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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches
1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Merkmale sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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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.
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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.
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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.
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Somit
können
alle Auswirkungen des Auslasskammerdruckes, des Kurbelkammerdruckes
und des Ansaugkammerdruckes auf die Bewegung des Ventilkörpers weitestgehend
ausgeschlossen werden.
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Andere
Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden anhand der nachfolgenden
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen verständlich.
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1 ist
eine Querschnittansicht eines verstellbaren Kompressors, der mit
einem Steuerventil gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
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2 ist
eine vergrößerte Querschnittansicht
des Steuerventils aus 1.
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3 ist
eine vergrößerte Querschnittansicht
des Halsteiles der ersten Stange aus 2.
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4 ist
eine Querschnittansicht eines Steuerventils gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In 2 ist
ein detaillierter Aufbau des Steuerventils 1 gezeigt. Das
Steuerventil 1 weist einen Elektromagneten 14 und
ein Gehäuse 2 auf.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.