DE19821990A1 - Kraftübertragungsmechanismus - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftübertragungsmechanis­ mus, wie er beispielsweise in einem Kompressor zum Verbinden und zum Trennen des Kompressors mit bzw. von einer Kraftquelle ange­ wendet wird.

Die Veröffentlichung JP 8-121336 A offenbart einen üblichen Kraftübertragungsmechanismus für einen Kompressor. Wie die bei­ gefügte Fig. 7 zeigt, weist dieser Kompressor ein Gehäuse 102 auf. Ein Traglager 103 sitzt auf dem Gehäuse 102 und lagert drehbar über eine Buchse 105 eine Riemenscheibe 101. Ein Riemen 104 verbindet die Riemenscheibe 101 mit einer Kraftquelle. Die Riemenscheibe 101 ist über einen Gummiring 107 und eine Verbin­ dungsscheibe 106 mit einer Antriebswelle 108 verbunden. Der Gum­ miring 107 ist an der Riemenscheibe 101 und der Verbindungs­ scheibe 106 befestigt. Die Verbindungsscheibe 106 weist eine Mittelbohrung 106a auf, in die die Antriebswelle 108 eingesetzt ist. Ein Ende der Antriebswelle 108 ist mittels einer Mutter 108a an der Verbindungsscheibe 106 gesichert. Auf der Antriebs­ welle 108 ist eine Torsionsfeder 109 angeordnet. Die Torsionsfe­ der 109 umschließt die Antriebswelle 108 und ist durch Reib­ schluß mit dieser verbunden. Die Torsionsfeder 109 weist ein En­ de 110 auf, das in einer zum Eingriff mit dem Ende bestimmten Ausnehmung 111 angeordnet ist, die in der Verbindungsscheibe 106 ausgebildet ist.

Die Kraftquelle erzeugt eine Drehung, die ständig über den Rie­ men 104, die Riemenscheibe 101, die Buchse 105, den Gummiring 107, die Verbindungsscheibe 106 und die Torsionsfeder 109 zur Antriebswelle 108 übertragen wird. Wenn die auf die Antriebswel­ le 108 wirkende Last übermäßig groß wird, wird die Torsionsfeder 109 verdreht und verformt. Dadurch wird der Durchmesser der Tor­ sionsfeder 109 vergrößert, so daß die Spannkraft der Torsionsfe­ der 109 bezüglich der Antriebswelle 108 abnimmt. Dies hat zur Folge, daß zwischen der Torsionsfeder 109 und der Antriebswelle 108 Schlupf auftritt. Demzufolge wird die Übertragung der Kraft von der Kraftquelle zur Antriebswelle 108 unterbrochen, wenn die Last übermäßig groß wird.

Die Drehung der Verbindungsscheibe 108 wird zum Ende 110 der Torsionsfeder übertragen. Die Torsionsfeder 109 überträgt dann die Drehung zur Antriebswelle 108. Während der Übertragung der Kraft von der Riemenscheibe 101 zur Antriebswelle 108 wird gegen das Ende 110 der Torsionsfeder gedrückt, wodurch eine Biegekraft erzeugt wird, die auf die Antriebswelle 108 wirkt. Diese Biege­ kraft kann zu einer radialen Belastung der Lager und der Dich­ tungen führen, was wiederum zu unregelmäßigem Verschleiß dieser Teile führen kann. Dies wiederum kann eine unregelmäßige Drehung der Antriebswelle verursachen oder die Dichtwirkung der Dichtun­ gen verringern.

Um dem vorzubeugen, daß eine Biegekraft auf die Antriebswelle 108 wirkt, wenn gegen das Ende 110 der Torsionsfeder gedrückt wird, müssen das Ende 110 und die Ausnehmung 111 mit großer Ge­ nauigkeit ausgebildet werden, um eine Bewegung des Endes 110 zu begrenzen. Dadurch werden jedoch die Herstellungskosten erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftüber­ tragungsmechanismus der vorstehend erläuterten Art dafür zu sor­ gen, daß die auf einen drehenden Körper wirkende Biegekraft un­ terdrückt wird, wobei dies mit einer einfachen Konstruktion und ohne Erhöhung der Herstellungskosten erreicht werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Insbesondere dient die erfindungsgemäße Vor­ richtung zur Übertragung einer Drehkraft von einer Riemenscheibe zu einer Antriebswelle eines Kompressors. Die Vorrichtung über­ trägt eine Drehkraft von einem treibenden Körper zu einem ge­ triebenen Körper und umfaßt eine gewundene Feder, insbesondere eine Schraubenfeder, die an einem der Körper montiert ist. Die gewundene Feder ist, derart ausgebildet und angeordnet, daß sie verformt wird bei Auftreten einer Last während der Kraftübertra­ gung. Ferner umfaßt die Vorrichtung eine Einrichtung zum Über­ tragen der Kraft zu der gewickelten Feder. Diese Übertragungs­ einrichtung ist fest am anderen der beiden Körper angebracht und mit der gewundenen Feder mit einem vorbestimmten Übermaß verbun­ den.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kompressor mit einem Kraftübertragungsmechanismus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte, ausschnittsweise Schnittdarstellung des in Fig 1 gezeigten Kraftübertragungsmechanismus;

Fig. 3 eine schematische Vorderansicht des Kraftübertragungsmechanismus gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung von Teilen des Kraftübertragungsmechanismus in zerlegtem Zustand;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines Kraftübertragungsmechanismus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6 eine schematische Vorderansicht des Kraftübertragungsmechanismus gemäß Fig. 5; und

Fig. 7 eine Schnittdarstellung eines herkömmlichen Kraftübertragungsmechanismus.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kraftübertragungsmechanis­ mus gemäß der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 beschrieben. Der Kraftübertragungsmechanis­ mus ist dabei angewendet bei einem kupplungslosen Kompressor mit veränderlichem Hub.

Fig. 1 zeigt einen Kompressor 21, der einen Zylinderblock 22, eine vorderes Gehäuse 23, das am vorderen Ende des Zylinder­ blocks 22 befestigt ist, und ein hinteres Gehäuse 25 aufweist, das am hinteren Ende des Zylinderblocks 22 befestigt ist, wobei eine Ventilplatte 24 zwischen dem Zylinderblock 22 und dem hin­ teren Gehäuse 25 angeordnet ist.

Durch die Mitte des Zylinderblocks 22 und des vorderen Gehäuses 23 verläuft eine Antriebswelle 26. Die Antriebswelle 26 ist drehbar mit Hilfe von zwei Radiallagern 27 gelagert. Zwischen dem vorderen Ende der Antriebswelle 26 und der Innenwand des vorderen Gehäuses 23 ist eine Lippendichtung 28 angeordnet.

Parallel zur Antriebswelle 26 verlaufen Zylinderbohrungen 29 durch den Zylinderblock 22, wobei die Zylinderbohrungen 29 glei­ che Abstände voneinander haben. In jeder der Zylinderbohrungen 29 sitzt ein Kolben 30. Vor dem Zylinderblock 22 ist im vorderen Gehäuse 23 eine Kurbelkammer 31 ausgebildet.

Innerhalb der Kurbelkammer 31 ist auf der Antriebswelle 26 ein Rotor 32 derart angeordnet, daß er sich zusammen mit der An­ triebswelle 26 dreht. Vom Rotor 32 steht ein Arm 34 vor, in dem zwei Führungsbohrungen 35 ausgebildet sind.

Auf der Antriebswelle 2 ist eine Taumelscheibe 36 angeordnet. Zwei Koppelstangen 37 mit gerundeten Enden stehen von der Vor­ derseite der Taumelscheibe 36 vor. Jede der beiden Koppelstangen 37 ist schwenkbar und verschiebbar in einer der beiden Führungs­ bohrungen 35 angeordnet, damit sich die Taumelscheibe 36 zusam­ men mit der Antriebswelle 26 dreht und zugleich eine Neigung der Taumelscheibe 36 bezüglich der Antriebswelle 26 möglich ist.

Jeder der Kolben 30 ist mit Hilfe von zwei halbkugelförmigen Schuhen 38 mit dem Randbereich der Taumelscheibe 36 verbunden. Wenn die sich drehende Antriebswelle 26 die Taumelscheibe 36 dreht, wird jeder der Kolben 30 in der zugeordneten Zylinderboh­ rung 29 hin- und herbewegt.

Durch die Mitte des Zylinderblocks 22 erstreckt sich koaxial zur Antriebswelle 26 eine Verschlußkammer 39. Durch die Mitte des hinteren Gehäuses 25 und die Ventilplatte 24 erstreckt sich koa­ xial zur Antriebswelle 26 ein Saugkanal 40. Das vordere Ende des Saugkanals 40 steht mit der Verschlußkammer 39 in Verbindung. Das hintere Ende der Saugkammer 40 steht in Verbindung mit einem äußeren Kühlmittelkreislauf 41. Der äußere Kühlmittelkreislauf 41 umfaßt einen Kondensator 42, eine Expansionsventil 43 und ei­ nen Verdampfer 44.

Im mittleren Bereich des hinteren Gehäuses 25 ist eine ringför­ mige Saugkammer 45 ausgebildet. Die Saugkammer 45 steht durch eine Einlaßöffnung 46 in Verbindung mit der Verschlußkammer 39. Im Randbereich des hinteren Gehäuses 25 ist eine ringförmige Lieferkammer 47 ausgebildet. Die Lieferkammer 47 ist durch einen Auslaßkanal 48 mit dem äußeren Kühlmittelkreislauf 41 verbunden.

Für jede der Zylinderbohrungen 29 sind an der Ventilplatte 24 ein Saugventilmechanismus 49 und ein Auslaßventilmechanismus 50 vorgesehen. Jeder der Kolben 30 saugt bei seiner Bewegung vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt durch den zugeordneten Saugventilmechanismus 49 Kühlgas in die Zylinderbohrung 29 ein. Das Kühlgas wird dann verdichtet, während sich der Kolben 29 vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt. Wenn der Druck des Kühlgases einen vorgegeben Wert erreicht, wird das Kühlgas durch den zugeordneten Auslaßventilmechanismus 50 in die Lieferkammer 47 ausgestoßen.

In der Verschlußkammer 39 sitzt koaxial zur Antriebswelle 26 ein zylindrischer Verschluß 51. Der Verschluß 51 ist in der Ver­ schlußkammer 39 in Axialrichtung verschiebbar. Zwischen dem Ver­ schluß 51 und der Rückwand der Verschlußkammer 39 befindet sich eine Feder 52, die den Verschluß 51 in Richtung zur Taumelschei­ be 36 belastet. Das hintere Ende der Antriebswelle 26 ist dreh­ bar und verschiebbar mittels eines der beiden Radiallager 27 im Verschluß 51 gelagert. Ein Drucklager 53 sitzt verschiebbar auf der Antriebswelle 26 zwischen dem Verschluß 51 und der Taumel­ scheibe 36.

Die Taumelscheibe 36 ist bezüglich der Antriebswelle 26 geneigt und kann eine Stellung zwischen einer minimalen Neigung und ei­ ner maximalen Neigung einnehmen. Wenn die Taumelscheibe 36 ihre Stellung mit minimaler Neigung einnimmt, hält sie dabei den Ver­ schluß 51 entgegen der Kraft der Feder 52 in einer Schließstel­ lung. In diesem Zustand schließt der Verschluß 51 den Saugkanal 40, so daß dadurch die Strömung des Kühlgases aus dem externen Kühlmittelkreislauf 41 in die Saugkammer 45 unterbunden ist. In ihrer Stellung mit minimaler Neigung schließt die Taumelscheibe 36 mit einer zur Achse der Antriebswelle 26 senkrechten Ebene einen Winkel ein, der etwas größer als 0° ist. Eine noch gerin­ gere Neigung der Taumelscheibe 26 wird dadurch verhindert, daß der Verschluß 51 seine Schließstellung erreicht.

Wenn keine Kühlung notwendig ist, wird die Taumelscheibe 36 in ihre Stellung mit minimaler Neigung bewegt, wobei der Kompressor 21 jedoch weiterhin in Betrieb bleibt. Dementsprechend steht die Antriebswelle 26 des Kompressors 21 stets in Verbindung mit ei­ ner Kraftquelle, ohne daß von einer Kupplung Gebrauch gemacht wird. Dies heißt mit anderen Worten, daß es sich bei dem Kom­ pressor 21 um einen kupplungslosen Kompressor handelt.

Wenn die Taumelscheibe 36 ihre Stellung mit maximaler Neigung einnimmt, ist dabei der Verschluß 51 durch die Kraft der Feder 52 nach vorne in eine Offenstellung verschoben. In diesem Zu­ stand ist der Saugkanal 40 geöffnet, so daß das Kühlgas vom ex­ ternen Kühlmittelkreislauf 41 durch den Saugkanal 40, die Ver­ schlußkammer 39 und die Einlaßöffnung 46 in die Saugkammer 45 strömen kann. Während die Taumelscheibe 36 ihre Stellung mit ma­ ximaler Neigung einnimmt, ist der Hub bzw. die Verdrängung des Kompressors maximal. Eine Neigung der Taumelscheibe 36 über ihre Stellung mit maximaler Neigung hinaus wird dadurch verhindert, daß ein von der Vorderseite der Taumelscheibe 36 vorstehender Vorsprung 54 am Rotor 32 zur Anlage kommt.

Zwischen dem Rotor 32 und der Taumelscheibe 36 ist auf der An­ triebswelle 26 eine Feder 55 angeordnet, die auf die Taumel­ scheibe 36 eine Kraft in Richtung ihrer Stellung mit minimaler Neigung ausübt.

Durch die Mitte der Antriebswelle 26 verläuft ein Ausgleichska­ nal 56. Das vordere Ende des Ausgleichskanals 56 ist mit der Kurbelkammer 31 verbunden, und das hintere Ende des Ausgleichs­ kanals 56 ist mit dem Inneren des Verschlusses 51 verbunden. Durch die zylindrische Wand des Verschlusses 51 verläuft eine Öffnung 57. Das Innere des Verschlusses 51 steht durch diese Öffnung 57 hindurch mit der Verschlußkammer 39 in Verbindung. Der Druck in der Kurbelkammer 31 wird durch den Ausgleichskanal 56, das Innere des Verschlusses 51, die Öffnung 57, die Ver­ schlußkammer 39 und die Einlaßöffnung 46 zur Saugkammer 45 über­ tragen.

Eine Druckleitung 58 verläuft durch das hintere Gehäuse 52, von dort durch die Ventilplatte 24 und von dort durch den Zylinder­ block 22 und verbindet die Lieferkammer 47 mit der Kurbelkammer 31. In der Druckleitung 58 ist innerhalb des hinteren Gehäuses 25 ein elektrisches Magnetventil 59 angeordnet. Dessen Magnet­ spule 60 wird erregt, um das Magnetventil 59 zu schließen, und enterregt, um das Magnetventil 59 zu öffnen. Wenn das Magnetven­ til 59 offen ist, wird der Druck der Lieferkammer 47 durch die Druckleitung 58 zur Kurbelkammer 31 übertragen. Dadurch kann ei­ ne Einstellung des Drucks in der Kurbelkammer 31 erfolgen.

Am vorderen Gehäuse 23 ist einstückig ein hals- bzw. kragenför­ miger Ansatz 63 ausgebildet. Auf dem Ansatz 63 sitzt ein Tragla­ ger 64, das in Axialrichtung der Antriebswelle 26 verschiebbar gehalten ist. Am äußeren Laufring des Traglagers 64 ist eine Riemenscheibe 65 befestigt. Die Riemenscheibe 65 ist koaxial zur Antriebswelle 26 angeordnet und mit Hilfe eines Riemens 66 mit der Kraftquelle, beispielsweise einem Motor 67, verbunden.

Wie auch die Fig. 2 bis 4 zeigen, ist eine im wesentlichen ringförmige Tragplatte 68 mit Hilfe mehrerer Schrauben an der Vorderseite der Riemenscheibe 65 befestigt. An der Vorderseite des radial inneren Abschnitts der Tragplatte 68 haftet ein Gum­ miring 69, der an der Tragplatte 68 beispielsweise durch Kleben oder Vulkanisieren befestigt ist. Vor dem Gummiring 69 ist eine Verbindungsscheibe 70 angeordnet. Die Verbindungsscheibe 70 weist einen rohrförmigen Abschnitt bzw. Zylinder 71 sowie einen Flansch 72 auf, der sich radial von der Außenseite des Zylinders 71 aus erstreckt. Der Flansch 72 haftet an der Vorderseite des Gummirings 69 und ist daran beispielsweise durch Kleben oder Vulkanisieren befestigt. Am vorderen Ende des Zylinders befindet sich ein Eingriffsteil 73, das derart umgebogen ist, daß es sich nach radial innen erstreckt. Die Tragplatte 68, der Gummiring 69 und die Verbindungsscheibe 70 sind auf vorstehend erläuterte Weise an der Riemenscheibe 65 befestigt, so daß sie sich zusam­ men mit der Riemenscheibe 65 drehen.

Am vorderen Ende der Antriebswelle 26 ist ein abgesetzter bzw. gestufter Abschnitt 74 ausgebildet, der eine Keilwelle 75 bil­ det. Auf dem Abschnitt 74 sitzt eine zylindrische Hülse 76. Ent­ lang der Innenseite der Hülse 76 verlaufen Keilnuten 77, die in Eingriff mit den Keilen der Keilwelle 75 stehen. Auf der Außen­ seite der Hülse 76 ist eine Kunststoffschicht 78 aufgebracht, die aus einem synthetischen Harz besteht und beispielsweise Glasfasern, Kohlenstoffasern, Talk, Polyphenylensulfid (PPS) mit anorganischen Bestandteilen wie beispielsweise Ton, Polye­ ther/Ether-Keton (PEEK), Polyamid, Polyimid oder Epoxyharz ent­ hält.

Auf der Hülse 76 sitzt eine Begrenzerfeder 79. Bei der schrau­ benförmigen Begrenzerfeder 79 handelt es sich um einen gewunde­ nen bzw. gewickelten Strang aus einem Material wie beispielswei­ se Federstahl. Die Begrenzerfeder 79 ist derart geformt, daß dann, wenn keine Kraft bzw. Last auf die Begrenzerfeder 79 wirkt, deren Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Hülse 76 ist. Um die Begrenzerfeder 79 auf der Hülse 79 mon­ tieren zu können, wird ein Torsionsmoment auf die Begrenzerfeder 79 aufgebracht, so daß dadurch der Federdurchmesser vergrößert wird. Nachdem die Begrenzerfeder 79 auf die Hülse 76 geschoben worden ist, wird dann die Begrenzerfeder vom Torsionsmoment ent­ lastet, so daß sich der Federdurchmesser verringert und sich die Begrenzerfeder 79 fest um die Hülse 76 spannt. Der hintere Ab­ schnitt der Begrenzerfeder 79 ist im Ansatz 63 des vorderen Ge­ häuses 23 angeordnet.

Der vordere Abschnitt der Begrenzerfeder 79 ist in den Zylinder 71 der Verbindungsscheibe 70 eingesetzt. Die Begrenzerfeder 79 weist ein vorderes Ende auf, das in Eingriff mit dem Eingriffsteil 73 des Zylinders 71 steht. Während sich die Rie­ menscheibe 65 dreht, sorgt das Eingriffsteil 73 dafür, daß sich die Begrenzerfeder 79 zusammen mit der Verbindungsscheibe 70 dreht. Ferner begrenzt das Eingriffsteil 73 die axiale Verschie­ bung der Begrenzerfeder 79 und verhindert auf diese Weise, daß die Begrenzerfeder 79 von der Antriebswelle 26 abfällt.

In das vordere Ende der Begrenzerfeder 79 ist ein zylindrischer Kern 82 eingesetzt, dessen Durchmesser etwas kleiner als der In­ nendurchmesser der Begrenzerfeder 79 ist. In Radialrichtung er­ streckt sich ein Schlitz 83 durch den Kern 82, so daß der Kern 82 einen C-förmigen Querschnitt hat. In den Schlitz 83 ist ein Stift 84 eingepreßt, der den Schlitz 83 verbreitert. Dadurch ist der Kern 82 aufgeweitet und dafür gesorgt, daß die Außenseite des Kerns 82 in die Innenseite der Begrenzerfeder 79 gedrückt wird. Dies hat wiederum zur Folge, daß der vordere Abschnitt der Begrenzerfeder 79 aufgeweitet wird und daß die äußere Oberfläche der Begrenzerfeder 79 gegen die innere Oberfläche des Zylinders 71 der Verbindungsscheibe 70 gepreßt bzw. gedrückt wird. Demzu­ folge stehen die Verbindungsscheibe 70 und die Begrenzerfeder 79 praktisch entlang dem gesamten Umfang des vorderen Endes der Be­ grenzerfeder 79 in Reibschluß miteinander. Der aufgeweitete Kern 82 erzeugt einen vorgegebenen Betrag an Übermaß zwischen der Verbindungsscheibe 70 und der Begrenzerfeder 79.

Der gewickelte Strang der Begrenzerfeder 79 ist, vom vorderen Ende 81 aus betrachtet, in der selben Richtung gewickelt, in der sich die Riemenscheibe 65 und die Antriebswelle 26 drehen. Somit wird, wenn von der Antriebswelle 26 über die Hülse 76 auf die Begrenzerfeder 79 eine Last in Gegenrichtung zur Drehrichtung der Riemenscheibe wirkt, die Begrenzerfeder 79 verdreht und ver­ formt. Dadurch wird der Innendurchmesser der Begrenzerfeder 79 vergrößert und wird die Kraft verringert, die die Begrenzerfeder 79 gegen die Hülse 76 spannt.

Wie dies in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, wird unter normalen Betriebsbedingungen die Kraft des Motors 67 zur Antriebswelle 26 über den Riemen 66, die Riemenscheibe 65, die Tragplatte 68, den Gummiring 69, die Verbindungsscheibe 70, die Begrenzerfeder 79 und die Hülse 76 übertragen.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Kompressors 21 erläutert. Im in Fig. 1 gezeigten Zustand ist die Magnetspule 60 erregt, so daß das Magnetventil 59 schließt. Dadurch ist die Druckleitung 58 geschlossen und wird verhindert, daß das unter hohem Druck stehende Kühlgas aus der Lieferkammer 47 durch die Druckleitung 58 in die Kurbelkammer 31 gelangt. Das Kühlgas in der Kurbelkam­ mer 31 kann jedoch weiterhin durch den Ausgleichskanal 56, das Innere des Verschlusses 51, die Öffnung 57, die Verschlußkammer 39 und die Einlaßöffnung 46 in die Saugkammer 45 strömen. Demzu­ folge sinkt der Druck in der Kurbelkammer 31 auf einen Wert, der nahe dem Wert des niedrigen Drucks in der Saugkammer 45 ist. Da­ durch wird die Taumelscheibe 36 in ihre Stellung mit maximaler Neigung bewegt. In dieser Stellung ist der Hub bzw. die Verdrän­ gung des Kompressors maximal.

Wenn die Kühllast sinkt, während der Kompressor mit maximalem Hub arbeitet, fällt die Temperatur des Verdampfers 44 im exter­ nen Kühlmittelkreislauf 41 allmählich ab. Wenn die Temperatur auf einen Wert sinkt, bei dem Eisbildung einsetzt, wird die Ma­ gnetspule 60 enterregt, damit das Magnetventil 59 öffnet. Da­ durch wird es möglich, daß das unter hohem Druck stehende Kühl­ gas in der Lieferkammer 47 durch die Druckleitung 58 in die Kur­ belkammer 31 strömt und den Druck in der Kurbelkammer 31 erhöht. Demzufolge bewegt sich die Taumelscheibe 36 aus ihrer Stellung mit maximaler Neigung in Richtung zur Stellung mit minimaler Neigung.

Während die Neigung der Taumelscheibe 36 abnimmt, verschiebt das Drucklager 53 den Verschluß 51 entgegen der Kraft der Feder 52 nach hinten in Richtung zur Schließstellung des Verschlusses. Wenn der Verschluß 51 die Schließstellung erreicht, kommt das hintere Ende des Verschlusses 51 in Anlage an der die Öffnung des Saugkanals 40 umgebenden Wand. Auf diese Weise schließt der Verschluß 51 den Saugkanal 40, so daß die Strömung des Kühlgases vom externen Kühlmittelkreislauf 41 in die Saugkammer 45 unter­ brochen wird.

Die minimale Neigung der Taumelscheibe 36 ist etwas größer als 0°. Wenn sich die Taumelscheibe 36 in ihrer Stellung mit minima­ ler Neigung befindet, wird daher weiterhin Kühlgas kontinuier­ lich aus den Zylinderbohrungen 20 in die Lieferkammer 47 geför­ dert. Der Kompressor arbeitet somit mit minimalem Hub bzw. mini­ maler Verdrängung. Das in der Lieferkammer 47 befindliche Gas strömt dabei durch die Druckleitung 58 in die Kurbelkammer 31. Von dort strömt das Gas durch den Ausgleichskanal 56, das Innere des Verschlusses 51, die Öffnung 57, die Verschlußkammer 39 und die Einlaßöffnung 46 in die Saugkammer 45, aus der es wieder in die Zylinderbohrungen 29 gesaugt wird. Dies heißt mit anderen Worten, daß im Kompressor 21 ein interner Kühlmittelkreislauf vorhanden ist, wenn sich die Taumelscheibe 36 in ihrer Stellung mit minimaler Neigung befindet.

Wenn der Kühlbedarf zunimmt, während der Kompressor weiterhin mit minimalem Hub arbeitet, steigt die Temperatur des Verdamp­ fers 44 im externen Kühlmittelkreislauf 41 allmählich an. Wenn die Temperatur einen vorgegebenen Wert übersteigt, wird die Ma­ gnetspule 60 erregt, so daß das Magnetventil 59 schließt. Da­ durch wird die Strömung des unter hohem Druck stehenden Kühlga­ ses aus der Lieferkammer 47 durch die Druckleitung 58 zur Kur­ belkammer 31 unterbunden. Das in der Kurbelkammer 31 vorhandene Kühlgas strömt jedoch durch den Ausgleichskanal 56, das Innere des Verschlusses 51, die Öffnung 57, die Verschlußkammer 39 und die Einlaßöffnung 46 in die Saugkammer 45. Dadurch wird allmäh­ lich der Druck in der Kurbelkammer 31 gesenkt und die Taumel­ scheibe 36 aus ihrer Stellung mit minimaler Neigung in Richtung ihrer Stellung mit maximaler Neigung bewegt.

Während die Neigung der Taumelscheibe 36 zunimmt, wird der Ver­ schluß 51 aufgrund der Kraft der Feder 52 nach vorne bewegt, so daß das hintere Ende des Verschlusses 51 von der die Öffnung des Saugkanals 40 umgebenden Wand abgehoben wird. Auf diese Weise öffnet der Verschluß 51 den Saugkanal 40, und demzufolge beginnt die Strömung des Kühlgases vom externen Kühlmittelkreislauf 41 zur Saugkammer 45.

Der Kompressor 21 wird außer Betrieb gesetzt, wenn der Motor 6 angehalten wird. In diesem Zustand ist das Magnetventil 59 offen und wird die Taumelscheibe 36 in ihrer Stellung mit minimaler Neigung gehalten.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Kraftübertragungsmecha­ nismus erläutert.

Unter normalen Bedingungen wird die Kraft des Motors 67 zur An­ triebswelle 26 mittels des Riemens 66, der Riemenscheibe 65, der Tragplatte 68, des Gummiringes 69, der Verbindungsscheibe 70, der Begrenzerfeder 79 und der Hülse 76 übertragen.

Während der Kraftübertragung zum Kompressor 21 wird eine in Ge­ genrichtung zur Drehrichtung der Riemenscheibe 65 wirkende Last auf die Antriebswelle 26 ausgeübt. Die Größe dieser Last hängt vom Betriebszustand des Kompressors 21 ab. Diese Last verdreht und verformt die Begrenzerfeder 79.

Die Begrenzerfeder 79 hält jedoch die Hülse 76 unverändert fest, bis die auf die Begrenzerfeder 79 wirkende Verdrehkraft die ent­ gegengesetzte Spannkraft der Begrenzerfeder 79 übersteigt. Dem­ zufolge dauert die Kraftübertragung von der Riemenscheibe 65 zur Antriebswelle 26 an, solange die Last unterhalb einer gewissen Größe bleibt.

Die Verbindungsscheibe 70 ist an der Riemenscheibe 65 befestigt und dreht sich zusammen mit dieser. Ferner sind die Verbindungs­ scheibe 70 und die Begrenzerfeder 79 über den Umfang der Be­ grenzerfeder 79 durch Reibschluß miteinander verbunden. Diese Ausbildung verhindert, daß die Begrenzerfeder 79 die Antriebs­ welle 26 während der Kraftübertragung biegt. Auf diese Weise ist die Aufbringung von Biegekräften auf die Antriebswelle 26 ver­ hindert.

Wenn aufgrund einer Unregelmäßigkeit im Kompressor die Last ei­ nen zu hohen Wert annimmt, wirkt diese Last entsprechend stark der Spannkraft der Begrenzerfeder 79 entgegen. Dies hat zur Fol­ ge, daß die Reibung zwischen der Begrenzerfeder 79 und der Hülse 76 verringert wird und dadurch veranlaßt wird, daß die Be­ grenzerfeder 79 die Hülse 76 freigibt. Das aufgeweitete vordere Ende 81 der Begrenzerfeder 79 verhindert eine Relativdrehung zwischen der Begrenzerfeder 79 und der Verbindungsscheibe 70. Es kommt somit zu Schlupf zwischen der Begrenzerfeder 79 und der Hülse 76. Dadurch wird die Kraftübertragung von der Riemenschei­ be 65 zur Antriebswelle 26 unterbrochen. Während der Drehung er­ zeugt der Schlupf der Begrenzerfeder 79 auf der äußeren Oberflä­ che der Hülse 76 Reibungswärme. Diese Reibungswärme verformt die Kunststoffschicht 78 und verringert den Außendurchmesser der Hülse 76. Wenn dieser Zustand anhält, wird der Außendurchmesser der Hülse 76 praktisch gleich dem Innendurchmesser der unbela­ steten Begrenzerfeder. Demzufolge beginnt dann die Begrenzerfe­ der 79, sich frei relativ zur Hülse 76 zu drehen.

Die folgenden Vorteile werden mit dem zuvor beschriebenen Aus­ führungsbeispiel erzielt.

Während der Kraftübertragung verursacht die Begrenzerfeder 79 keine Biegung des Endes der Antriebswelle 26. Es wird somit kei­ ne Biegekraft auf die Antriebswelle 26 ausgeübt. Dadurch wird unregelmäßiger Verschleiß des Radiallagers 27 und der Lippen­ dichtung 28, der andernfalls durch eine unregelmäßig bzw. un­ gleichförmige Belastung verursacht würde, vermindert. Ferner wird dadurch verhindert, daß sich die Antriebswelle 26 ungleich­ mäßig dreht. Schließlich bleibt die Kurbelkammer 31 zuverlässig abgedichtet. Der Kompressor arbeitet daher zuverlässiger und gleichmäßiger, und die Gefahr der Leckage von Kühlgas aus dem Kompressor 21 ist verringert.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Erfindung an­ gewendet bei einem Kompressor, dessen Hub bzw. Verdrängung durch Einstellung des Drucks in der Kurbelkammer 31 veränderbar ist. Daher ist die Abdichtung der Kurbelkammer 31 besonders wichtig. Der Kraftübertragungsmechanismus gemäß diesem Ausführungsbei­ spiel wird aus diesem Grunde bevorzugt angewendet bei Kompresso­ ren mit veränderlichem Hub.

Ferner ist beim beschriebenen Ausführungsbeispiel die Antriebs­ welle 26 des Kompressors 21 ständig mit dem als Kraftquelle die­ nenden Motor 67 verbunden, ohne daß eine Kupplung zur Anwendung kommt. Bei dem kupplungslosen Kompressor 21 dreht die Antriebs­ welle 26 auch dann, wenn keine Kühlung benötigt wird. In diesem Zustand ist der Hub des Kompressors minimal. Damit der Betrieb mit minimalem Hub aufrechterhalten werden kann, muß die Kurbel­ kammer 31 abgedichtet sein. Demzufolge ist der Kraftübertra­ gungsmechanismus gemäß diesem Ausführungsbeispiel besonders ge­ eignet für kupplungslose Kompressoren mit veränderlichem Hub.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Kern 82, der sich am vorderen Ende der Begrenzerfeder 79 befindet, aufgewei­ tet, um dadurch den Durchmesser der Begrenzerfeder 79 zu vergrö­ ßern. Auf diese Weise wird die äußere Oberfläche der Begrenzer­ feder 79 gegen die innere Oberfläche des Zylinders 71 der Ver­ bindungsscheibe 70 gepreßt. Dementsprechend sind die Begrenzer­ feder 79 und der Zylinder miteinander entlang dem Umfang verbun­ den. Der Kern 82 ist dadurch aufgeweitet, daß der Stift 84 in den Schlitz 83 des Kernes 82 eingepreßt ist. Die Verbindung zwi­ schen der Begrenzerfeder 79 und der Verbindungsscheibe 70 ist durch eine einfache Konstruktion erreicht. Darüber hinaus brau­ chen die Verbindungsscheibe 70, die Begrenzerfeder 79, der Kern 82, der Schlitz 83 und der Stift 84 nicht mit hoher Genauigkeit maschinell bearbeitet zu werden, wodurch die Bearbeitungs- bzw. Herstellungskosten sinken. Der Durchmesser des Stiftes 84 kann beliebig in geeigneter Weise so gewählt werden, daß die während der Montage auftretenden Abmessungsunterschiede kompensiert wer­ den.

Das am vorderen Ende des Zylinders 71 befindliche Eingriffsteil 73 des beschriebenen Ausführungsbeispiels steht in Eingriff mit dem vorderen Ende 81 der Begrenzerfeder 79. In Kombination mit dem Reibschluß zwischen der Verbindungsscheibe 70 und der Be­ grenzerfeder 79 sorgt dieser Eingriff für eine weitere Verbesse­ rung der Kraftübertragung von der Riemenscheibe 65 zur Antriebs­ welle 26.

Wenn die auf die Antriebswelle 26 wirkende Last größer als der vorgegebene Wert wird, lockert sich die Begrenzerfeder 79. Dies führt zu Schlupf zwischen der Begrenzerfeder 79 und der Hülse 76. Das Eingriffsteil der Verbindungsscheibe 70 verhindert je­ doch eine Vorwärtsbewegung der Begrenzerfeder 79, wodurch ver­ hindert wird, daß die Begrenzerfeder 79 von der Antriebswelle 26 herunterfällt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Dabei un­ terscheidet sich die Ausbildung der Verbindung zwischen der Ver­ bindungsscheibe 70 und der Begrenzerfeder 79 von der des ersten Ausführungsbeispiels.

Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, ist die Begrenzerfeder 79 in den Zylinder 71 der Verbindungsscheibe 70 gepreßt. Auf diese Weise sind die Begrenzerfeder 79 und der Zylinder 71 durch Reibschluß miteinander verbunden. Zwischen der Begrenzerfeder 79 und dem Zylinder 71 besteht ein vorgegebenes Übermaß. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Verbindungsscheibe 70 durch Pressen aus einem Metallblechteil hergestellt werden. Im Zylinder 71 sind in Axialrichtung verlaufende Schlitze 87 ausgebildet, so daß der Zylinder 71 in mehrere Abschnitte unterteilt ist.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel werden zusätzlich zu den Vorteilen des ersten Ausführungsbeispiels die folgenden Vorteile erzielt.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel kommt der Kern 82 nicht zur An­ wendung. Dadurch ist die Anzahl der Teile verringert und eine weitere Vereinfachung der Konstruktion des Kraftübertragungsme­ chanismus erreicht. Da der Durchmesser der Begrenzerfeder 79 nicht durch den Kern 82 vergrößert zu werden braucht, hat die Begrenzerfeder 79 eine geringere axiale Länge. Dies verringert das Gewicht des Kraftübertragungsmechanismus. Die im Zylinder 71 der Verbindungsscheibe 70 ausgebildeten Schlitze 87 erhöhen die Dehnbarkeit des Zylinders 71 in radialer Richtung. Dies erleich­ tert das Einpressen der Begrenzerfeder 79 in den Zylinder 71 und verbessert die Montageleistung beim Einbau der Begrenzerfeder 79 in den Kraftübertragungsmechanismus.

Bei dem Kraftübertragungsmechanismus gemäß dem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel wird die Verbindungsscheibe 70 durch Pressen eines einzigen Metallblechteils hergestellt. Dies erleichtert die Her­ stellung der Verbindungsscheibe 70.

Für den Fachmann ist erkennbar, daß die vorliegende Erfindung durch zahlreiche weitere konkrete Ausführungsbeispiele reali­ siert werden kann, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung auch in fol­ genden Weisen realisiert werden.

Bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel kann die an der äußeren Oberfläche der Hülse 76 vorgesehene Kunststoffschicht 78 weggelassen werden. In diesem Fall wird die Hülse 76 mit einem Außendurchmesser hergestellt, der größer als der Innendurchmes­ ser der unbelasteten Begrenzerfeder 79 ist.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann der Durchmesser der Be­ grenzerfeder 79 auf andere Weise als mittels des Kerns 82 ver­ größert werden. Beispielsweise kann der Durchmesser der Be­ grenzerfeder 79 vergrößert werden durch Einschrauben einer Schraube oder Einpressen eines Stiftes in das vordere Ende der Begrenzerfeder 79. Durch eine solche Ausbildung würde der Kraftübertragungsmechanismus vereinfacht werden.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann der Kern 82 aufgeweitet werden durch Einschrauben einer Schraube oder Einpressen eines Stiftes in die Mitte des Kerns 82. Der Kern 82 kann ferner auf­ geweitet werden durch Einschrauben einer Schraube in den Schlitz 83 des Kerns 82.

Auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann die Verbindungs­ scheibe 70 durch Pressen eines einzigen Metallblechteils herge­ stellt werden.

Bei jedem der vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel und je­ der der vorstehend genannten Realisierungsmöglichkeiten kann die Antriebswelle 26 direkt mittels eines Riemens oder dergleichen mit der Kraftquelle verbunden sein.

Bei jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und jeder der angegebenen Realisierungsmöglichkeiten kann das Ein­ griffsteil 73 am vorderen Ende des Zylinders 71 der Verbindungs­ scheibe weggelassen werden. Bei jedem der vorstehend beschriebe­ nen Ausführungsbeispiele und jeder der vorstehend erläuterten Realisierungsmöglichkeiten kann die Begrenzerfeder aus mehreren parallelen gewickelten Strängen nach Art eines mehrgängigen Ge­ windes gebildet werden. In diesem Fall kann die Verbindungs­ scheibe 70 mit einem Eingriffsteil 73 für jeden der Stränge ver­ sehen sein.

Die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele und Realisie­ rungsmöglichkeiten sollen die Erfindung erläutern und nicht be­ schränken, und die Erfindung ist nicht auf die vorstehend ange­ gebenen Einzelheiten begrenzt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der Patentansprüche, einschließlich möglicher Äquivalente, modifiziert werden.

Eine Vorrichtung zur Übertragung einer Drehkraft von einer Rie­ menscheibe zu einer Antriebswelle eines Kompressors umfaßt eine gewundene Feder, die auf der Antriebswelle montiert ist und eine während der Kraftübertragung auf die Antriebswelle aufgebrachte Last absorbiert. Die gewundene Feder ist derart angeordnet und ausgebildet, daß sie bei Auftreten der Last verformt wird. Eine Einrichtung, die die Kraft zu der gewundenen Feder überträgt, ist fest an der Riemenscheibe angebracht und mit der gewundenen Feder mit einem vorgegebenen Übermaß verbunden.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Übertragen einer Drehkraft von einem treiben­ den Körper (65) zu einem getriebenen Körper (26), wobei eine auf den getriebenen Körper (26) aufgebrachte Last absorbiert wird mittels einer gewundenen Feder (79), die an einem der Körper (26, 65) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gewundene Feder (79) derart ausgebildet und angeordnet ist, daß sie bei Auftreten der Last verformt wird, und daß ein Übertragungsele­ ment (68, 69, 70) das die Kraft zu der gewundenen Feder (79) überträgt, fest angebracht ist an dem anderen der Körper (26, 65) und mit der gewundenen Feder (79) mit einem vorgegebenen Übermaß verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (68, 69, 70) die gewundene Feder (79) auf­ nimmt und daß die gewundene Feder (79) derart ausgebildet ist, daß sie radial aufgeweitet wird, wenn die Last einen vorgegebe­ nen Wert übersteigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (68, 69, 70) einen im wesentlichen zylindri­ schen Abschnitt (71) zur Aufnahme der gewundenen Feder (79) auf­ weist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein ringförmiges Teil (82) zum Vergrößern des Durchmessers der gewundenen Feder (79) in der Weise, daß dadurch enger Kon­ takt der gewundenen Feder (79) mit dem Übertragungselement (68, 69, 70) gewährleistet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Teil (82) in die gewundene Feder (79) eingesetzt ist und daß das ringförmige Teil (82) einen Schlitz (83) aufweist, so daß die Länge des Umfangs des ringförmigen Teils (82) wahl­ weise vergrößert und verkleinert werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Stift (84), der unter Kraftanwendung in den Schlitz (83) eingesetzt worden ist und dadurch die Länge des Umfangs des ringförmigen Teils (82) vergrößert.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch ein Begrenzungsteil (73) zum Begrenzen einer Drehbewegung der gewundenen Feder (79), die der Drehung der Kör­ per (26, 65) ausgesetzt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungsteil (73) die Funktion eines Anschlags erfüllt, der eine Bewegung der gewundenen Feder (79) in Richtung zum Übertra­ gungselement (68, 69, 70) begrenzt.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der treibende Körper eine Riemenscheibe (65) ist, die indirekt von einem Motor (67) angetrieben wird, und daß der getriebene Körper eine Antriebswelle (26) eines Kompressors ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine auf der Antriebswelle (26) montierte Hülse (76), die aus einem auf Abnutzung ausgelegten synthetischen Harz besteht oder eine Be­ schichtung aus einem solchen Harz aufweist, wobei die gewundene Feder (79) um die Hülse (76) gewunden ist und wobei die Hülse (76) abgenutzt wird, wenn die gewundene Feder (79) der übermäßig großen Last ausgesetzt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (76) drehfest und in Axialrichtung verschiebbar auf der Antriebswelle (26) montiert ist.