113 W EP2004011113 W EP 2004011113W WO 2005050016 A1 WO2005050016 A1 WO 2005050016A1
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WO
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moment
tilt angle
piston
deviation
swash plate
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PCT/EP2004/011113
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German (de)
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Inventor
Otfried Schwarzkopf
Original Assignee
Valeo Compressor Europe Gmbh
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-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
    • F04B27/14Control
    • F04B27/16Control of pumps with stationary cylinders
    • F04B27/18Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B27/1804Controlled by crankcase pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-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
    • F04B27/10Multi-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
    • F04B27/1036Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1054Actuating elements

Definitions

  • Axial piston compressors in particular compressors for the air conditioning system of a motor vehicle
  • the invention relates to an axial piston compressor, in particular a compressor for the air conditioning system of a motor vehicle, of the design as a swivel or swash plate compressor with a swash plate device which is adjustable in its inclination and driven by the machine shaft.
  • a two-part support device is known from EP 1 172 557 A2, which simultaneously transmits the torque between the shaft and the swash plate as a driver.
  • the first driver part fastened to the machine shaft which is designed as a bearing in the form of a receiving bore, is arranged at a considerable distance next to the swivel plate, and a second, in the first jointly engaging driver part is designed as a lateral extension of the swivel plate.
  • the first as well as the second driver part are available in pairs.
  • the bearing clearance of a driver and its bearing part is somewhat larger in order to lead in a more defined manner and to avoid overdetermination or a double fit. The consequence of this is that such a compressor cannot be operated independently of the speed, ie has a defined preferred direction of rotation.
  • the center of gravity distant from the tilt axis causes an unbalance, since the engine can only be balanced for a (preferably) medium swash plate tilt angle.
  • the swash plate which has a thickened hub part, has a relatively large moment of inertia due to its "lateral extension" with a center of gravity far away from the tilt axis, so that a sudden change in the rotational speed with corresponding inertia leads to an inclination adjustment of the swash plate. Furthermore, the center of gravity significantly determines the control behavior, and in such a way that the compressor regulates strongly, i.e. The inertia forces of the swash plate and their center of gravity cause a moment of deviation that causes the translatory inertia forces (e.g. through the pistons and sliding blocks).
  • the mass moment of inertia of the swash plate causes a moment which is greater than the moment generated by the mass forces of the pistons.
  • a center of gravity that lies outside the tilt or pivot point of the swashplate also supports this effect.
  • the compressor When the compressor starts ("air conditioning on"), the compressor should be able to regulate.
  • gas is led into the crankcase from the high-pressure side of the compressor.
  • the pressure increase causes the swash plate tilt angle to increase.
  • a minimum tilt angle of approx. 0.5 ° (can vary, depending on the design implementation of various parameters).
  • the minimum tilt angle ensures a minimum piston stroke, which is sufficient to maintain the pressure on the high pressure side. Leaks e.g. this is counteracted by the low pressure side of the system via the expansion element.
  • the focus of the analysis is on the magnitude of the moment due to the rotating masses (-) (including the moment due to the center of gravity; can be (+ or (-)), based on the moment due to the translationally moved masses (+).
  • This publication also discloses a further feature (particularly relevant as prior art) that is generally important for "modern" air conditioning compressors. Accordingly, it is particularly interesting to provide constant regulation of the delivery rate. It is proposed that the kinematics of the compressor be designed in such a way that the regulating tilting moments acting on the swash plate clearly dominate over the regulating tilting moments. This is particularly noteworthy because these are measures that are fundamentally contrary to the technical teaching described above.
  • delivery rate is relatively vague.
  • the delivery rate would be considered constant if, for example, doubling the speed of the tilt angle of the swash plate device halved. This means that the flow rate would be constant geometrically.
  • other parameters also have an effect on the delivery rate if, for example, the tilt angle changes, for example a slightly changed delivery rate or oil spill or the like.
  • the resetting tilting moment of the swashplate device is used for constant control of the delivery rate with changing rotational speeds, since - as already explained - the swashplate counteracts its inclined position due to the dynamic forces on the rotating disc part.
  • compressors are known in the prior art, in which the stroke volume tends to increase solely due to the acting moments of upward and downward inertial forces. This may have to be compensated for by appropriate control intervention by the control valves used. With new developments (especially known for CO 2 ) one tries to reverse this behavior. The necessary control intervention can then be reduced or unnecessary.
  • FIG. 1 For a better understanding, the described tilting behavior as a result of the fluctuation in the number of revolutions is indicated in FIG. 1. It should be borne in mind that this is only an example of the version used and, of course, there may be quantitative differences depending on the version selected. In terms of quality, the selected version is representative of the series compressors used today.
  • Fig. 1 shows the dependence of the engine room pressure difference, based on the suction pressure over the tilt angle of the swash plate.
  • the following was calculated as an example for the pressures: high pressure 120 bar and suction pressure 35 bar.
  • the speeds were also calculated: 600 rpm, 1200 rpm, 2500 rpm, 5000 rpm, 8000 rpm and 11,000 rpm.
  • 600 rpm, 1200 rpm, 2500 rpm, 5000 rpm, 8000 rpm and 11,000 rpm are only 5 of the 6 calculated courses can be seen. This is because the curves for the calculated speeds 600 rpm and 1200 rpm are almost identical to one another.
  • the diagram clearly shows that there are courses that cause the swash plate to be adjusted to larger tilt angles here when the speed increases. In addition to the diagram in the system, the sizes are given that were used for the calculation.
  • a swashplate was used, which is geometrically essentially described by an inner diameter, an outer diameter and a height.
  • Jyz "J2 cos ⁇ sin ⁇ + J 3 cos ⁇ sin ⁇
  • V volume of the swivel ring ßi angular position of the piston i zi acceleration of the piston i
  • JYZ J ⁇ Z + Ys' z s • m
  • the proportion J ⁇ z is smaller than the Steiner proportion y s • z s ⁇ m.
  • the part J ⁇ z regulates the compressor mer, while the component y s • z s • m always adjusts (set by the position in quadrant Q2, Q4 according to FIG. 12).
  • the diagram shows the moments for an average speed of 2500 rpm. The effect of course becomes smaller at lower speeds, and consequently larger at higher speeds.
  • a regulating behavior of the swashplate engine can be seen in a first diagram of the figure. This trend is indicated by the inserted arrow, with “n” denoting the speed (cf. the trend with FIG. 1!).
  • the diagram shows the moments for an average speed of 2500 rpm.
  • Equation of speed influence can be shortened (Fig. 2). Otherwise, there are also geometric variables that are related to each other and can, in principle, including component densities and density distributions, be selected so that the sum of the moments due to inertial forces can be set to zero.
  • the swash plate tilt angles of the compressors are determined by a minimum value and a maximum value Limited value. For example, values between a tilt angle of approximately 0 ° and a maximum of approximately 25 ° are conceivable. In practice, the values are between 1 ° and approx. 18 °. Building on this, it can be seen from the diagram that a deviation of about 13% can be expected in the last-mentioned area. In other words, if a constructive balance between the regulating and regulating masses has been achieved for the minimum tilt angle, one must nevertheless expect undesirable tilt behavior (speed influence due to the tilt angle) in the opposite limit of the swash plate.
  • the diagram of FIG. 4 contains the result of the calculations for a design for the tilt angle 16 °, which is to be taken as an example for this engine as the maximum tilt angle.
  • the height of the swash plate was adjusted to 14.292 mm, the moment balance also shows balanced conditions again. It should be mentioned again that other swashplate parameters can of course also be used for setting the moment of inertia. In order to make it easy to compare, the swash plate height parameter was only selected as an example.
  • the characteristic curves were calculated with a spring constant with respect to the return spring (return in the direction of the minimum stroke) of 60 N / mm. If the spring constant were chosen to be smaller, the curves would be less sloping in the direction of larger tilt angles. If the spring constant were chosen to be larger, the curves would decrease more sharply in the direction of larger tilt angles.
  • Each curve for 5000 rpm can be seen as representative of a curve bundle of a certain operating point. If it is taken into account that a certain control pressure of at least 2-3 bar above the suction pressure is required and that favorable control behavior is achieved by the fact that the characteristic curves have a certain slope that is as linear as possible over a wide range, then it is plausible that a "bundle of curves" lying close together "Rather for all operating areas lies in the desired area of the map than control curves that" drift apart "more. In the case of such negative cases, for example in the case of a regulating behavior according to FIG. 1, it is clear that parts of control curves are very simply in the range below the level of 2-3 bar above the suction pressure. To avoid this, a softer return spring would have to be used.
  • the essential measure is that the deviation moment of the swash plate is structurally specified in such a way that it causes the swash plate to be "adjusted" in the area of small tilt angles together with the pistons or separately.
  • the slope of the moment M k ges due to the mass forces of the pistons must be smaller than the slope of the moment due to the moment of deviation.
  • 6 and 7 are a perspective view and side views of the components of an axial piston compressor and essential to the invention
  • FIG. 8 shows two side views of the essential components at a minimum or maximum tilt angle.
  • the swivel ring mechanism 100 shown comprises an annular swivel plate, i.e. a swivel ring, 101, which is mounted on a drive shaft 104 via a guide or sliding sleeve 102 and a compression spring 103 located therein, which is adjustable in inclination.
  • the swivel ring 101 is rotatably driven by the drive shaft 104 and is articulated by a special design of the guide sleeve 102 about a swivel axis running transversely to the drive shaft.
  • This pivot axis is defined by two bearing bolts 104a, 104b, which are rotatably received in bearing sleeves 105a, 105b of the guide sleeve 102 and correspondingly arranged radial bores 106a, 106b of the swivel ring 101.
  • the bearing sleeves 105a, 105b are dimensioned such that they bridge an annular space formed between the guide sleeve 102 and the swivel ring 101.
  • the swivel ring 101 is connected in an articulated manner to a support element 107 rotating together with the drive shaft 104, this connection being designed as an axial support. It takes place through a support arch 108 which is operatively connected to the swivel ring 101.
  • This support arch 108 is designed such that it engages over a joint arrangement which is effective between a piston 109 of the arrangement and the swivel ring, in such a way that regardless of the inclination (the tilt angle) of the Swing ring 101 any collision between this and the support arch 108 on the one hand and a piston foot 110 comprising a joint arrangement on the other hand is excluded.
  • the support element 107 is part of a disk 111 connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 104.
  • a support surface of the support arch 108 extends approximately concentrically to the center of an articulation arrangement that is effective between the piston 109 and the swivel ring 101.
  • the axial support is therefore effective outside the joint arrangement mentioned, with the result that it is not impaired by axial support measures.
  • the connection between the swivel ring 101 and the support arch 108 is established by two connecting bolts 112a, 112b, which are in a pair of bores 113a, 113b of the swivel ring offset by 90 ° with respect to the aforementioned bores 106a, 106b and in correspondingly arranged bores 114a, 114b of the Intervene in the support arch yourself.
  • the articulation arrangement with respect to the piston foot 110 of the piston 109 is formed, in accordance with the prior art, by two spherical segment-shaped articulated blocks 115a, 115b, the spherical surfaces of which, on the one hand, in a correspondingly shaped lower end face of the piston 109 and a corresponding surface of an opposite extension 117 of the Piston foot 110 are on the other hand.
  • a space 116 is formed between the hinge blocks, into which the swivel ring 101 engages in such a way that opposite end surface sections touch the flat surfaces of the hinge blocks.
  • Swivel ring 101 is used only for torque transmission and the support element 108 only for the axial support of the piston 109 or for gas force support. The torque transmission is therefore decoupled from the axial support of the swivel ring 101.
  • the support surface for the support arch 108 on the support element 107 is also of particular interest. This is designed as a section 118 of a cylinder surface.
  • the focal points in the quadrants Q have the following effects: Q1 (positive coordinates z and y): regulating Q3 (negative coordinates z and y): regulating Q2 (positive coordinates z and negative y): regulating Q4 (negative coordinates z and positive) y): uplifting
  • a center of gravity arranged in any quadrant changes the shaft side with respect to the shaft axis when the swashplate is tilted and e.g. converts regulatory behavior into regulatory management.
  • the centrifugal force and any resulting tilting moment are of course kept within limits, i.e. the center of gravity will only be particularly relevant if there is a certain distance from the shaft center axis.
  • Cases la, lb, 2a can be regarded as known; Sources and examples have been explained above. Case 2b is related to the invention.
  • FIG. 8 only the resulting moment, ie (M ⁇ , g es + M S w), is shown as a result of the mass forces, which decides the criterion of "excitement” or "regulation".
  • FIG. 9 shows the value tables which form the basis for the diagrams in FIG. 8.
  • cases 1b and 2b are shown in more detail in addition to FIG. 8.
  • the diagrams on the right, above and on the right, below correspond to those in FIG. 9.
  • the picture on the right below has special reference to the invention.
  • the moment due to the inertial forces of the pistons at a tilting angle of 0 ° of the swash plate 0.
  • the moment due to the moment of deviation (M sw ) of the swash plate is> 0 and causes a positive (regulating moment). Due to the deviation moment of> 0, the resulting moment (Msw + M ⁇ , ges ) is the same in magnitude and direction.
  • the tilting moment M ⁇ total increases because the piston path becomes larger as the mass forces of the pistons become larger.
  • the effect of the swash plate in the range of 0.6 ° to 2 ° is not sufficient to ensure a total "momentum" in the sum of moments (M ⁇ , g e s + M ⁇ w).
  • the sum of the moments (M ⁇ , ges + Msw) is positive up to about 2 ° and has an uplifting effect. Since the gradient of the moment due to the swash plate is greater in magnitude than the gradient of the moment due to the pistons, the trend reversal is achieved at 2 °: - The moments due to the inertial forces of the engine have a regulating effect of up to approx. 2 °.
  • the invention aims first of all at the conventional tilt angle range between a minimum and a maximum tilt angle and in a further step at minimizing the minimum tilt angle in the direction of 0 °.
  • FIGS. 8 and 10 and the value tables in FIG. 9 show that, of course, at low compressor speeds (e.g. 800 ... 3000 rpm) the moments are extraordinarily small, especially in the range of small tilt angles. The question arises of how you can get things up with such small moments.
  • a torque of 0.04 Nm can be estimated for a usual minimum tilt angle of, for example, 0.9 ° and a compressor speed of 1500 rpm by linear interpolation. Even such a small moment can shift the swashplate against the spring force by a few l / 10mm, which corresponds to a few 1/10 ° change in tilt angle. It should be taken into account that the possibility of a tilt angle reduction already in the range of 0.9 ° For example, 0.7 ° can be energetically very important for the application "clutchless operation" of the compressor.
  • 11 and 12 show the control curves for the cases already described.
  • the spring constants selected differently for the "regulating" case and the “regulating” case must be taken into account.
  • the choice of different spring constants is necessary in order to set a meaningful slope of the characteristic curves, which is necessary for regulation.
  • Characteristic of the control characteristics in the diagram according to the subject of the invention is also the intersection at about 2 °, which shows the "trend reversal" of the resulting moment.

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Abstract

The invention relates to an axial piston compressor, in particular for the air conditioning system of a motor vehicle. Said compressor comprises a housing and a compressor unit, which is situated in the housing and operated by a drive shaft (104), for drawing in and compressing a coolant. The compressor unit comprises pistons (118) that are displaced axially back and forth in a cylinder block and an adjustable plate that drives the pistons, rotates with the drive shaft (104) and is configured as a swash or wobble plate or pivoting ring (107). The adjustable plate is constructed and dimensioned by the definition of the geometry and/or mass and/or centre of mass in such a way that its torque MSW as a result of the deviation torque Iyz, where MSW = Iyz * O2, i.e. the torque as a result of the mass inertia and the centre of mass of the adjustable plate, together with the torque Mk,ges as a result of the masses that have been displaced in a translatory manner, (in particular the pistons and optionally including the sliding blocks (121, 122), piston rods or similar), cause an increase in the tilt angle and thus an increase in the delivery output in the small tilt angle range in the event of an increase in speed and a constant pressure differential ?p between the high and low pressure sides and that the tilt angle is reduced, thus reducing the delivery output, once a limiting tilt angle agrenz has been exceeded, where Msw = Mk,ges, in the event of an increase in speed and a constant pressure differential.

Description

Axialkolbenverdichter, insbesondere Verdichter für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges Axial piston compressors, in particular compressors for the air conditioning system of a motor vehicle
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen Axialkolbenverdichter, insbesondere Verdichter für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, in der Bauart als Schwenk- bzw. Schrägscheibenverdichter mit einer in seiner Neigung verstellbaren und von der Maschinenwelle angetriebenen Schrägscheibenvorrichtung.The invention relates to an axial piston compressor, in particular a compressor for the air conditioning system of a motor vehicle, of the design as a swivel or swash plate compressor with a swash plate device which is adjustable in its inclination and driven by the machine shaft.
Zum Stand der Technik können folgende Patentanmeldungen genannt werden:The following patent applications relating to the prior art can be mentioned:
- EP 1172557 A2,- EP 1172557 A2,
- DE 19514748 C2,- DE 19514748 C2,
- EP 0809027, - DE 19839914,- EP 0809027, - DE 19839914,
- EP 99953619 und- EP 99953619 and
- US 2002/0038600.- US 2002/0038600.
In den beiden zuerst genannten Druckschriften geht es primär um die Schwenk- Scheibe (Schrägscheibe) und deren Verbindung mit der Welle (Kippmechanismus der Schrägscheibe) sowie die Massenträgheit der Schrägscheibe.The first two publications mentioned primarily deal with the swashplate (swashplate) and its connection to the shaft (tilting mechanism of the swashplate) and the inertia of the swashplate.
Durch die EP 1 172 557 A2 ist eine zweiteilige Stützvorrichtung bekannt, die gleichzeitig als Mitnehmer das Drehmoment zwischen Welle und Schrägscheibe überträgt. Das an der Maschinenwelle befestigte erste Mitnehmerteil, das als Lager in Form einer Aufnahmebohrung ausgeführt ist, ist mit einem erheblichen Abstand neben der Schwenkscheibe angeordnet, und ein zweites, in das erste gelenkig eingreifende Mitnehmerteil ist als seitlicher Fortsatz der Schwenkscheibe ausgebildet. Das erste wie auch das zweite Mitnehmerteil liegen paarweise vor. Üblicherweise ist das Lagerspiel eines Mitnehmers und seines Lagerteiles etwas größer, um definierter zu führen und dabei eine Überbestimmung oder eine Doppelpassung zu vermeiden. Das hat zur Folge, dass ein solcher Verdichter nicht drehzahlunabhängig betrieben werden kann, d.h. eine definierte Vorzugsdrehrichtung aufweist.A two-part support device is known from EP 1 172 557 A2, which simultaneously transmits the torque between the shaft and the swash plate as a driver. The first driver part fastened to the machine shaft, which is designed as a bearing in the form of a receiving bore, is arranged at a considerable distance next to the swivel plate, and a second, in the first jointly engaging driver part is designed as a lateral extension of the swivel plate. The first as well as the second driver part are available in pairs. Usually the bearing clearance of a driver and its bearing part is somewhat larger in order to lead in a more defined manner and to avoid overdetermination or a double fit. The consequence of this is that such a compressor cannot be operated independently of the speed, ie has a defined preferred direction of rotation.
Der von der Kippachse entfernte Schwerpunkt bewirkt eine Unwucht, da das Triebwerk nur für einen (vorzugsweise) mittleren Schrägscheibenkippwinkel gewuchtet werden kann.The center of gravity distant from the tilt axis causes an unbalance, since the engine can only be balanced for a (preferably) medium swash plate tilt angle.
Die ein verdicktes Nabenteil aufweisende Schrägscheibe hat durch ihren "seitlichen Fortsatz" ein verhältnismäßig großes Trägheitsmoment mit einem erheblich von der Kippachse entfernten Schwerpunkt, so dass eine plötzliche Veränderung der Drehgeschwindigkeit mit entsprechender Trägheit zu einer Neigungsverstellung der Schwenkscheibe fuhrt. Weiterhin bestimmt die Schwerpunktlage wesentlich das Regelverhalten mit, und zwar so, dass der Verdichter stark aufregelt, d.h. die Massenträgheitskräfte der Schrägscheibe sowie deren Schwerpunktslage bewirken ein Deviationsmoment, welches ursächlich die translatorischen Massenkräfte (z.B. durch die Kolben und Gleitsteine) dominiert.The swash plate, which has a thickened hub part, has a relatively large moment of inertia due to its "lateral extension" with a center of gravity far away from the tilt axis, so that a sudden change in the rotational speed with corresponding inertia leads to an inclination adjustment of the swash plate. Furthermore, the center of gravity significantly determines the control behavior, and in such a way that the compressor regulates strongly, i.e. The inertia forces of the swash plate and their center of gravity cause a moment of deviation that causes the translatory inertia forces (e.g. through the pistons and sliding blocks).
Eine solche Konstruktion ist in kommerziell verfügbaren Verdichtern umgesetzt worden, die folgende wesentliche Eigenschaften haben:Such a design has been implemented in commercially available compressors which have the following essential properties:
- Das Massenträgheitsmoment der Schrägscheibe bewirkt ein Moment welches größer als das durch die Massenkräfte der Kolben erzeugte Moment ist.- The mass moment of inertia of the swash plate causes a moment which is greater than the moment generated by the mass forces of the pistons.
- Ein Massenschwerpunkt welcher außerhalb des Kipp- oder Drehpunktes der Schrägscheibe liegt, unterstützt diesen Effekt zusätzlich.- A center of gravity that lies outside the tilt or pivot point of the swashplate also supports this effect.
In bezug auf diesen Verdichtertyp, der die typische Bauform eines Schrägscheibenverdichters repräsentiert, ist zu bemerken, dass die Masse einer solchen Schrägscheibe nicht beliebig erhöht werden kann, um das Regelverhalten damit zu verän- dem. Das liegt daran, dass bei den Verdichtern der beschriebenen Art der Massenschwerpunkt der Schrägscheibe in der Regel einen deutlichen Abstand zum Kippgelenk der Schrägscheibe aufweist. Diese Konstruktion begründet sich im wesentlichen damit, dass die Schrägscheibe zusätzlich zu einer geeigneten Führung auf der Welle über einen Stellmechanismus mit der Welle oder ein mit der Welle verbundenes Bauteil gekoppelt oder "gelenkt" werden muss.With regard to this type of compressor, which represents the typical design of a swash plate compressor, it should be noted that the mass of such a swash plate cannot be increased arbitrarily in order to change the control behavior. The reason for this is that in the compressors of the type described, the center of gravity of the swash plate is generally at a clear distance from the swivel joint of the swash plate. This construction is essentially due to the fact that the swash plate is in addition to a suitable guide on the Shaft must be coupled or "steered" with the shaft or a component connected to the shaft via an adjusting mechanism.
Der erwähnte Abstand von Schwerpunkt der Schrägscheibe und Kippgelenk der Schrägscheibe fuhrt zu einer Unwucht des Triebwerkes, insbesondere in Funktion des Schrägscheibenkippwinkels.The aforementioned distance from the center of gravity of the swash plate and the swivel joint of the swash plate leads to an imbalance in the engine, in particular as a function of the swash plate tilt angle.
In der DE 195 14 748 C2 wird gezielt die Schwerpunktlage einer Schrägscheibe genutzt, um auch bei kleinsten Kippwinkeln (z.B. bei 0°) ein Deviationsmoment be- reitzustellen, welches die Schrägscheibe "aufregelt". Dadurch wird das Problem vermieden, dass der Verdichter bei sehr geringem Kippwinkel nicht mehr gestartet (aufgeregelt) werden kann, da die hierfür notwendige Druckdifferenz wegen des zu geringen Kolbenhubs nicht mehr hergestellt werden kann. Die Druckschrift zielt damit insbesondere auf einen kupplungslosen Betrieb des Verdichters. Bei dieser Betriebsart wird der Verdichter auch im Zustand "Klimaanlage aus" mit Drehzahl beaufschlagt. Folglich wird vom Verdichter immer ein bestimmtes Drehmoment abverlangt, welches minimiert werden muss.In DE 195 14 748 C2, the center of gravity of a swash plate is specifically used in order to provide a deviation torque even at the smallest tilting angles (e.g. at 0 °), which "regulates" the swash plate. This avoids the problem that the compressor can no longer be started (regulated) at a very small tilt angle, since the pressure difference required for this can no longer be produced due to the piston stroke being too small. The publication therefore aims in particular at operating the compressor without a clutch. In this operating mode, the compressor is also supplied with speed in the "Air conditioning off" state. As a result, the compressor always requires a certain torque, which must be minimized.
Im Startvorgang des Verdichters ("Klimaanlage an") soll der Verdichter aufregeln können. Dazu wird bei den Verdichtern nach dem Stand der Technik Gas von der Hochdruckseite des Verdichters in den Kurbelraum geführt. Die Druckerhöhung führt dazu, dass sich der Schrägscheibenkippwinkel erhöht.When the compressor starts ("air conditioning on"), the compressor should be able to regulate. For this purpose, in the case of the compressors according to the prior art, gas is led into the crankcase from the high-pressure side of the compressor. The pressure increase causes the swash plate tilt angle to increase.
Um den Verdichter so aufregeln zu können, muss ein minimaler Kippwinkel von ca. 0,5° (kann streuen, je nach konstruktiver Umsetzung verschiedener Parameter) vorhanden sein. Der minimale Kippwinkel gewährleistet einen minimalen Kolbenhub, der zur Aufrechterhaltung des Druckes auf der Hochdruckseite ausreichend ist. Leckagen z.B. auf die Niederdruckseite des Systems über das Expansionsorgan wirken dem entgegen.In order to be able to regulate the compressor in this way, there must be a minimum tilt angle of approx. 0.5 ° (can vary, depending on the design implementation of various parameters). The minimum tilt angle ensures a minimum piston stroke, which is sufficient to maintain the pressure on the high pressure side. Leaks e.g. this is counteracted by the low pressure side of the system via the expansion element.
Im allgemeinen sind es die folgenden Momente, die im Zentrum der Kippbewegung der Schrägscheibe Einfluss auf das Kippen der Schrägscheibe haben. In Klammern ist die Richtung des Momentes angegeben, wobei (-) abregelnd (in Richtung des Minimalhubs) und ( + ) (aufregelnd in Richtung des Maximalhubs) bedeutet.In general, it is the following moments that influence the tilting of the swashplate at the center of the tilting movement of the swashplate. In brackets the direction of the moment is given, where (-) means regulating (in the direction of the minimum stroke) and (+) means (regulating in the direction of the maximum stroke).
- Moment infolge der Gaskräfte in den Zylinderräumen (+)- moment due to gas forces in the cylinder chambers (+)
- Moment infolge der Gaskräfte aus dem Triebwerksraum (-)- moment due to gas forces from the engine room (-)
- Moment infolge einer Rückstellfeder (-)- moment due to a return spring (-)
- (Moment infolge einer Aufstellfeder (+))- (moment due to a spring (+))
- Moment infolge der rotierenden Massen (-)- moment due to rotating masses (-)
(inklusive Moment infolge Schwerpunktlage; kann (+) sein)(including moment due to center of gravity; can be (+))
- Moment infolge der translatorisch bewegten Massen (+)- moment due to translatory masses (+)
Im weiteren liegt der Schwerpunkt der Betrachtung auf der Größenordnung des Moments infolge der rotierenden Massen (-)(inklusive dem Moment infolge Schwerpunktlage; kann (+ oder (-) sein), bezogen auf das Moment infolge der translatorisch bewegten Massen ( + ).Furthermore, the focus of the analysis is on the magnitude of the moment due to the rotating masses (-) (including the moment due to the center of gravity; can be (+ or (-)), based on the moment due to the translationally moved masses (+).
Was in bezug auf die genannte DE 195 14 748 C2 für den Bereich sehr kleiner Kippwinkel nützlich ist, ist im Bereich mittlerer und größerer Kippwinkel ausgesprochen nachteilig. In diesem Zusammenhang sei die EP 0 809 027 genannt. Deren Gegenstand ist eine besondere Ausführungsform des Koppelmechanismus zwischen Welle und Schrägscheibenvorrichtung. Es wird darauf hingewiesen, dass ein solcher Koppelmechanismus insbesondere für Hochdruckanwendungen interessant ist.What is useful for the range of very small tilt angles in relation to the aforementioned DE 195 14 748 C2 is extremely disadvantageous in the range of medium and large tilt angles. In this context, EP 0 809 027 may be mentioned. Their subject is a special embodiment of the coupling mechanism between the shaft and the swash plate device. It is pointed out that such a coupling mechanism is of particular interest for high-pressure applications.
In dieser Druckschrift wird auch ein weiteres Merkmal (besonders relevant als Stand der Technik) offenbart, auf das es allgemein bei "modernen" Klimaverdich- tern ankommt. Demnach ist es besonders interessant, eine Konstantregelung der Fördermenge bereitzustellen. Dabei wird vorgeschlagen, die Kinematik des Verdichters so zu konzipieren, dass die auf die Schrägscheibe wirkenden, abregelnden Kippmomente deutlich gegenüber den aufregelnden Kippmomenten dominieren. Das ist deshalb besonders hervorzuheben, weil es sich hierbei um den oben be- schriebenen technischen Lehren im Grunde zuwiderlaufende Maßnahmen handelt.This publication also discloses a further feature (particularly relevant as prior art) that is generally important for "modern" air conditioning compressors. Accordingly, it is particularly interesting to provide constant regulation of the delivery rate. It is proposed that the kinematics of the compressor be designed in such a way that the regulating tilting moments acting on the swash plate clearly dominate over the regulating tilting moments. This is particularly noteworthy because these are measures that are fundamentally contrary to the technical teaching described above.
Es versteht sich von selbst, dass der Begriff "Fördermenge" relativ unscharf ist. Die Fördermenge wäre als konstant anzusehen, wenn sich z.B. bei Verdoppelung der Drehzahl der Kippwinkel der Schrägscheibenvorrichtung halbiert. Damit wäre geometrisch die Fördermenge konstant. Natürlich wirken dann auch noch andere Parameter auf die Fördermenge ein, wenn sich z.B. der Kippwinkel ändert, z.B. leicht veränderter Liefergrad oder Ölwurf oder dergleichen.It goes without saying that the term "delivery rate" is relatively vague. The delivery rate would be considered constant if, for example, doubling the speed of the tilt angle of the swash plate device halved. This means that the flow rate would be constant geometrically. Of course, other parameters also have an effect on the delivery rate if, for example, the tilt angle changes, for example a slightly changed delivery rate or oil spill or the like.
Für eine Konstantregelung der Fördermenge bei wechselnden Drehgeschwindigkei ten wird dabei das rückstellende Kippmoment der Schrägscheibenvorrichtung ausgenutzt, da - wie bereits erläutert - die Schrägscheibe ihrer Schrägstellung aufgrund der dynamischen Kräfte am mitdrehenden Scheibenteil entgegenwirkt.The resetting tilting moment of the swashplate device is used for constant control of the delivery rate with changing rotational speeds, since - as already explained - the swashplate counteracts its inclined position due to the dynamic forces on the rotating disc part.
Wie oben dargestellt wurde, sind nach dem Stand der Technik Verdichter bekannt, bei denen sich allein aufgrund der wirkenden Momente von aufregelnden und abregelnden Massenkräfte in der Tendenz das Hubvolumen vergrößert. Durch entsprechenden Regeleingriff der eingesetzten Regelventile muss das gegebenenfalls kompensiert werden. Bei neuen Entwicklungen (insbesondere für CO2 bekannt) strebt man danach, dieses Verhalten umzukehren. Der notwendige Regeleingriff kann dann vermindert oder unnötig werden.As has been shown above, compressors are known in the prior art, in which the stroke volume tends to increase solely due to the acting moments of upward and downward inertial forces. This may have to be compensated for by appropriate control intervention by the control valves used. With new developments (especially known for CO 2 ) one tries to reverse this behavior. The necessary control intervention can then be reduced or unnecessary.
Zum besseren Verständnis ist das beschriebene Kippverhalten infolge der Dreh- Zahlschwankung in Fig. 1 angegeben. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es sich hier nur um eine beispielhaft verwendete Ausführung handelt und natürlich je nach gewählter Ausführung quantitative Unterschiede vorhanden sein können. Qualitativ ist die gewählte Ausführung aber repräsentativ für heute verwendete Serienverdichter.For a better understanding, the described tilting behavior as a result of the fluctuation in the number of revolutions is indicated in FIG. 1. It should be borne in mind that this is only an example of the version used and, of course, there may be quantitative differences depending on the version selected. In terms of quality, the selected version is representative of the series compressors used today.
Fig. 1 zeigt die Abhängigkeit Triebwerksraum-Druckdifferenz, bezogen auf den Saugdruck über dem Kippwinkel der Schrägscheibe. Berechnet wurde exemplarisch für die Drücke: Hochdruck 120 bar und Saugdruck 35 bar. Gerechnet wurden weiterhin die Drehzahlen: 600 U/min, 1200 U/min, 2500 U/min, 5000 U/min, 8000 U/min und 11.000 U/min. Zu erkennen sind allerdings nur 5 der 6 gerechneten Verläufe. Das liegt daran, dass die Verläufe für die gerechneten Drehzahlen 600 U/min und 1200 U/min quasi fast identisch aufeinander liegen. Aufgrund des Diagramms ist sehr gut erkennbar, dass sich Verläufe ergeben, die ein Verstellen der Schrägscheibe zu größeren Kippwinkeln hier verursachen, wenn sich die Drehzahl erhöht. Neben dem Diagramm in der Anlage sind die Größen angegeben, die für die Berechnung verwendet wurden. Aus Gründen der Vereinfachung wurde mit einer Schrägscheibe gerechnet, die geometrisch im wesentlichen durch einen Innendurchmesser, einen Außendurchmesser und eine Höhe beschrieben wird. Daneben sind die Kolbenmasse (Annahme hier: mκ = 45 g), der Teilkreisdurchmesser (Annahme hier: R = 29 mm), auf dem die Kolben liegen, und die Anzahl der Kolben (Annahme hier: n = 7 Stück) relevant.Fig. 1 shows the dependence of the engine room pressure difference, based on the suction pressure over the tilt angle of the swash plate. The following was calculated as an example for the pressures: high pressure 120 bar and suction pressure 35 bar. The speeds were also calculated: 600 rpm, 1200 rpm, 2500 rpm, 5000 rpm, 8000 rpm and 11,000 rpm. However, only 5 of the 6 calculated courses can be seen. This is because the curves for the calculated speeds 600 rpm and 1200 rpm are almost identical to one another. The diagram clearly shows that there are courses that cause the swash plate to be adjusted to larger tilt angles here when the speed increases. In addition to the diagram in the system, the sizes are given that were used for the calculation. For the sake of simplicity, a swashplate was used, which is geometrically essentially described by an inner diameter, an outer diameter and a height. In addition, the piston mass (assumption here: m κ = 45 g), the pitch circle diameter (assumption here: R = 29 mm) on which the pistons lie, and the number of pistons (assumption here: n = 7 pieces) are relevant.
Nachstehend ist die Herleitung des sog. Deviationsmomentes angegeben, welches für das Kippen der Schwenkscheibe bzw. eines Schwenkringes maßgeblich ist, und zwar im dargestellten Fall allein für das Kippen der Schwenkscheibe bzw. des Schwenkringes verantwortlich ist unter der Voraussetzung, dass der Massen- Schwerpunkt der Schwenkscheibe bzw. des Schwenkringes sowohl im Kipppunkt als auch im geometrischen Mittelpunkt der Schwenkscheibe bzw. des Schwenkringes liegt. Hierbei handelt es sich um einen anzustrebenden Idealfall der Konstruktion. Für die Herleitung des Deviationsmomentes gilt ganz allgemeinThe derivation of the so-called deviation moment is given below, which is decisive for the tilting of the swivel plate or a swivel ring, and in the case shown is solely responsible for the tilting of the swivel plate or swivel ring, provided that the center of gravity of the Swivel plate or the swivel ring lies both in the tipping point and in the geometric center of the swivel plate or the swivel ring. This is an ideal design case to be aimed for. The following applies in general to the derivation of the moment of deviation
Jyz = -JιCθsα2 cosα3 - J2 cosß2 cosß3-J3cosγ2cosγ3 oci = 0 ßi = 90° Richtungswinkel der x-Achse γi = 90° gegenüber den Hauptträgheitsachsen ξ'η 'ζJ yz = -JιCθsα 2 cosα 3 - J 2 cosß 2 cosß 3 -J 3 cosγ 2 cosγ 3 oci = 0 ßi = 90 ° directional angle of the x-axis γi = 90 ° with respect to the main axes of inertia ξ'η 'ζ
α2 = 90 \ oc ß2 = ψ Richtungswinkel der y-Achse gegenüber den γ2 = 90° + ψ Hauptträgheitsachsen ξ'η 'ζ 3 = 90° ß3 = 90°-ψ Richtungswinkel der z-Achse gegenüber den γ3 = ψ Hauptträgheitsachsen ξ'η 'ζα 2 = 90 \ o c ß 2 = ψ directional angle of the y-axis with respect to γ 2 = 90 ° + ψ main axes of inertia ξ'η 'ζ 3 = 90 ° ß 3 = 90 ° -ψ directional angle of the z-axis with respect to γ 3 = ψ main axes of inertia ξ'η 'ζ
J2 = Jη = (ra* + r,* + ^) 4 JJ 2 = J η = (r a * + r, * + ^) 4 J
J3 = Jζ = (r.* + r,*) (Anmerkung: J3 « 2 J2 J 3 = J ζ = (r. * + R, *) (Note: J 3 «2 J 2
Ziel: Jyz soll eine bestimmte Größe habenGoal: J yz should have a certain size
Jyz r J3 t J2 erhöht sich zwangsläufig!)J y zr J 3 t J 2 inevitably increases!)
Deviationsmomentof inertia
Jyz = "J2 cosψ sinψ + J3 cosψ sinψJyz = "J2 cosψ sinψ + J 3 cosψ sinψ
Unabhängig von Fig.13 gilt:Regardless of Fig. 13:
Moment infolge Massenkraft der Kolben ßι = θ + 2π (i-1) - nMoment due to the inertial force of the pistons ßι = θ + 2π (i-1) - n
Zi = R ' ω2 tanα cosßj
Figure imgf000009_0001
M(Fmi) = mk ' R ' cosßi ' Α
Figure imgf000009_0002
Zi = R 'ω 2 tanα cosßj
Figure imgf000009_0001
M (F mi ) = m k 'R' cosßi 'Α
Figure imgf000009_0002
Moment Msw infolge DeviationsmomentMoment Msw due to the moment of deviation
Msw = Jyz " ω2 M sw = Jyz "ω 2
. rmsw. , , ,λ msw. . , , , h2.Λ , r msw. ,,, λ msw. , ,,, H 2. Λ
JyF = {-— (ra 2 + n2) - - -(ra 2 + n2 + — )} cosα sinα
Figure imgf000009_0003
JyF = {-— (r a 2 + n 2 ) - - - (r a 2 + n 2 + -)} cosα sinα
Figure imgf000009_0003
Msw > Mk,ges bzw. mswMsw> M k, ges and msw
2 R2 ' mk tanα ^ cos2ß = ω2 sin2α (3ra 2 + 3n2-h2)] 1=1 242 R 2 'm k tanα ^ cos 2 ß = ω 2 sin2α (3r a 2 + 3n 2 -h 2 )] 1 = 1 24
Dabei bedeuten die oben verwendeten Größen was folgt: θ Drehwinkel der Welle (wobei die vor- und nachstehenden Betrachtungen der Einfachheit halber für θ=0 angestellt werden) η Anzahl der KolbenThe sizes used above mean what follows: θ angle of rotation of the shaft (whereby the above and following considerations are made for θ = 0 for the sake of simplicity) η number of pistons
R Abstand der Kolbenachse zur Wellenachse ω Wellendrehzahl α Kippwinkel des Schwenkringes/Schwenkscheibe mk Masse eines Kolbens inklusive Gleitsteine bzw. Gleitsteinpaar mk,ges Masse aller Kolben inklusive Gleitsteine msw Masse des Schwenkringes ra Außenradius des Schwenkringes ri Innenradius des Schwenkringes h Höhe des Schwenkringes g Dichte des SchwenkringesR Distance between the piston axis and the shaft axis ω Shaft speed α Tilt angle of the swivel ring / swivel plate mk Mass of a piston including sliding blocks or pair of sliding blocks mk, total mass of all pistons including sliding blocks msw Mass of the swivel ring ra Outside radius of the swivel ring ri Inner radius of the swivel ring h Height of the swivel ring g Density of the tilt ring
V Volumen des Schwenkringes ßi Winkelposition des Kolbens i zi Beschleunigung des Kolbens iV volume of the swivel ring ßi angular position of the piston i zi acceleration of the piston i
Fmi Massenkraft des Kolbens i (inklusive einem Gleitsteinpaar)Fmi mass force of the piston i (including a pair of sliding blocks)
M(Fmi) Moment infolge der Massenkraft des Kolbens iM (Fmi) moment due to the mass force of the piston i
Mk,ges Moment infolge der Massenkraft aller Kolben Msw Moment infolge des Aufstellmomentes des Schwenkringes/Schwenkscheibe infolge des Deviationsmoments (Jyz)Mk, total moment due to the mass force of all pistons Msw moment due to the set-up moment of the swivel ring / swivel plate due to the deviation torque (J yz )
J = f (g , r, h) MassenträgheitsmomentJ = f (g, r, h) moment of inertia
Schließlich sei noch darauf hingewiesen, dass bei der eingangs dargestellten Be- rechnung der Massenträgheitsmomente, insbesondere des Deviationsmoments vorzugsweise noch ein sog. Steineranteil (ys zs m) berücksichtigt werden sollte, unter dessen Berücksichtigung sich das Deviationsmoment wie folgt darstellt:Finally, it should also be pointed out that in the calculation of the moments of inertia, in particular the deviation moment, a so-called Steiner fraction (y s z s m) should preferably be taken into account, taking into account the deviation moment as follows:
JYZ = JΫZ + Ys ' zs mJYZ = JΫ Z + Ys' z s m
Für kleine Kippwinkel der Schwenkscheibe, z.B. eines Schwenkringes, ist der Anteil Jγz kleiner als der Steineranteil ys zs m. Der Anteil Jγz regelt den Verdichter im- mer ab, während der Anteil ys • zs • m stets aufregelt (eingestellt durch die Lage im Quadranten Q2, Q4 gemäß Fig. 12).For small tilt angles of the swivel plate , eg a swivel ring , the proportion J γz is smaller than the Steiner proportion y s z s m. The part J γz regulates the compressor mer, while the component y s • z s • m always adjusts (set by the position in quadrant Q2, Q4 according to FIG. 12).
Aus den vorgenannten Überlegungen ergibt sich also, dass das Deviationsmoment zwei gegenläufige Einflussanteile besitzt, d.h. sowohl einen aufregelnden als auch abregelnden Anteil.It follows from the above considerations that the moment of deviation has two opposing influence components, i.e. both a regulatory and a regulatory component.
Die entsprechenden Anteile werden jeweils nach Überschreiten eines Grenz- Kippwinkels αG wirksam, wobei für α < αG gilt:The corresponding proportions become effective after a limit tilt angle α G is exceeded, where α <α G applies:
ys • zs m > Jyz" (aufregelnd), und für α > αG umgekehrt (d.h. abregelnd).y s • z s m> Jyz "(regulating), and for α> α G vice versa (ie regulating).
In Fig. 1 ist ein weiteres Diagramm enthalten, das das Moment infolge der rotie- renden Massen (-) (inklusive dem Moment infolge Schwerpunktlage; hier = 0 gesetzt), das Moment infolge der translatorisch bewegten Massen der Kolben und Gleitsteine (+) darstellt, sowie die Summe aus beidem. Aus der Summe kann man erkennen, dass diese für alle Kippwinkel positiv ist und das Triebwerk allein aufgrund der Massenkräfte und der Massenträgheit der Schrägscheibe für alle Kipp- winkel "aufregelt". Dargestellt wurden in dem Diagramm die Momente für eine mittlere Drehzahl von 2500 U/min. Bei kleineren Drehzahlen wird der Effekt natürlich kleiner, bei größeren Drehzahlen demzufolge größer.1 contains a further diagram which represents the moment due to the rotating masses (-) (including the moment due to the center of gravity; here = 0), the moment due to the translationally moved masses of the pistons and sliding blocks (+) , as well as the sum of both. It can be seen from the sum that this is positive for all tipping angles and that the engine "regulates" for all tipping angles solely on the basis of the inertial forces and the inertia of the swash plate. The diagram shows the moments for an average speed of 2500 rpm. The effect of course becomes smaller at lower speeds, and consequently larger at higher speeds.
In Fig. 2 sind das Berechnungsschema und das Fig. 1 entsprechende Diagramm für ein nahezu identisches Triebwerk angegeben. Allerdings wurde die Höhe der2 shows the calculation scheme and the diagram corresponding to FIG. 1 for an almost identical engine. However, the amount of
Schrägscheibe von 10 mm auf 18 mm erhöht. Das hat zur Konsequenz, dass das relevante Massenträgheitsmoment Jz auf den doppelten Wert ansteigt.Swashplate increased from 10 mm to 18 mm. The consequence of this is that the relevant moment of inertia J z increases to twice the value.
In einem ersten Diagramm der Figur ist ein abregelndes Verhalten des Schräg- Scheibentriebwerkes zu erkennen. Angedeutet wird dieser Trend, durch den eingefügten Pfeil, wobei "n" die Drehzahl bezeichnen soll (vgl. den Trend mit Fig. 1!). Ein weiteres (kleineres) Diagramm enthält auch hier die Momentenverläufe bzgl. des Moments infolge der rotierenden Massen (-) (inklusive dem Moment infolge Schwerpunktlage; hier = 0 gesetzt), das Moment infolge der translatorisch bewegten Massen der Kolben und Gleitsteine (+), sowie die Summe aus beidem. Für die Summe kann man erkennen, dass diese für alle Kippwinkel negativ ist und das Triebwerk allein aufgrund der Massenkräfte und der Massenträgheit der Schräg- scheibe für alle Kippwinkel "abregelt". Dargestellt wurden in dem Diagramm die Momente für eine mittlere Drehzahl von 2500 U/min.A regulating behavior of the swashplate engine can be seen in a first diagram of the figure. This trend is indicated by the inserted arrow, with "n" denoting the speed (cf. the trend with FIG. 1!). Another (smaller) diagram also contains the torque curves with regard to the torque due to the rotating masses (-) (including the torque due to Center of gravity; here = 0), the moment due to the translationally moving masses of the pistons and sliding blocks (+), and the sum of both. For the sum it can be seen that this is negative for all tilt angles and that the engine "regulates" for all tilt angles solely on the basis of the inertial forces and the inertia of the swash plate. The diagram shows the moments for an average speed of 2500 rpm.
Auf Basis der zitierten Literaturstellen kann man die beiden angesprochenen Verläufe "aufregelnd" und "abregelnd" als Stand der Technik ansehen. Dabei ist das "aufregelnde" Verhalten bei gegenwärtigen Serienverdichtern häufig feststellbar. Bei neuen Entwicklungen versucht man eher, diesen Trend in das Gegenteil zu wandeln.On the basis of the literature references cited, the two courses mentioned "regulating" and "regulating" can be regarded as state of the art. The "regulating" behavior of current series compressors can often be determined. With new developments one tries to change this trend into the opposite.
In Ergänzung zu den beiden erläuterten Fällen - Überkompensation der Massenkräfte der Kolben durch die Massenkräfte derIn addition to the two cases explained - overcompensation of the inertial forces of the pistons by the inertial forces of the
Schrägscheibe sowieSwashplate as well
- Unterkompensation der Massenkräfte der Kolben durch die Massenkräfte der- Undercompensation of the inertial forces of the pistons by the inertial forces of the
Schrägscheibe, ist es auch denkbar, eine Kompensation vorzusehen.Swashplate, it is also conceivable to provide compensation.
Aus den mathematischen Zusammenhängen ist zu erkennen, dass sich aus derFrom the mathematical context it can be seen that the
Gleichung der Drehzahleinfluss herauskürzen lässt (Fig. 2). Ansonsten sind noch geometrische Größen enthalten, die in bestimmten Zusammenhangen zueinander stehen und grundsätzlich, inklusive der Bauteildichten und Dichteverteilungen, so gewählt werden können, dass die Summe der Momente infolge von Massenkräften auf Null eingestellt werden kann.Equation of speed influence can be shortened (Fig. 2). Otherwise, there are also geometric variables that are related to each other and can, in principle, including component densities and density distributions, be selected so that the sum of the moments due to inertial forces can be set to zero.
Dagegen lässt sich aber ein Einfluss des Kippwinkels nicht vermeiden. Dieser ergibt sich aus den Verläufen der Terme tan(α) und sin(2α). Die Verläufe der Winkelfunk- tionen sind im Diagramm der Fig. 3 dargestellt. Aus dem Diagramm lässt sich einfach ableiten, dass der Einfluss bei kleinem Kippwinkel sehr gering ist, allerdings bei größerem Kippwinkel beträchtlich wird. In der Regel werden die Schrägschei- benkippwinkel der Verdichter durch einen minimalen Wert und einen maximalen Wert limitiert. So sind etwa Werte zwischen einem Kippwinkel von ca. 0° und maximal ca. 25° denkbar. In der Praxis liegen die Werte eher zwischen 1° und ca. 18°. Darauf aufbauend, ist aus dem Diagramm erkennbar, dass man im zuletzt genannten Bereich etwa mit einer Abweichung von 13% rechnen muss. D.h. wenn für minimalen Kippwinkel konstruktiv ein Gleichgewicht zwischen aufregelnden und abregelnden Massen verwirklicht wurde, so muss man im entgegengesetzten Limit der Schrägscheibe dennoch mit einem unerwünschten Kippverhalten (Drehzahlein- fluss infolge des Kippwinkels) rechnen.However, an influence of the tilt angle cannot be avoided. This results from the courses of the terms tan (α) and sin (2α). The curves of the angular functions are shown in the diagram in FIG. 3. It can easily be derived from the diagram that the influence is very small with a small tilt angle, but is considerable with a larger tilt angle. As a rule, the swash plate tilt angles of the compressors are determined by a minimum value and a maximum value Limited value. For example, values between a tilt angle of approximately 0 ° and a maximum of approximately 25 ° are conceivable. In practice, the values are between 1 ° and approx. 18 °. Building on this, it can be seen from the diagram that a deviation of about 13% can be expected in the last-mentioned area. In other words, if a constructive balance between the regulating and regulating masses has been achieved for the minimum tilt angle, one must nevertheless expect undesirable tilt behavior (speed influence due to the tilt angle) in the opposite limit of the swash plate.
Um eine möglichst weitgehende Kompensation der Massenkräfte zu erreichen, ist es sinnvoll, die Kompensation für einen maximalen Kippwinkel oder eine theoretischen (virtuellen) Kippwinkel (z.B. o = 24° (>= αmax = 16°)) vorzusehen, der größer als der maximale Kippwinkel ist. Das resultiert aus der Erkenntnis, dass bei kleinem Kippwinkel ohnehin der Unterschied von tan(o) und sin(2o) klein ist.In order to achieve the greatest possible compensation of the mass forces, it makes sense to provide the compensation for a maximum tilt angle or a theoretical (virtual) tilt angle (e.g. o = 24 ° (> = α max = 16 °)) that is greater than the maximum Tilt angle is. This results from the knowledge that with a small tilt angle the difference between tan (o) and sin (2o) is small anyway.
Das Diagramm der Fig. 4 enthält das Ergebnis der Berechnungen für eine Auslegung auf den Kippwinkel 16°, der für dieses Triebwerk beispielhaft als maximaler Kippwinkel gelten soll. Die Höhe der Schrägscheibe wurde auf 14,292 mm ange- passt, die Momentenbilanz weist ebenfalls wieder ausgeglichene Verhältnisse aus. Es sei nochmals erwähnt, dass natürlich auch andere Schrägscheibenparameter für die Einstellung des Massenträgheitsmomentes herangezogen werden können. Um eine einfache Vergleichbarkeit herzustellen, wurde aber lediglich beispielhaft der Parameter Schrägscheibenhöhe ausgewählt.The diagram of FIG. 4 contains the result of the calculations for a design for the tilt angle 16 °, which is to be taken as an example for this engine as the maximum tilt angle. The height of the swash plate was adjusted to 14.292 mm, the moment balance also shows balanced conditions again. It should be mentioned again that other swashplate parameters can of course also be used for setting the moment of inertia. In order to make it easy to compare, the swash plate height parameter was only selected as an example.
Das Regelverhalten der Schrägscheibe gemäß dem Diagramm der Fig. 5 zeigt das gewünschte Resultat. Im gesamten Arbeitsbereich der Schrägscheibe (vom minimalen bis maximalen Kippwinkel) gibt es keinen nennenswerten aufregelnden Effekt infolge von Momenten bewegter Massen, eine breite Streuung der Kennlinien wird vermieden, dadurch dass es einen Schnittpunkt bei maximalem Kippwinkel gibt.The control behavior of the swash plate according to the diagram in FIG. 5 shows the desired result. In the entire working range of the swashplate (from the minimum to the maximum tilt angle) there is no significant uplifting effect due to moments of moving masses, a wide spread of the characteristic curves is avoided by the fact that there is an intersection at the maximum tilt angle.
Eine sehr gute Kompensation entsteht im Bereich kleiner Kippwinkel wegen des kleinen Effektes (Unterschieds) von tan(α) und siπ(2o) sowie für den maximalen Kippwinkel von 16°, für den die Massenkräfte durch Auswahl der Parameter kompensiert wurden. Bei mittleren Kippwinkeln "driften" die Kurven leicht auseinander.A very good compensation arises in the range of small tilt angles because of the small effect (difference) of tan (α) and siπ (2o) as well as for the maximum Tilt angle of 16 ° for which the mass forces have been compensated for by selecting the parameters. At medium tilt angles, the curves "drift" slightly apart.
Für den Fall Kompensation der Massenkräfte sind also folgende Auslegungen denk- bar: für α = αmax Mκ,ges=Msw
Figure imgf000014_0001
The following interpretations are conceivable for the case of compensation of the mass forces: for α = α max Mκ, ges = Msw
Figure imgf000014_0001
In Fig. 6 sind verschiedene Regelkennlinien für Betriebsdrücke (Saugdruck/Verdich- tungsdruck; n = 5000 U/min) sowie die Berechnungsgrundlagen dargestellt. Je höher der Verdichtungsdruck ist, bei dem der Verdichter betrieben wird, desto größer ist auch der in dem Triebwerksraum einzuregelnde Druck. Je niedriger der Ansaugdruck ist, desto kleiner ist der in dem Triebwerksraum einzuregelnde Druck. Die Steigung der Regelkennlinien wird im wesentlichen durch die Federkraft bestimmt, die auf den Schrägscheiben Mechanismus einwirkt.6 shows various control characteristic curves for operating pressures (suction pressure / compression pressure; n = 5000 rpm) and the bases for the calculation. The higher the compression pressure at which the compressor is operated, the greater the pressure to be regulated in the engine room. The lower the intake pressure, the lower the pressure to be regulated in the engine room. The slope of the control characteristics is essentially determined by the spring force that acts on the swashplate mechanism.
Wie in allen bisher genannten Diagrammen wurden die Kennlinien mit einer Federkonstante bzgl. der Rückstellfeder (Rückstellung in Richtung Minimalhub) von 60 N/mm gerechnet. Würde die Federkonstante kleiner gewählt, so würden die Kurven in Richtung größerer Kippwinkel weniger abfallend sein. Würde die Federkonstante größer gewählt, so würden die Kurven in Richtung größerer Kippwinkel stärker abfallend sein.As in all of the previously mentioned diagrams, the characteristic curves were calculated with a spring constant with respect to the return spring (return in the direction of the minimum stroke) of 60 N / mm. If the spring constant were chosen to be smaller, the curves would be less sloping in the direction of larger tilt angles. If the spring constant were chosen to be larger, the curves would decrease more sharply in the direction of larger tilt angles.
Eine jede Kurve für 5000 U/min ist als repräsentativ für ein Kurvenbündel eines bestimmten Betriebspunktes zu sehen. Wenn berücksichtigt wird, dass ein bestimmter Regeldruck von mindestens 2-3 bar über dem Saugdruck benötigt und ein günstiges Regelverhalten dadurch erreicht wird, dass die Kennlinien eine gewisse möglichst im weiten Bereich lineare Steigung aufweisen, so ist plausibel, dass ein eng beieinander liegendes "Kurvenbündel" eher für alle Betriebsbereiche im er- wünschten Bereich des Kennfeldes liegt als Regelkurven, die stärker "auseinanderdriften". Bei solchen negativen Fallen wie zum Beispiel bei einem aufregelnden Verhalten gemäß Fig. 1 ist anschaulich, dass Teile von Regelkurven sehr einfach im Bereichen unterhalb des Niveaus von 2-3 bar oberhalb des Saugdruckes liegen. Um das zu vermeiden, müsste eine weichere Rückstellfeder verwendet werden. Insbeson- dere bei hohen Drehzahlen kann es aber dann dazu kommen, dass gegenüber der fallenden Charakteristik bei niedrigen Drehzahlen eine ansteigende Charakteristik entsteht. Die Erfahrung zeigt, dass in solchen Fällen sehr unerwünschte Regeleffekte entstehen. Insbesondere ist einzelnen Drücken kein definierter Kippwinkel mehr zuzuordnen (Auftreten von relativen Maxima oder Minima bzw. keine oder zu geringe Steigung oder Wendepunkte).Each curve for 5000 rpm can be seen as representative of a curve bundle of a certain operating point. If it is taken into account that a certain control pressure of at least 2-3 bar above the suction pressure is required and that favorable control behavior is achieved by the fact that the characteristic curves have a certain slope that is as linear as possible over a wide range, then it is plausible that a "bundle of curves" lying close together "Rather for all operating areas lies in the desired area of the map than control curves that" drift apart "more. In the case of such negative cases, for example in the case of a regulating behavior according to FIG. 1, it is clear that parts of control curves are very simply in the range below the level of 2-3 bar above the suction pressure. To avoid this, a softer return spring would have to be used. In particular at high speeds, however, it can happen that an increasing characteristic arises compared to the falling characteristic at low speeds. Experience shows that very undesirable control effects occur in such cases. In particular, individual pressures can no longer be assigned a defined tilt angle (occurrence of relative maxima or minima or no or too little slope or turning points).
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Axialkolbenverdichter der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, der sich insbesondere durch eine praxisgerechte Regeldynamik auszeichnet.It is an object of the invention to provide an improved axial piston compressor of the generic type, which is characterized in particular by practical control dynamics.
Diese Aufgabe wird durch einen Axialkolbenverdichter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by an axial piston compressor with the features of claim 1. Appropriate developments of the inventive concept are the subject of the dependent claims.
Es ist ein wesentlicher Gedanke der Erfindung, eine Schrägscheibenvorrichtung bereitzustellen, bei dem die Momente infolge der Massenkräfte in Betrag und Richtung so wirksam sind, dass sich im Bereich niedriger Kippwinkel ein "Aufregeln" (Schrägscheibe erhöht ihren Kippwinkel, damit steigt die Förderleistung) des Verdichters allein aufgrund der Momente infolge der Massenkräfte ergibt, und sich im Bereich mittlerer bis größerer Kippwinkel ein "Abregein" (Schrägscheibe verringert ihren Kippwinkel, damit sinkt die Förderleistung) allein aufgrund der Momente infolge der Massenkräfte ergibt.It is an essential idea of the invention to provide a swash plate device in which the moments due to the inertial forces are so effective in magnitude and direction that in the range of low tilt angles an "adjustment" (swash plate increases its tilt angle, thus increasing the delivery capacity) of the compressor solely due to the moments due to the inertial forces, and in the range of medium to large tilt angles there is an "Abregein" (swashplate reduces its tilt angle, thus reducing the delivery capacity) solely due to the moments due to the inertial forces.
Die wesentliche Maßnahme liegt darin, dass das Deviationsmoment der Schräg- scheibe konstruktiv so vorgegeben wird, dass es im Bereich kleiner Kippwinkel zusammen mit den Kolben oder separat ein "Aufregeln" der Schrägscheibe bewirkt. Dazu muss in diesem Bereich ein Moment MSw aufgrund des Deviationsmomentes > 0 vorhanden sein, und im Bereich des minimalen Kippwinkels muss es genau einen Kippwinkel geben, in dem das Moment MSw aufgrund des Deviationsmomentes = 0 ist. Vergrößert sich der Kippwinkel weiter, so steigt das Deviationsmoment wieder an und wirkt abregelnd. Die Steigung des Momentes Mk,ges infolge der Massenkräfte der Kolben muss kleiner sein als die Steigung des Momentes infolge des Deviati- onsmoments.The essential measure is that the deviation moment of the swash plate is structurally specified in such a way that it causes the swash plate to be "adjusted" in the area of small tilt angles together with the pistons or separately. For this purpose, a moment M S w must be present in this area due to the deviation moment> 0, and exactly one must exist in the area of the minimum tilt angle Give tilt angle in which the moment M S w = 0 due to the deviation moment. If the tilt angle increases further, the deviation torque increases again and has a regulating effect. The slope of the moment M k, ges due to the mass forces of the pistons must be smaller than the slope of the moment due to the moment of deviation.
Durch die Dimensionierung der Schrägscheibe mit dem Ziel, ein solches Verhalten herzustellen, ergibt sich die Möglichkeit, im Bereich kleiner Kippwinkel das "Aufregeln" der Schrägscheibe zu beschleunigen, zu verstärken bzw. zu verbessern und im Bereich größerer Kippwinkel durch das "abregelnde" Verhalten die notwendigen Regelaktivitäten (Regelventil(e) schaltet(en) Bypässe um den Triebwerksraumdruck zu variieren) auf das Notwendige einzuschränken und damit den Verdichterbetrieb energetisch effektiver zu machen. Weiterhin ergibt sich ein günstigeres dynamisches Verhalten, speziell vermindertes Aufschwingen und "Gegenregeln" durch die Ventile.By dimensioning the swash plate with the aim of producing such behavior, there is the possibility of accelerating, strengthening or improving the "straightening" of the swash plate in the area of small tilt angles and in the area of larger tilt angles by means of the "regulating" behavior restrict the necessary control activities (control valve (s) switches bypasses to vary the engine room pressure) to what is necessary and thus make the compressor operation more energy efficient. Furthermore, there is a more favorable dynamic behavior, especially reduced swinging and "counter rules" by the valves.
Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den abhängigen Ansprüchen sowie der Beschreibung anhand der beigefügten Figuren. Von diesen zeigen :Advantages and expediencies of the invention result from the dependent claims and the description with reference to the accompanying figures. Of these show:
Fig. 1 bis 5 grafische Darstellungen sowie Wertetabellen bzw. Berechnungsvorschriften zur Auslegung der Schwenkscheibenanordnungen von Axialkolbenverdichtern im Hinblick auf ihr Kippverhalten,1 to 5 graphical representations and tables of values and calculation instructions for the design of the swash plate arrangements of axial piston compressors with regard to their tilting behavior,
Fig. 6 und 7 eine perspektivische Darstellung bzw. Seitenansichten der erfindungswesentlichen Komponenten eines Axialkolbenverdichters und6 and 7 are a perspective view and side views of the components of an axial piston compressor and essential to the invention
Fig. 8 bis 12 grafische Darstellungen bzw. Wertetabellen zur Darstellung der unter definierten konstruktiven Randbedingungen auftretenden Mo- mente.8 to 12 graphical representations or value tables for the representation of the moments occurring under defined structural boundary conditions.
In Fig. 6 und 7 wird ein Schrägscheibenmechanismus angegeben, durch den die Auslegung (der Erfindungsgegenstand) konstruktiv umgesetzt werden kann, wobei Fig. 7 hierzu eine perspektivische Explosionsdarstellung und Fig. 8 zwei Seitenansichten der wesentlichen Komponenten bei minimalem bzw. maximalem Kippwinkel zeigt.6 and 7, a swashplate mechanism is given, by means of which the design (the subject matter of the invention) can be implemented constructively, wherein 7 shows a perspective exploded view and FIG. 8 shows two side views of the essential components at a minimum or maximum tilt angle.
Der dargestellte Schwenkring-Mechanismus 100 umfasst eine ringförmige Schwenkscheibe, d.h. einen Schwenkring, 101, der über eine Führungs- bzw. Schiebehülse 102 und eine in dieser liegende Druckfeder 103 neigungsverstellbar auf einer Antriebswelle 104 gelagert ist. Der Schwenkring 101 wird von der Antriebswelle 104 drehend angetrieben und ist über eine spezielle Ausführung der Führungshülse 102 um eine quer zur Antriebswelle verlaufende Schwenkachse gelenkig gelagert. Diese Schwenkachse wird definiert durch zwei Lagerbolzen 104a, 104b, die in Lagerhülsen 105a, 105b der Führungshülse 102 sowie korrespondierend angeordneten radialen Bohrungen 106a, 106b des Schwenkringes 101 drehbar aufgenommen sind. Die Lagerhülsen 105a, 105b sind so bemessen, dass sie einen zwischen der Füh- rungshülse 102 und dem Schwenkring 101 gebildeten Ringraum überbrücken.The swivel ring mechanism 100 shown comprises an annular swivel plate, i.e. a swivel ring, 101, which is mounted on a drive shaft 104 via a guide or sliding sleeve 102 and a compression spring 103 located therein, which is adjustable in inclination. The swivel ring 101 is rotatably driven by the drive shaft 104 and is articulated by a special design of the guide sleeve 102 about a swivel axis running transversely to the drive shaft. This pivot axis is defined by two bearing bolts 104a, 104b, which are rotatably received in bearing sleeves 105a, 105b of the guide sleeve 102 and correspondingly arranged radial bores 106a, 106b of the swivel ring 101. The bearing sleeves 105a, 105b are dimensioned such that they bridge an annular space formed between the guide sleeve 102 and the swivel ring 101.
Des weiteren ist der Schwenkring 101 mit einem zusammen mit der Antriebswelle 104 drehenden Stützelement 107 gelenkig verbunden, wobei diese Verbindung als Axialabstützung ausgebildet ist. Sie erfolgt durch einen mit dem Schwenkring 101 wirkungsmäßig verbundenen Stützbogen 108. Dieser Stützbogen 108 ist so ausgebildet, dass er eine zwischen einem Kolben 109 der Anordnung und dem Schwenkring wirksame Gelenkanordnung übergreift, und zwar derart, dass unabhängig von der Neigung (dem Kippwinkel) des Schwenkringes 101 jede Kollision zwischen diesem und dem Stützbogen 108 einerseits und einem eine Gelenkanordnung umfas- senden Kolbenfuß 110 andererseits ausgeschlossen ist. Das Stützelement 107 ist Teil einer mit der Antriebswelle 104 drehfest verbundenen Scheibe 111.Furthermore, the swivel ring 101 is connected in an articulated manner to a support element 107 rotating together with the drive shaft 104, this connection being designed as an axial support. It takes place through a support arch 108 which is operatively connected to the swivel ring 101. This support arch 108 is designed such that it engages over a joint arrangement which is effective between a piston 109 of the arrangement and the swivel ring, in such a way that regardless of the inclination (the tilt angle) of the Swing ring 101 any collision between this and the support arch 108 on the one hand and a piston foot 110 comprising a joint arrangement on the other hand is excluded. The support element 107 is part of a disk 111 connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 104.
Eine Stützfläche des Stützbogens 108 erstreckt sich etwa konzentrisch zum Mittelpunkt einer zwischen dem Kolben 109 und dem Schwenkring 101 wirksamen Ge- lenkanordnung. Die axiale Abstützung ist also außerhalb der genannten Gelenkanordnung wirksam, mit der Folge, dass sie durch axiale Abstützungsmaßnahmen nicht beeinträchtigt ist. Die Verbindung zwischen dem Schwenkring 101 und dem Stützbogen 108 wird durch zwei Verbindungsbolzen 112a, 112b hergestellt, die in ein um 90° gegenüber den vorgenannten Bohrungen 106a, 106b versetztes Bohrungs-Paar 113a, 113b des Schwenkringes und in korrespondierend angeordnete Bohrungen 114a, 114b des Stützbogens selbst eingreifen. Die Gelenkanordnung bezüglich des Kolbenfußes 110 des Kolbens 109 wird - entsprechend dem Stand der Technik - durch zwei ku- gelsegmentförmige Gelenksteine 115a, 115b gebildet, deren sphärische Oberflächen in einer korrespondierend ausgeformten unteren Stirnfläche des Kolbens 109 einerseits und einer entsprechenden Fläche eines gegenüberliegenden Fortsatzes 117 des Kolbenfußes 110 andererseits liegen. Zwischen den Gelenksteinen ist ein Zwischenraum 116 gebildet, in den der Schwenkring 101 derart eingreift, dass gegenüberliegende Stirnflächenabschnitte die planen Flächen der Gelenksteine berühren.A support surface of the support arch 108 extends approximately concentrically to the center of an articulation arrangement that is effective between the piston 109 and the swivel ring 101. The axial support is therefore effective outside the joint arrangement mentioned, with the result that it is not impaired by axial support measures. The connection between the swivel ring 101 and the support arch 108 is established by two connecting bolts 112a, 112b, which are in a pair of bores 113a, 113b of the swivel ring offset by 90 ° with respect to the aforementioned bores 106a, 106b and in correspondingly arranged bores 114a, 114b of the Intervene in the support arch yourself. The articulation arrangement with respect to the piston foot 110 of the piston 109 is formed, in accordance with the prior art, by two spherical segment-shaped articulated blocks 115a, 115b, the spherical surfaces of which, on the one hand, in a correspondingly shaped lower end face of the piston 109 and a corresponding surface of an opposite extension 117 of the Piston foot 110 are on the other hand. A space 116 is formed between the hinge blocks, into which the swivel ring 101 engages in such a way that opposite end surface sections touch the flat surfaces of the hinge blocks.
Es ist erkennbar, dass bei der dargestellten Ausführung das Schwenklager desIt can be seen that the pivot bearing of the
Schwenkringes 101 nur zur Drehmomentübertragung und das Stützelement 108 nur zur axialen Abstützung des Kolbens 109 bzw. zur Gaskraftabstützung dient. Die Drehmomentübertragung ist also von der Axialabstützung des Schwenkringes 101 entkoppelt.Swivel ring 101 is used only for torque transmission and the support element 108 only for the axial support of the piston 109 or for gas force support. The torque transmission is therefore decoupled from the axial support of the swivel ring 101.
Von speziellem Interesse ist auch die Stützfläche für den Stützbogen 108 am Stützelement 107. Diese ist als Abschnitt 118 einer Zylinderoberfläche ausgebildet. Um eine Verschiebung der Stützlinie bei Änderung der Neigung des Schwenkringes 101, d.h. eine Verschiebung aus dem "Zentrum" des Kolbens 109 heraus, zu ver- meiden, ist der Stützbogen 108 in radialer Richtung relativ zum Schwenkring 101 verschieblich gelagert.The support surface for the support arch 108 on the support element 107 is also of particular interest. This is designed as a section 118 of a cylinder surface. By shifting the support line when the inclination of the swivel ring 101 changes, i.e. to avoid a displacement from the "center" of the piston 109, the support arch 108 is mounted so that it can move in the radial direction relative to the swivel ring 101.
Im linken Bild der Fig. 7 sind vier Bereiche mit Ql, Q2, Q3 und Q4 bezeichnet. Bei den bisherigen Beispielen wurde davon ausgegangen, dass der Schwerpunkt der Schrägscheibe auf der Kippachse liegt, die senkrecht zur Wellenmittelachse definiert ist. Aufbauend darauf, weisen aber Verdichter nach dem Stand der Technik häufig Schwerpunkte im Bereich der Schrägscheibe auf, bei denen der Schwerpunkt der Schrägscheibe nicht auf der Kippachse liegt. In einer bevorzugten Ausfüh- rungsform fallen diese Punkte zusammen. In einer weiteren ist ein "Offset" eingeplant. Dabei wirken sich Schwerpunkte in den Quadranten Q wie folgt aus: Ql (positive Koordinaten z und y): abregelnd Q3 (negative Koordinaten z und y): abregelnd Q2 (positive Koordinaten z und negatives y): aufregelnd Q4 (negative Koordinaten z und positives y): aufregelndIn the left image in FIG. 7, four areas are designated Q1, Q2, Q3 and Q4. In the previous examples it was assumed that the center of gravity of the swash plate is on the tilt axis, which is defined perpendicular to the shaft center axis. Building on this, however, compressors according to the prior art often have focal points in the area of the swash plate, in which the focus of the swash plate is not on the tilt axis. In a preferred embodiment these points coincide. An "offset" is planned in another. The focal points in the quadrants Q have the following effects: Q1 (positive coordinates z and y): regulating Q3 (negative coordinates z and y): regulating Q2 (positive coordinates z and negative y): regulating Q4 (negative coordinates z and positive) y): uplifting
Wird kein zusätzlicher Massenausgleich vorgesehen, so liegt der Schwerpunkt vieler dem Stand der Technik entsprechender Schrägscheiben im Bereich Q4.If no additional mass balancing is provided, the focus of many swash plates corresponding to the state of the art is in the area Q4.
Es ist natürlich möglich, dass ein in einem beliebigen Quadranten angeordneter Schwerpunkt bei Verkippen der Schrägscheibe die Wellenseite, bezogen auf die Wellenachse, wechselt und sich z.B. ein aufregelndes Verhalten in ein abregelndes Verwalten umwandelt. Es ist aber erkannt worden, dass sich im Bereich der Wellenachse natürlich die Fliehkraft und ein eventuell daraus resultierendes Kippmo- ment eher in Grenzen halten, d.h. die Schwerpunktlage wird nur dann besonders relevant sein, wenn ein gewisser Abstand zur Wellenmittelachse gegeben ist.It is of course possible that a center of gravity arranged in any quadrant changes the shaft side with respect to the shaft axis when the swashplate is tilted and e.g. converts regulatory behavior into regulatory management. However, it has been recognized that in the area of the shaft axis the centrifugal force and any resulting tilting moment are of course kept within limits, i.e. the center of gravity will only be particularly relevant if there is a certain distance from the shaft center axis.
Im Zusammenhang mit der Erfindung sind die beiden folgenden Schwerpunktslagen von Bedeutung (Offset, der aufregelnd wirkt): Q2 (positive Koordinaten z und negatives y): aufregelnd Q4 (negative Koordinaten z und positives y): aufregelndIn connection with the invention, the following two focal positions are important (offset which has an uplifting effect): Q2 (positive coordinates z and negative y): uplifting Q4 (negative coordinates z and positive y): uplifting
Zum besseren Verständnis wurden die gleichen Parameter (Schrägscheibengeometrie) verwendet wie in Fig. 1 und 2.For better understanding, the same parameters (swashplate geometry) were used as in FIGS. 1 and 2.
Dabei handelt es sich im Diagramm links, oben von Fig. 8 um den Fall la:In the diagram on the left, at the top of FIG. 8, this is the case la:
- "aufregelndes Triebwerk" mit Schwerpunktslage 0. Im Diagramm links, unten der Fig. 8 wird der Fall 2a:"Regulating engine" with center of gravity 0. In the diagram at the bottom left of FIG. 8, case 2a is:
- "abregelndes Triebwerk" mit Schwerpunktslage 0, dargestellt. Der Unterschied beider Berechnungen liegt lediglich in der Höhe der Schrägscheibe (vgl. Anlage 6 h = 10 mm, sowie Anlage 7 h = 18mm). Berechnet wurden insgesamt 4 Drehzahlen. Das Diagramm rechts, oben repräsentiert den Fall lb: - "aufregelndes Triebwerk" mit Schwerpunktslage in Q4. Dagegen wird im Diagramm "rechts, unten" der Fall 2b:- "regulating engine" with center of gravity 0, shown. The only difference between the two calculations is the height of the swash plate (see Appendix 6 h = 10 mm and Appendix 7 h = 18 mm). A total of 4 speeds were calculated. The diagram on the right, above represents case lb: - "Regulating engine" with focus in Q4. In contrast, in the diagram "right, below", case 2b:
- "auf- bzw. abregelndes Triebwerk" durch Schwerpunktslage in Q4 dargestellt. Dabei können die Fälle la, lb, 2a als bekannt angesehen werden; Quellen und Beispiele wurden weiter oben erläutert. Der Fall 2b steht im Zusammenhang mit der Erfindung.- "up- or down-regulating engine" represented by the center of gravity in Q4. Cases la, lb, 2a can be regarded as known; Sources and examples have been explained above. Case 2b is related to the invention.
In der Fig. 8 wird lediglich das resultierende Moment, also (Mκ,ges + MSw), infolge der Massenkräfte dargestellt, welches das Kriterium des "Aufregeins" oder "Abre- gelns" entscheidet. In Fig. 9 sind die Wertetabellen angegeben, die Grundlage für die Diagramme der Fig. 8 sind. In der Fig. 10 werden in Ergänzung zur Fig. 8 die Fälle lb und 2b detaillierter dargestellt. Die Diagramme rechts, oben und rechts, unten entsprechen denen der Fig. 9. Jeweils in den Diagrammen daneben sind die Einzelmomente angegeben, und zwar für eine ausgewählte Drehzahl von n = 6000 U/min.In FIG. 8, only the resulting moment, ie (M κ , g es + M S w), is shown as a result of the mass forces, which decides the criterion of "excitement" or "regulation". FIG. 9 shows the value tables which form the basis for the diagrams in FIG. 8. In FIG. 10, cases 1b and 2b are shown in more detail in addition to FIG. 8. The diagrams on the right, above and on the right, below correspond to those in FIG. 9. The individual moments are shown in the diagrams next to them, specifically for a selected speed of n = 6000 rpm.
Speziellen Bezug zur Erfindung hat das Bild rechts, unten. Das Moment infolge der Massenkräfte der Kolben ist bei einem Kippwinkel von 0° der Schrägscheibe = 0. Das Moment infolge des Deviationsmoments (Msw) der Schrägscheibe ist >0 und bewirkt ein positives (aufregelndes Moment). Aufgrund des Deviationsmoments von >0 ist auch das resultierende Moment (Msw + Mκ,ges) in Betrag und Richtung gleich.The picture on the right below has special reference to the invention. The moment due to the inertial forces of the pistons at a tilting angle of 0 ° of the swash plate = 0. The moment due to the moment of deviation (M sw ) of the swash plate is> 0 and causes a positive (regulating moment). Due to the deviation moment of> 0, the resulting moment (Msw + Mκ, ges ) is the same in magnitude and direction.
Ausgehend von einem Kippwinkel von 0° erhöht sich das Kippmoment Mκ,ges, da durch den größer werdenden Kolbenweg, da die Massenkräfte der Kolben größer werden. Dagegen strebt das Kippmoment entsprechend dem Moment infolge Deviationsmoment, infolge der Schrägscheibe (MSw) ihrer Nulllage entgegen (Deviationsmoment = 0°), welche etwa bei einem Kippwinkel von 0,6° liegt. Vergrößert sich der Kippwinkel weiter, so wirkt das Deviationsmoment der Schrägscheibe nicht mehr aufregelnd, sondern abregelnd. Dennoch reicht der Effekt der Schrägscheibe im Bereich 0,6° bis 2° nicht aus, um in der Momentsumme (Mκ,ges + MΞw) insgesamt für ein "Abregein" zu sorgen. Demzufolge ist die Momentensumme (Mκ,ges + Msw) bis etwa 2° positiv und wirkt aufregelnd. Da die Steigung des Momentes infolge der Schrägscheibe betragsmäßig größer ist als die Steigung des Momentes infolge der Kolben, ist bei 2° die Trendumkehr erreicht: - Bis ca. 2° wirken die Momente infolge der Massenkräfte des Triebwerkes aufregelnd.Starting from a tilting angle of 0 °, the tilting moment M κ , total increases because the piston path becomes larger as the mass forces of the pistons become larger. On the other hand, the tilting moment strives towards its zero position (deviation moment = 0 °), which is approximately at a tilting angle of 0.6 °, corresponding to the moment due to the deviation moment, due to the swash plate (M S w). If the angle of tilt increases further, the moment of deviation of the swash plate no longer has an upward-looking, but rather a regulating effect. Nevertheless, the effect of the swash plate in the range of 0.6 ° to 2 ° is not sufficient to ensure a total "momentum" in the sum of moments (M κ , g e s + M Ξ w). As a result, the sum of the moments (M κ , ges + Msw) is positive up to about 2 ° and has an uplifting effect. Since the gradient of the moment due to the swash plate is greater in magnitude than the gradient of the moment due to the pistons, the trend reversal is achieved at 2 °: - The moments due to the inertial forces of the engine have a regulating effect of up to approx. 2 °.
- Ab ca. 2° wirken die Momente infolge der Massenkräfte des Triebwerkes abregelnd.- From approx. 2 °, the moments have a regulating effect due to the inertial forces of the engine.
Es ist offensichtlich, dass sich über eine geringfügige Änderung in der Schwerpunktslage der Schrägscheibe der Schnittpunkt des Verlaufs des resultierenden Momentes mit der x-Achse im Diagramms nahezu beliebig verschieben lässt. Die Schwerpunktslage wird durch den Steueranteil innerhalb des Deviationsmomentes berücksichtigt. Prinzipiell ließe sich auch bei einer Schwerpunktslage (0/0) also oh- ne Steueranteil des Deviationsmomentes konstruktiv so vorsehen, dass das Deviationsmoment im Bereich z.B. <0,6° seine "Nulllage" hat.It is obvious that a slight change in the center of gravity of the swash plate allows the intersection of the course of the resulting moment with the x-axis to be shifted almost arbitrarily in the diagram. The center of gravity is taken into account by the tax portion within the moment of variation. In principle, even with a center of gravity (0/0), i.e. without a tax component of the moment of deviation, it can be provided in a constructive manner that the moment of deviation in the area e.g. <0.6 ° has its "zero position".
Weiterhin zielt die Erfindung zunächst einmal auf den konventionellen Kippwinkelbereich zwischen einem minimalen und einem maximalen Kippwinkel und in einem weiteren Schritt auf die Minimierung des minimalen Kippwinkels in Richtung 0°.Furthermore, the invention aims first of all at the conventional tilt angle range between a minimum and a maximum tilt angle and in a further step at minimizing the minimum tilt angle in the direction of 0 °.
Aus den Diagrammen der Fig. 8 und 10 sowie den Wertetabellen in Fig. 9 geht hervor, dass natürlich bei kleinen Verdichterdrehzahlen (z.B. 800...3000 U/min) die Momente insbesondere im Bereich kleiner Kippwinkel außerordentlich klein sind. Die Frage stellt sich, wie man mit so kleinen Momenten überhaupt aufregeln kann.The diagrams in FIGS. 8 and 10 and the value tables in FIG. 9 show that, of course, at low compressor speeds (e.g. 800 ... 3000 rpm) the moments are extraordinarily small, especially in the range of small tilt angles. The question arises of how you can get things up with such small moments.
Aus der Wertetabelle (Fig. 9) rechts, unten kann man für einen üblichen minimalen Kippwinkel von z.B. 0,9° und eine Verdichterdrehzahl von 1500 U/min durch lineare Interpolation ein Moment von 0,04 Nm abschätzen. Auch ein so kleines Moment kann die Schrägscheibe gegen die Federkraft um einige l/10mm verschieben, was etwa einige 1/10° Kippwinkeländerung entspricht. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Möglichkeit einer Kippwinkelverkleinerung bereits im Bereich vom 0,9° auf z.B. 0,7° energetisch sehr bedeutsam für den Anwendungsfall "kupplungsloser Betrieb" des Verdichters sein kann.From the table of values (Fig. 9) on the right, below, a torque of 0.04 Nm can be estimated for a usual minimum tilt angle of, for example, 0.9 ° and a compressor speed of 1500 rpm by linear interpolation. Even such a small moment can shift the swashplate against the spring force by a few l / 10mm, which corresponds to a few 1/10 ° change in tilt angle. It should be taken into account that the possibility of a tilt angle reduction already in the range of 0.9 ° For example, 0.7 ° can be energetically very important for the application "clutchless operation" of the compressor.
In Fig. 11 und 12 sind die Regelkurven für die bereits beschriebenen Fälle darge- stellt. Zu berücksichtigen sind die für den "aufregelnden" Fall und den "abregelnden" Fall unterschiedlich gewählten Federkonstanten. Die Wahl unterschiedlicher Federkonstanten ist notwendig, um eine sinnvolle Steigung der Kennlinien einzustellen, welche zu Regelung notwendig ist. Charakteristisch für die Regelkennlinien im Diagramm gemäß dem Erfindungsgegenstand ist ebenfalls der Schnittpunkt bei ca. 2°, der die "Trendumkehr" des resultierenden Momentes aufzeigt.11 and 12 show the control curves for the cases already described. The spring constants selected differently for the "regulating" case and the "regulating" case must be taken into account. The choice of different spring constants is necessary in order to set a meaningful slope of the characteristic curves, which is necessary for regulation. Characteristic of the control characteristics in the diagram according to the subject of the invention is also the intersection at about 2 °, which shows the "trend reversal" of the resulting moment.
Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Beispiel und die hervorgehobenen Auslegungs-Schwerpunkte beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen. So ist insbesondere hinsichtlich der konkreten Abmessungen der Schwenkscheibe und ihrer Schwerpunktslage Spielraum für den Konstrukteur vorhanden, sofern den in den anhängenden Ansprüchen formulierten Kriterien Rechnung getragen wird. The embodiment of the invention is not limited to the example described above and the emphasized design focal points, but is also possible in a large number of modifications which are within the scope of professional action. There is scope for the designer, in particular with regard to the concrete dimensions of the swivel disk and its center of gravity, provided that the criteria formulated in the appended claims are taken into account.

Claims

Axialkolbenverdichter, insbesondere Verdichter für die Klimaanlage eines KraftfahrzeugesPatentansprüche Axial piston compressors, in particular compressors for the air conditioning system of a motor vehicle
1. Axialkolbenverdichter, insbesondere Verdichter für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse und einer in dem Gehäuse angeordneten, über eine Antriebswelle (104) angetriebenen Verdichtereinheit zum Ansaugen und Verdichten eines Kältemittels, wobei die Verdichtereinheit in ei- nem Zylinderblock axial hin- und herlaufende Kolben (109) und eine die Kolben antreibende, mit der Antriebswelle (104) drehende Schwenkscheibe, als Schräg- oder Taumelscheibe oder Schwenkring (101) umfasst, d a d u rch g e ke n n ze i c h n et, dass die Schwenkscheibe durch Festlegung der Geometrie und/oder der Masse und/oder des Massenschwerpunktes derart konstruiert und dimensioniert ist, dass ihr Moment Ms infolge des Deviationsmomentes Iyz, wobei gilt MSw = Iyz * ω2, d.h. das Moment infolge der Massenträgheit und des Massenschwerpunktes der Schwenkscheibe, zusammen mit dem Moment Mk,ges infolge der translatorisch bewegten Massen, insbesondere der Kolben, ggf. ein- schließlich Gleitsteine (115a, 115b) Kolbenstangen oder dergleichen, im Bereich kleiner Kippwinkel bei Erhöhung der Drehzahl und konstanter Druckdifferenz Δp zwischen Hoch- und Niederdruckseite eine Erhöhung des Kippwinkels und hierdurch einen Anstieg der Förderleistung bewirkt und sich nach Überschreiten eines Grenzkippwinkels ogrenz, bei dem gilt MSw = Mk,ges, bei Erhöhung der Drehzahl und konstanter Druckdifferenz eine Verringerung des Kippwinkels und hierdurch eine Senkung der Förderleistung ergibt.1. Axial piston compressor, in particular compressor for the air conditioning system of a motor vehicle, with a housing and a compressor unit arranged in the housing and driven via a drive shaft (104) for the suction and compression of a refrigerant, the compressor unit running axially back and forth in a cylinder block Piston (109) and a swash plate driving the pistons, rotating with the drive shaft (104), as a swash plate or swash plate or swivel ring (101), so that the swivel plate can be determined by defining the geometry and / or the mass and / or the center of gravity is constructed and dimensioned such that its moment M s as a result of the deviation moment I yz , where M S w = I yz * ω 2 , ie the moment as a result of the inertia and the center of mass of the swashplate, together with the moment M k , tot due to the translationally moving masses, in particular the pistons, possibly including sliding teine (115a, 115b) piston rods or the like, in the area of small tilting angle with increasing speed and constant pressure difference Δp between high and low pressure side an increase in the tilting angle and thereby an increase in the delivery rate and after exceeding a limit tilting angle o limit , which applies M S w = M k , tot , when the speed is increased and the pressure difference remains constant, the tilt angle is reduced and the delivery rate is reduced.
2. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 1, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass die Schwenkscheibe (101) derart konstruiert und dimensioniert ist, dass der Verlauf des Momentes Msw infolge des Deviationsmomentes Iyz in Abhängigkeit vom Kippwinkel o bei gleicher Drehzahl betragsmäßig im wesentlichen eine größere Steigung aufweist als der Verlauf des Momentes Mk/ges infolge der translatorisch bewegten Massen in Abhängigkeit vom Kippwinkel.2. axial piston compressor according to claim 1, dadu rc hge ke nn ze ichn et that the swash plate (101) is constructed and dimensioned such that the course of the moment M sw due to the deviation moment I yz as a function of the tilt angle o at the same speed essentially has a larger gradient than the course of the moment M k / ges due to the translational moving masses depending on the tilt angle.
3. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, d a d u rch g e ke n n ze i c h n et, dass die Summe des Momentes M ,ges infolge der translatorisch bewegten Massen und des Momentes Msw infolge des Deviationsmomentes Iy2 im Kippwinkelbereich zwischen einem vorbestimmten minimalen Kippwinkel omin und einem maximalen Kippwinkel αmax das Vorzeichen, insbesondere von "plus" nach "minus", wechselt, was einen Übergang von einer Erhöhung des Kippwinkels und einem hierdurch bewirkten Anstieg der Förderleistung auf eine Verringe- rung des Kippwinkels und hierdurch der Förderleistung bedeutet.3. axial piston compressor according to claim 1 or 2, dadu rch ge ke nn ze ichn et that the sum of the moment M, ges due to the translationally moved masses and the moment Msw due to the deviation moment I y2 in the tilt angle range between a predetermined minimum tilt angle o m i n and a maximum tilt angle α max, the sign, in particular from "plus" to "minus", changes, which means a transition from an increase in the tilt angle and a consequent increase in the delivery rate to a decrease in the tilt angle and thereby the delivery rate.
4. Axialkolbenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u rch g e ke n n ze i c h n et, dass ein Kipppunkt der Schwenkscheibe (101) als Schnittpunkt der Rotationsach- sen der Antriebswelle (104) und der Schwenkscheibe festgelegt ist.4. Axial piston compressor according to one of the preceding claims, so that a tipping point of the swivel plate (101) is defined as the point of intersection of the axes of rotation of the drive shaft (104) and the swivel plate.
5. Axialkolbenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u rch g e ke n n ze i c h n et, dass bei Einteilung des die Antriebwelle (104) und Schwenkscheibe (101) umfas- senden Raumes in vier Quadranten (Ql, Q2, Q3, Q4) der Schwerpunkt der Schwenkscheibe entweder in einen ersten, vorderen, durch die Antriebswelle und die die Kolbenabstützung umfassende, den Kolben zugewandte Vorderseite der Schwenkscheibe begrenzten Quadranten (Ql), oder in einen zweiten, vorderen, an der relativ zur Antriebswelle dem ersten Quadranten (Ql) gegenüberliegenden Seite liegenden Quadranten (Q2), oder in einen dritten, hinteren, relativ zur Schwenkscheibe auf Höhe des zweiten Quadranten (Q2) hinter, d.h. an der den Kolben abgewandten Seite, der Schwenkscheibe angeordneten Quadranten (Q3), oder in einen vierten, hinteren, relativ zur Schwenkscheibe auf Höhe des ersten Quadranten (Ql) hinter, d.h. an der den Kolben abgewandten Seite, der Schwenkscheibe angeordneten Quadranten (Q4) verlegt ist.5. Axial piston compressor according to one of the preceding claims, so that the center of gravity is divided into four quadrants (Q1, Q2, Q3, Q4) when dividing the space comprising the drive shaft (104) and swivel plate (101) the swivel plate either in a first, front quadrant (Ql) delimited by the drive shaft and the piston support facing the piston facing the piston, or in a second, front, on the side opposite the first quadrant (Ql) relative to the drive shaft lying quadrant (Q2), or in a third, rear, relative to the swivel plate at the level of the second quadrant (Q2) behind, ie on the side facing away from the piston, the swivel plate arranged quadrant (Q3), or in a fourth, rear, relative to The swivel plate is installed at the level of the first quadrant (Q1) behind, ie on the side facing away from the piston, the quadrant (Q4) arranged.
6. Axialkolbenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n z e i c h n et, dass Schwenkscheibe (101) einerseits und Kolben (109), ggf. einschließlich Gleitsteine (115a, 115b), Kolbenstangen oder dergl., andererseits derart konstruiert und dimensioniert sind, dass bei einem Kippwinkel o von im wesent- liehen 0° das Moment MSw infolge des Deviationsmomentes Iyz der Schwenkscheibe größer als Null und das Moment Mk, ges infolge der translatorisch bewegten Massen im wesentlichen gleich Null ist, derart, dass ein positives Ge- samt-Moment eine Erhöhung des Kippwinkels α der Schwenkscheibe bewirkt, während oberhalb eines vorbestimmten Kippwinkels im Bereich zwischen 1,5° und 2,5°, insbesondere bei etwa 2°, die Steigung des Momentes Mk; ges infolge der translatorisch bewegten Massen die Steigung des Momentes MSw infolge des Deviationsmomentes Iyz überkompensiert derart, dass ab diesem Wert eine Verringerung des Kippwinkels der Schwenkscheibe bewirkt wird.6. Axial piston compressor according to one of the preceding claims, so that swivel plate (101) on the one hand and piston (109), optionally including sliding blocks (115a, 115b), piston rods or the like, on the other hand, are constructed and dimensioned in this way, that at a tilt angle o of essentially 0 °, the moment M S w due to the deviation moment I yz of the swivel plate is greater than zero and the moment M k , ges due to the translationally moving masses is essentially zero, such that a positive Total moment causes the tilt angle α of the swivel plate to increase, while above a predetermined tilt angle in the range between 1.5 ° and 2.5 °, in particular at approximately 2 °, the slope of the moment M k; ges due to the masses moved in translation, the slope of the moment M S w due to the moment of deviation I yz than offset such that starting from this value, a reduction of the tilt angle of the tilt plate is effected.
7. Axialkolbenverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n z e i c h n et, dass die Schwenkscheibe (101) derart konstruiert und dimensioniert ist, dass ihr Moment Ms infolge des Deviationsmomentes Iyz bei einem Kippwinkel α im Bereich zwischen 0,4° und 0,8°, insbesondere bei etwa 0,6°, gleich Null ist.7. Axial piston compressor according to one of the preceding claims, dadu rc hge ke nnzeichn et that the swash plate (101) is constructed and dimensioned such that its moment M s due to the deviation moment I yz at a tilt angle α in the range between 0.4 ° and 0.8 °, in particular at approximately 0.6 °, is zero.
8. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 6 oder 7, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass der Kippwinkel-Wert, ab dem das Gesamt-Moment aus dem Moment k,ges der translatorisch bewegten Massen und dem Moment MSw infolge des Devia- tionsmomentes Iyz der Schwenkscheibe eine Verringerung des Kippwinkels bewirkt, und/oder der Kippwinkel-Wert, bei dem das Moment MSw infolge des Deviationsmomentes Iyz gleich Null ist, durch geeignete Vorbestimmung der Schwerpunktlage der Schwenkscheibe (107) eingestellt sind. 8. axial piston compressor according to claim 6 or 7, dadu rc hge ke nn ze ichn et that the tilt angle value, from which the total moment from the moment k , it the translationally moving masses and the moment M S w as a result of the devia - tion torque I yz of the swashplate causes a reduction in the tilt angle, and / or the tilt angle value at which the torque M S w is zero due to the deviation torque I yz is set by suitable predetermination of the center of gravity of the swashplate (107).
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