DE3422700C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Leistungssteuerung eines Kompressors nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 31 42 230 bekannt. Bei einer derartigen Vorrichtung bestehen Proble­ me hinsichtlich der Trennung des dem Mechanismus zur Lei­ stungssteuerung zugehörigen Druckventils von der entspre­ chenden Ventilsitzplatte, wenn das Druckventil von der Ventilsitzplatte abgehoben wird. Diese Probleme beruhen auf folgenden Erscheinungen:

Wenn die Vorrichtung bewegt wird, um das Druckventil von der Ventilsitzplatte abzuheben und die Aus­ laßöffnungen offenzuhalten, werden die festen Endab­ schnitte des Druckventils, die aus dem mitt­ leren Basisabschnitt des Ventilelementes bestehen, der­ art unter Druck gesetzt, daß sie von der Ventil­ sitzplatte getrennt werden. Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch der Druck einer beträchtlichen Anzahl der Druckkammern (nicht von allen Druckkammern) niedriger als der Druck in der Druckventilkammer, da sich die Kolben in diesen Druckkammern zum Zeitpunkt des Beginns der Weg­ bewegung der Vorrichtung von der Ventilsitzplatte mehr oder weniger in ihrem Saughub oder in einem Anfangsstadium ihres Kompressionshubes befinden. Die freien Endabschnitte und die benachbarten Zwischenab­ schnitte des Druckventils, die diesen Druck­ kammern entsprechen, neigen daher dazu, mit der Ventilsitzplatte in Kontakt zu bleiben, während die festen Endabschnitte derselben unter Druck von der hinteren Ventilsitzplatte getrennt werden. Dies führt zu lokalen Spannungen, die auf das Druckventil zwischen seinen festen und freien Endabschnitten ausgeübt werden, womit ein Verbiegen bzw. eine Verformung dieses Ventils verbunden ist. Dies führt dazu, daß wiederholte Bewegungen der Vorrichtung und das damit verbundene Ver­ biegen des Druckventils eine permanente Verfor­ mung oder sogar Brüche des Druckventils bewir­ ken, wodurch dessen normale Funktionsweise beeinträchtigt bzw. unmöglich gemacht wird.

Das vorstehend beschriebene Phänomen des Verbiegens des Druckventils wird noch verstärkt, da eine zentrale Druckentlastungsöffnung in der Ventilsitzplatte vorgesehen ist. Diese zentrale Druckentlastungsöffnung ist gegenüberliegend zu dem Ventilelement zur Leistungssteuerung (Druckventil) angeordnet, so daß sie an ihrem einen Ende mit der Druckventilkammer und an ihrem anderen Ende mit einem Ansaugraum im Zylinder­ block und somit mit einem Ansaugeinlaß des Kompressors in Verbindung steht. Wenn sich das Druckventil in sei­ ner Betriebsstellung befindet und die Vorrichtung in der ersten Position gehalten wird, ist die Druck­ entlastungsöffnung durch den mittleren Basisabschnitt des Druckventils verschlossen. In diesem Zustand wird der Basisabschnitt des Druckventils (die festen End­ abschnitte desselben) in Preßkontakt mit der Ventilsitzplatte gehalten, da der Druck in der Druckventilkammer höher ist als der im Ansaug­ raum im Zylinderblock. Daher werden die radial inneren Zwischenabschnitte des Druckventils, die be­ nachbart zu seinem mittleren Basisabschnitt angeordnet sind, in Preßkontakt mit der Ventilsitzplatte gehalten. Wenn sich die Vorrichtung in der ersten Position befindet, wird daher das Druckventil über einen beträchtlichen Bereich durch den Druck in der Auslaßkammer gegen die Ventilsitzplatte gepreßt. Dies führt zu einer erhöhten Neigung zum Durchbiegen bzw. Verformen des Druckventils, wenn es durch die Vorrichtung von der Ventilsitzplatte getrennt wird.

Ein weiterer Grund für Verbiegungen des Druckventils ist im Auftreten einer momentanen Druckdifferenz in der Druckventilkammer unmittelbar nachdem die Vorrichtung in ihre zweite Position bewegt worden ist zu sehen. Wenn der mittlere Basisabschnitt des Druckventils unter Druck von der Ventilsitzplatte ge­ trennt wird, wird die Druckventilkammer über die offene Druckentlastungsöffnung mit dem Ansaugraum in Verbindung gebracht. Ein radial innerer Abschnitt der Druckventil­ kammer benachbart zu dem mittleren Abschnitt des Druck­ ventils wird daher unverzüglich einem Saugdruck im Ansaugraum ausgesetzt. Der Druck im inneren Abschnitt der Druckventilkammer fällt daher plötzlich in einem beträchtlichen Ausmaß ab. Andererseits verbleibt der Druck in einem radial äußeren Abschnitt der Druckventilkammer benachbart zu den freien Endabschnitten des Druckventils auf dem Niveau, das unmittelbar vor dem Bewe­ gungsbeginn der Vorrichtung vorhanden war. Zwischen den radial inneren und radial äußeren Ab­ schnitten der Druckventilkammer tritt daher eine mo­ mentane Druckdifferenz auf. Somit werden die freien End­ abschnitte des Druckventils mit einem höheren Druck beaufschlagt, so daß sie mit der Ventilsitz­ platte in Kontakt gehalten werden.

Wie vorstehend erläutert, treten daher bei der Vorrichtung zur Leistungssteuerung des bekannten Kompressors Schwierigkeiten bei der Trennung des die Leistung verändernden Druckventils von der ent­ sprechenden Ventilsitzplatte auf. Dies führt zu einer ver­ ringerten Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Vorrichtung und somit des Kompressors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung der angegebenen Art derart weiterzubilden, daß beim Betätigen der Abhebevorrichtung des Druckventils ein leichteres Lösen des Druckventils von der Ventilsitzplat­ te erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der angegebenen Art gelöst, die die kennzeichnenden Merk­ male des Patentanspruchs 1 aufweist.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Ausnehmung wird vermieden, daß die freien Enden des Druckventils kurz­ zeitig in Kontakt mit der Ventilsitzplatte verbleiben, wenn der Basisabschnitt des Druckventils bereits von der Ventilsitzplatte gelöst ist. Die Ausnehmung bewirkt nämlich einen Druckausgleich auf beiden Seiten der mitt­ leren Abschnitte des Druckventils, so daß eine leichte Trennung mit einer minimalen Verformung dieser mittleren Abschnitte erreicht wird. Dadurch wird insgesamt die nutzbare Lebensdauer des Druckventils und damit der Vor­ richtung zur Leistungssteuerung erhöht.

Die mittleren Abschnitte eines jeden Druckventils sind daher einem im wesentlichen identischen Druck auf bei­ den Flächen ausgesetzt, d. h. dem Druck der Druckven­ tilkammer, und zwar selbst dann, wenn sich das Druckventil in Kontakt mit der Oberfläche der entsprechenden Ventilsitzplatte befindet. Genauer gesagt ist die Fläche des Druckventils, die der in einer entsprechenden Ventilsitzplatte ausgebildeten Ausnehmung gegenüberliegt, einem Druck in dieser Aus­ nehmung ausgesetzt, der dem Druck in der Druckventilkammer entspricht, da die Ausnehmung so ausgebildet ist, daß sie selbst dann in teilweiser Verbindung mit der Druckventilkammer verbleibt, wenn das Druckventil in Kontakt mit der Oberfläche der entsprechenden Ventilsitzplatte gehalten wird. Mit dieser Anordnung wird der Zwischenabschnitt bzw. mittlere Abschnitt eines jeden Druckventils in einfacher Weise von der entsprechenden Ventilsitz­ platte getrennt, wenn das Druckventil durch eine Axialbewegung der Vorrichtung in Richtung auf seine zweite Position bewegt wird, indem von einem Betrieb mit 100% Leistung auf einen Betrieb mit reduzierter Leistung umgeschaltet wird. Die Trennung der mittleren Abschnitte des Druckventils von der entsprechenden Ven­ tilsitzplatte bewirkt, daß das Druckventil über einen brei­ teren Bereich durchgebogen oder verformt werden kann. Mit anderen Worten, durch die Trennung der mittleren Ab­ schnitte des Druckventils, die durch die Ausnehmung er­ leichtert wird, wird die Verformung desselben, die durch eine vorgegebene Bewegung der Vorrichtung bewirkt wird, erleichtert bzw. gefördert. Die per­ manente Verformung oder Verbiegung des Druckventils wird daher mit Hilfe der Ausnehmung, die in der entsprechenden Ventilsitzplatte gegenüber dem mittle­ ren Abschnitt des Druckventils ausgebildet ist, in wirksamer Weise auf ein Minimum gebracht. Somit wird die Haltbarkeit und Funktionszuverlässigkeit des Druck­ ventils beträchtlich verbessert. Dadurch wird die Zuverlässigeit der Vorrichtung zur Leistungssteuerung deutlich erhöht.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs­ beispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kompressor mit veränder­ licher Leistung, wobei dessen Betriebszu­ stand mit 50% Leistung dargestellt ist;

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend Fig. 1, der den Betriebszustand des Kompressors mit 100% Leistung zeigt;

Fig. 3 eine Rückansicht, teilweise im Schnitt, des Kompressors der Fig. 1 und 2, wobei eine Ventilsitzplatte und ein Druckventil zur Leistungsregulierung dargestellt sind; die

Fig. 4 und 5 vergrößerte Teilschnitte durch die Ventilsitz­ platte, das Druckventil zur Leistungsregulierung etc., wobei zwei unter­ schiedliche Positionen des Druckventils dargestellt sind, die den Positionen der Fig. 1 und 2 entsprechen; und die

Fig. 6 und 7 Teilansichten entsprechend Fig. 3, die modi­ fizierte Ausführungsformen der Ventilsitzplatte zeigen.

In den Fig. 1 und 2 ist als Ausführungsbeispiel ein Kompressor mit veränder­ licher Leistung in der Form eines Schrägscheibenkom­ pressors dargestellt, der in einer Klimaanlage, beispiels­ weise für ein Kraftfahrzeug, Verwendung finden kann.

Der Kompressor besitzt ein Gehäuse mit einem ersten und zweiten Gehäuseelement, d. h. einen Zylinderblock 1 und einem mit dem Zylinderblock verbundenen Auslaßflansch 20. Der Zylinderblock 1 besteht aus einer vorderen Zy­ linderhälfte 1 F und einer hinteren Zylinderhälfte 1 R und weist an seinen gegenüberliegenden offenen Enden eine vordere und eine hintere Seitenabdeckung 15 F, 15 R auf. Diese Seitenabdeckungen 15 F und 15 R sind gasdicht über eine vordere und hintere Ventilplatte 10 F, 10 R mit Verbindungsbolzen 9, die sich durch alle zu verbindenden Elemente zur Ausbildung eines einheitlichen Gehäuses erstrecken, an der vorderen und hinteren Zylinderhälfte 1 F, 1 R befestigt. In einem radial mittleren Abschnitt des Zylinderblocks 1 befindet sich eine längliche Wellen­ bohrung 2′, die konzentrisch zum Umfang des Zylinderblocks 1 angeordnet ist. Eine Antriebswelle 2 ist über zwei im Abstand voneinander in der Bohrung 2′ angeordnete Lager 16 drehbar in der Wellenbohrung 2′ gelagert. Die An­ triebswelle 2 ist über eine elektromagnetische Kupplung (nicht gezeigt) an einen Motor (nicht gezeigt) des Kraft­ fahrzeuges angeschlossen, so daß die Antriebswelle 2 durch Einrücken und Ausrücken der Kupplung in der ge­ wünschten Weise angetrieben werden kann. Um die Wellen­ bohrung 2′ (Antriebswelle 2) herum ist eine Vielzahl von Bohrungen 3 ausgebildet, die in Umfangsrichtung des Zy­ linderblocks 1 mit Abstand voneinander auf einem Kreis angeordnet sind, welcher konzentrisch zur Wellenbohrung 2′ angeordnet ist. Die Antriebswelle 2 trägt eine Schräg­ scheibe 6, die von der Antriebswelle in einer Schräg­ scheibenkammer 4 in Rotation versetzt wird, welche in einem axial mittleren Teil des Zylinderblocks 1 ausge­ bildet ist. Die Bohrungen 3, die in ihren axial mittle­ ren Teilen durch die Schrägscheibenkammer 4 unterbrochen sind, nehmen entsprechende Doppelkopfkolben 5 auf, die jeweils mit der Schrägscheibe 6 über zwei Kugeln 7 und ein dazu passendes Paar von Gleitschuhen 8, welche sich mit gegenüberliegenden schrägen Seitenflächen der Schräg­ scheibe 6 gleitend in Eingriff befinden, in Gleitein­ griff stehen. Bei Rotation der Schrägscheibe 6 und einer daraus resultierenden axialen Hin- und Herbewegung der­ selben werden in bekannter Weise die Kolben 5 in den ent­ sprechenden Bohrungen 3 gleitend hin und her bewegt. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform unter­ teilen die Kolben 5 die Bohrungen 3 in vordere und hin­ tere Druckkammern 3 F und 3 R, die von den Zylinderhälften 1 F, 1 R, Ventilsitzplatten 10 F, 10 R und Kolben 5 be­ grenzt werden. Der Druckaufbau in diesen Druckkammern 3 F, 3 R wird durch Kompressionseinrichtungen bewirkt, die die Antriebswelle 2, die Schrägscheibe 6 und die Kolben 5 umfassen.

Der Zylinderblock 1 ist ferner mit Ansauglöchern 9′ ver­ sehen, die ebenfalls als Bolzenlöcher dienen, durch die sich die Verbindungsbolzen 9 erstrecken, und mit Auslaß­ löchern (nicht gezeigt). Sämtliche Ansaug(Bolzen)- löcher 9′ und Auslaßlöcher sind in Umfangsrichtung der Zylinderblocks 1 in Abstand voneinander angeordnet und jeweils zwischen benachbarten Bohrungen 3 angeordnet. Die vordere und hintere Seitenabdeckung 15 F, 15 R weisen voneinander unabhängige, ringförmige vordere und hin­ tere Druckventilkammern 18 F und 18 R, die konzentrisch zum Zylinderblock 1 angeordnet sind, und voneinander unab­ hängige, ringförmige vordere und hintere Ansaugkammern 17 F und 17 R, die radial außerhalb der Druckventilkammern 18 F, 18 R und konzentrisch zu diesen angeordnet sind, auf. Die vordere und hintere Ventilsitzplatte 10 F, 10 R besitzen vordere und hintere Ansaugöffnungen 11 L, 11 R, die mit den vorderen und hinteren Druckkammern 3 F, 3 R und mit den Ansaugkammern 17 F, 17 R in Verbindung stehen. Die Ventilsitzplatten 10 F, 10 R umfassen desweiteren mehrere vordere und hintere Auslaßöffnungen 12 F, 12 R, die mit den vorderen und hinteren Druckkammern 3 F und 3 R und mit den Druckventilkammern 18 F, 18 R in Verbindung stehen. Die Ansaugöffnungen 11 F, 11 R werden durch vordere und hintere Ansaugventile 13 F, 13 R verschlossen und ge­ öffnet, die benachbart zu den Öffnungen der Ansaugöff­ nungen 11 F, 11R auf der Seite der Druckkammern 3 F, 3 R angeordnet sind. Die Auslaßöffnungen 12 F, 12 R werden durch vordere und hintere Druckventile 14 F, 14 R ver­ schlossen und geöffnet, die benachbart zu den Öffnungen der Auslaßöffnungen 12 F, 12 R auf der Seite der Druckventil­ kammern 18 F, 18 R angeordnet sind. Diese Ansaug- und Druckventile 13 F, 13 R, 14 F, 14 R werden in Abhängig­ keit von den hin- und hergehenden Bewegungen der Doppel­ kopfkolben 5 in den Druckkammern 3 F, 3 R betätigt.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind die hinteren Druck­ ventile 14 R in der Form eines einstückigen Ventilele­ mentes 23 ausgebildet, das zur Leistungssteuerung des Kompressors bewegbar ist. Das Ventilelement 23 umfaßt eine Vielzahl von allgemein länglichen Ventil­ abschnitten 23 a, die als Druckventile 14 R dienen, und einen kreisförmigen mittleren Basisabschnitt 23 b, von dem aus sich die Ventilabschnitte 23 a in Radialrich­ tung erstrecken, so daß sie in Umfangsrichtung des Basis­ abschnittes 23 a im Abstand voneinander angeordnet sind. Die Ventilabschnitte 23 a (Druckventile 14 R) sind benachbart zu und gegenüber den hinteren Auslaß­ öffnungen 12 R angeordnet, so daß diese Auslaßöffnungen 12 R durch die freien Endabschnitte der Ventilabschnitte 23 a verschlossen werden, wenn das Ventilelement 23 in einer seiner Positionen benachbart zu der hinteren Ventilsitz­ platte 10 R angeordnet ist.

Das Ventilelement 23 umfaßt desweiteren eine Vielzahl von länglichen rechteckförmigen Lagerabschnitten 23 c, die sich ebenfalls in Radialrichtung vom Basisabschnitt 23 b aus erstrecken, so daß sie zwischen den Ventilab­ schnitten 23 a angeordnet sind.

Die hintere Ventilsitzplatte 10 R besitzt desweiteren eine zentrale Druckentlastungsöffnung 21, die konzentrisch zum Zylinderblock ausgebildet ist. Diese Druckentlastungs­ öffnung 21 kann durch das vorstehend beschriebene Ventil­ element 23 zur Leistungsregulierung geöffnet und ge­ schlossen werden, genauer gesagt durch den Basisabschnitt 23 b des Elementes 23, der die mehreren Druckventile 14 R (Ventilabschnitte 23 a) umfaßt, über die die hinteren Auslaß­ öffnungen 12 R geöffnet und geschlossen werden können. Die hintere Zylinderhälfte 1 R besitzt einen mittig an­ geordneten Federsitz 22 gegenüber der Druckentlastungs­ öffnung 21. Der Federsitz 22 weist eine Ausnehmung auf, die mit der Druckentlastungsöffnung 21 in Verbindung steht. Die Bodenwand des Federsitzes 22 ist mit einem Durchgangsloch 22′ versehen, das mit der Druckentlastungs­ öffnung 21 und über das hintere Lager 16 der Antriebs­ welle 2 mit der Schrägscheibenkammer 4 in Verbindung gehalten wird. Die Schrägscheibenkammer 4 steht mit den Ansauglöchern 9′ in Verbindung, die die vordere und hintere Ansaugkammer 17 F, 17 R miteinander verbinden. Der Zylinderblock 1 besitzt daher einen Ansaugraum, der aus der Schrägscheibenkammer 4 und den mit einem Ein­ laß des Kompressors in Verbindung stehenden Ansauglöchern 9′ besteht.

In der hinteren Seitenabdeckung 15 R ist eine Druckkammer 25 ausgebildet, die der Druckentlastungsöffnung 21 und dem Federsitz 22 gegenüberliegt und zu dieser konzen­ trisch ist. Das Ventilelement 23 zur Leistungsregulie­ rung, das die hinteren Druckventile 14 R trägt, wird zusammen mit seinem Halter 26 durch ein Betätigungsele­ ment in Form eines Betätigungskolbens 24 über eine Fixier­ schraube 27 gehalten. Genauer gesagt werden das Ventil­ element 23 und der Halter 26 an einem Ende vom Betäti­ gungskolben 24 getragen. Das andere Ende des Betätigungs­ kolbens 24 wirkt mit der hinteren Seitenabdeckung 15 R zusammen, um die Druckkammer 25 zu bilden, und ist glei­ tend entlang der Achse der Antriebswelle 2 zur hinteren Ventilsitzplatte 10 R und von dieser weg bewegbar. Der Be­ tätigungskolben 24 wird durch eine Schraubenfeder 28, die zwischen dem Betätigungskolben und dem Federsitz 22 angeordnet ist, in einer Richtung gegen den Boden der Druckkammer 25, d. h. in einer Richtung, in der die Druckventile 14 R von den hinteren Auslaßöffnungen 12 R wegbewegt werden, wie in Fig. 1 gezeigt, unter Vor­ spannung gehalten. Wie nachfolgend genauer erläutert wird, kann sich der Betätigungskolben 24 zwischen einer ersten Betriebsstellung der Fig. 2 benachbart zu der hinteren Ventilsitzplatte 10 R, in der die Druckventile 14 R (23 a) in Betrieb sind, und zwischen einer zweiten Außerbetriebsstellung der Fig. 1, die im Abstand zu der ersten Stellung angeordnet ist und in der die Druckventile 14 R (23 a) außer Betrieb gesetzt sind, bewegen. Mit anderen Worten, der Betätigungskolben 24, die hin­ tere Seitenabdeckung 15 R, die Schraubenfeder 28 etc. bilden einen Teil eines Mechanismus zum Außer­ betriebsetzen oder eines Mechanismus zur Leistungssteuerung, über den die hinteren Druckkammern 3 R wahlweise in den Betriebszustand der Fig. 2 gebracht werden, in welchem die Kompressionseinrichtungen normalerweise in Betrieb sind und das Kältemittelgas innerhalb der Druck­ kammern 3 R komprimieren, oder in den Außerbetriebszu­ stand der Fig. 1, in dem die Kompressionseinrichtungen außer Betrieb gesetzt sind und das Kältemittelgas nicht komprimieren können.

Wie vorstehend erläutert, werden die hinteren Druckven­ tile 14 R als Ventile zur Leistungssteuerung in der Form von Ventilabschnitten 23 a des Ventilelementes 23, das über den Betätigungskolben 24 betätigt wird, verwendet. In gleicher Weise werden die hintere Druck­ ventilkammer 18 R und die hintere Druckkammern 3 R als Kammern zur Leistungssteuerung einge­ setzt.

Der am Anfang dieser Beschreibung erwähnte Auslaß­ flansch 20 und ein nicht gezeigter Einlaßflansch sind radial auswärts des Zylinderblocks 1 angeordnet. Der Einlaßflansch bildet einen Kältemitteleinlaß, der mit den Ansaugkammern 17 F, 17 R über die Ansauglöcher 9′ in Verbindung steht. Der Auslaßflansch 20, der an einer äußeren ebenen Fläche des Zylinderblocks 1 an der Ver­ bindung der vorderen und hinteren Zylinderhälfte 1 F, 1 R befestigt ist, bildet einen gemeinsamen Kältemittel­ auslaß 20 a, der mit der vorderen und hinteren Druckventil­ kammer 18 F, 18 R über den vorderen und hinteren Auslaß­ kanal 20 F, 20 R (20 F nicht gezeigt) in Verbindung steht. Der Kältemittelauslaß 20 a und der Kältemitteleinlaß (nicht gezeigt) werden wahlweise über Solenoidventile (nicht gezeigt) mit der Druckkammer 25 in Verbindung gebracht. Diese Solenoidventile werden in Abhängigkeit von Steuersignalen von einer Abtastvorrichtung (nicht gezeigt), die eine Veränderung in der Kühllast des Kom­ pressors erfaßt, gesteuert.

Im Auslaßflansch 20 ist ein Rückschlagventil 29 ange­ ordnet, das den Rückstrom des komprimierten Gases in einer Richtung von der vorderen Druckventilkammer 18 F (somit vom Auslaßflansch 20) zur hinteren Druckventilkammer 18 R über den hinteren Auslaßkanal 20 R blockiert, wenn sich der Betätigungskolben 24 in seiner zweiten oder Außerbe­ triebsstellung befindet.

Die hintere Ventilsitzplatte 10 R besitzt eine Vielzahl von voneinander unabhängigen, allgemein länglichen, bogen­ förmigen Ausnehmungen 30, die den hinteren Druckven­ tilen 14 R (Ventilabschnitt 23 a) entsprechen, so daß die Ausnehmungen 30 zur hinteren Druckventilkammer 18 R hin offen sind. Diese bogenförmigen Ausnehmungen 30 sind im Ab­ stand voneinander entlang eines Kreises angeordnet, der konzentrisch zur zentralen Druckentlastungsöffnung 21 verläuft, so daß die Ausnehmungen 30 zwischen den festen Enden der benachbarten Lagerabschnitte 23 c des Ventilelementes 23 angeordnet sind. Mit anderen Worten, die bogenförmigen Ausnehmungen 30 sind gegenüber den mittleren Abschnitten 14 R′ (23 a′) der entsprechenden hinteren Druckventile 14 R (23 a) angeordnet, wobei diese Abschnitte 14 R′ zum Basisabschnitt 23 b ziemlich benachbart angeordnet sind. Die Ausnehmungen 30 sind so bemessen und ausgebildet, daß jede Ausnehmung an ihren gegenüberliegenden Enden selbst dann zu der hinteren Druckventilkammer 18 R offen ist, wenn die hinteren Druckventile (Ventilabschnitte 23 a) in Kontakt mit der hinteren Ventilsitzplatte 10 R gehalten werden. Somit können die Ausnehmungen 30 immer zumindest in teilweiser Verbindung mit der hinteren Druckventilkammer 18 R gehalten werden.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des vorstehend be­ schriebenen Kompressors mit veränderlicher Leistung erläutert.

Unmittelbar nachdem der Kompressor in Betrieb genommen worden ist, wird der Betätigungskolben 24, der in der hinteren Seitenabdeckung 15 R angeordnet ist, unter der Vorspannkraft der Schraubenfeder 28 in seiner zweiten Position der Fig. 1 gehalten, wobei er gegen die Boden­ wand der Druckkammer 25 gepreßt wird und alle Druck­ ventile 14 R (Ventilabschnitte 23 a) im Abstand von den hinteren Auslaßöffnungen 12 R angeordnet sind. In diesem Zustand wird die Druckkammer 25 durch die Steuerung der Solenoidventile (nicht gezeigt) in Verbindung mit dem Kältemitteleinlaß (nicht gezeigt) gehalten. In den vor­ deren Druckkammern 3 F findet ein normaler Kompressions­ vorgang bei Inbetriebnahme des Kompressors statt. Die hinteren Druckkammern 3 R sind jedoch über die offenen Auslaßöffnungen 12 R zur hinteren Druckventilkammer 18 R hin offen, und die Druckventilkammer 18 R wird über die Druckent­ lastungsöffnung 21, das Durchgangsloch 22′ und den An­ saugraum (Schrägscheibenkammer 4 und Ansauglöcher 9′) mit dem Ansaugeinlaß des Kompressors in Verbindung ge­ halten. Daher findet in den hinteren Druckkammern 3 R kein normaler Kompressionsvorgang statt. In diesem Zu­ stand ist der hintere Auslaßkanal 20 R durch das Rück­ schlagventil 29 im Auslaßflansch 20 geschlossen, wodurch ein Rückstrom des komprimierten Gases vom Auslaßflansch 20 zur hinteren Druckventilkammer 18 R durch das Rückschlag­ ventil 29 blockiert wird.

Durch die Rotation der Antriebswelle 2 führt die Schräg­ scheibe 6 eine hin- und hergehende Drehbewegung in der Schrägscheibenkammer 4 aus. Diese Bewegung der Schräg­ scheibe 6 wird über die Kugeln 7 und die Gleitschuhe 8, die sich mit der Schrägscheibe 6 in Gleitkontakt be­ finden, auf die Doppelkopfkolben 5 übertragen. Auf diese Weise werden die Kolben 5 in den Druckkammern 3 F und 3 R hin- und herbewegt.

Das Kältemittelgas vom Verdampfer der Klimaanlage wird über eine Saugleitung (nicht gezeigt) und den vor­ stehend erwähnten Einlaßflansch (nicht gezeigt) in die Schrägscheibenkammer 4 eingeführt. Das in die Schräg­ scheibenkammer 4 geführte Kältemittelgas wird dann über die Ansauglöcher 9′ der vorderen und hinteren Ansaug­ kammer 17 F, 17 R zugeführt. Das in der vorderen Kammer 17 F befindliche Gas wird über die vorderen Ansaugöff­ nungen 11 F, die durch die Bewegungen der vorderen An­ saugventile 13 F von der vorderen Ventilsitzplatte F weg unter dem in den vorderen Druckkammern 3 F während eines Saug­ hubes der Kolben 5 entwickelten Unterdrucks geöffnet werden, in die vorderen Druckkammern 3 F angesaugt. Das Gas wird dort durch die Kolben 5 während ihres Kom­ pressionshubes komprimiert, und die vorderen Druckven­ tile 14 F werden durch das komprimierte Gas von der vor­ deren Ventilsitzplatte 10 F weggedrückt, wodurch das kompri­ mierte Gas in die vordere Druckventilkammer 18 F abgegeben wird. Auf diese Weise wird in den vorderen Druckkammern bei F ein Kompressionsvorgang durchgeführt.

Das in die hinteren Druckkammern 3 R gesaugte Kältemittel­ gas wird jedoch durch die hin- und hergehenden Bewegun­ gen der Kolben 5 nicht komprimiert, da die hinteren Aus­ laßöffnungen 12 R offengehalten werden, d. h. die hinteren Druckventile 14 R (Ventilabschnitte 23 a) des Ventilele­ mentes 23 werden von der hinteren Ventilsitzplatte 10 R entfernt gehalten. Mit anderen Worten, die hintere Druckventil­ kammer 18 R wird über die Druckentlastungsöffnung 21, das hintere Lager 16 und das Durchgangsloch 22 im Feder­ sitz 22 mit dem Ansaugraum 4, 9′ in Verbindung gehalten, wodurch in den hinteren Druckkammern 3 R keine Kompression erzeugt wird. Der Kompressor wird daher mit 50% Leistung betrieben.

Bei dieser Betriebsweise des Kompressors wird das kom­ primierte Gas von der vorderen Druckventilkammer 18 F über den vorderen Auslaßkanal 20 F (nicht gezeigt) und den Auslaßflansch 20 dem gemeinsamen Auslaß 20 a zugeführt. Zur gleichen Zeit wird die Druckkammer 25 durch den Druck des komprimierten Gases am gemeinsamen Auslaß 20 a beaufschlagt. Wenn dieser Auslaßdruck über eine vorge­ gebene Grenze ansteigt, wird der Betätigungskolben 24 gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 28 in seine erste Position benachbart zu der hinteren Ventilsitzplatte 10 R bewegt, wobei die hinteren Auslaßöffnungen 12 R und die Druckentlastungsöffnung 21 durch die am Betätigungs­ kolben 24 vorgesehenen Druckventile 14 R (23 a) ge­ schlossen werden. In diesem Zustand der Fig. 2, bei dem die hintere Druckventilkammer 18 R mit dem Ansaugraum 4, 9′ nicht in Verbindung steht, wird sowohl in den hinteren Druckkammern 3 R als auch in den vorderen Druckkammern 3 F ein normaler Kompressionsvorgang durchgeführt. Der Kompressor wird daher mit 100% Leistung betrieben.

Wenn eine Kühllast im Kraftfahrzeug (und somit eine Kühllast des Kompressors) unter eine vorgegebene Grenze abgefallen ist, wird das Richtungssteuersole­ noidventil in Abhängigkeit von einem Signal von dem vorstehend erwähnten Lastfühler (nicht gezeigt), der diesen Abfall der Kühllast erfaßt, umgeschaltet. Da­ durch wird der Saugdruck am Kältemitteleinlaß des Kom­ pressors der Druckkammer 25 zugeführt. In diesem Zu­ stand wird der Betätigungskolben 24 durch die Schrau­ benfeder 28 in seine zweite Position bewegt, und die Druckventile 14 R werden von der hinteren Ventilsitzplatte 10 R getrennt. Die hinteren Druckkammern 3 R werden daher außer Betrieb gesetzt, d. h. sie sind nicht mehr in der Lage, das Kältemittelgas zu komprimieren, so daß der Kom­ pressor nur noch mit 50% Leistung arbeitet.

Wenn die Trennung der hinteren Druckventile 14 R (23 a) von der hinteren Ventilsitzplatte 10 R im Zustand der Fig. 4 begonnen worden ist, werden einige der Druckventile 14 R infolge der in einigen der hinteren Druckkammern 3 R, in denen sich die Kolben 5 im Saughub oder im An­ fangsstadium ihres Kompressionshubes befinden, vorhan­ denen Drücke gegen die hintere Ventilsitzplatte 10 R gepreßt, d. h. aufgrund der in den hinteren Druckkammern vor­ handenen Drücke, die niedriger sind als der Druck in der hinteren Druckventilkammer 18 R. Da das Betätigungsele­ ment 24 von der Ventilsitzplatte 10 R wegbewegt wird, wer­ den der Basisabschnitt 23 b des Ventilelementes 23 und die Teile der Ventil- und Lagerabschnitte 23 a, 23 c be­ nachbart zum Umfang des Basisabschnittes 23 b von der hinteren Ventilsitzplatte 10 R getrennt, so daß die Druck­ entlastungsöffnung 21 geöffnet wird. Folglich wird der Druck in einem mittleren Abschnitt der hinteren Druckventil­ kammer 18 R benachbart zum Basisabschnitt 23 B plötz­ lich in einem beträchtlichen Ausmaß reduziert. Ande­ rerseits verbleibt unmittelbar nach dem geringfügigen Öffnen der Druckentlastungsöffnung 21 der Druck in einem radial äußeren Abschnitt der Kammer 18 R benach­ bart zu den freien Endabschnitten der Druckventile 14 R (Ventilabschnitte 23 a) auf dem gleichen Niveau wie vor dem Zeitpunkt, an dem die Kammer 18 R mit dem Ansaugraum in Verbindung gebracht wurde. Daher besteht über einen sehr kurzen Zeitraum nach der Trennung des Basisab­ schnittes 23 b von der Ventilsitzplatte 10 R die Neigung, daß die freien Endabschnitte der Ventilabschnitte 23 a (und der Lagerabschnitte 23 c) in Kontakt mit der Ven­ tilsitzplatte 10 R verbleiben. Dadurch werden diese Ab­ schnitte 23 a (14 R) und 23 c in ihren mittleren Bereichen 23 a′ (14 R′) geringfügig durchgebogen. Diese Neigung des Ventilelementes 23 wird jedoch durch die bogenförmigen Ausnehmungen 30, in denen der Druck im wesentlichen auf dem gleichen Wert wie in der hinteren Druckventilkammer 18 R gehalten werden kann, minimal gehalten. Dieser merkliche Druckausgleich auf beiden Seiten der mittleren Abschnitte 23 a′ (14 R) der Ventilabschnitte 23 (14 R) trägt zu einer leichten Trennung dieser mittleren Abschnitte 23′ der Ventilabschnitte 23 mit einer minimalen Durchbiegung derselben bei, wenn das Betätigungselement 24 von der Ventilsitzplatte 10 R wegbewegt wird. Durch die Trennung der mittleren Abschnitte 14 R′ der Druckventile 14 R (23 a) gegenüber den Ausnehmungen 30, wie in Fig. 5 gezeigt, können die Ventile 14 R über einen breiteren Bereich mit Ausnahme ihrer freien Endteile durchgebogen oder verformt werden, so daß eine Druckverformung der Ven­ tile 14 R durch eine Bewegung des Betätigungselementes 24 vermieden wird. Daher können die freien Endteile der Ventile 14 R durch eine relativ geringe Bewegungsdistanz des Betätigungskolbens 24 mit einem relativ kleinen Ver­ formungs- oder Durchbiegungsgrad der Ventile 14 R von der hinteren Ventilsitzplatte 10 R getrennt werden. Somit können die hinteren Druckventile 14 R in der Form des Ventilelementes 23 über eine längere Zeitdauer genutzt werden, ohne daß Verformungen, Beschädigungen oder Brüche auftreten.

Um die Umfangsränder des Basisabschnittes 23 b zwischen den mittleren Abschnitten 23 a′ (14R′) und den Paß­ flächen der hinteren Ventilsitzplatte 10 R zu schützen, ist das Ventilelement 23 mit den Lagerabschnitten 23 c ver­ sehen, die sich in Radialrichtung zwischen den Ventil­ abschnitten 23 a erstrecken. Ohne diese Lagerabschnitte 23 c stoßen die Umfangsränder des Basisabschnittes 23 b gegen die Paßflächen der hinteren Ventilsitzplatte 10 R zwi­ schen den bogenförmigen Ausnehmungen 30, wenn der Basis­ abschnitt 23 b durch den Betätigungskolben 23 von der Platte 10 R getrennt wird, da der Basisabschnitt 23 b verformt und sein Umfang relativ zur Ventilsitzplatte 10 R geneigt wird. Mit den Lagerabschnitten 23 c, die sich vom Umfang des Basisabschnittes 23 b aus erstrecken, wer­ den die ebenen Flächen an den freien Enden der Lager­ abschnitte 23 c in Gleitkontakt mit der hinteren Ventilsitz­ platte 10 R gehalten, bis das Ventilelement 23 vollstän­ dig von der Platte 10 R getrennt worden ist. Somit wer­ den die Oberflächen der Platte 10 R durch die sonst vor­ handenen Umfangsränder des Basisabschnittes 23 b nicht beschädigt. Folglich wird die Dichtungsfunktion des Ventilelementes 23 (von dessen Basisabschnitt 23 b) durch mögliche Beschädigungen der Kontaktflächen des Basisabschnittes und der hinteren Ventilsitzplatte 10 R nicht beeinträchtigt.

Die Abmessungen und Formen der bogenförmigen Ausnehmungen 30 können in entsprechender Weise modifiziert werden.

Desweiteren können die voneinander unabhängigen bogen­ förmigen Ausnehmungen 30 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform durch eine einzige Ringnut 31 ersetzt werden, wie in Fig. 6 gezeigt, die konzentrisch zur Druckentlastungsöffnung 21 ausgebildet ist, so daß die Nut 31 benachbart zu den mittleren Abschnitten 23 a′ der Ventilabschnitte 23 verläuft. Als weitere Alternative können für jeden Ventilabschnitt 23 a (Druckventil 14 R) mehrere Ausnehmungen derart vorgesehen sein, daß sie im Abstand voneinander über die Länge des Ventilabschnittes 23 a angeordnet sind. Diese Alternative kann beispiels­ weise durch zwei konzentrische Ringnuten 32 a, 32 b ver­ wirklicht werden, wie in Fig. 7 gezeigt, die konzen­ trisch zu der Druckentlastungsöffnung 21 verlaufen.

Obwohl sämtliche hinteren Druckventile 14 R als Ven­ tile zur Leistungssteuerung in der Form des Ventil­ elementes 23, das durch den Betätigungskolben 24 beweg­ bar ist, genutzt werden, ist es auch möglich, nur eines oder einige der hinteren Druckventile 14 R am Betätigungs­ kolben 24 anzuordnen, der am radial mittleren Teil des Kompressors vorgesehen sein kann oder nicht. Obwohl bei der dargestellten Ausführungsform die hinteren Druck­ ventile 14 R von einem einzigen Betätigungskolben 24 betä­ tigt werden, ist es auch möglich, mehrere Betätigungsein­ heiten zu verwenden, um die Druckventile zur Leistungs­ steuerung zu betätigen. Darüberhinaus können auch die vorderen Druckventile 14 F als Druckventile zur Leistungssteuerung eingesetzt werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Leistungssteuerung eines Kompressors mit einer Druckventilkammer und einem von einer Ventil­ sitzplatte abhebbaren Druckventil, das im abgehobenen Zustand mindestens eine Auslaßöffnung und eine zentrale Öffnung in der Ventilsitzplatte freigibt, die einen By­ pass zur Saugseite herstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitzplatte (10 R) auf ihrer Oberseite zwi­ schen der zentralen Öffnung (21) und der Auslaßöffnung (12 R) eine Ausnehmung (30, 31, 32 a, 32 b) aufweist, die mit der Druckventilkammer (18 R) in Verbindung steht und vom Druckventil (14 R) teilweise übergriffen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (30) nierenförmig ausgebildet ist und an beiden Enden mit der Druckventilkammer (18 R) in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielzahl von voneinander unabhängigen nie­ renförmigen Ausnehmungen (30) aufweist, die jeweils einem aus einer Vielzahl von Auslaßventilen (14 R) zugeordnet sind, und daß die nierenförmigen Ausnehmungen (30) im Abstand voneinander entlang eines konzentrisch zur zen­ tralen Öffnung (21) vorgesehenen Kreises angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (31) eine Ringnut ist, die konzen­ trisch zur Öffnung (21) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (32 a, 32 b) durch mehrere radial von­ einander beabstandete Ringnuten gebildet wird.