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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hubsteuerventil, das in einem Taumelscheibenkompressor mit variablem Hub verwendet wird.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Der Taumelscheibenkompressor mit variablem Hub weist ein Gehäuse auf, in dem eine Drehwelle drehbar gestützt ist. Eine Taumelscheibe nimmt eine Antriebskraft von der Drehwelle derart auf, dass die Taumelscheibe gedreht wird. Außerdem weist der Taumelscheibenkompressor mit variablem Hub einen Entlüftungsdurchgang, der sich von einer Steuerdruckkammer zu einer Saugdruckzone erstreckt, und einen Zuführdurchgang auf, der sich von einer Abgabedruckzone zu der Steuerdruckkammer erstreckt. Das Hubsteuerventil steuert den Druck in der Steuerdruckkammer, so dass der Neigungswinkel der Taumelscheibe relativ zu der Drehwelle geändert wird. Entsprechend werden Kolben, die mit der Taumelscheibe in Eingriff stehen, mit einem Hub gemäß dem Neigungswinkel der Taumelscheibe hin- und herbewegt, so dass der Kompressorhub geändert wird.
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Das Hubsteuerventil weist einen säulenartigen Antriebskraftübertragungskörper auf, der durch einen Solenoidabschnitt angetrieben wird. Der Antriebskraftübertragungskörper weist einen Ventilkörper auf, der den Öffnungsgrad des Entlüftungsdurchgangs oder des Zuführdurchgangs einstellt. Ferner weist das Hubsteuerventil ein Ventilgehäuse auf, in dem eine Druckmesskammer ausgebildet ist. Die Druckmesskammer beherbergt einen Druckmessmechanismus. Der Druckmessmechanismus weist einen Balg auf, der sich in der Richtung der Bewegung des Ventilkörpers ausdehnt und zusammenzieht, um den Öffnungsgrad des Ventilkörpers zu steuern. Der Balg ist aus Kupfer hergestellt. Der Antriebskraftübertragungskörper ragt in die Druckmesskammer vor. Der Druckmessmechanismus weist einen Aufnahmeabschnitt auf, der an den Balg gekoppelt ist und eine Vertiefung hat. Wie der Balg ist der Aufnahmeabschnitt aus Kupfer hergestellt, um leicht an den Balg gekoppelt zu werden.
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Das Ende des Antriebskraftübertragungskörpers, der in die Druckmesskammer vorragt, ist gleitfähig in die Vertiefung des Aufnahmeabschnitts gepasst. Eine Endfläche (Anlagefläche) des Antriebskraftübertragungskörpers, der in die Druckmesskammer vorragt, ist eine flache Fläche. In einem Fall, in dem der Antriebskraftübertragungskörper an den Aufnahmeabschnitt gekoppelt ist, treten die folgenden Probleme auf. Zum Beispiel, selbst in einem Fall, in dem die Erregung des Solenoidabschnitts ausgesetzt ist, falls der Druck in der Druckmesskammer geändert wird und der Balg sich ausdehnt oder sich zusammenzieht, bewegt sich der Antriebskraftübertragungskörper in Übereinstimmung mit der Ausdehnung oder Zusammenziehung des Balgs. Dies kann den Ventilkörper an einer ungewünschten Stelle platzieren. Entsprechend ist die Endfläche des Antriebskraftübertragungskörpers gestaltet, um wahlweise mit der Bodenfläche (angelegten Fläche) der Vertiefung in dem Aufnahmeabschnitt in Kontakt zu gelangen und von dieser getrennt zu werden. Der Öffnungsgrad des Ventilkörpers wird basierend auf dem Gleichgewicht zwischen elektromagnetischer Kraft, die in dem Solenoidabschnitt erzeugt wird, und Drängkraft bestimmt, die in der Richtung eines Schließens des Ventilkörpers in dem Druckmessmechanismus beispielsweise wirkt.
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Die Endfläche des Antriebskraftübertragungskörpers und die Bodenfläche des Aufnahmeabschnitts liegen aneinander als ebene Flächen an. In diesem Fall, falls der Antriebskraftübertragungskörper oder der Aufnahmeabschnitt geneigt wird, liegt ein Rand bzw. eine Kante der Endfläche des Antriebskraftübertragungskörpers an der Bodenfläche der Vertiefung des Aufnahmeabschnitts an, so dass ein Randkontakt bzw. Kantenkontakt verursacht wird. Als ein Ergebnis ist die Bodenfläche der Vertiefung des Aufnahmeabschnitts anfällig für Abrieb. In Anbetracht dessen offenbart Patentdokument 1 eine Konfiguration zum Verringern der Abrasion bzw. des Abriebs der Bodenfläche der Vertiefung des Aufnahmeabschnitts. Ein Hubsteuerventil in Patentdokument 1 weist eine Stahlkugel auf, die in die Vertiefung des Aufnahmeabschnitts pressgepasst ist, so dass die Endfläche des Antriebskraftübertragungskörpers und die Stahlkugel gestaltet sind, um wahlweise miteinander in Kontakt gebracht und voneinander getrennt zu werden. Während die Anlage zwischen der kugelförmigen Fläche der Stahlkugel und der flachen Endfläche des Antriebskraftübertragungskörpers ein lokaler Flächenkontakt ist, ist dies verschieden zu dem vorangehenden Rand- bzw. Kantenkontakt. Dies reduziert den Abrieb der Bodenfläche der Vertiefung des Aufnahmeabschnitts.
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Jedoch werden mit dem Hubsteuerventil in Patentdokument 1 selbst in einem Zustand, in dem der Antriebskraftübertragungskörper oder der Aufnahmeabschnitt nicht geneigt ist, die kugelförmige Fläche der Stahlkugel und die Endfläche des Antriebskraftübertragungskörpers lokal in Flächenkontakt gebracht. Entsprechend ist im Vergleich zu dem Fall, in dem ebene Flächen aneinander anliegen, die Bodenfläche der Vertiefung des Aufnahmeabschnitts anfällig für Abrieb. Wenn die Bodenfläche der Vertiefung des Aufnahmeabschnitts abgeschliffen ist, ist es unmöglich, den Öffnungsgrad des Ventilkörpers mit einer guten Genauigkeit einzustellen.
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Patentdokumente 2 bis 4 zeigen weitere Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik. Patentdokument 2 offenbart, dass Kohlendioxid als Kältemittel verwendet wird. Patentdokument 3 offenbart, dass ein Antriebskraftübertragungskörper 59 aus einem rostfreien Material ausgebildet ist. Patentdokument 4 offenbart, dass Führungsbauteile 305c2, 405c2, an denen ein Verbindungsabschnitt 306 anliegt, aus einem Bauteil hoher Härte ausgebildet sind, das getrennt von den Dichtungsbauteilen 305c, 405c ausgebildet ist. Patentdokumente 1-4 befassen sich jedoch nicht mit dem Problem, den Öffnungsgrad des Ventilkörpers mit einer guten Genauigkeit einzustellen.
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DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENTE
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- Patentdokument 1: JP 2000 - 283 048 A
- Patentdokument 2: JP 2002 - 221 153 A
- Patentdokument 3: JP 2009 - 79 530 A
- Patentdokument 4: US 2002 / 0 031 432 A1
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN SIND
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hubsteuerventil zu bieten, das den Öffnungsgrad eines Ventilkörpers mit einer guten Genauigkeit einstellt.
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MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
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Um das vorangehend beschriebene Problem zu lösen, sieht eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Hubsteuerventil vor, das in einem Taumelscheibenkompressor mit variablem Hub verwendet wird. Der Taumelscheibenkompressor mit variablem Hub ändert einen Neigungswinkel einer Taumelscheibe durch eine Steuerung eines Drucks in einer Steuerdruckkammer und bewegt einen Kolben mit einem Hub hin und her, der dem Neigungswinkel der Taumelscheibe entspricht. Das Hubsteuerventil weist einen Solenoidabschnitt, einen säulenförmigen Antriebskraftübertragungskörper, der durch die Solenoideinheit angetrieben wird, wobei der Antriebskraftübertragungskörper einen Ventilkörper aufweist, wobei der Ventilkörper sich hin- und herbewegt, um den Öffnungsgrad eines Verbindungsdurchgangs einzustellen, der eine Abgabedruckzone oder eine Saugdruckzone mit der Steuerdruckkammer verbindet, ein Ventilgehäuse mit einer Druckmesskammer und einen Druckmessmechanismus auf, der in der Druckmesskammer beherbergt ist, wobei der Druckmessmechanismus einen Kupferbalg aufweist, wobei der Balg sich in einer Richtung der Bewegung des Ventilkörpers ausdehnt oder zusammenzieht, um den Öffnungsgrad des Ventilkörpers zu steuern. Der Antriebskraftübertragungskörper ragt in die Druckmesskammer vor. Der Druckmessmechanismus weist einen Aufnahmeabschnitt auf, der an den Balg gekoppelt ist. Der Antriebskraftübertragungskörper weist einen Anlageabschnitt mit einer flachen Anlagefläche auf, um mit dem Aufnahmeabschnitt wahlweise in Kontakt gebracht und von diesem getrennt zu werden. Der Aufnahmeabschnitt weist einen angelegten Abschnitt mit einer flachen angelegten Fläche auf, um wahlweise mit dem Anlageabschnitt in Kontakt zu gelangen und von diesem getrennt zu werden. Und der Anlageabschnitt und der angelegte Abschnitt sind aus einem Material hergestellt, das härter als Kupfer ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsseitenansicht eines Taumelscheibenkompressors mit variablem Hub gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsseitenansicht des Taumelscheibenkompressors mit variablem Hub.
- 3 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsseitenansicht des Taumelscheibenkompressors mit variablem Hub, wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe maximiert ist.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird ein Hubsteuerventil gemäß einer Ausführungsform, das in einem Taumelscheibenkompressor mit variablem Hub in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, mit Bezug auf 1 bis 3 beschrieben. Der Taumelscheibenkompressor mit variablem Hub wird einfach als ein Kompressor bezeichnet. Der Kompressor ist in einem Fahrzeug installiert und wird in einer Fahrzeugklimaanlage verwendet.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Gehäuse 11 eines Kompressors 10 einen Zylinderblock 12, ein vorderes Gehäusebauteil 13, das mit einer vorderen Endfläche des Zylinderblocks 12 verbunden ist, und ein hinteres Gehäusebauteil 15 auf, das mit einer hinteren Endfläche des Zylinderblocks 12 über eine Ventilanschlussbaugruppenplatte 14 verbunden ist. Ein Raum, der durch den Zylinderblock 12 und das vordere Gehäusebauteil 13 in dem Gehäuse 11 eingeschlossen ist, definiert eine Kurbelkammer 16. Eine Drehwelle 17 ist drehbar durch den Zylinderblock 12 und das vordere Gehäusebauteil 13 gestützt. Eine Ansatzplatte bzw. Anschlagsplatte 18 ist einstückig mit der Drehwelle 17 in der Kurbelkammer 16 drehbar.
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Ein Ende der Drehwelle 17, das von dem Gehäuse 11 vorragt, ist über einen Kraftübertragungsmechanismus PT an einer Fahrzeugmaschine E angeschlossen, die als eine externe Antriebsquelle dient. Der Kraftübertragungsmechanismus PT weist einen kupplungslosen (Konstantübertragungs-Typ)-Mechanismus auf, wie zum Beispiel eine Kombination aus einem Riemen und Laufrollen.
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Die Kurbelkammer 16 beherbergt eine Taumelscheibe 19, die sich dreht, wenn sie eine Antriebskraft von der Drehwelle 17 aufnimmt. Die Taumelscheibe 19 ist relativ zu einer Ebene orthogonal zu der Drehachse L der Drehwelle 17 neigbar. Die Taumelscheibe 19 ist gleitfähig gestützt durch die Drehwelle 17 in der Kurbelkammer 16. Eine Drängfeder 20, die die Taumelscheibe 19 drängt, ist zwischen der Ansatzplatte 18 und der Taumelscheibe 19 angeordnet. Die Drängfeder 20 drängt die Taumelscheibe 19 in einer Richtung, die den Neigungswinkel der Taumelscheibe 19 reduziert. Ferner ist ein Gelenkmechanismus 21 zwischen der Ansatzplatte 18 und der Taumelscheibe 19 angeordnet. Die Drängkraft der Drängfeder 20, die Verbindung zu der Ansatzplatte 18 über den Gelenkmechanismus 21 und die Abstützung durch die Drehwelle 17 erlauben es der Taumelscheibe 19, sich in Synchronität mit der Ansatzplatte 18 und der Drehwelle 17 zu drehen, und die Taumelscheibe 19 ist außerdem relativ zu der Drehwelle 17 in deren axialer Richtung gleitfähig und neigbar.
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Der Zylinderblock 12 hat eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 12a (1 zeigt lediglich eine einzelne Zylinderbohrung 12a). Die Zylinderbohrungen 12a erstrecken sich durch den Zylinderblock 12 in der axialen Richtung und sind um die Drehwelle 17 herum angeordnet. Jede Zylinderbohrung 12a beherbergt einen Kolben 22 in einer hin- und hergehenden Art und Weise. Die Öffnungen von jeder Zylinderbohrung 12a sind durch die Ventilanschlussbaugruppenplatte 14 und den entsprechenden Kolben 22 geschlossen. In jeder Zylinderbohrung 12a ist eine Kompressionskammer 23 definiert. Das Volumen der Kompressionskammer 23 ändert sich, wenn sich der entsprechende Kolben 22 hin- und herbewegt. Jeder Kolben 22 ist mit einem Umfangsabschnitt der Taumelscheibe 19 über ein Paar von Schuhen 24 in Eingriff. Wenn die Taumelscheibe 19 sich zusammen mit der Drehwelle 17 dreht, wird die Drehbewegung der Taumelscheibe 19 in eine lineare hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 22 über die Schuhe 24 umgewandelt. Eine Abgabekammer 25 ist ringförmig zwischen dem hinteren Gehäusebauteil 15 und der Ventilanschlussbaugruppenplatte 14 ausgebildet. Eine Saugkammer bzw. Ansaugkammer 26 ist radial einwärts von der Abgabekammer 25 ausgebildet. Die Ventilanschlussbaugruppenplatte 14 hat Abgabeanschlüsse 25h in Verbindung mit der Abgabekammer 25 und Abgabeventilen 25v zum Öffnen und Schließen der Abgabeanschlüsse 25h. Die Ventilanschlussbaugruppenplatte 14 hat außerdem Sauganschlüsse 26h in Verbindung mit der Saugkammer 26 und Saugventilen 26v zum Öffnen und Schließen der Sauganschlüsse 26h.
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Wenn sich jeder Kolben 22 von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt bewegt, wird Kühlmittel in die Saugkammer 26 in der Zylinderbohrung 12a durch den entsprechenden Sauganschluss 26h und Saugventilen 26v gezogen bzw. gesaugt. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Kühlmittel Kohlendioxid. Das Kühlmittel, das in die Zylinderbohrung 12a gezogen wird, wird auf einen vorbestimmten Druck komprimiert, wenn sich der Kolben 22 von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt hin bewegt. Dann wird das Kühlmittel durch den Abgabeanschluss 25h und das Abgabeventil 25v zu der Abgabekammer 25 hin abgegeben. Entsprechend dient die Saugkammer 26 als eine Saugdruckzone und die Abgabekammer 25 dient als eine Abgabedruckzone.
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Das hintere Gehäusebauteil 15 hat einen Abgabedurchgang 25a in Verbindung mit der Abgabekammer 25 und einen Saugdurchgang 26a in Verbindung mit der Saugkammer 26. Der Abgabedurchgang 25a und der Saugdurchgang bzw. Ansaugdurchgang 26a sind über einen externen Kühlmittelkreis bzw. Kühlmittelkreislauf 30 verbunden. Der externe Kühlmittelkreislauf 30 weist einen Kondenser 31, der mit dem Abgabedurchgang 25a verbunden ist, ein Expansionsventil 32, das mit dem Kondenser 31 verbunden ist, und einen Verdampfer 33 auf, der mit dem Expansionsventil 32 verbunden ist. Der Verdampfer 33 ist mit dem Saugdurchgang 26a verbunden. Der Kompressor 10 bildet einen Kühlmittelkreis, nämlich einen Kühlkreis für eine Fahrzeugklimaanlage.
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Ein Durchflussbegrenzer (restrictor) 34 zum Reduzieren der Abgabepulsation eines Kühlmittelgases ist zwischen dem Abgabedurchgang 25a in der Abgabedruckzone und dem Kondenser 31 angeordnet. In einer Strömungsrichtung des Kühlmittelgases, das in dem Kühlmittelkreis zirkuliert, hat der Kühlmittelkreis einen ersten Drucküberwachungspunkt P1 stromaufwärts relativ zu dem Durchflussbegrenzer 34 und einen zweiten Drucküberwachungspunkt P2 stromabwärts relativ zu dem Durchflussbegrenzer 34. Der Druck (PdH) an dem ersten Drucküberwachungspunkt P1 ist höher als der Druck (PdL) an dem zweiten Drucküberwachungspunkt P2.
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Die Kurbelkammer 16 und die Saugkammer 26 sind über einen Entlüftungsdurchgang 35 verbunden, der den Zylinderblock 12 und die Ventilanschlussbaugruppenplatte 14 durchdringt. Der Entlüftungsdurchgang 35 weist einen Durchflussbegrenzer (restrictor) auf. Ein elektromagnetisches Hubsteuerventil 40 ist in dem hinteren Gehäusebauteil 15 installiert.
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Wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist ein Ausschnittsabschnitt 36 an einer Bodenfläche 15e des hinteren Gehäusebauteils 15 ausgebildet. Der Ausschnittsabschnitt 36 hat eine erste Erstreckungsfläche 36a und eine zweite Erstreckungsfläche 36b. Die erste Erstreckungsfläche 36a erstreckt sich orthogonal zu der Bodenfläche 15e des hinteren Gehäusebauteils 15. Die zweite Erstreckungsfläche 36b erstreckt sich orthogonal zu der ersten Erstreckungsfläche 36a. Die zweite Erstreckungsfläche 36b ist stetig zu sowohl der ersten Erstreckungsfläche 36a als auch einer Umfangsfläche des hinteren Gehäusebauteils 15. An der ersten Erstreckungsfläche 36a ist ein Einsetzloch 37 ausgebildet, in das ein Teil des Hubsteuerventils 40 einzusetzen ist. An der Innenfläche des Einsetzlochs 37 ist ein Innengewinde 37a in einer Nähe der ersten Erstreckungsfläche 36a ausgebildet.
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Das Hubsteuerventil 40 weist einen Solenoidabschnitt 50 und einen Antriebskraftübertragungskörper 60 auf. Der Antriebskraftübertragungskörper 60 hat eine säulenartige Form und wird durch eine Erregung des Solenoidabschnitts 50 angetrieben. Der Antriebskraftübertragungskörper 60 ist aus rostfreiem Stahl (SUS) hergestellt und ist aus einem Material hergestellt, das härter als Kupfer ist. Das Hubsteuerventil 40 hat ein Ventilgehäuse 40h, das aus einem ersten Gehäuse 41 und einem röhrenförmigen zweiten Gehäuse 42 zusammengesetzt ist. Das erste Gehäuse 41 beherbergt den Antriebskraftübertragungskörper 60 und das zweite Gehäuse 42 beherbergt den Solenoidabschnitt 50.
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Der Solenoidabschnitt 50 weist einen festen Eisenkern 51 und einen beweglichen Eisenkern 52 auf. Der bewegliche Eisenkern 52 wird zu dem festen Eisenkern 51 basierend auf einer Erregung angezogen, die durch einen Strom verursacht wird, der zu einer Spule 50a zugeführt wird. Der Solenoidabschnitt 50 arbeitet durch eine Erregungssteuerung (Arbeitsverhältnissteuerung bzw. duty ratio control) durch einen Steuercomputer (nicht gezeigt). Der feste Eisenkern 51 ist innerhalb des zweiten Gehäuses 42 beherbergt und ist in der Nähe der Öffnung des zweiten Gehäuses 42 nahe an dem ersten Gehäuse 41 angeordnet. Der bewegliche Eisenkern 52 ist gegenüber zu dem ersten Gehäuse 41 innerhalb des zweiten Gehäuses 42 angeordnet. Ein Ende 51e des festen Eisenkerns 51 in der Nähe zu dem ersten Gehäuse 41 ragt aus der Öffnung des zweiten Gehäuses 42 vor. Ein Flansch 51f ragt von der Außenfläche des Endes 51e des festen Eisenkerns 51 vor.
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Der feste Eisenkern 51 und der bewegliche Eisenkern 52 sind in einem röhrenförmigen Gehäuse 53 mit einem geschlossenen Ende beherbergt. Das Gehäuse 53 ist in das zweite Gehäuse 42 von der Öffnung aus eingesetzt, die dem ersten Gehäuse 41 gegenüberliegt, in dem zweiten Gehäuse 42. Ein Deckelbauteil 54 ist an dem zweiten Gehäuse 42 installiert, um die Öffnung des zweiten Gehäuses 42 gegenüberliegend zu dem ersten Gehäuse 41 zu schließen. Das Gehäuse 53 ist an dem Deckelbauteil 54 durch einen Sicherungsring 53e derart fixiert, dass das Gehäuse 53 nicht von dem Deckelbauteil 54 abgeht.
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Das erste Gehäuse 41 weist ein Kammerausbildungsgehäuse bzw. ein Kammerausbildendes Gehäuse 46 und eine Röhre 47 auf. Eine Beherbergungskammer 43, eine Ventilkammer 44 und eine Druckmesskammer 45 sind innerhalb des Kammer-ausbildenden Gehäuses 46 beherbergt. Die Röhre 47 ist an der Außenfläche des Endes des Kammer-ausbildenden Gehäuses 46 in der Nähe des zweiten Gehäuses 42 angebracht. Die Röhre 47 weist einen Röhrenabschnitt 47a, der in das Einsetzloch 37 einzusetzen ist, und einen ringförmigen Flansch 47b auf. Der Flansch 47b ragt in einer Richtung orthogonal zu der Achse des Röhrenabschnitts 47a von der Außenfläche des Röhrenabschnitts 47a in der Nähe des zweiten Gehäuses 42 vor. Ein Außengewinde 47c, das mit dem Innengewinde 37a zu verschrauben ist, ist an der Außenfläche des Röhrenabschnitts 47a ausgebildet. Eine ringförmige Nut 47d, an der das zweite Gehäuse 42 zu passen ist, ist an der Außenendfläche bzw. der äußeren Endfläche des Flansches 47b in der Nähe des zweiten Gehäuses 42 ausgebildet. Ferner ragt ein Sperrvorsprung 47f von der Innenfläche des Rohrs bzw. der Röhre 47 vor. Der Flansch 51f des festen Eisenkerns 51 ist durch den Sperrvorsprung 47f der Röhre 47 gesperrt. Der feste Eisenkern 51 ist innerhalb der Röhre 47 aufgrund dessen installiert.
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Die Beherbergungskammer 43 ist durch das Kammer-ausbildende Gehäuse 46 und den festen Eisenkern 51 definiert. Ferner ist die Ventilkammer 44 stetig zu dem Ende der Beherbergungskammer 43, das dem festen Eisenkern 51 gegenüberliegt. Die Druckmesskammer 45 ist derart ausgebildet, dass die Ventilkammer 44 zwischen der Druckmesskammer 45 und dem Solenoidabschnitt 50 angeordnet ist. Eine Presspassvertiefung bzw. -aussparung 48 ist zwischen der Druckmesskammer 45 und der Ventilkammer 44 ausgebildet. Ein ringförmiges Ventilsitzbauteil 49 ist in die Presspassvertiefung 48 pressgepasst. Ein Ventilloch 49h ist in der Mitte des Ventilsitzbauteils 49 ausgebildet.
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Der Antriebskraftübertragungskörper 60 erstreckt sich durch den festen Eisenkern 51 von dem beweglichen Eisenkern 52 aus und ragt in die Druckmesskammer 45 vor durch die Unterbringungskammer 43, die Ventilkammer 44 und das Ventilloch 49h. Die Endfläche des Antriebskraftübertragungskörpers 60 in der Nähe des beweglichen Eisenkerns 52 liegt an dem beweglichen Eisenkern 52 an. Der Antriebskraftübertragungskörper 60 weist einen Ventilkörper 60v auf. Der Ventilkörper 60v ist innerhalb der Ventilkammer 44 beherbergt und bewegt sich darin hin und her. Der Ventilkörper 60v weist einen Endflächendichtabschnitt 60s auf. Der Endflächendichtabschnitt 60s liegt an der Endfläche des Ventilsitzbauteils 49 in der Nähe zu der Ventilkammer 44 an. Insbesondere liegt der Endflächendichtabschnitt 60s an dem Umfangsabschnitt des Ventillochs 49h des Ventilsitzbauteils 49 an.
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Der Antriebskraftübertragungskörper 60 weist einen säulenförmigen Dichtabschnitt 60a auf. Der Dichtabschnitt 60a dichtet zwischen der Druckmesskammer 45 und dem Ventilloch 49h ab. Der Dichtabschnitt 60a ragt in die Druckmesskammer 45 aus dem Ventilloch 49h vor. Ein Regulierring 61 ist an der Außenfläche von einem Teil des Antriebskraftübertragungskörpers 60 in der Beherbergungskammer 43 angebracht. Eine Feder 62 ist in der Beherbergungskammer 43 angeordnet. Die Feder 62 ist zwischen dem Regulierring 61 und einer Endfläche 46e entgegengesetzt zu dem Solenoidabschnitt 50 innerhalb der Beherbergungskammer 43 angeordnet. Die Feder 62 drängt den Antriebskraftübertragungskörper 60 zu dem Solenoidabschnitt 50 hin. Entsprechend drängt die Feder 62 den beweglichen Eisenkern 52 weg von dem festen Eisenkern 51. Eine elektromagnetische Kraft des Solenoidabschnitts 50 wirkt gegen die Drängkraft der Feder 62 und zieht den beweglichen Eisenkern 52 zu dem festen Eisenkern 51 hin an.
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Die Druckmesskammer 45 beherbergt einen Druckmessmechanismus bzw. Druckfühlmechanismus 55. Der Druckmessmechanismus 55 weist einen Balg 56, der aus Kupfer hergestellt ist, eine röhrenförmige Abstützung 57, die an ein erstes Ende des Balgs 56 gekoppelt ist, und einen Druckaufnehmer 58 auf, der an ein zweites Ende des Balgs 56 gekoppelt ist. Der Balg 56 ist gestaltet, um sich in der Richtung einer Bewegung des Ventilkörpers 60v auszudehnen und zusammenzuziehen. Wie der Balg 56 ist der Druckaufnehmer 58 aus Kupfer hergestellt, um leicht an den Balg 56 gekoppelt zu werden.
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Eine Vertiefung bzw. Aussparung 58a ist in dem Teil des Druckaufnehmers 58 ausgebildet, der dem Balg 56 gegenüberliegt. Der Druckmessmechanismus 55 weist ferner eine Balgkappe 59 auf. Die Balgkappe 59 ist in die Vertiefung bzw. Aussparung 58a des Druckaufnehmers 58 gepasst. Die Balgkappe 59 ist durch einen röhrenförmigen angelegten Abschnitt bzw. Anlageabschnitt 59a und einen Passabschnitt 59b ausgebildet, der von dem angelegten bzw. in Anlage befindlichen Abschnitt 59a vorragt. Der Passabschnitt 59b ist ausgebildet, um eine röhrenförmige Form zu haben, um in die Vertiefung 58a gepasst zu werden.
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Die Spitze des Dichtabschnitts 60a des Antriebskraftübertragungskörpers 60 bildet einen Anlageabschnitt 60e aus. Die Spitzenfläche des Anlage- bzw. Anschlagabschnitts (abutting portion) 60e ist ausgebildet aus einer ersten flachen Anlagefläche 60d, um wahlweise mit der Balgkappe 59 in Kontakt zu gelangen und von dieser getrennt zu werden. Entsprechend ist der Anlageabschnitt 60e einstückig ausgebildet mit dem Antriebskraftübertragungskörper 60. Die Fläche des angelegten Abschnitts bzw. in Anlage befindlichen Abschnitts 59a der Balgkappe 59 in der Nähe des Antriebskraftübertragungskörpers 60 bildet eine flache angelegte Fläche bzw. in Anlage befindliche Fläche 59d, um wahlweise mit dem Anlageabschnitt 60e in Kontakt zu gelangen und von diesem getrennt zu werden. Entsprechend hat die Balgkappe 59 die angelegte Fläche 59d und bildet einen Aufnahmeabschnitt, der über den Druckaufnehmer 58 mit dem Balg 56 gekoppelt ist. Die Anlagefläche 60d des Anlageabschnitts 60e und die angelegte bzw. in Anlage befindliche Fläche 59d der Balgkappe 59 liegen aneinander als ebene Flächen an.
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Die Balgkappe 59 ist aus einem Material hergestellt, das härter als Kupfer ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Balgkappe 59 aus rostfreiem Stahl (SUS) hergestellt, was das gleiche Material wie der Antriebskraftübertragungskörper 60 ist. Mit anderen Worten ist die Balgkappe 59 aus dem gleichen Material wie der Anlageabschnitt 60e hergestellt. Die Balgkappe 59 ist aus einem rostfreien Stahl mit einer Vickers-Härte (HV) von 220 oder mehr hergestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Balgkappe 59 aus einem rostfreien Stahl mit einer Vickers-Härte von 244 hergestellt. Ferner ist der Antriebskraftübertragungskörper 60 aus einem rostfreien Stahl mit einer Vickers-Härte von 1000 oder mehr hergestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Antriebskraftübertragungskörper 60 aus einem rostfreien Stahl mit einer Vickers-Härte von 1160 hergestellt.
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Die Druckmesskammer 45 beherbergt eine Feder 45a. Die Feder 45a ist zwischen dem Druckaufnehmer 58 und dem Ventilsitzbauteil 59 angeordnet. Die Feder 45a drängt den Druckaufnehmer 58 zu der Abstützung 57. Die Abstützung 57 schließt die Öffnung des Kammer-ausbildenden Gehäuses 46.
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Ein röhrenförmiger Anschlag 63 ist innerhalb der Abstützung 57 gepasst. Ferner hat der Druckaufnehmer 58 einen Anschlag 58b, der von dem Anschlag 63 aus vorragt. Der Anschlag 63 in der Abstützung 57 und der Anschlag 58b des Druckaufnehmers 58 definieren die minimale Länge des Balgs 56.
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Das Kammer-ausbildende Gehäuse 46 hat einen ersten Anschluss 46a in Verbindung mit der Ventilkammer 44. Die Ventilkammer 44 ist mit der Kurbelkammer 16 über den ersten Anschluss 46a und einen ersten Durchgang 71 in Verbindung. Ein zweiter Anschluss 46b in Verbindung mit dem Ventilloch 49h ist in dem Kammer-ausbildenden Gehäuse 46 und dem Ventilsitzbauteil 49 ausgebildet. Das Ventilloch 49h ist mit der Abgabekammer 25 über den zweiten Anschluss 46b und einen zweiten Durchgang 72 in Verbindung. Der zweite Durchgang 72, der zweite Anschluss 46b, das Ventilloch 49h, die Ventilkammer 44, der erste Anschluss 46a und der erste Durchgang 71 bilden einen Zuführdurchgang 75, der sich von der Abgabekammer 25 zu der Kurbelkammer 16 erstreckt. Entsprechend dient der Zuführdurchgang 75 als ein Verbindungsdurchgang, der die Abgabekammer 25 mit der Kurbelkammer 16 verbindet. Das Hubsteuerventil 40 ist an dem Zuführdurchgang 75 angeordnet.
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Ein Raum innerhalb des Balgs 56 ist mit dem ersten Drucküberwachungspunkt P1 über die innere Seite des Anschlags 63 und einen dritten Durchgang 73 verbunden. Das Kammer-ausbildende Gehäuse 46 hat einen dritten Anschluss 46c in Verbindung mit der Druckmesskammer 45. Ein Raum innerhalb der Druckmesskammer 45 ist mit dem zweiten Drucküberwachungspunkt P2 über den dritten Anschluss 46c und einen vierten Durchgang 74 verbunden. Der Druckmessmechanismus 55 wird in Übereinstimmung mit einem Differenzdruck zwischen zwei Punkten bewegt, der die Differenz zwischen dem Druck (PdH) an dem ersten Drucküberwachungspunkt P1 und dem Druck (PdL) an dem zweiten Drucküberwachungspunkt P2 anzeigt. Der Druck (Pc) in der Kurbelkammer 16 wird in Übereinstimmung mit der Bewegung des Druckmessmechanismus 55 gesteuert, so dass der Kompressorhub bzw. -versatz geändert wird, um die Fluktuation des Differenzdrucks zwischen zwei Punkten aufzuheben. Der Antriebskraftübertragungskörper 60 wird mit einer Last zu dem Solenoidabschnitt 50 basierend auf dem Differenzdruck zwischen zwei Punkten versorgt. Der Antriebskraftübertragungskörper 60 bewegt sich zu dem Solenoidabschnitt 50 hin in Übereinstimmung mit der Last basierend auf dem Differenzdruck zwischen zwei Punkten.
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Wie in 2 gezeigt ist, wird in einem Zustand, in dem ein Klimaanlagenschalter, der den Kompressor 10 betrifft, AUS-geschalten wird und die Erregung des Solenoidabschnitts 50 ausgesetzt wird, der bewegliche Eisenkern 52 von dem festen Eisenkern 51 durch die Drängkraft der Feder 62 getrennt. In diesem Fall öffnet der Antriebskraftübertragungskörper 60 das Ventilloch 49h durch ein Trennen bzw. Separieren des Endflächendichtabschnitts 60s des Ventilkörpers 60v von dem Umfangsabschnitt des Ventillochs 49h des Ventilsitzbauteils 49. Entsprechend ist der Ventilkörper 60v in einem offenen Zustand, in dem der Zuführdurchgang 75 geöffnet ist. Dies führt Kühlmittel von der Abgabekammer 25 zu der Kurbelkammer 16 über den Zuführdurchgang 75 zu. Der Druck in der Kurbelkammer 16 erreicht den Druck (Pd) in der Abgabekammer 25. Dies reduziert den Neigungswinkel der Taumelscheibe 19 und reduziert daher den Hub der Kolben 22. Entsprechend wird der Kompressorhub verringert.
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Wie in 3 gezeigt ist, wenn der Klimaanlagenschalter AN-geschalten wird und der Solenoidabschnitt 50 erregt wird, wird der bewegliche Eisenkern 52 durch die elektromagnetische Kraft, die an dem Solenoidabschnitt 50 erzeugt wird, zu dem festen Eisenkern 51 entgegen der Drängkraft der Feder 62 angezogen. In Übereinstimmung damit bewegt sich der Antriebskraftübertragungskörper 60 zu der Druckmesskammer 45 hin. Als ein Ergebnis erlaubt der Antriebskraftübertragungskörper 60 dem Endflächendichtabschnitt 60s des Ventilkörpers 60v, an den Umfangsabschnitt des Ventillochs 49h des Ventilsitzbauteils 49 anzuliegen, so dass das Ventilloch 49h geschlossen wird. In diesem Fall, wenn der Solenoidabschnitt 50 erregt ist, wird der Antriebskraftübertragungskörper 60 mit einer Kraft entgegen der Last, die auf den Antriebskraftübertragungskörper 60 wirkt, basierend auf dem Differenzdruck zwischen zwei Punkten versorgt. Entsprechend ist der Ventilkörper 60v in einem geschlossenen Zustand, in dem der Zuführdurchgang 75 geschlossen ist. Die Zufuhr des Kühlmittels von der Abgabekammer 25 zu der Kurbelkammer 16 über den Zuführdurchgang 75 ist gestoppt. Dann wird das Kühlmittel in der Kurbelkammer 16 zu der Saugkammer 26 über den Entlüftungs- bzw. Ableitdurchgang (bleed passage) 35 abgegeben, so dass der Druck in der Kurbelkammer 16 den Druck (Ps) in der Saugkammer 26 erreicht. Dies erhöht den Neigungswinkel der Taumelscheibe 19 und erhöht daher den Hub der Kolben 22. Entsprechend wird der Kompressorhub vergrößert.
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Die Kurbelkammer 16 funktioniert als eine Steuerdruckkammer, die den Neigungswinkel der Taumelscheibe 19 ändert. Ferner bewegt sich der Ventilkörper 60v hin und her, um den Öffnungsgrad des Zuführdurchgangs 75 einzustellen. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Hubsteuerventil 40 an dem Zuführdurchgang 75 angeordnet und der Öffnungsgrad des Hubsteuerventils 40 wird eingestellt, so dass die Zuführmenge des Kühlmittels, das von der Abgabekammer 25 zu der Kurbelkammer 16 über den Zuführdurchgang 75 zuzuführen ist, gesteuert wird. In Übereinstimmung damit wird zum Steuern des Drucks in der Kurbelkammer 16 das durchgeführt, was „einlassseitige Steuerung“ genannt wird.
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Als Nächstes werden Vorteile des vorangehenden Kompressors 10 mit Bezug auf 2 beschrieben.
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Wie in 2 gezeigt ist, falls der Antriebskraftübertragungskörper 60 an die Balgkappe 59 gekoppelt ist, tritt das folgende Problem auf. Zum Beispiel, selbst in einem Fall, in dem der Klimaanlagenschalter AUS-geschalten ist und die Erregung des Solenoidabschnitts 50 unterbrochen ist, falls der Druck in der Druckmesskammer 45 geändert wird und sich der Balg 56 ausdehnt oder zusammenzieht, bewegt sich der Antriebskraftübertragungskörper 60 in Übereinstimmung mit der Ausdehnung oder Zusammenziehung des Balgs 56. Entsprechend kann der Ventilkörper 60v an einer ungewünschten Stelle platziert werden. In Anbetracht dessen ist der Anlageabschnitt 60e des Antriebskraftübertragungskörpers 60 gestaltet, um wahlweise mit der Balgkappe 59 in Kontakt zu gelangen und von dieser getrennt zu werden. Falls der Antriebskraftübertragungskörper 60 oder die Balgkappe 59 geneigt wird, liegt ein Rand bzw. eine Kante der Anlagefläche (abutting surface) 60d des Anlageabschnitts (abutting portion) 60e an der angelegten bzw. in Anlage befindlichen Fläche (abutted surface) 59d der Balgkappe 59 an, so dass ein Randkontakt bzw. Kantenkontakt verursacht wird. In Anbetracht dessen ist die Balgkappe 59 aus einem Material hergestellt, das härter als Kupfer ist. Entsprechend ist im Vergleich zu einem Fall, in dem die Balgkappe 59 aus Kupfer wie der Balg 56 hergestellt ist, selbst wenn der Antriebskraftübertragungskörper 60 oder die Balgkappe 59 geneigt wird und der Kantenkontakt verursacht wird, wie vorangehend genannt ist, die angelegte Fläche bzw. in Anlage befindliche Fläche 59d weniger anfällig für einen Abrieb.
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Die vorangehend beschriebene Ausführungsform bietet die folgenden Vorteile.
- (1) Der Druckmessmechanismus 55 weist die Balgkappe 59 auf, die an den Balg 56 gekoppelt ist. Der Antriebskraftübertragungskörper 60 weist den Anlageabschnitt 60e mit der flachen Anlagefläche 60d auf, um wahlweise mit der Balgkappe 59 in Kontakt zu gelangen und von dieser getrennt zu werden. Die Balgkappe 59 weist den angelegten Abschnitt bzw. in Anlage befindlichen Abschnitt 59a mit der flachen angelegten Fläche bzw. in Anlage befindlichen Fläche 59d auf, um wahlweise mit dem Anlageabschnitt 60e in Kontakt zu gelangen und von diesem getrennt zu werden. Die Balgkappe 59 ist aus einem Material hergestellt, das härter als Kupfer ist. Gemäß diesem Aufbau, selbst wenn der Antriebskraftübertragungskörper 60 oder die Balgkappe 59 geneigt wird und die Ecke bzw. Kante der Anlagefläche 60d des Anlageabschnitts 60e an der angelegten Fläche 59d der Balgkappe 59 anliegt und der Rand- bzw. Kantenkontakt verursacht wird, ist die angelegte Fläche 59d weniger anfällig für einen Abrieb. Entsprechend wird der Öffnungsgrad des Ventilkörpers 60v mit einer guten Genauigkeit eingestellt.
- (2) Die Balgkappe 59 ist aus dem gleichen Material wie der Anlageabschnitt 60e hergestellt. In Übereinstimmung damit sind im Vergleich mit einem Fall, in dem die Balgkappe 59 aus einem Material verschieden von dem Anlageabschnitt 60e hergestellt ist, die Anlagefläche 60d und die angelegte Fläche 59d weniger anfällig für einen Abrieb, selbst wenn der Antriebskraftübertragungskörper 60 oder die Balgkappe 59 geneigt wird und der Rand bzw. die Kante der Anlagefläche 60d des Anlageabschnitts 60e an der angelegten Fläche 59d der Balgkappe 59 anliegt, und der Rand- bzw. Kantenkontakt wird veranlasst. Entsprechend wird der Öffnungsgrad des Ventilkörpers 60v mit besserer Genauigkeit eingestellt.
- (3) Der Druckfühlmechanismus bzw. Druckmessmechanismus 55 weist den Druckaufnehmer 58 auf, der aus Kupfer hergestellt ist und an den Balg 56 gekoppelt ist. Der Druckaufnehmer 58 hat die Vertiefung bzw. Aussparung 58a. Die Balgkappe 59 ist durch den angelegten Abschnitt 59a und den Passabschnitt 59b ausgebildet. Der Passabschnitt 59b ragt von dem angelegten Abschnitt 59a aus vor und ist in die Vertiefung 58a gepasst. Gemäß diesem Aufbau ist die Balgkappe 59, die aus einem Material verschieden von dem Balg 56 hergestellt ist, der aus Kupfer hergestellt ist, an den Balg 56 über den Druckaufnehmer 58 gekoppelt, der aus Kupfer hergestellt ist.
- (4) Der Passabschnitt 59b hat eine röhrenförmige Form. Gemäß diesem Aufbau ist der Passabschnitt 59b dünner bzw. dünner gestaltet. Entsprechend ist im Vergleich mit einem Fall, in dem der Passabschnitt 59b eine säulenartige Form hat, die Balgkappe 59 erleichtert.
Die vorangehend beschriebene Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden.
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Die Balgkappe 59 kann aus einem Material hergestellt sein, das verschieden von dem Anlageabschnitt 60e beispielsweise ist. Mit anderen Worten kann die Balgkappe 59 aus einem Material hergestellt sein, das härter als Kupfer ist. Der Anlageabschnitt 60e kann als ein Bauteil gestaltet sein, das separat von dem Antriebskraftübertragungskörper 60 ist, und dann kann der Anlageabschnitt 60e mit dem Antriebskraftübertragungskörper 60 zusammengesetzt werden.
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Der angelegte Abschnitt 59a kann als ein Bauteil gestaltet sein, das separat von der Balgkappe 59 ist, und dann kann der angelegte Abschnitt 59a mit der Balgkappe 59 zusammengesetzt werden.
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Der Anlageabschnitt 60e kann eine Beschichtungsschicht aufweisen, auf die eine DLC-Beschichtung beispielsweise angewendet ist.
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Der angelegte Abschnitt 59a kann eine Beschichtungsschicht aufweisen, auf die eine DLC-Beschichtung beispielsweise angewendet ist.
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Der Passabschnitt 59b kann beispielsweise eine säulenförmige Form haben.
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Das Hub- bzw. Versatzsteuerventil 40 kann an dem Entlüftungsdurchgang (bleed passage) angeordnet sein, der als ein Verbindungsdurchgang dient, der die Saugkammer 26, die als die Saugdruckzone dient, mit der Kurbelkammer 16 verbindet. In diesem Fall kann die Abgabemenge des Kühlmittels, das von der Kurbelkammer 16 zu der Saugkammer 26 über den Entlüftungsdurchgang abzugeben ist, durch ein Einstellen des Öffnungsgrads des Hubsteuerventils 40 gesteuert werden. Mit anderen Worten kann der Kompressor 10 derart gestaltet sein, dass das, was eine „auslassseitige Steuerung“ genannt wird, um den Druck in der Kurbelkammer 16 zu steuern, durchgeführt wird.
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Der Balg 56 kann gestaltet sein, um den Druck an der Saugdruckzone zu fühlen bzw. zu messen, und um sich in einer Richtung der Bewegung des Ventilkörpers 60v auszudehnen oder zusammenzuziehen.
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Eine Steuerdruckkammer kann separat von der Kurbelkammer 16 ausgebildet sein und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 19 kann durch ein Steuern des Drucks in der Steuerdruckkammer geändert werden.
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Der Kraftübertragungsmechanismus PT kann ein Kupplungsmechanismus sein, der gestaltet ist, um Kraft bzw. Leistung durch eine externe elektrische Steuerung wahlweise zu übertragen und zu trennen.
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Der Kompressor 10 kann in einer Klimaanlage verschieden zu einer Fahrzeugklimaanlage verwendet werden.
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Das Kühlmittel kann zum Beispiel Fluorkohlenstoff verschieden zu Kohlendioxid sein.
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Ein Druckmessmechanismus weist eine Balgkappe auf, die mit einem Balg verbunden ist. Ein Antriebskraftübertragungskörper weist einen Anlageabschnitt mit einer flachen Anlagefläche auf, um wahlweise mit der Balgkappe in Kontakt zu gelangen und von dieser getrennt zu werden. Die Balgkappe weist einen angelegten bzw. in Anlage befindlichen Abschnitt mit einer flachen angelegten bzw. in Anlage befindlichen Fläche auf, um wahlweise mit dem Anlageabschnitt in Kontakt zu gelangen und von diesem getrennt zu werden. Die Balgkappe ist aus einem Material hergestellt, das härter als Kupfer ist.
