WO2005085638A1 - Axial piston compressor in particular a compressor for the air conditioner on a motor vehicle - Google Patents

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WO2005085638A1
WO2005085638A1 PCT/EP2005/000021 EP2005000021W WO2005085638A1 WO 2005085638 A1 WO2005085638 A1 WO 2005085638A1 EP 2005000021 W EP2005000021 W EP 2005000021W WO 2005085638 A1 WO2005085638 A1 WO 2005085638A1
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additional
swivel
axial piston
moment
additional mass
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PCT/EP2005/000021
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Otfried Schwarzkopf
Matthias Mauritz
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Zexel Valeo Compressor Europe Gmbh
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1036—Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1054—Actuating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/14—Control
    • F04B27/16—Control of pumps with stationary cylinders
    • F04B27/18—Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/12—Parameters of driving or driven means
    • F04B2201/1206—Rotational speed of a rotating inclined plate

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, with a housing and a compressor unit arranged in the housing and driven via a drive shaft for the suction and compression of a refrigerant, the compressor unit and a piston running axially back and forth in a cylinder block the swivel disk driving the pistons rotating with the drive shaft, eg in the form of a swivel ring, swashplate or swashplate.
  • Such an axial piston compressor is known for example from DE 197 49 727 AI.
  • This comprises a housing in which a plurality of axial pistons are arranged in a circular arrangement around a rotating drive shaft.
  • the drive force is transmitted from the drive shaft via a driver to an annular swivel disk and from this in turn to the pistons which are translationally displaceable parallel to the drive shaft.
  • the annular swivel disk is pivotally mounted on an axially displaceably mounted sleeve on the drive shaft.
  • An elongated hole is provided in the sleeve, through which the driver mentioned extends.
  • the axial mobility of the sleeve on the drive shaft is thus limited by the dimensions of the elongated hole. Installation takes place by pushing the driver through the slot.
  • Drive shaft, driver, sliding sleeve and swivel plate are arranged in a so-called engine room, in which a gaseous working medium of the compressor with a certain pressure is present.
  • the delivery volume and thus the delivery capacity of the compressor are dependent on the pressure ratio between the suction side and the pressure side of the pistons or accordingly on the pressures in the cylinders on the one hand and in the engine compartment on the other.
  • the swivel plate is designed as a swash plate, a non-rotatable receiving plate which is mounted opposite the swash plate being arranged between the swash plate and the pistons.
  • the compressors described in these publications include to take measures to avoid or reduce the imbalance of the engine during operation.
  • the known constructions have in common that the rotating components are relatively large compared to the translationally moving parts, namely pistons, piston rods, etc. and are accordingly heavy.
  • the known constructions have in common that an additional disk acts on the actual swivel disk device by means of a suitable coupling mechanism.
  • the plurality of rotating components are intended to cause the moment of the swivel disk device to be set in the direction of the minimum stroke of the pistons, as a result of which the control behavior is influenced.
  • the constructions mentioned are all relatively complex, expensive, not very compact and therefore unsuitable for the compressors for air conditioning systems that are now required by the automotive industry.
  • the aim is to dimension the moving components (in particular mass) in a suitable way in order to achieve the desired control behavior.
  • the series compressor 6SEU 12 C from DENSO has, for example, an engine with the following masses relevant for the control behavior:
  • the influencing variables which act as moments around the tilting center of a swivel plate device, are the following moments in detail, the direction of the moments being indicated in brackets and (-) regulating (towards a minimum stroke) and (+) upward (towards the maximum stroke) mean:
  • pistons i.e. the translationally moving masses as small as possible, i.e. easy to build, e.g. Made of aluminum or other materials with a lower specific density.
  • hollow pistons there is also a proposal to use hollow pistons.
  • the compressor according to EP 0 809 027 AI there is a special embodiment of the coupling mechanism between the drive shaft and swivel plate device.
  • the coupling mechanism is designed for high pressure, for example when R744 is used as the refrigerant.
  • the last-mentioned prior art also involves a so-called constant control of the delivery rate. It is proposed to design the kinematics of the compressor in such a way that the regulating tilting moments acting on the swivel plate clearly dominate over the regulating tilting moments.
  • the term “delivery rate” is relatively fuzzy. The delivery rate could be regarded as constant if, for example, the tilting angle of the swashplate is halved when the speed is doubled. The delivery rate would thus be geometrically constant.
  • other parameters also have an effect the flow rate if the tilting angle of the swivel plate changes, e.g. degree of delivery, oil spill or the like.
  • the resetting torque of the swivel plate is used for constant control of the delivery rate at changing speeds of rotation, since the swivel plate counteracts its inclined position due to the dynamic forces on the rotating part of the disk.
  • This behavior can be supported by the force of a spring, so that the delivery rate that increases with increasing rotational speed or rotational speed is at least partially compensated for by resetting the inclined or swivel position of the swivel disk.
  • such behavior can in principle be achieved by, for example, integrating an additional mass into the engine, the mass inertia of which affects the swivel plate via a coupling mechanism.
  • Compressors are also known, in particular series compressors for R134a, 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. In recent developments, especially for CO 2 compressors, efforts are being made to reverse this behavior. The necessary control intervention can then be reduced or even dispensed with.
  • FIG. 1 From the diagram according to FIG. 1 it can be clearly seen that there are courses which cause the swivel plate to be displaced to larger tilting angles when the rotational speed increases. It should be mentioned that FIG. 1 is only to be regarded as an example with a simple geometry. However, the trend shown also applies to more complex geometries. The calculation was based on a swivel ring with a predetermined inner and outer diameter and a predetermined height.
  • piston mass is relevant, the pitch circle diameter on which the pistons lie and the number of pistons.
  • Mass moment of inertia greater than J 200,000-250,000 gmm 2 .
  • Jy z ⁇ (r a 2 + n 2 ) (r a 2 + r, 2 + -) ⁇ cos ⁇ sm ⁇
  • FIG. 1 was based on the following determination of the tilting moment of the swivel or swash plate, with ⁇ being varied from 0 ° to 16 °:
  • M k , ges > M s 2 shows a diagram for an almost identical engine, this diagram being obtained according to the following calculation scheme, ⁇ being varied from 0 ° to 16 °:
  • FIG. 1 shows the prior art.
  • the regulating behavior according to FIG. 1 can often be determined in the case of current R134a series compressors. With more recent developments, one tries to change this trend into the opposite, namely according to Fig. 2.
  • An essential aspect of the invention lies in the fact that the regulating tilting moments due to the mass moments of inertia / deviation moments of the swivel plate assembly are so large that a control behavior results which corresponds qualitatively to that according to FIG. 4. That is, if the speed of the compressor increases, it remains
  • Tilt angle of the swivel plate is almost constant, or it decreases, whereby at least part of the increasing delivery rate resulting solely from the increase in speed is compensated.
  • a design is therefore selected in which an additional mass, in particular an additional disk or ring, is coupled to the swivel disk mechanism, the tilting moment of which, as a result of its deviation moment, interacts with the tilting moment due to the moment of deviation of the swivel disk.
  • the moments add up.
  • the deviation moment defined by the additional mass is superimposed on the deviation moment of the swivel plate, namely the deviation moment J yz effective around the tilt axis of the swivel plate .
  • the additional mass does not transmit a moment to the swivel plate, but rather a force transmission takes place in such a way that a reaction force arises on the swivel plate, which triggers a corresponding additional deviation moment.
  • the additional mass preferably in the form of an additional disk or an additional ring, is advantageously optimized in such a way that the ratio “mass moment of inertia / component mass” is as large as possible.
  • the component mass should therefore be as small as possible at maximum mass moment of inertia.
  • the additional mass is particularly suitable an additional ring with an outer diameter that is only marginally is smaller than the inside diameter of the engine housing.
  • the outer circumference of the additional ring is preferably spherical in cross section in order to avoid a collision between the additional ring and the engine housing when the additional ring is pivoted about its tilting axis.
  • the distance between the additional ring and the inner wall of the housing should also be essentially constant regardless of the tilting position of the additional ring.
  • the focus of the additional mass e.g. of an additional ring preferably lie on the drive shaft center axis. It is also advantageous if the center of tilt of the additional mass coincides with its center of mass.
  • the mechanical control behavior is essentially determined by the moment of the additionally provided mass, e.g. Disc or ring affected.
  • a large set-up torque can be provided by the provision of this component, the component not producing any imbalances if the center of gravity and the tilt joint are provided congruently.
  • the high mass moments of inertia required for the desired control characteristic can be provided with a comparatively low component mass, as a result of which the necessary high deviation torque is obtained.
  • Such behavior is achieved by a ring shape of the additional mass with the largest possible mean diameter.
  • FIG. 4 shows that the characteristic curves have little scatter.
  • each operating point can be optimally taken into account when designing the compressor, ie placed in the map.
  • This is of particular interest for the C0 2 application, as compared to an R134a compressor, in addition to the AC (air conditioning) operating points, HP (heat pump / heat pump heater) operating points must also be taken into account.
  • FIG. 5 shows a compressor according to the invention in longitudinal section, the engine being in a position for maximum piston stroke
  • FIG. 6 shows the compressor corresponding to FIG. 5, the engine being in a position in which the piston stroke is minimal; 7 shows the engine of the compressor according to FIGS. 5 and 6 in a perspective exploded view;
  • Fig. 13 Exemplary representation of the course of the deviation moments J yz i and J yz2 of the swivel plate and additional mass over the tilt angle of the swivel plate .
  • the axial piston compressor for the air conditioning system of a motor vehicle shown in longitudinal section in FIGS. 5 and 6 comprises an engine housing 10 which is cup-shaped and has a cylinder block 12 connected to its peripheral edge.
  • a plurality of pistons, preferably 5, 6 or 7 axially reciprocating pistons, are arranged inside the cylinder block 12, the distribution of the pistons around the central housing axis 18 being uniform.
  • a drive shaft 11, which is driven by a pulley 21, extends through the bottom of the pot-shaped housing 10 into the housing interior or into the engine compartment.
  • the drive shaft is mounted, on the one hand, in the region of the bottom of the pot-shaped housing 10 and, on the other hand, within the cylinder block 12.
  • the engine compartment delimited by the housing 10 is identified by the reference number 22.
  • a swashplate mechanism is effective within the same, by means of which the rotary movement of the drive shaft 11 is converted into axial movement of the pistons 13.
  • a swash plate 14 engages with its peripheral edge via a hinge arrangement in C-shaped recesses on the rear of the pistons 13.
  • the hinge arrangement is defined by two spherical segment-like hinge blocks 16, 17, between which the swash plate 14 slidably engages.
  • Corresponding spherical troughs are assigned to the spherical bearing surfaces of the articulated blocks 16, 17 on the mutually facing end faces of the C-shaped recesses of the pistons 13.
  • the swash plate 14 is supported on a driver 20 which is connected to the drive shaft 11 in a rotationally fixed manner, preferably via roller ball, barrel or needle bearings, both axially and radially.
  • the tilt angle of the swash plate 14 can be changed between the positions according to FIG. 5 and according to FIG. 6, the tilt angle of the swash plate 14 being maximum in FIG. 5 and minimal in FIG. 6. Accordingly, the stroke of the pistons 13 is maximum or minimum.
  • the swash plate 14 is assigned an additional mass in the form of an additional ring 15 such that the swash plate 14 and the additional ring 15 tilt in the same way.
  • M S w ⁇ 2 * I yz
  • M S w ⁇ 2 * I yz
  • the characteristic shown in FIG. 4 is obtained with the embodiment shown.
  • the deviation moments of swash plate 14 and additional ring 15 are preferably dimensioned such that the sum M S w of the tilting moments M S w ⁇ + M S w 2 is greater than or equal to as a result of the aforementioned deviation moments Moment M k / tot due to all translationally moving masses, namely piston 13 and sliding blocks 16, 17.
  • the additional ring 15 is preferably dimensioned such that it has a greater moment of deviation than the moment of deviation of the swash plate 14.
  • a cylinder head is identified by reference numeral 23.
  • Inlet and exhaust valves are arranged in a conventional manner between cylinder head 23 and cylinder block 12.
  • Fig. 7 shows the engine according to FIGS. 5 and 6 in an exploded view.
  • the swash plate 14 can be tilted around a spherical segment ring 24 which is mounted on the drive shaft 11 in a longitudinally displaceable manner and is held in the operating position by a helical compression spring.
  • the additional ring 15 is articulated on the driver 20, in particular on an articulated fork 26.
  • the corresponding hinge pin is identified by reference number 27. This ensures that the association between the additional ring 15 and the swash plate 14 is maintained.
  • FIGS. 8a and 8b show the control behavior of a compressor with additional mass (FIG. 8a) or without additional mass (FIG. 8b). It can be seen that, with the aid of the additional mass, the characteristic curves lie closely together, as is shown in FIG. 8a.
  • the control behavior is such that there is almost a certain independence of the Tilt angle from the speed results (M sw »M k , tot ).
  • the behavior according to FIG. 8a (with additional mass) is slightly regulating in comparison to the behavior without additional mass according to FIG. 8b.
  • the characteristic curves in FIGS. 8a, 8b as well as in FIGS.
  • FIG. 9a shows the behavior with additional mass
  • FIG. 9b without additional mass.
  • Msw ⁇ M k / ges for ⁇ min ⁇ ⁇ limit; Msw> M k , ges for ⁇ limit ⁇ ⁇ max 12a, 12b contain a calculation based on the last additional mass used for operating conditions with about 20 bar suction pressure and 60 and 90 bar high pressure (HP mode heat pump operation).
  • the set control characteristic is also suitable for this application, since there is generally the problem in HP operation that the engine cannot achieve the maximum stroke. You can see that in the configuration calculated here, you get at least 70% of the maximum stroke volume. Better values would be achieved if a lower spring stiffness were used for the return spring 25. A lower spring rate would remove the characteristic curves a little more from the X axis.
  • a spring constant in the range 30 ... 200 N / mm is also claimed in connection with the additional mass, in particular 30 ... 90 N / mm and preferably about 60 N / mm.
  • FIGS. 12a and 12b each show the behavior with additional mass.
  • Deviation moments naturally depend on the design and geometry of the swashplate and additional mass.
  • FIG. 13 also shows that at larger tilt angles, here> 16 °, j y22 > j y2 ⁇ .
  • FIG. 13 shows that up to a tilt angle of approximately 4 ° to 5 °, the moments of deviation of the swivel plate and additional mass increase linearly approximately in a parallel manner.
  • the course of the deviation torque J yzl adjusts the swivel plate , ie the swivel plate then has a “regulating effect”.
  • the course of the deviation moment J yz2 of the additional mass increases essentially linearly.
  • FIG. 13 is an example that qualitatively reflects the basic idea of the teaching described.
  • the two deviation curves can be influenced and relative to one another in a predetermined manner by constructive changes to the swivel plate and / or additional mass move in order to obtain corresponding predetermined control behavior of the compressor.

Abstract

The invention relates to an axial piston compressor, in particular, a compressor for the air conditioner on a motor vehicle, comprising a housing (10) and a compressor unit driven by a driveshaft (11) for the intake and compression of a refrigerant, whereby the compressor unit comprises pistons (13) running axially back and forth in a cylinder block (12) and an eccentric disc (14) rotating with the driveshaft (11). The eccentric disc (14) is provided with an additional mass, particularly in the form of an additional disc or an additional ring (15) by means of which a deviating moment which balances out the deviation moment of the eccentric disc (14) is obtained, such that the sum (MSW) of the tipping moments (MSW1+MSW2) as a result of said deviation moments is greater than or equal to the moment (Mk,ges) due to all translationally moving masses, in particular the pistons (13) or similar.

Description

Axialkolbenverdichter, insbesondere Verdichter für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges Axial piston compressors, in particular compressors for the air conditioning system of a motor vehicle
B e s c h r e i b u n gDescription
Die Erfindung betrifft einen Axialkolbenverdichter, insbesondere Verdichter für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse und einer in dem Gehäuse angeordneten, über eine Antriebswelle angetriebenen Verdichtereinheit zum Ansaugen und Verdichten eines Kältemittels, wobei die Verdichtereinheit in einem Zylinderblock axial hin- und herlaufende Kolben und eine die Kolben antreibende, mit der Antriebswelle drehende Schwenkscheibe, z.B. in Form eines Schwenkringes, einer Taumeloder Schrägscheibe, umfasst.The invention relates to an axial piston compressor, in particular a 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 for the suction and compression of a refrigerant, the compressor unit and a piston running axially back and forth in a cylinder block the swivel disk driving the pistons rotating with the drive shaft, eg in the form of a swivel ring, swashplate or swashplate.
Ein derartiger Axialkolbenverdichter ist beispielsweise aus der DE 197 49 727 AI bekannt. Dieser umfasst ein Gehäuse, in dem in einer kreisförmigen Anordnung mehrere Axialkolben um eine rotierende Antriebswelle herum angeordnet sind. Die Antriebskraft wird von der Antriebswelle über einen Mitnehmer auf eine ringförmige Schwenkscheibe und von dieser wiederum auf die parallel zur Antriebswelle translatorisch verschiebbaren Kolben übertragen. Die ringförmige Schwenkscheibe ist an einer axial verschieblich an der Antriebswelle gelagerten Hülse schwenkbar gelagert. In der Hülse ist ein Langloch vorgesehen, durch das der erwähnte Mitnehmer hindurchgreift. Somit ist die axiale Beweglichkeit der Hülse auf der Antriebswelle durch die Abmessungen des Langloches begrenzt. Eine Montage erfolgt durch ein Hindurchstecken des Mitnehmers durch das Langloch. Antriebswelle, Mitnehmer, Schiebehülse und Schwenkscheibe sind in einem sog. Triebwerksraum angeordnet, in dem ein gasförmiges Arbeitsmedium des Verdichters mit einem bestimmten Druck vorliegt. Das Fördervolumen und damit die Förderleistung des Verdichters sind abhängig vom Druckverhältnis zwischen Saugseite und Druckseite der Kolben bzw. entsprechend abhängig von den Drücken in den Zylindern einerseits und im Triebwerksraum andererseits.Such an axial piston compressor is known for example from DE 197 49 727 AI. This comprises a housing in which a plurality of axial pistons are arranged in a circular arrangement around a rotating drive shaft. The drive force is transmitted from the drive shaft via a driver to an annular swivel disk and from this in turn to the pistons which are translationally displaceable parallel to the drive shaft. The annular swivel disk is pivotally mounted on an axially displaceably mounted sleeve on the drive shaft. An elongated hole is provided in the sleeve, through which the driver mentioned extends. The axial mobility of the sleeve on the drive shaft is thus limited by the dimensions of the elongated hole. Installation takes place by pushing the driver through the slot. Drive shaft, driver, sliding sleeve and swivel plate are arranged in a so-called engine room, in which a gaseous working medium of the compressor with a certain pressure is present. The delivery volume and thus the delivery capacity of the compressor are dependent on the pressure ratio between the suction side and the pressure side of the pistons or accordingly on the pressures in the cylinders on the one hand and in the engine compartment on the other.
Eine etwas andere Bauart eines Axialkolbenverdichters ist zum Beispiel in der DE 198 39 914 AI beschrieben. Die Schwenkscheibe ist als Taumelscheibe ausgeführt, wobei zwischen Taumelscheibe und den Kolben eine gegenüber der Taumelscheibe gelagerte, drehfeste Aufnahmescheibe angeordnet ist.A somewhat different type of axial piston compressor is described, for example, in DE 198 39 914 AI. The swivel plate is designed as a swash plate, a non-rotatable receiving plate which is mounted opposite the swash plate being arranged between the swash plate and the pistons.
Des weiteren wird auf folgenden Stand der Technik hingewiesen:The following prior art is also pointed out:
- DE 2524148 - US 4815358 - US 4836090 - US 4077269 - US 5105728- DE 2524148 - US 4815358 - US 4836090 - US 4077269 - US 5105728
Bei den in diesen Druckschriften beschriebenen Kompressoren geht es u.a. darum, Maßnahmen zu treffen, um die Unwucht des Triebwerks im Betrieb zu vermeiden oder zu reduzieren. Im übrigen ist den bekannten Konstruktionen gemeinsam, dass die rotierenden Bauteile gegenüber den translatorisch bewegten Teilen, nämlich Kolben, Kolbenstange etc. relativ groß und dementsprechend schwer gebaut sind. Des weiteren ist den bekannten Konstruktionen gemeinsam, dass auf die eigentliche Schwenkscheibenvorrichtung eine Zusatzscheibe durch einen geeigneten Koppelmechanismus einwirkt. Die mehreren rotierenden Bauteile sollen ein Aufstellen des Moment der Schwenkscheibenvorrichtung in Richtung Minimalhub der Kolben bewirken, wodurch Einfluß auf das Regelverhalten genommen wird.The compressors described in these publications include to take measures to avoid or reduce the imbalance of the engine during operation. For the rest, the known constructions have in common that the rotating components are relatively large compared to the translationally moving parts, namely pistons, piston rods, etc. and are accordingly heavy. Furthermore, the known constructions have in common that an additional disk acts on the actual swivel disk device by means of a suitable coupling mechanism. The plurality of rotating components are intended to cause the moment of the swivel disk device to be set in the direction of the minimum stroke of the pistons, as a result of which the control behavior is influenced.
Die erwähnten Konstruktionen sind allesamt relativ aufwendig, teuer, wenig kompakt und aus diesem Grunde für die heutzutage von der Automobilindustrie verlangten Kompressoren für Klimaanlagen ungeeignet. Auch bei Serienverdichtern, wie sie in Fahrzeugen eingesetzt werden, zielt man auf eine geeignete Dimensionierung der bewegten Bauteile (insbesondere Masse), um das gewünschte Regelverhalten zu erreichen. Der Serienverdichter 6SEU 12 C von DENSO weist zum Beispiel ein Triebwerk mit den folgenden, für das Regelverhalten relevanten Massen auf:The constructions mentioned are all relatively complex, expensive, not very compact and therefore unsuitable for the compressors for air conditioning systems that are now required by the automotive industry. In the case of series compressors, such as those used in vehicles, the aim is to dimension the moving components (in particular mass) in a suitable way in order to achieve the desired control behavior. The series compressor 6SEU 12 C from DENSO has, for example, an engine with the following masses relevant for the control behavior:
Bauteil Anzahl Masse Bauteil [g] Masse gesamt [g] Kolben 6 41 246 Gleitstein 12 5 60 translatorisch 306 g bewegte Massen Schrägscheibe 1 391 391 Führungsstifte 2 20 40 rotatorisch bewegte 431 g MassenComponent Number Mass Component [g] Total mass [g] Pistons 6 41 246 Sliding block 12 5 60 Translationally 306 g Moving masses Swashplate 1 391 391 Guide pins 2 20 40 rotationally moving 431 g masses
Die vorgenannten Zahlen lassen erkennen, dass eine beträchtliche Bauteilmasse für rotatorisch bewegte Teile vorgesehen ist. Damit versucht man, eine ausreichende Gegenkraft bzw. ein ausreichendes Gegenmoment in bezug auf die translatorisch bewegten Massen herzustellen. Dieser Grundgedanke liegt auch der DE 198 39 914 AI zugrunde, wo eben die rotierende Masse der Schwenkscheibe bzw. des schwenkbaren Anteils derselben derart bemessen ist, dass die beim Drehen der Antriebsscheibe auftretenden Fliehkräfte ausreichen, um der Schwenkbewegung der Schwenkscheibe bewusst regelnd entgegenzutreten und damit den Kolbenhub und somit die Fördermenge zu beeinflussen, nämlich zu verringern bzw. zu begrenzen bzw. insbesondere konstant zu halten.The abovementioned numbers indicate that a considerable component mass is provided for parts which move in rotation. An attempt is therefore made to produce a sufficient counterforce or a sufficient counter torque with respect to the masses moved in translation. This basic idea is also based on DE 198 39 914 AI, where the rotating mass of the swivel plate or the swivelable portion of the swivel plate is dimensioned such that the centrifugal forces occurring when the drive plate is rotated are sufficient to consciously counteract the swivel movement of the swivel plate and thus to counteract it To influence the piston stroke and thus the delivery rate, namely to reduce or limit it or, in particular, to keep it constant.
Die Einflußgrößen, die als Momente um das Kippzentrum einer Schwenkscheibenvorrichtung wirken, sind im einzelnen folgende Momente, wobei in Klammern jeweils die Richtung der Momente angegeben ist und (-) abregelnd (in Richtung eines Minimalhubs) und (+) aufregelnd (in Richtung des Maximalhubs) bedeuten:The influencing variables, which act as moments around the tilting center of a swivel plate device, are the following moments in detail, the direction of the moments being indicated in brackets and (-) regulating (towards a minimum stroke) and (+) upward (towards the maximum stroke) mean:
- Moment infolge der Gaskräfte in den Zylinderräumen (+) - Moment infolge der Gaskräfte aus dem Triebwerksraum (-) - Moment infolge einer Rückstellfeder (-) - Moment infolge einer Aufstellfeder (+) - Moment infolge rotierender Massen (-); inklusive Moment infolge Schwerpunktlage (zum Beispiel Schwenkscheibe: Kippposition ≠ Massenschwerpunkt): kann (+) oder (-) sein - Moment infolge der translatorisch bewegten Massen (+)- moment due to the gas forces in the cylinder chambers (+) - moment due to the gas forces from the engine room (-) - moment due to a return spring (-) - moment due to a spring (+) - moment due to rotating masses (-); including moment due to center of gravity (e.g. swivel plate: tilt position ≠ center of mass): can be (+) or (-) - moment due to translationally moved masses (+)
In bezug auf den erwähnten Verdichter 6SEU 12 C von DENSO, der die typische Bauform eines Schwenkscheibenverdichters repräsentiert, ist zu bemerken, dass die Masse einer solchen Schwenkscheibe nicht beliebig erhöht werden kann, um das Regelverhalten damit zu verändern. Das liegt daran, dass bei den Verdichtern der beschriebenen Art der Massenschwerpunkt der Schwenkscheibe in der Regel einen deutlichen Abstand zum Kippgelenk der Schwenkscheibe aufweist. Diese Konstruktion begründet sich im wesentlichen damit, dass die Schwenkscheibe zusätzlich zu einer geeigneten Führung auf der Antriebswelle über einen Stellmechanismus mit der Antriebswelle oder ein mit der Antriebswelle verbundenes Bauteil gekoppelt werden muß.With regard to the mentioned 6SEU 12 C compressor from DENSO, 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. This is because, in the case of the compressors of the type described, the center of gravity of the swivel plate is generally at a clear distance from the swivel joint of the swivel plate. This construction is essentially due to the fact that the swivel plate must be coupled to the drive shaft or a component connected to the drive shaft in addition to a suitable guide on the drive shaft.
Der erwähnte Abstand vom Schwerpunkt der Schwenkscheibe und des Kippgelenks derselben führt zu einer Unwucht des Triebwerkes, insbesondere in Abhängigkeit vom Schwenkscheibenkippwinkel (der Schwerpunkt wandert „wie bei einer Schaukel" unterhalb des Kippgelenkes), und führt im ungünstigsten Fall zu einer aufregelnden Eigenschaft (sog. „Schwerpunktlage").The above-mentioned distance from the center of gravity of the swivel plate and the tilting joint leads to an imbalance of the engine, particularly as a function of the swivel plate tilting angle (the center of gravity moves "like a swing" below the tilting joint) and, in the worst case, leads to an regulating property (so-called "center of gravity").
Somit ist bei den Verdichtern nach dem Stand der Technik, und zwar sowohl nach dem druckschriftlichen als auch tatsächlich praktizierten Stand der Technik ein Kompromiß zu schließen dahingehend, dass eine vorbestimmte Masse der Schwenkscheibe bereitgestellt wird, um ein Gegenmoment zu den translatorisch bewegten Massen herzustellen. Andererseits darf die Masse der Schwenkscheibe aber auch nicht zu groß ausgelegt werden, da dann die Unwucht des Triebwerkes übermäßig würde. Im übrigen, bei Ausbildung einer Schwenkscheibe in Form eines Schwenkringes wird die Erhöhung der Masse desselben durch die Bauhöhe begrenzt.Thus, in the case of the compressors according to the prior art, both according to the printed and actually practiced prior art, a compromise must be made in that a predetermined mass of the swash plate is provided in order to counteract the translational torque to produce moving masses. On the other hand, the mass of the swivel plate must not be too large, since the unbalance of the engine would then be excessive. Incidentally, when a swivel plate is designed in the form of a swivel ring, the increase in the mass of the same is limited by the overall height.
Um diesem Problem zu begegnen, hat man bereits vorgeschlagen, die Kolben, d.h. die translatorisch bewegten Massen möglichst gering, d.h. leicht zu bauen, z.B. aus Aluminium oder anderen Werkstoffen mit geringerer spezifischer Dichte. Auch gibt es diesbezüglich den Vorschlag, Hohlkolben zu verwenden.In order to deal with this problem, it has already been suggested that the pistons, i.e. the translationally moving masses as small as possible, i.e. easy to build, e.g. Made of aluminum or other materials with a lower specific density. In this regard, there is also a proposal to use hollow pistons.
Des weiteren wird auf den Verdichter gemäß der EP 0 809 027 AI verwiesen. Dort geht es um eine besondere Ausführungsform des Koppelmechanismus zwischen Antriebswelle und Schwenkscheibenvorrichtung. Der Koppelmechanismus ist für Hochdruck ausgelegt, zum Beispiel dann, wenn als Kältemittel R744 eingesetzt wird. Des weiteren geht es bei dem zuletzt genannten Stand der Technik auch um eine sog. Konstantregelung der Fördermenge. Es wird vorgeschlagen, die Kinematik des Verdichters so zu konzipieren, dass die auf die Schwenkscheibe wirkenden, abregelnden Kippmomente deutlich gegenüber den aufregelnden Kippmomenten dominieren. Dabei sei darauf hingewiesen, dass der Begriff „Fördermenge" relativ unscharf ist. Die Fördermenge könnte als konstant angesehen werden, wenn sich z.B. bei Verdoppelung der Drehzahl der Kippwinkel der Schwenkscheibe halbiert. Damit wäre geometrisch die Fördermenge konstant. Natürlich wirken auch noch andere Parameter auf die Fördermenge ein, wenn sich der Kippwinkel der Schwenkscheibe ändert, z.B. Liefergrad, Ölwurf od. dgl..Furthermore, reference is made to the compressor according to EP 0 809 027 AI. There is a special embodiment of the coupling mechanism between the drive shaft and swivel plate device. The coupling mechanism is designed for high pressure, for example when R744 is used as the refrigerant. Furthermore, the last-mentioned prior art also involves a so-called constant control of the delivery rate. It is proposed to design the kinematics of the compressor in such a way that the regulating tilting moments acting on the swivel plate clearly dominate over the regulating tilting moments. It should be pointed out that the term “delivery rate” is relatively fuzzy. The delivery rate could be regarded as constant if, for example, the tilting angle of the swashplate is halved when the speed is doubled. The delivery rate would thus be geometrically constant. Of course, other parameters also have an effect the flow rate if the tilting angle of the swivel plate changes, e.g. degree of delivery, oil spill or the like.
Für eine Konstantregelung der Fördermenge bei wechselnden Drehgeschwindigkeiten wird das rückstellende Drehmoment der Schwenkscheibe ausgenutzt, da die Schwenkscheibe ihrer Schrägstellung aufgrund der dynamischen Kräfte am mitdrehenden Scheibenteil entgegenwirkt. Dieses Verhalten kann durch die Kraft einer Feder unterstützt werden, so dass die bei ansteigender Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl zunehmende Fördermenge durch Rückstellung der Schräg- bzw. Schwenkstellung der Schwenkscheibe zumindest teilweise kompensiert wird. Wie oben bereits dargelegt, kann prinzipiell ein solches Verhalten erreicht werden, indem man z.B. eine Zusatzmasse in das Triebwerk integriert, deren Massenträgheit sich über einen Koppelmechanismus auf die Schwenkscheibe auswirkt. Weiterhin wurde ausgeführt, dass sich bei Verdichtern, wie sie gegenwärtig in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, die Masse der Schwenkscheibe nicht beliebig groß wählen lässt, ohne andere Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Dies gilt insbesondere auch für die Lehre gemäß der DE 198 39 914 AI bzw. der EP-Anm.-Nr. 99 953 619. Die dort vorgeschlagene Regelung mit der Masse der rotierenden Bauteile kann zu einem Regelverhalten führen, durch das die Fördermenge weitgehend drehzahlunabhängig sein soll. Dies ist jedoch nicht zwangsläufig. Es kann z.B. auch zu einer Überkompensation kommen. Die Auslegungskriterien sind sehr unscharf. Der Grund dafür liegt darin, dass die Masse der rotierenden Bauteile das Aufstellmoment der Schwenkscheibe lediglich proportional beeinflusst, die Drehzahl (ω) aber quadratisch. D.h., die Fördermenge lässt sich nur im höheren Drehzahlbereich (hier spielt die Dynamik eine Rolle) und für einen Drehzahlsprung kompensieren.The resetting torque of the swivel plate is used for constant control of the delivery rate at changing speeds of rotation, since the swivel plate counteracts its inclined position due to the dynamic forces on the rotating part of the disk. This behavior can be supported by the force of a spring, so that the delivery rate that increases with increasing rotational speed or rotational speed is at least partially compensated for by resetting the inclined or swivel position of the swivel disk. As already explained above, such behavior can in principle be achieved by, for example, integrating an additional mass into the engine, the mass inertia of which affects the swivel plate via a coupling mechanism. Furthermore, it was stated that, in the case of compressors such as are currently used in motor vehicles, the mass of the swivel plate cannot be chosen to be of any size without having to accept other disadvantages. This also applies in particular to the teaching according to DE 198 39 914 AI or EP application no. 99 953 619. The regulation proposed there with the mass of the rotating components can lead to a regulating behavior by which the delivery rate should be largely independent of the speed. However, this is not inevitable. Overcompensation can also occur, for example. The design criteria are very vague. The reason for this is that the mass of the rotating components only influences the set-up torque of the swashplate proportionally, but the speed (ω) is quadratic. This means that the delivery rate can only be compensated for in the higher speed range (dynamics play a role here) and for a speed jump.
Des weiteren sind Verdichter bekannt, insbesondere Serienverdichter für R134a, bei denen sich allein aufgrund der wirkenden Momente von aufregelnden und abregelnden Massenkräften in der Tendenz das Hubvolumen vergrößert. Durch entsprechenden Regeleingriff der eingesetzten Regelventile muß das ggf. kompensiert werden. Bei neueren Entwicklungen, insbesondere für CO2-Verdichter strebt man danach, dieses Verhalten umzukehren. Der notwendige Regeleingriff kann dann vermindert oder sogar entbehrlich werden.Compressors are also known, in particular series compressors for R134a, 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. In recent developments, especially for CO 2 compressors, efforts are being made to reverse this behavior. The necessary control intervention can then be reduced or even dispensed with.
Zum besseren Verständnis ist das beschriebene Kippverhalten infolge einerFor better understanding, the described tilt behavior is due to a
Drehzahlschwankung in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Fig. 1 zeigt die Abhängigkeit der Triebwerksraum-Druckdifferenz bezogen auf den Saugdruck über dem Kippwinkel α bzw. „alpha" der Schwenkscheibe. Für die Berechnung wurden exemplarisch folgende Drücke unterstellt:Speed fluctuation shown in Figs. 1 and 2. 1 shows the dependency of the engine room pressure difference in relation to the suction pressure over the tilt angle α or “alpha” of the swashplate. The following pressures were assumed for the calculation:
Hochdruck 120 bar und Saugdruck 35 bar. Gerechnet wurde weiterhin mit Drehzahlen:High pressure 120 bar and suction pressure 35 bar. Speeds were still calculated:
600 U/min, 1200 U/min, 2500 U/min, 5000 U/min, 8000 U/min und 11000 U/min.600 rpm, 1200 rpm, 2500 rpm, 5000 rpm, 8000 rpm and 11000 rpm.
Zu erkennen sind in Fig. 1 allerdings nur fünf der sechs gerechneten Verläufe. Das liegt daran, dass die Verläufe für die Drehzahlen 600 U/min und 1200 U/min im wesentlichen vollständig übereinander liegen (wegen fehlender Dynamik); deshalb ist die im Stand der Technik geförderte „drehzahlunabhängige Fördermenge" eher eine Wunschvorstellung, die mit den dargelegten Maßnahmen nicht erfüllbar ist.However, only five of the six calculated courses can be seen in FIG. 1. This is because the curves for the speeds of 600 rpm and 1200 rpm are essentially completely one above the other (due to the lack of dynamics); Therefore, the "speed-independent delivery rate" promoted in the prior art is more of a wish that cannot be met with the measures described.
Anhand des Diagramms gemäß Fig. 1 läßt sich gut erkennen, dass sich Verläufe ergeben, die eine Verstellung der Schwenkscheibe zu größeren Kippwinkeln verursachen, wenn sich die Drehzahl erhöht. Dabei sei erwähnt, dass Fig. 1 nur als Beispiel mit einfacher Geometrie anzusehen ist. Die dargestellte Tendenz gilt jedoch auch für komplexere Geometrien. Der Berechnung lag ein Schwenkring zugrunde mit einem vorbestimmten Innen- und Außendurchmesser und einer vorbestimmten Höhe.From the diagram according to FIG. 1 it can be clearly seen that there are courses which cause the swivel plate to be displaced to larger tilting angles when the rotational speed increases. It should be mentioned that FIG. 1 is only to be regarded as an example with a simple geometry. However, the trend shown also applies to more complex geometries. The calculation was based on a swivel ring with a predetermined inner and outer diameter and a predetermined height.
Daneben ist die Kolbenmasse relevant, der Teilkreisdurchmesser, auf dem die Kolben liegen, und die Anzahl der Kolben.In addition, the piston mass is relevant, the pitch circle diameter on which the pistons lie and the number of pistons.
Der Schwenkring hat vorzugsweise ein Massenträgheitsmoment J2 = Jη bzw.The swivel ring preferably has a mass moment of inertia J 2 = Jη or
J = m/4 (ra 2 + η2 + h2/3), das größer ist als 100.000 gmm2. Vorzugsweise ist dasJ = m / 4 (r a 2 + η 2 + h 2/3 ), which is greater than 100,000 gmm 2 . Preferably that is
Massenträgheitsmoment größer als J=200.000-250.000 gmm2.Mass moment of inertia greater than J = 200,000-250,000 gmm 2 .
Weiter hat der Schwenkring vorzugsweise ein Massenträgheitsmoment von J3 = Jς = m (ra 2 + n2), das größer ist als 200.000 gmm2, vorzugsweise etwa 400.000 - 500.000 2 gmm2.Furthermore, the swivel ring preferably has a mass moment of inertia of J 3 = J ς = m (r a 2 + n 2 ), which is greater than 200,000 gmm 2 , preferably about 400,000-500,000 2 gmm 2 .
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 Massenschwerpunkt 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 allgemein unter Bezugnahme auf Fig. 3:The 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 generally applies to the derivation of the moment of deviation with reference to FIG. 3:
Jyz = -JιCθs 2 cosα3 - 32 cosß2 cosß3-J3cosγ2cosγ3 cd = 0 0 ßi = 90° Richtungswinkel der x-Achse γi = 90° J gegenüber den Hauptträgheitsachsen ξ'η 'ζJ yz = -JιCθs 2 cosα 3 - 3 2 cosß 2 cosß 3 -J 3 cosγ 2 cosγ 3 cd = 0 0 ßi = 90 ° directional angle of the x-axis γi = 90 ° J with respect to the main axes of inertia ξ'η 'ζ
α2 = 90° ß2 = ψ Richtungswinkel der y-Achse gegenüber den γ2 = 90° + ψ Hauptträgheitsachsen ξ'η 'ζα 2 = 90 ° ß 2 = ψ directional angle of the y-axis compared to γ 2 = 90 ° + ψ main axes of inertia ξ'η 'ζ
Richtungswinkel der z-Achse gegenüber den
Figure imgf000010_0001
Hauptträgheitsachsen ξ'η'ζDirection angle of the z-axis compared to the
Figure imgf000010_0001
Main axes of inertia ξ'η'ζ
J2 = Jn = - (ra 2 + n2 + — ) m 3 = jς = _ (ra 2+n2)J 2 = J n = - (r a 2 + n 2 + -) m 3 = j ς = _ (r a 2 + n 2 )
(Anmerkung: J3 « 2 J2 (Note: J 3 «2 J 2
Ziel: Jyz soll eine bestimmte Größe habenGoal: J yz should have a certain size
Jyz \ J3 t J2 erhöht sich zwangsläufig!)J yz \ J 3 t J 2 inevitably increases!)
Deviationsmomentof inertia
Jyz = -32 cosψ sinψ -l- J3 cosψ sinψJ yz = -3 2 cosψ sinψ -l- J 3 cosψ sinψ
Unabhängig von Fig. 3 gilt:Regardless of Fig. 3:
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 cosßi
Figure imgf000010_0002
M(Fmi) = mk ■ R ' cosßi ' Zi
Figure imgf000011_0001
Zi = R ■ ω 2 tanα cosßi
Figure imgf000010_0002
M (F mi ) = m k ■ R 'cosßi' Zi
Figure imgf000011_0001
Moment Msw infolge Deviationsmoment Msw = Jyz ■ ω2 Moment Msw due to deviation moment M sw = J yz ■ ω 2
. r msw , ., , , msw . , b2 , r msw,.,,, msw. , b 2
Jyz = { (ra 2 + n2) (ra 2 + r,2 + — )} cosα smαJy z = {(r a 2 + n 2 ) (r a 2 + r, 2 + -)} cosα smα
jyz = ÜÜ sin2α (3ra 2 + 3n2 - h2)j yz = ÜÜ sin2α (3r a 2 + 3n 2 - h 2 )
MSW ≥ Mk,ges bzw.M SW ≥ M k , total or
[ω2 R2 ■ mk tanα ∑ cos2ß ^ ω2 — sin2α (3ra 2 + 3η2-h2)][ω 2 R 2 ■ m k tanα ∑ cos 2 ß ^ ω 2 - sin2α (3r a 2 + 3η 2 -h 2 )]
Figure imgf000011_0002
Dabei bedeuten die oben verwendeten Größen was folgt:
Figure imgf000011_0002
The sizes used above mean what follows:
θ Drehwinkel der Welle (wobei die vor- und nachstehenden Betrachtungen der Einfachheit halber für θ=0 angestellt werden) η Anzahl der Kolben 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 Schwenkringesθ angle of rotation of the shaft (whereby the above and following considerations are assumed for the sake of simplicity for θ = 0) η number of pistons R distance of the piston axis from the shaft axis ω shaft speed α tilt angle of the swivel ring / swivel plate mk mass of a piston including sliding blocks or sliding block pair mk , total mass of all pistons including sliding blocks msw mass of the swivel ring ra outer radius of the swivel ring ri inner radius of the swivel ring h height of the swivel ring
Q Dichte des Schwenkringes V Volumen des Schwenkringes ßi Winkelposition des Kolbens i zi Beschleunigung des Kolbens iQ Density of the swivel ring V 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 i Mk,ges Moment infolge der Massenkraft aller Kolben Msw Moment infolge des Aufstellmomentes des Schwenkringes/Schwenkscheibe bzw. infolge des Deviationsmoments (Jyz) J = f ( p , r, h) Massenträgheitsmoment M (Fmi) moment due to the inertial force of the piston i Mk, total moment due to the inertial force of all pistons Msw moment due to the set-up moment of the swivel ring / swash plate or due to the moment of deviation (J yz ) J = f (p, r, h) moment of inertia
Konkret lag der Fig. 1 folgende Kippmomentbestimmung der Schwenk- bzw. Schrägscheibe zugrunde, wobei α von 0° bis 16° variiert wurde:Specifically, FIG. 1 was based on the following determination of the tilting moment of the swivel or swash plate, with α being varied from 0 ° to 16 °:
Kippmomentbestirπmuπq Schrägscheibe theta 0 0,00 π n (p) 7 - beta i Jz 208436 R 29 [mm] beta 1 0,0 0,00 n 2500 [1/miπ] beta 2 51,4 0,90 (Jx =) Jy 106137 alpha 16 0,28 π beta 3 102,9 1,80 mk 45 [g] beta 4 154,3 2,59 yz 27105 mk.ges 315 [g] beta 5 205,7 3,59 beta 6 257,1 4,49 omega 262 msw 230 [g] beta 7 308,6 5,39 ra 37 [mm] ri 21 [mm] h 10 [mm] z" i Jy/mk,t«ι 337 2" 1 569,9 rho 7,9 [g/cm3] z" 2 355,4 Jy/msw 461 z" 3 -126,8 z" 4 -513,5 Jz/mk,eeι SS2| z" 5 -513,5 z" 6 -126,8 |Jz/msw 905 29154 [ 3] z" 7 355,4 msw/mkSM • 0,73 Fmi i R fr.eing 30 Fmi 1 25,6 R f(ra;ri) 29 Fmi 2 16,0 Fmi 3 -5,7 Fmi 4 -23,1 Fmi 5 -23,1 siπ2(alpha 0,5299 Fmi 6 -5,7 taπ(alpha) 0,2867 Fmi 7 16,0 (Fmi) i M(Fmi) 1 0,74 M(Fmi) 2 0,29 (Fmi) 3 0,04 M(Fmi) 4 0,60 M(Fmi) 5 0,60 (Fmi) 6 0,04 M(Fmi) 7 0,29 π 2500 [1/miπ] alpha 16 π Mk.ges 2,6032 |Msw 1,8578Tilting moment determination swash plate theta 0 0.00 π n (p) 7 - beta i Jz 208436 R 29 [mm] beta 1 0.0 0.00 n 2500 [1 / miπ] beta 2 51.4 0.90 (Jx =) Jy 106 137 alpha 16 0.28 π beta 3 102.9 1.80 mk 45 [g] beta 4 154.3 2.59 yz 27 105 mk.ges 315 [g] beta 5 205.7 3.59 beta 6 257, 1 4.49 omega 262 msw 230 [g] beta 7 308.6 5.39 ra 37 [mm] ri 21 [mm] h 10 [mm] z "i Jy / mk, t« ι 337 2 "1 569, 9 rho 7.9 [g / cm 3 ] z "2 355.4 Jy / msw 461 z" 3 -126.8 z "4 -513.5 Jz / mk, e eι SS2 | z" 5 -513.5 z "6 -126.8 | Jz / msw 905 29154 [ 3 ] z" 7 355.4 msw / mk SM • 0.73 Fmi i R fr.eing 30 Fmi 1 25.6 R f (ra; ri) 29 Fmi 2 16.0 Fmi 3 -5.7 Fmi 4 -23.1 Fmi 5 -23.1 siπ2 (alpha 0.5299 Fmi 6 -5.7 taπ (alpha) 0.2867 Fmi 7 16.0 (Fmi) i M (Fmi) 1 0.74 M (Fmi) 2 0.29 (Fmi) 3 0.04 M (Fmi) 4 0.60 M (Fmi) 5 0.60 (Fmi) 6 0.04 M (Fmi ) 7 0.29 π 2500 [1 / miπ] alpha 16 π Mk.ges 2.6032 | Msw 1.8578
Es lässt sich erkennen, dass der Einfluß der Kolbenmassen überwiegt und sich damit das aufregelnde Verhalten der Schräg- bzw. Schwenkscheibe bei steigender Drehzahl ergibt.It can be seen that the influence of the piston masses predominates and thus the regulating behavior of the swashplate or swivel plate results with increasing speed.
Es handelt sich also um den Fall Mk,ges > Ms In Fig. 2 ist ein Diagramm für ein nahezu identisches Triebwerk angegeben, wobei sich dieses Diagramm nach folgendem Berechnungsschema ergibt, wobei auch hier α von 0° bis 16° varriert wurde:It is therefore the case M k , ges > M s 2 shows a diagram for an almost identical engine, this diagram being obtained according to the following calculation scheme, α being varied from 0 ° to 16 °:
Kippmomentbestim uπg Schragschaibe theta 0 0,00 π π {p) 7 - beta i Jz 375185 R 29 [mm] beta 1 0,0 0,00 n 2500 [1/rninj beta 2 51,4 0,90 (Jx =) Jy 198786 alpha 16 0,28 π beta 3 102,9 1,80 mk 45 [gl beta 4 154,3 2,69 Jyz 46739 mk.ges 315 M beta 5 205,7 3,59 beta 6 257,1 4,49 omega 262 msw 415 M beta 7 308,6 5,39 ra 37 [mm] ri 21 [mm] h 18 [mm] rho 7,9 g/cm3]Tilting moment determination uπg swashplate theta 0 0.00 π π {p) 7 - beta i Jz 375185 R 29 [mm] beta 1 0.0 0.00 n 2500 [1 / rninj beta 2 51.4 0.90 (Jx =) Jy 198786 alpha 16 0.28 π beta 3 102.9 1.80 mk 45 [gl beta 4 154.3 2.69 Jyz 46739 mk.ges 315 M beta 5 205.7 3.59 beta 6 257.1 4, 49 omega 262 msw 415 M beta 7 308.6 5.39 ra 37 [mm] ri 21 [mm] h 18 [mm] rho 7.9 g / cm 3 ]
V 52477 [mm3]
Figure imgf000014_0001
msw/m j« 1,32 Fmi i R fr.eing 30 Fmi 1 25,5 R f(ra;ri) 29 Fmi 2 16,0 Fmi 3 -5,7 Fmi 4 -23,1 Fmi 5 -23,1 sin2(alpha 0,5299" Fmi 6 -5,7 tan(alpha) 0,2852 Fmi 7 16,0V 52477 [mm 3 ]
Figure imgf000014_0001
msw / mj «1.32 Fmi i R fr.eing 30 Fmi 1 25.5 R f (ra; ri) 29 Fmi 2 16.0 Fmi 3 -5.7 Fmi 4 -23.1 Fmi 5 -23.1 sin2 (alpha 0.5299 " Fmi 6 -5.7 tan (alpha) 0.2852 Fmi 7 16.0
. M(Fmi) i (Fmi) 1 0,74 (Fmi) 2 0,29 (Fmi) 3 0,04 (Fmi) 4 0,60 M(Fmi) 5 0,60 M(Fmi) 6 0,04 M(Fmi) 7 0,29 n 2500 ti/miπ afpha 16 [°] |Mk,ges 2,6032 Msw 3,2034, M (Fmi) i (Fmi) 1 0.74 (Fmi) 2 0.29 (Fmi) 3 0.04 (Fmi) 4 0.60 M (Fmi) 5 0.60 M (Fmi) 6 0.04 M (Fmi) 7 0.29 n 2500 ti / miπ afpha 16 [°] | Mk, tot 2.6032 Msw 3.2034
Hier liegt der Fall M /9es < Msw vor. Dieses Berechnungsschema zeigt, dass im Vergleich zu der Berechnung zu Fig. 1 die Dicke bzw. Höhe der Schräg- bzw. Schwenkscheibe von 10 mm (Fig. 1) auf 18 mm (Fig. 2) erhöht worden ist. Das hat zur Konsequenz, dass das relevante Massenträgheitsmoment 3Z vergleichsweise auf den etwa doppelten Wert ansteigt. In Fig. 2 ist ein abregelndes Verhalten des Schwenkscheibentriebwerkes zu erkennen. Angedeutet wird dieser Trend durch den Pfeil „n" in Fig. 2, wobei „n" die Drehzahl der Schwenkscheibe bzw. Antriebswelle bedeutet. Die gleiche Bedeutung hat natürlich der Pfeil „n" in Fig. 1, nur ist dort der Pfeil umgekehrt gerichtet, wodurch ein Aufregeln mit zunehmender Drehzahl angezeigt werden soll.This is the case M / 9es <M sw . This calculation scheme shows that, compared to the calculation for FIG. 1, the thickness or height of the swashplate or swashplate has been increased from 10 mm (FIG. 1) to 18 mm (FIG. 2). The consequence of this is that the relevant moment of inertia 3 Z increases comparatively to approximately twice the value. A regulating behavior of the swivel disk engine can be seen in FIG. 2. This trend is indicated by the arrow "n" in FIG. 2, where "n" means the speed of the swivel disk or drive shaft. The arrow “n” in FIG. 1 has the same meaning, of course, only the arrow is directed there in the opposite direction, as a result of which an increase in speed should be indicated.
Die Fig. 1 gibt den Stand der Technik wieder. Dabei ist das aufregelnde Verhalten entsprechend Fig. 1 bei gegenwärtigen R134a Serienverdichter häufig feststellbar. Bei neueren Entwicklungen versucht man eher, diesen Trend in das Gegenteil zu wandeln, nämlich entsprechend Fig. 2.1 shows the prior art. The regulating behavior according to FIG. 1 can often be determined in the case of current R134a series compressors. With more recent developments, one tries to change this trend into the opposite, namely according to Fig. 2.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Axialkolbenverdichter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei demBased on the prior art mentioned, it is an object of the present invention to provide an axial piston compressor of the type mentioned at the beginning, in which
- bei Drehzahlerhöhungen der Kippwinkel der Schwenkscheibe weitgehend konstant bleibt, d.h. Msw = Mk/ges; bzw. bei Drehzahlerhöhungen der Kippwinkel der Schwenkscheibe sich verkleinert, d.h. Msw > Mk,ges - When the speed increases, the tilt angle of the swivel plate remains largely constant, ie M sw = M k / tot ; or when the speed increases, the tilt angle of the swivel plate decreases, ie M sw > M k , tot
Weiterhin ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, dass bei Drehzahlerhöhungen die Förderleistung nicht in gleichem Maße erhöht wird, sondern dass die Förderleistung insbesondere im Bereich mittlerer und höherer Drehzahlen etwa konstant bleibt. Schließlich soll natürlich auch darauf geachtet werden, dass die Unwucht der rotierenden Teile möglichst gering gehalten wird.Furthermore, it is the aim of the present invention that when the speed increases, the delivery rate is not increased to the same extent, but rather that the delivery rate remains approximately constant, particularly in the range of medium and higher speeds. Finally, it should of course also be ensured that the unbalance of the rotating parts is kept as low as possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterentwicklungen und konstruktive Details der Erfindung in den Unteransprüchen beschrieben sind.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1, advantageous further developments and constructive details of the invention being described in the subclaims.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass die abregelnden Kippmomente infolge der Massenträgheitsmomente/Deviationsmomente der Schwenkscheiben- Baugruppe so groß sind, dass sich ein Regelverhalten ergibt, welches qualitativ demjenigen gemäß Fig. 4 entspricht. Das heißt, erhöht sich die Drehzahl des Verdichters, so bleibt derAn essential aspect of the invention lies in the fact that the regulating tilting moments due to the mass moments of inertia / deviation moments of the swivel plate assembly are so large that a control behavior results which corresponds qualitatively to that according to FIG. 4. That is, if the speed of the compressor increases, it remains
Kippwinkel der Schwenkscheibe nahezu konstant, oder er verringert sich, wobei dadurch zumindest ein Teil der sich allein durch die Drehzahlsteigerung ergebenden steigenden Förderleistung kompensiert wird. Tilt angle of the swivel plate is almost constant, or it decreases, whereby at least part of the increasing delivery rate resulting solely from the increase in speed is compensated.
Der Darstellung in Fig. 4 liegt folgende Berechnung zugrunde:4 is based on the following calculation:
Figure imgf000017_0001
n 2500 [1/min] alpha 1 π Mk.ges 0,1585 Msw 0,1714 n 2500 [1/mln] alpha 8 ["] |Mk,ges 1,2759 Msw 1,3540 π 2500 [1/mln] alpha 16 [β] |Mk,ges 2,6032 Msw 2,6032 n 11000 [1/min] alpha 1 π Mk.ges 3,0679 Msw 3,3191 n 11000 [1/min] alpha 8 π Mk.ges 24,7014 Msw 26,2141 n 11000 [1/min] j alpha 16 π Mk.ges 50,3983 Msw 50,3972
Figure imgf000017_0001
n 2500 [1 / min] alpha 1 π Mk.ges 0.1585 Msw 0.1714 n 2500 [1 / mln] alpha 8 ["] | Mk, ges 1.2759 Msw 1.3540 π 2500 [1 / mln] alpha 16 [ β ] | Mk, tot 2.6032 Msw 2.6032 n 11000 [1 / min] alpha 1 π Mk.ges 3.0679 Msw 3.3191 n 11000 [1 / min] alpha 8 π Mk.ges 24 , 7014 Msw 26.2141 n 11000 [rpm] j alpha 16 π Mk.ges 50.3983 Msw 50.3972
Erfindungsgemäß wird also eine Konstruktion gewählt, in der eine Zusatzmasse, insbesondere Zusatzscheibe oder -ring an den Schwenkscheiben-Mechanismus gekoppelt wird, dessen bzw. deren aufstellendes Kippmoment infolge seines bzw. ihres Deviationsmoments mit dem aufstellenden Kippmoment infolge des Deviationsmoments der Schwenkscheibe zusammenwirkt.According to the invention, a design is therefore selected in which an additional mass, in particular an additional disk or ring, is coupled to the swivel disk mechanism, the tilting moment of which, as a result of its deviation moment, interacts with the tilting moment due to the moment of deviation of the swivel disk.
Im einfachsten Fall der Koppelung addieren sich die Momente. Dies bedeutet, dass das durch die Zusatzmasse definierte Deviationsmoment dem Deviationsmoment der Schwenkscheibe überlagert wird und zwar dem um die Kippachse der Schwenkscheibe wirksamen Deviationsmoment Jyz. Es ist natürlich auch eine Konstruktion denkbar, bei der die Zusatzmasse kein Moment an die Schwenkscheibe überträgt, sondern eine Kraftübertragung stattfindet derart, dass eine Reaktionskraft an der Schwenkscheibe entsteht, die ein entsprechendes Zusatz-Deviationsmoment auslöst.In the simplest case of coupling, the moments add up. This means that the deviation moment defined by the additional mass is superimposed on the deviation moment of the swivel plate, namely the deviation moment J yz effective around the tilt axis of the swivel plate . Of course, a construction is also conceivable in which the additional mass does not transmit a moment to the swivel plate, but rather a force transmission takes place in such a way that a reaction force arises on the swivel plate, which triggers a corresponding additional deviation moment.
Die Zusatzmasse, vorzugsweise in Form einer Zusatzscheibe oder eines Zusatzrings ist vorteilhafter Weise derart optimiert, dass das Verhältnis „Massenträgheitsmoment/ Bauteilmasse" möglichst groß ist. Die Bauteilmasse soll also möglichst gering sein bei maximalem Massenträgheitsmoment. Um dies zu erreichen, eignet sich als Zusatzmasse insbesondere ein Zusatzring mit einem Außendurchmesser, der nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Triebwerksgehäuses. Vorzugsweise ist der äußere Umfang des Zusatzrings im Querschnitt ballig ausgeführt, um eine Kollision zwischen Zusatzring und Triebwerksgehäuse beim Verschwenken des Zusatzrings um seine Kippachse zu vermeiden. Auch soll der Abstand zwischen Zusatzring und Gehäuseinnenwand unabhängig von der Kippstellung des Zusatzrings im wesentlichen konstant sein.The additional mass, preferably in the form of an additional disk or an additional ring, is advantageously optimized in such a way that the ratio “mass moment of inertia / component mass” is as large as possible. The component mass should therefore be as small as possible at maximum mass moment of inertia. To achieve this, the additional mass is particularly suitable an additional ring with an outer diameter that is only marginally is smaller than the inside diameter of the engine housing. The outer circumference of the additional ring is preferably spherical in cross section in order to avoid a collision between the additional ring and the engine housing when the additional ring is pivoted about its tilting axis. The distance between the additional ring and the inner wall of the housing should also be essentially constant regardless of the tilting position of the additional ring.
Des weiteren sollte der Schwerpunkt der Zusatzmasse, z.B. eines Zusatzrings vorzugsweise auf der Antriebswellen-Mittelachse liegen. Auch ist es vorteilhaft, wenn das Kippzentrum der Zusatzmasse mit seinem Massenschwerpunkt zusammenfällt.Furthermore, the focus of the additional mass, e.g. of an additional ring preferably lie on the drive shaft center axis. It is also advantageous if the center of tilt of the additional mass coincides with its center of mass.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion liegt zusammengefasst darin:The advantage of the construction according to the invention is summarized in:
Das mechanische Regelverhalten (Kippcharakteristik des Verdichters) wird im wesentlichen durch das Moment der zusätzlich vorgesehenen Masse, z.B. Scheibe oder Ring beeinflusst. Es kann durch die Bereitstellung dieses Bauteils ein großes Aufstellmoment (abregelndes Moment) bereitgestellt werden, wobei das Bauteil keinerlei Unwuchten erzeugt, wenn Schwerpunkt und Kippgelenk konstruktiv deckungsgleich vorgesehen werden.The mechanical control behavior (tilting characteristic of the compressor) is essentially determined by the moment of the additionally provided mass, e.g. Disc or ring affected. A large set-up torque (regulating torque) can be provided by the provision of this component, the component not producing any imbalances if the center of gravity and the tilt joint are provided congruently.
Durch Verringerung der Unwuchten sind die Regelkennlinien der einzelnen Drehzahlen im Diagramm „Triebwerksraumdruck p" über dem Schwenkscheiben- Kippwinkel „alpha" nicht derart stark gekrümmt, wie es bei Verdichtern nach dem Stand der Technik der Fall ist. Dies wird dadurch erreicht, dass der Schwerpunkt weniger weit vom Kippgelenk entfernt ist und die Masse des unwuchtigen Teils (Schwenkscheibe) reduziert werden kann.By reducing the unbalance, the control characteristics of the individual speeds in the diagram "engine room pressure p" over the swivel plate tilting angle "alpha" are not curved as much as is the case with compressors according to the prior art. This is achieved in that the center of gravity is less far from the tilt joint and the mass of the unbalanced part (swivel plate) can be reduced.
Bei dem zusätzlichen Bauteil können mit vergleichsweise geringer Bauteilmasse die für gewünschte Regelcharakteristik erforderlichen hohen Massenträgheits- momente bereitgestellt werden, wodurch das notwendige hohe Deviationsmoment erhalten wird. Erreicht wird ein derartiges Verhalten durch eine Ringform der Zusatzmasse mit möglichst großem mittleren Durchmesser. Dadurch, dass das für das gewünschte Regelverhalten erforderliche Aufstellmoment der Schwenkscheibe, welches durch die Drehzahl und das entsprechende Deviationsmoment erreicht wird, bereits mit der Zusatzmasse in Form einer Zusatzscheibe oder eines Zusatzrings bereitgestellt wird, ist in Bezug auf die Schwenkscheibe nicht mehr erforderlich, diese konstruktiv mit entsprechenden Massenträgheitsmomenten auszustatten. Dadurch kann auch die Unwucht dieses Teiles minimiert werden.In the case of the additional component, the high mass moments of inertia required for the desired control characteristic can be provided with a comparatively low component mass, as a result of which the necessary high deviation torque is obtained. Such behavior is achieved by a ring shape of the additional mass with the largest possible mean diameter. The fact that the set-up torque of the swivel plate required for the desired control behavior, which is achieved by the speed and the corresponding deviation torque, is already provided with the additional mass in the form of an additional plate or an additional ring, is no longer necessary with regard to the swivel plate, it is constructive to equip with corresponding moments of inertia. This can also minimize the imbalance of this part.
Durch die Erfindung lässt sich bei entsprechender Dimensionierung der Zusatzmasse, insbesondere in Form eines Zusatzrings, nahezu jedes gewünschte Regelverhalten erreichen, ohne dass größere Unwuchten entstehen.With the appropriate dimensioning of the additional mass, in particular in the form of an additional ring, almost any desired control behavior can be achieved by the invention without major imbalances occurring.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ein günstiges dynamisches Verhalten erreicht, welches durch vermindertes Aufschwingen und Gegenregeln mittels Ventilen gekennzeichnet ist.Favorable dynamic behavior is achieved by the measures according to the invention, which is characterized by reduced oscillation and counter-regulation by means of valves.
Fig. 4 läßt erkennen, dass die Kennlinien eine geringe Streuung aufweisen. Dadurch kann bei der Auslegung des Verdichters jeder Betriebspunkt optimal berücksichtigt, d.h. im Kennfeld platziert werden. Das ist insbesondere für die C02-Anwendung von Interesse, da gegenüber einem R134a-Verdichter neben den AC(Air Conditioning)-Betriebspunkten auch HP(Heat Pump/Wärmepumpen- Beheizer)-Betriebspunkte berücksichtigt werden müssen.FIG. 4 shows that the characteristic curves have little scatter. As a result, each operating point can be optimally taken into account when designing the compressor, ie placed in the map. This is of particular interest for the C0 2 application, as compared to an R134a compressor, in addition to the AC (air conditioning) operating points, HP (heat pump / heat pump heater) operating points must also be taken into account.
Nachstehend wird eine Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Verdichters anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Diese zeigt in:An embodiment of a compressor designed according to the invention is explained below with reference to the accompanying drawing. This shows in:
Fig. 5 einen Verdichter gemäß Erfindung im Längsschnitt, wobei das Triebwerk sich in einer Stellung für maximalen Kolbenhub befindet;5 shows a compressor according to the invention in longitudinal section, the engine being in a position for maximum piston stroke;
Fig. 6 den Verdichter entsprechend Fig. 5, wobei das Triebwerk sich in einer Stellung befindet, in der der Kolbenhub minimal ist; Fig. 7 das Triebwerk des Verdichters gemäß den Fig. 5 und 6 in perspektivischer Explosionsdarstellung;FIG. 6 shows the compressor corresponding to FIG. 5, the engine being in a position in which the piston stroke is minimal; 7 shows the engine of the compressor according to FIGS. 5 and 6 in a perspective exploded view;
Fig. 8a - 12b Regelverhalten von Verdichtern mit und ohne Zusatzmasse gemäß Erfindung; und8a-12b control behavior of compressors with and without additional mass according to the invention; and
Fig. 13 Beispielhafte Darstellung des Verlaufs der Deviationsmomente Jyzi und Jyz2 von Schwenkscheibe und Zusatzmasse über den Kippwinkel der Schwenkscheibe.Fig. 13 Exemplary representation of the course of the deviation moments J yz i and J yz2 of the swivel plate and additional mass over the tilt angle of the swivel plate .
Der in den Fig. 5 und 6 im Längsschnitt dargestellte Axialkolbenverdichter für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges umfasst ein Triebwerksgehäuse 10, welches topfförmig ausgebildet ist und an dessen Umfangsrand ein Zylinderblock 12 anschließt. Innerhalt des Zylinderblocks 12 sind mehrere, vorzugsweise 5, 6 oder 7 axial hin- und herlaufende Kolben angeordnet, wobei die Verteilung der Kolben um die Gehäusemittelachse 18 herum gleichförmig ist. Durch den Boden des topfförmigen Gehäuses 10 hindurch erstreckt sich eine über eine Riemenscheibe 21 angetriebene Antriebswelle 11 in das Gehäuseinnere bzw. in den Triebwerksraum hinein. Die Lagerung der Antriebswelle erfolgt zum einen im Bereich des Bodens des topfförmigen Gehäuses 10 und zum anderen innerhalb des Zylinderblocks 12. Der durch das Gehäuse 10 begrenzte Triebwerksraum ist mit der Bezugsziffer 22 gekennzeichnet. Innerhalb desselben ist ein Schrägscheibenmechanismus wirksam, durch den die Drehbewegung der Antriebswelle 11 in Axialbewegung der Kolben 13 umgesetzt wird. Zu diesem Zweck greift eine Schrägscheibe 14 mit ihrem Umfangsrand über eine Gelenkanordnung in C-förmige Ausnehmungen an der Rückseite der Kolben 13 ein. Die Gelenkanordnung ist ebenso wie beim Stand der Technik durch zwei kugelsegmentartige Gelenksteine 16, 17 definiert, zwischen denen die Schrägscheibe 14 gleitend eingreift. Den sphärischen Lagerflächen der Gelenksteine 16, 17 sind korrespondierende sphärische Mulden an den einander zugekehrten Stirnseiten der C-förmigen Ausnehmungen der Kolben 13 zugeordnet. Die Schrägscheibe 14 ist an einem mit der Antriebswelle 11 drehfest verbundenen Mitnehmer 20 abgestützt, und zwar vorzugsweise über Rollenkugel-, Tonnen- oder Nadellager, und zwar sowohl axial als auch radial.The axial piston compressor for the air conditioning system of a motor vehicle shown in longitudinal section in FIGS. 5 and 6 comprises an engine housing 10 which is cup-shaped and has a cylinder block 12 connected to its peripheral edge. A plurality of pistons, preferably 5, 6 or 7 axially reciprocating pistons, are arranged inside the cylinder block 12, the distribution of the pistons around the central housing axis 18 being uniform. A drive shaft 11, which is driven by a pulley 21, extends through the bottom of the pot-shaped housing 10 into the housing interior or into the engine compartment. The drive shaft is mounted, on the one hand, in the region of the bottom of the pot-shaped housing 10 and, on the other hand, within the cylinder block 12. The engine compartment delimited by the housing 10 is identified by the reference number 22. A swashplate mechanism is effective within the same, by means of which the rotary movement of the drive shaft 11 is converted into axial movement of the pistons 13. For this purpose, a swash plate 14 engages with its peripheral edge via a hinge arrangement in C-shaped recesses on the rear of the pistons 13. As in the prior art, the hinge arrangement is defined by two spherical segment-like hinge blocks 16, 17, between which the swash plate 14 slidably engages. Corresponding spherical troughs are assigned to the spherical bearing surfaces of the articulated blocks 16, 17 on the mutually facing end faces of the C-shaped recesses of the pistons 13. The swash plate 14 is supported on a driver 20 which is connected to the drive shaft 11 in a rotationally fixed manner, preferably via roller ball, barrel or needle bearings, both axially and radially.
Der Kippwinkel der Schrägscheibe 14 ist zwischen den Stellungen gemäß Fig. 5 und gemäß Fig. 6 veränderbar, wobei in Fig. 5 der Kippwinkel der Schrägscheibe 14 maximal und in Fig. 6 minimal ist. Entsprechend ist auch der Hub der Kolben 13 maximal bzw. minimal.The tilt angle of the swash plate 14 can be changed between the positions according to FIG. 5 and according to FIG. 6, the tilt angle of the swash plate 14 being maximum in FIG. 5 and minimal in FIG. 6. Accordingly, the stroke of the pistons 13 is maximum or minimum.
Der Schrägscheibe 14 ist eine Zusatzmasse in Form eines Zusatzrings 15 zugeordnet derart, dass Schrägscheibe 14 und Zusatzring 15 in gleicher Weise kippen. Schrägscheibe und Zusatzring stellen jeweils ein Deviationsmoment Iyz bereit, die wiederum beide ein Kippmoment im Gelenk der Schrägscheibe 14 einleiten (MSw = ω2* Iyz). Damit ergibt sich dann ein Gleichgewicht bzw. Massenverhältnisse, die sich nach der Gleichung Mk/ges = (oder <) MSwι + Sw2 bestimmen. Prinzipiell sind natürlich auch andere Koppelmechanismen denkbar, bei dem es zu Abweichungen in der vorgenannten Gleichung kommt, so wie dies oben dargestellt ist. Im vorliegenden Fall wird also die Schrägscheibe 14, die für ein gewünschtes Regelverhalten ein unzureichendes Massenträgheitsmoment bzw. Deviationsmoment bereitstellt, durch ein weiteres Bauteil, nämlich dem Zusatzring 16 unterstützt, welcher ebenfalls ein Deviationsmoment liefert.The swash plate 14 is assigned an additional mass in the form of an additional ring 15 such that the swash plate 14 and the additional ring 15 tilt in the same way. The swash plate and additional ring each provide a deviation torque I yz , which in turn both initiate a tilting moment in the joint of the swash plate 14 (M S w = ω 2 * I yz ). This then results in an equilibrium or mass ratios, which are determined according to the equation M k / g es = (or <) M S wι + S w2. In principle, of course, other coupling mechanisms are also conceivable, in which there are deviations in the aforementioned equation, as shown above. In the present case, the swash plate 14, which provides an insufficient moment of inertia or deviation torque for a desired control behavior, is supported by a further component, namely the additional ring 16, which also supplies a deviation moment.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Deviationsmomente von Schrägscheibe 14 und Zusatzring 15 weitgehend gleichgerichtet. Beide Bauteile bewirken jeweils ein negatives Moment (Definitionen siehe oben!), d.h. Msw/Mswι/MSw2 wirken abregelnd. Zu beachten ist noch, dass sich bei sehr kleinen Kippwinkeln durchaus zunächst ein „Aufregeln" ergeben kann (aber nicht muß). Dies hängt von der konkreten Konstruktion ab.In the embodiment shown, the deviation moments of swash plate 14 and additional ring 15 are largely rectified. Both components cause a negative moment (definitions see above!), Ie M sw / M sw ι / M S w2 have a regulating effect. It should also be noted that with very small angles of tilt, an "adjustment" can at first result (but does not have to). This depends on the specific construction.
Man erhält mit der dargestellten Ausführungsform eine Charakteristik entsprechend Fig. 4. Die Deviationsmomente von Schrägscheibe 14 und Zusatzring 15 sind vorzugsweise so dimensioniert, dass die Summe MSw der Kippmomente MSwι+MSw2 infolge der vorgenannten Deviationsmomente größer oder gleich dem Moment Mk/ges infolge aller translatorisch bewegten Massen, nämlich Kolben 13 sowie Gleitsteine 16, 17 ist. Vorzugsweise wird der Zusatzring 15 so dimensioniert, dass er ein größeres Deviationsmoment aufweist als das Deviationsmoment der Schrägscheibe 14.The characteristic shown in FIG. 4 is obtained with the embodiment shown. The deviation moments of swash plate 14 and additional ring 15 are preferably dimensioned such that the sum M S w of the tilting moments M S wι + M S w 2 is greater than or equal to as a result of the aforementioned deviation moments Moment M k / tot due to all translationally moving masses, namely piston 13 and sliding blocks 16, 17. The additional ring 15 is preferably dimensioned such that it has a greater moment of deviation than the moment of deviation of the swash plate 14.
Wie ein Vergleich der Fig. 5 mit Fig. 6 erkennen lässt, ist der Zusatzring 15 inAs can be seen from a comparison of FIG. 5 with FIG. 6, the additional ring 15 is in
Richtung parallel zur Schwenkscheibenebene relativ zur Schwenkscheibe verschieblich abgestützt bzw. gelagert. Insofern sind Zusatzring 15 und Schrägscheibe 14 mechanisch entkoppelt.Direction parallel to the swivel plate plane supported or mounted relative to the swivel plate. In this respect, additional ring 15 and swash plate 14 are mechanically decoupled.
Die Führung dieser Relativbewegung ist aufseiten des Zusatzrings 15 durch einen sich parallel zur Schwenkscheibenebene erstreckenden Führungsstift 19 sichergestellt, der an dem mit der Antriebswelle 11 drehfest verbundenen Mitnehmer 20 verschieblich gelagert.The guidance of this relative movement is ensured on the side of the additional ring 15 by a guide pin 19 which extends parallel to the swivel plate plane and which is displaceably mounted on the driver 20 which is connected to the drive shaft 11 in a rotationally fixed manner.
In den Fig. 5 und 6 ist mit der Bezugsziffer 23 noch ein Zylinderkopf gekennzeichnet. Zwischen Zylinderkopf 23 und Zylinderblock 12 sind Ein- und Auslassventile in herkömmlicher Weise angeordnet.5 and 6, a cylinder head is identified by reference numeral 23. Inlet and exhaust valves are arranged in a conventional manner between cylinder head 23 and cylinder block 12.
Fig. 7 zeigt das Triebwerk gemäß den Fig. 5 und 6 in Explosionsdarstellung.Fig. 7 shows the engine according to FIGS. 5 and 6 in an exploded view.
Es sei auch an dieser Stelle noch erwähnt, dass die Schrägscheibe 14 um einen Kugelsegmentring 24 kippbar ist, der auf der Antriebswelle 11 längsverschieblich gelagert ist und durch eine Schraubendruckfeder in Betriebsstellung gehalten wird.It should also be mentioned at this point that the swash plate 14 can be tilted around a spherical segment ring 24 which is mounted on the drive shaft 11 in a longitudinally displaceable manner and is held in the operating position by a helical compression spring.
Der Zusatzring 15 ist, wie insbesondere Fig. 7 erkennen lässt, am Mitnehmer 20, insbesondere an einer Gelenkgabel 26 angelenkt. Der entsprechende Gelenkstift ist mit der Bezugsziffer 27 gekennzeichnet. Damit ist sichergestellt, dass die Zuordnung zwischen Zusatzring 15 und Schrägscheibe 14 aufrechterhalten wird.As can be seen in particular in FIG. 7, the additional ring 15 is articulated on the driver 20, in particular on an articulated fork 26. The corresponding hinge pin is identified by reference number 27. This ensures that the association between the additional ring 15 and the swash plate 14 is maintained.
Die Fig. 8a und 8b zeigen das Regelverhalten eines Verdichters mit Zusatzmasse (Fig. 8a) bzw. ohne Zusatzmasse (Fig. 8b). Man erkennt, dass mit Hilfe der Zusatzmasse die Kennlinien eng beieinander liegen, so wie dies in Fig. 8a dargestellt ist. Das Regelverhalten ist derart, dass sich nahezu eine gewisse Unabhängigkeit des Kippwinkels von der Drehzahl ergibt (Msw » Mk,ges). Das Verhalten gemäß Fig. 8a (mit Zusatzmasse) ist leicht aufregelnd im Vergleich zu dem Verhalten ohne Zusatzmasse entsprechend Fig. 8b. Die Kennlinien sind in Fig. 8a, 8b ebenso wie in den Fig. 9a, 9b, 10, 11 und 12a, 12b als Druckkennlinien „ΔP = Pc-Ps" oder „Pc", wobei Pc = Druck in Triebwerkskammer und Ps = Saugdruck (Druck an der Saugseite) bedeuten, über das Förder- bzw. Hubvolumen „ (oder alternativ entsprechend über den Kippwinkel der Schrägscheibe 14 aufgetragen sind.8a and 8b show the control behavior of a compressor with additional mass (FIG. 8a) or without additional mass (FIG. 8b). It can be seen that, with the aid of the additional mass, the characteristic curves lie closely together, as is shown in FIG. 8a. The control behavior is such that there is almost a certain independence of the Tilt angle from the speed results (M sw »M k , tot ). The behavior according to FIG. 8a (with additional mass) is slightly regulating in comparison to the behavior without additional mass according to FIG. 8b. The characteristic curves in FIGS. 8a, 8b as well as in FIGS. 9a, 9b, 10, 11 and 12a, 12b are “ΔP = Pc-Ps” or “Pc” as pressure characteristic curves, where Pc = pressure in the engine chamber and Ps = suction pressure (Pressure on the suction side) mean, via the delivery or stroke volume “(or alternatively correspondingly over the tilt angle of the swash plate 14.
Ähnliches ergibt sich aus einem Vergleich der Fig. 9a und 9b, wobei Fig. 9a das Verhalten mit Zusatzmasse und Fig. 9b ohne Zusatzmasse zeigt.Similar results from a comparison of FIGS. 9a and 9b, FIG. 9a showing the behavior with additional mass and FIG. 9b without additional mass.
Bei den Verhältnissen gemäß den Fig. 10a (mit Zusatzmasse) zeigt sich ein abregelndes Verhalten; d.h. das Moment Msw ist im Bereich bis ca. 85 % des maximalen Hubvolumens größer als das Moment M ;ges. Im Bereich von etwa 85 % des maximalen Hubvolumens ergibt sich ein Schnittpunkt MSw = Mk/ges (siehe Trendumkehr-Linie „TU" in Fig. 10a). Im Bereich größer 85 % des maximalen Hubvolumens ist das Verhalten leicht aufregelnd, d.h. MSw ist kleiner als Mk/ges. Ähnlich verhält es sich in Fig. 11 unten etwas geänderten Bedingungen.With the conditions according to FIG. 10a (with additional mass), a regulating behavior is shown; ie the moment M sw is greater than the moment M ; total in the range up to approx. 85% of the maximum stroke volume. In the area of approximately 85% of the maximum stroke volume there is an intersection M S w = M k / ge s (see trend reversal line “TU” in FIG. 10a). In the area greater than 85% of the maximum stroke volume, the behavior is slightly regulating, that is, M S w is less than M k / tot . Similarly, in FIG. 11, the situation is somewhat different.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Zusatzmasse wird also folgendes Regelverhalten besonders beansprucht:In connection with the additional mass according to the invention, the following control behavior is particularly stressed:
Msw (=Mswι+MSW2) ungefähr = M ,ges (dabei liegen die Kennlinien vielleicht etwa 1-2 bar auseinander) für αmin<α<αmax (Fig. 8a/9a (ungefähr))Msw (= Mswι + M SW2 ) approximately = M, ges (the characteristic curves are perhaps about 1-2 bar apart) for αmin <α <αmax (Fig. 8a / 9a (approximately))
Msw>Mk,ges für αmin<α<αmax undMsw> M k , it for αmin <α <αmax and
Msw>Mkιges für αmin<α<αgrenz; MSw=Mk,ges für α=αgrenz; (Fig. ll/12a/12b) Msw<Mkrges für αgrenz<α< max sowieMsw> M kιges for αmin <α <α Grenz; M S w = M k , ges for α = α limit; (Fig. Ll / 12a / 12b) Msw <M krges for αlimit <α <max as well
Msw<Mk/ges für αmin<α<αgrenz;
Figure imgf000024_0001
Msw>Mk,ges für αgrenz<α<αmax Die Fig. 12a, 12b beinhalten eine Rechnung auf Basis der zuletzt verwendeten Zusatzmasse für Betriebsbedingungen mit etwa 20 bar Saugdruck sowie 60 und 90 bar Hochdruck (Wärmepumpenbetrieb HP-Mode). Die eingestellte Regelcharakteristik eignet sich auch für diese Anwendung, da im HP-Betrieb generell das Problem besteht, dass man mit dem Triebwerk nicht den maximalen Hub erreicht. Man kann erkennen, dass man in der hier gerechneten Konfiguration mindestens auf 70% des maximalen Hubvolumens kommt. Bessere Werte würde man erreichen, wenn man eine geringere Federsteifigkeit für die Rückstellfeder 25 verwenden würde. Eine geringere Federrate würde die Kennlinien etwas mehr von der X-Achse entfernen.Msw <M k / ges for αmin <α <αlimit;
Figure imgf000024_0001
Msw> M k , ges for αlimit <α <αmax 12a, 12b contain a calculation based on the last additional mass used for operating conditions with about 20 bar suction pressure and 60 and 90 bar high pressure (HP mode heat pump operation). The set control characteristic is also suitable for this application, since there is generally the problem in HP operation that the engine cannot achieve the maximum stroke. You can see that in the configuration calculated here, you get at least 70% of the maximum stroke volume. Better values would be achieved if a lower spring stiffness were used for the return spring 25. A lower spring rate would remove the characteristic curves a little more from the X axis.
Insbesondere aufgrund des zuletzt genannten Merkmals wird im Zusammenhang mit der Zusatzmasse auch eine Federkonstante im Bereich 30...200 N/mm beansprucht, insbesondere 30...90 N/mm und vorzugsweise etwa 60 N/mm.In particular due to the last-mentioned feature, a spring constant in the range 30 ... 200 N / mm is also claimed in connection with the additional mass, in particular 30 ... 90 N / mm and preferably about 60 N / mm.
Zur Erläuterung sei noch erwähnt, dass die Fig. 12a ebenso wie die Fig. 12b das Verhalten jeweils mit Zusatzmasse zeigen.As an explanation, it should also be mentioned that FIGS. 12a and 12b each show the behavior with additional mass.
Fig. 13 zeigt beispielhaft, wie erfindungsgemäß das Deviationsmoment Jyz2 der Zusatzmasse und das Deviationsmoment Jyzι der Schwenkscheibe über den Kippwinkel derselben im wesentlichen gleichgerichtet sind. Der exakte Verlauf der13 shows an example of how, according to the invention, the deviation moment J yz2 of the additional mass and the deviation moment J yz ι of the swivel plate are essentially rectified over the tilting angle thereof. The exact course of the
Deviationsmomente hängt natürlich von der Konstruktion bzw. Geometrie von Schwenkscheibe und Zusatzmasse ab. Die Fig. 13 zeigt auch, dass bei größeren Kippwinkeln, hier > 16°, jy22 > jy2ι ist. Des weiteren lässt Fig. 13 noch erkennen, dass bis zu einem Kippwinkel von etwa 4° bis 5° die Deviationsmomente von Schwenkscheibe und Zusatzmasse etwa parallel verlaufen linear ansteigen. Bei zunehmendem Kippwinkel gleicht der Verlauf des Deviationsmomentes Jyzl der Schwenkscheibe ab, d.h. die Schwenkscheibe wirkt dann „abregelnd". Der Verlauf des Deviationsmoments Jyz2 der Zusatzmasse steigt im wesentlichen linear an.Deviation moments naturally depend on the design and geometry of the swashplate and additional mass. FIG. 13 also shows that at larger tilt angles, here> 16 °, j y22 > j y2 ι. Furthermore, FIG. 13 shows that up to a tilt angle of approximately 4 ° to 5 °, the moments of deviation of the swivel plate and additional mass increase linearly approximately in a parallel manner. As the tilt angle increases, the course of the deviation torque J yzl adjusts the swivel plate , ie the swivel plate then has a “regulating effect”. The course of the deviation moment J yz2 of the additional mass increases essentially linearly.
Natürlich handelt es sich bei Fig. 13 um ein Beispiel, welches qualitativ den Grundgedanken der beschriebenen Lehre wiederspiegelt. Durch konstruktive Änderungen von Schwenkscheibe und/oder Zusatzmasse lassen sich die beiden Deviationskurven beeinflussen und relativ zueinander in vorbestimmter Weise verschieben, um entsprechend vorbestimmte Regelverhalten des Verdichters zu erhalten.Of course, FIG. 13 is an example that qualitatively reflects the basic idea of the teaching described. The two deviation curves can be influenced and relative to one another in a predetermined manner by constructive changes to the swivel plate and / or additional mass move in order to obtain corresponding predetermined control behavior of the compressor.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All of the features disclosed in the application documents are claimed as essential to the invention, insofar as they are new compared to the prior art, individually or in combination.
B e z u g s z e i c h e nB e z u g s z e i c h e n
10 Gehäuse10 housing
11 Antriebswelle11 drive shaft
12 Zylinderblock12 cylinder block
13 Kolben 14 Schrägscheibe13 pistons 14 swash plate
15 Zusatzring (Zusatzmasse)15 additional ring (additional mass)
16 Gleitstein16 sliding block
17 Gleitstein17 sliding block
18 Antriebswellen-Mittelachse bzw. Gehäuse-Mittelachse 19 Führungsstift18 drive shaft center axis or housing center axis 19 guide pin
20 Mitnehmer20 drivers
21 Riemenscheibe21 pulley
22 Triebwerksraum22 engine room
23 Zylinderkopf 24 Kugelsegmentring23 cylinder head 24 ball segment ring
25 Schraubendruckfeder25 helical compression spring
26 Gelenkgabel26 articulated fork
27 Gelenkstift 27 hinge pin

Claims

Ansprüche Expectations
1. Axialkolbenverdichter, insbesondere Verdichter für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (10) und einer in dem Gehäuse angeordneten, über einen Antriebswelle (11) angetriebenen Verdichtereinheit zum Ansaugen und Verdichten eines Kältemittels, wobei die Verdichtereinheit in einem Zylinderblock (12) axial hin- und herlaufende Kolben (13) und eine die Kolben antreibende, mit der Antriebswelle (11) drehende Schwenkscheibe (Schwenkring, Taumel- oder Schrägscheibe (14)) umfasst, da d u rch g eken n zeich n et, d ass der Schwenkscheibe (14) eine Zusatzmasse, insbesondere in Form einer Zusatzscheibe oder eines Zusatzrings (15) zugeordnet ist, durch die ein dem Deviationsmoment (Jyzι) der Schwenkscheibe (14) weitgehend gleichgerichtetes Deviationsmoment (Jyz2) erhalten wird, derart, dass die Summe (MSw) der Kippmomente (MSwι+ Sw2) infolge dieser Deviationsmomente größer/gleich dem Moment (Mk/ges) infolge aller translatorisch bewegter Massen, insbesondere Kolben (13), ggf. einschließlich Gleitsteine (16, 17), Kolbenstangen od. dgl., ist.1. Axial piston compressor, in particular compressor for the air conditioning system of a motor vehicle, with a housing (10) and a compressor unit arranged in the housing and driven via a drive shaft (11) for sucking and compressing a refrigerant, the compressor unit being arranged axially in a cylinder block (12) includes reciprocating pistons (13) and a swivel plate (swivel ring, swashplate or swash plate (14)) that drives the pistons and rotates with the drive shaft (11), since you can see the swashplate ( 14) an additional mass, in particular in the form of an additional disk or an additional ring (15), is assigned, by means of which a deviation torque (J yz2 ) largely identical to the moment of deviation (J yz ι) of the swivel disk (14) is obtained, such that the sum ( M S w) of the tilting moments (M S wι + S w2) due to these deviation moments greater than / equal to the moment (M k / tot ) due to all translationally moving masses, in particular e Piston (13), possibly including sliding blocks (16, 17), piston rods or the like.
2. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 1, d a d u rch g e ke n nzei chn et, d ass der Schwerpunkt der Zusatzmasse (15) auf der Antriebswellen-Mittelachse (18) liegt.2. axial piston compressor according to claim 1, d a d u rch g e ke n nzei chn et, that the center of gravity of the additional mass (15) lies on the drive shaft central axis (18).
3. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, da d u rch g eke n nzeichn et, d ass bei Ausbildung der Zusatzmasse als ein mit der Schwenkscheibe (14) mit verschwenkbarer Zusatzring (15) der Schwerpunkt desselben im Bereich seines Kippgelenks liegt.3. Axial piston compressor according to claim 1 or 2, since d u rch g eke n nzeichn et that ass in the formation of the additional mass as a with the swash plate (14) with pivotable additional ring (15) the center of gravity of the same in the region of its tilt joint.
4. Axialkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1-3, d a d u rch g eke n nzeich n et, d ass die Zusatzmasse (15) parallel zur Längsachse der Antriebswelle (11) hin- und herverlagerbar ist, insbesondere zusammen mit der Schwenkscheibe (14).4. Axial piston compressor according to one of claims 1-3, dadu rch g eke n nzeich n et, d ass the additional mass (15) can be moved back and forth parallel to the longitudinal axis of the drive shaft (11), in particular together with the swivel plate (14).
5. Axialkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d ad u rch g e ke n nzeic h net, d ass das Deviationsmoment (Jyz2) der Zusatzmasse (15) über einen wesentlichen Kippwinkelbereich der Schwenkscheibe (14) größer ist als dasjenige (Jyzι) der Schwenkscheibe (14), wobei vorzugsweise bei größeren Kippwinkeln, insbesondere einem Kippwinkel größer etwa 12° bis 18°, insbesondere etwa 15c das Deviationsmoment (Jyzl) der Schwenkscheibe kleiner als das Deviationsmoment (Jyz2) der Zusatzmasse ist.5. Axial piston compressor according to one of claims 1 to 4, d ad u rch ge ke n nzeic h net, that the deviation torque (J yz2 ) of the additional mass (15) over a substantial tilt angle range of the swash plate (14) is greater than that (J yz ι) of the swivel plate (14), the deviation torque (J yzl ) of the swivel plate preferably being smaller than the deviation moment (J yz2 ) of the additional mass at larger tilt angles, in particular a tilt angle greater than approximately 12 ° to 18 °, in particular approximately 15 c .
6. Axialkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d ad u rch g e ke n nzeich n et, d ass bei Ausbildung der Zusatzmasse als Zusatzring (15) dieser einen Außendurchmesser aufweist, der nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Triebwerkgehäuses (10).6. axial piston compressor according to one of claims 1 to 5, d ad u rch ge ke n nzeich n et, ass that when the additional mass is formed as an additional ring (15) it has an outer diameter which is only slightly smaller than the inner diameter of the engine housing (10 ).
7. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 6, d a d u rch g e ke n nzeic h n et, dass der äußere Umfangsrand des Zusatzrings (15) im Querschnitt ballig ausgebildet ist, derart, dass beim Verschwenken unter Aufrechterhaltung eines minimalen Abstandes zur Triebwerksgehäuse-Innenwand eine Kollision mit dieser ausgeschlossen ist.7. axial piston compressor according to claim 6, dadu rch ge ke n nzeic hn et that the outer peripheral edge of the additional ring (15) is spherical in cross section, such that when pivoting while maintaining a minimum distance from the engine housing inner wall, a collision with this excluded is.
8. Axialkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d ad u rch g e ke n nzeich net, d ass die Zusatzmasse, insbesondere der Zusatzring (15) in Richtung parallel zur Schwenkscheibenebene relativ zur Schwenkscheibe (14) verschieblich gelagert ist.8. axial piston compressor according to one of claims 1 to 7, d ad u rch g e ke n nzeich net that the additional mass, in particular the additional ring (15) in the direction parallel to the swivel plate plane relative to the swivel plate (14) is mounted displaceably.
9. Axialkolbenverdichter nach Anspruch 8, d a d u rch g eke n nzeic h n et, d ass die Zusatzmasse bzw. der Zusatzring (15) durch einen sich parallel zur Schwenkscheibenachse erstreckenden Führungsstift (19) an einem mit der Antriebswelle (11) drehfest verbundenen Mitnehmer (20) verschieblich gehalten ist.9. axial piston compressor according to claim 8, dadu rch g eke n nzeic hn et, d ass the additional mass or the additional ring (15) is held displaceably by a guide pin (19) extending parallel to the swivel disk axis on a driver (20) connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft (11).
10. Axialkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u rch geke n nzei ch n et, dass sich die Zusatzmasse zumindest teilweise um die Schrägscheibe (14) herumerstreckt, insbesondere konzentrisch um deren Mittelachse. 10. Axial piston compressor according to one of claims 1 to 9, so that the additional mass extends at least partially around the swash plate (14), in particular concentrically around its central axis.
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