Die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden insbesondere in den anliegenden Ansprüchen beschrieben. Die Erfindung wird zusammen mit den zugrundeliegenden Aufgaben sowie deren Vorteilen besser verstanden, wenn die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele zusammen mit den begleitenden Zeichnungen studiert wird.

Fig. 1 ist eine Querschnitt, der einen Kompressor vom Kolbentyp gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Kompressors gemäß Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Draufsicht, die ein elastisches Element des Kompressors - dargestellt in Fig. 1 - zeigt.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das experimentelle Ergebnisse zeigt, die die Geräuschentwicklung eines Kompressors nach dem Stand der Technik mit der Geräuschentwicklung eines Kompressors nach der Erfindung vergleichen.

Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Belastung und der Zugbeanspruchung eines Bolzens zeigt.

Fig. 6 ist ein vergrößerter Teilquerschnitt, der eine Modifikation des Kompressors zeigt.

Fig. 7 ist ein vergrößerter Teilquerschnitt, der eine andere Modifikation des Kompressors zeigt.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der folgenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschrieben.

Wie dargestellt in Fig. 1, sind gegenüberliegende Enden zweier Gehäuseteile bzw. Zylinderblöcke 11 miteinander über einen Dichtungsring 12 verbunden, der zwischen diesen angeordnet ist. Ein Frontgehäuse 13 ist an die vordere Endfläche des Zylinderblocks 11 über eine Ventilplatte, die zwischen diesen angeordnet ist, angeschlossen. Ein hinteres Gehäuse 15 ist an der hinteren Fläche des Blocks 11 über eine andere Ventilplatte 14, die zwischen diesen angeordnet ist, angeschlossen. Eine Vielzahl von Bolzen sind durch das Frontgehäuse, die Zylinderblöcke 11 und die Ventilplatten eingeführt und in Gewindelöcher 17 eingedreht. Die Bolzen 16 verbinden das Front- und Rückgehäuse 13, 15 mit den Endflächen der angeschlossenen Blöcke 11. Das Frontgehäuse wird durch eine Kombination eines Frontgehäuses 13 und des Frontblocks 11 und das hintere Gehäuse durch eine Kombination des hinteren Gehäuses 15 und des hinteren Blocks 11 gebildet.

Eine drehbare Welle 18 wird durch ein Paar Radiallager 19, die im Mittelpunkt des Frontgehäuses 13 und der Zylinderblöcke 11 vorgesehen sind, gelagert. Eine Dichtungseinrichtung 20 ist zwischen der Welle 18 und dem Frontgehäuse 13 vorgesehen. Die Welle 18 wird durch eine Antriebswelle angetrieben, bspw. einen Motor (nicht dargestellt). Eine Vielzahl von gleichartig angeordneten Zylinderbohrungen 21 sind so ausgebildet, daß sie sich parallel zur Welle 18 zwischen den Blöcken 11 erstrecken. Ein hin- und hergehender doppelköpfiger Kolben 22 ist in jeder Bohrung 21 aufgenommen.

Eine Taumelscheibenkammer 23 ist zwischen den angekoppelten Blöcken 11 ausgebildet. Eine Nockenplatte oder eine Taumelscheibe 24 ist an der Welle 18 innerhalb der Plattenkammer 23 befestigt. Die äußere Fläche der Taumelscheibe 24 ist mit dem mittleren Abschnitt jedes Kolbens 22 mittels eines Paares halbsphärischer Schuhe 25 verbunden. Wenn die Welle 18 gedreht wird, bewegt die Taumelscheibe 24 die Kolben 22 hin und her.

Zwei Axiallager 26 sind zwischen der Taumelscheibe 24 und der inneren Wand der Blöcke 11 angeordnet. Die Taumelscheibe 24 wird zwischen die zwei Blöcke über die Axiallager 26 eingeklemmt. Der angekoppelte Abschnitt der beiden Blöcke ist zwischen zwei Axiallagern 26 angeordnet.

Ringförmige Ansaugkammern 27 sind in inneren Abschnitten des Front- und des hinteren Gehäuses 13, 15 angeordnet. Die Ansaugkammern 27 sind mit einem externen Kühlmittelkreislauf (nicht dargestellt) über eine Ansaugöffnung verbunden. Ringförmige Ausstoßkammern 28 sind in äußeren Abschnitten des Front- und Rückgehäuses 13, 15 angeordnet. Ein Ausstoßdämpfer 29 ist an einem äußeren Abschnitt der beiden Blöcke 11 vorgesehen. Der Schalldämpfer 29 unterdrückt ein Pulsieren des hoch verdichteten Kühlgases, wenn es in den externen Kühlkreislauf von der Ausstoßkammer 28 ausgestoßen wird. Ein Ansaugventilmechanismus 30 ist in jeder Ventilplatte 14 vorgesehen. Der Mechanismus 30 erlaubt es, daß Kühlgas in den Ansaugkammern 27 in die Kompressionskammern, definiert durch jede der Bohrungen 21, eingesaugt wird. Ein Ausstoßventilmechanismus 31 ist für jede Ventilplatte 14 vorgesehen. Der Mechanismus 31 erlaubt es verdichtetem Gas in den Kompressionskammern, in die Ausstoßkammern 28 eingeführt zu werden.

Eine Vielzahl von Passagen 32 erstrecken sich durch die Blöcke 11 und die Ventilplatten 14, um beide Ansaugkammern 27 mit der Plattenkammer 23 zu verbinden. Sog. blow-by Kühlgas, das von den Bohrungen 21 zu der Plattenkammer 23 leckt, wird so über die Passagen 32 zu der Ansaugkammer 27 zurückgebracht, um einen Druckanstieg in der Plattenkammer 23 zu verhindern.

Wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, ist ein elastisches Maßtoleranz-Ausgleichselement 33 zwischen den gekoppelten Blöcken 11 vorgesehen. Das Element 33 weist einen ringförmigen Hauptabschnitt 33a auf, der sich entlang der benachbarten Flächen der Blöcke 11 erstreckt, und einen Hilfsabschnitt 33b, der sich entlang der benachbarten Flächen des Schalldämpfers 29 erstreckt. Ein elastischer schienenartiger Abschnitt 34 steht über die gesamte Länge der beiden Abschnitte 33a, 33b vor.

Während des Zusammenbaus des Kompressors werden die Bolzen 16 fest angezogen, um die Blöcke 11 miteinander zu verbinden, wobei die Taumelscheibe 24 zwischen den Blöcken 11 über die Axiallager 26 eingeklemmt wird. Dadurch wir das Maßtoleranz-Ausgleichselement 33 deformiert und flachgedrückt. Die Deformation des Elements 33 nimmt axiale Dimensionstoleranzen der Blöcke 11, der Taumelscheibe 24 und der Axiallager 26 auf. Entsprechend wird eine Kompressionslast auf die Taumelscheibe 24 aufgebracht, die die Scheibe 24 fest zwischen den Blöcken 11 hält. Dadurch wird das Entstehen von Vibrationen und Geräuschen vermieden. Zusätzlich zur Anordnung des Elements 33 ausgerichtet mit einer imaginären Ebene, die zwischen den beiden Axiallagern 26 liegt, werden gleichzeitig Dimensionstoleranzen der beiden Lager 26 ausgeglichen. Somit wird weiterhin nicht nur ein Ausgleich der Dimensionstoleranzen zwischen den Blöcken 11, sondern auch in dem Bereich erreicht, in dem die Taumelscheibe 24 vorgesehen ist.

Weiterhin verhindert der Ausgleich der Dimensionstoleranzen durch das Element 33 die Deformation der Laufflächen der Axiallager 26. Daher wird der Rotationswiderstand der Taumelscheibe 24 hinsichtlich der Lager 26 vermindert. Dadurch wird ebenfalls die Haltbarkeit der Lager 26 erhöht.

Ein Experiment wurde durchgeführt, das die entstehenden Geräusche eines Kompressors gemäß dieses Ausführungsbeispiels mit denen eines herkömmlichen Kompressors vergleicht. Die Ergebnisse dieses Experiments sind in Fig. 4 dargestellt. Beide Kompressoren wurden unter denselben Bedingungen betrieben. Die Geräusche wurden von einer Position gemessen, die einen Meter (1 m) von dem Kompressor entfernt ist. Die Ergebnisse zeigen, daß die Geräuschentwicklung des Kompressors gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um 7 Dezibel im Vergleich zu dem Kompressor nach dem Stand der Technik vermindert werden konnte.

Bei der vorliegenden Erfindung werden Dimensionstoleranzen ausreichend durch einen einfachen Aufbau ausgeglichen, bei dem das elastisches Element 33 sandwichartig zwischen den benachbarten Stirnseiten der Blöcke 11 angeordnet wird. Daher wird ein Auswählen der Taumelscheiben 24, der Zylinderblöcke 11 und der Axiallager 26, die unterschiedliche axiale Dimensionen aufweisen können, während der Montage des Kompressors unnötig, um Dimensionstoleranzen zwischen den einzelnen Komponenten zu vermeiden. Entsprechend wird die Montagezeit, die erforderlich ist, um einen Kompressor zu montieren, vermindert und somit wird auch eine Verminderung der Herstellungskosten erreicht.

Die äußeren Dimensionen der Bolzen 16, die bei dem Kompressor gemäß Fig. 1 verwendet werden, sind so bestimmt, daß diese plastisch deformiert werden, wenn die Blöcke 11 den vorbestimmten fest verbundenen Zustand erreichen. Jeder Bolzen 16 wird so fest angezogen, daß er den vorbestimmten Anzugszustand erreicht und eine plastische Deformierung, die durch Torsion, die auf die Bolzen aufgebracht wird, stattfindet, wobei nach dieser Deformation übermäßige Anzugskräfte absorbiert werden. Bezugnehmend auf die Darstellung in Fig. 5 weist die zweifach gestrichelte Linie die Beziehung zwischen der Spannung und der Streckung aus, die auftritt, wenn eine Torsion auf den Bolzen 16 aufgebracht wird. Die durchgezogene Linie zeigt die Beziehung zwischen Spannung und Streckung im Bolzen, wenn eine Zugkraft auf den Bolzen aufgebracht wird.

Spannung und Streckung aufgrund von Torsion und Spannung und Streckung aufgrund einer Zugkraft, die auftreten, wenn der Bolzen 16 angezogen wird, um die Taumelscheibe 24 zwischen den Blöcken 11 über die Axiallager 26 einzuspannen, unterscheiden sich wie dargestellt durch die zwei charakteristischen Kurven in Fig. 5. Eine elastische Deformation des Bolzens 16 tritt auf, bis die Spannung den Höhenpunkt Y1 erreicht und die Torsion den Höhepunkt Y2. Spannung und Streckung verlaufen proportional in diesem Deformationsbereich. Wenn die Spannung den Punkt Y1, Y2 erreicht, wird wiederum die Spannung bezogen auf die Streckung gering aufgrund plastischer Deformation im Bolzen 16.

Bei der vorliegenden Erfindung wird das Anziehen des Bolzens 16 vollständig durchgeführt, nachdem die Dimensionstoleranzen durch eine Deformation des elastischen Maßtoleranz-Ausgleichselements 33 aufgenommen wurden und wenn die Spannung aufgrund von Torsion den plastischen Deformationsbereich P1 erreicht, in dem der Zusammenhang zwischen Spannung und Streckung im wesentlichen flach verläuft. Wenn das Anziehen der Bolzen vollständig durchgeführt wird, ist das Aufbringen einer Torsionskraft beendet. In diesem Zustand liegt die Spannung im Deformationsbereich P2 vor. Der Kompressor ist dann fest montiert mit einer geeigneten Anzugskraft, die auf die Bolzen 16 aufgebracht wurde, und wird auch mit ausreichender Festigkeit in diesem Zustand gehalten.

Entsprechend wird ein Anstieg im Leistungsverbrauch und eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit der Axiallager, die auftreten kann, wenn ein hoher Betrag an Belastung auf die Axiallager 26 in Axialrichtung während des Anziehens der Bolzen 16 aufgebracht wird, verhindert. Weiterhin wird das Entstehen von Vibrationen und Geräuschen, die durch unzureichendes Festziehen der Bolzen 16 und unzureichenden Eingriff der Gewinde des Bolzens 16 mit den zugeordneten Gewindelöchern 17 entsteht, verhindert.

Eine Modifikation des Ausführungsbeispiels, das oben erläutert wurde, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 beschrieben. Zwei schienenartige Abschnitte 34 stehen von der Fläche des elastischen Elements 33 vor. Bei dieser Modifikation führen die beiden schienenartigen Abschnitte 34 des elastischen Elementes 33 dazu, daß diese effektiv verformt werden, wenn die Bolzen 16 angezogen werden. Entsprechend gewährleistet dies die Aufnahme von Axialdimensionstoleranzen der Zylinderblöcke 11, der Taumelscheibe 24 und der Axiallager 26.

Obwohl nur zwei Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist es doch für den Fachmann klar, daß die vorliegende Erfindung in zahlreichen anderen Formen realisiert werden kann, ohne daß vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird. Insbesondere muß verstanden werden, daß die Erfindung auch, wie folgend erläutert, modifiziert werden kann.

• a) Die äußere Dimension des Abschnitts jedes Bolzens kann vermindert werden, um plastische Deformation in diesem verminderten Abschnitt zu erreichen.
• b) Ein Teil mit mehr als zwei elastischen schienenartigen Abschnitten, die von der Fläche vorstehen, kann als elastisches Element 33 Verwendung finden.
• c) Wie dargestellt in Fig. 7, kann eine Elastomerbeschichtung, bspw. eine Gummibeschichtung, auf das elastische Element 33 aufgebracht werden, um eine Dichtfunktion des Elements 33 zu erzielen. In diesem Fall kann ein Dichtring 12, der die miteinander verbundenen Abschnitte der Zylinderblöcke 11 abdichtet, weggelassen werden.
• d) Die Erfindung kann auch bei einem Kolbenkompressor von dem Typ der einköpfigen Kolben verwendet zur Anwendung kommen.