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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen Kompressoren für den Gebrauch
in einem Kältekreislauf
eines Kraftfahrzeug- Klimatisierungssystems und noch genauer, einen
Kompressor vom Taumelscheiben- Typ.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Zum
Verdeutlichen der Ziele der vorliegenden Erfindung wird ein herkömmlicher
Kompressor des vorerwähnten
Typs umrissen, der in der Japanese Patent First Provisional Publication
7- 103138 und in der
US 4 815
943 beschrieben ist.
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Der
Kompressor weist auf ein Gehäuse,
das darin eine Kurbelkammer hat, eine Antriebswelle, die in dem
Gehäuse
drehbar installiert ist, eine Antriebsplatte, befestigt an der Antriebswelle,
um damit zu drehen, eine Hülse,
verschiebbar auf der Antriebswelle angeordnet, ein Lager, schwenkbar
auf der Hülse
montiert, eine Taumelscheibe, fest an dem Lager angeordnet, eine Übertragungs-/Gelenkvorrichtung, angeordnet
zwischen der Antriebsplatte und dem Lager zum Übertagen der Drehung der Antriebswelle auf
das Lager, während
eine Schwenkbewegung des Lagers relativ zu der Hülse gestattet wird, eine Mehrzahl
von Zylindern, gebildet in dem Gehäuse, und eine Mehrzahl von
Kolben, angetrieben durch die Taumelscheibe, um in den Zylindern
hin- und herbewegt zu werden. An einer Rückseite ist durch eine Ventilplatte
ein hinteres Gehäuse
montiert, das darin gebildete Kältemitteleinlass-
und -auslasskammern hat.
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Die Übertragungs-/Gelenkvorrichtung
weist einen ersten Arm auf, der von der Antriebsplatte vorspringt,
einen zweiten Arm, der von dem Lager vorspringt, eine lang gestreckte Öffnung,
gebildet in dem ersten Arm, und einen Stift, gehalten durch den
zweiten Arm und gleitbar im Eingriff mit der lang gestreckten Öffnung.
Wenn infolge der Drehung der Antriebswelle damit die Antriebsplatte
gedreht wird, wird die Drehung der Antriebsplatte auf das Lager
durch den Schwenkeingriff der ersten und zweiten Arme übertragen,
während
die Schwenkbewegung des Lagers auf die Hülse übertragen wird. Während dessen,
infolge einer inhärenten
Konstruktion der Übertragungs-/Gelenkvorrichtung,
wird auf die Führungsabschnitte
(so bezeichnet im Hinblick auf die Richtung, in der sich die Antriebsplatte
während
des Normalbetriebs des Kompressors dreht) der schwenkbar im Eingriff
befindlichen ersten und zweiten Arme, eine deutliche Beanspruchung,
wenn mit den nachlaufenden Abschnitten derselben verglichen wird,
auferlegt. D. h., während
des Betriebs des Kompressors wird die maximale Kompressionsbelastung
des Kolbens durch die Taumelscheibe auf die Führungsabschnitte angewandt.
Dieses Phänomen
tendiert eine schlechte Drehübertragung
von der Antriebsplatte auf das Lager zu veranlassen, sowie eine
schlechte Schwenkbewegung des Lagers im Verhältnis zu der Hülse.
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Bisher
sind viele Versuche unternommen worden, um die vorerwähnten Nachteile
zu beseitigen. Jedoch sind nahezu alle Versuche fehlgeschlagen,
um befriedigende Ergebnisse zu zeigen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist demzufolge ein Ziel der vorliegenden Erfindung einen Kompressor
vom Taumelscheiben- Typ zu schaffen, der von den vorerwähnten Nachteilen
frei ist.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung einen Kompressor
vom Taumelscheiben- Typ zu schaffen, wobei ein Führungsabschnitt der Übertragungs-/Gelenkvorrichtung
durch einen einfachen Aufbau verstärkt wird.
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Es
ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Kompressor
vom Taumelscheiben- Typ zu schaffen, wobei eine Dreheinheit, die
eine Antriebswelle, eine Antriebsplatte, ein Lager und eine Taumelscheibe
enthält,
sich glatt und präzis
um die Achse der Antriebswelle drehen können.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung ist ein Kompressor vom Taumelscheiben-
Typ vorgesehen, der aufweist ein Gehäuse; eine Antriebswelle, installiert
in dem Gehäuse
und um die Achse drehbar; einen Antriebsplatte, die an der Antriebswelle befestigt
ist, um sich damit zu drehen; eine Hülse, axial gleitbar auf der
Antriebswelle angeordnet; ein Lager, schwenkbar auf der Hülse montiert;
eine Taumelscheibe, angeordnet auf dem Lager, um sich damit zu bewegen;
und eine Übertragungs-/Gelenkvorrichtung,
angeordnet zwischen der Antriebsplatte und dem Lager, um die Drehung
der Antriebswelle auf das Lager zu übertragen, um eine Schwenkbewegung
des Lagers relativ zu der Hülse
zu gestatteten, wobei die Übertragungs-/Gelenkvorrichtung
einen ersten Arm enthält,
zugehörig
zu entweder der Antriebsplatte oder dem Lager, wobei der erste Arm eine
lang gestreckte Durchgangsbohrung hat; zwei beabstandete zweite
Arme, zugehörig
zu dem anderen der Antriebsplatte oder dem Lager, wobei die zweiten
Arme so beabstandet sind, um eng zwischen sich den ersten Arm einzubringen,
wobei die zweiten Arme zylindrische Bohrungen hat, die ausgerichtet sind;
und einen Stift, der einen Mittelabschnitt enthält, gleitbar in der lang gestreckten
Durchgangsbohrung aufgenommen und axiale gegenüberliegende Endabschnitte,
die in die zylindrischen Bohrungen der zweiten Arme press- eingesetzt
sind, wobei das Presseinsetzen des Stiftes in die zylindrische Bohrung
eines vorauslaufenden der zweiten Arme stärker und fester als der mit
der zylindrischen Bohrung eines nachlaufenden Endes der zweiten
Arme ist.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Weitere
Ziel und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung deutlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
vorgenommen wird, in denen:
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1 eine
Schnittdarstellung eines Kompressors vom Taumelscheiben- Typ mit
veränderbarer
Verlagerung ist, auf den die vorliegende Erfindung praktisch angewandt
wird;
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2 eine
perspektivische, aber Teilansicht einer Übertragungs-/Gelenkvorrichtung
ist, die in dem Kompressor der vorliegenden Erfindung verwendet
wird;
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3 eine
Schnittdarstellung der Übertragungs-/Gelenkvorrichtung
ist; und
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4 eine
Ansicht ist, die zu der 3 ähnlich ist, die aber eine Modifikation
der Übertragungs-/Gelenkvorrichtung
zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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In
Bezug auf die 1 bis 3, insbesondere
auf die 1, ist ein Kompressor 1 vom
Taumelscheiben- Typ mit veränderbarer
Verlagerung gezeigt, in dem die vorliegende Erfindung praktisch
angewendet wird.
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Wie
in der 1 gezeigt, weist der Kompressor einen Zylinderblock 2 auf,
der eine Mehrzahl von Zylindern 3 aufweist, kreisförmig darin
angeordnet, ein vorderes Gehäuse 4,
verbunden mit einem vorderen Ende des Zylinderblocks 2,
um darin eine Kurbelkammer 5 zu bilden, und ein hinteres
Gehäuse 6,
verbunden mit einem hinteren Ende des Zylinderblocks 2,
um darin Kältemitteleinlass-
und -auslasskammern 7 und 8 zu bilden. Eine Ventilplatte 9 ist
zwischen den Zylinderblock 2 und das hintere Gehäuse 6 eingesetzt.
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In
der Kurbelkammer 5 erstreckt sich axial die Antriebswelle 10,
mit der eine Antriebsplatte 11 befestigt ist, um sich damit
zu drehen. Hinter der Antriebsplatte 11 ist eine Hülse 12 angeordnet,
die auf der Antriebswelle 11 axial bewegbar angeordnet
ist. Erste und zweite Vorspannfedern 28a und 28b sind auf
der Antriebswelle 11 angeordnet, zwischen die die Hülse 12 dazwischengesetzt
und ausbalanciert ist. Ein Lager 14 ist an der Hülse 12 durch
ausgerichtete Stifte 13a und 13b schwenkbar montiert.
Eine kreisförmige
Taumelscheibe 17 ist kreisförmig an dem Lager 14 montiert,
um sich damit zu bewegen. Für
dieses Montieren hat die Taumelscheibe 17 eine mit Gewinde
versehene zylindri sche Innenwand 18, die mit einer mit
Gewinde versehene zylindrischen Außenwand 16 des Nabenabschnittes 15 des
Lagers 14 im Eingriff ist.
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Zwischen
der Antriebsplatte 11 und dem Lager 14 ist eine
verbesserte Übertragungs-/Gelenkvorrrichtung „THM" für das Übertragen
der Drehung der Antriebsplatte zu dem Lager angeordnet, während eine
Schwenkbewegung des Lagers 14 im Verhältnis zu der Hülse 12 gestattet
wird. Die Details dieser Übertragungs-/Gelenkvorrichtung „THM" werden nachstehend
ausführlich
beschrieben.
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Die
Zylinder 3 in dem Zylinderblock 2 haben jeweils
Kolben 24, die darin gleitbar aufgenommen sind. Jeder Kolben
hat eine freigelegten Halsabschnitt, der einen Umfangsabschnitt
der Taumelscheibe 17 durch ein Paar von Schuhen 25 gleitbar hält. D. h.,
die Schuhe 25 werden durch den Halsabschnitt schwenkbar
gehalten, während
der Umfangsabschnitt der Taumelscheibe 17 gleitbar dazwischen gelegt
sind.
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Der
Neigungswinkel der Taumelscheibe 17 wird durch den Druck
in der Kurbelkammer 5 bestimmt, der durch ein Drucksteuerventil
(nicht gezeigt) in Übereinstimmung
mit einem Druck in der Kältemittelkammer 7 gesteuert
wird. Die Details des Drucksteuerventils werden z. B. beschrieben
in dem US- Patent 5, 749, 712, erteilt von Yukio UMEMURA am 12.
Mai 1998. In Übereinstimmung
mit dem Neigungswinkel der Taumelscheibe 17 wird der Hub
jedes Kolbens 24 verändert,
um dadurch die Verlagerung des Kompressors 1 zu verändern.
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Bezeichnet
durch die Bezugszeichen 26a und 26b sind vordere
und hintere Lager für
die Antriebswelle 10 und durch das Bezugszeichen 27 ist ein
Drucklager bezeichnet, das zwischen dem vorderen Gehäuse 4 und
der Antriebsplatte 11 angeordnet ist. Bezeichnet durch
das Bezugszeichen 28 sind Klappenventile für das Öffnen oder
Schließen
der Auslassöffnungen 29,
die in der Ventilplatte 9 gebildet sind, bezeichnet durch
das Bezugszeichen 30 sind Klappenventile für das Öffnen oder
Schließen der
Einlassöffnungen 31,
die in der Ventilplatte 9 gebildet sind und bezeichnet
durch das Bezugszeichen 32 ist ein Halter für das Zurückhalten
des Öffnungsgrads
der Klappenventile 28.
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Wenn
im Betrieb die Antriebswelle 10 gedreht wird, z. B. ein
Motor eines zugehörigen
Kraftfahrzeuges, wird die Antriebsplatte 11 um eine Achse der
Antriebswelle 10 gedreht. Infolge des Einsatzes der Übertragungs-/Gelenkvorrichtung „THM" wird die Drehung
der Antriebsplatte 11 auf das Lager 14 übertragen,
um dadurch die Taumelscheibe 17 zu drehen. Infolge der
Drehung der Taumelscheibe 17, die im Verhältnis zu
der Antriebswelle 10 geneigt gehalten wird, werden die
Kolben 24 gedrängt,
um in den zugehörigen
Zylindern 3 hin- und herzugehen, um dadurch ein Kältemittel,
das in die Zylinder 3 zugeführt wird, zu komprimieren.
Wenn der Neigungswinkel der Taumelschei be 17 infolge der
vorerwähnten
Gründe verändert wird,
wird der Hub des Kolbens 24 verändert und folglich wird die
Verlagerung des Kompressors 1 verändert.
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Die
Details der Übertragungs-/Gelenkvorrichtung „THM" werden nachstehend
in Bezug auf die 2 beschrieben.
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Wie
gezeigt weist die Übertragungs-/Gelenkvorrichtung „THM" einen ersten arm 19 auf,
der von der Antriebsplatte 11 nach hinten vorspringt, zwei
beabstandete zweite Arme 21A und 21B, die von
dem Lager 14 nach vorn vorspringen, und einen Stift 23, schwenkbar
mit den ersten und zweiten armen 19, 21A und 21B verbunden.
Der erste Arm 19 hat parallele flache Wände an den seitlichen Seiten.
Der erste Arm 19 ist mit einer Durchgangsbohrung 20 gebildet, die
sich zwischen den zwei parallelen flachen Wänden in eine Richtung rechtwinklig
zu der Achse der Antriebsplatte 11 erstreckt (nämlich die
Achse der Antriebswelle 10). Wie gezeigt hat die Durchgangsbohrung 20 dort
hindurch einen elliptischen Querschnitt.
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Die
zwei zweiten Arme 21A und 21B sind in der Dicke
gleich und sind so beabstandet, um eng zwischen sich den ersten
Arm 19 zu legen. Zum Erreichen des engen Kontaktes mit
den parallelen flachen Wänden
des ersten Arms 19 bilden die jeweiligen Innenwände der
zweiten Arme 21a und 21B parallele flache Oberflächen. Die
zweiten Arme 21A und 21B sind jeweils mit zylindrischen
Bohrungen 22a und 22b gebildet, die ausgerichtet
sind. Wie gezeigt, wird während
des Zusammenbauens der Stift 23 in der lang gestreckten
Durchgangsbohrung 20, die axial gegenüberliegende Endabschnitte derselben
hat, presseingesetzt in die zylindrischen Bohrungen 22a und 22b,
gleitbar aufgenommen. Dadurch wird dem Lager 14 gestattet,
sich im verhältnis
zu der Hülse 12 um
einen Winkel zu drehen, der einem Abstand entspricht, um den sich
der Stift 23 in der lang gestreckten Durchgangsbohrung 20 bewegt.
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Die Übertragungs-/Gelenkvorrichtung „THM" hat außerdem die
folgenden konstruktiven Merkmale.
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Wie
in den 2 und 3 gesehen, ist der press- eingesetzte
Eingriff des Stiftes 23 mit dem vorauslaufenden einen 21A der
beabstandeten zweiten Arme 21A und 21B viel stärker und
tiefer als der bei dem nachlaufenden einen 21B der zweiten
Arme. Die Begriffe „vorauslaufend" und „nachlaufend" werden in Bezug
auf eine Richtung „a" verstanden, in der
sich die Antriebswelle 10 (und somit die Taumelscheibe 17)
im Normalbetrieb des Kompressors 1 dreht.
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D.
h., wie aus der 3 gesehen, ist ein linker Teil
des Stiftes 23 vollständig
mit der Bohrung 22a des vorauslaufenden zweiten Arms 21A im
Eingriff, während
der rechte Teil des Stiftes 23 halb mit der Bohrung 22b des
nachlaufenden zweiten Arms 21B im Eingriff ist. Noch genauer,
der Eingriff des linken Teiles des Stiftes 23 mit dem voraus laufenden
zweiten Arm 21A wird durch die Länge „L1" vorgenommen, und der Eingriff des rechten
Teiles des Stiftes 23 mit dem nachlaufenden zweiten Arm 21B wird durch
die Länge „L2", die kleiner als
die Länge „L1" ist, vorgenommen.
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Im
Folgenden werden die Vorteile, die die Übertragungs-/Gelenkvorrichtung „THM" besitzt, beschrieben.
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Zuerst
wird infolge des vollständigen
Eingriffs des Stiftes 23 mit der Bohrung 22a die
mechanische Festigkeit des nachlaufenden zweiten Arms 21A in
einem bestimmten Maß erhöht. Dies
ist sehr wichtig und wünschenswert,
da während
des Betriebs des Kompressors 1 auf den vorauslaufenden zweiten
Arm 21A eine bemerkenswerte Beanspruchung aufgebracht wird.
Tatsächlich
hat der vorauslaufende zweite Arm 21A die maximale Kompressionsbelastung
der Kolben 24 zu tragen. Während eine Belastung, die auf
den nachlaufenden zweiten Arm 21B aufgebracht wird, nicht
so stark ist wie die, die auf den vorauslaufenden zweiten Arm 21A aufgebracht
wird.
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Zweitens
wird infolge des halben Eingriffs des Stiftes 23 bei der
Bohrung 22b die Masse der Übertragungs-/Gelenkvorrichtung „THM" vermindert. Dadurch
kann sich eine Dreheinheit, die die Welle 10, die Antriebsplatte 11,
das Lager 14 und die Taumelscheibe 17 enthält, glatt
und präzis
um die Achse der Antriebswelle 10 drehen. Dies vermeidet
Drehgeräusche
und verlängert
die Lebensdauer der Lager 26a, 26b und 27.
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In
Bezug auf die 4 ist eine Modifikation der Übertragungs-/Gelenkvorrichtung „THM" gezeigt.
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In
dieser Modifikation ist die Dicke des nachlaufenden zweiten Arms 21B bis
zur Länge „L2" reduziert. Infolge
dieser Maßnahme
werden die vorerwähnten
Vorteile unterstützt.
Tatsächlich
ist die Masse der Übertragungs-/Gelenkvorrichtung „THM" reduziert, was sehr
die glatte und präzise
Drehung der Dreheinheit um die Achse der Antriebswelle 10 sicherstellt.
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Obwohl
die oben vorgenommene Beschreibung auf die Übertragungs-/Gelenkvorrichtung
gerichtet ist, wobei der erste Arm 19 der Antriebsplatte 11 zugehörig ist,
und die zweiten Arme 21A und 21B dem Lager 14 zugehörig sind,
kann die Vorrichtung solch einen Aufbau haben, dass der erste Arm 19 dem
Lager 14 zugehörig
ist und die zweiten Arme 21A und 21B der Antriebsplatte 11 zugehörig sind.
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Obwohl
die vorerwähnte
Beschreibung auf den Kompressor eines Typs mit veränderbarer
Verlagerung gerichtet ist, kann das Konzept der vorliegenden Erfindung
auf einen Kompressor vom Taumelscheiben- Typ angewandt werden, der
kein Typ mit veränderbarer
Verlagerung ist.
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Es
sollte verstanden werden, dass obwohl die Erfindung in spezifischem
Bezug auf ein besonderes Ausführungsbeispiel
derselben beschrieben worden ist, es nicht be grenzt werden soll,
und Veränderungen
und Alternierungen innerhalb des beabsichtigten Umfangs dieser Erfindung
darin vorgenommen werden können,
wie es in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist.