DE10205714B4 - Steuerventil und damit ausgestatteter verstellbarer Kompressor - Google Patents

Steuerventil und damit ausgestatteter verstellbarer Kompressor Download PDF

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Abstract

Steuerventil (1), für einen verstellbaren Kompressor, das folgende Bauteile aufweist: ein elektromagnetisches Solenoid (13); einen Tauchkolben (12), der in einer Tauchkolbenkammer (16) untergebracht ist, die in dem elektromagnetischen Solenoid (13) gebildet wird; einen Stator (11), der in der Tauchkolbenkammer (16) untergebracht ist; eine zweite Stange (10), die verschieblich in einem Durchgangsloch (11a) eingesetzt ist, das senkrecht in dem Stator (11) gebohrt ist; ein Gehäuse (2); eine Faltenbalgkammer (17), die in dem Gehäuse (2) vorgesehen ist; einen Faltenbalg (3), dessen bodenseitiges Ende am Boden der Faltenbalgkammer (17) über eine Führung (4) und eine Feder (5) befestigt ist; eine Ventilkammer (9), die in dem Gehäuse (2) vorgesehen ist; einen Ventilkörper (19), der in der Ventilkammer (9) untergebracht ist; einen Durchlass (1b) zur Einleitung des Kurbelkammerdruckes des Kompressors in die Ventilkammer (9); ein Durchgangsloch (7), das in dem Gehäuse (2) aus der Ventilkammer (9) durch die Faltenbalgkammer (17) gebohrt ist; eine erste Stange...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen verstellbaren Kompressor zur Verwendung in einer Fahrzeugklimaanlage. Genauer gesagt bezieht sich diese Erfindung auf einen verstellbaren Kompressor, der ein Steuerventil besitzt, das fast ausschließlich durch die Kraft eines elektromagnetischen Solenoids und der Kraft eines Faltenbalgs funktioniert.
  • In einem Kühlkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage wird häufig ein verstellbarer Kompressor verwendet. Für einen verstellbaren Kompressor kann ein Schrägscheibenkompressor oder ein Taumelscheibenkompressor verwendet werden. Bei diesen Kompressoren hängt die Größe der Verdrängung von einer Länge des Kolbenhubes ab. Die Länge des Kolbenhubes hängt wiederum von dem schrägen Winkel der Schrägscheibe oder der Taumelscheibe in Bezug zur Achse einer Welle ab. Der schräge Winkel der Schrägscheibe wiederum hängt von einem Druck des Kältemittels ab, das in eine Kurbelkammer des Kompressors eingeleitet wird. Daher kann die Verdrängung dieser Kompressoren durch Einstellen des Kurbelkammerdruckes gesteuert werden. Im Allgemeinen sind diese Kompressoren mit einem Steuerventil ausgestattet, das die Einfuhrmenge an Kältemittel aus einer Auslasskammer in die Kurbelkammer steuert. Der allgemeine Aufbau eines Steuerventils ist wie folgt.
  • Ein Steuerventil weist hauptsächlich eine Faltenbalgkammer auf, die einen Faltenbalg unterbringt, eine Ventilkammer, die einen Ventilkörper unterbringt, und eine Tauchkolbenkammer, die einen Tauchkolben unterbringt, auf. Die Tauchkolbenkammer steht in Fluidverbindung mit einer Ansaugkammer des Kompressors, so dass sich der Faltenbalg in Reaktion auf den Ansaugkammerdruck ausdehnt oder zusammenzieht. Wenn sich der Faltenbalg ausdehnt wird der Ventilkörper in einer Richtung über eine Stange mit Energie aufgeladen. Der Tauchkolben läd den Ventilkörper über eine andere Stange in der entgegengesetzten Richtung mit Energie auf, wenn ein elektromagnetischer Solenoid, der den Tauchkolben umgibt, angeregt wird. Durch ein Gleichgewicht zwischen der Kraft des Faltenbalges und der Kraft des Elektromagneten ist der kritische Punkt zur Öffnung und zum Schließen des Ventils gegeben.
  • Wenn das Ventil geöffnet wird, wird das Kältemittel anschließend von der Auslasskammer über die Ventilkammer zur Kurbelkammer geleitet, um den Kurbelkammerdruck zu erhöhen. Wenn der Kurbelkammerdruck erhöht wird, nimmt der schräge Winkel der Schrägscheibe ab und folglich nimmt der Kolbenhub und die Verdrängung des Kompressors ab.
  • Wenn im Gegensatz dazu das Ventil geschlossen wird, wird anschließend das Einleiten des Kältemittels von der Auslasskammer über die Ventilkammer zu der Kurbelkammer gestoppt. Wenn die Einführung des Kältemittels von der Auslasskammer in die Kurbelkammer gestoppt wird, weil das Kältemittel in der Kurbelkammer spontan durch verschiedene Abschnitte in Niederdruckabschnitte ausläuft, nimmt der Kurbelkammerdruck ab. Wenn sich der Kurbelkammerdruck verringert hat, nimmt der schräge Winkel der Schrägscheibe zu und folglich nimmt der Kolbenhub und die Verdrängung des Kompressors zu.
  • Durch Einstellen der Größe des elektrischen Stromes, der durch das elektromagnetische Solenoid strömt, kann der Öffnungs-/Schließpunkt des Ventils auf Wunsch verschoben werden, und als ein Ergebnis kann die Verdrängung des Kompressors ebenfalls auf Wunsch gesteuert werden.
  • In einem wie oben beschriebenen Steuerventil ist es nicht vorteilhaft, dass der Auslasskammerdruck oder der Kurbelkammerdruck oder der Ansaugkammerdruck direkt die Bewegung des Ventilkörpers beeinflussen. Der Grund dafür ist, dass diese Drücke jeden Moment variieren und den Öffnungs-/Schließpunkt des Ventilkörpers zum Schwanken bringen, der dazu konstruiert wurde, ausschließlich das Gleichgewicht der Kraft des Faltenbalges und der elektromagnetischen Kraft des Solenoides zu berücksichtigen.
  • Ein Steuerventil, das in der japanischen Patentveröffentlichung JP 2000-18420 AA offenbart ist, behandelt dieses Problem. Unter Verwendung des Aufbaues des Steuerventils, das in dieser Druckschrift offenbart ist, wird ausgesagt, dass es möglich ist, die direkten Auswirkungen des Auslasskammerdruckes und des Kurbelkammerdruckes auf den Öffnungs-/Schließpunkt des Ventilkörpers zu reduzieren. Obwohl es jedoch nach einer Analyse dieses Aufbaus durch den Autor der vorliegenden Erfindung möglich ist, den Effekt des Auslasskammerdruckes zu reduzieren, bleibt die Nettoauswirkung des Kurbelkammerdruckes noch nicht neutralisiert. Wenn das Ventil geschlossen wird, beeinflusst ein Nettorestdruck des Kurbelkammerdruckes die Bewegung des Ventilkörpers und der Solenoidstange und aufgrund der Schwankung des Kurbelkammerdruckes wird die Steuerung der Öffnungs-/Schließbewegung des Ventilkörpers gestört.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerventil bereitzustellen, dessen Ventilkörper nicht unter den direkten Auswirkungen des Auslasskammerdruckes, des Kurbelkammerdruckes und des Ansaugkammerdruckes leidet. Das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen verstellbaren Kompressor bereitzustellen, der mit einem solchen Steuerventil ausgestattet ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung besitzt ein erfindungsgemäßes Steuerventil eine erste Stange, die durch einen Faltenbalg zu einer Öffnungsrichtung eines Ventilkörpers hin mit Energie geladen wird, eine zweite Stange, die durch einen elektromagnetischen Solenoid zu einer Schließrichtung des Ventilkörpers mit Energie aufgeladen wird, und einen Durchlass, der eine Fluidverbindung zwischen einer Faltenbalgkammer und einer Tauchkolbenkammer herstellt. Die erste Stange besitzt einen Halsteil, an dessen Ende der Ventilkörper einstückig ausgebildet ist. Die wirksamen Druckaufnahmequerschnittsflächen im oberen Abschnitt und im unteren Abschnitt des Halsteiles sind so ausgelegt, dass sie im Wesentlichen den gleichen Wert besitzen. Im Ergebnis werden die nach oben gerichtete Kraft und die nach unten gerichtete Kraft, die auf diese obere wirksame Druckaufnahmequerschnittfläche und die untere wirksame Druckaufnahmequerschnittfläche wirken, aufgrund des Kältemittelgases, das aus der Auslasskammer des Kompressors in einen Raum um den Halsteil der ersten Stange herum eingeführt wird, gegenseitig ausgelöscht. Auf diese Weise kann die direkte Auswirkung auf die Bewegung des Ventilkörpers aufgrund der Schwankung des Auslasskammerdruckes beseitigt werden.
  • Ein flaches bodenseitiges Ende der zweiten Stange, deren gesamte Form ein gerader Zylinder ist, das in eine Ventilkammer vorsteht, in die der Kurbelkammerdruck eingeführt wird, berührt die obere Oberfläche des Ventilkörpers. Da die zweite Stange eine gerade zylindrische Form besitzt, hat sie keine wesentliche Druckaufnahmequerschnittsfläche, auf die der Kurbelkammerdruck eine Nettokraft in der Ventilkammer ausüben kann. Als ein Ergebnis kann der Kurbelkammerdruck, der den Raum füllt, der von der Wand der Ventilkammer und der zylindrischen Oberfläche der zweiten Stange umschlossen wird, keine wesentliche Kraft auf die zweite Stange in ihrer Verschieberichtung ausüben. Auf diese Weise kann die direkte Auswirkung auf die Bewegung des Ventilkörpers aufgrund der Schwankung des Kurbelkammerdruckes auch beseitigt werden.
  • Der Durchlass, der eine Fluidverbindung zwischen der Faltenbalgkammer und der Tauchkolbenkammer herstellt, leitet den Ansaugkammerdruck, der in die Faltenbalgkammer eingeführt wird, zu der Tauchkolbenkammer weiter. Die aus dem Druck in der Faltenbalgkammer stammende Kraft und die aus dem Druck in der Tauchkolbenkammer stammende Kraft werden einander über die erste Stange und den Ventilkörper und die zweite Stange entgegengesetzt. Da die Drücke in der Faltenbalgkammer und der Tauchkolbenkammer durch den Durchlaß gegenseitig ausgeglichen werden, löschen sich die nach oben gerichtete Kraft, die auf die erste Stange wirkt, und die nach unten gerichtete Kraft, die auf die zweite Stange wirkt, gegenseitig aus. Auf diese Weise kann auch die direkte Auswirkung auf die Bewegung des Ventilkörpers aufgrund der Schwankung des Ansaugkammerdruckes beseitigt werden.
  • Somit können alle Auswirkungen des Auslasskammerdruckes, des Kurbelkammerdruckes und des Ansaugkammerdruckes auf die Bewegung des Ventilkörpers weitestgehend ausgeschlossen werden.
  • Andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verständlich.
  • 1 ist eine Querschnittansicht eines verstellbaren Kompressors, der mit einem Steuerventil gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
  • 2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht des Steuerventils aus 1.
  • 3 ist eine vergrößerte Querschnittansicht des Halsteiles der ersten Stange aus 2.
  • 4 ist eine Querschnittansicht eines Steuerventils gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In 1 ist ein verstellbarer Kompressor der Schrägscheibenbauart 100 gezeigt, der mit einem Steuerventil 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Der Kompressor 100 weist ein Frontgehäuse 22, ein Gehäuse 21, das mit einem Zylinderblock 26 einstückig ausgebildet ist, und ein Rückgehäuse 24 auf. Diese Teile werden mit Schraubenbolzen 25 aneinander befestigt. Eine Antriebswelle 27 ist so vorgesehen, dass sie durch die Mitte des Frontgehäuses 22 und den Zylinderblock 26 geht. Die Antriebswelle 27 wird über Lager 50 und 51 von dem Frontgehäuse 22 und dem Zylinderblock 26 drehbar gelagert. In dem Zylinderblock 26 sind eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 38 in gleichwinkligen Abständen um eine Achse der Antriebswelle 27 herum vorgesehen. In jeder Zylin derbohrung 38 ist ein Kolben 37 verschieblich angeordnet. Die Kolben 37 sind in der Lage, entlang der Richtung parallel zur Achse der Antriebswelle 27 hin und her zu gehen.
  • An der Antriebswelle 27 ist ein Rotor 34 befestigt, der in der Lage ist, zusammen mit der Antriebswelle 27 zu drehen. Der Rotor 34 besitzt einen Arm 34a, an dessen Ende ein Zapfen 35 vorgesehen ist, der in eine Richtung senkrecht zur Achse der Antriebswelle 27 (eine Richtung senkecht zur Blattebene) zeigt. Das Frontgehäuse 22 und das Gehäuse 21 bilden zusammen eine Kurbelkammer 33. Innerhalb der Kurbelkammer 33 ist eine Schrägscheibe 36 untergebracht, die ein Durchgangsloch 36c in ihrem mittleren Abschnitt besitzt, durch das die Antriebswelle 27 hindurchdringt. Auf einer Oberfläche der Frontgehäuseseite der Schrägscheibe 36 ist ein Arm 36a ausgebildet, an dessen Ende ein Langloch 36h vorgesehen ist. Der Zapfen 35 des Rotors 34 greift in das Langloch 36h der Schrägscheibe 36, um eine Änderung des schrägen Winkels der Schrägscheibe 36 in Bezug zur Achse der Antriebswelle 27 zu ermöglichen. Ein Umfangsabschnitt der Schrägscheibe 36 besitzt die Gestalt eines flachen Ringes und ist über Paare von Schuhen 53 verschiebbar mit Schwanzabschnitten der Kolben 37 verbunden.
  • Um einen zylindrischen Teil 22a des Frontgehäuses 22 herum ist eine Riemenscheibe 28 befestigt, die über ein Lager 54 drehbar ist. An dem Frontgehäuse 22 ist ein Elektromagnet 32 befestigt und belegt einen Leerraum der Riemenscheibe 28. Am Ende der Antriebswelle 27 ist eine Nabe 55 befestigt. Ein Beschlag 31, der an die Riemenscheibe 28 angezogen wird, wenn der Elektromagnet 32 angeregt wird, ist über ein elastisches Bauteil 29 an der Nabe 55 befestigt. Wenn der Elektromagnet 32 nicht angeregt ist, besteht ein Luftspalt zwischen dem Beschlag und der Riemenscheibe 28 und es herrscht ein Zustand der Trennung der Riemenscheibe 28 und des Beschlages 31.
  • Die Riemenscheibe 28 wird immer durch eine externe Antriebsquelle (nicht gezeigt) über einen Riemen gedreht. Wenn der Elektromagnet 32 angeregt wird, wird der Beschlag 31 an die Riemenscheibe 28 angezogen und diese werden miteinander verbunden und drehen gemeinsam. Anschließend wird die Antriebskraft der externen Antriebsquelle über die Riemenscheibe 28, den Beschlag 31, das elastische Bauteil 29 und die Nabe 55 auf die Antriebswelle 27 übertragen.
  • Wenn die Antriebswelle 27 durch eine externe Leistungsquelle angetrieben wird, wird auch der Rotor 34 um die Achse der Antriebswelle 27 zusammen mit der Antriebswelle 27 gedreht. Die Schrägscheibe 36 wird ferner durch den Rotor 34 über den Verbindungsmechanismus, der den Arm 34a, den Zapfen 35 des Rotors 34, das Langloch 36h und den Arm 36a der Schrägscheibe 36 aufweist, zum Drehen gebracht. Gleichzeitig mit der Drehung der Schrägscheibe 36 zeigt der Umfangsabschnitt der Schrägscheibe 36 eine Taumelbewegung. Nur eine Komponente der Bewegung in der Axialrichtung des taumelnden Umfangsabschnittes der Schrägscheibe 36 wird über die Gleitschuhe 53 auf die Kolben 37 übertragen. Als ein Ergebnis werden die Kolben 37 in jeder Zylinderbohrung 38 hin und her bewegt.
  • Die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 37 kann in einen Ansaugtakt und in einen Auslasstakt unterteilt werden. Während des Ansaugtaktes wird das Kältemittel aus einem externen Kühlkreislauf (nicht gezeigt) über eine Ansaugkammer 41 und ein Ansaugloch 43, das in der Ventilplatte 23 vorgesehen ist, in eine Kompressionskammer 56 eingesaugt, die durch die Kolbenoberseite des Kolbens 37, die Zylinderbohrung 38 und eine Ventilplatte 23 gebildet wird. Und während des Auslasstaktes wird das Kältemittel in der Kompressionskammer 56 komprimiert und über ein Auslassloch 44, das in der Ventilplatte 23 vorge sehen ist, und eine Auslasskammer 42 zu dem externen Kühlkreislauf ausgegeben.
  • Das Steuerventil 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist durch Schraubenbolzen 57 an dem Rückgehäuse 24 befestigt. Es ist ein Durchlass 47 vorgesehen, der den Zylinderblock 26 und das Rückgehäuse 24 in der Axialrichtung durchdringt. Der Durchlass 47 steht mit einem Durchlass 1b in Fluidverbindung, der in dem Steuerventil 1 vorgesehen ist. Die Kurbelkammer 33 und das Innere des Steuerventils 1 stehen über den Durchlass 47 und den Durchlass 1b miteinander in Fluidverbindung. In dem Rückgehäuse 24 ist ein weiterer Durchlass 46 vorgesehen. Der Durchlass 46 steht mit einem Durchlass 1a in Fluidverbindung, der in dem Steuerventil 1 vorgesehen ist. Die Auslasskammer 42 und das Innere des Steuerventils 1 stehen über den Durchlass 46 und den Durchlass 1a miteinander in Fluidverbindung. In dem Rückgehäuse 24 ist noch ein weiterer Durchlass 48 vorgesehen. Und mehrere Löcher 49 sind in die Oberfläche des unteren Abschnittes des Steuerventils 1 gebohrt. Die Ansaugkammer 41 und die Faltenbalgkammer des Steuerventils 1 stehen über den Durchlass 48 und die Löcher 49 miteinander in Fluidverbindung.
  • In 2 ist ein detaillierter Aufbau des Steuerventils 1 gezeigt. Das Steuerventil 1 weist einen Elektromagneten 14 und ein Gehäuse 2 auf.
  • Der Elektromagnet 14 weist ein elektromagnetisches Solenoid 13, einen Tauchkolben 12, einen Stator 11 und eine zweite Stange 10 auf. In einer Tauchkolbenkammer 16, die von einer inneren Oberfläche des elektromagnetischen Solenoids 13 umschlossen wird, ist der Tauchkolben 12 untergebracht und nach oben und nach unten verschiebbar. Unter dem Tauchkolben 12 ist der Stator 11 vorgesehen und er ist an dem elektromagnetischen Solenoid 13 befestigt. Es ist ein Spalt 16a zwischen einer Seitenoberfläche des Stators 11 und der inneren Oberfläche der Tauchkolbenkammer 16 vorgesehen. In dem Stator 11 ist ein senkrechtes Durchgangsloch 11a gebohrt, in das die zweite Stange 10 verschiebbar eingesetzt ist. Das obere Ende der zweiten Stange 10 ist mit dem Boden des Tauchkolbens 12 in Kontakt.
  • In dem Gehäuse 2 sind eine Ventilkammer 9 und eine Faltenbalgkammer 17 vorgesehen. In dem Gehäuse 2 ist ein senkrechtes Durchgangsloch 7 von der Ventilkammer 9 durch die Faltenbalgkammer 17 gebohrt. In dem Gehäuse 2 ist ein Durchlass 1b senkrecht zur Achse des Gehäuses 2 vorgesehen, um eine Fluidverbindung zwischen der Kurbelkammer 33 und der Ventilkammer 9 herzustellen. Des weiteren ist in dem Gehäuse 2 ein weiterer Durchlass 1a senkrecht zur Achse des Gehäuses 2 vorgesehen, um eine Fluidverbindung zwischen der Auslasskammer 42 und dem Durchgangsloch 7 herzustellen. In dem Gehäuse 2 sind Löcher 49 vorgesehen, die die Faltenbalgkammer 17 umgeben, um eine Fluidverbindung zwischen der Ansaugkammer 41 und der Faltenbalgkammer 17 herzustellen.
  • In der Faltenbalgkammer 17 ist ein Faltenbalg 3 untergebracht. Der Boden des Faltenbalges 3 ist an einem Führungsbauteil 4 befestigt. Der Faltenbalg 3 wird zusammen mit der Führung 4 durch eine Feder 5 in eine Richtung nach oben mit Energie geladen.
  • In dem Durchgangsloch 7 ist eine erste Stange 6 verschieblich eingesetzt. Am oberen Ende der ersten Stange 6 ist ein Ventilkörper 19 einstückig ausgebildet. Unter dem Ventilkörper 19 ist im oberen Abschnitt der ersten Stange 6 ein Halsteil 6b so ausgeformt, dass er einen dünneren Durchmesser als der Hauptteil 6a des unteren Teiles der ersten Stange 6 hat. Der zylin drische Raum um den Halsteil 6b herum bildet ein Ventilloch 8 aus. Das Ventilloch 8 steht mit dem Durchlass 1a in Fluidverbindung. Das bodenseitige Ende der ersten Stange 6 ist mit dem oberen Ende des Faltenbalges 3 in Kontakt. Die obere Oberfläche des Ventilkörpers 19 steht mit dem bodenseitigen Ende der zweiten Stange 10 in Kontakt. Somit läd der Faltenbalg 3 sowohl die erste Stange 6, als auch den Ventilkörper 19 und die zweite Stange 10 in eine Richtung nach oben mit Energie auf, wenn er sich ausdehnt. Andererseits lädt der Tauchkolben 12 sowohl die zweite Stange 10, als auch den Ventilkörper 19 und die erste Stange 6 in eine Richtung nach unten mit Energie auf, wenn das elektromagnetische Solenoid angeregt wird. Deshalb bewegt sich der Ventilkörper 19 in eine Richtung nach oben, wenn die Ausdehnungskraft des Faltenbalges 3 die Kraft des Tauchkolbens 12 übersteigt und anschließend wird das Ventilloch 8 geöffnet. D.h., das Kältemittel kann aus dem Durchlass 1a zu dem Durchlass 1b gelangen. D.h., die Einführung des Kältemittels aus der Auslasskammer 42 in die Kurbelkammer 33 beginnt und der Kurbelkammerdruck beginnt anzusteigen und die Größe der Verdrängung des Kompressors wird abnehmen. Wenn im Gegensatz dazu die Kraft des Tauchkolbens 12 die Ausdehnungskraft des Faltenbalges 3 übersteigt, wird der Ventilkörper 19 nach unten bewegt und das Ventilloch 8 wird anschließend geschlossen. D.h., die Strömung des Kältemittels aus dem Durchlass 1a zu dem Durchlass 1b wird verhindert. D.h., das Kältemittel beginnt aus der Kurbelkammer 33 in die Niederdruckabschnitte auszulaufen und der Kurbelkammerdruck beginnt abzusinken und die Größe der Verdrängung des Kompressors wird ansteigen.
  • Durch Einstellen der Größe des elektrischen Stromes, die das elektromagnetische Solenoid 13 anregt, kann der kritische Punkt des Öffnungs-/Schließüberganges des Ventilkörpers 19 und folglich die Größe der Verdrängung des Kompressors gesteuert werden.
  • In 3 ist das erste Merkmal der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Auslasskammerdruck wird über den Durchlass 1a zum Ventilloch 8 um den Halsteil 6b der ersten Stange 6 herum eingeführt. Der Auslasskammerdruck übt Kräfte infolge der wirksamen Druckaufnahmequerschnittsflächen 8a und 6c aus, die sich jeweils am oberen Teil und am unteren Teil des Halsteiles 6b befinden. In der vorliegenden Erfindung sind die wirksamen Druckaufnahmequerschnittsflächen 8a und 6c im Wesentlichen identisch, da das Durchgangsloch 7 als gerades Loch ausgeformt ist. Deshalb übt der Auslasskammerdruck keine Nettokraft auf die erste Stange 6 aus, da die Kräfte, die infolge dieser wirksamen Druckaufnahmequerschnittsflächen in entgegengesetzten Richtungen wirken, sich gegenseitig auslöschen. Somit kann auf diese Art und Weise die direkte Auswirkung des Auslasskammerdruckes auf den Ventilkörper 19 beseitigt werden.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 2 kann das zweite Merkmal der vorliegenden Erfindung aus der Figur entnommen werden. Die zweite Stange 10, deren flaches bodenseitiges Ende in die Ventilkammer 9 vorsteht, hat eine gerade zylindrische Gestalt. Der Durchmesser der zweiten Stange 10 und der Durchmesser des Ventilkörpers 19 unterscheiden sich ein wenig. Als ein Ergebnis besteht eine kleine wirksame Druckaufnahmequerschnittsfläche, auf die der Kurbelkammerdruck, der in die Ventilkammer 9 eingeführt wird eine Nettokraft ausüben kann. Deshalb übt der Kurbelkammerdruck keine Nettokraft auf die zweite Stange 10 aus. Somit kann auf diese Art und Weise die direkte Auswirkung des Kurbelkammerdruckes auf die zweite Stange 10 beseitigt werden.
  • Das dritte Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Folgende. In dem Gehäuse 2 ist des weiteren ein Durchlass 15 vorgesehen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Spalt 16a in der Tauchkolbenkammer 16 und der Faltenbalgkammer 17 herzustellen. Durch diese Funktion des Durchlasses 15 wird sowohl die Tauchkolbenkammer 16 als auch die Faltenbalgkammer 17 mit dem Kältemittel gefüllt, das denselben Druck besitzt, d.h., den Ansaugkammerdruck. Und, gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Querschnittsflächen des Hauptkörpers 6a der ersten Stange 6 und der zweiten Stange 10 so ausgelegt, dass sie denselben Wert besitzen. Das Kältemittel, das in die Tauchkolbenkammer 16 eingeführt wird, übt eine nach unten gerichtete Kraft über den oberen Abschnitt der zweiten Stange 10 auf die zweite Stange 10 aus. Das Kältemittel, das in die Faltenbalgkammer 17 eingeführt wird, übt eine nach oben gerichtete Kraft über den bodenseitigen Abschnitt der ersten Stange 6 auf die erste Stange 6 aus. Da die Querschnittsflächen beider Stangen 6, 10, auf die die oben erwähnten Kräfte wirken, identisch sind, werden diese Kräfte gegenseitig ausgelöscht. Somit können ferner auf diesem Wege die direkte Auswirkung des Ansaugkammerdruckes auf die erste Stange 6, den Ventilkörper 19 und die zweite Stange 10 beseitigt werden.
  • Durch Verwendung des Steuerventils 1, soweit es bislang beschrieben wurde, ist somit ein verstellbarer Kompressor 100 vorgesehen, dessen Öffnungs-/Schließfunktion zur Steuerung der Größe der Verdrängung nicht unter den Einflüssen all der Schwankungen im Auslasskammerdruck, im Kurbelkammerdruck und im Ansaugkammerdruck leidet.
  • In 4 ist die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform sind die erste Stange 6 und der Ventilkörper 19 und die zweite Stange 10 alle zusammen einstückig ausgebildet.
  • Obwohl sich die Erläuterung der vorliegenden Erfindung auf die Ausführungsformen in einem Schrägscheibenkompressor bezieht, kann das Steuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung auch für andere Bauarten von Kompressoren verwendet werden, beispielsweise für den Taumelscheibenkompressor.
  • Das Steuerventil 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, das in einem verstellbaren Kompressor vorgesehen ist, funktioniert fast ausschließlich gemäß einem Ausgleich zwischen der Faltenbalgkraft und der Kraft des elektromagnetischen Solenoids, obwohl verschiedene Drücke aus der Auslasskammer 42, der Kurbelkammer 33 und der Ansaugkammer 41 in das Steuerventil 1 eingeführt werden. Eine erste Stange 6, die durch den Faltenbalg 3 gestoßen wird, stößt einen Ventilkörper 19 in eine Richtung, um ein Ventilloch 8 zu öffnen. Eine zweite Stange 10, die durch einen Tauchkolben 12 gestoßen wird, stößt den Ventilkörper 19 in die entgegengesetzte Richtung, um das Ventilloch 8 zu schließen. In der vorliegenden Erfindung sind die Formen und Durchmesser dieser Stangen 6, 10 in geeigneter Weise ausgelegt, um die direkten Auswirkungen des Auslasskammerdruckes und des Kurbelkammerdruckes auf diese Stangen zu beseitigen. Des weiteren kann durch das Vorsehen eines Durchlasses 15, der eine Fluidverbindung zwischen der Tauchkolbenkammer 16 und der Faltenbalgkammer 17 herstellt, die Auswirkung des Ansaugkammerdruckes auf die Bewegung des Ventilkörpers beseitigt werden.

Claims (10)

  1. Steuerventil (1), für einen verstellbaren Kompressor, das folgende Bauteile aufweist: ein elektromagnetisches Solenoid (13); einen Tauchkolben (12), der in einer Tauchkolbenkammer (16) untergebracht ist, die in dem elektromagnetischen Solenoid (13) gebildet wird; einen Stator (11), der in der Tauchkolbenkammer (16) untergebracht ist; eine zweite Stange (10), die verschieblich in einem Durchgangsloch (11a) eingesetzt ist, das senkrecht in dem Stator (11) gebohrt ist; ein Gehäuse (2); eine Faltenbalgkammer (17), die in dem Gehäuse (2) vorgesehen ist; einen Faltenbalg (3), dessen bodenseitiges Ende am Boden der Faltenbalgkammer (17) über eine Führung (4) und eine Feder (5) befestigt ist; eine Ventilkammer (9), die in dem Gehäuse (2) vorgesehen ist; einen Ventilkörper (19), der in der Ventilkammer (9) untergebracht ist; einen Durchlass (1b) zur Einleitung des Kurbelkammerdruckes des Kompressors in die Ventilkammer (9); ein Durchgangsloch (7), das in dem Gehäuse (2) aus der Ventilkammer (9) durch die Faltenbalgkammer (17) gebohrt ist; eine erste Stange (6), die in dem Durchgangsloch (7) verschiebbar eingesetzt ist, die einen Halsteil (6b) besitzt; ein Ventilloch (8), das durch die innere Oberfläche des Durchgangsloches (7) und die Oberfläche des Halsteiles (6b) der ersten Stange (6) gebildet wird; einen Durchlass (1a) zur Einleitung des Auslasskammerdruckes des Kompressors in das Ventilloch (8); dadurch gekennzeichnet, dass des weiteren ein Durchlass (15) in dem Gehäuse (2) vorgesehen ist, der eine Fluidverbindung zwischen der Faltenbalgkammer (17) und der Tauchkolbenkammer (16) herstellt.
  2. Steuerventil gemäß Anspruch 1, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (19) einstückig mit der ersten Stange (6) ausgebildet ist.
  3. Steuerventil gemäß Anspruch 1 oder 2, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die wirksamen Druckaufnahmequerschnittsflächen (8a) und (6c), die sich am oberen Abschnitt und am unteren Abschnitt des Halsteiles (6b) befinden, im Wesentlichen identisch sind.
  4. Steuerventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der zweiten Stange (10) in die Ventilkammer (9) vorsteht, und dass die zweite Stange (10) eine gerade zylindrische Gestalt und eine flache bodenseitige Oberfläche besitzt.
  5. Steuerventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsflächen der ersten Stange (6) und der zweiten Stange (10) identisch sind.
  6. Verstellbarer Schrägscheibenkompressor, der mit dem Steuerventil (1) aus einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgestattet ist.
  7. Verstellbarer Taumelscheibenkompressor, der mit dem Steuerventil (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgestattet ist.
  8. Steuerventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stange (6) und der Ventilkörper (19) und die zweite Stange (10) einstückig ausgebildet sind.
  9. Verstellbarer Schrägscheibenkompressor, der mit dem Steuerventil (1) aus Anspruch 8 ausgestattet ist.
  10. Verstellbarer Taumelscheibenkompressor, der mit dem Steuerventil (1) aus Anspruch 8 ausgestattet ist.
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