DE3142230A1

DE3142230A1 - Mehrzylinder-kompressor

Info

Publication number: DE3142230A1
Application number: DE19813142230
Authority: DE
Inventors: Kimio Kato; Hisao Kariya Aichi Kobayashi; Hiroya Kono
Original assignee: Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1980-10-27
Filing date: 1981-10-24
Publication date: 1982-09-23
Also published as: US4403921A; DE3142230C2

Description

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTGART 1

A 44 906 b Anmelder: Kabushiki Kaisha Toyoda k - 176 Jidoshokki Seisakusho

22. Oktober 1981 1, Toyoda-cho 2-chome,

Kariya-shi, ¹ Aichi-ken / Japan

Mehrζ y1inder-Kompre s sor

Die Erfindung betrifft einen Mehrzylinder-Kompressor für die Kältemittelkompression in einem Kühlkreislauf mit einer mehrere Zylinderkammern aufweisenden Zylinderblockanordnung, mit Gehäuseeinrichtungen mit einer ersten und einer zweiten Auslaßkammer, denen das komprimierte Kältemittel aus den Zylinderkammern zuführbar ist und mit mindestens einer Ansaugkämmer, aus der das Kältemittel in die Zylinderkammern ansaugbar ist, mit Ventileinrichtungen, die zwischen der Zylinderblockanordnung und den Gehäuseeinrichtungen angeordnet sind und Ansaugöffnungen aufweisen, über die eine Fluidverbindung zwischen der Ansaugkammer und den Zylinderkammerη herstellbar ist sowie Auslaßöffnungen, über die eine Fluidverbindung zwischen den Zylinderkammern und den Auslaßkammern herstellbar ist, mit einem Ansaugstutzen oder dergleichen, über den eine Fluidverbindung zwischen dem Kühlkreislauf und der Ansaugkammer besteht, mit einem Auslaßstutzen oder dergleichen, über den >eine Fluidverbindung zwischen dem Kühlkreislauf und den Auslaßkammern besteht, mit für mindestens eine Auslaßöffnung vorgesehenen

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ersten AuslaßVentileinrichtungen, über die die Fluidverbindung zwischen mindestens einer Zylinderkammer und der ersten Auslaßkammer sperrbar ist und die durch das komprimierte Kältemittel aus der mindestens einen .Zylinderkammer in ihre Offenstellung bewegbar sind, und mit für mindestens eine Auslaßöffnung vorgesehenen zweiten Auslaßventileinrichtungen, über die Fluidverbindung zwischen mindestens einer Zylinderkammer und der zweiten Auslaßkammer sperrbar ist.

Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einem derartigen Mehrzylinder-Kompressor, der für den Einsatz in einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs geeignet ist.

Ein Kompressor des vorstehend beschriebenen Typs ist beispielsweise in der DE-OS 21 51 291 beschrieben. ·

Im allgemeinen wird die Kühlung des Inneren eines Kraftfahrzeugs, d.h. der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs, mit dem Ziel durchgeführt, entweder die Temperatur der Fahrgastzelle abzusenken oder eine bereits erreichte, angenehme Temperatur aufrechtzuerhalten. Während des Herunterkühlens der Fahrgastzellentemperatur muß der Kompressor der Klimaanlage des Kraftfahrzeugs eine hohe Kühlleistung bringen, während die erforderliche Kühlleistung zum Aufrechterhalten einer angenehmen Temperatur demgegenüber relativ niedrig ist. Bei üblichen Kühlsystemen in Kraftfahrzeugen wird häufig ein Kompressor verwendet,

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dessen Kühlleistung so hoch ist, wie dies aufgrund der Motorleistung des Fahrzeugs möglich ist, um auf diese Weise den Wunsch nach einem schnellen Herunterkühlen der Luft in der Fahrgastzelle zu befriedigen. Dies führt dazu, daß beim normalen Fahrbetrieb, wenn die erreichte Inneritemperatur lediglich gehalten werden muß, die Kühlleistung des Kompressors bezüglich der tatsächlich erforderlichen Kühlleistung übermäßig groß ist. Dies führt dazu, daß der Kompressor mit ziemlich geringer Kühlleistung betrieben werden muß. Folglich muß der volumetrische Wirkungsgrad des Kompressors bei diesem Betriebszustand niedrig sein. Außerdem muß eine Kupplung zwischen dem Kraftfahrzeugmotor und dem Kompressor häufig ein- und ausgekuppelt werden. Dies führt zu einem schnellen Verschleiß der Kupplung. Außerdem ist beim Einschalten der Kupplung jedesmal ein hohes Anfangsdrehmoment für den Anlauf des Kompressors erforderlich. Andererseits führt das Lösen der Kupplung zu einer schlagartigen Entlastung des Motors. Durch diese Schaltvorgänge wird aber ein ungünstiger Einfluß auf das gleichmäßige Fahren mit dem Kraftfahrzeug herbeigeführt.

Wenn ein Kompressor anläuft, tritt außerdem gelegentlich eine Flüssigkeitskompression auf, die die Lebensdauererwartung des Kompressors verringert, und zwar wenn das Volumen der Auslaßkammer des Kompressors ziemlich klein ist. Außerdem führt eine derartige Flüssigkeitskompression zum Entstehen lauter Geräusche.

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In einigen Kraftfahrzeugen der Luxusklasse wird der in üblicher Weise gebaute Kompressor der Klimaanlage· kontinuierlich angetrieben, wobei die Menge des zu dem Kompressor fließenden gasförmigen Kältemittels mit Hilfe eines Druckregelventils geregelt wird, welches angrenzend an den Auslaß des Verdampfers der Klimaanlage angeordnet ist. Wenn die Luft für die Fahrgastzelle übermäßig abgekühlt ist, dann wird sie auf eine geeignete Temperatur aufgewärmt, ehe sie in· die Fahrgastzelle eingeblasen wird. Dieses Verfahren ist aber außerordentlich unwirtschaftlich.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Mehrzylinder-Kompressor der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem die Kühlleistung entsprechend den jeweiligen Erfordernissen variabel ist. Diese Aufgabe wird bei einem Kompressor der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die zweiten Auslaßventileinrichtungen in eine Offenstellung bewegbar sind, in der sie die mindestens eine Auslaßöffnung freigeben, über die eine Fluidverbindung zwischen der mindestens einen Zylinderkammer und der zweiten Auslaßkammer herstellbar ist, daß Vorspanneinrichtungen vorgesehen sind, durch die die zweiten Auslaßventileinrichtungen in ihre Offenstellung vorspannbar sind, daß Druckzuführeinrichtungen vorgesehen sind, über die die zweiten Auslaßventileinrichtungen mit einem hohen Druck beaufschlagbar und aus ihrer Offenstellung in ihre Schließstellung bewegbar sind oder mit

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einem niedrigen Druck, so daß sie durch die Vorspanneinrichtungen aus ihrer Schließstellung in ihre Offenstellung bewegbar sind und daß zusätzliche Ventileinrichtungen vorgesehen sind, die zwischen der zweiten Aaslaßkammer und dem Auslaßstutzen oder dergleichen angeordnet sind und die in Abhängigkeit von der Bewegung der zweiten Auslaßventileinrichtungen aus deren Offenstellung in deren Schließstellung in ihre Offenstellung bewegbar sind.

Es ist ein Vorteil des erfindungsgemäßen Kompressors, daß die Kühlleistung in Abhängigkeit vom Kühlbedarf stufenweise verändert werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Kühlleistung in Abhängigkeit von der erforderlichen Abkühlung zuverlässig geändert wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 ■ einen Längsschnitt durch einen Taumelscheibenkompressor gemäß der Erfindung für einen ersten Betriebszustand;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Kompressor gemäß Fig. .1 für einen zweiten Betriebszustand;

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Fig. 3 einen Querschnitt durch den Kompressor gemäß Fig. 1 längs der Linie Ill-Ill in dieser Figur?

Fig. 4 einen Teilschnitt durch den Kompressor

gemäß Fig. 1 zur Verdeutlichung der Ausgestaltung des AuslaßStutzens;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen abgewandelten Taumelschöibenkompressor gemäß der Erfindung;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Kurbelwellenkompressor gemäß der Erfindung für einen ersten Betriebszustand;

Fig. 7 einen Teilschnitt durch den Kompressor

gemäß Fig. 6 für einen anderen Betriebszustand ;

Fig. 8 einen Querschnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 6;

Fig. 9 einen Querschnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8;

Fig. 10 Querschnitte durch eine abgewandelte Aus- und führungsform.des Taumelscheibenkompres-Fig. 11 sors gemäß der Erfindung;

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Fig. 12 einen Querschnitt durch den Kompressor gemäß Fig. 10 längs der Linie XII-XII in dieser Figur;

Fig. 13 einen Querschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Kurbelwellenkompressors gemäß der Erfindung;

Fig. 14 einen Teilquerschnitt durch den Kompressor gemäß Fig. 13 für einen zweiten Betriebszustand;

Fig-. 15 Querschnitte durch eine abgewandelte Aus- und führungsform eines Taumelscheibenkompres-Fig.· 16 sors gemäß der Erfindung;

Fig. 17 einen Querschnitt längs der Linie XVII-XVII in Fig. 15;

Fig. 18 einen Teilquerschnitt durch die Auslaßventeileinrichtungen des hinteren Teils des Kompressors gemäß Fig. 15 und

Fig. 19 Teil-Querschnitte zur Erläuterung von bis Detailverbesserungen der Auslaßventil-Fig. 21 einrichtungen von Taumelscheiben-Kompressoren gemäß der Erfindung.

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Im einzelnen ist in Fig. 1 bis'4 eine erste Ausfüh-. rungsform eines doppelt wirkenden Taumelscheibenkompressors gezeigt, der 10 Zylinderbohrungen -.5 auf jeder Seite - aufweist und in axialer Richtung miteinander verbundene Zylinderblöcke 1 und 2 besitzt, die einen zusammengesetzten Zylinderblock, bilden. Das vordere und hintere Ende des zusammengesetzten Zylinderblocks ist jeweils über eine'Ventilplatte 3 bzw. 4 durch ein vorderes bzw. hinteres Gehäuse 5 bzw. 6 verschlossen. Die beiden Zylinderblöcke 1 und 2, die beiden Gehäuse 5 und 6 und die beiden Ventilplatten 3 und 4 sind mittels einer entsprechenden Anzahl von Schraubbolzen 7 miteinander verbunden. Im Verbindungsbereich zwischen dem vorderen und dem hinteren Zylinderblock 1. bzw. 2 ist eine Taumelscheibenkammer 8 ausgebildet, in der eine Taumelscheibe 10 angeordnet ist, die auf einer Antriebswelle 9 sitzt. Die Antriebswelle 9 durchgreift in axialer Richtung Wellenbohrungen 1a und 2a, die als Mittelbohrungen in den Zylinderblöcken 1 und 2 ausgebildet sind. Die beiden Zylinderblöcke 1 und 2 haben ferner Nabenteile 11 bzw. 12,in die Radiallager 13 bzw. 14 zur Lagerung der Antriebswelle 9 eingepresst sind. Zwischen den Nabenteilen 11 und 12 und der Taumelscheibe 10 sind Drucklager 58 bzw. 59 angeordnet. Jeder der Zylinderblöcke 1 und 2 ist mit fünf Zylinderbohrungen 1.5 versehen, die parallel zur Antriebswelle 9 verlaufen und rings um die Antriebswelle in fünf radialen Positionen angeordnet sind. Die fünf Zylinderbohrungen 15 des vorderen Zylinderblocks 1 fluchten mit den

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fünf Zylinderbohrungen 15 des hinteren Zylinderblockes 2. Doppelt wirkende Kolben 16, die in die Zylinderbohrungen 15 eingepasst sind, stehen über Kugellager 17 und Schuhe 18 in Wirkverbindung mit der Taumelscheibe 10. Aufgrund dieser Verbindung führt eine Drehung der Taumelscheibe 10 zu einer hin- und hergehenden Gleitbewegung der Kolben 16 in den Zylinderbohrungen 15. Im mittleren Teil des vorderen und des hinteren Gehäuses 5 bzw. 6 sind Auslaßkammern 19 bzw. 20 vorgesehen, die von im wesentlichen ringförmigen Ansaugkammern 21 bzw. 22 umgeben werden. Die Auslaßkammer 19 im vorderen Gehäuse 5 ist ebenfalls ringförmig ausgebildet, während die Auslaßkammer 20 im hinteren Gehäuse 6 die Form einer kreisrunden Aussparung hat. Die Ansaugkammern 21 und 22 sind mit der Taumelscheibenkammer über Ansaugkanäle 23 und 24 verbunden, die auch als durchgehende öffnungen für die in axialer Richtung verlaufenden Schraubbolzen 7 dienen. Die Taumelscheibenkammer 8 besitzt ihrerseits eine Fluidverbindung zu einem Ansaugstutzen 25, der an der Außenfläche des Verbindungsbereichs der Zylinderblöcke 1 und 2 vorgesehen ist. Wie Fig. 4 zeigt, sind in einer der fünf möglichen Positionen zwischen benachbarten Zylinderbohrungen 15 der miteinander verbundenen Zylinderblöcke 1 und 2 Auslaßkanäle 26 und 27 vorgesehen. Der Kanal 26 führt dabei von der Stirnfläche des Zylinderblocks 1,an dem die Ventilplatte anliegt, zu dem Verbindungsbereich der Zylinderblöcke 1 und 2, während der Kanal 27 von der Kontaktfläche zwischen dem Zylinderblock 2 und der Ventilplatte 4

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zu diesem Verbindungsbereich führt. Die beiden Auslaßkanäle 26 und 27 besitzen über Verbindungskanäle 21 bzw. 30 eine Fluidverbindung zu einem Auslaßstutzen 28, der im Verbindungsbereich der Zylinderblöcke 1 und 2 an der Mantelfläche des zusammengesetzten Zylinderblocks vorgesehen ist. Die Auslaßkanäle 26 und besitzen ferner über Verbindungsbohrungen 31 und 32 in den Ventilplatten 3 bzw. 4 jeweils eine Fluidverbindung zu den Auslaßkammern 18 bzw. 19. Dabei ist zu beachten, daß die Auslaßkammern 19 und 20 nach außen verlängerte Bereiche aufweisen, die an die Auslaßkanäle 26 und 27 angrenzen. Ein Ventil 33 ist so angeordnet, daß es den Verbindungskanal 30 zwischen dem Auslaßkanal 27 des hinteren Zylinderblocks 2 und dem Auslaßstutzen 28 öffnen und schließen kann. Das Ventil 33 schließt den Verbindungskanal 30, wenn die Auslaßkammer 20 unter einem niedrigen Druck gehalten wird und öffnet den Verbindungskanal 30 bei einem hohen Druck in der Auslaßkammer 20. Es besteht auch die Möglichkeit,das Ventil 33 mittels einer Feder in seiner Offenstellung vorzuspannen. Die vordere und die hintere Ventilplatte 3 bzw. 4 sind mit Ansaugöffnungen 34 bzw. 35 versehen, die dazu dienen, die Zylinderbohrungen 15 und die Ansaugkammern 21 bzw. 22 miteinander zu verbinden. Außerdem sind in den Ventilplatten 3 und 4 Auslaßöffnungen 36 bzw. 37 vorgesehen, die dazu dienen, die Zylinderbohrungen 15 und die Auslaßkammern 19 bzw. 20 miteinander zu verbinden. Die Ansaugöffnungen 34 und 35 sind dabei mit Ansaugventilen 38 bzw. 39 versehen, während die Auslaßöffnungen 36 und

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37 mit Auslaßventilen 40 bzw. 41 versehen sind. Dabei sind die Auslaßventile 40 und 41 verformbar. Das Ausmaß der Verformung wird dabei jedoch durch Fängerglocken 42 bzw. 43 begrenzt. Das vordere Auslaßventil 40 ist dabei zusammen mit der Fängerglocke 42 an der Ventilplatte 3 befestigt. Das hintere Auslaßventil 41 ist zusammen mit seiner Fängerglocke 43 zwischen einer ersten Position, in der das Ventil 41 die Auslaßöffnungen 37 schließt und einer zweiten Stellung beweglich, in"der das Ventil 41 die Auslaßöffnungen 37 öffnet. Die Fängerglocke 43 des hinteren Ventils 41 hat dieselbe Form wie dieses und ist mit einem ringförmigen Basisteil 43a (Fig. 3) und fünf Blattfederteilen 43b ausgestattet, die sich von dem Basisteil 43a zu den einzelnen Auslaßöffnungen 37 erstrecken. Das Auslaßventil 41 und die Fängerglocke 43 sind mittels Schrauben 45 und einer Unterlagsscheibe 45a derart an einer zylindrischen Rolle 44 befestigt, daß das Ventil 41, die Fängerglocke 43 und die Rolle 44 konzentrisch zueinander ausgerichtet sind. Die Rolle 44 wird in axialer Richtung gleitverschieblich von einer kreisrunden Aussparung 46 aufgenommen, die von einer nach innen vorspringenden Wand 6a des hinteren Gehäuses 6 definiert wird.In der Wand 6a ist ein Positionierstift 47 festgelegt, welcher verhindert, daß sich das Ventil 41 und die Fängerglocke 43, die an der Rolle 44 befestigt sind, drehen. In dem Zylinderblock 2 ist konzentrisch z.ur Wellenbohrung 2a eine zylindrische Kammer 48 vorgesehen, in die das Radiallager 14 eingepasst ist und die der Aufnahme

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eines zylindrischen Feder-Halters 49 dient, der in der Ventilplatte 4 sitzt. Der Außendurchmesser des Feder-Halters 49 ist dabei kleiner als der Innendurchmesser der zylindrischen Kammer 48. Im Inneren des Feder-Halters 49 ist eine Feder 50 vorgesehen, die das Auslaßventil 41 in seine Offenstellung drückt, der Feder-Halter 49 ist am Boden und an seiner Seitenwand mit einer Anzahl von kleinen Durchlässen 49a versehen, über die die zylindrische Kammer 48 mit dem Inneren des Feder-Halters 49 in Verbindung steht. Die Kammer 48 steht außerdem über die Durchlässe 49a mit der Auslaßkammer 20 in Verbindung, wenn das Auslaßventil 41 sich in seiner Offenstellung befindet. In der Stirnwand des Zylinderblocks 2 ist ein Kanal 51 ausgebildet, über den eine Verbindung zwischen der zylindrischen Kammer 48 und dem Ansaugkanal 24 besteht. Das Innere des Feder-Halters 49, die Durchbrüche 49a und der Kanal 51 bilden also eine Fluidverbindung 52, über die die Auslaßkammer 20, wenn das Ventil 41 sich in seiner Offenstellung befindet, mit dem Ansaugkanal 24 in Verbindung steht. Diese Verbindung zwischen der Auslaßkammer 20 und dem Ansaugkanal 24 wird unterbrochen, wenn das Auslaßventil 41 in seine Schließstellung bewegt wird, in der es die Auslaßöffnungen 37 schließt. Je nach den Erfordernissen können auch mehrere Kanäle 51. vorgesehen sein. Weiterhin kann man den Kanal 51 bzw. die Kanäle 51 auch in der, Stirnfläche der Ventilplatte vorsehen. Der Ansaugkanal 24, der mit der Fluidverbindung 52 in Verbindung steht, sollte, vorzugsweise

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derjenige von den fünf Ansaugkanälen 24 sein, der am weitesten von dem Ansaugstutzen 25 entfernt ist. Das hintere Gehäuse 6 ist in seinem Mittelteil mit einer Druck-Einlassöffnung 53 versehen, über die ein Druck auf der Rückseite der Rolle 44 in der kreisrunden Aussparung 46 wirksam werden kann. Die Einlaßöffnung 53 kann mit dem Auslaßstutzen 28 über eine Hochdruckleitung 55 in Verbindung stehen, in der ein erstes Magnetventil 54 vorgesehen ist und außerdem mit dem Ansaugstutzen 25 über eine Niederdruckleitung 57, in der ein zweites Magnetventil 56 vorgesehen ist. Die Steuerung der Magnetventile 54 und 56 zum öffnen und Schließen derselben erfolgt dabei über einen Druckschalter (in Fig. 1 bis 4 nicht gezeigt), der derart in einem Teil der Kühl- bzw. Klimaanlage angeordnet ist, daß er in Abhängigkeit von einer Temperaturänderung in der Fahrgastzelle betätigbar ist. Die beiden Magnetventile 54 und 56 können durch ein einziges umsteuerbares Ventil ersetzt werden. Die Hochdruckleitung 55 und die Niederdruckleitung 57 können ferner in einem oder mehreren Bauelementen des Kompressors .selbst ausgebildet sein.

Nachstehend soll nunmehr die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Taumelscheibenkompressors näher erläutert werden.

Bei stillstehendem Kompressor wird das hintere Auslaßventil 41 durch die Kraft der Feder 50 in seiner Offenstellung gehalten, während das Ventil 33 den

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Verbindungskanal 30 schließt, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Weiterhin ist das erste Magnetventil 54 geöffnet, während das zweite Magnetventil 56 geschlossen ist. Wenn die Kupplung eingekuppelt ist und ein Antriebsdrehmoment am Kompressor wirksam ist, beginnt im vorderen Teil des Kompressors sofort der normale . .Kompressionsbetrieb. Da jedoch das Auslaßventil 37 für den hinteren Teil geöffnet ist und da die Auslaßkammer 20 mit dem Ansaugkanal 24 über die Fluidverbindung 52 in Verbindung steht, erfolgt im hinteren Teil des Kompressors keine Kompression. Dieser Kompressorteil läuft praktisch leer. Im hinteren Kompressorteil strömt also das gasförmige Kältemittel zwischen den Zylinderbohrungen 15.des hinteren Zylinderblocks 2 und der Auslaßkammer 20 hin und her. Zu Beginn des Betriebes arbeitet der Kompressor folglich nur mit 50% seiner vollen Kompressionsleistung. Dies bedeutet, daß der Kompressor nur ein kleines Anlaufdrehmoment benötigt und daß die Gefahr des Auftretens einer Flüssigkeitskompression auf die Hälfte reduziert wird.

Wenn unter diesen Betriebsbedingungen außerdem eine Feder vorgesehen ist, um das Ventil 33 in seine Offenstellung zu drücken, steht die vordere Auslaßkammer 19 über den Verbindungskanal 30 mit den Ansaugkanälen 24 in Verbindung. Der Kompressor kann folglich unmittelbar bei seinem Anlaufen keine Kompression durchführen , da das komprimierte Kältemittel direkt in die Ansaugkanäle fließt. Wenn der Kompressor dann jedoch weiterläuft, drückt das komprimierte Gas vom vorderen

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Teil des Kompressors das Ventil 33 unter Überwindung der Federkraft in dessen Schließstellung. Nach dem Schließen des Ventils 33 erfolgt dann im vorderen Teil des Kompressors eine normale Kompression, während im hinteren Teil des Kompressors noch keine ins Gewicht fallende Kompression stattfindet. Der Kompressor arbeitet also mit etwa 50% seiner vollen Leistung. Man sieht, daß das Anfangsdrehmoment bei Verwendung eines federbelasteten Ventils 33 noch kleiner gehalten werden kann als für den Fall, daß keine Feder vorgesehen ist, die das Ventil 33 in seine Offenstellung drückt. Weiterhin wird deutlich, daß eine Flüssigkeitskompressiori sicher vermieden werden kann.

Bei Fortdauer des Kompressionsvorganges im vorderen Teil des Kompressors fließt das komprimierte Gas aus dem Auslaßstutzen 28 in die Klimaanlage. Dabei wird ein Teil des komprimierten Gases über die Hochdruckleitung 55 der Druck-Einlaßöffnung 53 zugeführt. Damit wird aber der Druck des komprimierten Gases an der Rückseite der Rolle 44 wirksam. Wenn man bedenkt, daß zu diesem Zeitpunkt das erste Magnetventil 54 geöffnet und das zweite Magnetventil 55 geschlossen ist, wird folglich das hintere Auslaßventil 41 entgegen der Kraft der Feder 50 in seine Schließstellung gedrückt, in der es an der hinteren Ventilplatte 4 anliegt. Die Auslaßöffnungen 37 werden also geschlossen und die Verbindung z.wi sehen der Auslaßkammer 20 und den Ansaugkanälen 24 über die Fluidverbindung 52 wird unterbrochen. Folglich beginnt auch der hintere Teil

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des Kompressors,seinen normalen Kompressionsbetrieb aufzunehmen. Das Ventil 33, welches bis zu diesem Zeitpunkt den Verbindungskanal 30 schließt, wird folglich von dem komprimierten Gas, welches vom hinteren Teil des Kompressors geliefert wird, in seine Offenstellung gedrückt. Dies hat z.ur Folge, daß.nunmehr der vordere und der hintere Teil des Kompressors im normalen Kompressionsbetrieb arbeiten. Der Kompressor arbeitet also nunmehr mit voller Leistung. Fig. 2 zeigt den Betriebszustand des Kompressors, in dem dieser mit voller Leistung läuft.

Solange von der Klimaanlage eine erhebliche Kühlleistung gefordert wird, läuft der Kompressor, mit voller Leistung weiter, wobei die Temperatur in der Fahrgastzelle allmählich abgesenkt wird. Wenn die Temperatur auf einen vorgegebenen Wert abgesenkt ist und wenn die von der Klimaanlage verlangte Kühlleistung auf einen vorgegebenen Wert verringert ist, schaltet der Druckschalter ein, so daß das erste Magnetventil 54 geschlossen und das zweite Magnetventil 56 geöffnet wird. Folglich wird nunmehr der niedrige Druck·des gasförmigen Kältemittels vom Ansaugstutzen 25 auf der Rückseite der Rolle 44 wirksam, so daß diese sich unter der Kraft der Feder 50 entgegen dem niedrigen Druck des Kältemittels in ihre öffnungsstellung bewegt. Hierdurch werden die hinteren Auslaßöffnungen 37 geöffnet. Dadurch wird aber eine Kompressionswirkung im hinteren Teil des Kompressors verhindert. Der Kompressor wird also wieder auf seine halbe

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Leistung zurückgeschaltet. An dieser Stelle sei angemerkt, daß das Ventil 33 durch den Druck des komprimierten Gases vom vorderen Teil des Kompressors in seine Schließstellung bewegt wird. Das gesamte komprimierte Gas vom vorderen Teil des Kompressors fließt also zu dem· Auslaßstutzen 28. Mit anderen Worten wird also ein Abfluß des komprimierten Gases vom vorderen Teil des Kompressors zum hinteren Teil desselben durch das Ventil 33 verhindert.

Wenn der Kompressor mit voller Leistung arbeitet, strömt das Kältmittel mit hoher Geschwindigkeit durch die Ansaugkanäle 24. Der Gasdruck in den Ansaugkanälen 24 ist folglich niedriger als der Gasdruck in der Wellenbohrung 2a» Somit fließt ein Teil des Kältemittels, welches von dem Ansaugstutzen 25 zu der Taumelscheibenkammer 8 strömt, in die Ansaugkanäle 24, wobei das Kältemittel durch einen Spalt des Drucklagers 59, durch die Wellenbohrung 2a, durch das Radiallager 14, durch die zylindrische Kammer 48 und den Kanal 51 fließt. Folglich wird das Radiallager mit ölpartikeln geschmiert, die in dem zurückströmenden Kältemittel suspendiert sind. Wenn der Kompressor dagegen mit halber Leistung arbeitet, ergibt sich eine Kältemittelströmung von der Auslaßkammer 20 zu der Taumelscheibenkammer 8, und zwar über die Durchlässe 49a des Feder-Halters 49, die zylindrische Kammer 48, das Radiallager 14 und die Wellenbohrung 2a, da das Auslaßventil 41 in seine ©ffenstellung gebracht ist und da der Druck des Kältemittels in der Auslaßkammer 20 etwas höher ist als der Gasdruck

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in der Taumelseheibenkammer 8. Daher wird das .Radiallager 14 im hinteren Kompressor teil wieder mi.t ölpartikeln aus der Kältemittelströmung geschmiert.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich der Kompressor von demjenigen beim ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Antriebswelle 9 eine axiale Bohrung .60 aufweist/ die von ihrem hinteren Ende bis zu einer Stelle reicht, die bis vor dem Drucklager 58 liegt. Von der axialen Bohrung 60 gehen zwei radiale Bohrungen 61 aus, die zu dem vorderen Drucklager 58 bzw. zu dem hinteren Drucklager 59 führen. Aufgrund dieser Ausgestaltung wird das Kältemittel, wenn der Kompressor mit halber Leistung läuft, aus der hinteren Auslaßkammer 20 den Drucklagern 58 und 59 über die axiale Bohrung 60 und die radialen Bohrungen 61 zugeführt, da sich das hintere Auslaßventil in seiner Offenstellung befindet. Die Drucklager 58 und 59 werden somit mit Sicherheit von den ölpartikeln geschmiert, die in dem zu ihnen fließenden Kältemittel suspendiert sind. Die axiale Bohrung 60' kann gegebenenfalls auch bis zu einer Stelle angrenzend an eine Dichtungsanordnung 63 geführt werden, so daß auch dieser das Kältemittel mit den suspendierten ölpartikeln zugeführt werden kann. Bei dem Kompressor gemäß Fig. 5. ist im hinteren Zylinderblock 2 eine Entlastungsbohrung..62 vorgesehen, über die die zylindrische Kammer 48 mit der Taumelscheibenkammer 8 in Verbindung steht. Die Entlastungsbohrung 62 hilft verhindern,..daß der Druck der

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Auslaßkammer 20 übermäßig ansteigt, wenn der hintere Teil des Kompressors keine ins Gewicht fallende Kompressionsleistung liefert.

In Fig. 6 bis 9 ist ein Kurbelwellenkompressor als drittes Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt. Der Kompressor besitzt zwei Zylinderbohrungen 80 in einem Kurbelwellengehäuse bzw. einem Zylinderblock Am oberen Ende des Zylinderblockes 81 sind eine Ventilplatte 83 und ein Zylinderkopf bzw. ein Gehäuse ■ 82 montiert. In den Zylinderbohrungen 80 sind hin- und her beweg liehe Kolben 84 angeordnet/ die durch eine Kubelwelle 85 antreibbar sind. Das Gehäuse 82 weist eine vordere und eine hintere Auslaßkammer 86 .bzw. 87 sowie eine Ansaugkammer 88 auf, die so angeordnet ist, daß sie die beiden Auslaßkammern 86 und umgibt. Die vordere Auslaßkammer 86 steht mit der vorderen Zylinderbohrung 80 über mehrere Auslaßöffnungen 89 in Verbindung, während die hintere Auslaßkammer 87 mit der hinteren Zylinderbohrung 80 über mehrere Auslaßöffnungen 90 in Verbindung steht. Die Ansaugkammer

88 steht mit beiden Zylinderbohrungen 80 über mehrere Ansaugöffnungen 91 in Verbindung. Ein vorderes Auslaßventil 92 zum öffnen und Schließen der Auslaßöffnungen

89 und eine Fängerglocke 93 sind mit Hilfe einer Schraube 97 an einer Rolle 96 befestigt. Die Rolle 96 ist gleitverschieblich in eine zylindrische Aussparung 95 eingepasst, welche durch eine ringförmige Wand.94 begrenzt ist. Das vordere Auslaßventil 92 wird zusammen mit der Fängerglocke 93 und der Rolle

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durch eine Feder 99, die sich am Boden einer runden Aussparung 98 in.der Ventilplatte 83 abstützt, in seine Offenstellung gedrückt. Eine Druck-Einlaßöffnung 104 im Gehäuse 82 dient dazu, der zylindrischen Aussparung 95 über eine Hochdruckleitung 100 mit einem ersten Magnetventil 101 oder über eine"Niederdruckleitung 102 mit einem zweiten Magnetventil 103 einen Druck zuzuführen, der auf die Rolle 96 wirkt. Wenn das erste Magnetventil 101 geöffnet ist, dann wird der zylindrischen Aussparung 95 ein hoher Druck zugeführt. Aus diesem Grund wird das vordere Auslaßventil 92 entgegen der Federkraft der Feder 99 in seine Schließstellung bewegt. Wenn andererseits das erste Magnetventil 101 geschlossen und das zweite Magnetventil 103 geöffnet ist, dann wird in der zylindrischen Aussparung 95 ein niedriger Druck wirksam. Das vordere Auslaßventil 92 wird daher durch die Feder 99 in seine Offenstellung zurückgeführt. Die Steuerung des vorderen Auslaßventils 92 basiert also auf dem gleichen Prinzip wie die Steuerung des hinteren.Auslaßventils 41 beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel. Es ist jedoch zu beachten, daß die Ventilplatte 83 mit einem Verbindungskanal 105 versehen ist, welcher der Herstellung einer Fluidverbindung- zwischen der runden Aussparung 98 und der Ansaugkammer 88 dient.· Daher steht die vordere Auslaßkammer, wenn das Auslaßventil 92 sich in seiner Offenstellung befindet, über den Verbindungskanal 105 in Verbindung mit der Ansaugkammer 88. Ein hinteres Auslaßventil 106 und eine zugehörige FSngerglocke 107 sind mit der

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Ventilplatte 83 verbunden, um die hinteren Auslaß- ■ öffnungen 90 zu schließen. Das hintere Auslaßventil 106 ist so verformbar, daß es die Auslaßöffnungen 90 öffnen kann. Der Zylinderblock 81 ist ferner mit einer Hilf sauslaßkammer 108 und einer Hilfsansaugkammer 109 versehen. Die Hilfsauslaßkammer 108 steht mit der vorderen und der hinteren Auslaßkammer 86 bzw. 87 über • Verbindungsöffnungen 110 bzw. 111 in Verbindung. Die Hilfsansaugkammer 109 steht mit der Ansaugkammer 88 über Verbindungsöffnungen 112 in Verbindung. Ein Blattfederventil 113 zum Schließen der Verbindungsöffnung 110 ist mittels einer Schraube 114 am Zylinderblock 81 befestigt. Das Blattfederventil 113 öffnet aufgrund des Auslaßdruckes in der Auslaßkammer 86, wenn der Kompressor mit voller Leistung arbeitet.

Der betrachtete Kompressor arbeitet ähnlich wie der Kompressor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Beim Anlaufen des Kompressors arbeitet also der vordere Teil desselben im wesentlichen ohne Kompression, und nur der hintere Teil des Kompressors arbeitet mit voller Kompression, da das vordere Auslaßventil 92 zunächst seine Offenstellung einnimmt. Während einer Anlaufphase arbeitet der Kompressor also mit etwa 50% seiner vollen Leistung. Anschließend wird das vordere Auslaßventil 92 aufgrund des hohen Drucks, der über die Hochdruckleitung 100 auf die Rolle 96 wirkt, in seine Schließstellung, bewegt, woraufhin.sowohl der vordere Teil wie auch der hintere Teil des ..Kompressors mit voller Leistung arbeiten. Der Kompressor liefert

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nunmehr also 100% seiner Kompressionsleistung. Dies · bedeutet, daß der Kompressor mit einem beträchtlich verringerten Anlaufsdrehmoment anlaufen kann. Außerdem findet keine ins Gewicht fallende Flüssigkeitskompression statt.

Wenn der Kompressor dann kontinuierlich läuft, dann wird seine Leistung in Abhängigkeit von der von der zugehörigen Klimaanlage geforderten Kühlleistung von 100% auf 50% und umgekehrt umgeschaltet. Diese Betriebsweise ist für einen wirtschaftlichen Betrieb des Kompressors sehr vorteilhaft. Außerdem ist nur selten eine Betätigung der Kupplung erforderlich, die zwischen der Brennkraftmaschine und dem Kompressor angeordnet ist. Auf diese Weise ist eine hohe Lebensdauererwartung der Kupplung gewährleistet. Außerdem steht die vordere Auslaßkammer 86, wenn der Kompressor mit halber Leistung läuft, mit der Ansäugkammer.88 über den Verbindungskanal 105 in Verbindung. Der Druck in der vorderen Auslaßkammer 86 wird folglich konstant und auf einem niedrigen Wert gehalten. Hierdurch lassen sich mechanische Schwingungen und Geräusche vermeiden, während gleichzeitig eine hohe Lebensdauererwartung des Kompressors erreicht wird.

In Fig. 10 bis 12 ist als viertes Ausführungsbeispiel, ein Taumelscheibenkompressor dargestellt. Man erkennt aus. Fig. 10 und 11, daß dieser Kompressor weitgehend ebenso aufgebaut ist wie der Kompressor gemäJB Fig. 1 bis. 4. Aus diesem Grunde..sind gleiche

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bzw. einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie beim ersten Ausführ.ungsbeisplel. Außerdem werden nachstehend im wesentlichen nur die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Im einzelnen ist bei dem Kompressor gemäß Fig.. 10 bis 12 am hinteren Ende des hinteren Gehäuses 6 mittels Schrauben 68 eine Abdeckung 67 befestigt. In der Abdeckung ist eine kreisrunde Aussparung 66 vorgesehen, die konzentrisch zu der kreisrunden Aussparung 4.6 des hinteren Gehäuses 6 angeordnet ist. Die Aussparungen 46 und 66 werden nachstehend als erste bzw. zweite Aussparung bezeichnet. Der mittlere Teil der zweiten Aussparung 66 steht mit der ersten Aussparung 46 über eine Druck-Einlaßöffnung 53 in Verbindung, während der äußere Umfangsteil der zweiten Aussparung 66 mit der hinteren Auslaßkammer 20 über mehrere Entlastungsöffnungen .69 im hinteren Gehäuse 6 in Verbindung steht. Innerhalb der zweiten Aussparung 66 ist ein ringförmiges Rückschlagventil 70 zum öffnen und Schließen der Entlastungsöffnungen 69 vorgesehen. Das Rückschlagventil 70 liegt an einem in der Abdeckung 67 ausgebildeten ringförmigen Sitz 71 an, wenn sich das Ventil 70 in seiner Offenstellung befindet.- Dabei ist zu beachten, daß der Innendurchmesser des ringförmigen Rückschlagventils 70 kleiner ist als der. Innendurchmessers des ringförmigen Sitzes 71. Das Rückschlagventil kann mittels einer Feder in seine Schließstellung vorgespannt se,in, wenn deren Federkraft durch

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den Druck des Kältemittels in der hinteren Auslaßkammer 20 leicht überwunden wird, solange der Kompressor im Normalbetrieb.arbeitet. Die Abdeckung 66 ist in ihrem mittleren Teil mit einer Druck-Einlaßöffnung 72 versehen, über die der zweiten Aussparung 66 ein Druck von einer Hochdruckleitung 55 zugeführt werden kann, die mit dem Auslaßstutzen 28 verbunden ist oder ein Druck aus einer Niederdruckleitung-57, die mit dem Ansaugstutzen verbunden ist, der in Fig. 10 und 12 nicht gezeigt ist und dem Ansaugstutzen 25 beim ersten Ausführungsbeispiel entspricht.

Der vorstehend erläuterte Unterschied in Konstruktion und Aufbau gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel bringt den Vorteil mit sich, daß bei Absinken der erforderlichen Kühlleistung unter einen vorgegebenen Wert die Kompressionsleistung des Kompressors mit Sicherheit sofort von 100% auf 50% umgeschaltet werden kann. Die Gründe hierfür werden nachstehend erläutert. -

Wenn der Kompressor mit voller Leistung arbeitet, und wenn dann die erforderliche Kühlleistung unter einen vorgegebenen Wert absinkt, dann wird das erste Magnetventil 54 in der Hochdruckleitung 55 geschlossen, während das zweite Magnetventil 56 in der Niederdruckleitung 57 geöffnet wird, so daß "der niedrige Druck sowohl in der zweiten Aussparung. 66 der Abdeckung 67 als auch in der ersten Aussparung 46 des Gehäuses 6 wirksam wird, und zwar über die Druck-

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einlaJSöffnungen 72 und 53. Der niedrige Druck wirkt dann auf die Rolle 44, so daß das hintere Auslaßventil 41 durch die Federkraft der Feder 50 in seine Offenstellung bewegt wird. Nunmehr wirkt der niedrige Druck auch auf das Rückschlagventil 70. Dieses bewegt sich folglich sofort in seine Offenstellung. Dies hat zur Folge, daß das unter relativ hohem Druck stehende Kältemittel aus der hinteren Auslaßkammer 20 durch die Entlastungsöffnungen 69 hindurch in die zweite Aussparung 66 strömt, wodurch der Druck in der Auslaßkammer 20 absinkt. Das Auslaßventil 41 kann folglich schnell und sicher von der Feder 50 in seine Offenstel'lung bewegt werden. Außerdem schließt das Ventil 33 den Verbindungskanal 30, sobald der Druck in der hinteren Auslaßkammer absinkt. Folglich wird die Kompressionsleistung des Kompressors sehr schnell von 100% auf 50% umgeschaltet, und zwar sehr zuverlässig. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß Fig. 10 den Kompressor in dem Betriebszustand· zeigt, in dem dieser mit halber Leistung arbeitet, während Fig. 11 den Kompressor in dem Zustand zeigt, in dem der vordere und der hintere Kompressorteil mit voller Leistung arbeitet.

In Fig. 13 und 14 ist als fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Kurbelwellenkompressor gezeigt, der weitgehend ebenso aufgebaut ist wie der Kurbelwellenkompressor .gemäß Fig. 6 bis 9. Entsprechende Elemente sind folglich mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie beim dritten Ausführungsbeispiel.

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Der Unterschied zwischen dem oben beschriebenen Kompressor und dem jetzt z.u beschreibenden Kompressor besteht darin, daß auf dem vorderen Teil des Gehäuses 82 mittels Schrauben 120 eine Abdeckung-119 befestigt ist. In der Abdeckung 119 ist eine zylindrische Aussparung 118 vorgesehen, die mit der zylindrischen Aussparung 95 im Gehäuse 82 über eine Druck-Einlaßöff-·.· nung 104 in Verbindung steht.. Die zylindrische Aussparung 118 in der Abdeckung 119 steht außerdem mit der vorderen Auslaßkammer 86 über mehrere Entlastungsöffnungen 117 in Verbindung. Innerhalb der zylindrischen Aussparung 118 ist ein Rückschlagventil 121 angeordnet, mit dessen Hilfe die Entlastungsöffnungen freigebbar und verschließbar■sind. Die Abdeckung 119 ist mit einer Druck-Einlaßöffnung 116 versehen, über die die zylindrische Aussparung 118 einerseits mit dem Druck aus einer Hochdruckleitung 100 beaufschlagbar ist, die mit der Auslaßleitung des Kompressors verbunden ist oder mit dem Druck in einer Niederdruckleitung- 102, die mit der Ansaugleitung des Kompressors verbunden ist. Wenn das erste Magnetventil 101 in der Hochdruckleitung geöffnet und das zweite Magnetventil 103 in der Niederdruckleitung 102 geschlossen ist, dann wirkt auf die Rolle 96 ein hoher Druck, so daß das vordere Auslaßventil 92 entgegen der Federkraft der Feder. 99 in seine Schließstellung gebracht_wird. Wenn dagegen das erste Magnetventil 101 geschlossen und das zweite Magnetventil 103 geöffnet ist, dann wirkt auf die Rolle 96 ein niedriger Druck, so daß das vordere Auslaßventil &2 durch die Feder 99 in

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seine Offenstellung bewegt wird.

Die Arbeitsweise des Kompressors gemäß Fig. 13 und ist ebenfalls ziemlich ähnlich wie bei dem als drittes .Ausführungsbeispiel beschriebenen Kompressor. Aufgrund' des Rückschlagventils 121, welches lediglich das Überströmen des Kältemittels aus der vorderen Auslaßkammer 86 über die Entlastungsöffnungen 117 in die zylindrische Aussparung 118 gestattet, erfolgt jedoch die Verstellung des vorderen Auslaßventils 92 aus dessen Schließstellung in dessen Offenstellung sofort und mit hoher Sicherheit in Abhängigkeit von einer Änderung des an der Rolle 96 wirksamen Drucks. Somit werden dieselben Vorteile erreicht wie bei dem als viertes Ausführungsbeispiel· beschriebenen Kompressor.

In Fig. 15 bis 18 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel, der Erfindung, ein TaumelScheibenkompressor, gezeigt, der als abgewandelte Ausführungsform des Kompressors gemäß Fig. 1 bis 4 angesehen werden kann. Bei diesem Kompressor ist der hintere Zylinderblock 2 nicht mit einem Kanal zur Herstellung einer Fluidverbihdung zwischen der hinteren Auslaßkammer und den Ansaugkanälen 24 versehen. Im Boden der zylindrischen Kammer 48 des hinteren Zylinderblock 2 ist vielmehr ein kappenförmiger Feder-Halter 49^r mit einer durchgehenden Öffnung 75 eingepasst. Der Boden des Feder-Halters 49' liegt dabei an der Stirnfläche des Radiallagers 14 an, während sich das offene Ende des Feder-Halters 49' an der hinteren Ventilplatte 4 abstützt. Die in dem Feder-Halter 49' sitzende

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Feder 50 durchgreift eine runde Bohrung 74 der Ventilplatte 4 in Richtung auf das hintere Auslaßventil und drückt dieses in seine Offenstellung. Dabei ist zu beachten, daß der Durchmesser D₂ der runden Bohrung 74 kleiner ist als der Durchmesser D der Rolle 44' an dem das hintere Auslaßventil 41 mit seiner Fängerglöcke 43 mit Hilfe der Schraube 45 und der Unterlags-■scheibe 45a befestigt ist. Die Rolle 44' besitzt auf ihrer Vorderseite ein Teilstück geringeren Durchmessers. Die durchgehende öffnung 75 in dem Feder-Halter 49' ermöglicht einen Kältemittelstrom von der hinteren Auslaßkammer 20 zu der Taumelseheibenkammer 8 über die runde Bohrung 74 und die Wellenbohrung 2a/ wenn sich das hintere Auslaßventil 41 in seiner Offenstellung befindet. Die kreisrunde Aussparung 46 im hinteren Gehäuse 6 wird über die Druck-Einlaßöffnung 53 und die Druckleitung 77, die mit dem Ansaugstutzen 25 und dem Auslaßstutaen 28 in Verbindung steht, und zwar über das Schaltventil 76, mit Druck beaufschlagt. In Abhängigkeit von der Betätigung des Schaltventils wird die Verbindung zwischen der kreisrunden Aussparung 46 und dem Auslaßstutzen 28 unterbrochen und eine Verbindung zwischen der Aussparung 46"und dem Ansaugstutzen 25 hergestellt oder umgekehrt. Der an der Rückseite der Rolle 44*wirksame Druck ist also von dem hohen Auslaßdruck auf den niedrigen Ansaugdruck umschaltbar und umgekehrt. Die Betätigung des-Schaltventils kann über den Druckschalter erfolgen, dessen Funktion im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert wurde.

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Aufgrund des vorstehend erläuterten Aufbaus ist die Funktion des betrachteten Kompressors im wesentlichen identisch mit der Funktion des Kompressors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel ist jedoch die Bewegung des hinteren Auslaßventils 41 von der Bewegung dieses Ventils beim ersten Ausführungsbeispiel verschieden. Nachstehend soll erläutert werden, wie das Auslaßventil 41, welches fest mit der Rolle 44' verbunden ist, aus seiner Schließstellung in seine Offenstellung bewegt wird, und zwar anhand von Fig. 18.

Bei kontinuierlich laufendem Kompressor wird beim Umschalten des auf die hintere Stirnfläche der Rolle 44' wirkenden Druckes von dem hohen Auslaßdruck P, auf

den niedrigen Ansaugdruck P mit Hilfe des Umschaltventils 76 (Fig. 15 und 16) der Druck in der hinteren Auslaßkammer 20 auf dem Wert P, gehalten. An der Auslaßöffnung 37 und in der runden Bohrung 74 der Ventilplatte 4 herrscht der Druck P . Die Kraft, welche auf die hintere Stirnfläche der Rolle 44' wirkt, ist folglich P χ S₁, wobei S₁ = X /4 χ D₁ ². Andererseits

SI I I

gilt für die Kraft K an der Vorderseite der Rolle 44' die Gleichung: K=P χ S„ + P, χ A + F, wobei S₂ = JT /4 X D₂ ², wobei A = JT/4 χ (D₁ ² -D₂ ²) und wobei F = Federkraft der Feder 50 (Fig. 15 und 16). An der Rolle 44' ist folglich folgende Kraft wirksam: P₁ = (P_d - P_s) χ JT/4 (D₁ ² - D₂ ²) + F. Diese Kraft P₁ bewirkt, daß die Rolle 44' von der Ventilplatte 4 wegbewegt wird.

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Die Kraft P₂, die auf das Auslaßventil 41 wirkt, ist wie folgt definiert: P₂ = (P_d - P_g) χ 7Γ/4 χ D₃ ² x N, wobei D₃ = Durchmesser jeder der Auslaßöffnungen 37 und N = Anzahl der Zyliriderbohrungen, die dem Ansaugvorgang ausgesetzt sind. Für den Fall des betrachteten Ausführungsbeispiels mit fünf Zylinderbohrungen jeweils im vorderen und im hinteren Teil des Kompressors gilt N = 3. Die Kraft P„ bewirkt, daß das Auslaßventil 41 gegen die Ventilplatte gedrückt wird. Wenn also gilt: ^/4"(D₁ ² - D₂ ²)«» Jf/4xD₃ ² χ N dann kann die Kraft F der Feder 50 zum Bewegen des Auslaßventils 41 aus dessen Schließstellung in dessen Offenstellung extrem klein sein. Wenn ferner gilt:

₁ ² - D₂ ²) > jT/4*D₃ ² x N, dann kann die Federkraft F der Feder 50 Null sein. Dies bedeutet, daß das Auslaßventil 41 aus seiner Schließstellung in seine Offenstellung bewegt werden kann, ohne daß die Feder 50 vorhanden ist. Dabei ist zu beachten, daß der Faktor <Ji /4 *(D..² - D_²) dem Flächeninhalt des ringförmigen. Oberflächenbereichs der Rolle 44' entspricht, da dieser Oberflächenbereich als Druckaufnahmefläche bzw. Schulter dient an der P, angreift.

Die vorstehend erläuterten Prinzipien für die Stellbewegungen des Auslaßventils 41 sind auch bei einem Kurbelwellenkompressor anwendbar, wie er in Fig. 6 bis 9 a-ls drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.

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Anhand von Fig. 19 bis 21 wird nachstehend eine Verbesserung des hinteren Auslaßventils 41 eines Taumelscheibenkompressors gemäß der Erfindung näher erläutert. Wenn das Auslaßventil 41 aus seiner Schließstellung gemäß Fig. 19 in seine Offenstellung gemäß Fig. 20 bewegt wird, dann wird es durch den Druck des KältemitteIs,der an seiner Rückseite wirksam ist, von der Fängerglocke 43 weg in Richtung auf die Ventilplatte 4 bewegt. Das Auslaßventil 41 stützt sich also am äußersten Rand 45'a der Unterlegscheibe 45a ab. Der sich abstützende Bereich des Auslaßventils 41 muß also eine Biegespannung aufnehmen, welche die Lebensdauererwartung des Ventils 41 verringert. Wenn der äußere Rand der Unterlagscheibe 45a abgerundet wird, wie dies in Fig. 21 gezeigt ist, dann werden dagegen die Kräfte verhindert, so daß eine hohe Lebensdauererwartung des Auslaßventils 41 gewährleistet werden kann. Aus dem gleichen Grund sollte außerdem die Fängerglocke 4 3 im Bereich ihrer Plattfederteile 43b eine abgerundete Oberfläche 43b¹ aufweisen. Der Anfangspunkt jeder der abgerundeten Oberflächen 43b¹ sollte dabei im Abstand vom äußersten Rand der Unterlagsscheibe 45a liegen.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die Kompressoren gemäß der Erfindung als wirtschaftliche Kompressoren mit hoher Lebensdauererwartung für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen besonders geeignet sind.

Claims

HOEGER, STELLRECHT.:&'RART.NER^:~^: ·^:-

PATENTANWÄLTE OI4Z/JU

UHLANDSTRASSE 14 c ■ D 7000 STUTTGART 1

A 44 906 b Anmelder: Kabushiki Kaisha Toyoda k - 176 Jidoshokki ,Seisakusho

22. Oktober 1981 1, Toyoda-cho 2-chome,

Kariya-shi, Aichi-ken / Japan

Patentansprüche

Mehrzylinder-Kompressor für die Kältemittelkompression in einem Kühlkreislauf mit einer mehrere Zylinderkammern aufweisenden Zylinderblockanordnung,

mit Gehäuseeinrichtungen mit einer ersten und einer zweiten Auslaßkammer, denen das komprimierte Kältemittel aus den Zylinderkammern zuführbar ist, und mit mindestens einer Ansaugkammer, aus der das Kältemittel in die Zylinderkammern ansaugbar ist,

mit Ventilplatteneinrichtungen, die zwischen der Zylinderblockanordnung und den Gehäuseeinrichtungen angeordnet sind und Ansaugöffnungen aufweisen, über die eine Fluidverbindung zwischen der Ansaugkammer und den Zylinderkammern herstellbar ist sowie Auslaßöffnungen, über die eine Fluidverbindung zwischen den Zylinderkammerη und den Auslaßkammern herstellbar ist,

mit einem Ansaugstutzen oder dergleichen, über den eine Fluidverbindung zwischen dem Kühlkreislauf und der Ansaugkammer besteht, mit einem Auslaßstutzen oder dergleichen, über den eine Fluidverbindung zwischen dem Kühl-

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■"· ^: 3Ί422

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kreislauf und den Auslaßkammern besteht, mit für mindestens eine Auslaßöffnung vorgesehenen ersten Auslaßventileinrichtungen, über die die Fluidverbindung zwischen mindestens einer Zylinderkammer und der ersten Auslaßkammer sperrbar ist· und die durch das komprimierte Kältemittel aus der mindestens einen Zylinderkammer in ihre Offenstellung bewegbar sind,

und mit für mindestens eine Auslaßöffnung vorgesehenen zweiten Auslaßventileinrichtungen, über die Fluidverbindung zwischen mindestens einer Zylinderkammer und der zweiten Auslaßkammer sperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Auslaßventileinrichtungen (41) in eine Offenstellung bewegbar sind, in der sie die mindestens eine Auslaßöffnung (37) freigeben, über die eine Fluidverbindung zwischen der mindestens einen Zylinderkammer und der zweiten Auslaßkammer (20) herstellbar ist,

daß Vorspanneinrichtungen (50) vorgesehen sind, durch die die zweiten Auslaßventileinrichtungen (41) in ihre Offenstellung vorspannbar sind, daß Druckzuführeinrichtungen (53 bis 57) vorgesehen sind, über die die zweiten Auslaßventileinrichtungen (41) mit einem hohen Druck beaufschlagbar und aus .ihrer Offenstellung in ihre Schließstellung bewegbar sind oder.mit einem niedrigen Druck, so daß sie durch die.Vorspanneinrichtungen (50) aus ihrer. Schließstellung in ihre Offenstellung bewegbar sind und

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daß zusätzliche Ventileinrichtungen (33) vorgesehen sind, die zwischen der zweiten Auslaßkammer (20) und dem Auslaßstutzen (28) oder dergleichen angeordnet sind und die in Abhängigkeit von der Bewegung der zweiten Auslaßventileinrichtungen (41) aus deren Offenstellung in deren Schließstellung in ihre Offenstellung bewegbar sind.
2. Mehrzylinder-Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Verbindungskanal-

. anordnung (52) vorgesehen ist, über die eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Auslaßkammer (20) und der Saugseite des Kompressors herstellbar ist.
3. Mehrzylinder-Kompressor in Form eines Taumelscheibenkompressors nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseeinrichtungen mindestens ein hinteres Gehäuse (6) aufweisen, daß am hinteren Ende der Zylinderblockanordhung (1, 2) angeordnet ist, daß das hintere Gehäuse (6) in seinem mittleren Teil die zweite Auslaßkammer

(20) aufweist, daß die Ansaugkammer (22) in dem hinteren Gehäuse (6) als die Auslaßkammer (20) umgebende ringförmige Ansaugkammer (22) ausgebildet ist,.daß die Zylinderblockanordnung (1, 2) in ihrer Mitte mit einer Weilenbohrung für eine Antriebswelle- (9) versehen, ist, daß die Wellenbohrung eine Fluidverbindung zur Saugseite des Taumel Scheibenkompressors aufweist und daß bei in

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ihrer Offenstellung befindlichen zweiten Auslaßventileinrichtungen (41) eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Auslaßkammer (20) und der Wellenbohrung (24) vorgesehen ist.
4. Mehrzylinder-Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseeinrichtungen (6) eine erste Aussparung (46) aufweisen, die mit den Druckzuführeinri'chtungen (53 bis 57) in Verbindung steht,und daß die zweiten Auslaßventileinrichtungen ein Auslaßventilelement (41) und ein Rollenelement (44) aufweisen, an dessen vorderer Stirnfläche das Ventilelement (41) befestigt ist und dessen hintere Stirnfläche als Druckfläche dient und daß das Rollenelement (44) gleitverschieblich in die erste Aussparung (46) der Gehäuseeinrich'tungen (6) derart eingepasst ist, daß das Auslaßventilelement (41) zwischen seiner Offenstellung und seiner Schließstellung hin- und herbewegbar ist.
5. Mehrzylinder-Kompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseeinrichtungen (6, •67) eine zweite Aussparung (66) aufweisen, die angrenzend an die erste Aussparung (46) angeordnet ist und mit dieser in Verbindung steht, daß die zweite Aussparung (66.) weiterhin einerseits mit den Druckzuführeinrichtungen (54 bis 57) und andererseits mit der zweiten Auslaßkammer (20) • über Entlastungsbohrungen (69) in Verbindung steht und daß in der zweiten Aussparung (66) ein

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Rückschlagventil (70) angeordnet ist, welches einen Kältemittelstrom aus der zweiten Auslaßkammer (20) über die Entlastungsbohrungen (69) in die zweite Aussparung (66) ermöglicht, jedoch einen Kältemittelstrom aus der zweiten Aussparung (66) in die zweite Auslaßkammer (20) sperrt.
6. Mehrzylinder-Kompressor nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen ein Federelement (50) umfassen, welches in der Zylinderblockanordnung (1, 2) sitzt und sich mit einem Ende an dem Auslaßventilelement (41) der zweiten Auslaßventileinrichtungen abstützt •und daß mit Hilfe des Federelements (50) eine der Wirkung, des niedrigen Saugdrucks überlegene Federkraft erzeugbar ist.
7. Mehrzylinder-Kompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatteneinrichtungen (4) mit einem Durchlaß versehen sind, über den bei in ihrer Offenstellung befindlichen zweiten Auslaßventileinrichtungen (1) eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Auslaßkammer (20) und der Saugseite des Kompressors herstellbar ist und daß die Querschnittsfläche des Durchlasses der Ventilplatteneinrichtungen (4) kleiner gewählt ist als die Druckfläche am hinteren Ende des Rollenelements .(44¹), daß das Rollenelement (44¹) mit einem Druckaufnahmebereich versehen ist, welcher derart mit einem Druck beaufschlagbar ist, daß das Rollenelement (44*) von den Ventilplatteneinrichtungen (4)

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wegbewegbar ist und daß der Druckaufnahmebereich (Schulter) eine Oberfläche besitzt, die der Differenz .der •Flächen entspricht, die als Druckfläche am hinteren Ende des Rollenelements (44¹) bzw. als Querschnittsfläche des Durchlasses der Ventilplatteneinrichtungen (4) vorgesehen sind. (Fig. 18).
8. Mehrzylinder-Kompressor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Druckaufnahmebereichs des Rollenelements den Wert S. hat, daß die Querschnittsfläche des Durchlasses in den Ventilplatteneinrichtungen (4) den Wert S_ hat, daß die Querschnittsfläche jeder der Auslaßöffnungen (37) den Wert S₃ hat, daß die Anzahl der Zylinderkammern, in denen der Saugvorgang wirksam wird, N ist und daß für die Druckfläche des den Druck aufnehmenden Teils folgende Beziehung gilt: . S₁-S₂ £ S₃ χ N. (Fig. 18).

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