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Die Erfindung betrifft einen Kompressor mit veränderlicher Abgabemenge, der die Abgabemenge eines Kühl- bzw. Kältemittels verändern kann. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Kompressor mit veränderlicher Abgabemenge für einen Kühl- bzw. Kältemittelzyklus eines Fahrzeugs, der durch den Motor des Fahrzeugs angetrieben wird.
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JP-B2-6-15 872 offenbart einen Kompressor mit veränderlicher Abgabemenge für einen Kühl- bzw. Kältemittelzyklus, in dem eine Einheit mit veränderlicher Abgabemenge durch die Druckdifferenz zwischen dem Druck des in den Kompressor eingesaugten Kühl- bzw. Kältemittels (nachfolgend bezeichnet als Ansaugdruck) und dem Druck des von dem Kompressor abgegebenen Kühl- bzw. Kältemittels (nachfolgend bezeichnet als Abgabedruck) betätigt wird. Jedoch wird bei dem Kompressor mit veränderlicher Abgabemenge die Einheit für die veränderliche Abgabemenge so geregelt, daß die Wärme- bzw. Heizlast eines Kühl- bzw. Kältemittelzyklusses, d. h. der Ansaugdruck (Druck innerhalb eines Verdampfers) des Kompressors, niedriger als ein vorbestimmter Wert ist. Daher wird, wenn die Drehzahl des Fahrzeugmotors erhöht wird, während der Ansaugdruck (Wärme- bzw. Heizlast des Kühl- bzw. Kältemittelzyklusses) hoch ist, die Abgabemenge an Kühl- bzw. Kältemittel aus dem Kompressor nicht herabgesetzt, bis der Ansaugdruck niedriger als der vorbestimmte Wert wird. Somit wird, wenn die Drehzahl des Motors erhöht wird, die für den Betrieb des Kompressors benötigte mechanische Energie ebenfalls vergrößert, wodurch der Wirkungsgrad des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugmotors verschlechtert wird.
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Zur Überwindung der Probleme offenbart beispielsweise
JP-B2-2-55 636 einen Kompressor mit veränderlicher Abgabemenge, in dem ein elektromagnetisches Ventil den Abgabedruck des Kühl- bzw. Kältemittels so regelt, daß die Abgabemenge an Kühl- bzw. Kältemittel von dem Kompressor entsprechend der Drehzahl des Motors geregelt wird. In diesem Fall benötigt der Kompressor nicht nur das elektromagnetische Ventil, sondern auch zusätzliche elektrische Einrichtungen, wie beispielsweise eine Regelungseinrichtung zum Regeln des elektromagnetischen Ventils. Demzufolge sind die Herstellungskosten für den Kompressor des Kühl- bzw. Kältemittelzyklusses erhöht.
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In Hinblick auf die vorstehend angegebenen Probleme ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Kompressor mit veränderlicher Abgabemenge zu schaffen, der den Wirkungsgrad des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugmotors wirksam verbessert und zu verhältnismäßig geringen Kosten herstellbar ist.
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Erfindungsgemäß besitzt ein Kompressor mit veränderlicher Abgabemenge für einen Kühl- bzw. Kältemittelzyklus eine Kompressionseinheit für das Abgeben von Kühl- bzw. Kältemittel, eine Abgabemengen-Veränderungseinheit zum Verändern der Abgabemenge an Kühl- bzw. Kältemittel und eine Regelungseinheit zum mechanischen Regeln der Abgabemengen-Veränderungseinheit. Die Regelungseinheit besitzt einen Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt, durch den hindurch von der Kompressoreinheit aus abgegebenes Kühl- bzw. Kältemittel strömt, und ein Drosselungselement, das in dem Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt vorgesehen ist, zum Dekomprimieren des dort hindurch strömenden Kühl- bzw. Kältemittels. Die Regelungseinheit ist arbeitstechnisch mit der Abgabemengen-Veränderungseinheit verbunden, um die Abgabemengen-Veränderungseinheit entsprechend der Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Kühl- bzw. Kältemittelseite des Drosselungselementes in dem Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt zu regeln. Des weiteren weist das Drosselungselement einen konstanten Öffnungsgrad auf, und verändert sich die Druckdifferenz im wesentlichen proportional zu der zweiten Potenz der Abgabemenge des von dem Kompressor abgegebenen Kühl- bzw. Kältemittels. Somit kann die Abgabemenge an Kühl- bzw. Kältemittel so geregelt werden, daß sie im wesentlichen sogar dann gleichmäßig ist, wenn die Drehzahl des Fahrzeugmotors erhöht wird, dies ohne irgendwelche zusätzlichen elektrischen Einrichtungen. Demzufolge verbessert der Kompressor den Wirkungsgrad des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugmotors, während er zugleich zu geringen Kosten herstellbar ist.
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Vorzugsweise weist die Abgabemengen-Veränderungseinheit einen Regelungsraum auf, der mit dem Einlaß und dem Auslaß der Kompressionseinheit in Verbindung steht. Die Menge des von der Kompressionseinheit aus abgegebenen Kühl- bzw. Kältemittels wird verändert, indem der Druck innerhalb des Regelungsraums verändert wird. Des weiteren weist die Regelungseinheit einen Regelungsdurchtritt, durch den hindurch der Regelungsraum entweder mit dem Einlaß oder dem Auslaß der Kompressionseinheit in Verbindung steht, und ein Ventil zum Öffnen und Schließen des Regelungsdurchtritts entsprechend der Druckdifferenz auf. Somit kann die Menge des von der Kompressionseinheit aus abgegebenen Kühl- bzw. Kältemittels mittels der Regelungseinheit entsprechend der Druckdifferenz leicht verändert werden.
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In weiter bevorzugter Weise wird das Ventil mittels eines auf Druck ansprechenden Elementes geöffnet und geschlossen, das sich bewegt, wenn sich die Druckdifferenz verändert. Daher regelt die Regelungseinheit die Abgabemengen-Veränderungseinheit leicht entsprechend der Druckdifferenz.
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Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich deutlicher bei einem besseren Verständnis der bevorzugten Ausführungsformen, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen zeigen:
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1 eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Kühl- bzw. Kältemittelzyklusses für ein Fahrzeug gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine geschnitten dargestellte Ansicht mit der Darstellung eines Kompressors mit veränderlicher Abgabemenge bei dem Zustand des Maximalbetriebs gemäß der ersten Ausführungsform;
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3 eine geschnitten dargestellte Ansicht mit der Darstellung des Kompressors mit veränderlicher Abgabemenge bei dem Zustand des Betriebs mit veränderlicher Abgabemenge gemäß der ersten Ausführungsform;
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4 eine geschnitten dargestellte Ansicht mit der Darstellung eines Kompressors mit veränderlicher Abgabemenge gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Nachfolgend wird eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 1–3 beschrieben. Gemäß Darstellung in 1 weist ein Kühl- bzw. Kältemittelzyklus für ein Fahrzeug einen Kompressor 100 mit veränderlicher Abgabemenge (nachfolgend bezeichnet als Kompressor 100), einen Kondensator 200 als einen Kühler zum Kühlen des von dem Kompressor 100 abgegebenen Kühl- bzw. Kältemittels, ein Expansionsventil 300 als eine Dekompressionseinheit zum Dekomprimieren des Kühl- bzw. Kältemittels des Kondensators 200 und einen Verdampfer 400 zum Verdampfen des mittels des Expansionsventils 300 dekomprimierten flüssigen Kühl- bzw. Kältemittels auf. Der Öffnungsgrad des Expansionsventils 300 wird so eingestellt, daß der Heizgrad des von dem Verdampfer 400 abgegebenen Kühl- bzw. Kältemittels auf einen vorbestimmten Grad eingestellt wird.
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Der Kompressor 100 wird durch einen Motor 500 zum Antrieb des Fahrzeugs über einen V-Riemen und eine elektromagnetische Kupplung (nicht dargestellt) angetrieben.
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Gemäß Darstellung in 2 besitzt der Kompressor 100 eine Welle 101, die durch den Motor 500 über die elektromagnetische Kupplung angetrieben und in Umlauf versetzt wird. Ein Lager 103 zur drehbaren Lagerung der Welle 101 ist in einem vorderen Gehäuse 102 vorgesehen. Ein stationärer Spiralbereich 104 mit einem spiralförmigen Verzahnungsbereich 104a ist an dem vorderen Gehäuse 102 befestigt.
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Ein bewegbarer Spiralbereich 105 mit einem spiralförmigen Verzahnungsbereich 105a, der mit dem Verzahnungsbereich 104a im Eingriff steht, ist in einem Raum zwischen dem stationären Spiralbereich 104 und dem vorderen Gehäuse 102 angeordnet. Der bewegbare Spiralbereich 105 ist an einem Kurbelbereich 101a (exzentrischem Bereich) über ein Lager 101b drehbar befestigt. Der Kurbelbereich 101a ist gegenüber dem Drehzentrum der Welle 101 um eine vorbestimmte Strecke versetzt.
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Wenn sich der bewegbare Spiralbereich 105 um die Welle 101 dreht, wenn die Welle 101 umläuft, saugt der Kompressor 100 Kühl- bzw. Kältemittel an, und komprimiert er dieses, indem das Volumen eines Kompressionsraums (Vc) vergrößert und verkleinert wird, der durch den stationären Spiralbereich 104 und den bewegbaren Spiralbereich 105 gebildet ist. Eine Kompressionseinheit (Cp), die den stationären und den bewegbaren Spiralbereich 104 bzw. 105 aufweist, wird zum Ansaugen und Komprimieren des Kühl- bzw. Kältemittels als eine Kompressionseinrichtung verwendet.
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Des weiteren steht ein Ansaugraum 106 mit dem Einlaß (nicht dargestellt) des Kompressors 100 in Verbindung. Der Einlaß des Kompressors 100 ist mit dem Auslaß des Verdampfers 400 verbunden. Ein Abgaberaum 107 steht mit dem Auslaß 108 des Kompressors 100 in Verbindung. Der Auslaß 108 ist mit dem Einlaß des Kondensators 200 verbunden. Der Abgaberaum 107 steht mit dem Kompressionsraum (Vc) über einen Abgabeanschluß 109 in Verbindung, der an dem Stirnplattenbereich 104b des stationären Spiralbereichs 104 ausgebildet ist. In dem Abgabeanschluß 109 an dem dem Abgaberaum 107 benachbarten Ende ist ein als Reed-Ventil gestaltetes Abgabeventil 110 vorgesehen, damit das Strömen des Kühl- bzw. Kältemittels von dem Abgaberaum 107 aus zu dem Kompressionsraum (Vd) hin verhindert ist. Das Abgabeventil 110 ist zu dem Stirnplattenbereich 104b hin angezogen und befestigt zusammen mit einer Ventilanschlagplatte 111, wodurch der maximale Öffnungsgrad des Abgabeventils 110 eingestellt ist.
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Ein Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 ist derart vorgesehen, daß er sich von dem Abgabeanschluß 109 (dem Abgaberaum 107) aus zu dem Auslaß 108 hin erstreckt, so daß das Kühl- bzw. Kältemittel von dem Abgabeanschluß 109 aus zu dem Auslaß 108 hin durch den Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 strömt. Ein erstes Drosselungselement 113 mit einem festgelegten Öffnungsgrad ist mitten in dem Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 vorgesehen, wodurch eine erste Öffnung in dem Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 gebildet ist. Das erste Drosselungselement 113 dekomprimiert das dort hindurchströmende Kühl- bzw. Kältemittel. Der Druck an der stromabwärtigen Seite des Kühl- bzw. Kältemittels des ersten Drosselungselements 113 in dem Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 wird in einen dritten Regelungsraum 129 eingeführt. Der Druck an der stromaufwärtigen Seite Kühl- bzw. Kältemittels des ersten Drosselungselementes 113 in dem Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 wird in einen vierten Regelungsraum 130 eingeführt.
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Der Stirnplattenbereich 104b besitzt auch einen Bypassanschluß 114, der mit dem Kompressionsraum (Vc) in Verbindung steht. Der Bypassanschluß 114 steht mit dem Ansaugraum 106 über einen Zwischenraum 115 und einen Bypassdurchtritt 116 in Verbindung.
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Ein als Reed-Ventil gestaltetes Bypass-Ventil 117 zum Öffnen und Schließen des Bypassanschlusses 114 ist in dem Bypassanschluß 114 an dem Ende angeordnet, das dem Zwischenraum 115 benachbart ist. Das Bypassventil 117 schließt den Bypassanschluß 114, wenn der Druck innerhalb des Zwischenraums 115 höher als der Druck innerhalb des Kompressionsraums (Vc) ist, und öffnet den Bypassanschluß 114, wenn der Druck innerhalb des Zwischenraums 115 niedriger als der Druck innerhalb des Kompressionsraums (Vc) ist. Eine Ventilanschlagplatte 118 zum Einstellen des maximalen Öffnungsgrades des Bypassventils 117 wird ebenfalls an dem Stirnplattenbereich 114b zusammen mit dem Bypassventil 117 angezogen und befestigt.
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Des weiteren ist ein als Spulventil gestaltetes Bypassventil 119, das den Bypassdurchtritt 116 oder einen Zwischenraumanschluß 115a des Zwischenraums 115 öffnet und schließt, verschiebbar für den Bypassdurchtritt 116 angeordnet. Ein erster Regelungsraum 120 ist mittels des Bypassventils 119 und des stationären Spiralbereichs 104 ausgebildet. Der erste Regelungsraum 120 regelt das Öffnen und Schließen des Bypassventils 119 und stellt eine Verbindung sowohl mit dem Abgaberaum 107 als auch mit dem Ansaugraum 106 her.
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Der erste Regelungsraum 120 und der Abgaberaum 107 stehen dauerhaft miteinander über ein zweites Drosselungselement 121 in Verbindung. Das zweite Drosselungselement 121 sorgt für eine zweite Öffnung, die einen verhältnismäßig großen Druckverlust erzeugt. Der erste Regelungsraum 120 und der Ansaugraum 106 stehen über einen Regelungsdurchtritt 122, der aus Durchtritten 122a, 122b, 122c besteht, miteinander in Verbindung.
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Ein zweiter Regelungsraum 124, in den der Druck innerhalb des Ansaugraums 106 eingeführt wird, ist so ausgebildet, daß er dem ersten Regelungsraum 120 gegenüberliegt. Das Bypassventil 119 ist zwischen dem ersten Regelungsraum 120 und dem zweiten Regelungsraum 124 angeordnet. Eine erste Schraubenfeder 123 ist in dem zweiten Regelungsraum 124 vorgesehen, so daß die elastische Kraft der ersten Schraubenfeder 123 auf das Bypassventil 119 in der Richtung zur Verkleinerung des Volumens des ersten Regelungsraums 120 zur Einwirkung gebracht wird. Daher wird, wenn der Druck innerhalb des ersten Regelungsraums 120 höher als der Druck innerhalb des zweiten Regelungsraums 124 ist, der Bypassdurchtritt 116 oder der Zwischenraumanschluß 115a geschlossen. Andererseits wird, wenn der Druck innerhalb des ersten Regelungsraums 120 gleich dem oder niedriger als der Druck innerhalb des zweiten Regelungsraums 124 ist, der Bypassdurchtritt 116 oder der Zwischenraumanschluß 115a geöffnet.
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Ein Regelungsventil 125 zum Öffnen und Schließen des Durchtritts 122a ist in dem Regelungsdurchtritt 122 vorgesehen. Eine zweite Schraubenfeder 126 ist in dem Regelungsdurchtritt 122 so vorgesehen, daß die elastische Kraft der zweiten Schraubenfeder 126 auf das Regelungsventil 125 in der Richtung zum Schließen des Durchtritts 122a des Regelungsdurchtritts 122 zur Einwirkung gebracht wird. Des weiteren ist ein Rückhalteelement (Druckstange) 127 ebenfalls in dem Regelungsdurchtritt 122 vorgesehen, so daß die Kraft des Rückhalteelementes 127 auf das Regelungsventil 125 in der Richtung zum Öffnen des Durchtritts 122a des Regelungsdurchtritts 122 zur Einwirkung gebracht wird. Das Regelungsventil 125 ist zwischen der zweiten Schraubenfeder 126 und dem Rückhalteelement 127 angeordnet.
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Eine Membran 128, die sich in Reaktion auf den Druck bewegt, ist vorgesehen, um den dritten Regelungsraum 129 und den vierten Regelungsraum 130 zu bilden. Die Membran 128 bewegt sich, wenn sich die Druckdifferenz ΔP zwischen dem dritten und dem vierten Regelungsraum 129 bzw. 130 verändert. Das Rückhalteelement 127 ist mit der Membran 128 verbunden und an dieser befestigt. Bei der ersten Ausführungsform steht der dritte Regelungsraum 129 mit der stromabwärtigen Seite des Kühl- bzw. Kältemittels des ersten Drosselungselements 113 in dem Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 in Verbindung, und steht der vierte Regelungsraum 130 mit der stromaufwärtigen Seite des Kühl- bzw. Kältemittels des ersten Drosselungselements 113 in dem Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 in Verbindung. Daher entspricht die Druckdifferenz ΔP der Druckdifferenz zwischen der stromabwärtigen Seite des Kühl- bzw. Kältemittels des ersten Drosselungselementes 113 in dem Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 und der stromaufwärtigen Seite des Kühl- bzw. Kältemittels des ersten Drosselungselementes 113 in dem Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112.
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Das heißt, bei der ersten Ausführungsform wird die von der Kompressionseinheit (Cp) abgegebene Kühl- bzw. Kältemittelmenge durch die Abgabemengen-Veränderungseinheit (Vx) verändert, die den Bypassanschluß 114 und das Bypassventil 119 aufweist. Des weiteren wird die Abgabemengen-Veränderungseinheit (Vx) mittels einer Regelungseinheit (Cv) mechanisch geregelt, die den Regelungsdurchtritt 122, das Regelungsventil 124 und die Membran 128 aufweist. Die Regelungseinheit (Cv) ist betriebstechnisch mit der Abgabemengen-Veränderungseinheit (Vx) verbunden, so daß die Abgabemenge an Kühl- bzw. Kältemittel von der Kompressionseinheit (Cp) entsprechend der Druckdifferenz ΔP geregelt wird.
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Als nächstes wird die Arbeitsweise des Kompressors 100 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
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1. Maximaler Arbeitszustand
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Gemäß Darstellung in 2 wird, wenn sich die Welle 101 dreht und der Kompressor 100 in Betrieb steht, das von dem Kompressor 100 komprimierte Kühl- bzw. Kältemittel von dem Abgabeanschluß 109 aus zu dem Abgaberaum 107 hin abgegeben. Das Kühl- bzw. Kältemittel in dem Abgaberaum 107 strömt durch den Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 und wird von dem Auslaß 108 aus in den Kondensator 200 abgegeben.
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Wenn Kühl- bzw. Kältemittel durch die erste Öffnung des ersten Drosselungselementes 113 in den Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 strömt, wird der Druck des Kühl- bzw. Kältemittels herabgesetzt, wodurch die Druckdifferenz ΔP zwischen der stromaufwärtigen Seite des Kühl- bzw. Kältemittels und der stromabwärtigen Seite des Kühl- bzw. Kältemittels des ersten Drosselungselementes 113 in dem Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 erzeugt wird. Daher wird mit der Druckdifferenz ΔP der Druck in dem dritten Regelungsraum 119 niedriger als der Druck in dem vierten Regelungsraum 130. Demzufolge wird eine Kraft in der Richtung zum Öffnen des Durchtritts 122a (nachfolgend bezeichnet als Ventilöffnungskraft) auf das Regelungsventil 125 mittels des Rückhalteelementes 127 und der Membran 128 zur Einwirkung gebracht.
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Wenn die elastische Kraft der zweiten Schraubenfeder 126 (nachfolgend bezeichnet als Ventilschließkraft) größer als die Ventilöffnungskraft ist, ist der Regelungsdurchtritt 122 geschlossen. Demzufolge wird der Druck innerhalb des ersten Regelungsraums 120 gleich dem Druck innerhalb des Abgaberaums 107, wodurch der Bypassdurchtritt 116 oder der Zwischenraumanschluß 115a geschlossen wird. Somit wird der Druck innerhalb des Zwischenraums 115 höher als der Druck innerhalb des Kompressionsraums (Vc), und wird der Bypassanschluß 114 geschlossen. Demzufolge wird komprimiertes Kühl- bzw. Kältemittel von dem Abgabeanschluß 109 aus abgegeben, ohne daß dieses in den Ansaugraum 106 durch den Bypassanschluß 114 hindurch einströmt. Das heißt, der Kompressor 100 kann eine Kühl- bzw. Kältemittelmenge etwa gleich der theoretischen Maximalabgabemenge abgeben.
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2. Arbeitszustand mit veränderlicher Abgabemenge
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Gemäß Darstellung in 3 wird, wenn die Drehzahl des Motors 500 erhöht wird und die Menge des durch den Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 hindurchströmenden Kühl- bzw. Kältemittels vergrößert wird, die Druckdifferenz ΔP ebenfalls vergrößert. Die Druckdifferenz Δp verändert sich im wesentlichen proportional zu der zweiten Potenz der Abgabemenge an Kühl- bzw. Kältemittel, die von dem Kompressor 100 aus abgegeben wird. Demzufolge wird die Ventilöffnungskraft größer als die Ventilschließkraft, und wird der Regelungsdurchtritt 122 geöffnet. Daher wird der Druck innerhalb des ersten Regelungsraums 120 herabgesetzt, und wird der Bypassdurchtritt 116 oder der Zwischenraumanschluß 115a geöffnet. Entsprechend wird der Druck innerhalb des Zwischenraums 115 herabgesetzt, wird der Bypassanschluß 114 geöffnet, und wird die Abgabemenge des Kompressors 100 herabgesetzt.
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Bei der ersten Ausführungsform stehen der Abgaberaum 107 und der erste Regelungsraum 120 beständig über die zweite Öffnung des zweiten Drosselungselementes 121 miteinander in Verbindung. Jedoch ist die Öffnungsfläche der zweiten Öffnung des zweiten Drosselungselementes 121 ausreichend klein im Vergleich zu der Öffnungsfläche des Regelungsdurchtritts 122. Daher kann der Druck innerhalb des ersten Regelungsraums 120 durch das Öffnen und Schließen des Regelungsdurchtritts 122 geregelt werden.
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Wenn der Bypassanschluß 114 geöffnet ist, strömt Kühl- bzw. Kältemittel von dem Kompressionsraums (Vc) aus in den Ansaugraum 106 ein. Demzufolge wird die Menge des durch den Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 122 hindurchströmenden Kühl- bzw. Kältemittels herabgesetzt, und wird ebenfalls die Druckdifferenz ΔP ebenfalls herabgesetzt. Daher bewegt sich das Regelungsventil 125 in der Richtung zum Schließen des Regelungsdurchtritts 122 (in 3 in der Richtung zur rechten Seite hin). Demzufolge ist der Bypassanschluß 114 geschlossen, und geht der Arbeitszustand des Kompressors 100 zu dem Zustand der maximalen Arbeit über.
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Somit wird bei der ersten Ausführungsform, wenn die Menge des durch den Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 122 hindurchströmenden Kühl- bzw. Kältemittels, d. h. die Abgabemenge des Kompressors 100, vergrößert wird und die Ventilöffnungskraft die Ventilschließkraft überschreitet, die Abgabemenge des Kompressors 100 so verändert, daß sie abnimmt. Andererseits verändert sich, wenn die Abgabemenge des Kompressors 100 verkleinert wird und die Ventilöffnungskraft kleiner als die Ventilschließkraft wird, die Abgabemenge des Kompressors 100 so, daß sie vergrößert wird. Das heißt, der Kompressor 100 wird mechanisch so geregelt, daß die Abgabemenge des Kompressors 100 auf einem vorbestimmten Wert aufrechterhalten wird, der durch die Ventilöffnungskraft in Abhängigkeit von der Druckdifferenz ΔP und der Ventilschließkraft infolge der zweiten Schraubenfeder 126 automatisch bestimmt wird.
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Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Abgabemengen-Veränderungseinheit (Vx), die den Bypassanschluß 114 und das Bypassventil 119 zur Veränderung der Menge des von der Kompressionseinheit (Cp) abgegebenen Kühl- bzw. Kältemittels aufweist, als eine Abgabemengen-Veränderungseinrichtung verwendet. Des weiteren wird die Regelungseinheit (Cv), die den Regelungsdurchtritt 122, das Regelungsventil 125 und die Membran 128 zum mechanischen Regeln der Abgabemengen-Veränderungseinheit (Vx) aufweist, als eine Regelungseinrichtung verwendet.
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Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung wird der Regelungsdurchtritt 122 entsprechend der Druckdifferenz ΔP geöffnet und geschlossen, wodurch die Abgabemenge an Kühl- bzw. Kältemittel des Kompressors 100 mechanisch geregelt wird. Daher sind die Herstellungskosten für den Kompressor 100 im Vergleich zu einem Kompressor, der die Abgabemenge an Kühl- bzw. Kältemittel unter Verwendung eines elektromagnetischen Ventils regelt, herabgesetzt.
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Bei der ersten Ausführungsform wird, wenn die Drehzahl des Motors erhöht wird, die Abgabemenge an Kühl- bzw. Kältemittel von dem Kompressor 100 aus nicht fortlaufend mit der erhöhten Drehzahl des Motors vergrößert. In diesem Fall kann, weil der Kompressor 100 so geregelt wird, daß die Abgabemenge an Kühl- bzw. Kältemittel in Hinblick auf eine Verkleinerung verändert wird, eine im wesentlichen gleichmäßige Abgabemenge an Kühl- bzw. Kältemittel in dem Kompressor 100 aufrechterhalten werden. Demzufolge ist sogar dann, wenn die Drehzahl des Motors erhöht wird, die mechanische Kraft, die zur Betätigung des Kompressors 100 benötigt wird, gegenüber einer Vergrößerung beschränkt. Daher verbessert der Kompressor 100 die Wirksamkeit des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugmotors.
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Somit verbessert bei der ersten Ausführungsform der Kompressor 100 die Wirksamkeit des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugmotors wirksam, und kann er zu geringen Kosten hergestellt werden.
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Nachfolgend wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform sind die Bauteile, die solchen bei der ersten Ausführungsform ähnlich bzw. gleich denselben sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und wird auf ihre Erläuterung verzichtet.
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Bei der obenbeschriebenen ersten Ausführungsform findet die Erfindung Anwendung bei einem Spiralkompressor. Bei der zweiten Ausführungsform findet die Erfindung jedoch bei der Gattung mit geneigter Platte Anwendung (nachfolgend bezeichnet als Kompressor mit geneigter Platte, gelegentlich auch als Taumelscheibenkompressor bezeichnet). Gemäß Darstellung in 4 besitzt der Kompressor mit geneigter Platte eine Abgabemengen-Veränderungseinheit (Vx), die eine geneigte Platte 131 und einen Kolben 132 aufweist, der durch die geneigte Platte 131 aktiviert und hin- und herbewegt wird, und eine Regelungseinheit (Cv) gleich bzw. ähnlich derjenigen bei der ersten Ausführungsform. Der Bereich der Hin- und Herbewegung des Kolbens 131 wird durch Verändern des Neigungswinkels der geneigten Platte 131 verändert.
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Ein Raum 133 für die geneigte Platte, in dem die geneigte Platte 131 angeordnet ist, steht ständig mit dem Ansaugraum 106 über einen Verbindungsdurchtritt 134 in Verbindung. Der Raum 133 für die geneigte Platte steht auch mit dem Abgabeanschluß 109 über den Regelungsdurchtritt 122 in Verbindung, der durch das Regelungsventil 125 geöffnet und geschlossen wird. Bei der zweiten Ausführungsform entspricht der Raum 133 für die geneigte Platte dem ersten Regelungsraum 120 bei der ersten Ausführungsform.
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Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Kompressors mit geneigter Platte gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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1. Maximaler Arbeitszustand
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In gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform wird, wenn der Kompressor mit geneigter Platte in Betrieb steht und der Regelungsdurchtritt 122 geschlossen ist, der Druck innerhalb des Raums 133 für die geneigte Platte im wesentlichen gleich dem Druck innerhalb des Ansaugraums 106. In dem Zustand des maximalen Arbeitens ist die geneigte Platte 131 so geneigt, daß der Bereich der Hin- und Herbewegung des Kolbens 132 auf einen maximalen Wert vergrößert ist. Das heißt, der Kompressor mit geneigter Platte arbeitet in dem Zustand des maximalen Arbeitens, bei dem die Abgabemenge des von dem Kompressor abgegebenen Kühl- bzw. Kältemittels maximal ist.
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2. Arbeitszustand mit veränderlicher Abgabemenge
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Wenn die Drehzahl des Motors 100 erhöht wird und die Menge des durch den Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 112 hindurchströmenden Kühl- bzw. Kältemittels vergrößert wird, wird der Regelungsdurchtritt 122 geöffnet, wodurch der Druck innerhalb des Raums 133 für die geneigte Platte in ähnlicher bzw. gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform erhöht wird. Daher wird infolge der Druckdifferenz zwischen dem Druck innerhalb des Kompressionsraums (Vc) und dem Druck innerhalb des Raums 133 für die geneigte Platte der Winkel Θ der geneigten Platte zwischen der geneigten Platte 131 und der Welle 101 zu etwa 90°. Demzufolge wird die Abgabemenge des Kompressors mit geneigter Platte so verändert, daß sie verkleinert wird.
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Wenn die Abgabemenge auf eine vorbestimmte Menge verkleinert wird, wird der Regelungsdurchtritt 122 wieder geschlossen. Demzufolge wird der Winkel Θ der geneigten Platte verkleinert, und wird der Bereich der Hin- und Herbewegung des Kolbens 132 vergrößert, wodurch die Abgabemenge von dem Kompressor mit der geneigten Platte vergrößert wird.
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Somit wird der Kompressor mit geneigter Platte gemäß zweiter Ausführungsform mechanisch so geregelt, daß die Abgabemenge des Kompressors auf einem vorbestimmten Wert aufrechterhalten wird, der automatisch durch die Ventilöffnungskraft in Abhängigkeit von der Druckdifferenz ΔP und der Ventilschließkraft infolge der zweiten Schraubenfeder 126 bestimmt wird, dies in gleicher Weise wie bei dem Kompressor 100 bei der ersten Ausführungsform.
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Obwohl die Erfindung vollständig in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben ist, ist zu beachten, daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen für den Fachmann ersichtlich sein werden.
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Beispielsweise kann bei der obenbeschriebenen ersten Ausführungsform der erste Regelungsraum 120 ständig mit dem Ansaugraum 106 in Verbindung stehen. In diesem Fall regelt die Regelungseinheit (Cv) den Verbindungszustand zwischen dem Abgaberaum 107 und dem ersten Regelungsraum 120.
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Bei der obenbeschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform ist die Kompressionseinheit (Cp) nicht auf eine Spiralgattung oder eine Gattung mit geneigter Platte beschränkt, sondern kann sie auch bei irgendeiner andere Gattung Anwendung finden. Des weiteren wird eine Membran 128 aus einer dünnen Folie als ein auf Druck reagierendes Element verwendet, das sich bewegt, wenn sich die Druckdifferenz ΔP verändert. Jedoch können auch andere Elemente, beispielsweise Bälge, anstelle der Membran 128 verwendet werden.
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Solche Änderungen und Modifikationen sind als unter den Umfang der Erfindung gemäß Definition durch die beigefügten Ansprüche fallend zu verstehen.
