DE19713413C2 - Regelventil in einem Verdrängungskompressor mit variabler Förderleistung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verdrängungsregelventil, das in Verdrängungskompressoren mit variabler Förderleistung eingebaut ist, die in Fahrzeugklimaanlagen verwendet werden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verdrängungsre­ gelventil, das die Strömungsrate eines Kühlgases zwischen einer Auslaßkammer und einer Kurbelkammer regelt.

Ein typischer Verdrängungskompressor mit variabler Förder­ leistung hat eine Nockenplatte, die neigbar auf einer Antriebs­ welle gelagert ist. Die Neigung der Nockenplatte wird auf der Grundlage des Unterschiedes zwischen dem Druck in einer Kurbel­ kammer und dem Druck in Zylinderbohrungen geregelt. Der Hub je­ des Kolbens verändert sich durch die Neigung der Nockenplatte. Entsprechend verändert sich die Verdrängung des Kompressors durch den Hub jedes Kolbens und wird dadurch bestimmt. Der Kom­ pressor ist mit einer Auslaßkammer und einer Kurbelkammer verse­ hen, die mit einem Zuführdurchtritt verbunden sind. Ein Verdrän­ gungsregelventil ist in dem Zuführdurchtritt angeordnet. Das Verdrängungsregelventil regelt die Strömungsrate des Kühlgases von der Auslaßkammer in die Kurbelkammer, wodurch der Druck in der Kurbelkammer geregelt wird. Entsprechend wird der Unter­ schied zwischen dem Druck in der Kurbelkammer und dem Druck in den Zylinderbohrungen durch das Regelventil geregelt.

Die JP 6-346845 A offenbart ein derartiges Verdrängungsre­ gelventil, das in einem Verdrängungskompressor mit variabler Förderleistung verwendet wird. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, umfaßt ein Regelventil 101 ein Gehäuse 102 und ein Gehäuse 103, die an­ einander befestigt sind. Das Solenoid 102 umfaßt einen festste­ henden Stahlkern 105, einen Stahltauchkolben 106 und eine Spule 104. Der Tauchkolben 106 bewegt sich zum feststehenden Kern 105 hin und davon weg. Die Spule 104 ist um den Tauchkolben 106 und den feststehenden Kern 105 gewickelt. Eine erste Feder 107 er­ streckt sich zwischen dem feststehenden Kern 105 und dem Tauch­ kolben 106.

Eine Ventilkammer 108 und eine Druckfühlkammer 115 sind jeweils an dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt des Gehäuses 103 definiert. Das Gehäuse 103 hat eine erste Öffnung 110, eine zweite Öffnung 111 und eine dritte Öffnung 112. Die Ventilkammer 108 ist mit dem Auslaßdruckbereich des Kompressors durch die er­ ste Öffnung 110 verbunden, die in der Decke der Ventilkammer 108 mündet. Die Ventilkammer 108 ist auch mit der Kurbelkammer in dem Kompressor durch ein Ventilloch 114, das im Boden der Ven­ tilkammer 108 ausgebildet ist, die dritte Öffnung 112 und den Zuführdurchtritt verbunden. Die Druckfühlkammer 115 ist mit dem Saugdruckbereich des Kompressors durch die zweite Öffnung 111 verbunden. Die erste Öffnung 110, die Ventilkammer 108, das Ven­ tilloch 114 und die dritte Öffnung 112 bilden ein Teil des Zu­ führdurchtritts. Ein Ventilkörper 109 ist in der Ventilkammer 108 vorgesehen. Eine zweite Feder 113, die in der Ventilkammer 108 vorgesehen ist, spannt den Ventilkörper 109 in einer Rich­ tung vor, in der das Ventilloch 114 geschlossen wird. Ein Balg 116 ist in der Druckfühlkammer 115 vorgesehen.

Ein Saugdruck Ps in dem Saugdruckbereich des Kompressors wird in die Drückfühlkammer 115 durch die zweite Öffnung 111 eingeführt. Der Balg 116 in der Druckfühlkammer 115 weitet sich auf und zieht sich zusammen entsprechend dem Saugdruck. Der Balg 116 ist an dem Tauchkolben 106 in dem Solenoid 102 angebracht. Eine Stange 117 ist an der Spitze des Balgs 116 befestigt. Das freie Ende der Stange 117 ist mit dem Ventilkörper 109 in der Ventilkammer 108 in Kontakt. Veränderungen der Länge des Balgs 116 werden auf den Ventilkörper 109 durch die Stange 117 über­ tragen. Entsprechend öffnet und schließt der Ventilkörper 109 das Ventilloch 114. Mit anderen Worten ausgedrückt öffnet und schließt der Ventilkörper 109 den Zuführdurchtritt, der den Aus­ laßdruckbereich mit der Kurbelkammer verbindet, in Übereinstim­ mung mit Änderungen des Saugdrucks Ps in der Druckfühlkammer 115.

Das Solenoid 104 wird durch eine (nicht gezeigte) externe Regelrecheneinheit angeregt und entregt. Die Recheneinheit ist mit verschiedenen Vorrichtungen verbunden, die einen Klimaanla­ genstartschalter, einen Motordrehzahlsensor, einen Temperatur­ sensor zur Erfassung der Temperatur des Verdampfers in dem ex­ ternen Kühlkreislauf, einen Fahrgastzellentemperatursensor und eine Temperatureinstelleinrichtung umfassen. Ein Fahrgast setzt eine Sollfahrgastzellentemperatur durch die Temperatureinstell­ einrichtung. Die Recheneinheit nimmt Daten auf, die sich auf den AN-/AUS-Zustand des Startschalters, eine Motordrehzahl, eine Verdampfertemperatur, eine Fahrgastzellentemperatur und eine Sollfahrgastzellentemperatur beziehen. Auf der Grundlage der aufgenommenen Daten regt die Recheneinheit das Solenoid 104 an und entregt es.

Wenn das Solenoid 104 angeregt ist, wird der Tauchkolben 106 gegen die Kraft der ersten Feder 107 zum feststehenden Kern 105 angezogen. Diese Bewegung des Tauchkolbens 106 wird auf den Ven­ tilkörper 105 durch den Balg 116 und die Stange 117 übertragen, wodurch sich der Ventilkörper 109 zum Ventilloch 114 bewegt. Wenn in diesem Zustand der Saugdruck Ps hoch ist, d. h. wenn die Kühllast groß ist, zieht sich der Balg 116 zusammen und zieht den Ventilkörper 109 an. Dadurch verringert sich die Öffnungs­ fläche des Ventillochs 114. Wenn im Gegensatz dazu der Saugdruck Ps gering ist, d. h. wenn die Kühllast gering ist, weitet sich der Balg 116 auf und drückt den Ventilkörper 109. Dadurch steigt die Öffnungsfläche des Ventillochs 114 an.

Wenn das Solenoid 104 entregt wird, besteht keine magneti­ sche Anziehungskraft zwischen dem Tauchkolben 106 und dem fest­ stehenden Kern 105. Der Tauchkolben 106 wird somit durch die Kraft der ersten Feder 107 von dem feststehenden Kern 105 wegbe­ wegt. Diese Bewegung des Tauchkolbens 106 wird auf den Ventil­ körper 109 durch den Balg 116 und die Stange 117 übertragen, wo­ durch sich der Ventilkörper 109 von dem Ventilloch 114 wegbe­ wegt. Dadurch wird die Öffnungsfläche des Ventillochs 114 maxi­ miert.

Der Ventilkörper 109 und die Stange 117 sind dauerhaft durch die Kraft der ersten Feder 107 und der zweiten Feder 113 mitein­ ander in Kontakt. Das ermöglicht eine einstückige Bewegung des Ventilkörpers 109, der Stange 117 und des Balgs 116.

Die Wärmetauschkapazität des Verdampfers in dem externen Kühlkreislauf ist extrem gering, wenn beispielsweise die Außen­ temperatur hoch ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit gering ist. Wenn in diesem Fall der Kompressor mit der maximalen Verdrängung arbeitet, wird der Auslaßdruck Pd in dem Auslaßdruckbereich ex­ trem hoch. Der Saugdruck Ps, der in die Druckfühlkammer 115 ein­ geführt wird, wird auch extrem hoch. Dadurch zieht sich der Balg 116 zusammen. Wenn der Startschalter ausgeschaltet wird, entregt die Recheneinheit das Solenoid 104, um die Kompressorverdrängung zu minimieren. In diesem Zustand muß der Ventilkörper 109 an ei­ ner derartigen Position sein, daß die Öffnungsfläche des Ventil­ lochs 114 maximiert ist. Der hohe Saugdruck Ps in der Druckfühl­ kammer 115 hält jedoch den Balg 116 in zusammengezogenem Zu­ stand. Des weiteren bewegt sich der Ventilkörper 109 einstückig mit dem Balg 116. Daher ist es kaum möglich, den Ventilkörper 109 an einer Position zu halten, an der die Öffnungsfläche des Ventillochs 114 maximiert ist.

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Regelventil zu schaffen, das in Verdrängungskompressoren mit variabler Förderleistung verwendet wird, wobei das Ventil den Ventilkörper in einer derartigen Position hält, daß die Öff­ nungsfläche des Ventillochs maximiert ist, selbst wenn der Saug­ druck hoch ist.

Zur Lösung der obigen Aufgabe offenbart die vorliegende Er­ findung ein Regelventil in einem Kompressor mit variabler För­ derleistung, das die Auslaßverdrängung auf der Grundlage der Re­ gelung einer Neigung einer Nockenplatte einstellt, die in einer Kurbelkammer angeordnet ist. Der Kompressor umfaßt einen Kolben, der mit der Nockenplatte wirkgekoppelt ist und in einer Zylin­ derbohrung angeordnet ist. Der Kolben verdichtet Gas, das der Zylinderbohrung von einem ersten Bereich zugeführt wird, und läßt das komprimierte Gas in einen zweiten Bereich aus. Die Nei­ gung der Nockenplatte ist auf der Grundlage des Drucks in der Kurbelkammer variabel. Der Kompressor umfaßt einen Zuführdurch­ tritt zum Verbinden des zweiten Bereichs mit der Kurbelkammer. Das Regelventil ist auf halbem Wege in den Zuführdurchtritt zum Einstellen der Menge des Gases gesetzt, die in die Kurbelkammer von dem zweiten Bereich durch den Zuführdurchtritt eingeführt wird, um den Druck in der Kurbelkammer zu regeln. Das Regelven­ til weist einen Ventilkörper zum Einstellen der Öffnungsabmes­ sung des Zuführdurchtritts auf. Der Ventilkörper ist in einer ersten Richtung und in einer zur ersten Richtung entgegengesetz­ ten zweiten Richtung bewegbar. Der Ventilkörper bewegt sich in der ersten Richtung, um den Zuführdurchtritt zu öffnen. Der Ven­ tilkörper bewegt sich in der zweiten Richtung, um den Zuführ­ durchtritt zu schließen. Ein Reaktionselement reagiert auf den Druck in dem ersten Bereich. Ein erstes Übertragungselement ist zwischen das Reaktionselement und den Ventilkörper gesetzt. Das Reaktionselement bewegt den Ventilkörper in der zweiten Richtung über das erste Übertragungselement in Übereinstimmung mit einem Anstieg des Drucks in den ersten Bereich. Ein Solenoid ist ent­ gegengesetzt zum Reaktionselement bezüglich des Ventilkörpers angeordnet. Ein zweites Übertragungselement ist zwischen das So­ lenoid und den Ventilkörper gesetzt. Das Solenoid drängt den Ventilkörper in der zweiten Richtung über das zweite Übertra­ gungselement, wenn das Solenoid angeregt ist. Eine Vorspannein­ richtung spannt den Ventilkörper in der ersten Richtung vor. Das erste Übertragungselement verbindet das Reaktionselement mit dem Ventilkörper, um den Ventilkörper zum Reaktionselement hin oder davon weg zu bewegen. Die Vorspanneinrichtung läßt den Ventil­ körper das Ventilloch vollständig öffnen, wenn das Solenoid entregt ist.

Die Merkmale der Erfindung, von denen angenommen wird, daß sie neu sind, sind in Einzelheiten in den beigefügten Patentan­ sprüchen dargelegt. Die Erfindung sowie ihre Aufgabe und ihre Vorteilen werden am besten unter Bezugnahme auf die folgende Be­ schreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zu­ sammen mit den beigefügten Zeichnungen verständlich.

Fig. 1 ist eine Querschnittansicht, die ein Regelventil ge­ mäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 2 ist eine Querschnittansicht, die einen Verdrängungs­ kompressor mit variabler Förderleistung mit dem Regelventil der Fig. 1 darstellt;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die einen Kompressor darstellt, wenn ein Solenoid angeregt ist;

Fig. 4 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die einen Kompressor darstellt, wenn das Solenoid entregt ist;

Fig. 5 ist eine vergrößerte Teilschnittsansicht, die den Kompressor der Fig. 4 darstellt, wenn ein hoher Saugdruck in ei­ ne Druckfühlkammer eingeführt wird; und

Fig. 6 ist eine Querschnittansicht, die ein herkömmliches Regelventil darstellt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher be­ schrieben.

Ein Regelventil für einen Verdrängungskompressor mit varia­ bler Förderleistung gemäß einem erfindungsgemäßen ersten Ausfüh­ rungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschrieben.

Zunächst wird der Aufbau des Verdrängungskompressors mit va­ riabler Förderleistung beschrieben. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein vorderes Gehäuse 12 an einer vorderen Stirnfläche eines Zylinderblocks 11 befestigt. Ein hinteres Gehäuse 13 ist an ei­ ner hinteren Stirnfläche des Zylinderblocks 11 mit einer Ventil­ platte 14 befestigt. Eine Kurbelkammer 15 ist durch die Innen­ wände des vorderen Gehäuses 12 und die vordere Stirnfläche des Zylinderblocks 11 gebildet.

Eine Antriebswelle 16 ist drehbar in dem vorderen Gehäuse 12 und dem Zylinderblock 11 gelagert. Das vordere Ende der An­ triebswelle 16 steht von der Kurbelkammer 15 vor und daran ist eine Riemenscheibe 17 befestigt. Die Riemenscheibe 17 ist direkt mit einer externen Antriebsquelle (ein Fahrzeugmotor E in diesem Ausführungsbeispiel) durch einen Riemen 18 gekoppelt. Der Kom­ pressor dieses Ausführungsbeispiels ist ein Verdrängungskompres­ sor mit variabler Förderleistung in kupplungsfreier Bauart, der keine Kupplung zwischen der Antriebswelle 16 und der externen Antriebsquelle hat. Die Riemenscheibe 17 ist durch das vordere Gehäuse 12 mit einem Schrägkugellager 19 gelagert. Das Schrägku­ gellager 19 überträgt Axial- und Radiallasten, die auf die Rie­ menscheibe 17 wirken, auf das Gehäuse 12.

Eine Lippendichtung 20 ist zwischen der Antriebswelle 16 und dem vorderen Gehäuse 12 zur Abdichtung der Kurbelkammer 15 ange­ ordnet.

Eine im wesentlichen scheibenförmige Taumelscheibe 22 ist durch die Antriebswelle 16 in der Kurbelkammer 15 so gelagert, daß sie entlang der Achse der Welle 16 gleitfähig ist und der Achse gegenüber neigbar ist. Die Taumelscheibe 22 ist mit einem Paar Führungszapfen 23 versehen, von denen jeder eine Führungs­ kugel an seinem freien Ende hat. Die Führungszapfen 23 sind an der Taumelscheibe 23 befestigt. Ein Rotor 21 ist an der An­ triebswelle 16 in der Kurbelkammer 15 befestigt. Der Rotor 21 dreht sich einstückig mit der Antriebswelle 16. Der Rotor 21 hat einen Stützarm 24, der zur Taumelscheibe 22 vorsteht. Ein Paar Führungslöcher 25 sind in dem Stützarm 24 ausgebildet. Jeder Führungszapfen 23 ist gleitfähig in das entsprechende Führungs­ loch 25 eingepaßt. Das Zusammenwirken des Arms 24 und der Füh­ rungszapfen 23 ermöglicht es, daß sich die Taumelscheibe 22 zu­ sammen mit der Antriebswelle 16 dreht. Das Zusammenwirken führt auch das Neigen der Taumelscheibe 22 und die Bewegung der Tau­ melscheibe 22 entlang der Achse der Antriebswelle 16. Mit einem Zurückgleiten der Taumelscheibe 22 zum Zylinderblock 11 nimmt die Neigung der Taumelscheibe 22 ab.

Eine Schraubenfeder 26 ist zwischen dem Rotor 21 und der Taumelscheibe 22 angeordnet. Die Feder 26 spannt die Taumel­ scheibe 22 in Rückwärtsrichtung vor bzw. in einer Richtung, in der die Neigung der Taumelscheibe 22 abnimmt. Der Rotor 21 ist an seiner hinteren Stirnfläche mit einem Vorsprung 21a versehen. Eine Anlage der Taumelscheibe 22 an dem Vorsprung 21 verhindert, daß die Neigung der Taumelscheibe 22 eine vorbestimmte Maximal­ neigung übersteigt.

Wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, ist eine Schließkam­ mer 27 an dem mittleren Abschnitt des Zylinderblocks 11 defi­ niert und erstreckt sich entlang der Achse der Antriebswelle 16. Ein hohles zylindrisches Schließelement 28 ist in der Schließ­ kammer 27 untergebracht. Das Schließelement 28 gleitet entlang der Achse der Antriebswelle 16. Das Schließelement 28 hat einen Abschnitt 28a mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 28b mit kleinem Durchmesser. Eine Schraubenfeder 29 ist zwischen einem Absatz, der durch den Abschnitt 28a mit großem Durchmesser und den Abschnitt 28b mit kleinem Durchmesser definiert ist, und ei­ ner Wand der Schließkammer 27 angeordnet. Die Schraubenfeder 29 spannt das Schließelement 28 in Richtung zur Taumelscheibe 22 vor.

Das hintere Ende der Antriebswelle 16 ist in das Schließele­ ment 28 eingefügt. Das Radiallager 30 ist an der Innenwand des Abschnitts 28a mit großem Durchmesser des Schließelements 28 durch einen Sprengring 31 befestigt. Daher bewegt sich das Ra­ diallager 30 zusammen mit dem Schließelement 28 entlang der Ach­ se der Antriebswelle 16. Das hintere Ende der Antriebswelle 16 ist durch die Innenwand der Schließkammer 27 unter Zwischenlage des Radiallagers 30 und des Schließelements 28 gelagert.

Ein Saugdurchtritt 32 ist an dem mittleren Abschnitt des hinteren Gehäuses 13 und der Ventilplatte 14 definiert. Der Durchtritt 32 erstreckt sich entlang der Achse der Antriebswelle 16 und steht mit der Schließkammer 27 in Verbindung. Der Saugdurchtritt 32 dient als ein Saugdruckbereich. Eine Positio­ nierfläche 33 ist auf der Ventilplatte 14 um die innere Öffnung des Saugdurchtritts 32 ausgebildet. Das hintere Ende des Schlie­ ßelements 28 liegt an der Positionierfläche 33 an. Ein Anliegen des Schließelements 28 an der Positionierfläche 33 verhindert, daß sich das Schließelement 28 nach hinten weg von dem Rotor 21 bewegt. Das Anliegen trennt auch den Saugdurchtritt 32 von der Schließkammer 27.

Ein Axiallager 34 ist auf der Antriebswelle 16 gelagert und zwischen der Taumelscheibe 22 und dem Schließelement 28 angeord­ net. Das Axiallager 34 gleitet entlang der Achse der Antriebs­ welle 16. Die Kraft der Schraubenfeder 29 hält das Axiallager 34 dauerhaft zwischen der Taumelscheibe 22 und dem Schließelement 28. Das Axiallager 34 verhindert, daß die Drehung der Taumel­ scheibe 22 auf das Schließelement 28 übertragen wird.

Die Taumelscheibe 22 bewegt sich nach hinten, wenn ihre Nei­ gung abnimmt. Mit ihrer Rückwärtsbewegung stößt die Taumelschei­ be 22 das Schließelement 28 über das Axiallager 34 nach hinten.

Entsprechend bewegt sich das Schließhelement 28 in Richtung zur Positionierfläche 33 gegen die Kraft der Schraubenfeder 29. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, liegt das hintere Ende des Schließele­ ments 28 an der Positionierfläche 33 an, wenn die Taumelscheibe 22 die Minimalneigung erreicht. In diesem Zustand ist das Schließelement 28 in der geschlossenen Position angeordnet, um die Schließkammer 27 von dem Saugdurchtritt 32 zu trennen.

Eine Vielzahl Zylinderbohrungen 11a erstreckt sich durch den Zylinderblock 11. Sie sind um die Achse der Antriebswelle 16 an­ geordnet. Die Zylinderbohrungen 11a sind in gleichmäßigen Ab­ ständen voneinander beabstandet. Ein Einzelkopfkolben 35 ist in jeder Zylinderbohrung 11a untergebracht. Ein Paar halbkugelför­ miger Gleitstücke 36 ist zwischen jedem Kolben 35 und der Tau­ melscheibe 22 eingepaßt. Ein halbkugelförmiger Abschnitt und ein ebener Abschnitt sind an jedem Gleitstück 36 definiert. Der halbkugelförmige Abschnitt ist in gleitendem Kontakt mit dem Kolben 35, während der ebene Abschnitt in gleitendem Kontakt mit der Taumelscheibe 22 ist. Die Taumelscheibe 22 wird durch die Antriebswelle 16 durch den Rotor 21 gedreht. Die Drehbewegung der Taumelscheibe 22 wird auf jeden Kolben 35 durch Gleitstücke 36 übertragen und in eine lineare Hin- und Herbewegung jedes Kolbens 35 in der zugehörigen Zylinderbohrung 11a umgewandelt.

Eine ringförmige Saugkammer 37 ist in dem hinteren Gehäuse 13 definiert. Die Saugkammer 37 steht mit der Schließkammer 27 über ein Verbindungsloch 45 in Verbindung. Eine ringförmige Aus­ laßkammer 38 ist um die Saugkammer 37 herum in dem hinteren Ge­ häuse 13 definiert. Saugöffnungen 39 und Auslaßöffnungen 40 sind in der Ventilplatte 14 ausgebildet. Jede Saugöffnung 39 und jede Auslaßöffnung 40 entspricht einer der Zylinderbohrungen 11a. Saugventilklappen 41 sind auf der Ventilplatte 14 ausgebildet. Jede Saugventilklappe 41 entspricht einer der Saugöffnungen 39. Auslaßventilklappen 42 sind auf der Ventilplatte 14 ausgebildet. Jede Auslaßventilklappe 42 entspricht einer der Auslaßöffnungen 40.

Mit der Bewegung jedes Kolbens 35 von seinem oberen Totpunkt zu seinem unteren Totpunkt in der zugehörigen Zylinderbohrung 11a wird Kühlgas aus der Saugkammer 37 in jede Zylinderbohrung 11a durch die zugehörige Saugöffnung 39 eingesaugt, während die zugehörige Saugventilklappe 41 zum Aufbiegen in eine offene Po­ sition gebracht wird. Mit der Bewegung jedes Kolbens 35 von dem unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt in der zugehörigen Zylin­ derbohrung 11a wird das Kühlgas in der Zylinderborhung 11a ver­ dichtet und in die Auslaßkammer 38 durch die Auslaßöffnung 40 ausgelassen, während die zugehörige Auslaßventilklappe 42 zum Aufbiegen in eine offene Position gebracht wird. Rückhalteele­ mente 43 sind auf der Ventilplatte 14 ausgebildet. Jedes Rück­ halteelement 43 entspricht einer der Auslaßventilklappen 42. Der Öffnungsgrad jeder Auslaßventilklappe wird durch den Kontakt der Ventilklappe 42 und dem zugehörigen Rückhalteelement 43 defi­ niert.

Ein Axiallager 44 ist zwischen dem vorderen Gehäuse 12 und dem Rotor 21 angeordnet. Das Axiallager 44 nimmt die Reaktions­ kraft der Gasverdichtung auf, die auf den Rotor 21 durch die Kolben 35 und die Taumelscheibe 22 wirkt.

Ein Druckfreigabedurchtritt 46 ist an dem mittleren Ab­ schnitt der Antriebswelle 16 definiert. Der Druckfreigabedruch­ tritt 46 hat einen Einlaß 46a, der in der Kurbelkammer 15 in der Nähe der Lippendichtung 20 mündet, und einen Auslaß 46b, der im Inneren des Schließelements 28 mündet. Ein Druckfreigabeloch 47 ist in der Umfangswand in der Nähe des hinteren Endes des Schließelements 28 ausgebildet. Das Loch 47 setzt das Innere des Schließelements 28 mit der Schließkammer 27 in Verbindung.

Ein Zuführdurchtritt 48 ist in dem hinteren Gehäuse 13, der Ventilplatte 14 und dem Zylinderblock 11 definiert. Der Zuführ­ durchtritt 48 setzt die Auslaßkammer 38 mit der Kurbelkammer 15 in Verbindung. Ein Verdrängungsregelventil 49 ist in dem hinte­ ren Gehäuse 13 auf halbem Wege in dem Zuführdurchtritt 48 unter­ gebracht. Ein Druckeinführdurchtritt 50 ist in dem hinteren Ge­ häuse 13 definiert. Der Durchtritt 50 setzt das Regelventil 49 mit dem Saugdurchtritt 32 in Verbindung, wodurch ein Saugdruck Ps in das Regelventil 49 eingeführt wird.

Eine Auslaßöffnung 51 ist in dem Zylinderblock 11 definiert und steht mit der Auslaßkammer 38 in Verbindung. Die Auslaßöff­ nung 51 ist mit dem Saugdurchtritt 32 durch einen externen Kühl­ kreislauf 52 verbunden. Der externe Kühlkreislauf 52 umfaßt ei­ nen Verdichter 53, ein Entspannungsventil 54 und einen Verdamp­ fer 55. Ein Temperatursensor 56 ist in der Nähe des Verdampfers 55 angeordnet. Der Temperatursensor 56 erfaßt die Temperatur des Verdampfers 55 und gibt Signale, die sich auf die erfaßte Tempe­ ratur beziehen, an eine Regelrecheneinheit 57 aus. Die Regelre­ cheneinheit 57 ist mit verschiedenen Vorrichtungen verbunden, die eine Temperatureinstelleinrichtung 58, einen Fahrgastzellen­ temperatursensor 58a und einen Klimaanlagenstartschalter 59 um­ fassen. Ein Fahrgast wählt eine gewünschte Fahrgastzellentempe­ ratur oder eine Solltemperatur durch die Temperatureinstellein­ richtung 58 aus.

Die Recheneinheit 57 nimmt Signale, die sich auf eine Soll­ temperatur beziehen, von der Temperatureinstelleinrichtung 58, Signale, die sich auf eine erfaßte Verdampfertemperatur bezie­ hen, von dem Temperatursensor 56, Signale, die sich auf eine er­ faßte Fahrgastzellentemperatur beziehen, von dem Temperatursen­ sor 58a und Signale auf, die sich auf einen AN/AUS-Zustand des Schalters 59 beziehen. Auf der Grundlage der aufgenommenen Si­ gnale weist die Recheneinheit 57 die Antriebsschaltung 60 an, einen elektrischen Strom mit einer vorbestimmten Stärke der Spu­ le 86 eines Solenoids 62, das später beschrieben wird, in dem Regelventil 49 zuzusenden. Zusätzlich zu den oben aufgeführten Daten kann die Recheneinheit 57 andere Daten wie beispielsweise die Temperatur außerhalb der Fahrgastzelle und die Motordrehzahl E zum Bestimmen der Stärke des zu dem Regelventil 49 gesendeten Stroms verwenden.

Der Aufbau des Regelventils 49 wird nun beschrieben.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfaßt das Regelven­ til 49 ein Gehäuse 61 und das Solenoid 62, die aneinander befe­ stigt sind. Eine Ventilkammer 63 ist zwischen dem Gehäuse 61 und dem Solenoid 62 definiert. Die Ventilkammer 63 ist mit der Aus­ laßkammer 38 durch eine erste Öffnung 67 und den Zuführdurch­ tritt 48 verbunden. Ein Ventilkörper 64 ist in der Ventilkammer 63 angeordnet. Ein Ventilloch 66 ist so definiert, daß es sich axial in dem Gehäuse 61 erstreckt, und es mündet in der Ventil­ kammer 63. Der Bereich um die Öffnung des Ventillochs 66 dient als ein Ventilsitz, mit dem ein oberes Ende 64a des Ventilkör­ pers 64 in Kontakt tritt. Eine erste Schraubenfeder 65 erstreckt sich zwischen einem Absatz 64b, der auf dem Ventilkörper 64 de­ finiert ist, und einer Wand der Ventilkammer 63.

Eine Druckfühlkammer 68 ist an dem oberen Abschnitt des Ge­ häuses 61 definiert. Die Druckfühlkammer 68 ist mit einem Balg 70 versehen und mit dem Saugdurchtritt 32 durch eine zweite Öff­ nung 69 und den Druckeinführdurchtritt 50 verbunden. Ein Saug­ druck Ps in dem Saugdurchtritt 32 wird somit in die Kammer 68 über den Durchtritt 50 eingeführt. Der Balg 70 dient als ein Druckfühlelement zum Erfassen des Saugdrucks Ps. Ein zylindri­ sches Aufnahmeelement 71 ist an dem unteren Ende des Balgs 70 befestigt. Ein Paar Anschläge 72 sind in Gegenüberlage innerhalb des Balgs 70 angeordnet. Ein Anliegen der Anschläge 72 be­ schränkt das Zusammenziehen des Balgs 70.

Ein erstes Führungsloch 73 ist in dem Gehäuse 61 zwischen der Druckfühlkammer 68 und dem Ventilloch 66 definiert. Die Ach­ se des ersten Führungslochs 73 ist zur Achse des Ventillochs 66 ausgerichtet. Eine erste Stange 74 erstreckt sich durch den mittleren Abschnitt des Ventils 49. Die erste Stange 74 hat ei­ nen Abschnitt 74a mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 74b mit kleinem Durchmesser. Der Abschnitt 74a mit großem Durchmes­ ser erstreckt sich durch das erste Führungsloch 73 und gleitet demgegenüber. Das obere Ende des Abschnitts 74 mit großem Durch­ messer ist gleitend in das Aufnahmeelement 71 eingefügt. Der Ab­ schnitt 74b mit kleinem Durchmesser erstreckt sich innerhalb des Ventillochs 66. Das Spiel zwischen dem Abschnitt 74b mit kleinem Durchmesser und dem Ventilloch 66 ermöglicht die Strömung von Kühlgas. Das untere Ende des Abschnitts 74b mit kleinem Durch­ messer ist an dem Ventilkörper 64 angebracht. Mit anderen Worten ist das gebundene Ende der ersten Stange 74 an dem Ventilkörper 64 angebracht, während das freie Ende der ersten Stange 74 glei­ tend in das Aufnahmeelement 71 eingefügt ist.

Die erste Stange 74 und das Aufnahmeelement 71 verbinden den Balg 70 und den Ventilkörper 64 derart, daß der Abstand zwischen dem Ventilkörper 64 und dem Aufnahmeelement 71 veränderbar ist. Das freie Ende der ersten Stange 74 ist gleitend in dem Aufnah­ meelement 71 gehalten, selbst wenn der Balg 70 und der Ventil­ körper 64 maximal voneinander getrennt sind. D. h., daß das freie Ende der ersten Stange 74 in dem Aufnahmeelement 71 gehalten ist, selbst wenn der Balg 70 maximal zusammengezogen ist, und daß der Ventilkörper 64 an einer Position zum Maximieren der Öffnungsfläche des Ventils 66 angeordnet ist.

Eine dritte Öffnung 75 ist in dem Gehäuse 61 zwischen der Ventilkammer 63 und der Druckfühlkammer 68 definiert. Die Öff­ nung 75 erstreckt sich senkrecht zum Ventilloch 66. Das Ventil­ loch 66 ist mit der Kurbelkammer 15 durch die dritte Öffnung 75 und den Zuführdurchtritt 48 verbunden. Die erste Öffnung 67, die Ventilkammer 63, das Ventilloch 66 und die dritte Öffnung 75 bilden einen Teil des Zuführdurchtritts 48.

Ein Aufnahmeloch 76 ist in dem mittleren Abschnitt des So­ lenoids 62 definiert. Ein feststehender Stahlkern 77 ist in dem oberen Abschnitt des Lochs 76 eingepaßt. Eine Tauchkolbenkammer 78 ist durch den feststehenden Kern 77 und Innenwände des Lochs 76 am unteren Abschnitt des Lochs 76 in dem Solenoid 62 defi­ niert. Ein zylindrischer Stahltauchkolben 79 ist in der Tauch­ kolbenkammer 78 untergebracht. Der Tauchkolben 79 gleitet ent­ lang der Achse der Kammer 78. Eine zweite Schraubenfeder 80 er­ streckt sich zwischen dem Tauchkolben 79 und dem Boden der Tauchkolbenkammer 78. Die Kraft der zweiten Schraubenfeder 80 ist kleiner als die Kraft der ersten Schraubenfeder 65. Ein zweites Führungsloch 81 ist in dem feststehenden Kern 77 zwi­ schen der Tauchkolbenkammer 78 und der Ventilkammer 64 ausgebil­ det. Die Achse des zweiten Führungslochs 81 ist zur Achse des ersten Führungslochs 73 ausgerichtet. Eine zweite Stange 82 ist einstückig mit dem Ventilkörper 64 ausgebildet und steht nach unten vom Boden des Ventilkörpers 64 vor. Die zweite Stange 82 ist in dem zweiten Führungsloch 81 untergebracht und gleitet demgegenüber. Die erste Feder 65 spannt den Ventilkörper 64 in der nach unten zeigenden Richtung vor, während die zweite Feder 82 den Tauchkolben 78 in der nach oben zeigenden Richtung vor­ spannt. Dadurch ist es ermöglicht, daß das untere Ende der zwei­ ten Stange 82 dauerhaft mit dem Tauchkolben 79 in Kontakt ist. Mit anderen Worten ausgedrückt bewegt sich der Ventilkörper 64 einstückig mit dem Tauchkolben 79 unter Zwischenlage der zweiten Stange 82.

Eine kleine Kammer 85 ist durch die Innenwand des hinteren Gehäuses 13 und den Umfang des Ventils 49 an einer Position de­ finiert, die der dritten Öffnung 75 entspricht. Die kleine Kam­ mer 85 ist mit dem Ventilloch 66 durch die dritte Öffnung 75 verbunden. Eine Verbindungsnut 83 ist in einer Seite des fest­ stehenden Kerns 77 ausgebildet und mündet in der Tauchkolbenkam­ mer 78. Ein Verbindungsloch 84 ist in dem mittleren Abschnitt des Gehäuses 61 zur Verbindung der Nut 83 mit der kleinen Kammer 85 ausgebildet. Entsprechend ist die Tauchkolbenkammer 78 mit dem Ventilloch 66 durch die Nut 83, die kleine Kammer 85 und die dritte Öffnung 75 verbunden. Dadurch wird der Druck in der Tauchkolbenkammer 78 mit dem Druck in dem Ventilloch 66 (Druck Pc in der Kurbelkammer 15) ausgeglichen. Der Tauchkolben 79 ist mit einem Durchgangsloch 86 versehen, das den oberen Abschnitt der Tauchkolbenkammer 78 mit dem unteren Abschnitt der Kammer 78 in Verbindung setzt.

Eine zylindrische Spule 87 ist um den feststehenden Kern 77 und den Tauchkolben 79 gewickelt. Die Antriebsschaltung 60 ver­ sorgt die Spule 87 auf der Grundlage von Befehlen von der Re­ cheneinheit 57 mit elektrischem Strom. Die Recheneinheit 57 be­ stimmt die Stärke des der Spule 87 zuzuführenden Stroms. Eine Platte 90 aus magnetischem Material ist im Bodenabschnitt des Solenoids 62 untergebracht.

Der Betrieb des vorstehend beschriebenen Kompressors wird nun beschrieben.

Sobald der Klimaanlagenstartschalter 59 an ist, wenn die durch den Fahrgastzellentemperatursensor 58a erfaßte Temperatur höher als die durch die Temperatureinstelleinrichtung 58 einge­ stellte Solltemperatur ist, weist die Recheneinheit 57 an, daß die Antriebsschaltung 60 das Solenoid 62 anregt. Entsprechend wird ein elektrischer Strom mit einer vorbestimmten Stärke der Spule 87 von der Antriebsschaltung 60 zugesandt. Dadurch wird eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem feststehenden Kern 77 und dem Tauchkolben 79 in Übereinstimmung mit der Stromstärke erzeugt, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Die Anzie­ hungskraft wird auf den Ventilkörper 64 durch die zweite Stange 82 übertragen und drängt den Ventilkörper 64 gegen die Kraft der ersten Feder 65 in eine Richtung, in der das Ventilloch 66 ge­ schlossen wird. Andererseits verändert sich die Länge des Balgs 70 in Übereinstimmung mit dem Saugdruck Ps in dem Saugdurchtritt 32, der in die Druckfühlkammer 68 über den Druckeinführdurch­ tritt 50 eingeführt wird. Diese Veränderungen der Länge des Balgs 70 werden auf den Ventilkörper 64 durch die erste Stange 74 übertragen. Je höher der Saugdruck Ps ist, desto kürzer wird der Balg 70. Mit dem Verkürzen des Balgs 70 zieht der Balg 70 den Ventilkörper 64 in einer Richtung, in der das Ventilloch 66 geschlossen wird.

Die Öffnungsfläche zwischen dem Ventilkörper 64 und dem Ven­ tilloch 66 wird durch das Gleichgewicht einer Vielzahl von Kräf­ ten bestimmt, die auf den Ventilkörper 64 wirken. Insbesondere wird die Öffnungsfläche durch die Gleichgewichtsposition des Körpers 64 bestimmt, die durch die Kraft des auf den Ventilkör­ per 64 durch die zweite Stange 82 wirkenden Solenoids 62, die Kraft des auf den Ventilkörper 64 durch die erste Stange 74 wir­ kenden Balgs 70 und die Kraft der ersten Feder 65 beeinflußt wird.

Unter der Annahme, daß die Kühllast groß ist, ist der Saug­ druck Ps hoch und die durch den Sensor 58a erfaßte Fahrzeugfahr­ gastzellentemperatur ist größer als die durch die Temperaturein­ stelleinrichtung 58 erfaßte Solltemperatur. Die Recheneinheit 57 weist die Antriebsschaltung 60 an, der Spule 87 des Regelventils 49 einen Strom mit Stärke zuzusenden, die eine Funktion des Un­ terschieds zwischen der erfaßten Temperatur und der Solltempera­ tur ist. Mit anderen Worten ausgedrückt hebt die Recheneinheit 57 die Stärke des der Spule 87 zugeführten Stroms mit einem An­ stieg des Unterschieds zwischen der Fahrgastzellentemperatur und der Solltemperatur an. Dadurch steigt die Anziehungskraft zwi­ schen dem feststehenden Kern 77 und dem Tauchkolben 79 an, wo­ durch die sich ergebende Kraft ansteigt, die den Ventilkörper 64 das Ventilloch 66 schließen läßt. Dadurch wird der Druck Ps ab­ gesenkt, der zur Bewegung des Ventilkörpers 64 in einer Richtung erforderlich ist, in der das Ventilloch 66 geschlossen wird. In anderen Worten ausgedrückt wirkt das Ventil 49 mit einem Anstieg der Stärke des Stroms zum Regelventil 49 derart, daß der Druck Ps, der erforderlich ist, um das Ventil 49 zu schließen, auf ei­ nen geringeren Wert verringert ist.

Eine kleinere Öffnungsfläche zwischen dem Ventilkörper 64 und dem Ventilloch 66 verringert die Menge des Kühlgasstroms von der Auslaßkammer 38 in die Kurbelkammer 15 über den Zuführdurch­ tritt 48. Das Kühlgas in der Kurbelkammer 15 strömt in die Saug­ kammer 37 über den Druckfreigabedurchtritt 46 und das Druckfrei­ gabeloch 47. Dadurch sinkt der Druck Pc in der Kurbelkammer 15. Wenn die Kühllast groß ist, ist des weiteren der Saugdruck Ps hoch. Entsprechend ist der Druck in jeder Zylinderbohrung 11a hoch. Daher ist der Unterschied zwischen dem Druck Pc in der Kurbelkammer 15 und dem Druck in jeder Zylinderbohrung 11a ge­ ring. Dadurch steigt die Neigung der Taumelscheibe 22 an, wo­ durch ermöglicht wird, daß der Kompressor mit einer großen Ver­ drängung arbeitet.

Wenn das Ventilloch 66 in dem Regelventil 49 vollständig durch den Ventilkörper 64 geschlossen ist, ist der Zuführdurch­ tritt 48 geschlossen. Dadurch wird die Zufuhr des stark unter Druck gesetzten Kühlgases in der Auslaßkammer 38 zu der Kurbel­ kammer 15 gestoppt. Daher wird der Druck Pc in der Kurbelkammer 15 im wesentlichen gleich wie ein geringer Druck Ps in der Saug­ kammer 37. Die Neigung der Taumelscheibe 22 wird somit maximal, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, und der Kompressor ar­ beitet mit maximaler Verdrängung. Das Anstoßen der Taumelscheibe 22 und des Vorsprungs 21a des Rotors 21 verhindert, daß sich die Taumelscheibe 22 über die vorbestimmte Maximalneigung neigt.

Unter der Annahme, daß die Kühllast gering ist, ist der Saugdruck Ps gering, und der Unterschied zwischen der durch den Sensor 58a erfaßten Fahrgastzellentemperatur und der durch die Temperatureinstelleinrichtung 58 erfaßten Solltemperatur ist ge­ ring. In diesem Zustand weist die Recheneinheit 57 die Antriebs­ schaltung 60 an, der Spule 87 des Regelventils 49 einen Strom mit einer geringeren Stärke zuzusenden. Mit anderen Worten ver­ ringert die Recheneinheit 57 die Stärke des der Spule 87 zuge­ führten Stroms, wenn der Unterschied zwischen der Fahrgastzel­ lentemperatur und der Solltemperatur kleiner wird. Dadurch ver­ ringert sich die Anziehungskraft zwischen dem feststehenden Kern 77 und dem Tauchkolben 79, wodurch die sich ergebende Kraft ab­ nimmt, die den Ventilkörper 64 in einer Richtung bewegt, in der das Ventilloch 66 geschlossen wird. Dadurch steigt der Druck Ps, der erforderlich ist, um den Ventilkörper 64 in einer Richtung zu bewegen, in der das Ventilloch 66 geschlossen wird. Mit ande­ ren Worten ausgedrückt wirkt das Ventil 49 mit der Verringerung der Stärke des Stroms zum Regelventil 49 derart, daß der Druck Ps, der erforderlich ist, um das Ventil 49 zu schließen, auf ei­ nen höheren Wert ansteigt.

Eine größere Öffnungsfläche zwischen dem Ventilkörper 64 und dem Ventilloch 66 läßt die Menge des Kühlgasstroms von der Aus­ laßkammer 38 in die Kurbelkammer 15 ansteigen. Dadurch steigt der Druck Pc in der Kurbelkammer 15. Wenn die Kühllast gering ist, ist des weiteren der Saugdruck Ps gering und der Druck in jeder Zylinderbohrung 11a ist gering. Daher ist der Unterschied zwischen dem Druck Pc in der Kurbelkammer 15 und dem Druck in jeder Zylinderbohrung 11a groß. Dadurch verringert sich die Nei­ gung der Taumelscheibe 22. Der Kompressor arbeitet somit mit ei­ ner kleinen Verdrängung.

Wenn sich die Kühllast Null nähert, fällt die Temperatur des Verdampfers 55 in dem externen Kühlkreislauf 52 auf eine Verei­ sungstemperatur. Wenn der Temperatursensor 56 eine Temperatur erfaßt, die gleich einer oder geringer als eine Vereisungstempe­ ratur ist, weist die Recheneinheit 57 die Antriebsschaltung 60 an, das Solenoid 62 zu entregen. Die Antriebsschaltung 60 stoppt entsprechend eine Zufuhr des Stroms zu der Spule 87. Dadurch wird die magnetische Anziehungskraft zwischen dem feststehenden Kern 77 und dem Tauchkolben 79 gestoppt. Der Ventilkörper 64 wird dann durch die Kraft der ersten Feder 65 gegen die schwä­ chere Kraft der zweiten Feder 80 bewegt, die durch den Tauchkol­ ben 79 und die zweite Stange 82 übertragen wird. In anderen Wor­ ten ausgedrückt bewegt sich der Ventilkörper 64 in einer Rich­ tung, in der das Ventilloch 66 geöffnet wird. Dadurch wird die Öffnungsfläche zwischen dem Ventilkörper 64 und dem Ventilloch 66 maximiert. Entsprechend steigt der Gasstrom von der Auslaß­ kammer 38 zur Kurbelkammer 15 an. Dadurch wird der Druck Pc in der Kurbelkammer 15 weiter angehoben, wodurch die Neigung der Taumelscheibe 22 minimiert wird. Der Kompressor arbeitet somit mit minimaler Verdrängung.

Wenn der Schalter 59 ausgeschaltet wird, weist die Rechen­ einheit 57 die Antriebsschaltung 60 an, das Solenoid 62 zu entregen. Dadurch wird die Neigung der Taumelscheibe 22 auch mi­ nimiert.

Wenn, wie vorstehend beschrieben ist, die Stärke des Stroms zur Spule 87 angehoben wird, wirkt der Ventilkörper 64 derart, daß die Öffnungsfläche des Ventillochs 66 durch einen geringeren Saugdruck Ps geschlossen wird. Wenn die Stärke des Stroms zur Spule 87 verringert wird, wirkt andererseits der Ventilkörper 64 derart, daß die Öffnungsfläche des Ventillochs 66 durch einen höheren Saugdruck Ps geschlossen wird. In anderen Worten ausge­ drückt, setzt eine größere Stärke des der Spule 87 zugeführten Stroms den Wert des Saugdrucks Ps zum Schließen der Öffnungsflä­ che des Ventillochs 66 auf einen geringeren Wert. Im Gegensatz dazu setzt eine geringere Stärke des der Spule 87 zugeführten Stroms den Wert des Saugdrucks Ps, der erforderlich ist, um die Öffnungsfläche des Ventillochs 66 zu schließen, auf einen höhe­ ren Wert. Der Kompressor regelt die Neigung der Taumelscheibe 22, um die Verdrängung einzustellen, wodurch der Ventilschließ­ wert des Saugdrucks Ps aufrechterhalten bleibt.

Entsprechend umfassen die Funktionen des Regelventils 49 ein Verändern des Ventilschließwerts des Saugdrucks Ps in Überein­ stimmung mit der Stärke des zugeführten Stroms und die Möglich­ keit, daß der Kompressor mit minimaler Verdrängung bei jedem be­ liebigen Saugdruck Ps arbeitet. Ein Kompressor, der mit dem Re­ gelventil 49 ausgestattet ist, das derartige Funktionen hat, verändert die Kühlfähigkeit der Klimaanlage und arbeitet wir­ kungsvoll entsprechend der Kühllast.

Das Schließelement 28 gleitet in Übereinstimmung der Nei­ gungsbewegung der Taumelscheibe 22. Mit der Abnahme der Neigung der Taumelscheibe 22 verringert das Schließelement 28 allmählich die Querschnittfläche des Durchtritts zwischen dem Saugdurch­ tritt 32 und der Saugkammer 37. Dadurch verringert sich allmäh­ lich die Menge des Kühlgases, die in die Saugkammer 37 von dem Saugdurchtritt 32 eintritt. Die Menge des Kühlgases, die in die Zylinderbohrungen 11a von der Saugkammer 37 eintritt, verringert sich entsprechend allmählich. Folglich verringert sich die Ver­ drängung des Kompressors allmählich. Dadurch verringert sich der Auslaßdruck Pd des Kompressors allmählich. Das Lastdrehmoment des Kompressors verringert sich entsprechend allmählich. Auf diese Weise verändert sich das Lastdrehmoment zum Betreiben des Kompressors in kurzer Zeit nicht dramatisch, wenn die Verdrän­ gung vom Maximum zum Minimum abnimmt. Der Lastdrehmomentschwan­ kungen begleitende Stoß ist daher abgeschwächt.

Wenn die Neigung der Taumelscheibe 22 minimal ist, liegt das Schließelement 28 an der Positionierfläche 33 an. Dies verhin­ dert, daß die Neigung der Taumelscheibe 22 kleiner als die vor­ bestimmte Minimalneigung wird. Das Anliegen trennt auch den Saugdurchtritt 32 von der Saugkammer 37. Dadurch wird die Gasströmung von dem externen Kühlkreislauf 52 in die Saugkammer 37 gestoppt, wodurch das Zirkulieren des Kühlgases zwischen dem Kreislauf 52 und dem Kompressor gestoppt wird.

Die Minimalneigung der Taumelscheibe 22 ist geringfügig grö­ ßer als Null Grad. Null Grad bezieht sich auf den Winkel der Taumelscheibenneigung, wenn sie senkrecht zur Achse der An­ triebswelle 16 liegt. Selbst wenn die Neigung der Taumelscheibe 22 minimal ist, wird daher Kühlgas in den Zylinderbohrungen 11a in die Auslaßkammer 38 ausgelassen und der Kompressor arbeitet mit minimaler Verdrängung. Das in die Auslaßkammer 38 von den Zylinderbohrungen 11a ausgelassene Kühlgas tritt in die Kurbel­ kammer 15 durch den Zuführdurchtritt 48 ein. Das Kühlgas in der Kurbelkammer 15 wird zurück in die Zylinderbohrungen 11a durch den Druckfreigabedurchtritt 46, das Druckfreigabeloch 47 und die Saugkammer 37 zurückgesaugt. Wenn die Neigung der Taumelscheibe 22 minimal ist, zirkuliert nämlich das Kühlgas innerhalb des Kompressors, wobei es durch die Auslaßkammer 38, den Zuführ­ durchtritt 48, die Kurbelkammer 15, den Druckfreigabedurchtritt 46, das Druckfreigabeloch 47, die Saugkammer 37 und die Zylin­ derbohrungen 11a verläuft. Dieses Zirkulieren des Kühlgases er­ möglicht es, daß das in dem Gas enthaltene Schmieröl die sich bewegenden Teile des Kompressors schmiert.

Wenn der Schalter 59 an ist und die Neigung der Taumelschei­ be 22 minimal ist, steigt durch einen Anstieg der Fahrgastzel­ lentemperatur die Kühllast an. In diesem Fall ist die durch den Fahrgastzellentemperatursensor 58a erfaßte Temperatur höher als eine durch die Fahrgasttemperatureinstellvorrichtung 58a gesetz­ te Solltemperatur. Die Recheneinheit 57 weist die Antriebsschal­ tung 60 auf der Grundlage des erfaßten Temperaturanstiegs an, das Solenoid 62 anzuregen. Wenn das Solenoid 62 angeregt wird, wird der Zuführdurchtritt 48 geschlossen. Dadurch stoppt die Strömung des Kühlgases von der Auslaßkammer 38 in die Kurbelkam­ mer 15. Das Kühlgas in der Kurbelkammer 15 strömt in die Saug­ kammer 37 über den Druckfreigabedurchtritt 46 und das Druckfrei­ gabeloch 47. Dadurch sinkt der Druck Pc in der Kurbelkammer 15 allmählich ab, wodurch die Taumelscheibe 22 von der Maximalnei­ gung zur Minimalneigung bewegt wird.

Mit dem Anstieg der Taumelscheibenneigung stößt die Kraft der Feder 29 allmählich das Schließelement 28 von der Positio­ nierfläche 33 weg. Dadurch vergrößert sich allmählich die Quer­ schnittfläche des Durchtritts zwischen dem Saugdurchtritt 32 zu der Saugkammer 37. Entsprechend steigt die Menge des Kühlgass­ troms von dem Saugdurchtritt 32 in die Saugkammer 37 allmählich an. Daher steigt die Menge des Kühlgases allmählich an, die in die Zylinderbohrungen 11a von der Saugkammer 37 eintritt. Die Verdrängung des Kompressors steigt allmählich entsprechend an. Der Auslaßdruck Pd des Kompressors steigt allmählich an und das Drehmoment, das zum Betreiben des Kompressors erforderlich ist, steigt auch allmählich an. Auf diese Weise verändert sich das Drehmoment des Kompressors nicht dramatisch in einer kurzen Zeit, wenn sich die Kompressorverdrängung vom Minimum zum Maxi­ mum verändert. Der Lastdrehmomentschwankungen begleitende Stoß wird damit abeschwächt.

Wenn der Motor E gestoppt wird, wird auch der Kompressor ge­ stoppt, d. h. die Drehung der Taumelscheibe 22 wird gestoppt, und die Stromzufuhr zur Spule 87 in dem Regelventil 49 wird ge­ stoppt. Dadurch wird das Solenoid 62 entregt, wodurch der Zu­ führdurchtritt 48 geöffnet wird. In diesem Zustand ist die Nei­ gung der Taumelscheibe 22 minimal. Wenn der belastungsfreie Zu­ stand des Kompressors fortgesetzt wird, gleichen sich die Drücke in den Kammern des Kompressors aus und die Taumelscheibe 22 wird durch die Kraft der Feder 26 in der minimalen Neigung gehalten. Wenn der Motor E wieder gestartet wird, startet daher der Kom­ pressor seinen Betrieb, wobei die Taumelscheibe 22 in der Mini­ malneigung ist. Dies erfordert die Minimaldrehkraft. Der durch das Starten des Kompressors verursachte Stoß wird somit verrin­ gert.

Ein Anregen des Solenoids 62 erzeugt eine magnetische Anzie­ hungskraft zwischen dem feststehenden Kern 77 und dem Tauchkol­ ben 79. Die Anziehungskraft wird auf den Ventilkörper 64 durch die zweite Stange 82 übertragen, wodurch der Ventilkörper 64 in einer Richtung bewegt wird, in der das Ventilloch 66 geschlossen wird, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Schwankungen des Saugdrucks Ps weiten den Balg 70 auf oder ziehen ihn zusammen. Veränderungen der Länge des Balgs 70 werden auf den Ventilkörper 64 durch die erste Stange 74 (mit der Ausnahme der in Fig. 5 dargestellten Bedingungen) übertragen.

Ein Anstieg des Saugdrucks Ps in der Druckfühlkammer 68 zieht den Balg 70 zusammen. Die Verformungsrichtung des Balgs 70 ist gleich der Richtung, in die das angeregte Solenoid 62 den Ventilkörper 64 drängt. Der Ventilkörper 64 folgt somit der Ver­ formung des Balgs 70 in einer Richtung, in der das Ventilloch 66 geschlossen wird. Dadurch verringert sich die Öffnungsfläche des Ventillochs 66, wodurch die Menge des Kühlgasstroms von der Aus­ laßkammer 38 zur Kurbelkammer 15 verringert wird. Entsprechend verringert sich die Neigung der Taumelscheibe.

Ein Abfall des Saugdrucks Ps in der Druckfühlkammer 68 wei­ tet den Balg 70 auf. Der Balg 70 bewegt somit den Ventilkörper 64 gegen die Kraft des Solenoids 62 in einer Richtung, in der das Ventilloch 66 geöffnet wird. Dadurch steigt die Öffnungsflä­ che des Ventilloches 66 an, wodurch die Menge des Kühlgasstroms von der Auslaßkammer 38 in die Kurbelkammer 15 ansteigt. Ent­ sprechend verringert sich die Neigung der Taumelscheibe.

Im Gegensatz dazu erzeugt ein Entregen des Solenoid 62 keine Anziehungskraft zwischen dem feststehenden Kern 77 und dem Tauchkolben 79. In diesem Fall drängt die Kraft der ersten Feder 65 den Ventilkörper 64 in einer Richtung, in der das Ventilloch 66 geöffnet wird. Ein Anstieg des Saugdrucks Ps in der Druck­ fühlkammer 68 zieht den Balg 70 zusammen, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Die Verformungsrichtung des Balgs 70 ist der Richtung ent­ gegengesetzt, in der die erste Feder 65 den Ventilkörper 64 drängt. Das obere Ende der ersten Stange 74 in dem Regelventil 49 ist jedoch gleitend durch das Aufnahmeelement 71 aufgenommen, das an dem Balg 70 befestigt ist. Dadurch wird es ermöglicht, daß sich der Ventilkörper 64 und der Balg 70 voneinander trennen oder einander nähern. Wenn das Solenoid 62 entregt ist und der Saugdruck Ps hoch ist, trennen sich daher der Ventilkörper 64 und der Balg 70 voneinander, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Die Ver­ formung des Balgs 70 wird somit nicht auf den Ventilkörper 64 übertragen. Anders ausgedrückt wird der Ventilkörper 64 durch den hohen Saugdruck Ps nicht beeinflußt, wenn das Solenoid 62 entregt ist, aber er wird durch die Kraft der ersten Feder 65 in einer Richtung bewegt, in der das Ventilloch 66 geöffnet wird. Entsprechend maximiert sich die Öffnungsfläche des Ventillochs 66. Dies ermöglicht, daß der Kompressor mit minimaler Verdrän­ gung arbeitet, wenn der Saugdruck Ps hoch ist.

Die Antriebswelle 16 eines Verdrängungskompressors mit va­ riabler Förderleistung in kupplungsfreier Bauart ist direkt mit einer externen Antriebsquelle E verbunden. Dieser Kompressor bleibt im Betrieb mit minimaler Verdrängung, selbst wenn keine Kühllast besteht. Das Regelventil 49 gemäß diesem Ausführungs­ beispiel ermöglicht es, daß der Kompressor mit minimaler Ver­ drängung arbeitet, wenn der Saugdruck Ps hoch ist. Daher ist das Regelventil für Verdrängungskompressoren mit variabler Förder­ leistung in kupplungsfreier Bauart geeignet.

Ein Paar Anschläge 72 ist in Gegenüberlage in dem Balg 70 angeordnet. Wenn der Saugdruck Ps hoch ist, liegen die Anschläge 72 aneinander an, wodurch verhindert wird, daß sich der Balg 70 über einen vorbestimmten Maximalverformungsbetrag zusammenzieht. Des weiteren hat das Loch des Aufnahmeelements 71 eine derartige Tiefe, daß das obere Ende der ersten Stange 74 in dem Aufnahmee­ lement 71 bleibt, selbst wenn der Balg 70 und der Ventilkörper 64 mit maximalem Abstand voneinander getrennt sind. Mit anderen Worten wird verhindert, daß die erste Stange 74 gegenüber dem Aufnahmeelement 71 fehlangeordnet wird. Dadurch wird der Betrieb des Ventilkörpers 64 und des Balgs 70 stabilisiert.

Die vorliegende Erfindung kann wahlweise in den folgenden Formen verkörpert werden:

• 1. Die dritte Öffnung 75 kann mit der Auslaßkammer 38 durch den Zuführdurchtritt 48 verbunden sein, und die erste Öff­ nung 67 kann mit der Kurbelkammer 15 durch den Zuführdurchtritt 48 verbunden sein.
• 2. Anstelle des Balgs 70 kann eine Membran als das Druck­ fühlelement verwendet werden. In diesem Fall ist das Aufnahmee­ lement 71 an einer Seite der Membran vorgesehen und ein Ende der ersten Stange 74 ist gleitfähig in das Aufnahmeelement 71 einge­ fügt. Wenn der Saugdruck Ps hoch ist und das Solenoid 62 entregt ist, ist der Ventilkörper 64 an einer derartigen Position ange­ ordnet, daß die Öffnungsfläche des Ventillochs 66 maximiert ist. Dadurch arbeitet der Kompressor mit minimaler Verdrängung.
• 3. Die erste Stange 74 und der Ventilkörper 64 können ent­ weder einstückig oder getrennt voneinander hergestellt werden.
• 4. Die zweite Feder 80 zwischen dem Tauchkolben 79 und dem Boden des Aufnahmelochs 76 kann weggelassen werden.
• 5. Anstelle des Durchgangslochs 86 kann eine Nut in der Oberfläche des Tauchkolbens 79 ausgebildet sein, um den oberen Abschnitt der Tauchkolbenkammer 78 mit dem unteren Abschnitt der Kammer 78 in Verbindung zu setzen.

Die gegenwärtigen Beispiele und Ausführungsbeispiele sind nur zu Darstellungszwecken und nicht mit beschränkender Wirkung anzusehen, und die Erfindung soll nicht auf die dargelegten Ein­ zelheiten beschränkt sein, sondern sie kann innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Patentansprüche abgewandelt wer­ den.

Ein Regelventil 49 in einem Kompressor stellt die Auslaßver­ drängung auf der Grundlage einer Regelung der Neigung einer Noc­ kenplatte 22 ein. Der Kompressor umfaßt einen Zuführdurchtritt 48, der eine Auslaßkammer mit einer Kurbelkammer 15 verbindet. Das Regelventil 49 ist auf halbem Wege in den Zuführdurchtritt 48 gesetzt. Das Regelventil 49 hat einen Ventilkörper 64. Der Ventilkörper 64 bewegt sich in einer ersten Richtung, um den Zu­ führdurchtritt 48 zu öffnen, und er bewegt sich in einer zweiten Richtung, um den Zuführdurchtritt 48 zu schließen. Ein Reaktion­ selement 70 reagiert auf einen Saugdruck. Ein erstes Übertra­ gungselement 74 ist zwischen das Reaktionselement 70 und den Ventilkörper 64 gesetzt. Ein Solenoid 62 ist zum Reaktionsele­ ment 70 bezüglich des Ventilkörpers 64 entgegengesetzt angeord­ net. Das Solenoid 62 drängt den Ventilkörper 64 in die zweite Richtung über ein zweites Übertragungselement 82, wenn das So­ lenoid 62 angeregt ist. Eine Vorspanneinrichtung 65 spannt den Ventilkörper 64 in der ersten Richtung vor. Das erste Übertra­ gungselement 74 verbindet das Reaktionselement 70 mit dem Ven­ tilkörper 64, um den Ventilkörper 64 zum Reaktionselement 70 hin oder davon wegzubewegen. Die Vorspanneinrichtung 65 läßt den Ventilkörper 64 den Zuführdurchtritt 48 voll öffnen, wenn das Solenoid 62 entregt ist.

Claims (10)

1. Regelventil in einem Verdrängungskompressor mit varia­ bler Förderleistung, das die Auslaßverdrängung auf der Grundlage einer Regelung der Neigung einer in einer Kurbelkammer (15) an­ geordneten Nockenplatte (22) einstellt, wobei der Kompressor ei­ nen Kolben (35), der mit der Nockenplatte (22) wirkgekoppelt ist und in einer Zylinderbohrung (11a) angeordnet ist, wobei der Kolben (35) ein Gas verdichtet, das der Zylinderbohrung (11a) von einem ersten Bereich (32, 37) zugeführt wird, und das ver­ dichtete Gas in einen zweiten Bereich (38) ausläßt, wobei die Neigung der Nockenplatte (22) auf der Grundlage des Drucks in der Kurbelkammer (15) variabel ist, und einen Zuführdurchtritt (48) umfaßt, der den zweiten Bereich (38) mit der Kurbelkammer (15) verbindet, wobei das Regelventil (49) auf halbem Weg in dem Zuführdurchtritt (48) zum Einstellen der Menge des Gases ange­ ordnet ist, das in die Kurbelkammer (15) von dem zweiten Bereich (38) durch den Zuführdurchtritt (48) eingeführt wird, um den Druck in der Kurbelkammer (15) zu regeln, wobei das Regelventil (49) ein Gehäuse (61) mit einem Ventilloch (66) und einer Ven­ tilkammer (63), die jeweils auf halbem Weg in dem Zuführdurch­ tritt (48) angeordnet sind, wobei das Ventilloch (66) eine Öff­ nung hat und mit der Ventilkammer (63) durch die Öffnung in Ver­ bindung steht, einen Ventilkörper (64), zum Einstellen der Öff­ nungsabmessungen des Ventillochs (66), wobei der Ventilkörper (64) in einer ersten Richtung und in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung bewegbar ist, wobei der Ven­ tilkörper (64) in der ersten Richtung bewegt wird, um den Zu­ führdurchtritt (48) zu öffnen, wobei der Ventilkörper (64) in der zweiten Richtung bewegt wird, um den Zuführdurchtritt (48) zu schließen, ein Reaktionselement (70), das auf den Druck in dem ersten Bereich (32, 37) reagiert, und ein erstes Übertra­ gungselement (74) umfaßt, das zwischen das Reaktionselement (70) und den Ventilkörper (64) gesetzt ist, wobei das Reaktionsele­ ment (70) den Ventilkörper (64) in der zweiten Richtung über das erste Übertragungselement (74) in Übereinstimmung mit einem An­ stieg des Drucks in dem ersten Bereich (32, 37) bewegt, wobei das Regelventil (49)
gekennzeichnet ist durch
ein Solenoid (62), das zum Reaktionselement (70) bezüglich des Ventilkörpers (64) entgegengesetzt ist,
ein zweites Übertragungselement (82), das zwischen das So­ lenoid (62) und den Ventilkörper (64) gesetzt ist, wobei das So­ lenoid (62) den Ventilkörper (64) in der zweiten Richtung über das zweite Übertragungselement (82) drängt, wenn das Solenoid (62) angeregt ist und
eine Einrichtung (65) zum Vorspannen des Ventilkörpers (64) in der ersten Richtung und
wobei das erste Übertragungselement (74) das Reaktionsele­ ment (70) mit dem Ventilkörper (64) verbindet, um den Ventilkör­ per (64) zum Reaktionselement (70) oder von diesem weg zu bewe­ gen, wobei die Vorspanneinrichtung (65) den Ventilkörper (64) den Zuführdurchtritt (48) voll öffnen läßt, wenn das Solenoid (62) entregt ist.

2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Übertragungselement eine Stange (74) mit einem er­ sten Ende umfaßt, wobei das Reaktionselement (70) ein Stützele­ ment (71) hat, um das erste Ende gleitfähig zu stützen.

3. Regelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (71) eine Bohrung hat, um das erste Ende gleitfähig aufzunehmen.

4. Regelventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (74) ein zweites Ende hat, das an dem Ventilkör­ per (64) befestigt ist.

5. Regelventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (71) eine Länge hat, um zu verhindern, daß die Stange (74) von dem Stützelement (71) getrennt wird, wenn sich das Reaktionselement (70) und der Ventilkörper (64) vonein­ ander wegbewegen.

6. Regelventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionselement (70) innerhalb eines vorbestimmten Be­ reiches zusammenziehbar ist.

7. Regelventil nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch
ein Gehäuse (61) mit einer Druckkammer (68), die mit dem er­ sten Bereich (32, 37) verbunden ist; wobei
das Reaktionselement (70) einen Balg (70) umfaßt, der in der Druckkammer (68) angeordnet ist, wobei der Balg (70) derart an­ geordnet ist, daß er sich gemäß einem Anstieg des Drucks in dem ersten Bereich (32, 37) zusammenzieht und gemäß einem Abfall des Drucks in dem ersten Bereich (32, 37) aufweitet; und wobei ein Paar Anschläge (72) in Gegenüberlage in dem Balg (70) angeordnet ist, wobei die Anschläge (72) verhindern, daß sich der Balg (70) übermäßig zusammenzieht, wenn die Anschläge (72) aneinander anliegen.

8. Regelventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Solenoid (62) den Ventilkörper (64) mit einer Kraft drängt, die auf einer Stärke des zu dem Solenoid (62) gesendeten Stroms beruht.

9. Regelventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Solenoid (62) einen feststehenden Kern (77) und einen dem feststehenden Kern (77) gegenüberliegenden Tauchkolben (79) hat, der sich zum Kern (77) hin und vom Kern weg bewegt, wobei der zum Solenoid (62) gesendete Strom eine magnetische Anzie­ hungskraft zwischen dem Kern (77) und dem Tauchkolben (79) gemäß der Stärke des Stroms erzeugt, wobei das zweite Übertragungsele­ ment (82) zwischen den Tauchkolben (79) und den Ventilkörper (64), gesetzt ist, um den Ventilkörper (64) durch die magnetische Anziehungskraft zu drängen.

10. Verdrängungskompressor mit variabler Förderleistung mit dem Regelventil nach einem der vorangehenden Ansprüche gekennzeichnet durch
eine Antriebswelle (16) zum Antreiben der Nockenplatte (22);
und
eine externe Antriebsquelle (E), die direkt an die Antriebs­ welle (16) zum Drehen der Antriebswelle (16) gekoppelt ist.