DE4343447A1 - Taumelscheiben-Kühlmittelkompressor veränderlicher Leistung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Taumelschei­ benkompressor veränderlicher Leistung mit mehreren Kolben, bei dem das Volumen eines komprimierten Kühlgases, das in eine Aus­ stoßkammer ausgestoßen wird, durch Änderung des Neigungswinkels einer Hubscheibe oder Taumelplatte, die sich in einer Kurbel­ kammer oder Taumelscheibenkammer um die Drehachse einer An­ triebswelle dreht, mittels einstellbarer Änderung des Druckes in der Taumelscheibenkammer verändert wird. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer mechanischen Verbesserung einer internen Leistungssteuerung bzw. -regelung eines Taumelschei­ benkompressors veränderlicher Leistung, der für den Einsatz in einer Kühl- oder Klimaanlage eines Automobils geeignet ist.

Die US-Patentschrift 3,861,829 (Robert et al.) offenbart einen typischen Taumelscheibenkompressor veränderlicher Leistung, der für den Einbau in einer Klimaanlage eines Automobils geeignet ist. Der in der US-Patentschrift 3,861,829 offenbarte Kompres­ sor weist eine Taumelscheibenkammer auf, in der sich ein Tau­ melscheibenmechanismus für den Antrieb einer Hin- und Herbewe­ gung mehrerer Kompressorkolben mit einer Antriebswelle um die Drehachse der Antriebswelle dreht. Die Kompressorkolben, die sich in ihren jeweiligen Kompressionskammern hin- und herbewe­ gen, komprimieren ein Kühlgas, das aus einer Ansaugkammer in die Kompressionskammern eingesaugt wird, und stoßen das komprimierte Gas aus den Kompressionskammern in eine Ausstoßkammer aus. Das Ausstoßvolumen des Kompressors wird verändert, indem der Neigungswinkel der Taumelplatte in bezug auf eine Ebene, die zu der Drehachse der Antriebswelle senk­ recht steht, einstellbar geändert wird, um dadurch den Kolben­ hub der Kompressorkolben zu ändern. Der Neigungswinkel der Tau­ melplatte wird durch Steuerung des Druckes, der auf die Rück­ seiten der jeweiligen Kolben wirkt, im Verhältnis zu dem Druck in der Ansaugkammer einstellbar geändert. Die Steuerung der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Taumelscheibenkammer, der durchgeblasenes Gas aus den Kompressionskammern zugeführt wird, und dem Druck in der Ansaugkammer wird durch Entfernen des durchgeblasenen Gases aus der Taumelscheibenkammer in die Ansauggasleitung des Kompressors in Reaktion auf einen Nachweis der erwähnten Druckdifferenz erreicht.

Jedoch werden infolge der in jüngster Zeit entstandenen Nach­ frage nach einem Kühlmittelkompressor von geringem Gewicht der Zylinderblock und die Kolben eines Taumelscheiben-Kühlmit­ telkompressors für das Kühlsystem eines Automobils aus einer Aluminiumlegierung gefertigt. Außerdem wird die Abdichtung zwi­ schen den Kolben und den Wänden der Zylinderbohrungen des Zy­ linderblocks üblicherweise durch Kolbenringe in der Form naht­ loser Ringe, die aus synthetischem Material, wie z. B. Polyte­ trafluorethylen, gefertigt sind, erreicht. Die Dichtungseigen­ schaft des Polytetrafluorethylens ist jedoch im allgemeinen un­ beständig, und deshalb verschlechtern sich die Kunststoff-Kol­ benringe mit der Zeit. Daher neigt während einer langen Be­ triebsdauer des Kompressors die Menge des durchgeblasenen Ga­ ses, das aus den Zylinderbohrungen in die Taumelscheibenkammer fließt, dazu, wegen der Verschlechterung der Dichtungseigen­ schaft der Kunststoff-Kolbenringe allmählich anzusteigen.

Um den oben erwähnten Mangel, der beim konventionellen Taumel­ scheiben-Kühlmittelkompressor von geringem Gewicht auftritt, zu beheben, offenbart die japanische Patent-Offenlegungsschrift (Kokai) 1-142277 einen verbesserten Kühlmittelkompressor verän­ derlicher Leistung mit mehreren Kolben, der einen Zylinderblock mit mehreren Zylinderbohrungen, eine Ansaugkammer für das Kühl­ gas vor der Kompression, eine Ausstoßkammer für komprimiertes Kühlgas, ein Kurbelgehäuse oder Taumelscheibengehäuse mit einer Kurbelkammer oder Taumelscheibenkammer zur Aufnahme eines dreh­ baren Taumelscheibenmechanismus, der sich hin- und herbewegende Kolben in den Zylinderbohrungen antreibt, und eine Leistungs­ steuerung mit einer Zuführeinrichtung für die stetige Zuführung einer konstanten Menge von unter hohem Druck stehendem Gas zur Taumelscheibenkammer, wodurch der Druck in der Taumelscheiben­ kammer genau gesteuert wird, aufweist. Die Leistungssteuerung des Kompressors der japanischen Patent-Offenlegungsschrift (Kokai) 1-142277 weist nämlich ein durchgehendes Loch auf, das im Zylinderblock gebildet ist, um als Engstelle oder Drossel, die in einem Verbindungsdurchlaß, der von der Ausstoßkammer zur Taumelscheibenkammer verläuft, angeordnet ist, zu dienen. Im einzelnen ist der Verbindungsdurchlaß als gestuftes Durchgangs­ loch ausgebildet, das den Zylinderblock durchsetzt und einen Bohrungsteil mit grob Durchmesser sowie einen Bohrungsteil mit kleinem Durchmesser aufweist. Der Teil des Durchgangslochs mit kleinem Durchmesser oder ein Kapillarrohr, das in den Teil mit kleinem Durchmesser eingepaßt wird, wird zur Bildung der Drossel verwendet.

Jedoch bleibt bei der Ausführung des gestuften Durchgangslochs durch Bohren oft ein gewisses Maß eines Bohrgrates zurück, der nur sehr schwer entfernt werden kann. Da die Ausführung des Durchgangsloches mit einem Durchmesser von höchstens 0,3 bis 0,5 mm in dem Zylinderblock aus einer Aluminiumlegierung die Verwendung eines Bohrers mit kleinem Durchmesser verlangt, bleibt darüber hinaus ein Bohrspan aus Aluminiumlegierung in Form einer Spirale an der Schneidkante des Bohrers hängen. Als Folge davon wird die Genauigkeit beim Bohren eines Durchgangs­ loches von kleinem Durchmesser ebenso wie die Produktionsrate verringert.

Es ist noch ein weiterer Vorschlag für die Verbesserung der Leistungssteuerung eines Taumelscheiben-Kühlmittelkompressors veränderlicher Leistung bekannt, bei dem ein Zapfen, der eine Öffnung aufweist, so angeordnet ist, daß er von einer Ventil­ platte in Richtung auf eine Ausstoßkammer hervorsteht, um eine Engstelle oder Drossel in einem Verbindungsdurchlaß zwischen der Taumelscheibenkammer und der Ausstoßkammer zu bilden. Je­ doch ruft die Anordnung des Zapfens, der in Richtung der Aus­ stoßkammer hervorsteht, den folgenden Mangel hervor: Da der Fluß des komprimierten Kühlgases, das von der Ausstoßkammer aus durch den Hauptkühlkreis fließt, größer ist als der Fluß des Gases, das aus der Ausstoßkammer in die Taumelscheibenkammer durch die Öffnung des Zapfens fließt, wird ein Schmiermittel, das im Kühlgas fein verteilt ist, von dem komprimierten Kühl­ gas, das durch den Hauptkühlkreis strömt, fortgetragen, und als Folge davon kann der Taumelscheibenkammer keine ausreichende Schmiermittelmenge durch die Öffnung des Zapfens zugeführt wer­ den. Als Folge davon kann es vorkommen, daß die sich drehenden Teile des sich drehenden Taumelscheibenmechanismus in der Tau­ melscheibenkammer wegen eines Mangels an Schmiermittel nicht ausreichend geschmiert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Taumelscheiben-Kühlmittelkompressor veränderlicher Lei­ stung zu schaffen, der eine verbesserte Leistungssteuerung bzw. -regelung aufweist. Diese verbesserte Leistungssteuerung bzw. -regelung (im folgenden kurz Leistungssteuerung genannt) weist einen Gaszuführdurchlaß auf, der dazu in der Lage ist, einer Taumelscheibenkammer eine konstante Menge von unter hohem Druck stehendem Gas während der gesamten Lebensdauer des Kompressors zuzuführen, ohne jegliche Schwierigkeit bei der Herstellung des Zuführdurchlasses hervorzurufen und ohne die Schmierung der beweglichen Elemente in der Taumelscheibenkammer zu verringern.

Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbes­ serte Leistungssteuerung zu entwickeln, die sogar bei einem Taumelscheiben-Kühlmittelkompressor veränderlicher Leistung von geringem Gewicht, der aus Nicht-Eisen-Material, wie z. B. einer Aluminiumlegierung, hergestellt ist, eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Taumelscheiben- Kühlmittelkompressor veränderlicher Leistung nach Anspruch 1 gelöst.

Ein erfindungsgemäßer Taumelscheiben-Kühlmittelkompressor ver­ änderlicher Leistung umfaßt:

• - einen axialen Zylinderblock mit einer Vorder- und einer Rückseite und mehreren parallelen Zylinderbohrungen, die um eine mittige Achse des Zylinderblocks herum angeordnet sind;
• - ein vorderes Gehäuse, das luftdicht an der Vorderseite des Zylinderblocks angebracht ist und darin eine Taumel­ scheibenkammer bildet;
• - ein hinteres Gehäuse, das luftdicht über eine Ventilplat­ te an der Rückseite des Zylinderblocks angebracht ist und darin eine Ansaugkammer für ein Kühlgas vor der Kompres­ sion und eine Ausstoßkammer für ein komprimiertes Kühlgas bildet;
• - eine Ausstoßventilanordnung, die zwischen der Rückseite des Zylinderblocks und dem hinteren Gehäuse angeordnet ist, wobei die Ausstoßventilanordnung die Ventilplatte, ein Ausstoßventilelement, das die Ventilplatte berührend angeordnet ist, sowie ein Ventilrückhalteelement, das in der Ausstoßkammer das Ausstoßventilelement tragend ange­ ordnet ist, umfaßt;
• - eine axiale Antriebswelle, die in dem vorderen Gehäuse und im Zylinderblock drehbar gelagert ist und deren Dreh­ achse sich durch die Taumelscheibenkammer erstreckt;
• - eine Taumelscheibenanordnung, welche in der Taumelschei­ benkammer drehbar angeordnet ist und sich mit der An­ triebswelle dreht, wobei die Taumelscheibenanordnung der­ art schwenkbar von der Antriebswelle gehalten wird, daß der Neigungswinkel der Taumelscheibenanordnung in bezug auf eine zur Drehachse der Antriebswelle senkrecht ste­ hende Ebene verändert werden kann;
• - mehrere hin- und herbewegliche Kolben, die in einer Wirk­ verbindung mit der Taumelplatte stehen und sich in den Zylinderbohrungen infolge einer Nutationsbewegung der Taumelplatte hin- und herbewegen; und
• - eine Leistungssteuerung, die eine Steuer- bzw. Regelven­ tileinheit umfaßt, die die Druckdifferenz zwischen dem Druck, der in der Taumelscheibenkammer herrscht, und dem Druck, der in der Ansaugkammer herrscht, steuert bzw. re­ gelt, um den Neigungswinkel der Taumelplatte einstellbar zu ändern, so daß dadurch das Volumen an komprimiertem Kühlgas, das der Kompressor ausstößt, verändert wird. Darüber hinaus umfaßt die Leistungssteuerung:
  • - einen Fluidzuführdurchlaß, der so angeordnet ist, daß er einen Teil des Zylinderblocks durchsetzt, um dadurch eine beständige Verbindung für ein Fluid zwi­ schen der Ausstoßkammer und der Taumelscheibenkammer herzustellen, und
  • - eine Strömungsdrossel, die in der Ausstoßventilan­ ordnung so angeordnet ist, daß sie in direkter Ver­ bindung mit dem Fluidzuführdurchlaß steht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen­ stand abhängiger Ansprüche.

So wird vorzugsweise die Strömungsdrossel von einem Durchgangs­ loch gebildet, das einen Durchmesser aufweist, der deutlich kleiner ist als der Durchmesser des Fluidzuführdurchlasses. Das Durchgangsloch kann in zumindest einem der folgenden Bauteile gebildet sein: in der Ventilplatte oder in der aus dem Ausstoß­ ventilelement und dem Ventilrückhalteelement bestehenden Anord­ nung.

Der im Zylinderblock gebildete Fluidzuführdurchlaß kann ein einfaches Durchgangsloch sein, das einen großen Durchmesser aufweist und mit einem Bohrwerkzeug leicht gebohrt werden kann, ohne einen Bohrgrat um das Durchgangsloch herum zu erzeugen.

Da das Ausstoßventilelement bzw. das Ventilrückhalteelement der Ausstoßventilanordnung aus einer dünnen Platte gefertigt sind, kann darüber hinaus auch das die Drossel bildende Durchgangs­ loch, das in der Ausstoßventilanordnung angebracht wird, leicht unter Verwendung eines Bohrwerkzeuges ausgeführt werden. Außer­ dem können Teilchen von Schmieröl, das an der Ausstoßventilan­ ordnung innerhalb der Ausstoßkammer anhaftet, durch den Fluid­ zuführdurchlaß, der einen großen Durchmesser aufweist, leicht zur Taumelscheibenkammer strömen. Auf diese Weise können die beweglichen Bauteile in der Taumelscheibenkammer mit einer aus­ reichenden Menge von Schmieröl versorgt werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachste­ hend anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Taumelscheiben- Kühlmittelkompressor veränderlicher Leistung, der ei­ ne interne Leistungssteuerung gemäß einer ersten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Taumelscheiben- Kühlmittelkompressor veränderlicher Leistung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf eine Ven­ tilplatte, die dazu geeignet ist, in einen Taumel­ scheiben-Kühlmittelkompressor veränderlicher Leistung eingepaßt zu werden, wobei ein in der Ventilplatte angebrachtes und eine Drossel bildendes Loch darge­ stellt ist;

Fig. 4 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf eine weite­ re Ventilplatte, wobei ein eine Drossel bildendes Loch, das in der Ventilplatte an einer Stelle, die von der Stelle des eine Drossel bildenden Loches der Fig. 3 verschieden ist, angebracht ist, dargestellt wird; und

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf eine weite­ re Ventilplatte, wobei ein eine Drossel bildendes Loch, das in der Ventilplatte an einer Stelle, die von der Stelle des eine Drossel bildenden Loches der Fig. 3 bzw. der Fig. 4 verschieden ist, angebracht ist, dargestellt wird.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen Taumelscheiben-Kühlmit­ telkompressor veränderlicher Leistung, der einen Zylinderblock 1 aufweist, welcher einen Teil eines äußeren Gehäuses des Kom­ pressors bildet und mehrere sich in axialer Richtung er­ streckende Zylinderbohrungen 12 aufweist, die um eine mittige Achse des Zylinderblocks herum angeordnet sind. Darüber hinaus weist der Kompressor ein vorderes Gehäuse 2, das luftdichtend an der Vorderseite des Zylinderblocks 1 angebracht ist, und ein hinteres Gehäuse 3, das luftdichtend an der Rückseite des Zy­ linderblocks 1 angebracht ist, auf. Das vordere Gehäuse 2 weist eine Kurbelkammer oder Taumelscheibenkammer 2a auf, die darin gebildet ist und sich vor der Vorderseite des Zylinderblocks 1 erstreckt. Das hintere Gehäuse 3 weist eine äußere Ansaugkammer 3a zur Aufnahme eines Kühlgases vor der Kompression und eine innere Ausstoßkammer 3b zur Aufnahme einem Kühlgases nach der Kompression auf, die beide darin gebildet sind. Die Ansaugkam­ mer 3a und die Ausstoßkammer 3b sind fluiddicht voneinander ge­ trennt. Eine Ventilplatte 4 ist zwischen der Rückseite des Zy­ linderblocks 1 und der offenen Seite des hinteren Gehäuses 3 angeordnet und weist eine innere Oberfläche, an der ein Ansaug­ ventilelement 23 in Form einer biegsamen Scheibe angebracht ist, und eine äußere Oberfläche, an der ein weiter unten be­ schriebenes Ausstoßventilelement 22a angebracht ist, auf.

Eine axiale Antriebswelle 10 ist im Zylinderblock 1 und im vor­ deren Gehäuse 2 mittels Drehlager drehbar gelagert. Die Dreh­ achse der Antriebswelle 10 erstreckt sich in axialer Richtung in die Taumelscheibenkammer 2a. Das vordere Ende der Antriebs­ welle 10 ragt über die vorderste Stirnfläche des vorderen Ge­ häuses 2 hinaus, um eine Antriebskraft von einer externen An­ triebsquelle, wie z. B. einem Automobilmotor, aufzunehmen.

Die Antriebswelle 10 weist ein Antriebsteil 5 auf, der auf der Antriebswelle 10 an einer Stelle nahe einer inneren Stirnfläche des vorderen Gehäuses 2 angebracht ist und in axialer Richtung von einem Drucklager, das auf der inneren Stirnfläche des vor­ deren Gehäuses 2 aufsitzt, gehalten wird. Das Antriebsteil 5 weist einen Stützarm 6 auf, der nach hinten herausragt und ein Langloch 6a aufweist. Ein Gleitzapfen 7 ist beweglich in das Langloch 6a des Stützarms 6 eingepaßt. Der Gleitzapfen 7 ist schwenkbar mit einer drehbaren Hubscheibe oder Taumelplatte 8 verbunden, die so angeordnet ist, das sie sich gemeinsam mit dem Antriebsteil 5 und der Antriebswelle 10 um die Achse der Antriebswelle 10 drehen kann. Die Taumelplatte 8 kann sich au­ ßerdem so bewegen, daß ihr Neigungswinkel in bezug auf eine auf der Drehachse der Antriebswelle 10 senkrecht stehende Ebene ge­ ändert wird.

Eine zylindrische Manschette 9 ist verschieblich auf der An­ triebswelle 10 an einer Stelle angebracht, die nahe einer inne­ ren Stirnfläche des Antriebsteils 5 innerhalb der Taumelschei­ benkammer 2a liegt. Die Manschette 9 weist ein Paar seitlicher Schwenkzapfen 9a (von denen einer in Fig. 1 dargestellt ist) auf, die seitlich von der Manschette 9 in die Taumelscheiben­ kammer 2a hinein abstehen. Die Schwenkzapfen 9a tragen die Tau­ melplatte 8 schwenkbar, so daß sich die Taumelplatte 8 um die Zapfen 9a drehen kann, wenn sich der Neigungswinkel der Taumel­ platte 8 ändert. Die Taumelplatte 8 trägt eine Taumelscheibe 11 mittels Gleit- und Drucklager und erlaubt es der Taumelscheibe 11, ihren Neigungswinkel gemeinsam mit der Taumelplatte 8 zu ändern. Die Taumelscheibe 11 dreht sich jedoch nicht um die Drehachse der Antriebswelle 10. Die Taumelscheibe 11 weist ei­ nen Gleitführungsteil 11a an einem Abschnitt ihres äußeren Um­ fanges auf. In diesen Gleitführungsteil 11a greift ein langer Bolzen 16 ein, der sich in axialer Richtung durch die Taumelscheibenkammer 2a erstreckt. So wird die Taumelscheibe 11 an der Drehung gehindert und führt als Folge davon gemeinsam mit der Taumelplatte 8 eine Nutationsbewegung um die Antriebswelle 10 aus.

Die Taumelscheibe 11 steht mit mehreren Kolben 13 über entspre­ chende Verbindungsstangen 14 in Wirkverbindung. Dadurch führen die Kolben 13 in den axialen Zylinderbohrungen 12 als Folge der Nutationsbewegung der Taumelplatte 8 und der Taumelscheibe 11 eine Hin- und Herbewegung aus. So wird die Drehung der An­ triebswelle 10 in die Nutationsbewegung der Taumelplatte 8 und der Taumelscheibe 11 gewandelt und schließlich die Hin- und Herbewegung der Kolben 13 durch die Nutationsbewegung der Tau­ melscheibe 11 verursacht. Die Hin- und Herbewegung der Kolben 13 in den Zylinderbohrungen 12 verursacht sowohl ein Ansaugen des Kühlgases aus der Ansaugkammer 3a in die jeweiligen Zylin­ derbohrungen 12 als auch eine Kompression des Kühlgases inner­ halb der Zylinderbohrungen 12. Das komprimierte Kühlgas wird aus den Zylinderbohrungen 12 von den Kolben 13 in die Ausstoß­ kammer 3b ausgestoßen, während sich die Kolben 13 in Richtung auf ihren oberen Totpunkt innerhalb der Zylinderbohrungen 12 bewegen.

In diesem Stadium ändert sich der Neigungswinkel der Taumel­ platte 8 und der Taumelscheibe 11 infolge einer Druckdifferenz zwischen dem Druck, der in der Taumelscheibenkammer 2a herrscht, und dem Druck, der in der Ansaugkammer 3a herrscht. Die Änderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 11 verur­ sacht eine Änderung des Kolbenhubes der jeweiligen Kolben 13 und, als Folge davon, eine Änderung des Volumens komprimierten Kühlgases, das aus der jeweiligen Zylinderbohrung 12 ausgesto­ ßen wird. Dadurch ändert sich wiederum die Menge komprimierten Kühlgases, die vom Kompressor dem äußeren Kühlkreis zugeführt wird. Die Steuerung bzw. Regelung des Volumens komprimierten Kühlgases, das ausgestoßen wird, wird erreicht, indem der Nei­ gungswinkel der Taumelplatte 8 und der Taumelscheibe 11 durch Steuerung bzw. Regelung der oben erwähnten Druckdifferenz ein­ stellbar geändert wird. Die Druckdifferenz wird gesteuert bzw. geregelt, indem die Höhe des Druckes in der Taumelscheiben­ kammer 2a mit Hilfe der Steuerventileinheit 30 in Reaktion auf eine Änderung der Kühllast, die dem Kompressor aufgegeben wird, einstellbar geändert wird.

Für die Steuerung bzw. Regelung der Höhe des Druckes in der Taumelscheibenkammer 2a ist ein axialer Fluiddurchlaß 20 vorge­ sehen, der so ausgebildet ist, daß er sich durch den Zylinder­ block 1, die Ventilplatte 4 und das hintere Gehäuse 3 er­ streckt, so daß dadurch eine Verbindung für ein Fluid zwischen der Ansaugkammer 3a und der Taumelscheibenkammer 2a erhalten wird. Ein Ende des axialen Fluiddurchlasses 20 ist mit einer Ventilkammer 31 verbunden, die im hinteren Gehäuse 3 mit der­ selben Achse wie der Fluiddurchlaß 20 und in dessen gedachter Verlängerung gebildet ist. Die Ventilkammer 31 mündet auf die Außenseite des hinteren Gehäuses 3 und nimmt einen Balg 32 auf, dessen äußeres Ende mit einem Trägerring 33 verbunden ist, wel­ cher fest in den Eingangsbereich der Ventilkammer 31 eingepaßt ist.

Der Balg 32 ist mit einer vorderen Dichtungsplatte 34 verbun­ den, an der ein in axialer Richtung beweglicher, kugelförmiger Ventilkörper 36, der eine Ventilstange aufweist, befestigt ist, um eine Ventilöffnung 35, die an der Nahtstelle des axialen Fluiddurchlasses 20 und der Ventilkammer 31 ausgebildet ist, zu öffnen oder zu schliefen. Eine Steuer- bzw. Regelungsfeder 38 ist im Balg 32 zwischen der vorderen Dichtungsplatte 34 und ei­ nem Federsitz 37, der in eine Gewindebohrung des Trägerrings 33 eingeschraubt ist, angeordnet. Die Steuer- bzw. Regelungsfeder 38 übt eine Rückstellkraft auf die vordere Dichtungsplatte 34 aus und drängt dadurch den kugelförmigen Ventilkörper 36 be­ ständig in Richtung auf eine Schließstellung der Ventilöffnung 35. Der Federsitz 37 weist ein Durchgangsloch auf, das die In­ nenkammer 39 des Balgs 32 mit der Außenatmosphäre verbindet. Ein ringförmiger Teil der Ventilkammer 31, der den Balg 32 um­ gibt, ist mit der Ansaugkammer 3a über einen Fluiddurchlaß 20a, der dazwischen angeordnet ist, verbunden und dient als eine druckempfindliche Kammer, die einen Saugdruck auf den Balg 32 ausübt, welcher der Rückstellkraft der Feder 38 und dem At­ mosphärendruck entgegenwirkt.

Wie sich aus den voranstehenden Ausführungen ergibt, umfaßt die Steuerventileinheit 30 den Balg 32, den Trägerring 33, die vor­ dere Dichtungsplatte 34, den kugelförmigen Ventilkörper 36, den Federsitz 37 und die Vorspannfeder 38.

Wenn der Kompressor durch eine externe Antriebskraft von z. B. einem Automobilmotor über eine nicht dargestellte Magnetkupp­ lung angetrieben wird, wirkt der Druck, der in dem ringförmigen Teil der Ventilkammer 31, d. h. in der druckempfindlichen Kam­ mer, die mit der Ansaugkammer 3a über den Fluiddurchlaß 20a verbunden ist, herrscht, von außen auf dem Balg 32 gegen die Rückstellkraft der Vorspannfeder 38 und gegen den Atmosphären­ druck, der von innen auf den Balg 32 wirkt. Dieser Druck steu­ ert den Öffnungsgrad der Ventilöffnung 35 des Fluiddurchlasses 20 durch die Bewegung des kugelförmigen Ventilkörpers 36 im Zu­ sammenwirken mit der Zuführung eines unter hohem Druck stehen­ den Gases (des komprimierten Kühlgases) zur Taumelscheiben­ kammer 2a über einen weiter unten beschriebenen Fluidzuführ­ durchlaß 21 im Zylinderblock 1. So ändert sich während des Be­ triebes die Höhe des Druckes-, der in der Taumelscheibenkammer 2a herrscht, gemäß einer Änderung der Kühllast, die dem Kom­ pressor aufgegeben wird. Die Änderung der Höhe des Druckes in der Taumelscheibenkammer 2a verursacht eine Änderung des Nei­ gungswinkels der Taumelplatte 8 und der Taumelscheibe 11 und verändert schließlich den Hub der Kolben 13, um so das Ausstoßvolumen des Taumelscheibenkompressors veränderlicher Leistung einstellbar zu verändern.

Der Fluidzuführdurchlaß 21 für die Zuführung eines unter hohem Druck stehenden Gases aus der Ausstoßkammer 3b zur Taumelschei­ benkammer 2a ist im Zylinderblock 1 in der Form eines Durch­ gangsloches, das den Zylinderblock 1 in axialer Richtung durch­ setzt und einen beträchtlich großen Durchmesser aufweist, aus­ gebildet. Der Fluidzuführdurchlaß 21 ist nämlich so angeordnet, daß eine beständige Fluidverbindung zwischen der Ausstoßkammer 3b und der Taumelscheibenkammer 2a hergestellt wird. Die Lage des Fluidzuführdurchlasses 21 ist so gewählt, daß das eine Ende des Fluidzuführdurchlasses 21 in die Taumelscheibenkammer 2a und das andere Ende in die Ausstoßkammer 3b mündet. In der Aus­ stoßkammer 3b ist eine Ausstoßventilanordnung 22, welche das Ausstoßventilelement 22a in Form eines elastischen Blattfeder­ ventils und das Ventilrückhalteelement 22b umfaßt, fest an der hinteren Stirnfläche der Ventilplatte 4 angeordnet.

Bei der Anordnung der Fig. 1 umfaßt der Fluidzuführdurchlaß 21 einen Durchlaßteil, der die Ventilplatte 4, das Ausstoßventil­ element 22a und das Ventilrückhalteelement 22b konzentrisch durchsetzt. Jedoch weist der Fluidzuführdurchlaß 21 in seinem Inneren eine Engstelle 21a auf, die in der Ventilplatte 4 aus­ gebildet ist und so zwischen einem im Zylinderblock 1 gebilde­ ten Teil des Fluidzuführdurchlasses 21 und einem in dem Ventil­ anordnung gebildeten Teil 21b des Fluidzuführdurchlasses 21 angeordnet ist. Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, weist die Engstelle 21a in der Ventilplatte 4 einen vorher festgelegten kleinen Durchmesser auf und dient als Drossel für den Fluidstrom, die in der Lage ist, den Druck bzw. den Fluß des Gases, das durch den Fluidzuführdurchlaß 21 strömt, auf einer geforderten, konstanten Höhe einzustellen. Die Höhe des Druckes des unter Druck stehenden Gases (des komprimierten Kühlgases) wird nämlich durch die Engstelle 21a auf eine geeignete Höhe verringert, bevor das Gas über den Fluidzuführdurchlaß 21 in die Taumelscheibenkammer 2a strömt, und auch der Fluß des unter hohem Druck stehenden Gases wird durch die Engstelle 21a bei einer konstanten Geschwindigkeit eingestellt. So kann die Menge des unter hohem Druck stehenden Gases, die in die Taumelscheibenkammer 2a einströmt, konstant gehalten werden. Das unter hohem Druck stehende Gas, das in die Taumelscheibenkammer 2a einströmt, ändert die Höhe des Druckes innerhalb der Taumelscheibenkammer 2a in Verbindung mit einer Entnahme von Gas aus der Taumelscheibenkammer 2a über den von der Steuer- bzw. Regelventileinheit 30 gesteuerten Fluiddurchlaß 20. Auf diese Weise kann die Steuerung bzw. Regelung des Ausstoßvolumens des Kompressors aufgrund der Änderung des Neigungswinkels der Taumelplatte 8 und der Taumelscheibe 11 erreicht werden.

An dieser Stelle ist es wichtig, zu bemerken, daß die Ausfüh­ rung der Engstelle 21a mit kleinem Durchmesser sehr einfach ist, da die Engstelle 21a des Fluidzuführdurchlasses, der die Ausstoßkammer 3b und die Taumelscheibenkammer 2a miteinander verbindet, in der dünnen Ventilplatte 4 angebracht wird. Außer­ dem kann der im Zylinderblock 1 gebildete lange Fluidzuführ­ durchlaß 21 als gerades oder lineares Durchgangsloch mit be­ trächtlich großem Durchmesser ausgeführt und mit gewöhnlichem Bohrwerkzeug gebohrt werden. Als Folge davon kann die Ausfüh­ rung des Fluidzuführdurchlasses 21 sehr einfach sein. Darüber hinaus wird während der Ausführung des Fluidzuführdurchlasses 21 kein Schneidegrat erzeugt. Selbst wenn ein geringes Maß ei­ nes Schneidegrats an den einander gegenüberliegenden Enden des Fluidzuführdurchlasses 21 auftreten sollte, kann dieser Grat auf einfache Weise mit Hilfe des Bohrwerkzeuges entfernt werden.

Als Folge der obenerwähnten Anordnung des Fluidzuführ­ durchlasses 21 mit der Engstelle 21a kann das unter hohem Druck stehende Gas leicht in den Fluidzuführdurchlaß 21 einströmen, und Teilchen des Schmieröls, das an der Ausstoßven­ tilanordnung 22 anhaftet, werden zwangsweise von dem Strom des unter hohem Druck stehenden Gases aus der Ausstoßkammer 3b zur Taumelscheibenkammer 2a getragen. Dadurch kann das Innere der Taumelscheibenkammer 2a beständig mit einer ausreichenden Menge Schmieröls versorgt werden.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung, bei der die Engstelle 21a des Fluidzuführdurchlasses 21 in dem Ausstoßventilelement 22a und dem Ventilrückhalte­ element 22b gebildet ist. Im übrigen stimmt die Konstruktion des Kompressors der Fig. 2 mit der der oben beschriebenen Aus­ führungsform der Fig. 1 und 3 überein.

Natürlich ist die Lage des Fluidzuführdurchlasses 21 nicht auf die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen be­ schränkt. Z.B. kann sich der Fluidzuführdurchlaß 21 so er­ strecken, daß er nur die Ventilplatte 4, nicht aber die Aus­ stoßventilanordnung 22 durchsetzt.

Fig. 4 zeigt eine andere Anordnung der Engstelle 21a. In die­ sem Fall ist die Engstelle 21a, die eine gemeinsame Achse mit dem Fluidzuführdurchlaß 21 (21b) aufweist, an einer Stelle im Bereich eines ringförmigen Trägerteils des Ausstoßventil­ elements 22a angeordnet. Die Funktionsweise der Engstelle 21a kann natürlich derjenigen der Engstelle 21a in Fig. 3 gleich sein.

Bei der Ausführungsform der Fig. 5 ist die Engstelle 21a, die eine gemeinsame Achse mit dem Fluidzuführdurchlaß 21 aufweist, in einem Bereich der Ventilplatte 4 außerhalb des Bereiches der Ausstoßventilanordnung 22 angeordnet.

Wie aus der voranstehenden Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung deutlich wurde, weist der Taumel­ scheiben-Kühlmittelkompressor veränderlicher Leistung eine me­ chanisch verbesserte Leistungssteuerung bzw. -regelung auf, die in der Lage ist, die Taumelscheibenkammer stabil und beständig mit unter hohem Druck stehendem Gas zu versorgen, um dadurch die Höhe des Druckes in der Taumelscheibenkammer in Verbindung mit einem Steuer- bzw. Regelventil, das die Entnahme von Gas aus der Taumelscheibenkammer in die Ansaugkammer in Abhängig­ keit von einer Änderung der Kühllast, die dem Kompressor aufge­ geben wird, steuert, genau zu steuern bzw. zu regeln. Darüber hinaus kann der Zuführdurchlaß für unter hohem Druck stehendem Gas mit einer Engstelle versehen werden, die in der dünnen Aus­ stoßventilanordnung gebildet ist und den Druck und den Fluß des unter hohem Druck stehenden Gases, das der Taumelscheibenkammer zugeführt werden soll, einstellt. So kann der Fluidzuführ­ durchlaß für die Zufuhr des unter hohem Druck stehenden Gases in einfacher Weise unter Verwendung eines gewöhnlichen Bohr­ werkzeuges ausgeführt werden. Auf diese Weise kann die Herstel­ lung der Leistungssteuerung bei hoher Produktionsrate und ge­ ringen Herstellungskosten erreicht werden.

Darüber hinaus kann durch die vorliegende Erfindung die Zufuhr einer ausreichenden Menge von Schmieröl aus der Ausstoßkammer in die Taumelscheibenkammer gewährleistet werden.

Claims (7)

1. Ein Taumelscheiben-Kühlmittelkompressor veränderlicher Leistung mit

• - einem axialen Zylinderblock (1), der eine Vordersei­ te, eine Rückseite und mehrere parallele Zylinderboh­ rungen (12), die um eine mittige Achse des Zylinder­ blocks (1) herum angeordnet sind, aufweist,
• - einem vorderen Gehäuse (2), das luftdicht mit an der Vorderseite des Zylinderblocks (1) verbunden ist und darin ein Taumelscheibenkammer bildet,
• - einem hinteren Gehäuse (3), das luftdicht mit der Rückseite des Zylinderblocks (1) über eine Ventil­ platte (4) verbunden ist und eine Ansaugkammer (3a) für ein Kühlmittelgas vor der Kompression und eine Ausstoßkammer (3b) für ein komprimiertes Kühlmittel­ gas bildet,
• - einer Ausstoßventilanordnung (22), welche zwischen der Rückseite des Zylinderblocks (1) und dem hinteren Gehäuse (3) angeordnet ist und die Ventilplatte (4), ein Ausstoßventilelement (22a), das die Ventilplatte (4) berührend angeordnet ist, und ein Ventilrückhal­ teelement (22b), das in der Ausstoßkammer (3b) das Ausstoßventilelement (22a) tragend angeordnet ist, umfaßt,
• - einer axialen Antriebswelle (10), die im vorderen Ge­ häuse (2) und im Zylinderblock (1) drehbar gelagert ist und eine Drehachse aufweist, die sich durch die Taumelscheibenkammer (2a) erstreckt,
• - einer Taumelplatte (8), die drehbar in der Taumel­ scheibenkammer (2a) angeordnet ist, sich mit der An­ triebswelle (10) dreht und schwenkbar auf der An­ triebswelle (10) gelagert ist, so daß die Taumelplat­ te (8) ihren Anstellwinkel in bezug auf eine Ebene, die zur Drehachse der Antriebswelle (10) senkrecht steht, ändern kann,
• - mehreren hin- und herbeweglichen Kolben (13), die in Wirkverbindung mit der Taumelplatte (8) stehen und sich infolge einer Nutationsbewegung der Taumelplatte (8) in den Zylinderbohrungen (12) hin- und herbewe­ gen, und
• - einer Leistungssteuer- bzw. -regelvorrichtung, die eine Steuer- bzw. Regelventileinheit (30) umfaßt, welche die Druckdifferenz zwischen dem Druck, der in der Taumelscheibenkammer (2a) herrscht, und dem Druck, der in der Ansaugkammer (3a) herrscht, zur einstellbaren Änderung des Anstellwinkels der Taumelplatte (8) und damit zur Veränderung des Volumens des komprimierten Kühlmittelgases, das der Kompressor ausstößt, steuert bzw. regelt,

wobei die Leistungssteuer- bzw. -regelvorrichtung darüber hinaus

• - einen Fluidzuführdurchlaß (21), der so angeordnet ist, daß er einen Teil des Zylinderblocks (1) axial durchsetzt und dadurch eine beständige Verbindung für ein Fluid zwischen der Ausstoßkammer (3b) und der Taumelscheibenkammer (2a) herstellt, und
• - eine Strömungsdrossel (21a), die in der Ausstoßven­ tilanordnung (22) an einer Stelle angeordnet ist, an der sie in direkter Verbindung mit dem Fluidzuführ­ durchlaß (21) steht,

umfaßt.

2. Ein Taumelscheiben-Kühlmittelkompressor veränderlicher Leistung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrossel (21a) als ein Durchgangsloch ausgebildet ist, dessen Durchmesser deutlich kleiner als der Durch­ messer des Fluidzuführdurchlasses (21) ist.

3. Ein Taumelscheiben-Kühlmittelkompressor veränderlicher Leistung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsloch der Strömungsdrossel (21a) in zumindest einem der folgenden Bauteile angebracht ist: in der Ven­ tilplatte (4) oder in der Anordnung, welche das Ausstoß­ ventilelement (22a) und das Ventilrückhalteelement (22b) umfaßt.

4. Ein Taumelscheiben-Kühlmittelkompressor veränderlicher Leistung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsloch der Strömungsdrossel (21a) konzen­ trisch mit dem im Zylinderblock (1) gebildeten Fluidzu­ führdurchlaß (21) angeordnet ist.

5. Ein Taumelscheiben-Kühlmittelkompressor veränderlicher Leistung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Zylinderblock (1) gebildete Fluidzuführdurchlaß (21) ein axiales und lineares Durch­ gangsloch aufweist, das mit einem Bohrwerkzeug gebohrt ist.